液壓基礎(chǔ)知識

1、液壓傳動(dòng)一.液壓傳動(dòng)基礎(chǔ)知識液壓傳動(dòng)以液體為工作介質(zhì)，利用液體壓力傳遞和控制能量的傳動(dòng)。1. 液壓傳動(dòng)的發(fā)展史“液壓學(xué)”，液壓學(xué)一詞源于希臘語“hydros”，它的意思為水。液壓學(xué)科是一門年輕的科學(xué)僅有數(shù)百年歷史。它開始于一位名叫布萊斯帕斯卡的人發(fā)現(xiàn)的液壓杠桿傳動(dòng)原理。這一原理后來被稱為帕斯卡定律。雖然帕斯卡作出了這一發(fā)現(xiàn)，但卻是另一位名叫約瑟布拉姆的人，在他于1795年制造的水壓機(jī)中首次使液壓得到了實(shí)際使用，在這一水壓機(jī)中作為媒介利用的液體就是水。 第一階段： 液壓傳動(dòng)從17世紀(jì)帕斯卡提出靜壓傳遞原理、1795年世界上第一臺(tái)水壓機(jī)誕生，已有200多年的歷史，但由于沒有成熟的液壓傳動(dòng)技術(shù)和液壓

2、元件，且工藝制造水平低下，發(fā)展緩 慢，幾乎停滯。第二階段：上世紀(jì)30年代，由于工藝制造水平提高，開始生產(chǎn)液壓元件，并首先應(yīng)用于機(jī)床。 第三階段：上世紀(jì)50、60、70年代，工藝水平有了很大提高，液壓也迅速發(fā)展，滲透到國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域：從藍(lán)天到水下，從軍用到民用，從重工業(yè)到輕工業(yè)，到處都有流體傳動(dòng)與控制技術(shù)。2. 液壓傳動(dòng)的發(fā)展趨勢 目前，流體傳動(dòng)技術(shù)正在向著高壓、高速、高效率、大流量、大功率、微型化、低噪聲、低能耗、經(jīng)久耐用、高度集成化方向發(fā)展，向著用計(jì)算機(jī)控制的機(jī)電一體化方向發(fā)展。總之：流體技術(shù)+電氣控制計(jì)算機(jī)控制結(jié)合3. 最簡單的液壓傳動(dòng)裝置 4.液壓傳動(dòng)的組成 v 動(dòng)力裝置液壓泵。將原

3、動(dòng)機(jī)輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液體或氣體的壓力能，作為系統(tǒng)供油能源或氣源裝置。v 執(zhí)行裝置 液壓缸（或馬達(dá)）。將流體壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，而對負(fù)載作功v 控制調(diào)節(jié)裝置各種液壓控制閥。用以控制流體的方向、壓力和流量，以保證執(zhí)行元件完成預(yù)期的工作任務(wù)。v 輔助裝置油箱、油管、濾油器、壓力表、冷卻器、分水濾水器、油霧器、消聲器、管件、管接頭和各種信號轉(zhuǎn)換器等 ，創(chuàng)造必要條件，保證系統(tǒng)正常工作。v 工作介質(zhì) 液壓油或壓縮空氣 ，作為傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的載體。5.液壓傳動(dòng)的優(yōu)、缺點(diǎn) v 力大無窮單位質(zhì)量輸出功率大，容易獲得大的力和力矩。一個(gè)小小的千斤頂可以頂起一倆載重汽車；v 操縱控制方便，易于實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速而且調(diào)速范

4、圍大,可以達(dá)100：1至2000：1；v 可以簡便地與電控部分組成電液一體的傳動(dòng)、控制，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。v 泄漏內(nèi)泄和外泄，不易保持嚴(yán)格的傳動(dòng)比，造成污染v 對溫度變化敏感溫度的變化引起粘度變化，并影響其工作性能6.工作介質(zhì)v 液體是液壓傳動(dòng)的工作介質(zhì)。最常用的是石油型工作介質(zhì)，石油型工作介質(zhì)：普通液壓油、抗磨液壓油、低溫液壓油、高粘度指數(shù)液壓油、機(jī)械油和其它專用液壓油。此外，還有乳化型工作介質(zhì)和合成型工作介質(zhì)。 液壓油除了作為能量傳遞的工作介質(zhì)外，還兼有潤滑和冷卻的作用。v 工作介質(zhì)的性能指標(biāo)：密度單位體積液體的質(zhì)量，=m/v kg/m3 =880kg/m 3左右壓縮性體積隨壓強(qiáng)的變化而變化，

5、但變化不大，通常忽略，礦物油型液壓油體積變化規(guī)律為：隨壓力的增大而體積減小。粘性液體在外力作用下流動(dòng)時(shí),由于液體分子間的內(nèi)聚力和液體分子與壁面間的附著力,導(dǎo)致液體分子間相對運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力,這種特性稱為粘性。或: 液體流動(dòng)流層之間產(chǎn)生內(nèi)摩擦力的性質(zhì).工作介質(zhì)應(yīng)具備如下性能：（1）合適的粘度和良好的粘溫特性；（2）良好的潤滑性；（3）純凈度好，雜質(zhì)少；（4）對系統(tǒng)所用金屬及密封件材料有良好的相容性。（5）對熱、氧化水解都有良好穩(wěn)定性，使用壽命長；（6）抗泡沫性、抗乳化性和防銹性好，腐蝕性??；（7）比熱和傳熱系數(shù)大，體積膨脹系數(shù)小，閃點(diǎn)和 燃點(diǎn)高，流動(dòng)點(diǎn)和凝固點(diǎn)低（凝點(diǎn) 油液完全失去其流動(dòng)性的

6、最高溫度）；（8）對人體無害，對環(huán)境污染小，成本低，價(jià)格便宜。二、液壓元件1.動(dòng)力元件，如泵 動(dòng)力元件起著向系統(tǒng)提供動(dòng)力源的作用，是系統(tǒng)不可缺少的核心元件。液壓系統(tǒng)是以液壓泵作為向系統(tǒng)提供一定的流量和壓力的動(dòng)力元件，液壓泵將原動(dòng)機(jī)（電動(dòng)機(jī)或內(nèi)燃機(jī)）輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為工作液體的壓力能，是一種能量轉(zhuǎn)換裝置。液壓泵的工作原理：是依靠密封容積變化來實(shí)現(xiàn)泵的吸油、泵油。泵的分類 液壓泵按照其結(jié)構(gòu)形式分為：齒輪泵、葉片泵、柱塞泵按照其變量形式分為：變量泵和定量泵按照壓力級別分為：低壓泵、中高壓泵、超高壓泵等泵的噪聲 液壓泵產(chǎn)生噪聲的原因：（1）泵的流量脈動(dòng)和壓力脈動(dòng)，造成泵構(gòu)件的振動(dòng)；（2）泵的工作腔從吸

7、油腔突入和壓油腔相通，或從壓油腔突然和吸油腔相通時(shí)，產(chǎn)生的流量和壓力突變，對噪音的影響甚大；（3）空穴現(xiàn)象當(dāng)泵的吸油腔的壓力小于油液所在溫度下的空分離壓時(shí)，溶解在油液中的空氣要析出變成氣泡，這種帶有氣泡的油液進(jìn)入高壓腔時(shí)，氣泡被擊破，形成局部的高頻壓力沖擊，從而引起噪聲；（4）泵內(nèi)流道具有截面突然擴(kuò)大和收縮、急拐彎，通到截面過小兒導(dǎo)致液體紊流、漩渦、噴流，使噪聲加大；（5）由于機(jī)械原因，轉(zhuǎn)動(dòng)部分不平衡、軸承不良、泵軸的彎曲等機(jī)械振動(dòng)引起的機(jī)械噪聲。降低泵噪聲的措施 方法：（1）消除液壓泵內(nèi)部油壓的急劇變化；（2）為吸收液壓泵的流量及壓力脈動(dòng)，可以在液壓泵的出口裝置消聲器；（3）給泵加裝減震器；

8、（4）壓油管的一段使用高壓軟管，對泵的管路的連接進(jìn)行隔振；（5）防止泵產(chǎn)生空穴現(xiàn)象，可以采用直徑比較大的吸油管，減小管道局部阻力，采用大容量的吸油過濾器，防止油液中混入空氣，合理設(shè)計(jì)液壓泵，提高零部件的剛度。2.液壓執(zhí)行元件。如馬達(dá) 馬達(dá)：習(xí)慣上指輸出旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的液壓執(zhí)行元件，將液壓泵提供的液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的機(jī)械裝置。馬達(dá)和泵的相似性及區(qū)別：馬達(dá)和泵在結(jié)構(gòu)上具有相似性：密閉而又可以周期變化的容積和相應(yīng)的配有機(jī)構(gòu)。區(qū)別：馬達(dá)可以正反轉(zhuǎn)因而內(nèi)部結(jié)構(gòu)對稱；馬達(dá)的轉(zhuǎn)速范圍要求足夠大，對最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速有一定的要求；馬達(dá)部要求自吸能力，但是需要一定的初始密封性（這樣才能提供必要的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩）。因此，馬達(dá)和泵在

9、結(jié)構(gòu)上相似但是不能可逆工作。馬達(dá)的分類：按照結(jié)構(gòu)形式分為：齒輪式、葉片式柱塞式按照轉(zhuǎn)速分為：低速馬達(dá)和高速馬達(dá)液壓缸液壓缸：將液壓泵提供的液壓能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的轉(zhuǎn)換裝置，將泵的壓力能轉(zhuǎn)換為液壓油缸的直線運(yùn)動(dòng)（包含擺動(dòng)）。功用：將液壓泵供給的液壓能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能而對負(fù)載作功，實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。液壓缸分類：Ø 活塞式Ø 柱塞式Ø 伸縮式Ø 擺動(dòng)式單活塞桿式雙活塞桿式單活塞桿液壓缸有桿腔進(jìn)油：力小速度快 無桿腔進(jìn)油：力大速度慢 差動(dòng)連接雙活塞桿液壓缸往返行程推力相等柱塞式液壓缸 特點(diǎn)：v 單作用式液壓缸，只能實(shí)現(xiàn)單獨(dú)方向的運(yùn)動(dòng)；v 適于做長行程液壓缸；v

10、 工作時(shí)柱塞總受壓，必須有足夠的剛度；v 垂直使用更有利。伸縮式液壓缸v 工作時(shí)行程相當(dāng)長，不工作時(shí)體積縮小v 起推力很大，隨行程逐漸深長，推力逐漸隨之減小 擺動(dòng)液壓缸v 實(shí)現(xiàn)往復(fù)擺動(dòng)，能直接輸出扭矩，也稱擺動(dòng)式液壓馬達(dá)。v 有單葉片和雙葉片兩種形式。v 適用于半回轉(zhuǎn)式（小于360°）機(jī)械的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。控制元件閥在液壓系統(tǒng)中，除需要液壓泵供油和液壓執(zhí)行元件來驅(qū)動(dòng)工作裝置外，還要配備一定數(shù)量的液壓控制閥來對液流的流動(dòng)方向、壓力的高低以及流量的大小進(jìn)行干預(yù)的控制，以滿足負(fù)載的工作要求。因此，液壓控制閥是直接影響液壓系統(tǒng)工作過程和工作特性的重要元件。液壓控制閥：控制液流的方向、壓力和流量的元

11、件分類： 方向控制閥：單向閥、換向閥、截止閥、壓力開關(guān)壓力控制閥：溢流閥、減壓閥、順序閥、平衡閥流量控制閥：節(jié)流閥、調(diào)速閥、分流閥、集流閥常用液壓圖標(biāo)符號表1常用液壓圖形符號（摘自GB/T786.1-1993）（1）液壓泵、液壓馬達(dá)和液壓缸名稱符號說明名稱符號說明液壓泵液壓泵一般符號雙作用缸不可調(diào)單向緩沖缸詳細(xì)符號單向定量液壓泵單向旋轉(zhuǎn)、單向流動(dòng)、定排量簡化符號雙向定量液壓泵雙向旋轉(zhuǎn)，雙向流動(dòng)，定排量可調(diào)單向緩沖缸詳細(xì)符號單向變量液壓泵單向旋轉(zhuǎn)，單向流動(dòng)，變排量簡化符號雙向變量液壓泵雙向旋轉(zhuǎn)，雙向流動(dòng)，變排量不可調(diào)雙向緩沖缸詳細(xì)符號液壓馬達(dá)液壓馬達(dá)一般符號簡化符號單向定量液壓馬達(dá)單向流動(dòng)，單向

12、旋轉(zhuǎn)可調(diào)雙向緩沖缸詳細(xì)符號雙向定量液壓馬達(dá)雙向流動(dòng)，雙向旋轉(zhuǎn)，定排量簡化符號單向變量液壓馬達(dá)單向流動(dòng)，單向旋轉(zhuǎn)，變排量伸縮缸 雙向變量液壓馬達(dá)雙向流動(dòng)，雙向旋轉(zhuǎn)，變排量壓力轉(zhuǎn)換器氣-液轉(zhuǎn)換器單程作用擺動(dòng)馬達(dá)雙向擺動(dòng)，定角度連續(xù)作用泵-馬達(dá)定量液壓泵-馬達(dá)單向流動(dòng)，單向旋轉(zhuǎn)，定排量增壓器單程作用變量液壓泵-馬達(dá)雙向流動(dòng)，雙向旋轉(zhuǎn)，變排量，外部泄油連續(xù)作用液壓整體式傳動(dòng)裝置單向旋轉(zhuǎn)，變排量泵，定排量馬達(dá)蓄能器蓄能器一般符號單作用缸單活塞桿缸詳細(xì)符號氣體隔離式 簡化符號重錘式 單活塞桿缸（帶彈簧復(fù)位）詳細(xì)符號彈簧式 簡化符號輔助氣瓶 柱塞缸 

13、;氣罐 伸縮缸 能量源液壓源一般符號雙作用缸單活塞桿缸詳細(xì)符號氣壓源一般符號簡化符號電動(dòng)機(jī) 雙活塞桿缸詳細(xì)符號原動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)除外簡化符號   （2）機(jī)械控制裝置和控制方法名稱符號說明名稱符號說明機(jī)械控制件直線運(yùn)動(dòng)的桿箭頭可省略先導(dǎo)壓力控制方法液壓先導(dǎo)加壓控制內(nèi)部壓力控制旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的軸箭頭可省略液壓先導(dǎo)加壓控制外部壓力控制定位裝置 液壓二級先導(dǎo)加壓控制內(nèi)部壓力控制，內(nèi)部泄油鎖定裝置*為開鎖的控制方法氣-液先導(dǎo)加壓控制氣壓外部控制，液壓內(nèi)部控制，外部泄油彈跳機(jī)構(gòu) 電-液先導(dǎo)加壓控制液壓外部控制，內(nèi)部泄油機(jī)械控制方法頂桿式&

14、#160; 液壓先導(dǎo)卸壓控制  內(nèi)部壓力控制，內(nèi)部泄油可變行程控制式 外部壓力控制（帶遙控泄放口）彈簧控制式 電-液先導(dǎo)控制電磁鐵控制、外部壓力控制，外部泄油滾輪式兩個(gè)方向操作先導(dǎo)型壓力控制閥帶壓力調(diào)節(jié)彈簧，外部泄油，帶遙控泄放口單向滾輪式僅在一個(gè)方向上操作，箭頭可省略先導(dǎo)型比例電磁式壓力控制閥先導(dǎo)級由比例電磁鐵控制，內(nèi)部泄油人力控制方法人力控制一般符號電氣控制方法單作用電磁鐵電氣引線可省略，斜線也可向右下方按鈕式 雙作用電磁鐵 拉鈕式 單作用可調(diào)電磁操作（比例電磁鐵，力馬達(dá)等） 按-拉式 雙作用可調(diào)電磁

15、操作（力矩馬達(dá)等） 手柄式 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)電氣控制裝置 單向踏板式 反饋控制方法反饋控制一般符號雙向踏板式 電反饋由電位器、差動(dòng)變壓器等檢測位置直接壓力控制方法加壓或卸壓控制 內(nèi)部機(jī)械反饋如隨動(dòng)閥仿形控制回路等差動(dòng)控制     內(nèi)部壓力控制控制通路奪元件內(nèi)部    外部壓力控制控制通路在元件外部    （3）壓力控制閥名稱符號說明名稱符號說明溢流閥溢流閥一般符號或直動(dòng)型溢流閥減壓閥先導(dǎo)型比例電磁式溢流減壓閥

16、60;先導(dǎo)型溢流閥 定比減壓閥減壓比1/3先導(dǎo)型電磁溢流閥（常閉）定差減壓閥 直動(dòng)式比例溢流閥 順序閥順序閥一般符號或睦動(dòng)型順序閥先導(dǎo)比例溢流閥 先導(dǎo)型順序閥 卸荷溢流閥p2p1時(shí)卸荷單向順序閥（平衡閥） 雙向溢流閥直動(dòng)式，外部泄油卸荷閥卸荷閥一般符號或直動(dòng)型卸荷閥減壓閥減壓閥一般符號或直動(dòng)型減壓閥先導(dǎo)型電磁卸荷閥p1p2先導(dǎo)型減壓閥 制動(dòng)閥雙溢流制動(dòng)閥 溢流減壓閥 溢流油橋制動(dòng)閥 （4）方向控制閥名稱符號說明名稱符號說明單向閥單向閥詳細(xì)符號換向閥二位五通液動(dòng)閥 簡化符號（彈簧可省略）

17、二位四通機(jī)動(dòng)閥 液壓單向閥液控單向閥詳細(xì)符號（控制壓力關(guān)閉閥）三位四通電磁閥 簡化符號三位四通電液閥簡化符號（內(nèi)控外泄）詳細(xì)符號（控制壓力打開閥）三位六通手動(dòng)閥 簡化符號（彈簧可省略）三位五通電磁閥 雙液控單向閥 三位四通電液閥外控內(nèi)泄（帶手動(dòng)應(yīng)急控制裝置）梭閥或門型詳細(xì)符號三位四通比例閥節(jié)流型，中位正遮蓋簡化符號三位四通比例閥中位負(fù)遮蓋換向閥二位二通電磁閥常斷二位四通比例閥 常通四通伺服 二位三通電磁閥 四通電液伺服閥二級二位三通電磁球閥 帶電反饋三級二位四通電磁閥   &

18、#160;（5）流量控制閥名稱符號說明名稱符號說明節(jié)流閥可調(diào)節(jié)流閥詳細(xì)符號調(diào)速閥調(diào)速閥簡化符號簡化符號旁通型調(diào)速閥簡化符號不可調(diào)節(jié)流閥一般符號溫度補(bǔ)償型調(diào)速閥簡化符號單向節(jié)流閥 單向調(diào)速閥簡化符號雙單向節(jié)流閥 同步閥分流閥 截止閥 單向分流閥 滾輪控制節(jié)流閥（減速閥） 集流閥 調(diào)速閥調(diào)速閥詳細(xì)符號分流集流閥 （6）油箱名稱符號說明名稱符號說明通大氣式管端在液面上 油箱管端在油箱底部 管端在液面下帶空氣過濾器局部泄油或回油     加壓油箱或密閉油箱三條油路（7）流體調(diào)節(jié)器名稱符號說明名稱符號說明過濾器過濾器一般符號空氣過濾器 帶污染指示器的過濾器