液压动力元件
学习任务2 液压传动系统动力和执行元件的学习
二、液压执行元件 (液压缸、液压马达)
1.液压缸
（1）活塞式液压缸 1）双杆式液压缸
（1）活塞式液压缸 1）双杆式活塞缸
活塞两端都有一根直径相等的活塞杆 伸出的液压缸称为双杆式活塞缸。
根据安装方式可分为缸筒固定式和活塞杆 固定式两种。
固定缸体时，工作台的往复 运动范围约为有效行程L的3 倍。
二、液压传动系统的组成
1)叶片泵具有结构紧凑、输出流量均匀、运转平稳、噪声小等优点。 2)自吸性和抗污染能力较差,结构复杂,造价高。 3)叶片泵多用于中高压液压系统中。
6.柱塞泵
柱塞泵是靠柱塞在缸体中做 往复运动造成密封容积的变 化来实现吸油与压油的。
柱塞泵的优点：
第一,构成密封容积的零件为圆柱形的柱塞和缸孔,加工方便,可 得到较高的配合精度,密封性能好,在高压下工作仍有较高的容积 效率。
当转子每转一周,每个工作空间要完成 两次吸油和压油, 称为双作用叶片泵。
这种叶片泵由于有两个吸油腔和两个压 油腔,并且各自的中心夹角是对称的,所 以作用在转子上的油液压力相互平衡, 因此双作用叶片泵又称为卸荷式叶片泵。
为了要使径向力完全平衡,密封空间数 (即叶片数)应当是双数。
（3）叶片泵的特点
视频
2.液压泵的主要性能参数 （1）压力 油液的压力是由油液的自重和油液受到外力作用而产生的。
由于油液自重而产生的压力一般很小,可忽略不计。 所以油液的压力为:
p--油液压强N/m2,也称帕(Pa) ; F一作用的外力，N; A-油液表面的承压面积,即活塞的有效作用面积, m2。
1)工作压力 实际工作时输出的压力。 压力取决于负载和管路上的压力损失，与液压泵的流量无关。
液压动力元件
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3.2 齿轮泵
• 齿轮泵的种类很多，按工作压力大致可分为低压齿轮泵(p≤2.5MPa)、 中压齿轮泵(p>2.5~8MPa)、中高压齿轮泵(p>8~16MPa)和高压齿轮 泵(p>16~32MPa)四种。目前国内生产和应用较多的是中、低压和中 高压齿轮泵，高压齿轮泵正处在发展和研制阶段。 • 齿轮泵按啮合形式的不同，可分为内啮合和外啮合两种，其中外啮合 齿轮泵应用更广泛，而内啮合齿轮泵则多为辅助泵。
• 3.2.2 内啮合齿轮泵
• 内啮合齿轮泵有渐开线齿形和摆线齿形两种，其结构示意如图3-5所示。 这两种内啮合齿轮泵工作原理和主要特点皆同于外啮合齿轮泵。
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3.2 齿轮泵
• 与外啮合齿轮泵相比，内啮合齿轮泵内可做到无困油现象，流量脉动 小。内啮合齿轮泵的结构紧凑，尺寸小，质量轻，运转平稳，噪声低， 在高转速工作时有较高的容积效率。但在低速、高压下工作时，压力 脉动大，容积效率低，所以一般用于中、低压系统。在闭式系统中， 常用这种泵作为补油泵。内啮合齿轮泵的缺点是齿形复杂，加工困难， 价格较贵，且不适合高速高压工作状况。
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3.5 液压泵的选用
• 液压泵是液压系统提供一定流量和压力的油液动力元件。它是每个液 压系统不可缺少的核心元件，合理地选择液压泵对于降低液压系统的 能耗、提高系统的效率、降低噪声、改善工作性能和保证系统的可靠 工作都十分重要。 • 选择液压泵的原则是:根据主机工况、功率大小和系统对工作性能的 要求，首先确定液压泵的类型，然后按系统所要求的压力、流量大小 确定其规格型号。 • 表3-2列出了液压系统中常用液压泵的主要性能比较。 • 一般在机床液压系统中，往往选用双作用叶片泵和限压式变量叶片泵; 而在农业机械、港口机械以及小型工程机械中往往选择抗污染能力较 强的齿轮泵;在负载大、功率大的场合往往选择柱塞泵。
液压传动动力元件的工作原理
液压传动动力元件的工作原理
液压传动是一种广泛应用于工业和机械领域的动力传输方式。
液压传动系统由多个液压元件组成，其中动力元件是其中最重要的部分之一。
动力元件的作用是将液压能转化为机械能，从而实现机械设备的运转。
液压传动动力元件的工作原理可以简单地描述为：当液压系统中的液体被压缩时，它会产生一定的压力，这个压力会被传送到液压元件中，从而产生机械运动。
液压元件的工作原理基于流体力学原理，主要包括以下几个方面：
1. 液体的传递：液压元件通过管道将液体传递到需要机械运动的地方。
在液体传递过程中，需要保持管道内部的压力稳定，以确保液体能够顺畅地流动。
2. 液体的压缩：当液体被泵送到液压元件中时，它会被压缩，产生一定的压力。
这个压力可以用来驱动其他机械部件。
3. 液体的控制：液压元件可以通过控制阀门和调节器来控制液体的流量和压力。
这些控制器可以根据需要进行调整，以实现不同的机械运动。
4. 液体的转换：液压元件可以将液体的能量转换为机械能量。
例如，液压缸可以将液体的压力转换为线性运动，从而驱动其他机械部件。
液压传动动力元件包括多种类型，其中最常见的包括液压泵、液压缸、液压马达、液压阀门等。
这些元件在不同的机械设备中有不同的应用。
总之，液压传动动力元件是实现液压传动系统工作的核心部分。
了解其工作原理对于设计、维护和修理液压传动系统都非常重要。
液压动力单元由哪五个元件构成
液压动力单元由哪五个元件构成液压系统是工业生产中最常用的动力传递方式之一，液压系统的核心是液压动力单元。
液压动力单元是将机械能转变为液压能并在系统中传递、控制和分配液压能的元件组合。
那么，液压动力单元由哪五个元件构成呢？让我们一一介绍。
1. 液压泵液压泵是将机械能转化为液压能的设备。
它主要由外壳、行星齿轮、液压齿轮和密封器构成。
其中，行星齿轮和液压齿轮是泵的核心元件，行星齿轮负责将动力传递到液压齿轮，使它能够旋转并将液体吸入泵腔并排出。
液压泵通常分为齿轮泵、柱塞泵、鼓式泵等几种类型，并且有不同的额定容积。
2. 液压马达液压马达是将液压能转换成机械能的设备。
它主要由外壳、转子、缸体、输出轴和密封器组成。
液压马达与液压泵类似，也有不同的类型，比如齿轮马达、柱塞马达、液压轮等。
液压马达通常被用在需要大扭矩的场合。
3. 溢流阀溢流阀是液压系统中的一种安全保护性元件。
它主要作用是控制液压泵的流量并防止系统压力超过设定值。
一旦系统压力超过设定值，溢流阀便会打开并将过多的液压油回流，从而保护整个系统不会被损坏。
4. 换向阀换向阀是控制液压系统方向的元件。
它可以将液压油的流动方向转换并定向到不同的液压执行元件上，如油缸、液压马达等，从而实现液压系统的运动控制。
换向阀的种类很多，常见的有手动换向阀、电磁换向阀、比例换向阀等。
5. 油缸油缸是液压系统中最常用的执行元件之一。
它由缸体、活塞、活塞杆和密封器组成。
在液压系统中，通过控制液压油的压力和流量，油缸可以将液压能转化为线性机械能，从而实现各种各样的运动控制，比如线性运动、旋转等。
通过以上对液压动力单元的五个组成元件的介绍，我们可以发现，液压系统具有运动平稳、传动力矩大等优点，广泛应用于工业生产、机械制造、航空航天等多个领域。
最全液压系统学习资料(图解版)
单作用叶片泵：转子每转一周完成吸、排 油各一次。 双作用叶片泵：转子每转一周 完成吸、排油各二次。
双作用叶片泵与单作用叶片泵相比，其流 量均匀性好，转子体所受径向液压力基本 平衡。 双作用叶片泵一般为定量泵；单作 用叶片泵一般为变量泵。
动力元件（叶片泵）
顺序阀
顺序阀是一种 利用压力控制 阀口通断的压 力阀，因用于 控制多个执行 元件的动作顺 序而得名。
顺序阀的四种控制型式： 按控制油来源不同分内控和外控，按弹簧腔 泄漏油引出方式不同分内泄和外泄。
压力继电器
功用：根据系统压力变化，自动接通 或断开电路，实现程序控制或安全保 护。
五、流量控制阀
出流量的大小；改变电流信号极性，即可改变运动方向。
图形符号含义
位—用方格表示，几位即几个方格
通—↑
不通— ┴ 、┬
箭头首尾和堵截符号与一个方格有几个交点即 为几通.
p.A.B.T有固定方位，p—进油口，T—回油口
A.B—与执行元件连接的工作油口
弹簧—W、M，画在方格两侧。
常态位置：
(原理图中，油路应该连接在常态位置) 二位阀，靠弹簧的一格。 三位阀，中间一格。
换向阀是利用阀芯在阀体孔内作相对运动，使油路 接通或切断而改变油流方向的阀。
换向阀的分类
• 按结构形式可分：滑阀式、转阀式、球阀式。 • 按阀体连通的主油路数可分：两通、三通、四通…等。 • 按阀芯在阀体内的工作位置可分：两位、三位、四位等
。 • 按操作阀芯运动的方式可分：手动、机动、电磁动、液
液压系统的组成
一个完整的液压系统由五个部分组成 动力元件（如：油泵 ） 执行元件（如：液压油缸和液压马达 ） 控制元件（如：液压阀 ） 辅助元件（如：油箱、滤油器 等） 液压油 （如：乳化液和合成型液压油 ）
液压元件
液压元件一常见的液压元件有齿轮泵、叶片泵、柱塞泵、螺杆泵、液压缸、液压马达、单向阀、换向阀、溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继电器。
二1、液压泵分为齿轮泵、叶片泵、柱塞泵、螺杆泵。
液压泵是是液压系统的动力元件，其作用是将原动机的机械能转换成液体的压力能，指液压系统中的油泵，它向整个液压系统提供动力。
齿轮泵是依靠泵缸与啮合齿轮间所形成的工作容积变化和移动来输送液体或使之增压的回转泵。
由两个齿轮、泵体与前后盖组成两个封闭空间，当齿轮转动时，齿轮脱开侧的空间的体积从小变大，形成真空，将液体吸入，齿轮啮合侧的空间的体积从大变小，而将液体挤入管路中去。
吸入腔与排出腔是靠两个齿轮的啮合线来隔开的。
齿轮泵的排出口的压力完全取决于泵出处阻力的大小。
2、叶片泵通过叶轮的旋转，将动力机的机械能转换为水能(势能、动能、压能)的水力机械。
叶片泵转子旋转时，叶片在离心力和压力油的作用下，尖部紧贴在定子内表面上。
这样两个叶片与转子和定子内表面所构成的工作容积，先由小到大吸油后再由大到小排油，叶片旋转一周时，完成两次吸油与排油。
3、柱塞泵是液压系统的一个重要装置。
它依靠柱塞在缸体中往复运动，使密封工作容腔的容积发生变化来实现吸油、压油。
柱塞泵柱塞往复运动总行程L是不变的，由凸轮的升程决定。
柱塞每循环的供油量大小取决于供油行程,供油行程不受凸轮轴控制是可变的。
供油开始时刻不随供油行程的变化而变化。
转动柱塞可改变供油终了时刻，从而改变供油量。
4、螺杆泵是依靠泵体与螺杆所形成的啮合空间容积变化和移动来输送液体或使之增压的回转泵。
螺杆泵工作时，液体被吸入后就进入螺纹与泵壳所围的密封空间，当主动螺杆旋转时，螺杆泵密封容积在螺牙的挤压下提高螺杆泵压力，并沿轴向移动。
5、液压缸是将液压能转变为机械能的、做直线往复运动（或摆动运动）的液压执行元件。
6、单向阀是流体只能沿进水口流动，出水口介质却无法回流的装置。
8、溢流阀是维持阀进口压力近于恒定，系统中多余的流体通过该阀回流的压力控制阀。
电液控制-液压动力元件
忽略了库仑摩擦力等非线性负载。 以上三个方程中的变量均是在平衡工作点的增量，去掉了增量 符号“△”。
三个基本方程完全描述了阀控液压缸的动态特性。取它们的拉 式变换，可得
可据此绘制出阀控液压缸系统的方框图。以阀芯位移XV 为指令信号，外负载力FL为干扰信号。图a、 b 分别以负载流量 QL和负载压力pL为中间变量。 通过对方程消去中间变量或由方框图化简，可得阀芯输 入位移和外负载力同时作用时液压缸活塞总输出位移为：
（3）K=0，mt=0，Bp=0时，传递函数为
液压伺服系统常常是整个控制回路的一个部件，如水轮 机调节系统等，此时其传函常可简化为这三种形式。
（三）阀控液压缸系统的频率响应分析
1、无弹性负载时的情形 （1）对输入指令Xv的频响分析 其传递函数为：
可绘制出其伯德图如下图所示，它由比例、积分和二阶振 荡环节组成。系统的主要性能参数为：速度放大系数（速度增益） Kq/Ap，液压固有频率ωh和液压阻尼比ξh。 A、速度放大系数（速度增益）Kq/Ap 表示阀对液压缸活塞 输出速度控制的灵敏度，它直接影响系统的稳定性、响应速度和 控制精度。 Kq/Ap增大时可提高系统的响应速度和精度，但使系 统的稳定性变坏。 在工作零点处Kq0最大，而Kc0最小，系统的稳定性最差，故在计 算系统稳定性时取零位处。 Kq会随负载压力pL的增大而降低， 为保证系统的工作速度和良好的控制性能，常需限制 pL 2Ps / 3
阻尼比表示系统的相对稳定性，一般液压伺服系统的液 压阻尼比较小，需要提高阻尼比值以改善系统性能。所用方法 有： （a）设置旁路泄漏通道，即在液压缸两个工作腔之间设置旁 路通道增加泄漏系数Ctp，但增大了功率损失，降低了系统的 总压力增益和系统刚度，增大了外负载力引起的误差。 （b）采用正开口阀。正开口阀的Kc0值较大，可增加阻尼比， 但会降低系统刚度，零位泄漏量引起的功率损失大，还会带来 非线性流量增益、稳态液动力变化等问题。 （c）增加负载的粘性阻尼，但需另外设置阻尼器，增加了结 构的复杂性。
第三章：液压动力元件
第三章液压动力元件教学内容：本章首先介绍液压泵和马达的工作原理，接着介绍了齿轮泵及齿轮马达、叶片泵及叶片马达、柱塞泵及柱塞马达的基本结构与工作原理，最后简介几种泵和马达的工作特点。
教学重点：1．对容积式泵和马达工作原理进行阐述，对容积式泵和马达的效率进行计算；2．介绍几种泵和马达：齿轮泵及齿轮马达、叶片泵及叶片马达、柱塞泵及柱塞马达的基本结构、工作原理与效率；3．简介几种泵和马达的工作特点、优缺点与应用领域。
教学难点：1．泵马达的基本原理及效率计算；2．柱塞泵及柱塞马达基本结构与工作原理；3．分析马达产生输出扭矩的方法。
液压动力元件起着向系统提供动力源的作用，是系统不可缺少的核心元件。
液压系统是以液压泵作为系统提供一定的流量和压力的动力元件，液压泵将原动机（电动机或内燃机）输出的机械能转换为工作液体的压力能，是一种能量转换装置。
§3-1液压泵的概述一、液压泵的工作原理及特点1.液压泵的工作原理图3—1 液压泵工作原理图液压泵都是依靠密封容积变化的原理来进行工作的，故一般称为容积式液压泵，图3-1所示的是一单柱塞液压泵的工作原理图，图中柱塞2装在缸体3中形成一个密封容积a，柱塞在弹簧4的作用下始终压紧在偏心轮1上。
原动机驱动偏心轮1旋转使柱塞2作往复运动，使密封容积a的大小发生周期性的交替变化。
当a有小变大时就形成部分真空，使油箱中油液在大气压作用下，经吸油管顶开单向阀6进入油箱a而实现吸油；反之，当a由大变小时，a腔中吸满的油液将顶开单向阀5流入系统而实现压油。
这样液压泵就将原动机输入的机械能转换成液体的压力能，原动机驱动偏心轮不断旋转，液压泵就不断地吸油和压油。
2.液压泵的特点单柱塞液压泵具有一切容积式液压泵的基本特点：(1)具有若干个密封且又可以周期性变化空间。
液压泵输出流量与此空间的容积变化量和单位时间内的变化次数成正比，与其他因素无关。
这是容积式液压泵的一个重要特性。
(2)油箱内液体的绝对压力必须恒等于或大于大气压力。
液压元件介绍
液压元件介绍
液压元件是指组成液压系统的各类部件，通常可以分为四大类：
1. 动力元件：如液压泵，其作用是将原动机（通常是电动机或内燃机）提供的机械能转换为流体的液压能。
液压泵是液压系统中的动力源，负责提供压力和流量以驱动整个系统。
2. 执行元件：包括油缸和液压马达，它们是将液压能转换回机械能的元件，实现直线运动或旋转运动，完成各种动作和工作循环。
3. 控制元件：主要是各种阀门，如溢流阀、方向控制阀、速度控制阀等，用于调节和控制液压系统中的压力、流量和流向，从而实现对执行元件运动的精确控制。
4. 辅助元件：如油箱、过滤器、管路和接头等，这些元件虽然不直接参与能量转换，但在整个系统中起到连接、保护和支撑的作用，保证液压系统稳定可靠地运行。
此外，还有工作介质，通常是液压油，它作为传递能量的介质，在液压系统中流动，承受压力并传递动力。
综上所述，液压系统通过这些元件的协同工作，实现了能量的转换和控制，广泛应用于工业机械、工程机械等领域。
根据不同的应用需求，液压元件的种类和设计也会有所不同，以满足特定的功能和性能要求。
液压动力单元
液压动力单元是一种将液压能转换成机械能的设备。
是由液压泵、油箱、液压控制阀、执行器件、油管等组成。
通过液体的压缩和流动，实现机械设备的动力控制。
在现代机械设备中有着广泛的应用，被称为现代机械的“心脏”。
本文将对的组成、工作原理、应用场景进行介绍。
一、的组成及工作原理1.组成主要由三部分组成，即液动元件、执行元件和控制元件。
其中，液动元件主要有油箱、液压泵等；执行元件主要有油缸、液压马达等；控制元件主要有液压阀、超压保护装置等。
2.工作原理的工作原理是利用液体的不可压缩性和液体的压力传导性来实现机械设备的运动。
主要通过液压泵将液体抽入油箱内，经过滤器之后，液体流入液压控制阀。
液压控制阀负责对液压系统进行控制，以实现机械设备的动力控制。
液体通过控制阀进入执行元件，推动油缸或驱动液压马达，实现机械设备的动力传递。
二、的应用场景在现代机械设备中有着广泛的应用。
常用于重型机械设备、船舶、工程机械、各类机床、自动化装置等方面，应用场景包括：1.冶金、石化、能源等领域可以应用于各种液压力机、振动器、电动机、工程机械等，常用于冶金、石化、能源等领域。
2.重型机械设备领域可以应用于各种重型机械设备，如大型挖掘机、装载机、起重机、压路机等。
3.船舶领域可以应用于船舶的主机、液压机械、舵机、缆绳机、排污器等。
4.自动化装置可以应用于各种自动化装置，如自动化冲床、卷板机、钻床等。
三、的优缺点1.优点可以承受大的压力和力矩，同时其输出力易于调节。
具有高效、准确、稳定的特点，与传统机械和电气传动相比，具有更高的控制精度。
可以高效地利用能源，最大限度地节约能源消耗，从而降低了生产成本。
2.缺点的构造复杂，维护困难。
的噪声和振动大，对环境有一定影响。
的渗漏是一个重要问题，需要严格控制。
四、结论在现代机械设备中有着广泛的应用，其优点在于可以承受大的压力和力矩，同时具有高效、准确、稳定的特点，易于调节和节约能源消耗。
但的缺点在于构造复杂、维护困难、噪声和振动大，以及对环境有一定影响，需要严格控制。
液压系统组成
垂，造成密封件和导向 单边磨损，故其垂直使用 更有利。
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柱塞式液压缸
工作时柱塞总受 压，因而它必须 有足够的刚度
塞只靠缸套支承 而不与缸套 接触， 这样缸套极易加 工，故适于做 长 行程液压缸；
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伸缩式液压缸
18
执行元件（液压油缸和液压马达）
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常用的液压缸的分类 液压缸
活塞式 柱塞式 伸缩式 摆动式
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活塞杆液压缸
单活塞杆液压缸只有 一端有活塞杆。是一 种单活塞液压缸。
双作用缸其两端进出 口油口A和B都可通压 力油或回油，以实现 双向运动，故称为双 作用缸。
活塞杆液压缸
单活塞杆液压缸
双作用缸
4
齿轮泵的原理图
在一个紧密配合的 壳体内相互啮合旋 转，这个壳体的内 部类似“8”字形， 两个齿轮装在里面， 齿轮的外径及两侧 与壳体紧密配合
5
齿轮泵的原理图
挤出机的物料在吸入口进入两个齿轮中间，并充满这
一空间，随着齿的旋转沿壳体运动，最后在两齿啮合
时排出
6
齿轮泵的特点
齿轮泵对油液的要求最低，最早的时候因 为压力低，所以一般用在低压系统中，先 随着技术的发展，压力可以做到25MPa左 右，常用在廉价工程机械和农用机械方面， 当然在一般液压系统中也有用的，但是他 的油液脉动大，不能变量，好处是自吸性 能好。
有单叶片和双叶片两种形式。 定子块固定在缸体上，而叶片和转子连接
在一起。根据进油方向， 叶片将带动转子 作往复摆动。
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液压马达的结构
30
第二节 小结
根据常用液压 1.活塞式
1.1 液压系统的动力元件
1.1 液压系统的动力元件
1. 柱塞泵 柱塞泵依靠柱塞在缸体中往复运动，使密封工作容腔的容积发生变化来实现吸油、压油。
柱塞泵的特点：耐压较高；转速不高，1800rpm左右；噪音较大；变量柱塞泵可以在 特殊场合使用。
1.1 液压系统的动力元件
2. 螺杆泵 依靠由螺杆和衬套形成的密封腔的容积变化来吸入和排出液体。
高(0.75-0.92) 高(0.85-0.95) 中等 差 很敏感 大 中等 差 齿轮泵 齿轮泵分为内啮泵和外啮泵，齿型分为直齿和斜齿。 （1）内啮合齿轮泵 内啮合齿轮泵是采用齿轮内啮合原理，内外齿轮节圆紧靠一边，另一边被泵盖上“月牙板”隔开。 主轴上的主动内齿轮带动其中外齿轮同向转动，在进口处齿轮相互分离形成负压而吸入液体，齿轮在出 口处不断嵌入啮合而将液体挤压输出。
5. 齿轮泵
液压系统中常用液压泵的性能比较 性能 输出压力 （MPa） 流量调节 效率 输出流量脉动 自吸特性 油污染敏感性 噪声 齿轮泵 低压(＜2.5) 不能 低(0.60-0.85) 很大 好 不敏感 大 双作用叶片泵 中压(6.3-21) 不能 较高(0.750.85) 很小 较差 较敏感 小 限压式变量叶 片泵 中压(≤7) 能 较高(0.700.85) 中等 较差 较敏感 较大 径向柱塞泵 高压(10-20) 能 轴向柱塞泵 高压(20-35) 能 螺杆泵 低压(≤10) 不能 较高(0.700.85) 最小 好 不敏感 最小
1.1 液压系统的动力元件
动力元件 ： 动力元件的作用是将原动机的机械能转换成液体的压力能，指液压系统中的油泵，它向 整个液压系统提供动力。液压泵的结构形式一般有齿轮泵、叶片泵、柱塞泵和螺杆泵。 液压泵 ： 是液压系统的动力能源装置，其功能是将原动机的机械能转换为油液的压力能，向系统提 供具有一定压力的流量。液压泵都是容积式的，依靠泵内密封容积的变化原理实现吸油和压（排）油。 液压泵根据结构形式的不同分为：齿轮泵、叶片泵、柱塞泵、螺杆泵。根据输出流量的不同分为： 定量泵、变量泵。其图形符号见下图：
液压伺服系统第5章液压动力元件
三、传递函数简化
Kq K ce Vt X v 2 1 Dm Dm 4 e K ce Xp s 2 2 h s 2 s 1 h h s TL
液压固有频率：
h
2 4 e Dm Vt J t
液压阻尼比：
Kce h Dm
二、方框图与传递函数：
根据阀控液压缸的基本方程进行拉氏变换得：
QL Kq X v Kc PL
Vt QL Ac sX c Ctc PL sPL 4 e Ac PL mt s 2 X c Bc sX c KX c FL
根据阀控液压缸的拉氏变换方程式绘出系统方框图。
BcVt 2 s Xc 2 4 e Ac
三、传递函数简化
（一）、无弹性负载 K=0：
Kq K ce Vt Xv 2 1 s FL Ac Ac 4 e K ce Xc Vt mt 2 K ce mt Vt Bc s 1 s s 2 2 2 4 e Ac Ac 4 e Ac
（二）、有弹性负载 K≠0：
Kq K ce Vt X v 2 1 s FL Ac Ac 4 e K ce Xc Vt mt 3 K ce mt Vt Bc 2 Vt K K ce K s s 1 s 2 2 A2 4 A2 4 e Ac2 4 A A e c e c c c
伯德图
Xc Xv s s 2 2 0 1 s 1 2 0 r 0
Kq Ac
K q Ac K ce K
Xc Xv K ce K s 2 2 h s s 1 2 2 A c h h
液压常用的原件
液压常用的原件
1.液压泵
液压泵是液压系统中最常见的原件之一，它的主要作用是将机械能转化成液压能使液体压力增加，为液压系统提供动力。
在液压系统中，液压泵一般分为三种类型：齿轮泵，齿轮泵和螺杆泵。
齿轮泵和齿轮泵适用于低至中等压力和流量的应用，螺杆泵适用于高压和高流量的应用。
2.液压缸
液压缸是一种能够将液压能汇聚转化成机械能的元件。
液压缸主要是由缸体、活塞、活塞杆、密封元件、端盖和连接件等部分组成。
液压缸的工作方式为当液压油进入缸体的一个腔体时，增大的压力使活塞产生了往外推的方向力，使液压缸完成工作。
液压缸广泛应用于升降机械、挖掘机、Bulldozer、挤塑机、注塑机等。
3.阀门
液压阀门是调节液压系统的重要组成部分，通常用于控制流量，压力和方向，使液压系统得以正常运作。
液压阀门的种类包括插装阀，板式阀，手动阀，比例阀和单向阀等。
插装阀通常用于挖掘机等大型机械，因其结构紧凑。
板式阀有一种丰富的形状和功能，常用于诸如机床和自动化设备等普遍应用。
手
动阀通常是一些较小的应用，而单向阀则用于许多不同类型的应用中。
总之，液压泵、液压缸和液压阀门是液压系统中最常见的三种原件。
这些液压元件的作用使得机械设备的动力传递和控制变得更加有效，通常应用于工程机械、冶金机械、矿山机械、造纸机械等方面。
中职液压与气压传动教案：液压传动的动力元件(全2课时)
中等专业学校2024-2025-1教案编号：备课组别机械组课程名称液压与气压传动所在年级主备教师授课教师授课系部授课班级授课日期课题§1-2 液压传动的动力元件（一）教学目标1.了解液压动力元件（液压泵）的工作原理；2.掌握常用液压元件的种类和用途；重点液压系统的特点和基本参数；难点液压系统的基本参数的应用；教法讨论、讲授和练习；教学设备多媒体；教学环节教学活动内容及组织过程个案补充教学内容一、组织教学安定课堂秩序二、新课导入液压泵是液压传动系统的动力元件，它将电动机或其他原动机输出的机械能转换为液压能。
1—偏心轮2—柱塞3—泵体4—弹簧5、6—单向阀三、新课讲授1．液压泵的工作原理（1）偏心轮转动，柱塞作左右运动（2）柱塞向右运动，密封容积增大，油液通过单向阀5进入泵体3教学内容（3）单向阀6封住出油口，防止系统中油液回流（4）柱塞向左运动，密封容积减小，单向阀5封住吸油口（5）泵体内油液经单向阀6进入系统1—偏心轮2—柱塞3—泵体4—弹簧5、6—单向阀通过密封容积的变化来进行吸油和压油的液压泵称为容积式液压泵（简称容积泵）2．液压泵的类型及图形符号（1）液压泵的类型1）按结构，分齿轮泵、叶片泵、柱塞泵和螺杆泵等2）按输油方向能否改变，分单向泵和双向泵3）按输出的流量能否调节，分定量泵和变量泵4）按额定压力不同，分低压泵、中压泵和高压泵（2）液压泵的图形符号教学内容（二）常用液压泵1．齿轮泵齿轮泵有外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵（1）外啮合齿轮泵的结构外啮合齿轮泵由左泵盖1、右泵盖4、泵体3、主动齿轮轴5、从动齿轮轴7等组成（2）外啮合齿轮泵的工作原理1）右方吸油室由于啮合的轮齿逐渐脱开，密封容积增大，油液吸入吸油腔2）齿轮旋转，把油液带到左侧压油室3）齿轮相互啮合，压油室密封容积减小，油液被挤出去4）轮齿的接触线把吸油腔和压油腔分开2．叶片泵（1）单作用式叶片泵转子每转一周完成吸、压油各一次1）吸油过程右边的叶片逐渐伸出，密封容积逐渐增大，油液经吸油口吸入吸油腔2）压油过程左边的叶片被定子内壁逐渐压入槽内，密封容积逐渐减小，将油液经配油盘的压油窗口压出在吸油区和压油区之间有一段封油区将吸、压油区隔开教学环节教学活动内容及组织过程个案补充教学内容1—转子2—叶片3—配油盘4—定子5—泵体四、课堂小结1.（液压泵）的工作原理；2.掌握常用液压元件的种类和用途。
八、液压放大元件和液压动力元件
环境适应性
考虑工作环境温度、湿度、振动等因 素，选择具有良好环境适应性的液压 放大元件。
安装调试要点
安装前检查
在安装前应对液压放大元件进行外观检 查，确保其完好无损，无裂纹、变形等
缺陷。
正确安装
按照液压放大元件的安装说明进行正 确安装，注意安装方向和位置，确保
安装质量。
清洁度要求
安装过程中要保持清洁，防止杂质进 入系统，影响液压放大元件的正常工 作。
工作原理
当叶片泵工作时，驱动转子旋转，使得叶片 在离心力和压力油的作用下紧贴定子内壁滑 动。由于定子内壁形状的变化，使得相邻两 叶片间的工作容积发生周期性变化，从而实 现吸油和压油的过程。
柱塞泵结构及工作原理
柱塞泵结构
主要由泵体、柱塞、滑靴、斜盘等部件组成。其中，柱塞和斜盘是关键部件。
工作原理
当柱塞泵工作时，驱动斜盘旋转，使得柱塞在缸体中做往复运动。当柱塞向外运动时，缸体 内容积增大，形成低压区，将油液吸入；当柱塞向内运动时，缸体内容积减小，压力升高，
04
典型液压放大元件剖析
溢流阀结构及工作原理
结构组成
溢流阀主要由阀体、阀芯、弹簧 等元件组成。
工作原理
当系统压力超过一定值时，阀芯 在液压力和弹簧力的作用下开启 ，使部分油液流回油箱，起到溢 流减压的作用。
减压阀结构及工作原理
结构组成
减压阀主要由阀体、阀芯、弹簧、阻 尼孔等元件组成。
工作原理
减压阀通过调节阀芯的开度，改变油液的流 通面积，从而实现对系统压力的调节。当系 统压力超过设定值时，阀芯开启，油液通过 阻尼孔流回油箱，起到减压的作用。
பைடு நூலகம்
顺序阀结构及工作原理
结构组成
液压动力元件的分类
液压动力元件的分类
1. 哇塞，液压动力元件有齿轮泵呢！就像汽车的发动机给车子提供动力一样，齿轮泵可是很多液压系统的重要动力来源呀！比如在那些大型的注塑机里，齿轮泵就起着关键作用呢。
2. 嘿，还有叶片泵哦！它就像一个勤劳的小蜜蜂，默默地为液压系统输送着动力。
像一些机床设备不就靠它来实现精准操作嘛！
3. 哇哦，柱塞泵可不能忘呀！那可是个厉害的角色，就如同大力士一般，能提供强大的压力呢！像那些大型起重机的液压系统少了它可不行呀。
4. 哎呀呀，螺杆泵也得算一个呀！它就像是一位忠实可靠的伙伴，稳定地发挥着作用呢。
在一些特殊的化工行业里，常常能看到它的身影哟。
5. 嘿，别忘了液压马达呀！它就像个会跑的小精灵，驱动着各种设备动起来。
比如那些自动行走的工程车辆可少不了它。
6. 哇，液压缸也是很重要的呢！可以想象成是大力士的手臂，能推动重物进行各种动作呢。
像建筑工地上那些起重臂不就靠它嘛。
7. 哈哈，还有蓄能器呢！它就如同能量的小仓库，关键时候能提供额外的动力呀。
在一些间歇工作的设备中作用可大啦。
8. 哟呵，压力控制阀也是液压动力元件的一员呀！它就像是个精确的调度员，控制着压力的大小呢。
像一些精密仪器的液压系统就靠它来把关啦。
9. 瞧，流量控制阀也很重要呢！它就好比是水龙头，控制着液体流量的大小哦。
在很多需要调节流量的场合都有它的存在呀。
我的观点结论就是，液压动力元件种类丰富，各自有着独特的作用和应用场景，都非常了不起呢！。
《液压与气动技术》液压动力元件
3.1 液压泵概述 3.1.1 液压泵的工作原理与特点
第 3 章 液压动力元件
1)应具有相应的配流机构,将吸、压油腔分开,保证液压泵有规律地吸、压油。 2)油箱必须和大气相通以保证液压泵吸油充分。 3.1.2 液压泵的分类
第 3 章 液压动力元件
3.1.3 液压泵的主要性能参数 1.压力 (1)工作压力p 液压泵工作时实际输出油液的压力称为工作压力。 (2)额定压力pn 液压泵在正常工作时,按试验标准规定连续运转的最高压力称为液压泵的额定压力。 (3)最高允许压力pm 在超过额定压力的情况下,根据试验标准规定,允许液压泵短时运行的最高压 力值,称为液压泵的最高允许压力。 2.排量和流量 (1)排量V 液压泵主轴每转一次,其密封容积发生变化所排出液体的体积称为液压泵的排量。 (2)理论流量qt 液压泵在不考虑泄漏的情况下,单位时间内所排出液体的体积称为理论流量。 (3)实际流量q 液压泵在某一工作压力下,单位时间内实际排出液体的体积称为实际流量。 (4)额定流量qn 液压泵在正常工作条件下,按试验标准规定(在额定压力和额定转速下)必须保证的 流量称为额定流量。
3.外啮合齿轮泵的结构问题与改进措施 (1)泄漏 外啮合齿轮泵容易产生泄漏的部位有3处:齿轮端面与端盖配合处、齿轮外圆与泵体配合 处及两个齿轮的啮合处,其中端面间隙处的泄漏影响最大,这是因为泵的端面泄漏的面积大、途径 短。
第 3 章 液压动力元件
(2)困油 为使齿轮能够平稳工作,要求齿轮的重合度大于1,这样在两对齿轮进入啮合的瞬间,在啮 合点之间形成一个独立的封闭空间,而一部分油液被困在其中。 (3)径向力不平衡 齿轮泵在工作时,因压油腔的压力大于吸油腔的压力,这样对齿轮和轴便会产生 不平衡的径向力,而且液压力越高,不平衡径向力就越大,它直接影响轴承的使用寿命。
第三章 液压动力元件
式中： R和r — 定子圆弧的长短半径；
θ— 叶片的倾角；
s— 叶片的厚度；
Z —叶片数。
45
2）、流量脉动：
双作用叶片泵若不考虑叶片的厚度，则瞬时流 量是均匀的。但实际上叶片是有厚度的，且R和r也 不可能完全同心，尤其叶片底部槽设计成与压油腔 相通时，泵的瞬时流量仍将出现微小的脉动。但脉 动率较其他泵（螺杆泵除外）小得多，且在叶片数 为4得倍数时最小，一般取12和16片。
53
2）、为何为变量泵：改变斜盘的倾角δ，可以改变柱 塞往复行程的大小，因而改变流量q。
2、流量的计算
1）、流量： 轴向柱塞泵的实际输出流量：
q
4
d 2 Dtg zn v
式中：z — 柱塞数；
d — 柱塞直径；
D — 柱塞分布园直径； δ — 斜盘与缸体轴线间的夹角。
54
2）、流量脉动：
轴向柱塞泵的输出流量是脉动，当柱塞 数为单数时流量脉动较小，一般取7、9或11。 3、优缺点 1）、优点：结构紧凑、径向尺寸小、易实现变 量，压力可以很高（可达30Mpa以上）。 2）、缺点：对油液污染较敏感。
8
2 、排量 V ：指在不考虑泄漏的情况下，轴 转过一整转时所能输出（或所需输入）的油 液体积。 3 、流量 q 1〉、液压泵（液压马达）的油液流量 qt : 指在不考虑泄漏的情况下，单位时间内 所能输出（或所需输入）的油液体积。 设液压泵（液压马达）的转速为n
qt = V n
9
2〉、液压泵（液压马达）的额定流量：指 在额定转速和额定压力下液压泵输出 （或输入马达）的流量。
近似计算可认为“排量=两个齿轮的齿间槽容
积之和”，而“齿间槽的容积≈轮齿的体 积”。
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（2）机械效率 驱动泵所需的理论转矩Tt与驱动 泵的实际输入转矩T之比。
pm
Tt T
1 T T
TTt T
液压动力元件
⒊ 功率、机械效率和总效率
（3）总效率 泵的总效率应为泵的输出功率Δpq与驱动 泵的功率 T 2πn之比
p
pq
2 n T
p pVpm
泵的总效率随负载压力p变化曲线见图3-2b。在使用压力
液压动力元件
液压动力元件
从上述液压泵的工作原理可知其正常工作应具 备以下条件:
1.有一个或若干个周期变化的密封容积，才能不断地吸油 和排油。 2.须有相应的配油机构，如图3-1中的单向阀6和5。 3.要保持油箱上的通气孔始终畅通，使油箱内为大气压力
㈡ 分类：
1.按其在单位时间内输出油液体积能否调节分类： 定量泵和变量泵两类。前者在单位时间内输出的体积是不 能调节的，后者是可以调节的。 2.按其结构型式分类：齿轮式、叶片式和柱塞式三大类。
q
pVqt
qt q1q
qt
qt
qqtpVVnpV
液压动力元件
ηpV在一定范围内，泄漏量Δq与负载压力p成正 比，泵的容积效率则随负载压力增加而线性的下
降，见图3-2a。
η
η
η η
η η
η
（）
图3-2 液压液泵压动的力性元能件曲线
ρ （）
⒊ 功率、机械效率和总效率
（1）功率：泵的理论输出功率为 Po p qt
较低时，总效率很低，这是因为泵在轻载时机械摩擦
损失所占比重较大，其机械效率很低之故。 （那么在
使用压力较高时呢?)
液压动力元件
驱动泵的电动机功率可按下式计算
Pi
pq
p
(W)
q—泵的实际流量（m3/s）; ηp—泵的总效率。 注意：几个转速 的概念
（1）液压泵的额定转速 即在额定压力下能连续长时间 正常运转的最大转速。
泵的理论输入功率为 Pi 2Ttn
泵的实际输出功率为 P p q Pi 2 nT
驱动泵的功率为
Pi Po
pqt 2TtnTt
pV
2
式中 Δp—泵的进出口压差（Pa） Tt—驱动泵所需的理论转矩（N•m）
液压动力元件
⒊ 功率、机械效率和总效率
T-驱动泵所需的实际输入转矩（N•m） ΔT ——泵的摩擦损失转矩
第三章 液压传动动力元件
第一节 概述 第二节 齿轮泵 第三节 叶
本节主要介绍液压系统四大类液压元件中的动力元 件——液压泵,本节是以后学习和分析液压基本回路和 系统的重要基础。
重点： 1. 液压泵的工作原理，液压泵的主要性能参数：压力、
流量、转速|转矩、功率、容积效率、机械效率、总效 率； 2. 直轴式轴向柱塞泵的工作原理； 3. 限压式变量叶片泵的工作原理； 4. 液压泵的选用； 5.液压马达的原理和使用。 难点： 1. 液压泵的容积效率； 2. 限压式变量泵的工作原理及特征曲线。
液压动力元件
(三) 液压泵的图形符号
液压动力元件
二、液压泵的主要性能参数
1. 压力
（1）工作压力 液压泵实际工作时所输出油液压力，亦
即是液压泵克服负载阻力所建立起来的压力。假如液压
系统中没有阻力和外负载，相当于液压泵输出的油液直
接流回油箱，则系统就建立不起压力来，液压泵的工作
压力由其外加负载决定是一个重要的基本概念。
液压动力元件
第一节 概述
液压泵：是液压系统中的能量转换装置， 是将机械能转换为液体的压力能的动力 元件。
一、工作原理和分类 ㈠ 液压泵的工作原理： 图3-1是一个简单的单柱塞液压泵的工作
原理图。
液压动力元件
特点：这种利用密封工作容积的变化进行吸油和 压油的泵称为容积式泵，液压泵都是容积式的。
图3-1 容积式泵的工作原理
h—齿轮的有效工作高度（m），
b—齿宽（m）；
z—齿数；
m—齿轮模数（m）。 液压动力元件
实际上，齿间的容积比轮齿的体积稍大，因此， 在修正系数3.33～3.5代替π值，齿数少取大值。
V =（6.66～7.00）Zm 2B 2. 流量 齿轮泵实际流量q为
q Vp nV (6 .6 6 7 )Z2B mp nV
P pq 60
单位为KW。
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第二节 齿轮泵 (gear pump)
齿轮泵具有结构简单、体积小、重量轻、 价格低、工作可靠、自吸性能好以及对油液 污染不敏感、维护方便等优点，因而广泛的 应用于各种液压传动系统。其主要缺点是流 量和压力的脉动较大，噪音大，排量不可改 变，效率较低，随着结构技术的发展，噪音 有了很大的降低，效率和寿命都有很大的提 高。
（2）额定压力 液压泵根据试验结果而推荐的可连续使
用的最高压力，它反映了泵的能力。一般讲泵铭牌上所
示的是其额定压力。
（3）最大压力 按试验标准规定，液压泵在短暂运行时
所允许的最高压力。
液压动力元件
2.排量、流量和容积效率
（1）排量(V) 液压泵在无泄漏的情况下，泵轴 转动一周所排出的油液体积量。它的大小决定 于泵的几何尺寸，故又称几何排量。 （2）流量(q) 液压泵的流量，是指泵在单位时 间内排出液流的体积，泵的流量有理论流量和 实际流量之分 。 理论流量qt为泵的排量V和转速n的乘积
qt V •n (m3/s)
式中 V —液压泵的排量 (m3/r) n—液压泵转液速压动力元(件r/s)
液压泵实际流量q为
qqt q
(m3/s)
式中Δq——泵的泄漏流量（内泄漏和外泄漏之 和）（m3/s）。 额定流量：液压泵的额定流量是指泵在额定转速 和额定压力下的输出流量。 （3）容积效率 液压泵的实际流量和理论流量 之比称为容积效率ηpv 。
（2）液压泵的最高转速 在额定压力下，超过额定转速 所允许的短暂运行转速称为最高转速。
（3）液压泵的最低转速 液压泵正常运转时所允许的转 速最低值，称为最低转速。
液压动力元件
注意：工程单位的使用
若液压泵的吸油口和排压油 口间的压差的单位用MPa表示，输 出流量用L/min表示，那么液压泵 的输出功率可用P可表示为
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一、工作原理（ 3-3 ）
压油
吸油
图3-3 齿轮液压泵动的力工元作件 原理
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二、齿轮泵的排量和流量
1. 排量
齿轮泵的排量是其两个齿轮的齿间槽容积之 总和。如果近似地认为齿间槽的容积等于轮 齿的体积，则齿轮泵的排量V为
VDh 2 bZ2 m b
(m3/r)
式中 D—齿轮的节圆直径（m），