液压传动
液压传动绪论..
如以τ表示液体的内摩擦切应力，即液层间单位面积上的内 摩擦力，则有
F du μ A dy
上式表达的是牛顿的液体内摩擦定律。在液体静止时， 由于du/dy=0，液体内摩擦力F为零，因此，静止的液体不呈 现黏性。
（1）动力黏度u
dy du
由此可知动力黏度的物理意义是：液体在单位速度梯度下 流动或有流动趋势时，相接触的液层间单位面积上产生的内摩 擦力。动力黏度μ又称绝对黏度。动力黏度的法定计量单位为 Pa· s（1 Pa· s=1 N· s/m2）。
1．对液压油的性能要求
① 适宜的黏度和良好的黏温特性； ② 润滑性能良好； ③ 热稳定性和氧化稳定性良好； ④ 防腐性、抗磨性和防锈性良好； ⑤ 质量纯净，不含或含有极少量的杂质、水分和水溶性 酸碱等；
⑥ 抗乳化性良好（液压油乳化会降低其润滑性，使酸性
增加、使用寿命缩短）； ⑦ 在高温环境下具有较高的闪点，起防火作用；在低温
4．液体的可压缩性
液体受压力作用而体积缩小的性质称为液体的可压缩性。 可压缩性用体积压缩系数k表示，并定义为单位压力变化下的 液体体积的相对变化量。
1 V k p V
液体的压缩系数k的倒数称为液体的体积弹性模量，用K 表示。即
1 pV K k V
体积弹性模量K表示液体产生单位体积相对变化量时所需 要的压力增量。在使用中，可用K值来说明液体抵抗压缩能力 的大小。一般矿物油型液压油的体积弹性模量为K=（1.4~2） ×103 MPa。它的抗压缩性是钢的100~150倍，故一般可认为油 液是不可压缩的。
2．液压传动的缺点
① 液压系统中存在着油液泄漏，油液的可压缩性、油管的 变形等都会影响运动传递的准确性，故不宜用于对传动比要求 精确的场合。 ② 由于液压油对温度比较敏感，油温变化，容易引起工作 性能的改变，故液压传动系统不宜用于温度变化范围较大的场
液压传动概述
机床工业
国防工业
冶金工业
工程机械
农业机械
汽车工业
轻纺工业
船舶工业
液压传动在矿山机械中的应用:
凿岩机，开掘机，开采机，破碎机，提升机，液压支架等
液压支架
利用液压千斤顶给汽车换胎
以液压油液作 为工作介质将 作用力放大。
以力矩平衡和 杠杆原理将作 用力放大。
利用撬棒撬动大石头
一、液压传动的概念
液压传动的概念：利用密闭系统中的受压液体来传递运动和动力的一
种传动方式。
液压千斤顶的工作原理
二，液压传动的工作原理 从液压千斤顶的工作过程，可以归纳出液压传动的基本原理如下：
（1）液压传动以液压（液压油）作为传递运动和动力的工作介质；
（2）液压传动中经过两次能量转换，先把机械能转换为便于输送的 液体的压力能，然后把来自体的压力能转换为机械能对外做功；
（3）液压传动是依靠密封的容器（或密闭系统）内密封容积的变 化来传递能量的。
三、液压传动的特点
优点
传动平稳 质量轻、体积小
§1-1 液压传动概述
1．掌握液压传动的概念。
2．掌握液压传动的工作原理。 3．了解液压传动的优点、缺点。
4．了解液压传动在现代工业生产中的应用。
导入
看一看，想一想： 液压千斤顶体积小 巧，却可以将人力放 大到足够抬起沉重的 汽车。究其根源主要 是液压千斤顶所采用 的放大力的工作原理 与杠杆不同。它是怎 么样将力传递放大的 呢？
容易实现无级调 速
易于实现过载保 护
承载能力大
液压元件能够自动润滑
容易实现复杂动 作
缺点
油液中混入空气， 易影响工作性能 液压元件制造精 度要求高 油液受温度的影 响 不适宜远距离 输送动力
液压传动百度百科
液压传动液压传动有许多突出的优点，因此它的应用非常广泛，如一般工业用的塑料加工机械、压力机械、机床等；行走机械中的工程机械、建筑机械、农业机械、汽车等；钢铁工业用的冶金机械、提升装置、轧辊调整液压传动装置等；土木水利工程用的防洪闸门及堤坝装置、河床升降装置、桥梁操纵机构等；发电厂涡轮机调速装置、核发电厂等等；船舶用的甲板起重机械（绞车）、船头门、舱壁阀、船尾推进器等；特殊技术用的巨型天线控制装置、测量浮标、升降旋转舞台等；军事工业用的火炮操纵装置、船舶减摇装置、飞行器仿真、飞机起落架的收放装置和方向舵控制装置等。
液压传动的基本原理：液压系统利用液压泵将原动机的机械能转换为液体的压力能，通过液体压力能的变化来传递能量，经过各种控制阀和管路的传递，借助于液压执行元件(液压缸或马达)把液体压力能转换为机械能，从而驱动工作机构，实现直线往复运动和回转运动。
其中的液体称为工作介质，一般为矿物油，它的作用和机械传动中的皮带、链条和齿轮等传动元件相类似。
在液压传动中，液压油缸就是一个最简单而又比较完整的液压传动系统，分析它的工作过程，可以清楚的了解液压传动的基本原理。
一、系统的组成液压系统主要由：动力元件（油泵）、执行元件（油缸或液压马达）、控制元件（各种阀）、辅助元件和工作介质等五部分组成。
1.动力元件（油泵）它的作用是利用液体把原动机的机械能转换成液压力能；是液压传动中的动力部分。
2.执行元件（油缸、液压马达）它是将液体的液压能转换成机械能。
其中，油缸做直线运动，马达做旋转运动。
3.控制元件包括压力阀、流量阀和方向阀等。
它们的作用是根据需要无级调节液动机的速度，并对液压系统中工作液体的压力、流量和流向进行调节控制。
4.辅助元件除上述三部分以外的其它元件，包括压力表、滤油器、蓄能装置、冷却器、管件各种管接头(扩口式、焊接式、卡套式）、高压球阀、快换接头、软管总成、测压接头、管夹等及油箱等，它们同样十分重要。
液压传动
第一章1.液压传动的概念原理1.1.1概念液压传动是以密闭管道中受压液体为工作介质，进行能量转换，传递，分配，称之为液压技术，有称之为液压传动。
1.1.2工作原理1）帕斯卡原理即“施加于密封容器内平衡液体中的某一点的压力等值地传递到全部液体”因此有F1/A1=P1=P=P2=F2/A22）连续性原理如果不考虑液体的可压缩性，泄露和构件的变形，则挤压出的液体的体积等于推动上移的体积。
3）能量守恒定律略1.1.3液压系统的组成部分及作用若干液压元件和管路组成以完成一定动作的整体称液压系统。
（1）动力元件又称液压泵（2）执行元件见液压能转换成机械能的装置。
它是与液压泵作用相反的能量转换装置，是液压缸和液压马达的总称。
（3）控制元件液压系统中控制液体压力，流量和流动方向的元件总称为控制元件。
（4）辅助元件包括油箱管道管接头滤油器蓄能器加热器冷却器等。
（5）工作介质为液体通常是液压油。
1.2液压传动的主要特点及其应用1.2.1液压传动的主要优点（1）可实现大范围地无极调速，调速功能不受功率大小的限制（2）液压传动具有质量轻体积小惯性小响应快等特点。
（3）液压传动均匀平稳，负载变化时速度稳定。
（4）可实现过载自动保护。
（5）可根据设备要求与环境灵活安装，适应性强。
（6）以液压油为工作介质，具有良好的润滑条件。
（7）液压元件易于标准化、系列化、通用化，便于设计、制造和推广应用。
1.2.2液压传动的主要缺点（1）效率较低（2）泄露问题（3）对污染敏感（4）检修困难（5）对温度敏感（6）对元件加工的精确度要求高第二章工作介质2.1液压油的主要物理特性2.1.1密度和重度定义：密度（重度）的定义为单位体积液体的质量（重量）。
2.1.1黏性和黏度1）牛顿黏性定律——黏度表达式t=f/a=udu/daa——相对运动层面积f——相对运动层内内摩擦力t——液体内部切应力（单位面积上的内摩擦力）du/dy——速度梯度u——比例系数称动力黏度2）黏度的表示方法和单位（1）动力黏度上式中的u为油液种类和温度决定的比例系数，他表示液体黏性的内摩擦程度，称动力黏度或绝对黏度。
液压传动基本知识
第一讲液压传动基础知识一、什么是液压传动？定义：利用密闭系统中的压力液体实现能量传递和转换的传动叫液压传动。
液压传动以液体为工作介质，在液压泵中将机械能转换为液压能，在液压缸（立柱、千斤顶）或液压马达中将液压能又转换为机械能。
二、液压传动系统由哪几部分组成？液压传动系统由液压动力源、液压执行元件、液压控制元件、液压辅助元件和工作液体组成。
三、液压传动最基本的技术参数：1、压力：也叫压强，沿用物理学静压力的定义。
静压力：静止液体中单位承压面积上所受作用力的大小。
单位：工程单位kgf/cm 2法定单位：1MPa （兆帕）=106Pa （帕）1MPa （兆帕）~10kgf/ce2、流量：单位时间内流过管道某一截面的液体的体积。
单位：工程单位：L/min （升/分钟）法定单位：m 3/s四、职能符号：定义：在液压系统中，采用一定的图形符号来简便、清楚地表达各种元件和管道，这种图形符号称为职能符号。
作用：表达元件的作用、原理，用职能符号绘制的液压系统图简便直观；但不能反映元件的结构。
如图：过滤器 /VNX五、常用密封件：1.O 形圈：常用标记方法：公称外径（mm ）截面直径（mm ）2•挡圈（0形圈用）：3. 常用标记方法：挡圈ADXdXa千斤顶双向锁 截止阀安全阀A 型（切口式）；D 外径（mm ）；d 内径（mm ）；a 厚度（mm ）第二讲控制阀；液控单向阀；单向锁一、控制阀：1. 定义：在液压传动系统中，对传动液体的压力、流量或方向进行调节和控制的液压元件统称为控制阀。
2. 分类：根据阀在液压系统中的作用不同分为三类：压力控制阀：如安全阀、溢流阀流量控制阀：如节流阀方向控制阀：如操纵阀液控单向阀双向锁3. 对阀的基本要求：（1）工作压力和流量应与系统相适应；（2）动作准确，灵敏可靠，工作平稳，无冲击和振动现象；（3）密封性能好，泄漏量小；（4）结构简单，制作方便，通用性大。
二、液控单向阀结构与原理：1. 定义：在支架液压系统中用以闭锁液压缸中的液体，使之承载的控制元件为液控单向阀。
液压传动理论知识
干式
湿式
电磁换向阀
特点：
（1）动作迅速，操作轻便，便于远距离控制； （2）因受电磁铁尺寸与推力的限制，仅能控制小
流量（小于63 l/min）的液流；
（3）电磁铁通断电需电信号控制：如设备中的按 钮开关、限位开关、行程开关等； （4）换向快，易产生液压冲击。
④液动换向阀
工作原理：
利用控制油路的油液压力来改变阀芯位置的换向阀。
四、常用的控制液压液污染的措施
1）严格清洗元件和系统。 2）防止污染物从外界侵入。 3）采用高性能的过滤器。 4）控制液压液的温度。 5）保持系统所有部位良好的密封性。 6）定期检查和更换液压液并形成制度。
第三章：液压泵
液压泵是一种能量转换装置，它把驱动 电机的机械能转换成输到系统中去的油液的 压力能，供液压系统使用。 液压泵按其在单位时间内所能输出油液 体积可否调节而分为定量泵和变量泵两类； 按结构形式可以分为齿轮式、叶片式和柱塞 式三大类。
按阀的安装方式分类 ：管式、板式、法兰式
按操纵方式分类：重点记住有助于看懂图纸 手动、机动、电动、弹簧控制、液动、液压先导控制 电液动等。
。
3、 换 向 阀 主 体 结 构 与 工 作 原 理
结 构 图 和 图 形 符 号
二位二通
二位三通
二位四通
4、几种典型换向阀的结构
①手动换向阀
②机动换向阀（又称行程阀）
第二章：液压液
在液压系统中，液压液是传递动力和信号的工 作介质，有的还起到润滑、冷却和防锈的作用。液 压系统能否可靠、有效地工作，在很大程度上取决 于系统中所用的液压液。 目前90%以上的液压设备采用石油基液压液。基 油为精致的石油润滑油馏分。为了改善液压液的性 能，以满足液压设备的不同要求，往往在基油中加 入各种添加剂。添加剂有两类：一类是改善油液化 学性能的，如抗氧化剂、防腐剂、防锈剂等；另一 类是改善油液物理性能的，如增粘剂、抗磨剂、防 爬剂等。
液压传动
液压传动一、液压传动基本概念：液压传动是在流体力学、工程力学和机械制造技术基础上发展起来的一门较新的应用技术，它是现代基础技术之一，被广泛地应用于各工业部门。
液压传动和液力传动都是利用液体为工作介质传递能量的，总称液体传动。
但二者的根本区别在于：液压传动是以液体的压力能进行工作的；而液力传动是以液体的动能传递能量的，如液力联轴器。
二者的传动原理完全不同。
二、液压传动工作原理：液压传动是利用液体的压力能传递能量的传动方式。
其工作原理是：液压泵将输入的机械能变为液压能，经密封的管道传给液压缸（或液压马达），再转变为机械能输出．带动工作机构做功，通过对液体的方向、压力和流量的控制，可使工作机构获得所需的运动形式。
由于能量的转换是通过密封工作容积的变化实现的，故又称容积式液压传动。
图示的液压千斤顶为例说明液压传动的工作原理液压千斤顶是一个简单而又较完整的液压传动装置。
手柄1带动柱塞2做往复运动。
当柱塞上行时，液压泵3内的工作容积扩大，形成负压，油箱5中的液体在大气压作用下推开吸液阀4进入泵内，排液阀关闭；当柱塞下行时，吸液阀关闭，液体被挤压产生压力，当压力升高到足以克服重物10时，泵内工作容积缩小，排液阀6被推开，压力液体经管路进入液压缸．推动活塞8举起重物做功。
反复上下摇动手柄，则液体不断从油箱经液压泵输入液压缸，使重物逐渐上升。
当手柄不动时，排液阀关闭，重物稳定在上升位置。
工作时截止阀7应关闭，工作完毕打开截止阀，液压缸的液体便流回油箱。
三、液压传动系统的组成：液压传动系统简称液压系统。
它是由若干液压元件组合起来并能完成一定动作的整体。
液压元件是由若干零件构成的专门单元，一般是可以通用的、标准化的．如泵、马达、阀等。
不论是简单的液压千斤顶装置，还是复杂的液压系统，都可归纳为五个组成部分。
(一) 液压泵它将原动机供给的机械能转变为液压能输出，是系统的动力部分。
图示为液压泵原理图(二) 液动机（液压缸或液压马达）液动机又称液压执行机构。
最全的液压传动基本知识图解
液压传动系统在工业领域的应用实例
轧机、连铸机等冶金机械中采用 液压传动系统，提供大扭矩、高 精度的动力输出。
飞机起落架、导弹发射装置等航 空航天设备中采用液压传动系统 ，满足高可靠性、高精度的要求 。
工程机械 冶金机械 农业机械 航空航天
挖掘机、装载机、叉车等工程机 械中广泛应用液压传动系统，实 现各种复杂动作。
02
液压传动基础知识
Chapter
液压油及其性质
01
02
03
液压油的作用
传递动力、润滑、冷却、 密封
液压油的性质
粘度、密度、压缩性、抗 磨性、抗氧化性、抗泡性
液压油的选用
根据系统工作压力、温度 范围、设备环境等因素选 择合适的液压油
液体静力学与动力学基础
液体静类
根据结构形式，液压马达可分为齿轮马达、叶片马达、柱塞马达等类型。根据 工作压力和排量大小，液压马达可分为低速大扭矩马达和高速小扭矩马达。
液压泵与液压马达的性能参数
01
液压泵的性能参数主要包括排量、压力、转速、效率和噪声等。排量是指泵每转 一周所排出油液的体积，压力是指泵出口处的油液压力，转速是指泵的旋转速度 ，效率是指泵输出功率与输入功率之比，噪声是指泵运转时产生的声音。
03
考虑液压缸和液压 阀的安装、调试和 维护的方便性。
04
在满足性能要求的 前提下，尽量选用 结构简单、性能稳 定、价格合理的产 品。
05
液压辅助元件及液压回路
Chapter
蓄能器、过滤器等辅助元件
储存能量
在液压系统中起到储存和释放能量的 作用，平衡系统压力。
吸收冲击
减小压力冲击对系统的影响，提高系 统稳定性。
，延长元件使用寿命。
液压传动名词解释
液动力：流动液体作用在使其流速发生变化的固体壁面上的力液压卡紧现象：当液体流经圆锥环形间隙时，若阀芯在阀体孔内出现偏心，阀芯可能受到一个液压侧向力的作用。
当液压侧向力足够大时，阀芯将紧贴在阀孔壁面上，产生卡紧现象。
1.粘度：液体在外力作用下流动时，分子间聚力的存在使其流动受到牵制，从而沿其界面产生内摩擦力，该特性称为粘性。
2.条件粘度：（相对粘度）是根据特定测量条件制定的。
运动粘度：动力粘度卩和该液体密度P之比值。
3.恩氏粘度：表示的实际上只是与运动粘度成一定关系的值。
4.理想液体：既无粘性又不可能压缩的假想液体称为理想液体。
5.电液伺服阀：是一种接受模拟电信号后，相应输出调制的流量和压力的液压控制阀。
7.真空度:如果液体中某点处的绝对压力小于大气压力，这时该点的绝对压力比大气压力小的那部分压力值，称为真空度。
8.气穴现象:液压系统中，当流动液体某处的压力低于空气分离压时，原先溶解在液体中得空气就会游离出来，时液体产生大量的气泡，这种现象称为气穴现象。
9.液压阀:是用来控制液压系统中油液的流动方向或调节其压力和流量的，可分为方向阀、压力阀和流量阀三大类。
10.节流调速回路：通过改变回路中流量控制元件通留截面的大小来控制流入执行元件或自执行元件流出的流量，以调节其运动速度。
11.容积调速回路：通过改变回路中变量泵或变量马达的排量来调节执行元件的运动速度的。
12.临界雷诺数：液流由层流转变为湍流时的雷诺数和由湍流转变为层流的雷诺数是不同的，后者数值小。
所以一般用后者作为判断流动状态的依据，称为临界雷诺数，记做Recr,小于该值时为层流，大于该值为湍流。
13.液压传动优缺点：优点1）在同等体积下，液压装置比电气装置产生更大的动力。
2）液压装置比较稳定。
3）液压装置能在大范围内实现无极调速，它还可以在运行的过程中进行调速。
4）液压传动易于对液体压力、流量或流动方向进行调节或控制。
5）液压装置易于实现过载保护。
液压传动——液压传动概述
液压传动——液压传动概述-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1第1章液压传动概述1.1 液压传动发展概况1.1.1 液压传动的定义一部完整的机器由原动机部分、传动机构及控制部分、工作机部分（含辅助装置）组成。
原动机包括电动机、内燃机等。
工作机即完成该机器之工作任务的直接工作部分，如剪床的剪刀、车床的刀架等。
由于原动机的功率和转速变化范围有限，为了适应工作机的工作力和工作速度变化范围变化较宽，以及性能的要求，在原动机和工作机之间设置了传动机构，其作用是把原动机输出功率经过变换后传递给工作机。
一切机械都有其相应的传动机构借助于它达到对动力的传递和控制的目的。
传动机构通常分为机械传动、电气传动和流体传动机构。
流体传动是以流体为工作介质进行能量转换、传递和控制的传动。
它包括液压传动、液力传动和气压传动。
液压传动和液力传动均是以液体作为工作介质进行能量传递的传动方式。
液压传动主要是利用液体的压力能来传递能量；而液力传动则主要是利用液体的动能来传递能量。
1.1.2 液压传动的发展概况液压传动是一门新的学科，虽然从17世纪中叶帕斯卡提出静压传动原理，18世纪末英国制成世界上第一台水压机算起，液压传动技术已有二、三百年的历史。
但直到20世纪30年代它才较普遍地用于起重机、机床及工程机械。
在第二次世界大战期间，由于战争需要，出现了由响应迅速、精度高的液压控制机构所装备的各种军事武器。
第二次世界大战结束后，战后液压技术迅速转向民用工业，液压技术不断应用于各种自动机及自动生产线。
本世纪60年代以后，液压技术随着原子能、空间技术、计算机技术的发展而迅速发展。
因此，液压传动真正的发展也只是近三四十年的事。
当前液压技术正向迅速、高压、大功率、高效、低噪声、经久耐用、高度集成化的方向发展。
同时，新型液压元件和液压系统的计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助测试(CAT)、计算机直接控制(CDC)、机电一体化技术、可靠性技术等方面也是当前液压传动及控制技术发展和研究的方向。
液压传动的基础知识
▪ 6.液压元件已实现标准化、系列化和通用化，所 以液压系统的设计、制造和使用都比较方便。
.
16
4.2 液压传动的缺点
▪ 1.液压传动不能保证严格的传动比。这是由于液 压油的可压缩性和泄漏等因素造成的。
▪ 2.液压传动中，能量经过二次变换及传动过程中 压力损失，能量损失较多，系统效率较低。
4、辅助元件—油箱、油管、滤油器 、压力表 在系统中起储存油液、连.接、滤油、测量等作用 9
（1）动力元件:液 压泵——能量转换， 提供压力油
.
10
（2）执行元件: ---能量转换带动 机构做功
.
11
（3）控制调节元 件:各种——控制压 力、方向、流量
.
12
（4）辅助元件－各种液压辅件
.
13
▪ 3.液压传动对油温的变化比较敏感（主要是粘 性），系统的性能随温度的变化而改变。
▪ 4.液压元件要求有较高的加工精度，以减少泄漏， 从而成本较高。
▪ 5.液压传动出现故障时不易找出。
.
17
第二节 液压油
油液种类
{ 机械油
石油型 汽轮机油 液压油
{ {{ 难燃型
乳化液 合成型
水包油 油包水 水-乙二醇液 磷酸酯液
由上式可得：G 由于 A2 ,所A以1
F
AA,G 故12 千斤F顶有（力1-的4）放大作用。
.
6
1.3.2、负载的运动速度取决于流量
液压传动中传递运动时，速度传递按照容积变化
相等的原则进行。故有： A1S1A （21-S52）
由于速度：V1
S1 t
V2
S2 t
机械基础 (液压传动)
液压传动
二节
液压传动的基本参数及应用
一、液压传动的两个基本参数——压力和流量 1、压力（213页） 2、流量 （214页）
图17-4 静止液体内部的压力
液压传动
第二节
液压传动的基本参数及应用
二、压力损失和流量损失 （214页） 三、液压油
1.液压油的可压缩性和粘性 油液是液压传动系统中最常用的工作介质，同时也是液 压元件的润滑剂。油液的主要性质有密度、可压缩和粘性等。 液体受压力的作用后，其体积缩小的性质成为可压缩性。 一般情况下，在液压传动常用的压力范围内，液压油的可压 缩性对液压系统影响不大，可以忽略不计。 液体在受外力作用下流动时，液体分子之间的内聚力会 阻碍分子间的相对运动而产生内摩擦力，这一特性称为液体 的粘性。粘性的大小可以用粘度来表示。粘度大，内摩擦力 就大，液体就不易流动。油液的粘度是其最重要的特性之一， 也是用来选择液压油的主要依据。油液的粘度是随温度变化 而变化的。
液压传动
第一节
常用液压元件
2)径向不平衡力：径向不平衡作用力，使齿轮和轴承承 受载荷。当径向不平衡力很大时，会使轴弯曲变形，导致齿 顶与壳体内表面接触摩擦，产生磨损。同时也会加速轴承的 磨损，降低轴承的寿命。 为减小径向不平衡力的影响，通常采取缩小压油口同时 适当增大径向间隙的方法。 3)泄漏：齿轮泵在工作时，即存在轴向间隙、径向间隙 和啮合处间隙，这会使液压油从压油腔泄漏。端面轴向间隙 是主要泄漏渠道。泵的压力越高，间隙泄漏就会越大。为减 小泄漏，通常采用端面间隙自动补偿装置来减小端面轴向间 隙泄漏。
液压传动
第一节
液压传动的基本知识
2液压油的性能要求 ①合适的粘度和良好的粘温性能；②良好的润滑性能； ③纯度高、杂质少；④良好的抗泡性和空气释放性；⑤良好 的抗氧化性、抗磨性和防腐防锈性；⑥对金属及密封材料有 良好的相容性；⑦闪点和燃点高，流动点和凝点低；⑧同时 还应对人体无害、对环境污染小、价格便宜、寿命长。 3液压油的选用 正确选用液压油对提高液压系统的工作性能及可靠性， 以及延长系统使用寿命都是十分重要的。在选用液压油时， 一般根据液压系统的使用性能和工作环境等因素确定液压油 的品种及其合适的粘度。
机械基础课件：液压传动基础知识
v1,v2 ——液体流经截面1、 2时的平均流速， 单位为m/s。
液压传动基础知识
图13-2 液流连续性原理
液压传动基础知识
练一练： 如图13-3所示， 在液压千斤顶的压油过程中， 已知柱塞泵活塞1的面积A1=1.13×10-4 m2， 液压缸活 塞2的面积A2=9.62×10-4 m2， 管路4的截面积A4=1.3×10-5 m2。 若活塞1的下压速度v1为0.2 m/s， 试求活塞2的上升速度 v2和管路内油液的平均流速v4。
液压传动基础知识
说一说： 你能对照图13-1复述液压千斤顶的工作过程吗？ 你在生活中见过液压传动的例子吗？ 如果有， 和大家分享 一下你对液压传动系统的认识。
液压千斤顶是一个简单的液压传动装置， 从其工作过程 可以看出， 液压传动的工作原理是以油液作为工作介质， 通过密封容积的变化来传递运动， 通过油液内部的压力来传 递动力。
当活塞运动被阻(如接触固定挡铁)， 负载阻力F增大， 液压泵出口压力又随之继续增大， 至油液压力达pC值时， 溢流阀阀芯上移，P口与O口连通， 压力油液流回油箱， 液 压泵出口处压力保持为pC。
综合上面分析， 可知液压传动系统中某处油液的压力是 由于受到各种形式负载的挤压而产生的， 压力的大小决定于 负载， 并随负载变化而变化。 当某处有几个负载并联时， 压力的大小取决于克服负载的各个压力值中的最小值。 压力 的建立过程是从无到有、 从小到大迅速进行的。
图13-1所示为液压千斤顶的工作原理。
液压传动基础知识
1—杠杆手柄; 2—小油缸; 3—小活塞; 4、 7—单向阀; 5—吸油管； 6、 10—管道； 8—大活寒； 9—大油缸； 11—截止阀； 12—
液压传动
手动油泵 （油源）
油缸 （执行元件）
液压传动系统的组成
从千斤顶的液压系统组成和工作原理可以看出，液 压系统一般有以下几个部分组成：
传动介质
动力元件
控制元件
执行元件
辅助元件
液压传动系统的组成
从图可以看出，液压传动是以液体作为工作介质来进行工作的， 一个完整的液压传动系统由以下几部分组成：
常用的液压油（液）可分为三大类：石油型、合成型和乳化性。
液压油（液）的牌号是以粘度的大小来划分的。标称粘度等级是用40ºC时的运动粘度中心值 的近似值表示，单位为mm2/s。
液压油（液）代号示例：L-HM46 含义:L—润滑剂类；H—液压油（液）组；M—防锈、抗氧和抗磨型；46—粘度等 级为46mm2/s。
（4）辅助元件：上述三个组成部分以外的其它元件，如：管 道、管接头、油箱、滤油器等为辅助元件。
（5）传动介质：传递能量的流体，即液压油。
液压传动系统的图形符号
• 平面磨床工作时， 其工作台需要频 繁地作直线往复 运动，而且要根 据加工工件的实 际情况，对工作 台的运动行程和 运行速度进行调 节，只有采用液 压传动才能方便 地实现这种运动 的自动控制。
液压传动
液压传动是以液体作为工作介质，并利用液体的压力实现机械设 备的运动或能量传递和控制功能，随着现代科技的发展，液压传动在 机床、工程机械、交通运输机械、农业机械、化工机械、船舶及航空 航天等领域都得到了广泛的应用。
一、 液压传动的基本知识 二、 液压系统的组成 三、 液压基本回路
液压传动基本知识
1．液压油的性质 (1)密度 单位体积油液的质量称为密度，单位为 kg m3 ，用ρ表示 常用液压油的密度为850～960 kg m3 。密度随压力的增加而提高，随温度的升高而减小， 但变化很小，一般可以忽略不计。 (2)粘性 是指液体在外力作用下流动时，由于液体分子间的内聚力而产生阻止液体内部相 对运动而产生的一种内摩擦力，这种现象叫做液体的粘性。粘性的大小用粘度来表示。粘度大， 液层间内摩擦力就大，油液就稠，流动时阻力就大，功率损失也大；反之油液就稀，易泄漏。 粘度随温度升高而下降。
液压传动工作原理及维护
04 常见故障及排除方法
液压油污染故障及排除方法
01
总结词
液压油污染是液压传动系统中的常见故障，会导致系统性能下降和元件
损坏。
02 03
详细描述
液压油污染可能由于杂质、水分、空气等进入液压系统造成。这些污染 物会堵塞油路、磨损元件表面、影响油的润滑性能，进而导致系统效率 降低、元件寿命缩短。
排除方法
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自动化
通过集成自动化技术和人工智能算法，实现 液压系统的自动调节、优化控制和远程监控
，提高生产效率和降低人工成本。
环境友好型的液压油及添加剂
环保要求
随着环保意识的提高，对液压油及添加剂的环境友好 性要求也越来越严格，研发低污染、低挥发、可生物 降解的液压油及添加剂成为未来的发展趋势。
性能保障
在满足环保要求的同时，还需要保证液压油及添加剂 的性能稳定性和可靠性，以确保液压系统的正常运转 和延长设备使用寿命。
详细描述
液压缸常见的故障包括活塞杆弯曲、缸体抖动、爬行等。 这些故障可能是由于活塞密封件损坏、油液污染、缸体内 壁磨损等原因造成。
排除方法
检查活塞杆是否弯曲，如有问题及时校正；清洗缸体内部 ，清除残留的杂质和油污；检查活塞和缸体内壁接触面是 否平整，如有问题及时修复或更换；更换损坏的密封件； 调整缸的参数，确保其在正常的工作范围内运行。
液压传动的应用领域
01
02
03
工业领域
液压传动广泛应用于各种 机床、锻压设备、塑料机 械、印刷机械、纺织机械 等。
汽车领域
汽车转向系统、悬挂系统、 刹车系统等都采用了液压 传动技术。
军事领域
坦克、装甲车等军事装备 也大量采用液压传动技术， 以实现快速响应和精确控 制。
液压传动基础知识
液压传动基础知识1.液压传动的工作原理液压传动是以油液作为工作介质，依靠密封容积的变化来传递运动，依靠油液内部的压力来传递动力。
2.液压系统的主要组成(1)驱动元件指液压泵，它可以将机械能转换为液压能。
(2)执行元件指液压缸或液压马达，它是将液压能转换为机械能并分别输出直线运动和旋转运动。
(3)辅助元件辅助元件有管路与管接头、油箱、过滤器和密封件等，分别起输送、贮存液体，对液体进行过滤、密封等作用。
(4)控制和调节元件指各种阀，如压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀等，用以控制液压传动系统所需的力、速度、方向等。
(5)工作介质如液压油等。
3.液压传动的特点及应用(1)优点1)易获得很大的力或力矩，并易于控制。
2)在输出同等功率下，采用液压传动具有体积小、重量轻、惯性小、动作灵敏、便于实现频繁换向等优点。
3)便于布局，操纵力较小。
(2)缺点1)由于液压传动本身的特性，易产生局部渗漏而造成能量损失较大，致使系统效率降低。
2)液压传动故障点不易查找。
(3)应用液压传动被广泛采用于冶金设备、矿山机械、钻探机械、起重运输机械、建筑机械、航空等领域中。
4.液压油的物理性质(1)密度单位体积的油液所具有的质量称为密度。
(2)重度单位体积的油液所具有的重量称为重度。
(3)粘度流体、半流体或半固体状物质抵抗流动的体积特性，它表示上述物质在受外力作用而流动时，分子间所呈现的内摩擦或流动内阻力。
(4)压缩性一般情况下油液的可压缩性可忽略不计。
5.液压油的选用选用液压油时，首先要考虑液压系统的工作条件，同时参照液压元件的技术性能选择液压油。
选择液压油时主要是确定合适的粘度，并考虑以下几点：1)液压系统的工作条件，如工作压力。
2)液压系统的环境条件，如系统油温与环境温度。
3)系统中工作机构的速度，如油液流速对传动效率及液压元件功能的影响。
6.静止液体的性质式中 Q 一一进入液压缸的流量Ci?/s);(1)液体的静压力液体在静止状态下单位面积上所受到的作用力，即p=F∕A(1-6)式中p ——液体的静压力(N∕ι112);F ——作用力(N);A ——有效作用面积(in?)。
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D 2
D 2
d 2
（2）无杆腔进油
3.14 0.12 3.14 0.052 3.14 0.12 6 F2 ( ) p1 p2 ( ) 2 10 0.5 106 7850 (N ) 4 4 4 4 4 4 4q 4 10103 v2 0.028(m / s) ( D 2 d 2 ) 3.14 (0.12 0.052 ) 60
P39 2.5 解：在管道出口1-1面和距管道出口h位置2-2面，建立伯努利方程，如不 计损失，有 2 p1 1v12 p2 2 v2 z1 z2 g 2 g g 2 g
1 2 1
p1 p2 pa
z1 z 2 h
v1 0
v12 v 2 2 g (h ) 2 9.81 2 1.8 2 6.518 m / s 2g
驱动该泵的电机所需功率
Pi Pp /
45.92 51.02(kW ) 0.9
3.8 已知某液压泵的转速为950r/min，排量为VP=168mL/r，在额定压力29.5MPa和同样转速下，
测得的实际流量为150L/min，额定工况下的总效率为0.87，求：（1）液压泵的理论流量；（2） 液压泵的容积效率；（3）液压泵的机械效率；（4）在额定工况下，驱动液压泵的电动机功率 P；（5）驱动泵的转矩T。
对于测压管下方，有
p2 g ( H h)
所以
H F mg 520 50 9.8 h 0.5 12.5m A g 2 0.1 1000 9.8 4
2.4 如图2-26所示，由上下两个半球合成的圆球，直径d=2m，球中充满水。当测压管读数H=3m 时，不计球的自重，求下列两种情况下螺栓群A-A所受的拉力。（1）上半球固定在支座上；
什么是液压传动？它的两个基本性质是什么？ 液压传动（Hydraulics）是以液体为工作介质通过驱动 装置将原动机的机械能转换为液压的压力能然后通过管道、
液压控制及调节装置等，借助执行装置，将液体的压力能转
换为机械能，驱动负载实现直线或回转运动。 两个基本特性：负载决定压力，流量决定速度。 （或压力
上、下液面均与大气相通，有 根据连续性方程，有 v1 v2 由图可知
p1 p2 p0
z1 z2 h0
，可得到 v1 0.31m / s
v2 L v2 取 1 2 1，根据 h 和 h 2g d 2g
流量为
q v1 A v1
4
d 0.31
3.14 0.12 3.14 0.12 3.14 0.052 6 F1 p1 ( ) p2 2 10 ( ) 0.5 106 12756 (N ) 4 4 4 4 4 4
4q 4 10103 v1 0.021 (m / s ) D 2 3.14 0.12 60
D 2
d 2
D 2
（3）差动连接
3.14 0.052 F3 p1 2 106 3925 (N ) 4 4
4q 4 10103 v3 2 0.085(m / s) d 3.14 0.052 60
d 2
4.6 已知单杆液压缸缸筒直径D=50mm，活塞杆直径d=35mm，泵供油流量q=10L/min。试求；
dA 2rdr
牛顿内摩擦定律，有
F A
该微圆面圆环所受扭矩为
du dy
dM dF r 2r dr
将上式从0到r进行积分，得到
r
h0
r
M 2r
0
r
r
1 r dr r 4 h0 2
注意到D=2r, 得到 所消耗的功率为
(2)
v2
无摩擦力，故 Fy=0，由（2）可得到 可得到 由（1）可得到
A1 A2
A1 A2 0.5 A
Fx
所需功率为
1 1 A(v u ) 2 cos A(v u ) 2 cos A(v u ) 2 A(v u ) 2 2 2
P Fx (v u) A(v u)3
（2）下半球固定在支座上。 压力体：水力学中，以曲面为底直至自由表面间铅锤液柱的体积。压力体由如下诸面围成：① 所论曲面；②过曲面周界上一切点的铅垂线所构成的曲面；③与液面重合的水平面。若压力体 实际上充有液体，则该铅直分力的方向向下。
解：考虑到半球形为对称结构，因此无论何种状态，半球水 平方向合力为0。 （1）上半球固定在支座上，下半球收到向下的作用力，压 力体为下半球内表面至H高度的体积，故
2
4
0.12 0.0024 m3 / s
P39 2.9 解：
qv Cd A 2gH
4q v 1 4 2.94 104 1 Cd 2 0.598 2 d 0.01 2 gH 2 9.81 2
Cv
x 2 Hy
3 2 2 1.2
0.968
v1
解：在小车上建立如图所示坐标系，建立动量方程，有
Fx A1 (v u ) 2 cos A2 (v u ) 2 cos A(v u ) 2 (1)
x
Fy A2 (v u ) 2 sin A1 (v u ) 2 sin
根据连续性方程，有 A A1 A2
1 R 4 32 1 P M 2 R 4 32 M
3.7 某泵输出油压为10MPa，转速为1450r/min，排量为200mL/r，泵的容积效率为
0.95，总效率为 =0.9。求泵的输出液压功率及驱动该泵的电机所需功率（不计泵的 入口油压）。 解：泵的输出功率为
10106 1450 200106 0.95 Pp pq p nVv 45.92(kW ) 60
解：（1）液压泵的理论流量
（2）液压泵的容积效率
（3）液压泵的机械效率
950168106 qt n V p 2.66103 (m3 / s) 60 qt 150103 v 0.94 3 q 2.6610 60 0.87 m 0.93 v 0.94
2.7 虹吸管道如图2-29所示，已知水管直径d=10cm，水管总长L=1000m，h0=3m，求
流量q。（局部阻力系数：入口ζ= 0.5，出口ζ = 1.0 ，弯头ζ = 0.3 ；沿程阻力系数λ= 0.06）
解：对上下水面建立伯努利方程，注意虹吸管是将液体
从低处吸到高处，有
2 p1 1v12 p2 2v2 z1 z2 h h g 2 g g 2 g
C d Cv Cc
Cc
Cd 0.598 0.618 Cv 0.968
Cv
1 1
1 1 1 1 0.0672 2 2 Cv 0.968
2.10 如图2-32所示的端面止推轴承，间隙高度为h0，圆盘直径为D，当油液粘度为μ ，旋转角速
度为ω 时，试求其摩擦力矩和所消耗的功率。 解：在圆面上取一段微圆面圆环，其面积为
辅助元件：保证系统持久、稳定、有效地工作。
2.3 如图2-25所示，一圆柱体d=0.1m，质量m=50kg，在外力F=520N的作用下压进容 器中，当h=0.5m时达到平衡状态。求测压管中水柱高度H=? 解：由静止液体中的压力分布知图中红色处压力（压 强）相等，即
p1 p2
对于圆柱体下方，有
F mg p1 A
d 2
4
A
v
q 4q 2 A d
4.9 设计一单杆活塞液压缸，要求快进（差动连接）和快退（有杆腔进油）时的速度均为 v=6m/min ，工进（无杆腔进油）时，可驱动的负载F=25000N ，回油背压为0.25MPa ，采用 额定压力为6.3MPa 、额定流量为25L/min的液压泵，试确定：
p
4F 4 1000 1.04( MPa ) 2 2 d 3.14 0.05
4.7 一柱塞缸柱塞固定，缸筒运动，压力油从
空心柱塞中通入，压力为p，流量为q，缸筒直 径为D，柱塞外径为d，内孔直径为d0，试求 柱塞缸所产生的推力和运动速度。
解：柱塞缸所产生的推力
F pA
柱塞缸的运动速度
由连续性方程
v1
d2
4
d v2
2 1
4
2 d2
v1 1.8 d1 10 5.23cm v2 6.518
2.6 如图2-28所示，一带有倾斜光滑平板的小车，逆着射流方向以速度u运动，若射流喷嘴固定 不动，射流断面为A，流速为v，不计小车对地面的摩擦，求推动小车所需要的功率。
y
（1）缸筒内径和活塞杆直径各是多少？ （2）缸筒壁厚最小值是多少（材料选定为无缝钢管，许用应力210MPa）？
解:
根据差动连接和有杆腔进油计算公式，有
4q v1 2 d
4q v2 (D2 d 2 )
已知 v1=v2=6m/min 和额定流量 25L/min, 故
5 106 120010106 0.9 Pp pq p nVv 90(kW ) 60
（3）电动机驱动功率
90 Pi Pp / 105 .26(kW ) 0.855
4.4 在供油流量q不变的情况下，要使单杆活塞式液压缸的活塞杆伸出速度与回程速
度相等，油路应该怎样连接，而且活塞杆的直径与活塞直径之间有什么关系?
解：可采用差动连接以及有杆腔进油两种方式。分别设它们的速度为v1和v2，可得到
v1
4q v 2 d
v2
当v1=v2 ，可得到
4q v 2 2 (D d )
D 2d
4.5 已知单杆液压缸缸筒直径D=100mm，活塞杆直径d=50mm，工作压力p1=2MPa，流量