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第一节 液压传动基本原理


绪论 液压传动概述 Introduction to Hydraulic Power Transmission
主讲教师:张燕霞
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第一节 液压传动的基本概念
一部完整的机器是由动力机构、传动机构和工作机构等 三部分组成。 ◆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来进行能量 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; 液力传动则主要是利用液体的动能来传递能量。
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一. 液压传动的基本原理
液压传动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体的压力能,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。 液压传动是以液体为工作介质,利用液体的 压力、通过密封容积的变化实现动力传递。

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2. 液压传动的工作原理
2.1 液压传动系统的工作原理

液压千斤顶
液压千斤顶常用于顶升重物, 如顶起汽车以便拆换轮胎…… 在杠杆上没有作用力时,负 载可以停止在任意位置;在液压 缸行程范围内,可以将负载提升 到任意位置。 其实液压千斤顶是前面讨论 过的简化模型的进一步完善,它 具有以下一些简化模型所不具备 的功能:
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2.1 液压传动系统的工作原理
千斤顶中,小缸、小活塞以及 单向阀4和7组合在一起,就可以不 断从油箱中吸油和将油压入大缸, 这个组合体的作用是向系统中提供 一定量的压力油液,称为液压泵。 大活塞和缸用于带动负载,使 之获得所需运动及输出力,这个部 分称为执行机构。 放油阀门11的启闭决定W是否 向下运动,是一个方向控制阀。 另外,要进行动力传输必须借 助液压传动介质。

手动油泵 (油源)

油缸 (执行元件)

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2.1 液压传动系统的工作原理

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磨床工作台
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磨床工作台液压系统

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磨床工作要求: 工作台水平往复运动。
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12 11 16 9 8 6 10 15

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4 2 11 1 9

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二 液压传动系统工作原理及构成
2.1液压传动系统的组成

从千斤顶和磨床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 辅助元件 执行元件

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2.2 液压传动系统的组成 从图1.1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: (l)动力元件(液压泵):是将原动机所输出的机械能 转换成液体压力能的元件,其作用是向液压系统提供压力油, 液压泵是液压系统的心脏。 (2)执行元件 :把液体压力能转换成机械能以驱动工作 机构的元件,执行元件包括液压缸和液压马达。 (3)控制元件 :包括压力、方向、流量控制阀,是对系 统中油液压力、流量、方向进行控制和调节的元件。如换向 阀15即属控制元件。 (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。
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液压系统的图形符号
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图1.1(a)所示的液压系统图是 一种半结构式的工作原理图。它: 直观性强,容易理解,但难 于绘制。
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7 6 5

在实际工作中,除少数特殊情 况外,一般都采用液压图形符号 (参看附录)来绘制,如图1.2所示。

3 2 1

图1.2
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18 17 16

液压缸
换向阀
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9 8

液压缸 换向阀
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节流阀
11

14 13

节流阀

12

4
16 9 10 8 6 15

7

溢流阀
3 4 1

5

液压泵
2

3

溢流阀
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液压泵 油箱

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图1.2 用图形符号表示的磨床工作台液压系统 l-油箱;2-过滤器;3-液压泵; 4-溢流阀; 5-手动换向阀;6-节流阀;7-换向阀; 图1.1 磨床工作台液压传动系统工作原理 8-活塞;9-液压缸
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油箱

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10

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液压缸 换向阀
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节流阀

4

溢流阀
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液压泵
油箱

图形符号表示元件的功能,而不表示元件的具体结构和 参数;反映各元件在油路连接上的相互关系,不反映其空间 安装位置;只反映静止位置或初始位置的工作状态,不反映 其过渡过程。
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第二节 液压传动的特点及应用
一 液压传动的主要优点 液压传动与机械传动、电气传动相比有以下主要优点: (1)在同等功率情况下,液压执行元件体积小、结构紧 凑。 (2)液压传动的各种元件,可根据需要方便、灵活地来 布置; (3)液压装置工作比较平稳,由于重量轻,惯性小,反 应快,液压装置易于实现快速启动、制动和频繁的换向; (4)易获得很大的力或力矩,操纵控制方便,可实现大范 围的无级调速(调速范围达2000:1),它还可以在运行的过程中 进行调速;
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(5)一般采用矿物油为工作介质,相对运动面可自行润 滑,使用寿命长;

(6)容易实现直线运动;
(7)既易实现机器的自动化,又易于实现过载保护,当 采用电液联合控制甚至计算机控制后,可实现大负载、高精度、 远程自动控制。 (8)液压元件实现了标准化、系列化、通用化,便于设 计、制造和使用。

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主要缺点
(1)油液泄漏及压力损失使效率降低,不能用于高精度的 定比传动,不适于远距离传动。 (2)为了减少泄漏,液压元件配合精度要求高,加工工艺 较难,在制造精度上要求较高,因此它的造价高,维修业较困 难。

(3)在低温及高温条件下不宜采用液压传动。

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二 液压传动的应用
工程机械 推土机、挖掘机、压路机

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起重运输 汽车吊、叉车、港口龙门吊 ★ 矿山机械 凿岩机、提升机、液压支架 ★ 汽车工业 汽车的转向器和减振器、自卸汽车 ★ 轻工机械 打包机、注塑机 ★ 农业机械 拖拉机、联合收割机 建筑机械 ★ 冶金机械 ★ 智能机械


打桩机、平地机、液压千斤顶 压力机、轧钢机 模拟驾驶舱、机器人
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液压传动在工程机械上的应用
★液压举升吊装、倾斜翻转及水平回转 ★ ★ ★ ★ ★

液压驱动 液压转向和液压助力 液压支承 液压传动用于压实机械 液压传动用于凿岩机

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