第10章液压传动 液压传动是以液体作为工作介质,并利用液体的压力实现机械设 备的运动或能量传递和控制功能,随着现代科技的发展,液压传动在 机床、工程机械、交通运输机械、农业机械、化工机械、船舶及航空 航天等领域都得到了广泛的应用。 101液压传动的基本知识 10.2液压元件 10.3液压基本回路及液压系统 10.4液压传动系统的拆裝与分析( 10.5液压传动系统的拆装与分析(二)
第10章 液压传动 液压传动是以液体作为工作介质，并利用液体的压力实现机械设 备的运动或能量传递和控制功能，随着现代科技的发展，液压传动在 机床、工程机械、交通运输机械、农业机械、化工机械、船舶及航空 航天等领域都得到了广泛的应用。 10.1 液压传动的基本知识 10.2 液压元件 10.3 液压基本回路及液压系统 10.4 液压传动系统的拆装与分析（一） 10.5 液压传动系统的拆装与分析（二）
101.1液压传动的工作原理 图10.1是常见的液压千斤顶的工作原理图。它由手动柱塞泵和液压缸以及管路、管接 头等构成一个密封的连通器,其间充满着油液。 关闭放油阀8,向上提起杠杄手柄1,活塞3随之上升,油腔4密封容积増大,产生局 部真空,油箱6中的油液在大气压作用下,推开单向阀5中的钢球并通过吸油管道进入油腔 4,实现吸油(图10.1b);当杠杄手柄1下压时,活塞3随之下移,油腔4密封容积减小, 油液受到外力挤压产生压力,单向阀5关闭,单向阀的钢球被顶开,油液压入油腔10,实 现压油(图10.1c)。然后推动活塞11和重物上移。反复提压杠杄手柄1,能不断地实现吸 油和压油,压力油将不断被压入油腔10,使活塞和重物不断上移,达到起重的目的 若将放油阀8旋转90°,油腔中的油液在 重物G的作用下,流回油箱,活塞11就下降 并恢复到原位。 通过对液压干斤顶工作过程的分析可知 F 液压传动的工作原理是以油液作为工作介质 依靠密封容积的变化来传递运动,依靠油液 内部的压力来传递动力。液压传动装置实质 上是种能量转换装置,即实现机械能→液 (a)工作原图(b)泵的吸油过摆(c)泵的压油过程 压能→机械能的能量转换。 1一杠杆手柄2一泵伟;3,11-活塞;4.10一油;5,7一单向阀 6一油梅;8一版油阔;9一油;12-紅体 图10.1压干斤的工作原图
10.1.1 液压传动的工作原理 图10.1是常见的液压千斤顶的工作原理图。它由手动柱塞泵和液压缸以及管路、管接 头等构成一个密封的连通器，其间充满着油液。 关闭放油阀8，向上提起杠杆手柄1，活塞3随之上升，油腔4密封容积增大，产生局 部真空，油箱6中的油液在大气压作用下，推开单向阀5中的钢球并通过吸油管道进入油腔 4，实现吸油（图10.1b）；当杠杆手柄1下压时，活塞3随之下移，油腔4密封容积减小， 油液受到外力挤压产生压力，单向阀5关闭，单向阀7的钢球被顶开，油液压入油腔10，实 现压油（图10.1c）。然后推动活塞11和重物上移。反复提压杠杆手柄1，能不断地实现吸 油和压油，压力油将不断被压入油腔10，使活塞和重物不断上移，达到起重的目的。 若将放油阀8旋转90°，油腔中的油液在 重物G的作用下，流回油箱，活塞11就下降 并恢复到原位。 通过对液压千斤顶工作过程的分析可知， 液压传动的工作原理是以油液作为工作介质， 依靠密封容积的变化来传递运动，依靠油液 内部的压力来传递动力。液压传动装置实质 上是一种能量转换装置，即实现机械能→液 压能→机械能的能量转换
1012液压传动的工作原理 由上例可知,一般液压传动系统除油液外,应由下列几个部分组 成(以图101为例) 1)动力部分(液压泵)将输入的机械能转换为液压能,是系 统的能源。如1、2、3、5、7组成的手动柱塞泵。 (2)执行部分(液压缸或液压马达)将液压能转换为机械能, 输出直线运动或旋转运动。如11、12组成的液压缸 (3)控制部分(控制阀)控制液体压力、流量和方向。如各种 压力阀、流量阀和换向阀。 (4)辅助部分(油箱、管路等)输送液体、储存液体、过滤液体、 密封等,以保证液压系统正常工作所必需的部分。如油箱、油管、管 接头、滤油器等
10.1.2 液压传动的工作原理 由上例可知，一般液压传动系统除油液外，应由下列几个部分组 成（以图10.1为例）。 （1）动力部分（液压泵） 将输入的机械能转换为液压能，是系 统的能源。如1、2、3、5、7组成的手动柱塞泵。 （2）执行部分（液压缸或液压马达） 将液压能转换为机械能， 输出直线运动或旋转运动。如11、12组成的液压缸。 （3）控制部分（控制阀） 控制液体压力、流量和方向。如各种 压力阀、流量阀和换向阀。 （4）辅助部分（油箱、管路等） 输送液体、储存液体、过滤液体、 密封等，以保证液压系统正常工作所必需的部分。如油箱、油管、管 接头、滤油器等
101.3液压传动系统的图形符号 10.1.4液压传动的特点 图102a为磨床工作台液压系统工作原理图,称为结构简图,这种图直观性强,较易理 解,但图形复杂,难以哙绘制。为了简化液压系统图的绘制,世界各国都制定了—整套液压元 件的图形符号,我国也制定了液压系统图形符号(GB/7861-2001)。图102b为用图形符 号绘制的工作原理图,显然图形符号绘制方便,图面清晰简洁。 ●液压传动与机械传动、电力传动等相比具有如下特 点 1.优点 (1)液压传动装置的输出力大,质量轻,体积小 2运动较平稳,能在低速下稳定运动;在设备运行 过程中,能随时进行大范围无级调速,调速比可达 2000:|。 (3)操作方便、省力,易实现远距离操纵及自动控制 (4)可自动实现过载保护 5)液压元件易于标准化、系列化和通用化,使用寿 命较长,有利于生产与设计。 1一油梅:2-油;3一压原;4一节涨阒:5,7,11,14一管;6—颍向阅 8-液还;9一活塞;10一工作台;12一国纵手柄;13一流阴 图10.2善床工作台液压系统 2.缺点 (1)易泄漏,传动效率低,传动比不如机械传动准确。 (2)对元件的制造精度、安装、调整和维护要求较高,成本较高。 (3)系统发生故障时,原因不易查明
10.1.3 液压传动系统的图形符号 10.1.4 液压传动的特点 图10.2a为磨床工作台液压系统工作原理图，称为结构简图，这种图直观性强，较易理 解，但图形复杂，难以绘制。为了简化液压系统图的绘制，世界各国都制定了一整套液压元 件的图形符号，我国也制定了液压系统图形符号(GB/T786.1—2001)。图10.2b为用图形符 号绘制的工作原理图，显然图形符号绘制方便，图面清晰简洁。 液压传动与机械传动、电力传动等相比具有如下特 点。 1．优点 (1)液压传动装置的输出力大，质量轻，体积小。 (2)运动较平稳，能在低速下稳定运动；在设备运行 过程中，能随时进行大范围无级调速，调速比可达 2000：l。 (3)操作方便、省力，易实现远距离操纵及自动控制。 (4) 可自动实现过载保护。 (5)液压元件易于标准化、系列化和通用化，使用寿 命较长，有利于生产与设计。 2．缺点 (1)易泄漏，传动效率低，传动比不如机械传动准确。 (2)对元件的制造精度、安装、调整和维护要求较高，成本较高。 (3)系统发生故障时，原因不易查明
10.1.5液压油的特性及选用 液压油是液压系统的工作介质,也是液压元件的润骨剂和冷却剂,液压油的性质对液压传 动性能有明显地影响。因此有必要了解有关液压油的性质、要求和选用方法。 1.液压油的性质 (1)密度单位体积油液的质量称为密度,单位为kg用p表示 常用液压油的密度为850~960kg/m。密度随压力的增加而提高,随温度的升高而减小,但 变化很小,一般可以忽略不计 (2)可压缩性和膨胀性随压力的增高液压油体积缩小的性质称为可压缩性。随温度的升髙 液压油积增大的性质称为膨胀性:在般液压传动中,液珏油的可压靠性和膨胀性值很小, (3)性是指液体在外力作用下流动时,由液体分子间的内聚力而产生阻止液体内部相 对运动而产生的种内摩擦力,这种现象叫做液体的粘性。粘性的大小用粘度来表示。粘度大, 层间内摩擦力就大,油液就稠,流动时阻力就大,功率损失也大;反之油液就稀,易泄漏 粘度随温度升高而下降。 2.液压油的选用 在选择液压油时应根据工作要求和液压油由有关性质,主要有以下几个方面。 (1)粘度适当,且粘度随温度的变化值要小 (2)化学稳定性好。在高温、高压等情况下使用的液压油,能经常保持原有化学成分 (3)杂质少。杂质会堵塞元件中的缝隙、小孔,景响系统正常工作或降低元件的寿命。 (4)闪点高,凝固点低。闪点高时能满足防火要求。凝点或倾点低时能在较低温度下工作
10.1.5 液压油的特性及选用 液压油是液压系统的工作介质，也是液压元件的润滑剂和冷却剂，液压油的性质对液压传 动性能有明显地影响。因此有必要了解有关液压油的性质、要求和选用方法。 1．液压油的性质 (1)密度 单位体积油液的质量称为密度，单位为 ，用ρ表示 常用液压油的密度为850～960 。密度随压力的增加而提高，随温度的升高而减小，但 变化很小，一般可以忽略不计。 (2)可压缩性和膨胀性 随压力的增高液压油体积缩小的性质称为可压缩性。随温度的升高 液压油体积增大的性质称为膨胀性。在一般液压传动中，液压油的可压缩性和膨胀性值很小， 可以忽略不计。 (3)粘性 是指液体在外力作用下流动时，由于液体分子间的内聚力而产生阻止液体内部相 对运动而产生的一种内摩擦力，这种现象叫做液体的粘性。粘性的大小用粘度来表示。粘度大， 液层间内摩擦力就大，油液就稠，流动时阻力就大，功率损失也大；反之油液就稀，易泄漏。 粘度随温度升高而下降。 2．液压油的选用 在选择液压油时应根据工作要求和液压油有关性质，主要有以下几个方面。 (1)粘度适当，且粘度随温度的变化值要小。 (2)化学稳定性好。在高温、高压等情况下使用的液压油，能经常保持原有化学成分。 (3)杂质少。杂质会堵塞元件中的缝隙、小孔，影响系统正常工作或降低元件的寿命。 (4)闪点高，凝固点低。闪点高时能满足防火要求。凝点或倾点低时能在较低温度下工作。 3 kg m 3 kg m