液压基础教程

（3）功率、机械效率和总效率
泵的输入功率：驱动泵轴的输入机械功率＝2πTnp 泵的输出功率：泵输出的液压功率＝ppQp
机械效率ηpm：泵工作时由于相对运动零件之间的摩擦及 液体粘性摩擦而引起摩擦损失，因此，驱动泵所需的实 际输入转矩必然大于理论转矩；此外还有一些其它损失， 如发热、振动等，一般我们把除容积效率外的所有效率 均归为机械效率。 总效率p：泵的输出功率与输入功率之比，可表示为： p=pm.pv
液压传动的缺点
（1）泄露问题（可通过工艺克服） （2）控制复杂一些：非线性因素多、难于精确建模
（3）能量经过两次转换，效率比其它两种传动方式低
（4）液压元件的制造和维护要求均较高
1.4 液压技术的发展概况



1650年帕斯卡提出了静止液体中的压力传播规律——帕斯 卡原理，1686年牛顿揭示了粘性液体的内摩擦定律，18世 纪流体力学的两个重要原理——连续性方程和伯努利能量 方程相继建立，为液压技术的发展奠定了基础。 1795年英国制成世界上第一台水压机，液压传动开始进入 工程领域， 1900年：德国科学家研制出第一台液压传动装置。 二次世界大战前后，液压传动在大型军事武器装备上得到 广泛应用。二战结束后，液压技术很快进入民用领域。
说明能量守恒。
综上所述，可归纳出液压传动的基本特征是： 以液体为传动介质，靠处于密闭容器内的液体静 压力来传递动力，其静压力的大小取决于外负载； 负载速度的传递是按液体容积变化相等的原则进行 的，其速度大小取决于流量。 因此采用液压传动可达到传递动力，增力，改变速 比等目的，并在不考虑损失的情况下保持功率不变。


1.2 液压传动的工作原理

液压传动：以液体作为工作介质来实现能量的传 递和转换。 机械能液体压力能机械能 分类：
静液压传动（简称液压传动，也称容积式液压传动）

动力液力传动（简称液力传动）
液压传动的工作原理
v1 p1 A1 v2
F1
p2 A2
F1/A1=F2/A2
，或：F1/F2=A1/A2
（2）压力
工作压力：指泵的输出压力，其数值决定于外负载。
额定压力：是指根据实验结果而推荐的可连续使用 的最高压力，反映了泵的能力（一般为泵铭牌上所标 的压力）。在额定压力下运行时，泵有足够的流量输 出，并且能保证较高的效率和寿命。
最高压力：比额定压力稍高，可看作是泵的能力极 限。一般不希望泵长期在最高压力下运行。

优点：古典、成熟、可靠、不易受负载影响 缺点：笨重、体积大、自由度小、结构复杂、不好实现自动控制 优点：远距离控制、无污染、信号传递迅速、易于实现自动化等 缺点：体积重量偏大、惯性大、调速范围小、易受外界负载的影响， 受环境影响较大；

电气传动


气体传动 优点：结构简单、成本低，易实现无级变速；气体粕性小，阻力损失 小，流速可以很高，能防火、防爆，可在高温下工作。 缺点：空气易压缩，负载对传动特性的影响较大，不宜在低温下工作， 只适于小功率传动。 液压传动：后起之秀、优势很多
第2部分 液压元件及其基本参数
与单元回路
第2部分 液压元件及其基本参数
2.1 液压泵和液压马达 2.2 液压缸 2.3 液压辅助装置 2.4 液压控制阀与典型液压回路

2.1 液压泵和液压马达
液压泵的工作原理 1-偏心轮；2-柱塞； 3-弹簧；4-缸体；5-单向 阀；6-单向阀
液压泵的主要性能参数
（1）排量、流量和容积效率
泵的排量qp：液压泵旋转一周所排出液体的体积。 单位为m3/r或ml/r。
泵的流量:泵在单位时间内排出液流的体积。 理论流量: QT=qp· np 实际流量: Q=QT-ΔQ ，ΔQ:泵的泄露流量。
泵的实际流量和理论流量之比称为 容积效率，即： pv=Q/QT=(QT -ΔQ)/QT=1-ΔQ/QT 即：Q=QT· pv
等体积特性：假设液压缸1让出的液体体积等于液压
缸2吸纳的体积
液压传动可传递力：力比等于二活塞面积之比 液压传动可传递速度：速比等于二活塞面积之反比
v2/v1=A1/A2可写成： A1v1=A2v2=Q（流量） 这在流体力学中称为液流连续性原理，它反 映了物理学中质量守恒这一现实。 F1v1=F2v2=N=pQ（功率）
F2
压力相等：p1=p2
液压传动的工作原理
v1 =L1/t p1 A1 v2 =L2/t
F1
p2 A2
F1/A1=F2/A2 A1L1=A2L2
，或：F1/F2=A1/A2
F2
压力相等：p1=p2 容积相等：W1=W2
或 L1/L2=A2/A1
同样时间段t内： v1/v2=A2/A1
力比和速比
等压特性：帕斯卡定律“平衡液体内某一点的液体 压力等值地传递到液体内各处”
工程机械：

1951年，法国波克兰——第一台全液压挖掘机 日本：1966年：32%，1972年：72% 我国：60年代引进，抚顺挖掘机厂，未成功，70年底：探索
1.5 液压传动系统的组成部分与图形符号
1.3 液压传动系统的组成部分与图形符号




能源装置：将机械能转换成液 压能，即液压泵。 执行元件：将液压能重新转换 成机械能，克服负载，带动机 器完成所需的运动，即油缸、 马达。 控制元件：控制压力、流量及 流动方向的装置，即各种阀。 辅助元件：除上述装置以外的 其它必不可少的装置，如滤油 器、油箱、管路及检测装置(压 力表、温度计等)。 工作介质：即液体
第1部分 液压传动的工作原理
1.1 机器的传动方式

任何一部机器：
理想的传动： 较高的效率！！
动力装置：柴油机、汽油机、电动机 传动装置：改变速度、方向、力矩 工作装置：铲刀、挖掘斗、熨平板
转速/力矩变化范围不大
…
转速/力矩变化范围大
动力装置
传动装置
个重要的概念：
液体压力取决于负载 流量决定速度
1.3 液压传动的特点

液压传动的优点：
（1）体积小、重量轻、惯性小、响应速度快
（2）能够实现无级调速，调速范围广 （3）可缓和冲击，运动平稳 （4）容易实现过载保护 （5）液压元件有自我润滑作用，使用寿命较长
（6）容易实现自动控制