第八章 液压传动《机械工程基础(第2版)》教学课件

重物不断上升，达到起重的目的。9—放油阀 10—油池
第八章 液压传动
若将放油阀旋转90°，则在重力的作用下，大缸6中的油液 流回油池10，活塞就下降到原位。由上述例子可以看出，油 压千斤顶是一个简单的液压传动装置。分析油压千斤顶的工 作过程，可知液压传动是以液体为工作介质来传递动力的一 种传动方式，它依靠密封容积的体积变化来传递运动，依靠 液体内部的压力（由外界负载所引起）来传递动力。液压装 置本质上是一种能量转换装置，它先将机械能转换为便于输 送的液压能，随后又将液压能转换为机械能做功。
图8-2 工作台往复运动液压原理图
1—油箱 2—滤油器 3—油泵 4—压力 表 5—工作台 6—液压缸 7—换向阀 8—节流阀 9—溢流阀
第八章 液压传动
搬到右边位置，换向阀7的阀芯也移到右边位置，这时，来自 油泵的压力经换向阀的P—B通道流入液压缸左腔，推动活塞 连同工作台往右运动，液压缸右腔的油液则经换向阀的A—O 通道流回油箱。由于节流阀的开口不大，因而它阻碍油液流 动的作用，引起系统压力升高。当系统压力达到某一数值时， 溢流阀9的阀芯在底部液压推力作用下压缩上部弹簧而向上移 动，使阀口打开，系统中多余的压力油就经过溢流阀的开口 溢回油箱。因此调节节流阀的开口大小，将使进入液压缸的 油液流量改变，达到工作台速度调节的目的。在工作中，系 统的压力将保持一定数值（可从压力表4指针所对应的刻度读 出）。调节溢流阀的弹簧力，即可调节系统的压力。
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从上面例子可以看出，液压传动系统由以下四个 主要部分组成：
1. 动力部分。将机械能转换为液压能的装置，用 此压力油推动整个液压系统工作，常见为液压泵。
2. 执行部分。将液压能转换为机械能的装置，如 在压力油推动下作直线运动的液压缸或做回转运动 的液压马达。
3. 控制部分。对系统中的流体压力、流量和流动 方向进行控制或调节的装置，如溢流阀、节流阀、 换向阀等。
7—换向阀 8—节流阀 9—溢流阀
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三、液压传动的优缺点 1. 液压传动的优点 1）液压传动与机械传动方式相比，在输出同等功率情况 下体积和重量可减小很多，且系统中各部分用管道相连，布 局安装有很大的灵活性，能构成采用其他方法难以构成的复 杂系统。 2）传递运动均匀平稳，不像机械传动因加工和装配误差 引起振动和冲击。油液本身也有吸振能力，因此易于实现快 速启动、制动和频繁的换向，可以在运行中实现大范围的无 级调速。 3）操作控制方便，省力，易于实现自动控制、过载保护， 特别是与电气控制、电子控制相结合，易于实现自动工作循 环和自动过载保护。 4）液压元件易于实现系列化、标准化、通用化，便于设 计、制造和推广使用。
第八章 液压传动
液压传动是利用液体作为工作介质来传递运动和动力的传 动方式。由于液压传动有许多明显优点，目前在各种机器中 应用，特点是在高效的自动化和半自动化机器中应用更为广 泛。
第一节 液压传动的基础知识
一、液压传动的工作原理 液压传动是依靠液体介质的静压力来传递能量的液体传动。 为了认识什么是液压传动，我们先观察和分析一个最简单 的实际例子。图8-1是修理、安装机器时，作为起重工具的油 压千斤顶工作原理图。 大小两个油缸6和3的缸体内部分别装有活塞7和2，活塞与 缸体之间保持一种良好的配合关系，不仅活塞能在缸内滑动， 又能保持可靠的密封。当用手向上提起杠杆1时，小活塞2就 被带动上来，于是小缸3下腔的密封工作容积便增大。这
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时，由于钢球4和5分别关闭了它们各自所在的油路，所以在 小缸下腔形成了部分真空，油池10中的油液就在大气压作用 下推开钢球4沿吸油管进入小缸的下腔，完成一次吸油动作。 接着，压下杠杆1，小活塞下移，小缸下腔的工作容积减小， 便将其中的油液挤出，推开钢球
5（此时钢球4自动关闭了通往油
4. 辅助部分。保证液压系统正常工作的其他装置， 如油箱、油管、过滤器、油管和管接头等。
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图8-2所示为液压原理图，其中
各元件的图形基本上表示了它的
结构原理，称为结构式原理图。
这种原理图直观性强，容易理解，
但图形复杂，绘制不方便。为了
简化液压原理图的绘制，通常采
用图形符号来绘制系统原理图。
油泵3由电动机驱动进行工作，
油箱1中的油液经过滤器2过滤后，
流往油泵的吸油口，经泵升压后
向系统输出。油液流经节流阀8的
开口，并经换向阀的P—A通道
（图示换向阀7的阀芯移动到左边
位置）进入液压缸6的右腔，推动
活塞连同工作台5往左运动，液压
缸左腔的油液则经换向阀7的B—O 通道流回油箱。若将换向阀的手柄
池的油路），油路便经两缸之间
的连通管进入大缸6的下腔。由
于大缸下腔也是一个密封的工作
容积，所进入的油液因受挤压而
产生作用力就推动活塞7上升，
并将重物8向上顶起一段距离。
图8-1 油压千斤顶工作原理
这样反复提、压杠杆1，就可使
1—杠杆 2—小活塞 3—小油缸 4—钢球 5—钢球 6—大油缸 7—大活塞 8—重物
在油泵未停止工作的情况下，可以实现工作台在任意位置 停止。这时，只需将换向阀7的手柄搬到中间位置，其阀芯也 被搬到中间位置，因而堵住了换向阀7的进油口和回油口，使 液压缸两腔既不进油也不回油，活塞停止运动，工作台就在 某一位置停止下来。这时，油泵输出的压力油因为没有其他 去处，全部经溢流阀溢回油箱。
二、液压传动系统的组成 从上面例子可以看出，只要控制油液的压力、流量和流动 方向，便可控制液压设备动作所需要的推力（转矩）、速度 （转速）和方向。实际液压系统中，为了满足生产中的各种 要求，系统中还需要增加一些液压元件。
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图8-2所示为一台机床工作台往
复运动的原理图，其工作过程如下：
图形符号脱离了元件的具体结构，
只表示元件的职能，用来表达系
统中各元件的作用和整个系统的
工作原源自文库，简单明了，便于绘制。 图8-3 用职能符号表示的液压系统
图8-3就是按国家标准GB/T786-
原理图
1—油箱 2—滤油器 3—油泵
93绘制的工作台往复运动的液压 4—压力表 5—工作台 6—液压缸
系统原理图。