液压传动第一章

1.1 液压与气压传动工作原理及组成
1.1.3 液压与气压传动的图形符号
(1)符号只表示元件的职能， 连接系统的通路，不表示元件的具 体结构和参数，也不表示元件在机 器中的实际安装位置。 (2)元件符号内的油液流动方 向用箭头表示，线段两端都有箭头 的，表示流动方向可逆。 (3)符号均以元件的静止位置 或中间零位置表示，当系统的动作 另有说明时，可作例外。
第1章 绪论
以液体为工作介质，利用液体的压力能来传 递能量的传动方式称为液压传动；以气体为工作 介质，利用气体的压力能来传递能量的传动方式 称为气压传动。本章主要介绍液压与气压传动系 统的概况，并结合液压与气压传动的应用和特点 讲解其工作原理及图形符号。气动单向阀是指气 流只能向一个方向流动而不能反向流动的阀。
1.1 液压与气压传动工作原理及组成
1.1.1
液压与气压传动工作原理(动画)
液压与气压传动的工作原理 相似，分别是以液体和气体作为 工作介质来进行能量传递和转换 的；分别是以液体和气体的压能 来传递动力和运动的；液压与气 压传动中的工作介质是在受控制、 受调节的状态下进行工作的。现 以磨床工作台的液压系统为例， 讲解液压与气压传动的工作原理。
1.2 液压与气Hale Waihona Puke Baidu传动的特点
3．气压传动特点 （1）气压传动的工作介质是空气，它取之不尽用之不竭， 用后的空气可以排到大气中去，不会污染环境。 （2）气压传动的工作介质粘度很低，所以流动阻力很小， 压力损失小，便于集中供气和远距离输送。 （3）气压传动对工作环境适应性好，在易燃、易爆、多尘 埃、强辐射、振动等恶劣工作环境下，仍能可靠地工作。 （4）气压传动动作速度和反映快。 （5）气压传动有较好的自保持能力。
1.4 液压与气压传动技术的进展
起初由于价格因素，气压传动与控制系统一般应用在复杂程 度较低的机器上，但是一些较为复杂的机器也能应用气压传动与 控制系统，这决定于环境条件的因素，诸如易爆、腐蚀、水冲洗、 粉尘、污物等一些环境，应用气动系统更为合理和安全 从20世纪60年代起，气动元件得到发展，控制方式有所创新， 从而使气动系统在很多领域得到了广泛应用。因为气动元件兼有 通用性和灵活性的特点，所以使它在现代系统的集成化和完整性 方面发挥了决定性的作用，气动元件本身也得到了飞跃的发展。 近年来气动技术的应用领域已从机械、冶金、采矿、交通运 输等工业扩展到轻工、食品、化工、电子、物料搬运以及军事等 工业部门，它对于实现生产过程的自动控制、改善劳动条件、减 轻劳动强度、降低成本、提高产品质量发挥了很大的作用。
1.2 液压与气压传动的特点
2．液压传动缺点：
（1）由于液压系统中的泄漏和液体的可压缩性等因素，影 响运动的平稳性和正确性，使得液压传动不能保证严格的传 动比。 （2）液压传动对油温的变化比较敏感，温度变化时，液体 粘性变化，引起运动特性的变化，使得工作的稳定性受到影 响，所以它不宜在温度变化很大的环境条件下工作。 （3）为了减少泄漏，以及为了满足某些性能上的要求，液 压元件的配合件制造精度要求较高，加工工艺较复杂。 （4）液压传动要求有单独的能源，不像电源那样使用方便。 （5）液压系统发生故障不易检查和排除。
图1-2 机床工作台液压系统的图形符号图 1—工作台 2—液压缸 3—油塞 4—换向阀 5—节流阀 6—开停阀 7—溢流阀 8—液压 泵 9—滤油器 10—油箱
1.2 液压与气压传动的特点
1．液压传动的优点
（1）由于液压传动是油管连接，所以借助油管的连接可以方便灵活地 布置传动机构，这是比机械传动优越的地方。 （2）液压传动装置的重量轻、结构紧凑、惯性小。 （3）可在大范围内实现无级调速。借助阀或变量泵、变量马达，可以 实现无级调速，调速范围可达1∶2000，并可在液压装置运行的过程 中进行调速。 （4）传递运动均匀平稳，负载变化时速度较稳定。正因为此特点，金 属切削机床中的磨床传动现在几乎都采用液压传动。 （5）液压装置易于实现过载保护，液压件能实现自润滑，使用寿命长。 （6）液压传动容易实现自动化，借助于各种控制阀，特别是采用液压 控制和电气控制结合使用时，能很容易地实现复杂的自动工作循环， 而且可以实现遥控。 （7）液压元件已实现了标准化、系列化和通用化，便于设计、制造和 推广使用。
1.3 液压与气压传动的应用
表1-1 液压与气压传动在各类机械行业中的应用实例
行业名称 工程机械 起重运输机械 矿山机械 建筑机械 农业机械 应用场所举例 挖掘机、装载机、推土机、压路机、铲运机等 汽车吊、港口龙门吊、叉车、装卸机械、皮带运输机等 凿岩机、开掘机、开采机、破碎机、提升机、液压支架等 打桩机、液压千斤顶、平地机等 联合收割机、拖拉机、农具悬挂系统等
1.4 液压与气压传动技术的进展
随着微电子技术的发展，并使之与液压与气动技术相结合， 创造出了很多可靠性高、成本低的微型节能元件，为液压气 动技术在工业各部门中的应用开辟了更为广阔的前景。 今天，为了和最新技术的发展同步，液压与气动技术必须 不断创新，不断提高和改进元件和系统的性能，才能满足日 益变化的市场需求。液压与气动技术的持续发展体现在如下 一些比较重要的特征上： （1）创制高性能、小型化和微型化的新型元件。 （2）高度的组合化、集成化和模块化。 （3）结合微电子技术，迈向智能化。 （4）研发特殊传动介质，推进工作介质多元化。
1.2 液压与气压传动的特点
3．气压传动特点
（6）气压传动在一定的超负载工况下运行也能保证系统安 全工作，并不易发生过热现象。 （7）气压传动系统的工作压力低，因此气压传动装置的推 力一般不易大于10~40KN，仅适用于小功率的场合。 （8）由于空气的可压缩性大，气压传动系统的速度稳定性 差，给系统的位置和速度控制精度带来很大影响。 （9）气压传动系统的噪声大，尤其是排气时，需加消声器。 （10）气压传动工作介质本身没有润滑性，如不采用无给油 气压传动元件，需另加油雾器进行润滑，而液压系统无此问 题。
1.1.2 液压与气压传动系统的组成
液压传动和气压传动系统由五个主要部分来组成： （1）动力装置 把机械能转换成为液体压力能的装置， 它是液压与气压传动系统的动力源。对液压传动系统来说 是液压泵，其作用是为液压传动系统提供压力油；对气压 传动系统来说是气压发生装置，也称为气源装置，其作用 是为气压传动系统提供压缩空气。 （2）控制调节装置 它包括各种阀类元件，其作用是用 来控制液体的流动方向、压力和流量，以保证执行元件和 工作机构按要求工作。
1.1 液压与气压传动工作原理及组成
1.1.2 液压与气压传动系统的组成
（3）执行元件 把液体的压力能转换成机械能的装置。 一般指缸或马达，其作用是在液体的作用下输出力和速度 （或转矩和转速），以驱动工作机构作功。 （4）辅助装置 除以上装置外的其它元器件都被称为辅 助装置，如油箱、过滤器、蓄能器、冷却器、分水滤气器、 油雾气、消声器、管件、管接头以及各种信号转换器等。它 们是一些对完成主运动起辅助作用的元件，在系统中也是必 不可少的，对保证系统正常工作有着重要的作用。 （5）工作介质 传递能量的液体。在液压传动系统中通 常称为液压油液，在气压传动系统中通常指压缩空气。
图1-1 机床工作台液压系统工作原理图 1—工作台 2—液压缸 3—活塞 4—换向手柄 5—换向阀 6，8，16—回油管 7—节流阀 9—开停手柄 10—开停阀 11—压力管 12—压力支管13—溢流阀 14—钢球 15—弹簧 17—液压泵18—滤油器19—油箱
1.1 液压与气压传动工作原理及组成
冶金机械
轻工机械 汽车工业
电炉炉顶及电极升降机、轧钢机、压力机等
打包机、注塑机、校直机、橡胶硫化机、造纸机等 自卸式汽车、平板车、高空作业车、汽车中的转向器、减振器
智能机械
折臂小汽车装卸器、数字式体育锻炼机、模拟驾驶舱、机器人
1.4 液压与气压传动技术的进展
我国的液压工业始于20世纪50年代。自从1964年从 国外引进一些液压元件生产技术，并自行设计液压产品以来， 我国的液压件已在各种机械设备上得到了广泛的使用。20 世纪80年代后，加速了对国外先进液压产品和技术的引进、 消化、吸收以及国产化工作，使我国的液压技术能在产品质 量、经济效益、研究开发等各个方面逐步地赶上世界水平。 当前，液压技术在实现高压、高速、大功率、高效率、 低噪声、经久耐用、高度集成化等各项要求方面都取得了重 大的进展，在完善比例控制、伺服控制、数字控制等技术上 也有许多新成就。此外，在液压元件和液压系统的计算机辅 助设计、计算机仿真和优化以及微机控制等开发性工作方面， 也取得了显著的成绩