液压基础知识讲解

液压传动基础知识

拟稿人：高俊坤第一次修编人：第二次修编人

一、液压传动原理及组成

1、原理

液压传动基本原理：液压系统利用液压泵将原动机的机械能转换成液体的压力能，通过液体压力能变换来传递能量，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。

液压的两个基本特征是：压力取决于负载；速度取决于流量。

图1.1是一个能实现工作台往复运动的简单的液压系统工作原理图。

（a）

图1.1 液压传动系统工作原理图（结构形式）

1—油箱；2—滤油器；3—液压泵；4—节流阀；5—溢流阀；6—换向阀；7—操纵手柄；8—液压缸；9—活塞；10—工作台。

电动机(图中未示出)带动液压泵3旋转，泵3从油箱1吸油，然后将具有压力能

的油液输入管路，油液通过节流阀4再经过换向阀6进入液压缸左腔(或右腔)，液压缸右腔(或左腔)的油液则经过换向阀后流回油箱（图1.1b或1.1c）。

由于设置了换向阀6，就能改变油液流动方向，并使液压缸换向，以实现工作台所需要的往复运动。工作台运动速度的调节，可以通过改变节流阀4开口的大小，以调节通过节流阀的流量来达到。

工作台移动需克服的负载(如切削力、摩擦力等)不同时，所需要的工作压力也不同。因此，液压泵输出油液的压力应能通过溢流阀5来调整。另外，由于工作台速度需要调节，所以进入液压缸的流量也要改变。一般情况下，液压泵输出的压力油多于液压缸所需要的油液，因此，多余的油液应能及时排回油箱，这些功能由溢流阀5来完成。图中的2为网式滤油器，起滤清油液的作用。

图1.1所示的液压系统图，其中的元件基本都用结构（或半结构）的形式画出的示意图，故称为结构原理图，这种图形较直观，易于初学者接受，但图形复杂。为此，目前国内外都广泛采用元件的图形符号来绘制液压系统原理图。例如图1.2

图1.2 液压传动系统工作原理图（用图形符号）图1.2液压图形符号脱离了元件的具体结构，只表示元件的功能，使系统图

简化，原理简单明了，便于阅读、分析、设计、和绘制。我们接触的液压原理图都是用图1.2此种形式表示的。

2、组成

一个完整的液压系统由五个部分组成。即：动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和工作介质。

（1）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。

（2）执行元件一般指液压缸或液压马达。它的作用是将液体的压力能转换为机械能，驱动负载作直线往反运动或回转运动。

（3）控制元件一般指各种液压阀。它在液压系统中控制和调节液压的压力、流量和方向。

（4）辅助元件包括油箱、滤油器、油管和管接头、密封圈、压力表、油位油温计、蓄能器、冷却器、加热器、等。

（5）通常工作介质一般就是液压油。

二、液压传动特点及应用

1、优点：与机械传动，电气传动相比，液压系统具有以下特点：

(1) 液压传动的各种元件可以根据需要方便灵活的布置。

(2) 重量轻、体积小、运动惯性小、反应速度快。

(3) 操纵控制方便，可实现大范围的无极调速。

(4) 可自动实现过载保护，以免发生危险。

(5) 一般采用矿物油作为工作介质，相对运动面可自动润滑，使用寿命长。

(6) 很容易实现直线运动。

(7) 便于实现自动化和中等距离内的能量分配、传输和控制，借助于各种阀可实现机器运行自动化，与电气控制元件组成的电液符合系统，不但可以实现更高程度的自动化控制过程，而且还可以实现中等距离遥控。

2、缺点：当然液压传动也存在着一些缺点：

(1)由于流动的阻力和泄漏较大，所以效率较低，如果处理不及时，泄漏可能导致更大的事故。

(2)由于工作性能易受到温度变化的影响。因此不宜在很高或很低的温度条件下工作。

(3)液压元件的控制精度要求较高，因而价格较贵。

(4)由于液体介质的泄露及可压缩性影响，不能得到严格的传动比

(5)液压传动出故障时不易找出原因，使用和维修要求有较高的技术水平

(6) 需要良好的维护保养，以防止生锈、腐蚀、污垢、油变质等等。所以必须保持清洁和使用适当的液压油。

2、应用

液压技术的应用领域非常广泛，包括机械制造、车辆工程、冶金采矿、农业机械以及游乐设备领域的应用。

我们园区有关液压的应用主要包括飞行影院动感平台的提升、灾难巨幕平台升降及洪水特技闸门打开；室外项目高空飞翔座椅升降、以及儿童馆青蛙跳项目座椅升降、还有影视跳楼机低速抱闸控制。这些都是由液压实现的。

三、液压传动工作介质

在液压传动中，液压油液是传递动力和信号的工作介质。同时，它还起润滑、密封、冷却、防锈作用。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油液。因此，在掌握液压系统之前，必须对液压油液有一清晰的了解。

1、液压系统的工作介质应符合规定。基本要求如下：

（1）有适当的粘度和良好的粘温特性。粘度是选择工作介质的首要因素。液压油的粘性，对减少间隙的泄露、保证液压元件的密封性能都起着重要作用。粘度过高，各部件运动阻力增加，温升快，泵的自吸能力下降，同时，管道压力降和功率损失增大。反之，粘度过低会增加系统的泄露，并使液压油膜支撑能力下降，而导致摩擦副间产生摩擦。所以工作介质要有合适粘度范围，同时在温度、压力变化和剪切力作用下，油的粘度变化要小。所有工作介质的粘度都随温度的升高而降低。一般情况下，在高压或高温条件下工作时，为了获得较高的容积效率，不使油的粘度过低，应采用高牌号液压油；低温时或泵的吸入条件不好时应采用底牌号液压油。

（2）氧化安定性要好。工作介质与空气接触，特别是在高温、高压下容易氧化、