液壓傳動系統(tǒng)教程1

1、 一、簡化模型一、簡化模型二、力比和速比二、力比和速比三、兩個重要概念三、兩個重要概念四、容積式液壓傳動四、容積式液壓傳動 在液壓傳動中，人們利用沒有固定形狀但具在液壓傳動中，人們利用沒有固定形狀但具有確定體積的液體來傳遞力的運動。下圖是一個有確定體積的液體來傳遞力的運動。下圖是一個經(jīng)過簡化的液壓傳動模型。圖中有兩個直徑不同經(jīng)過簡化的液壓傳動模型。圖中有兩個直徑不同的液壓缸的液壓缸2 2和和4 4，缸內(nèi)各有一個與內(nèi)壁緊密配合的，缸內(nèi)各有一個與內(nèi)壁緊密配合的活塞。如圖活塞活塞。如圖活塞5 5上有重物上有重物W W則當(dāng)則當(dāng)活塞活塞1 1上施加的力上施加的力F F達到達到一定大小時，就能阻止一定大小

2、時，就能阻止重物重物W W下降。下降。一、簡化模型一、簡化模型1. 1. 等壓特性等壓特性: :根據(jù)帕斯卡定律根據(jù)帕斯卡定律“平衡液體內(nèi)某一平衡液體內(nèi)某一點的液體壓力等值地傳遞到液體內(nèi)各處點的液體壓力等值地傳遞到液體內(nèi)各處”，即：，即：輸出端的力之比等于二活塞面積之比。輸出端的力之比等于二活塞面積之比。 P P1 1=P=P2 2=P=F/A=P=F/A1 1=W/A=W/A2 2 或或 ：W/F=AW/F=A2 2/A/A1 1 2. 2. 等體積特性：假設(shè)活塞等體積特性：假設(shè)活塞1 1向下移動體積向下移動體積L L1則則液壓缸被擠出的液體體積為液壓缸被擠出的液體體積為A A1 1L L1

3、1。這部分液體進入。這部分液體進入液壓缸液壓缸4 4，使活塞，使活塞5 5上升上升L L2 2，其讓出的體積為，其讓出的體積為A A2 2L L2 2 。即。即： A A1 1L L1 1=A=A2 2L L2 2 或或 L L2 2/L/L1 1=A=A1 1/A/A2 2二、力比和速比二、力比和速比 進一步認為這些動作是在時間進一步認為這些動作是在時間t t內(nèi)完成，活塞內(nèi)完成，活塞1 1的速度的速度v v1 1=L=L1 1/t/t，活塞活塞5 5的速度的速度v v2 2=L=L2 2/t/t，則有：則有： V V2 2/V/V1 1=A=A1 1/A/A2 2這說明輸出，輸入的位移和速度

4、都與二活塞面積這說明輸出，輸入的位移和速度都與二活塞面積成反比。上式可寫成：成反比。上式可寫成： A A1 1V V1 1=A=A2 2V V2 2 這在流體力學(xué)中稱為液流連續(xù)性原理，它反這在流體力學(xué)中稱為液流連續(xù)性原理，它反映了物理學(xué)中質(zhì)量守恒這一現(xiàn)實。映了物理學(xué)中質(zhì)量守恒這一現(xiàn)實。 3. 3. 能量守恒特性能量守恒特性 WVWV2 2=FV=FV1 1 注：等式左邊和右邊分別代表輸出和輸入的功注：等式左邊和右邊分別代表輸出和輸入的功率。這說明能量守恒也適用于液壓傳動率。這說明能量守恒也適用于液壓傳動。 通過以上分析，上述模型中兩個不同面通過以上分析，上述模型中兩個不同面積的活塞和液壓缸相當(dāng)

5、于機械傳動中的杠桿積的活塞和液壓缸相當(dāng)于機械傳動中的杠桿，其面積比相當(dāng)于杠桿比，即，其面積比相當(dāng)于杠桿比，即A1/A2=b/aA1/A2=b/a。因。因之采用液壓傳動可達到傳遞動力，增力，改之采用液壓傳動可達到傳遞動力，增力，改變速比等目的，并在不考慮損失的情況下保變速比等目的，并在不考慮損失的情況下保持功率不變。持功率不變。三、兩個重要概念三、兩個重要概念 1.1. 液壓傳動中的液體壓力取決于負載液壓傳動中的液體壓力取決于負載 2.2. 流量決定速度流量決定速度四、容積式液壓傳動四、容積式液壓傳動 圖圖1-11-1中主動活塞運動后使一定體積的液體擠中主動活塞運動后使一定體積的液體擠出，這些液

6、體進入從動液壓缸，使從動活塞產(chǎn)生出，這些液體進入從動液壓缸，使從動活塞產(chǎn)生運動，而二者間的運動關(guān)系是依靠主動件擠出的運動，而二者間的運動關(guān)系是依靠主動件擠出的液體體積與從動件所得到的液體體積相等來保證液體體積與從動件所得到的液體體積相等來保證的。這種傳動稱為容積式液壓傳動。的。這種傳動稱為容積式液壓傳動。 工業(yè)上另外有一種依靠液體的動能及其轉(zhuǎn)換工業(yè)上另外有一種依靠液體的動能及其轉(zhuǎn)換來實現(xiàn)力和運動的傳遞的方法，稱為動力液力傳來實現(xiàn)力和運動的傳遞的方法，稱為動力液力傳動。動。返回首頁返回首頁結(jié)束結(jié)束一、液壓千斤頂一、液壓千斤頂二、液壓圖形符號二、液壓圖形符號三、液壓系統(tǒng)的組成三、液壓系統(tǒng)的組成一、

7、液壓千斤頂一、液壓千斤頂圖12 液壓千斤頂原理圖 液壓千斤頂原理見下圖。當(dāng)向下壓杠桿液壓千斤頂原理見下圖。當(dāng)向下壓杠桿1時，時，小活塞小活塞3使缸使缸2內(nèi)的液體經(jīng)管道內(nèi)的液體經(jīng)管道6、閥、閥7進入大缸進入大缸9，并使活塞并使活塞8上升，頂起重物上升，頂起重物W。適當(dāng)?shù)剡x擇大、小。適當(dāng)?shù)剡x擇大、小活塞面積和杠桿比，就可以人力升起很重的負載活塞面積和杠桿比，就可以人力升起很重的負載W。二、液壓圖形符號二、液壓圖形符號機床工作臺液壓系統(tǒng)的圖形符號圖油箱濾油器液壓泵溢流閥開停閥換向閥活塞液壓缸工作臺2 2、執(zhí)行元件、執(zhí)行元件 其其作用是將液壓能重新轉(zhuǎn)化成作用是將液壓能重新轉(zhuǎn)化成機械能，克服負載，帶動機

8、器完成所需的運動。機械能，克服負載，帶動機器完成所需的運動。三、液壓系統(tǒng)的組成三、液壓系統(tǒng)的組成1 1、動力元件、動力元件 即液壓泵，它可將機械能轉(zhuǎn)化成即液壓泵，它可將機械能轉(zhuǎn)化成液壓能，是一個能量轉(zhuǎn)化裝置。液壓能，是一個能量轉(zhuǎn)化裝置。4 4、輔助元件、輔助元件 如油箱、油管、濾油器等。如油箱、油管、濾油器等。5 5、傳動介質(zhì)、傳動介質(zhì) 即液體。即液體。3 3、控制元件、控制元件 如各種閥。其中有方向閥和壓力如各種閥。其中有方向閥和壓力 閥兩種。閥兩種。返回首頁返回首頁 結(jié)束結(jié)束 優(yōu)點：優(yōu)點：1 1、可以在運行過程中實現(xiàn)大范圍的無機調(diào)速。、可以在運行過程中實現(xiàn)大范圍的無機調(diào)速。2 2、在同等輸

9、出功率下，液壓傳動裝置的體積小、在同等輸出功率下，液壓傳動裝置的體積小、重量輕、運動慣量小、動態(tài)性能好。重量輕、運動慣量小、動態(tài)性能好。3 3、采用液壓傳動可實現(xiàn)無間隙傳動，運動平穩(wěn)。、采用液壓傳動可實現(xiàn)無間隙傳動，運動平穩(wěn)。4 4、便于實現(xiàn)自動工作循環(huán)和自動過載保護。、便于實現(xiàn)自動工作循環(huán)和自動過載保護。5 5、由于一般采用油作為傳動介質(zhì)，因此、由于一般采用油作為傳動介質(zhì)，因此 液壓液壓元件有自我潤滑作用，有較長的使用壽命。元件有自我潤滑作用，有較長的使用壽命。6 6、液壓元件都是標準化、系列化的產(chǎn)品，便于設(shè)、液壓元件都是標準化、系列化的產(chǎn)品，便于設(shè)計、制造和推廣應(yīng)用。計、制造和推廣應(yīng)用。1

10、 1、損失大、效率低、發(fā)熱大。、損失大、效率低、發(fā)熱大。2 2、不能得到定比傳動。、不能得到定比傳動。3 3、當(dāng)采用油作為傳動介質(zhì)時還需要注意防火問、當(dāng)采用油作為傳動介質(zhì)時還需要注意防火問題。題。4 4、液壓元件加工精度要求高，造價高。、液壓元件加工精度要求高，造價高。5 5、液壓系統(tǒng)的故障比較難查找，對操作人員的、液壓系統(tǒng)的故障比較難查找，對操作人員的技術(shù)水平要求高。技術(shù)水平要求高。返回首頁返回首頁結(jié)束結(jié)束 一、液壓油的某些物理性質(zhì)一、液壓油的某些物理性質(zhì)二、液壓油的選用二、液壓油的選用1 1、密度、密度和重度和重度 =M/V =M/V ( (M M- -液體的質(zhì)量液體的質(zhì)量, ,V V-

11、-液體的體積）液體的體積）=G/V =G/V ( (G G- -液體的重量液體的重量) ) 液壓油的密度和重度因油的牌號而異，液壓油的密度和重度因油的牌號而異，并且隨著溫度的上升而減小，隨著壓力的提并且隨著溫度的上升而減小，隨著壓力的提高而稍有增加高而稍有增加。2 2、可壓縮性、可壓縮性液體具有比鋼鐵大的多的可壓縮性。液體具有比鋼鐵大的多的可壓縮性。體積壓縮系數(shù)體積壓縮系數(shù) k=-1/pk=-1/p。(V/V)(V/V)pp- -壓力的增量，壓力的增量，V V- -被壓縮的液體體積，被壓縮的液體體積，VV- -體體一、液壓油的某些物理性質(zhì)一、液壓油的某些物理性質(zhì)積的增量。由于積的增量。由于VV

12、是負值（體積減?。?，在是負值（體積減小），在式子右邊增加一個負號以保證式子右邊增加一個負號以保證k k為正數(shù)。為正數(shù)。另外，工程上常用液體體積彈性模量另外，工程上常用液體體積彈性模量K K來表示來表示其可壓縮性，取其可壓縮性，取 K=1/kK=1/k。 純油的可壓縮性隨壓縮過程、溫度計其實純油的可壓縮性隨壓縮過程、溫度計其實壓力的變化而變動，但變動量不大，可不予壓力的變化而變動，但變動量不大，可不予考慮。在一般情況下，油的可壓縮性對液壓考慮。在一般情況下，油的可壓縮性對液壓系統(tǒng)性能影響不大，但在系統(tǒng)性能影響不大，但在高壓情況高壓情況下以及在下以及在研究系統(tǒng)動態(tài)性能時則不能忽略。由于空氣研究系統(tǒng)

13、動態(tài)性能時則不能忽略。由于空氣的可壓縮性很大，且與工作壓力的改變而大的可壓縮性很大，且與工作壓力的改變而大幅度變化，所以幅度變化，所以游離空氣游離空氣對當(dāng)量體積彈性模對當(dāng)量體積彈性模量影響很大。量影響很大。3 3、 粘性粘性 液體在外力作用下流動時，其流動受到牽制，液體在外力作用下流動時，其流動受到牽制，且在流動截面上各點的流速不同。各層液體間有相且在流動截面上各點的流速不同。各層液體間有相互牽制作用，這種相互牽制的力稱作互牽制作用，這種相互牽制的力稱作液體內(nèi)的摩擦液體內(nèi)的摩擦力或粘性力力或粘性力。T=AT=A. . dudu/ /dz dz 或或=.du.du/ /dzdz 液體動力粘度；液

14、體動力粘度； 單位面積上地摩擦力；單位面積上地摩擦力； dudu/ /dzdz速度梯度，速度梯度， 此式又稱為此式又稱為牛頓內(nèi)摩擦定律牛頓內(nèi)摩擦定律。 液體動力粘度與液體密度之比稱為液體動力粘度與液體密度之比稱為運動粘度運動粘度 =/=/。 當(dāng)壓力增加時，粘度有所增加；液體當(dāng)壓力增加時，粘度有所增加；液體的粘度對溫度很敏感，溫度略升高，粘度顯著降低。的粘度對溫度很敏感，溫度略升高，粘度顯著降低。4 4、其他性能、其他性能油的體積隨溫度升高而增加。油的體積隨溫度升高而增加。其膨脹量其膨脹量 v vt t=v=v0 01+1+t t(t+t(t+t0 0)其中其中v vt t- -溫度溫度t t。C C時的油的體積；時的油的體積； v v0 0- -溫度溫度t t0 0 。C C時的油的體積；時的油的體積； t t- -油的體積膨脹系數(shù)。油的體積膨脹系數(shù)。對液壓油的要求：對液壓油的要求：1 1、良好的化學(xué)穩(wěn)定性。、良好的化學(xué)穩(wěn)定性。2 2、良好的潤滑性能，以減小元件之間、良好的潤滑性能，以減小元件之間 的磨的磨損。損。3 3、質(zhì)地純凈，不含或含有極少量的雜質(zhì)、水、質(zhì)地純凈，不含或含有極少量的雜質(zhì)、水份和水溶性酸堿等。份和水溶性酸堿等。4 4、適當(dāng)?shù)恼扯群土己?/p>