液压与气压传动总纲

5-活 塞 6-导 向 套 7-防 尘 圈 8-活 塞 杆
（ b）
柱塞缸符号
图形符号：
(b) 图 形 符 号
液压摆动缸
增速缸
1
2
b
I
a
II III
3 c
图4-12 增速缸结构示意图
1-柱塞 2-活塞 3-缸筒
增压缸（增压器）
p2 p1
4、齿条活塞缸
液压与气压传动控制元件
控制阀的分类 1、按用途分 方向控制阀（如单向阀、换向阀）； 压力控制阀（如溢流阀、减压阀、顺序阀） 流量控制阀（如节流阀、调速阀）。
液压伺服系统
转向助力系统
履带式推土机主 离合器的液压助 力结构
2）理论流量 q t：无内外泄漏时，单位时间内泵排出液
体的体积。 即 qt Vn 。
3）实际流量 q：泵工作时实际输出的流量。 qqt q
4）额定流量 q n ：在额定转速和额定压力下泵输出的流
量。也是按试验标准规定必须保证的流量。
5）瞬时流量 q i n ：泵在某一瞬时的理论（几何）流量。
流量常用单位为m3/s 或 L/min。
液体静压力有两个重要特性: （1）液体静压力垂直于承压面 （2）静止液体内任一点所受到的压力在各个方向上 都相等。
压力的表示方法
相对压力：以大气压力为基准所表示的压力。 绝对压力：以绝对真空作为基准进行度量的压力。 真空度
连续性方程
液体动力学
则 v1A1 = v 2A2 或 q = vA = 常数
4、效率 1）容积效率 pv ：泵的实际流量与理论流量之比。
pv q qt qt qtq1 qq t 1V qn
2)机械效率 pm ：泵所需要的理论转矩Tt与实际转矩T的比值称 为机械效率。
pmTTt 22nnTTt P Pti
3)总效率 p ：是泵输出功率与输入功率之比。
pP P o i 2 p n q T q q t2 p ntq T q q t P P tipv pm
按 照
活塞式
结 构
柱塞式
形 式
摆动式
按
照
单作用
作
用
双作用
方
式
12
3 456
双杆活塞缸的速度、推力计算：
10 9
液 压 缸 基 本 结活构塞缸符号
8 7p1q
p2
8 图 4-10(a)柱 塞 式 液 压 缸
1-缸 体 2-柱 塞 3-导 向 套 4-密 封 装 置 5、 6-密 封 压 紧 装 置 7-防 尘 圈 8-泄 油 口
溢流阀结构和工作原理
直动式溢流阀 。
图形符号 p
p Ax
T
先导式溢流阀
关闭状态
开启状态
二、 减压阀 根据“串联减压式压力负反馈”原理设计而成的液压阀
称为减压阀。减压阀主要用于降低并稳定系统中某一支 路的油液压力，常用于夹紧、控制、润滑等油路中。 减压阀的特征是：阀与负载相串联，调压弹簧腔有外接 泄油口，采用出口压力负反馈。
把普通液压阀手调装置或者电磁铁操作装置变成步进电机调动装置即用步进电机驱动液压阀便于计算机对电液系统控制把步进电机接受一个脉动转动一定的角度通过凸轮或者丝杆换成直线位移量从而推动阀心或者压缩弹簧实现液压阀对方向流量和压力控制如图549
液压与气压传动
课程的任务 ：
液压元件的基本理论； 对液压元件的选择和应用； 液压回路的分析与设计； 了解一般气动元件的原理、功用
1、径向柱塞泵的工作原理
柱塞泵
轴向柱塞泵工作原理
3、轴向柱塞泵的结构
• 滑靴的静压支撑结构
（斜盘）
• 端面间隙的自动补偿 缸体3
斜盘1
柱塞2
配油盘4
②压力补偿变量机构
以此机构代替上图变量 泵手动变量机构，就成 为恒功率变量泵。图中 滑阀5和活塞6则形成一 个液压伺服机构。
斜轴式泵柱
液压与气压传动的执行元件
液压泵分类：
按排量 能否调节
变量泵 定量泵
按结构形式
齿轮式 叶片式 柱塞式
螺杆式
液压泵的图形符号
单向定量泵
单向变量泵
双向定量泵
双向变量泵
二、液压泵的性能参数
液压泵的基本性能参数主要是指液压泵的压力、排量、 流量、功率和效率等。
1. 压力 1）工作压力：指泵实际工作时输出的油液压力值。 实际工作压力取决于相应外负载。
齿轮泵的工作原理
齿轮泵的排量和流量 齿轮泵的结构特点 其它形式的齿轮泵的工作 原理
1—泵体;2 —主动齿轮;3 —从动齿轮
叶片泵工作原理 双作用叶片泵
单作用叶片泵工作原理
叶片泵的结构特点：存在困油现象，转子承受径向液 压力 ，叶片沿旋转方向向后倾斜。
排量和流量计算
外反馈限压式变量叶片泵
内反馈限压式变量叶片泵
2）额定压力：液压泵在正常工作条件下，按试验标准规 定连续运转的最高压力。超过此压力时过载。
3）最高允许压力：液压泵在短时间内允许超载使用的极 限压力。
4）吸入压力：液压泵的吸入口处压力。
2、排量和流量 1）排量VV ：是泵主轴每转一周所排出液体体积的理论值。
排量常用单位为m3/r 或 mL/r。
节流阀的工作原理
1、调速阀的工作原理
3、分流集流阀
电液数字控制阀
用数字信息直接控制液压阀称为电液数字控制阀，简称数字阀。 数字阀与电液伺服阀、电液比例阀相比，其结构简单，工艺性 好，价廉，抗污染能力强，重复性好，工作稳定可靠，功耗小。 目前常用的有增量数字阀和脉宽调制式数字阀。 1)增量式数字阀
电液比例控制阀的构成，从原理上讲相当于在普通液压阀 上， 装上一个比例电磁铁以代替原有的控制（驱动）部分。根 据用途和 工作特点的不同，电液比例控制阀可以分为电液比例 压力阀、电液 比例流量阀和电液比例方向阀三大类。
2) 比例阀的结构
在普通液压阀上用电—机械转换器取代原有的控制部分， 即为比例阀 。
一、液压泵的工作原理
至系统
油箱
液压泵是靠密封工作腔的容积变化进行工作的，容积变大时 吸油，容积变小时排油。
液压泵工作的必需条件：
（1）必须有一个或多个周期性变化的封闭容积； （2）必须有配油机构，即
封闭容积加大时吸油腔相通 封闭容积减小时排出压油腔相通
（3）吸、压油腔要互相隔开并具有良好密封性。
手 动 液 压 千 斤 顶
液压传动原理
液压传动：是以液体为工作介质,利用液
体的压力能进行能量传递的一种传动方式。
气压传动：是以压缩空气为工作介质，利 用其压力能进行能 量传递的传动方式。
液压与气压系统的组成
介质：液压油或压缩空气，传递动力的介质、运 动件间的润滑剂、散热
动力元件：液压泵或气源装置，其功能是将原动 机输入的机械能转换成流体的压力能，为系统提 供动力
2、按控制方式分
开关或定值阀； 比例控制阀； 伺服控制阀； 电液数字控制阀。
3、 按结构形式分
滑阀； 锥阀； 球阀； 转阀； 喷嘴挡板阀； 射流管阀。
4、 按安装连接形式分
（1）螺纹连接 （2）法兰连接
(3) 板式连接
(4)叠加式连接 (5)插装式连接 （6）集成块式连接
方向控制阀
•图5．10 单向阀的工作原理和图形符号 • (a)工作原理图，(b)详细符号，(c)简化符号
及气动系统的组成和应用。
机器
原动机 传动机构： 机械传动、电气传动和流体传动机构。
工作机 机械传动：齿轮、链、带传动，以及杆机构等。
电气传动：电磁感应、交流电机变频器等。
流体传动
液力传动：液体的动能 液体传动
液压传动：液体的压力能
气压传动 气体的压力能
推土机
液压传动设备：油压机
液压传动装置：汽车吊
压力损失： 由于液体具有粘性，在管路中流动时又不可避免地
存在着摩擦力，所以液体在流动过程中必然要损耗一 部分能量。这部分能量损耗主要表现为压力损失。
压力损失有沿程损失和局部损失两种。
孔口和缝隙流量计算
qCT Ap
液压与气压传动动力元件
1.液压泵的工作原理及性能参数 2.齿轮泵 3.叶片泵 4.柱塞泵 5.常用液压泵的性能 6.气源装置
电液比例阀
电液比例阀是一种按输入的电气信号连续地、按比例地 对油液的压力、流量或方向进行远距离控制的阀。与手动调 节的普通液压阀相比，电液比例控制阀能够提高液压系统参 数的控制水平；与电液伺服阀相比，电液比例控制阀在某些 性能方向稍差一些，但它结构简单、成本低，所以它广泛应 用于要求对液压参数进行连续控制或程序控制，但对控制精 度和动态特性要求不太高的液压系统中。
比例溢流阀
比例减压阀
液压基本回路
压力控制回路 方向控制回路 流量控制回路（节流调速、容积调速、
容积节流调速） 多缸运动回路
液压伺服控制系统
伺服控制的工作原理
特点：负反馈、靠偏差工作、
放大系统、跟踪系统
系统的组成
典型的伺服控制元件
伺服阀
电液伺服阀
接收电信号， 输出相应的 流量或压力
A
ห้องสมุดไป่ตู้
B
P
T
第三节 压力控制阀
在系统中控制介质压力高低的阀称之为压力控制阀。这 类阀的共同点主要是利用在阀芯上的液压力和弹簧力相平衡 的原理来工作的。
一、 溢流阀 根据“并联溢流式压力负反馈”原理设计而成的液压 阀称为溢流阀。溢流阀的特征是：阀与负载相并联， 溢流口接回油箱，采用进口压力负反馈。
溢流阀的主要用途： (1）调压和稳压。 (2）限压。 (3）背压。
结论：液体在管道中流动时，流过各个断面的流量是 相等的，因而流速和过流断面A成反比。
运动速度取决于流量，而与流体的压力无关。
液体伯努利方程
pg1 h12u1g2 pg2 h22ug22 p g 1h 12 1v g 1 2p g 2h22 2g v2 2hw
动量方程
F It ( m t) vq(v2v1)
辅助元件：保证系统正常工作所需要的辅助装置， 包括管道、管接头、油箱或储气罐、过滤器和压 力计
液压工作介质 物理性质
1、密度： 2、可压缩性和膨胀性 3、粘度及其表示方法 常用的粘度有三种不同单位： （1）动力粘度 （2）运动粘度 （3）相对粘度
液压工作介质的力学性质
液体静力学
液体压力 静止液体在单位面积上所受的法向力称为静压力。
单向阀
A
B
K
液控单向阀符号
换向阀 换向阀的类型有 按阀的结构形式：滑阀式、转阀式、球阀式、锥阀式。 按阀的操纵方式：手动式、机动式、电磁式、液动式、
电液动式、气动式。 按阀的工作位置数和控制的通道数：二位二通阀、二
位三通阀、二位四通阀、三位四通阀、三位五通阀等。
换向阀的工作原理
A
B
O
P
滑阀中位机能
马达和缸
压力能
能量转换
机械能
液压缸、液压马达 （压力油）
按
使
常用于需要获得较大输出力和扭矩的场合
用
的 介
气缸、气马达 （压缩空气）
质
常用于需要获得较小输出力和扭矩的场合
由于结构强度、材质要求和密封条件的不同，两种介质 的缸和马达不能互换使用。
第一节、缸的分类和特点
缸－将压力能转换成往复直线（摆动）运动机械能的装置。
3. 功率 1）理论功率Pt ：
P t ptq T t 2ntT
式中：T t n — 液压泵的理论转 矩(N.m)和转速(r/min)。
p qt — 液压泵的压力和理论流量。
2）(实际)输入功率 Pi：
Pi T2nT
T －泵实际输入扭矩
3）（实际）输出功率 Po：
Po pq p 泵出口与进口压力差
执行元件：液压缸（或气缸）、液压马达（或气 马达），功能是将流体的压力能转换成机械能， 输出力和速度（或转矩和转速），以带动负载进 行直线运动或旋转运动
控制元件：压力、流量和方向控制阀，作用是控 制和调节系统中流体的压力、流量和流动方向， 以保证执行元件达到所要求的输出力（或力矩）、 运动速度和运动方向
分类： • 按调节要求：可分为定值减压阀、定差减压阀。 • 按工作原理：可分为直动式和先导式。
1、 定值式减压阀的结构和工作原理 直动式 减压阀
y
先导式 减压阀
定值式减压阀结构及图形符号
定差减压阀
调节螺钉
顺序阀结构与工作原理
直动式
1、结构与工作原理
先导式
顺序阀的图形符号
流量控制阀
节流阀、调速阀和分流集流阀等。
工作原理：把普通液压阀手调装置（或者电磁铁操作装置）变 成步进电机调动装置，即用步进电机驱动液压阀，便于计算机 对电液系统控制，把步进电机接受一个脉动，转动一定的角度， 通过凸轮或者丝杆换成直线位移量，从而推动阀心或者压缩弹 簧，实现液压阀对方向、流量和压力控制，如图5.49。
计算机发出信号后，步进电机转动，通过滚丝杠转化为轴向位移，带动节 流阀阀心移动，。