第一章 液壓傳動基礎課件

1、第1部分液壓傳動基礎電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社液壓與氣壓傳動技術液壓與氣壓傳動技術第1部分液壓傳動基礎電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社目目 錄錄第第1 1部分部分 液壓傳動液壓傳動第第2 2部分部分 液力傳動液力傳動第第7 7章章 液力傳動液力傳動第第3 3部分部分 氣壓傳動氣壓傳動第第8 8章章 氣力傳動基礎氣力傳動基礎第第9 9章章 氣動元件氣動元件第第1010章章 氣動基本回路氣動基本回路第第1111章章 氣動系統(tǒng)的分析與應用氣動系統(tǒng)的分析與應用第第1 1章章 液壓傳動基礎液壓傳動基礎第第2 2章章 液壓流體力學基礎知識液壓流體力學基礎知識第第3 3章章 液壓泵與液壓馬達液壓泵與液壓馬達第

2、第4 4章章 液壓缸及輔助元件液壓缸及輔助元件第第5 5章章 液壓控制元件液壓控制元件第第6 6章章 液壓基本回路及典型液壓傳液壓基本回路及典型液壓傳動系統(tǒng)動系統(tǒng)第1部分液壓傳動基礎電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社第1部分液壓傳動基礎電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社 【學習目標學習目標】 了解液壓傳動的發(fā)展概況和定義；能夠以千斤頂的例子來理解了解液壓傳動的發(fā)展概況和定義；能夠以千斤頂的例子來理解液壓傳動的原理、結構組成；理解液壓傳動圖形符號表達液壓傳動液壓傳動的原理、結構組成；理解液壓傳動圖形符號表達液壓傳動的意義；熟悉液壓傳動的優(yōu)缺點。的意義；熟悉液壓傳動的優(yōu)缺點?！颈菊轮攸c本章重點】 1 1液壓傳

3、動的起源與發(fā)展過程；液壓傳動的起源與發(fā)展過程； 2 2壓力與負載，速度與流量的關系分析；壓力與負載，速度與流量的關系分析； 3 3以千斤頂實例出發(fā)，深入淺出對液壓傳動進行定義；以千斤頂實例出發(fā)，深入淺出對液壓傳動進行定義； 4 4液壓傳動所的優(yōu)缺點；液壓傳動所的優(yōu)缺點；第1部分液壓傳動基礎電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社 自從自從1795 1795 年英國制造出世界上第一臺水壓機至今，已經歷了年英國制造出世界上第一臺水壓機至今，已經歷了二三百年的歷史；二三百年的歷史； 19 19 世紀末，德國制造出液壓龍門刨床，美國制成液壓六角車世紀末，德國制造出液壓龍門刨床，美國制成液壓六角車床和磨床；床和磨床

4、； 二戰(zhàn)期間，一些兵器由于采用了反應快、精度高、功率大的液二戰(zhàn)期間，一些兵器由于采用了反應快、精度高、功率大的液壓傳動裝置，大大提高了兵器的性能；壓傳動裝置，大大提高了兵器的性能； 戰(zhàn)后，液壓傳動技術迅速轉向民用，廣泛地應用于機械制造、戰(zhàn)后，液壓傳動技術迅速轉向民用，廣泛地應用于機械制造、工程建筑、石油化工、交通運輸、軍械、礦山冶金、航空航海、輕工程建筑、石油化工、交通運輸、軍械、礦山冶金、航空航海、輕工、農林漁業(yè)等行業(yè)；工、農林漁業(yè)等行業(yè)； 二十世紀二十世紀60 60 年代后，隨著原子能、空間技術、計算機技術的年代后，隨著原子能、空間技術、計算機技術的發(fā)展，液壓技術的應用更加廣泛。發(fā)展，液壓

5、技術的應用更加廣泛。第1部分液壓傳動基礎電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社是指對能量或動力進行傳遞的過程。是指對能量或動力進行傳遞的過程。傳動的概念傳動的概念液液體體傳傳動動常見的傳動形式常見的傳動形式機械傳動機械傳動電電力力傳傳動動第1部分液壓傳動基礎電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社 是指以液體作為工作介質對能量或動力進行傳遞和控制的一種傳是指以液體作為工作介質對能量或動力進行傳遞和控制的一種傳動形式。動形式。 是指通過液體循環(huán)流動過程中的動能來傳遞能量。是指通過液體循環(huán)流動過程中的動能來傳遞能量。液壓傳動的概念液壓傳動的概念液力傳動的概念液力傳動的概念液體傳動液體傳動液壓傳動液壓傳動液力傳動液力傳動

6、二者的相同點：二者的相同點：均以液體作為傳動介質。均以液體作為傳動介質。二者的不同點：二者的不同點：液壓傳動是利用液壓傳動是利用液體壓強的變化液體壓強的變化來實現能量或動力來實現能量或動力的傳遞的傳遞, ,屬于屬于“靜態(tài)靜態(tài)”的液體傳動；的液體傳動；液力傳動是利用液力傳動是利用液體的循環(huán)流動液體的循環(huán)流動來實現能量或動力來實現能量或動力的傳遞的傳遞, ,屬于屬于“動態(tài)動態(tài)”的液體傳動。的液體傳動。第1部分液壓傳動基礎電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社 圖圖1.11.1是一個經過簡化的液是一個經過簡化的液壓傳動示意圖。圖中有兩個直徑壓傳動示意圖。圖中有兩個直徑不同的液壓缸不同的液壓缸1 1和和2 2，

7、缸內各有一，缸內各有一個與內壁緊密配合的活塞，截面?zhèn)€與內壁緊密配合的活塞，截面積分別為積分別為A1、A2 。大活塞上放。大活塞上放有重物有重物W,W,小活塞上施加一力小活塞上施加一力F F。F W 1 2 A2 A1圖圖1.1 1.1 簡化的液壓傳動模型簡化的液壓傳動模型第1部分液壓傳動基礎電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社液壓缸液壓缸1 1壓強壓強 P P1 1=F/A=F/A1 1液壓缸液壓缸2 2壓強壓強 P P2 2=W/A=W/A2P P1 1=P=P2 2系統(tǒng)靜平衡系統(tǒng)靜平衡F/AF/A1 = G/AG/A2F/AF/A1 W/AW/A2時會怎樣呢？時會怎樣呢？思考思考 設設h h1 1

8、為小活塞為小活塞1 1的下降距離，的下降距離，h h2 2為大活塞為大活塞5 5的上升距離，則被小的上升距離，則被小活塞壓出的油液的體積必然等于大活塞向上升起后大缸擴大的體積，活塞壓出的油液的體積必然等于大活塞向上升起后大缸擴大的體積，即即 A Al l h hl l = A = A2 2 h h2 2帕斯卡原理帕斯卡原理在密閉容器內，施在密閉容器內，施加于靜止液體上的壓力將以等值同加于靜止液體上的壓力將以等值同時傳到液體各點。時傳到液體各點。回回 顧顧第1部分液壓傳動基礎電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社將上式兩端同除以活塞移動的時間將上式兩端同除以活塞移動的時間t t，得，得 的物理意義是單位時

9、間內，液體流過截面積為的物理意義是單位時間內，液體流過截面積為A A 的體積，稱為流量的體積，稱為流量q q，即即 因此，得因此，得 q q = =A A1 11 1= = A A2 22 2即即 式中式中11、22小活塞和大活塞的運動速度。小活塞和大活塞的運動速度。使負載使負載W W上升所需的功率為上升所需的功率為: :由此可見，壓力由此可見，壓力p p 和流量和流量q q 是流體傳動中最基本、最重要的兩個參數，是流體傳動中最基本、最重要的兩個參數，它們相當于機械傳動中的力和速度，它們的乘積即為功率，可稱為液它們相當于機械傳動中的力和速度，它們的乘積即為功率，可稱為液壓功率。壓功率。第1部分

10、液壓傳動基礎電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社由于計算時功率由于計算時功率P P 常用的單位為常用的單位為kWkW，而壓力，而壓力p p 常用的單位為常用的單位為MPaMPa，流量流量q q 常用的單位為常用的單位為L/minL/min，所以還必須進行單位換算。經換算可，所以還必須進行單位換算。經換算可得得 液體的壓力是指液體在單位面積上所受的作用力，確切地說應液體的壓力是指液體在單位面積上所受的作用力，確切地說應該是壓力強度該是壓力強度( (或壓強或壓強) )，工程上習慣叫壓力，單位為，工程上習慣叫壓力，單位為Pa(N/m2)Pa(N/m2)。從以上分析可知，液壓傳動是以流體的壓力能來傳遞動力的。

11、從以上分析可知，液壓傳動是以流體的壓力能來傳遞動力的。第1部分液壓傳動基礎電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社 在圖在圖1.l1.l所示的液壓傳動模型中，只有大活塞上有了重物所示的液壓傳動模型中，只有大活塞上有了重物W W（負（負載），小活塞上才能施加上作用力載），小活塞上才能施加上作用力F F，而有了負載和作用力，才產，而有了負載和作用力，才產生液體壓力生液體壓力p p。 有了負載，液體才會有壓力，并且壓力大小決定于負載，而與有了負載，液體才會有壓力，并且壓力大小決定于負載，而與流入的流體多少無關。這是一個很重要的關系。流入的流體多少無關。這是一個很重要的關系。 同樣在圖同樣在圖1.11.1的模型中

12、，當我們調節(jié)進入缸體的流量的模型中，當我們調節(jié)進入缸體的流量q q，即可調，即可調節(jié)活塞的運動速度節(jié)活塞的運動速度，這就是液壓傳動能實現無級調速的基本原理。，這就是液壓傳動能實現無級調速的基本原理。 即活塞的運動速度（馬達的轉速）取決于進入液壓缸（馬達）即活塞的運動速度（馬達的轉速）取決于進入液壓缸（馬達）的流量，而與流體壓力大小無關。的流量，而與流體壓力大小無關。 第1部分液壓傳動基礎電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社當小液壓缸活塞當小液壓缸活塞上行上行時，缸中產生一定的時，缸中產生一定的真空度，使得單向閥真空度，使得單向閥2 2打開、單向閥打開、單向閥1 1關閉，關閉，液壓油從油箱中被吸液壓油從

13、油箱中被吸入小液壓缸內；入小液壓缸內；當小液壓缸活塞當小液壓缸活塞下行下行時，缸內油壓增大，時，缸內油壓增大，單向閥單向閥2 2關閉，單向關閉，單向閥閥1 1打開，液壓油從打開，液壓油從小液壓缸中被壓向大小液壓缸中被壓向大液壓缸內，大液壓缸液壓缸內，大液壓缸活塞上移，重物被提活塞上移，重物被提升。升。在重物提升過程中，截止閥是始終關閉的；若讓重物下降，只在重物提升過程中，截止閥是始終關閉的；若讓重物下降，只需要打開截止閥即可。需要打開截止閥即可。注意注意 第1部分液壓傳動基礎電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社當小液壓缸活塞當小液壓缸活塞上行上行時，缸中產生一定的時，缸中產生一定的真空度，使得單向閥真

14、空度，使得單向閥2 2打開、單向閥打開、單向閥1 1關閉，關閉，液壓油從油箱中被吸液壓油從油箱中被吸入小液壓缸內；入小液壓缸內；當小液壓缸活塞當小液壓缸活塞下行下行時，缸內油壓增大，時，缸內油壓增大，單向閥單向閥2 2關閉，單向關閉，單向閥閥1 1打開，液壓油從打開，液壓油從小液壓缸中被壓向大小液壓缸中被壓向大液壓缸內，大液壓缸液壓缸內，大液壓缸活塞上移，重物被提活塞上移，重物被提升。升。小液壓缸的作用是將手動的機械能轉換為油液的壓力能；小液壓缸的作用是將手動的機械能轉換為油液的壓力能；大液壓缸則將油液的壓力能轉換為頂起重物的機械能。大液壓缸則將油液的壓力能轉換為頂起重物的機械能。第1部分液壓

15、傳動基礎電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社齒輪泵齒輪泵柱塞泵柱塞泵液壓缸液壓缸液壓馬達液壓馬達動力元件動力元件：作用可將機械能轉化成液壓能，是一個能量轉化裝置。：作用可將機械能轉化成液壓能，是一個能量轉化裝置。如齒輪泵、柱塞泵。如齒輪泵、柱塞泵。執(zhí)行元件執(zhí)行元件：作用是將液壓能重新轉化成機械能，克服負載，帶動機：作用是將液壓能重新轉化成機械能，克服負載，帶動機器完成所需的運動。如液壓缸、液壓馬達。器完成所需的運動。如液壓缸、液壓馬達。第1部分液壓傳動基礎電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社換向閥換向閥溢流閥溢流閥輔助元件輔助元件：作用是保證系統(tǒng)正常工作所需要的輔助裝置。如濾油器、：作用是保證系統(tǒng)正常工作所需

16、要的輔助裝置。如濾油器、油管等。油管等?？刂圃刂圃鹤饔檬强刂葡到y(tǒng)所需要的壓力、方向和流量，以滿足機：作用是控制系統(tǒng)所需要的壓力、方向和流量，以滿足機械的工作要求。如換向閥和溢流閥等。械的工作要求。如換向閥和溢流閥等。濾油器濾油器油管油管傳動介質傳動介質：作用是傳動、潤滑、冷卻、去污和防銹。：作用是傳動、潤滑、冷卻、去污和防銹。液壓油液壓油第1部分液壓傳動基礎電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社圖形符號可以使液壓系圖形符號可以使液壓系統(tǒng)圖簡單明了，便于繪統(tǒng)圖簡單明了，便于繪制。制。用各元件的結構圖來表達的整個液用各元件的結構圖來表達的整個液壓系統(tǒng)，繪制復雜，難以看清原理。壓系統(tǒng)，繪制復雜，難以看

17、清原理。圖圖1.41.4用圖用圖形符形符號表號表示的示的磨床磨床工作工作臺液臺液壓系壓系統(tǒng)圖統(tǒng)圖圖圖1.3 1.3 磨床磨床工作工作臺液臺液壓傳壓傳動系動系統(tǒng)圖統(tǒng)圖第1部分液壓傳動基礎電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社1 1、液壓傳動的主要優(yōu)點、液壓傳動的主要優(yōu)點(1) (1) 在同等功率情況下，液壓執(zhí)行元件體積小、重量輕、結構緊湊。例如同在同等功率情況下，液壓執(zhí)行元件體積小、重量輕、結構緊湊。例如同功率液壓馬達的重量約只有電動機的功率液壓馬達的重量約只有電動機的1/61/6左右；左右；(2) (2) 液壓傳動的各種元件，可根據需要方便、靈活地來布置；液壓傳動的各種元件，可根據需要方便、靈活地來布置

18、；(3) (3) 液壓裝置工作比較平穩(wěn)，由于重量輕，慣性小，反應快，液壓裝置易于液壓裝置工作比較平穩(wěn)，由于重量輕，慣性小，反應快，液壓裝置易于實現快速啟動、制動和頻繁的換向；實現快速啟動、制動和頻繁的換向；(4) (4) 操縱控制方便，可實現大范圍的無級調速操縱控制方便，可實現大范圍的無級調速( (調速范圍達調速范圍達2000:1)2000:1)，它還可，它還可以在運行的過程中進行調速；以在運行的過程中進行調速；(5) (5) 一般采用礦物油為工作介質，相對運動面可自行潤滑，使用壽命長；一般采用礦物油為工作介質，相對運動面可自行潤滑，使用壽命長；(6) (6) 容易實現直線運動；容易實現直線運

19、動；(7) (7) 既易實現機器的自動化，又易于實現過載保護，當采用電液聯合控制甚既易實現機器的自動化，又易于實現過載保護，當采用電液聯合控制甚至計算機控制后，可實現大負載、高精度、遠程自動控制；至計算機控制后，可實現大負載、高精度、遠程自動控制；(8) (8) 液壓元件實現了標準化、系列化、通用化，便于設計、制造和使用。液壓元件實現了標準化、系列化、通用化，便于設計、制造和使用。第1部分液壓傳動基礎電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社2 2、液壓傳動系統(tǒng)的主要缺點、液壓傳動系統(tǒng)的主要缺點(1) (1) 液壓傳動不能保證嚴格的傳動比，這是由于液壓油的可壓縮性和泄漏造液壓傳動不能保證嚴格的傳動比，這是由于液壓油的可壓縮性和泄漏造成的。成的。(2) (2) 工作性能易受溫度變化的影響，因此不宜在很高或很低的溫度條件下工工作性能易受溫度變化的影響，因此不宜在很高或很低的溫度條件下工作。作。(3) (3) 由于流體流動的阻力損失和泄漏較大，所以效率較低。如果處理不當，由于流體流動的阻力損失和泄漏較大，所以效率較低。如果處理不當，泄漏不僅污染場地