液压传动-PPT课件

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。
表3.1 压力分级
压力分级
压力 （MPa）
低压 2.5
中压 >2.5~8
中高压 高压 超高压 >8~16 >16~32 >32
三、液压泵和液压马达的类型
按结构分：柱塞式、叶片式和齿轮式 按排量分：定量和变量 按调节方式分：手动式和自动式，自动 式又分限压式、恒功率式、恒压式和恒 流式等。 按自吸能力分：自吸式合非自吸式
冲击产生的原因
液体突然停止运动 工作部件突然制动或换向 元件的动作不够灵敏
本章小结
主要概念：
液压传动的定义，两个工作特性 液压系统的组成部分及其作用 液压传动的主要优缺点
重点：
液压传动的工作原理，及什么是液压传动 液压传动的两个工作特性
难点：
液压传动的两个工作特性，尤其是压力决定于负载。
3.2.3 齿轮泵的特点
径向作用力不平衡: 减小径向不平衡力的办法:缩小压油口
3.2.3 齿轮泵的特点
泄漏:
1.通过齿轮啮合处的间隙； 2.通过泵体内孔和齿顶圆间的径向间隙； 3.通过齿轮两端面和端盖间的端面间隙
结论:齿轮泵由于泄漏大和存在径向不平衡力，因而限制了压力的
提高。为使齿轮泵能在高压下工作，常采取的措施为： 减小径向不平衡力， 提高轴与轴承的刚度， 同时对泄漏量最大的端面间隙采用自动补偿装置
流体传动：以流体为工作介质进行能量转 换、传递和控制的传动。
液体传动 气体传动
液体传动：液体为工作介质
液力传动： 利用液体动能 液压传动： 利用液体压力能
工作特性（两个）
压力取决于负载（与流入的流体多少无关） 速度取决于流量（与流体压力大小无关）
液压传动的基本性质：
机械手
5. 液压传动技术的发展
发展概况：
17世纪中叶静压原理 18世纪末英国第一台水压机 19世纪末德国液压龙门刨床 20世纪30年代通用机床液压传动 20世纪60年代以来液压技术得到很大的发展
5. 液压传动技术的发展
发展趋势：
减少能耗、泄漏控制、污染控制、主动维护 液压CAD技术 新材料新工艺的应用 机电一体化
第三节 液压泵和液压马达 液压泵和液压马达的工作原理
柱塞泵和柱塞式液压马达 叶片泵和叶片式马达
齿轮泵和齿轮马达
3.1 液压泵概述
机械能： 对于刚体来说，机械能是其动能和势能的总和；对 于流体来说，机械能是其压力能、动能和势能的总 和。
压力能： 伯努利方程表明，流体中与压力相关的那部分能量 叫作压力能。显然，流体的压力能等于其压力和体 积的乘积。在液压与气压传动中，压力能是主要的 能量形式，势能和动能比压力能小得多。
容积式液压泵的共同工作原理如下： （1）容积式泵必定有一个或若干个周期变化的密
封容积。密封容积变小使油液被挤出，密封容积变 大时形成一定真空度，油液通过吸油管被吸入。密 封容积的变换量以及变化频率决定泵的流量。
（2）合适的配流装置。不同形式泵的配流装置虽 然结构形式不同，但所起作用相同，并且在容积式 泵中是必不可少的。容积式泵排油的压力决定于排 油管道中油液所受到的负载。
绪论
液压传动的定义 液压传动的工作原理 液压传动的组成 液压传动的优缺点 液压传动的应用和发展 本章小结
1. 液压传动的定义
机器组成：
原动机：电动机、内燃机等 传动机构 工作机（直接工作部分）：车床的刀架、车刀、
卡盘等
传动机构分为：
机械传动：如齿轮传动 电气传动：（电气控制技术） 流体传动
液压泵和液压马达的图形符号
定量泵
变量泵 定量马达 变量马达 双向变量泵 双向变量马达
图3-3 液压泵和液压马达的图形符号
结束
§3-4 齿轮泵和齿轮马达
一、概述 二、外啮合齿轮泵工作原理 三、外啮合齿轮泵的几个问题 四、内啮合齿轮泵 五、齿轮马达
一、概述
齿轮泵是液压泵中结构最简单的一种泵，它的 抗污染能力强，价格最便宜。但一般齿轮泵容积效 率较低，轴承上不平衡力大，工作压力不高。齿轮 泵的另一个重要缺点是流量脉动大，运行时噪声水 平较高，在高压下运行时尤为突出。齿轮泵主要用 于低压或噪声水平限制不严的场合。一般机械的润 滑泵以及非自吸式泵的辅助泵都采用齿轮泵。
液压传动装置的组成：
动力元件 ： 将机械能转变成压力能 液压泵
执行元件： 将压力能转变成机械能 液压缸、液压马达
控制调节元件：各种液压阀 辅助元件： 除以上三种以外的其他装置
油箱、滤油器、蓄能器等 传动介质： 液压油
4. 液压传动的优缺点
主要优点:
能方便地进行无级调速，且调速范围大。 功率质量比大。 调节、控制简单，方便，省力，易实现自动化
3.2.3 齿轮泵的特点
困油:封闭容积减小会使被困油液受挤而产生高压，并从缝隙中流
出，导致油液发热，轴承等机件也受到附加的不平衡负载作用。封闭 容积增大又会造成局部真空，使溶于油中的气体分离出来，产生气穴， 引起噪声、振动和气蚀.
消除困油的方法:通常是在两侧端盖上开卸荷槽，且
偏向吸油腔
齿轮泵的困油现象及其消除方法
二、液压泵的主要性能参数
1、压力
工作压力是指泵的输出压力，其数值决定于外负 载。如果负载是串联的，泵的工作压力是这些负载 压力之和；如果负载是并联的，则泵的工作压力决 定于并联负载中最小的负载压力。
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，他反映了泵的能力（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。
齿轮马达
齿轮马达和齿轮泵的结构基本一致，但齿轮马达 起动时是有负载的，而且需要它能正反方向旋转， 故其在结构上和齿轮泵还是有差别的。主要特点 是：进出油口对称布置，孔径相同，以保证正反 转时性能相同；采用轴向间隙自动补偿(液压补偿) 的浮动侧板时，必须适应正反转时都能正常工作 的结构要求；由于马达回油有背压，进回油腔互 相变化，所以需采用外泄漏油孔；为了减少马达 的摩擦损失，以改善起动性能，一般都采用滚动 轴承。
图中为双作用叶片泵结构。它主要由壳体1、7， 转子3，定子4，叶片5，配流盘2、6和主轴9等组 成。
1-前泵体 2-配流盘 -转子 4-定子 5-叶片 6-配流盘 7后泵体 8-端盖 9-主轴 10-密封防尘圈 11、12-轴承 13-螺钉
双作用叶片泵工作原理可由下图说明。当转子
3和叶片5一起按图示方向旋转时，由于离心力的
液压传动
常用网址：
chpsa.org 中国液压气动密封工业网 chinaptc 中华液压网 yeyanet 液压气动网
参考书：
《机床液压传动》章宏甲 黄谊 机工出版社
专业期刊：
《机床与液压》、《液压与气动》
考核方法：
期末考试 70~60%
平时（考勤、作业、提问、实验）30~40%
一、液压泵的基本工作原理
图中为单柱塞泵的工作原理。凸轮由电动机 带动旋转。当凸轮推动柱塞向上运动时，柱塞和 缸体形成的密封体积减小，油液从密封体积中挤 出，经单向阀排到需要的地方去。 当凸轮旋转至曲线的下降 部位时，弹簧迫使柱塞向 下，形成一定真空度，油 箱中的油液在大气压力的 作用下进入密封容积。凸 轮使柱塞不断地升降，密 封容积周期性地减小和增 大，泵就不断吸油和排油。 动画演示3.1
3)控制装置，它是液压系统中的各种阀类元件，如压力阀、 流量阀和方向阀等。其作用是控制系统中液体的压力、流 量和流动方向，以满足执行机构对力、速度、位置和运动 方向的要求。
4)辅助装置，包括油箱、油管、管接头、滤油器、冷却器、 蓄能器、密封件和压力表等。其作用是储油、输油、连接 油路、过滤、冷却、储存能量、密封和测量压力等。
5. 液压传动技术的发展
我国的发展现状：
机械工业振兴发展的重点行业之一
门类比较齐全、有相当竞争实力、初具生产规模 的工业体系（液压行业总产值是世界第六，气动 行业世界第十）
全国行业企业约1300多个，预计2019年需求总 量突破150亿元（农业机械需求量将有很大增长； 机床、塑料机械等的需求量有较大增长）
压力取决于负载
运动关系：
v2/v1=A1/A2
Ah/t 流量
A1v1=A2v2
v=q/Aห้องสมุดไป่ตู้
活塞的运动速度取决于进入液压缸的流量
3. 液压传动的组成
1)动力装置，即液压泵，其职能是将原动机输入的机械能 转换为液体的压力能。其作用是向液压系统提供压力油， 是液压系统的动力元件。
2)执行装置，其职能是将液体的压力能转换为机械能。它 包括液压缸和液压马达。其作用是在压力油的推动下，前 者带动负荷作直线往复运动，后者作旋转运动。
作用，叶片紧贴在定子4的内表面，把定子内表面、
转子外表面和两个配流盘形成的空间分割成八块
§3-3 叶片泵和叶片式马达
叶片泵具有结构紧凑、流量均匀、噪声小、 运转平稳等优点， 因而被广泛用于中、低压液 压系统中。但它也存在着结构复杂，吸油能力 差，对油液污染比较敏感等缺点。
叶片泵有两类：双作用和单作用叶片 泵，双作用叶片泵是定量泵，单作用泵往 往做成变量泵。
一、双作用叶片泵 动画3-3 1、结构和工作原理
动力元件是指液压系统的液压泵和气 压系统的气源装置。它们由电动机或柴 油机驱动，把输入的机械能转换成油液 或气体的压力能输入到系统中去，为系 统的工作提供动力。
一、液压泵和液压马达的基本工作原理
泵的分类
泵
定量泵
变量泵
齿轮泵
叶片泵
叶片泵 轴向柱塞泵
径向柱塞泵
轴向柱塞泵
马达的分类
马达
定量马达 变量马达 齿轮马达 轴向柱塞马达 径向柱塞马达 轴向柱塞马达 低速液压马达
液压传动的性能对温度较敏感，不宜在高温、低 温下工作。液压传动装置对油液的污染较敏感， 要求有良好的过滤设施。
液压系统出现故障时不易查找原因，不易迅速排 除故障。
5. 液压传动的应用和发展
应用：
工程机械：挖掘机、推土机、装载机 机床工业：组合机床、锻压机床 农业机械：拖拉机、收割机 汽车工业：汽车、摩托车 冶金机械：轧钢机、高炉 塑料机械：注塑机 灌装机械：食品包装机、化肥包装机 其他
从结构上看齿轮泵可分为外啮合和内啮合两类， 其中以外啮合齿轮泵应用更广泛。
二、外啮合齿轮泵工作原理（动画3-6）
外啮合齿轮泵由一对完全相同的齿轮啮合，由
于>1，产生上下 体积变化，这就
形成了吸油区和
压油区。同时在
啮合过程中啮合 压油 点沿啮合线移动，
吸油
把这两区分开，
起配流作用。
图为外啮合齿轮泵实物结构
1. 液压传动基于流体力学的帕斯卡原理 2. 在密闭容器中传递动力与能量 3.运动的传递是按液体容积变化相等的原理 4. 工作压力决定于负载 5.易于实现自锁
2. 液压传动的工作原理
原理图及简化模型
力比例关系：
p = F1/A1= W/A2 或 W/F1=A2/A1
液压行业人均产值：美国（8万人、10.6万美元） 日本（12.4万人、19.7万美元）中国（7.5万人、 0.45万美元）
空穴现象
空穴现象：压力低于空气分离压而产生气泡的现象 危害：产生振动、噪音，腐蚀金属表面 油液的空气分离压和饱和蒸气压：
空气分离压：空气从油液中分离出来形成气泡 饱和蒸气压：油液本身汽化
控制和过载保护。 因传动介质为油液，故液压元件有自我润滑作
用，使用寿命长。 液压元件实现了标准化、系列化，便于设计、
制造和推广使用。
4. 液压传动的优缺点
主要缺点：
漏：有压力，泄漏。不宜用在传动比要求较严格 的场合。
振：液压冲击和空穴。
热：机械摩擦、压力损失、泄漏损失，油液发热、 总效率降低。不宜用于远距离传动。
节流口处的空穴现象
气泡的破灭产生冲击、噪音、振动，局部高温、高压使 金属剥落，表面粗糙或海绵状的小洞穴
减小空穴现象的措施
减小压力差、正确的结构参数、提高零件的抗气蚀能力
液压冲击
现象：液体压力在一瞬间突然升高产生很 高的压力峰值
危害：振动、噪音，温度升高，元件损坏， 产生误动作