液壓傳動技術(shù)

1、1主講主講 陳建農(nóng)陳建農(nóng)編著編著 國電鎮(zhèn)江電力培訓(xùn)中心國電鎮(zhèn)江電力培訓(xùn)中心 2012年年7月月 2聯(lián)系方式：聯(lián)系方式：地址：鎮(zhèn)江市諫壁鎮(zhèn)鎮(zhèn)江電力培訓(xùn)中心地址：鎮(zhèn)江市諫壁鎮(zhèn)鎮(zhèn)江電力培訓(xùn)中心陳建農(nóng)陳建農(nóng)手手 機(jī)機(jī):-mail: 因時間倉促，本課件及講稿有疏漏之處，敬請諒解！3目目 錄錄41.2 液壓傳動系統(tǒng)的工作原理液壓傳動系統(tǒng)的工作原理 1.3 液壓傳動系統(tǒng)的組成液壓傳動系統(tǒng)的組成 1.4 液壓傳動系統(tǒng)的圖形符號液壓傳動系統(tǒng)的圖形符號 1.5 液壓傳動系統(tǒng)特點液壓傳動系統(tǒng)特點一一. 液壓傳動技術(shù)基礎(chǔ)知識液壓傳動技術(shù)基礎(chǔ)知識1.1 概述概述51.1 概述概述 液壓傳動是以

2、液體（通常是油液）作為工作介質(zhì)，利用液體壓力來傳遞動力和進(jìn)行控制的一種傳動方式。 液壓傳動相對于機(jī)械傳動是一門新技術(shù)，17世紀(jì)、18世紀(jì)是液壓理論發(fā)展的鼎盛時期。二戰(zhàn)期間，軍事工業(yè)的需要促使液壓技術(shù)迅速發(fā)展。戰(zhàn)后液壓技術(shù)轉(zhuǎn)為民用，在各行各業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。 由于液壓傳動具有明顯的優(yōu)點，因此發(fā)展迅速，尤其在高效率的自動化、半自動化機(jī)械中，應(yīng)用更為廣泛。當(dāng)前液壓技術(shù)已經(jīng)面為機(jī)械工業(yè)發(fā)展的一個重要方面。61.2液壓傳動系統(tǒng)的工作原理液壓傳動系統(tǒng)的工作原理 191817161415139112143657810121615911磨床工作臺液壓系統(tǒng)磨床工作臺液壓系統(tǒng) 磨床工作臺磨床工作臺 磨床工作時，要

3、求其工作臺水平往復(fù)運動。 實現(xiàn)工作臺水平往復(fù)運動控制的是一套液壓控制系統(tǒng)，如圖所示是一臺磨床的液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖。7磨床工作臺磨床工作臺 液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng) 液壓缸液壓缸液壓泵液壓泵節(jié)流閥節(jié)流閥換向閥換向閥油箱油箱191817161415139112143657810121615911磨床工作臺磨床工作臺8磨床工作臺液壓系統(tǒng)磨床工作臺液壓系統(tǒng) 磨床的液壓系統(tǒng)工作時，液壓泵液壓泵4 4的動力是由電機(jī)驅(qū)動的,其作用是向系統(tǒng)提供一定流量的壓力油。 該泵是由一對相互嚙合的齒輪來完成吸油和排油過程的，是一種齒輪泵齒輪泵。1-油箱； 2-過濾器； 3,12,14-回油管；4-液壓泵；5-彈簧；6-鋼球；7-

4、溢流閥；8 , 1 0 - 壓 力 油 管 ； 9 - 手 動 換 向 閥 ； 11,16-換向手柄 13-節(jié)流閥 15-換向閥；17-活塞； 18-液壓缸； 19-工作臺 圖1.1磨床工作臺液壓傳動系統(tǒng) 工作原理 191817161415139112143657810121615911磨床工作臺磨床工作臺液壓泵液壓泵油箱油箱9磨床工作臺液壓系統(tǒng)磨床工作臺液壓系統(tǒng) 圖1.1磨床工作臺液壓傳動系統(tǒng) 工作原理 191817161415139112143657810121615911磨床工作臺磨床工作臺1-油箱； 2-過濾器； 3,12,14-回油管； 4-液壓泵；5-彈簧；6-鋼球；7-溢流閥；8

5、 , 1 0 - 壓 力 油 管 ； 9 - 手 動 換 向 閥 ； 11,16-換向手柄；13-節(jié)流閥；15-換向閥；17-活塞； 18-液壓缸； 19-工作臺 液壓缸液壓缸 由液壓泵輸入的壓力油通過手動換向閥11，節(jié)流閥13、換向閥15進(jìn)入液壓缸18的左腔，推動活塞17和工作臺19向右移動，液壓缸18右腔的油液經(jīng)換向閥15排回油箱。 節(jié)流閥節(jié)流閥換向閥換向閥10磨床工作臺液壓系統(tǒng)磨床工作臺液壓系統(tǒng) 液壓缸液壓缸 當(dāng)手動換向閥15換向后，液壓油進(jìn)入液壓缸18的右腔，推動活塞17和工作臺19向左移動。 磨床工作臺磨床工作臺191817161415139112143657810121615911

6、換向閥換向閥 當(dāng)節(jié)流閥開大時，進(jìn)入液壓缸18的油液增多，工作臺的移動速度增大；當(dāng)節(jié)流閥關(guān)小時，工作臺的移動速度減小。 節(jié)流閥節(jié)流閥11磨床工作臺液壓系統(tǒng)磨床工作臺液壓系統(tǒng) 磨床工作臺磨床工作臺換向閥換向閥 如果將手動換向閥9轉(zhuǎn)換成如圖11（C）所示的狀態(tài)，液壓泵輸出的油液經(jīng)手動換向閥9流回油箱，這時工作臺停止運動，液壓系統(tǒng)處卸荷狀態(tài)。19181716141513911214365781012161591112磨床工作臺液壓系統(tǒng)磨床工作臺液壓系統(tǒng) 磨床工作臺磨床工作臺溢流閥溢流閥191817161415139112143657810121615911 液壓系統(tǒng)中工作的零部件都有一定的承載范圍，當(dāng)

7、系統(tǒng)的工作壓力超過這個承載范圍時，就可能會出現(xiàn)安全事故，如管道爆裂、電機(jī)過熱奈至燒毀等。 液壓系統(tǒng)一般采用設(shè)置的方法，來限制系統(tǒng)的最大工作壓力，保護(hù)人生設(shè)備的安全。13磨床工作臺液壓系統(tǒng)磨床工作臺液壓系統(tǒng) 磨床工作臺磨床工作臺溢流閥溢流閥 除了前面討論的各個環(huán)節(jié)外，液壓系統(tǒng)要能正常工作，還必須有儲存油的容器，有連接各元器件的，還得有過濾系統(tǒng)的油液，防止雜質(zhì)進(jìn)入泵和液壓系統(tǒng)的，另外還有，等。191817161415139112143657810121615911工作原理工作原理 從磨床的工作過程可看出，液壓系統(tǒng)的工作原理：以油液作為工作介質(zhì)，通過密封容積的變化來傳遞運動，通過油液內(nèi)部的壓力來傳遞

8、動力。151.3液壓傳動系統(tǒng)的組成液壓傳動系統(tǒng)的組成 從磨床的液壓系統(tǒng)組成 和工作原理可以看出，液壓系統(tǒng)一般有以下幾個部分組成：動力元件動力元件傳動介質(zhì)傳動介質(zhì)控制元件控制元件輔助元件輔助元件執(zhí)行元件執(zhí)行元件16 液壓傳動是以液體作為工作介質(zhì)來進(jìn)行工作的，一個完整的液壓傳動系統(tǒng)由以下幾部分組成： 1、動力部分將原動機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為油液的壓力能，是系統(tǒng)的能量來源。能量轉(zhuǎn)換元件為液壓泵。其作用是向液壓系統(tǒng)提供壓力油。 2、執(zhí)行部分將油液壓力能轉(zhuǎn)換成驅(qū)動負(fù)載運動的機(jī)械能，是系統(tǒng)的輸出。執(zhí)行元件有液壓缸（作直線運動或擺動運動）、液壓馬達(dá)（作回轉(zhuǎn)運動）。 3、控制部分對系統(tǒng)中油液的壓力、流量、和流動方向

9、進(jìn)行控制或調(diào)節(jié)?？刂圃懈鞣N壓力、流量和方向控制閥等。 4、輔助部分組成系統(tǒng)，起貯油、過濾、檢測、和密封等作用，保證系統(tǒng)可靠和穩(wěn)定工作。輔助元件有管路和接頭、油箱、過濾器、蓄能器、密封件和控制儀表等。 5、工作介質(zhì)傳遞能量。采用液壓油。 171.4 液壓系統(tǒng)的圖形符號液壓系統(tǒng)的圖形符號 圖11所示的液壓系統(tǒng)圖是一種半結(jié)構(gòu)式的工作原理圖。它直觀性強(qiáng)，容易理解，但難于繪制。 在實際工作中，除少數(shù)特殊情況外，一般都采用液壓與氣動圖形符號（參看附錄）來繪制，如圖12所示。 9108765321418191817161415139112143657810121615911 圖1.1用半結(jié)構(gòu)式表示的磨床

10、工作臺 液壓系統(tǒng)圖91087653214 圖1.2用圖形符號表示的磨床工作臺液壓系統(tǒng)圖 l-油箱；2-過濾器；3-液壓泵； 4-溢流閥； 5-手動換向閥；6-節(jié)流閥 7-換向間； 8-活塞； 9-液壓缸 液壓缸液壓缸液壓缸液壓缸換向閥換向閥換向閥換向閥節(jié)流閥節(jié)流閥節(jié)流閥節(jié)流閥液壓泵液壓泵液壓泵液壓泵溢流閥溢流閥溢流閥溢流閥油箱油箱油箱油箱19 圖形符號表示元件的功能，而不表示元件的具體結(jié)構(gòu)和參數(shù)；反映各元件在油路連接上的相互關(guān)系，不反映其空間安裝位置；只反映靜止位置或初始位置的工作狀態(tài)，不反映其過渡過程。 91087653214液壓缸液壓缸液壓泵液壓泵節(jié)流閥節(jié)流閥換向閥換向閥油箱油箱溢流閥溢流

11、閥201.5 液壓傳動的特點液壓傳動的特點 液壓傳動與其他傳動形式相比較，有以下優(yōu)點液壓傳動與其他傳動形式相比較，有以下優(yōu)點 1) 功率密度（即單位質(zhì)量所具有的功率）大，結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)量輕。 高壓液壓泵為56.8kw/kg，發(fā)電機(jī)為0.50.68kw/kg，前者約為后者 的1213，且尺寸相差懸殊。2) 傳動平穩(wěn)，能實現(xiàn)無級調(diào)速，且調(diào)速范圍大。 調(diào)速比高達(dá)2000，最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速1r/min，且可在運行中調(diào)速。3) 液壓元件質(zhì)量輕、慣性矩小，變速性能好。 可實現(xiàn)高頻率的換向，液壓馬達(dá)高速換向達(dá)8次/s，液壓缸高速換向達(dá)78次/s，電動機(jī)達(dá)不到。液壓馬達(dá)加速僅需0.1s，而同功率電動機(jī)加速則需112

12、s，快速性好。4) 布局方便靈活。5) 易于實現(xiàn)過載保護(hù)。6) 運動平穩(wěn)可靠，液壓元件解自行潤滑，使用壽命較長。7) 便于實現(xiàn)自動化和中等距離內(nèi)的能量分配、傳輸和控制。8）液壓元件實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化，便于設(shè)計、制造和使用。21液壓傳動也有不足，主要缺點有液壓傳動也有不足，主要缺點有 1）液壓元件的制造精度和密封性能要求高，加工和安裝都比較困難。2）泄漏難以避免，并且油液有一定的壓縮性，因此傳動比不能恒定，不適用于傳動比要求比較嚴(yán)格的場合。3) 泄漏引起能量損失，油液在管道中受到時阻力及機(jī)械摩擦也會引起一定的能量損失，致使液壓傳動的效率較低。4）油液的粘度隨溫度變化，會影響傳動機(jī)構(gòu)的工作

13、性能。5）油液中滲入空氣時，會產(chǎn)生噪聲，容易引起振動和爬行（運動速度不均勻），影響傳動的平穩(wěn)。6) 維修保養(yǎng)困難，工作量大。當(dāng)液壓系統(tǒng)產(chǎn)生故障時，故障原因不易查找，排除較困難。本部分結(jié)束！請繼續(xù)學(xué)習(xí)第二部分23 2.1 液體靜力學(xué)基礎(chǔ)液體靜力學(xué)基礎(chǔ) 2.2 液體流動性質(zhì)（流體動力學(xué)）液體流動性質(zhì)（流體動力學(xué)） 2.3 液壓傳動系統(tǒng)的基本參數(shù)液壓傳動系統(tǒng)的基本參數(shù)2.4 液壓傳動的壓力、流量損失和功率計算液壓傳動的壓力、流量損失和功率計算 2.5 液壓沖擊及氣穴現(xiàn)象液壓沖擊及氣穴現(xiàn)象 二二. . 液壓流體力學(xué)基本理論液壓流體力學(xué)基本理論242.1 液體靜力學(xué)基礎(chǔ)液體靜力學(xué)基礎(chǔ) 液體靜力學(xué)研究液體

14、處于相對平衡狀態(tài)下的力學(xué)規(guī)律及其實際應(yīng)用。所謂相對平衡是指液體內(nèi)部各質(zhì)點間沒有相對運動。液體內(nèi)部質(zhì)點之間沒有相對運動的液體稱為靜止靜止液體液體，靜止液體可以隨同容器一起如同剛體似的作各種運動。25 1液體靜壓力液體靜壓力 作用于液體上的力有質(zhì)量力和表面力兩種。 質(zhì)量力作用于液體的每一質(zhì)點上，如重力、慣性力等。 表面力作用于液體受力單元的分界面上。 對于靜止液體，由于質(zhì)點間沒有相對運動，從而不存在切向力，又由于液體只能承受壓力而不能承受拉力，所以作用于液體上的表面力只有壓力。 26液體靜壓力具有兩個重要特征： 液體的壓力方向沿承壓面的內(nèi)法線方向 靜止液體內(nèi)任一點上在各方向的壓力都相等2 2液體靜

15、力學(xué)基本方程式液體靜力學(xué)基本方程式圖2-1 重力作用下的靜止液體27圖2-1可示，在重力作用下的靜止液體的受力情況，除液體的重力外，還有液面上和容器壁面作用于液體上的壓力。在液體內(nèi)取高度為、截面積為的液柱，如圖1-2(b)可示。該液柱在重力及周圍液體的壓力作用下處于平衡狀態(tài)，其垂直方向上的力平衡方程為pApAgh ArD =D +D 式中 p液體內(nèi)深度為h處壓力 rghDA 液柱的重力上式等式兩邊同除化簡后得 ppghr=+28上式即為液體靜力學(xué)基本方程。該方程說明以下三點 ： 靜止液體內(nèi)任一點的壓力為液面上的壓力與該點以上液體重力所形成的壓力之和。 靜止液體內(nèi)的壓力隨液體深度按線性規(guī)律遞增。

16、 同一液體中，距液面深度相等各點的壓力相等。由壓力相等的點組成的面稱為等壓面，在重力作用下靜止液體中的等壓面為水平面。 293.3.帕斯卡原理帕斯卡原理 對于靜止液體，當(dāng)其邊界面上的壓力發(fā)生變化時，其內(nèi)部任一點的壓力均將發(fā)生相同的變化，即：施加于靜止液體任一表面上的壓力將同時等值地傳遞到液體內(nèi)部各點，這就是帕斯卡原理，或稱靜壓傳遞原理。 30壓機(jī)工作原理圖 大、小活塞的面積分別為和，小活塞上的作用力為則在大活塞上將產(chǎn)生的作用力。壓機(jī)內(nèi)液體處于靜止平衡（包括勻速運動）狀態(tài)，且互相連通。 31 根據(jù)帕斯卡原理，液體內(nèi)任一點的壓力相等，即小活塞端面上產(chǎn)生的壓力p1應(yīng)該等于大活塞端面上壓力p2（不計兩

17、活塞端面的位差），則有121212FFppAA=2211AFFA= 可見，大活塞上壓力的力F2是輸入力F1的A2/A1倍。 在液壓傳動系統(tǒng)中，由于外力作用產(chǎn)生的壓力遠(yuǎn)大于液體自身重力產(chǎn)生的壓力，因此忽略液體自身產(chǎn)生的壓力。 32液壓千斤頂如圖2-3可示，柱塞2的直徑為d2=34mm，活塞1的直徑為d1=13mm，杠桿長度如圖可示，問杠桿端點應(yīng)加多大的力才能將W = 5104N的重物頂起： 圖2-2 液壓千斤頂工作原理33解 由重物引起的油液壓力為 p = W/ A2 = 5104/4（3410-3）2 = 55.07MPa 則在活塞1上產(chǎn)生的作用力為F1 = p A1= p/4（1310-3）

18、2 = 7309.57N 根據(jù)杠桿原理有25 F1=750F 則 F=25/7507309.57=243.65N 即在杠桿端點上僅需243.65N的力，即可頂起5104N的重物。344. 壓力的表示方法及單位壓力的表示方法及單位 壓力有絕對壓力和相對壓力兩種表示方法。絕對壓力是以絕對零壓力為基準(zhǔn)，相對壓力是以大氣壓為基準(zhǔn)來衡量的。絕對壓力與相對壓力的關(guān)系為： 絕對壓力相對壓力大氣壓 或得，相對壓力絕對壓力大氣壓力。 35真空度 當(dāng)相對壓力大于零時，又稱為表壓力。若相對壓力小于零時，即此時的絕對壓力小于大氣壓，小于多少，稱為負(fù)壓，也稱為真空度，即 真空度大氣壓絕對壓力36絕對壓力、相對壓力與真空

19、度之間的關(guān)系 絕對壓力以零壓為基準(zhǔn)，始終為正，而相對壓力則以大氣壓為基準(zhǔn)，可正可負(fù)，真空度是負(fù)壓的數(shù)值。 壓力的單位為Pa或kPa、MPa。372.2 液體流動性質(zhì)（流體動力學(xué)）液體流動性質(zhì)（流體動力學(xué)） 液體與固體的最大區(qū)別是它可承受無限制的變形且無固定形狀，在變形過程中其質(zhì)點之間具有相對位移。這種液體質(zhì)點間有相對位移的運動狀態(tài)稱為流動。由于液體在流動時其內(nèi)部各質(zhì)量所受重力、慣性力、粘性摩擦力等的影響各不相同，所以液體內(nèi)部各點的速度、壓力及密度是空間坐標(biāo)和時間的函數(shù)。 381、理想液體和恒定流動、理想液體和恒定流動1）恒定流動液體流動時，其任意點處的壓力、流速和密度都不隨時間變化，而只是空間

20、點的坐標(biāo)的函數(shù)，便稱為恒定流動，也叫定常流動或非時變流動。反之，只要速度、壓力或密度中有一個參數(shù)隨時間變化而變化，則稱為非恒定流動。通常在研究系統(tǒng)靜態(tài)特性時，可以認(rèn)為液體作恒定流動，當(dāng)在研究系統(tǒng)動態(tài)特性時，則必須按非恒定流動考慮。392）理想液體實際液體具有粘性，在研究液體流動時必須考慮粘性的影響，但該問題比較復(fù)雜。為分析問題的的方便清晰，首先假設(shè)液體是沒有粘性的，然后再考慮粘性的影響并通過實驗驗證，對理想結(jié)論進(jìn)行修正。這種沒有粘性的液體稱為理想液體。所以，一般把既無把既無粘性又不可壓縮的液體稱為理想液體粘性又不可壓縮的液體稱為理想液體。402過流斷面、流量、平均流速過流斷面、流量、平均流速

21、1）過流斷面在流動液體中所作的垂直于流線的截面稱為過流斷面。過流斷面上每一點的流速都垂直于該面。由于流動液體內(nèi)的流線不一定平行，所以過流斷面可能是一個平面，也可能是一個曲面。41 q=V/t單位為m3/s(米/秒)，常用單位為L/min(升/分)。換算關(guān)系為1m3/s=6104L/min 2）流量單位時間內(nèi)流過某過流斷面的液體體積，稱為流過該過流斷面的體積流量，用q表示423）平均流速在實際工程中，由于過流斷面上的流速分布規(guī)律很難確定，為計算方便，引入平均流速的概念。假設(shè)過流斷面上各點的流速相等，流體以此流速流過該斷面的流量與實際流量相等，此流速則稱為過流斷面上的平均流速，用v表示。 v =

22、q/A 433流量連續(xù)性方程流量連續(xù)性方程理想液體（不可壓縮的液體）在無分支管路中作穩(wěn)定流動時，通過每一截面的流量相等，這稱為流量的連續(xù)性原理。油液的可壓縮性極小，通常可視作理想液體。 44q1= q2 即即 A1 v1 = A2 v2 式中 A1，A2截面1，2的面積，m2 v1，v2液體流經(jīng)截面1，2時的平均流速，m/s液體在無分支管路中穩(wěn)定流動時，流經(jīng)管路不同截面時的平均流速與其截面面積大小成反比。上式表明：452.3 液壓傳動系統(tǒng)的基本參液壓傳動系統(tǒng)的基本參數(shù)數(shù)液壓傳動是以液體的壓力能作為工作介質(zhì)，液體的壓力來實現(xiàn)動力的傳遞，以密封的工作容積變化來實現(xiàn)運動的傳遞。在液壓系統(tǒng)中工作壓力決

23、定于負(fù)載的大小，而執(zhí)行裝置的運動速度取決于輸入執(zhí)行裝置的流量。 壓力和流量是液壓系統(tǒng)中最基本的二個參數(shù)。46 q=V/t單位為m3/s(米/秒)，常用單位為L/min(升/分)。換算關(guān)系為1m3/s=6104L/min 1）流量單位時間內(nèi)流過某過流斷面的液體體積，稱為流過該過流斷面的體積流量，用q表示1、流量和平均流速、流量和平均流速472) 排量 泵軸每轉(zhuǎn)1周，密封容積幾何尺寸變化理論上計算應(yīng)排出的油液的的體積。 q= q排n ( m3/r)n-轉(zhuǎn)速 r /s483）平均流速在實際工程中，由于過流斷面上的流速分布規(guī)律很難確定，為計算方便，引入平均流速的概念。假設(shè)過流斷面上各點的流速相等，流體

24、以此流速流過該斷面的流量與實際流量相等，此流速則稱為過流斷面上的平均流速，用v表示。 v = q/A 494) 活塞（或液壓缸）的運動速度活塞（或液壓缸）的運動速度是由于流入液 壓缸的的油液迫使密封容積增大導(dǎo)致的結(jié)果，因此其運動速度與流入液壓缸的油量有關(guān)。以圖2-2 為例，設(shè)在時間t內(nèi)活塞移動距離為H，活塞的有效作用面積為A，則密封容積變化即所需流入的油液的體積為AH，則流量50 q=V/t =AH/ t H= q t/A活塞（或液壓缸）的運動速度為 v=H/ t= q/A=v 結(jié)論：（1）v=v （2）v與A、qv有關(guān)，與p無關(guān) （3）A一定時，v決定于q，改變 流量就能改變速度 512、壓

25、力、壓力1）壓力的概念油液的壓力是由油液的自重和油液受外力作用所產(chǎn)生的。p=F/A N/m2 帕斯卡（Pa） N/ m m2 兆帕（M Pa） Kgf/cm2 工程大氣壓 10N/cm2 巴（bar） 1Mpa = 106Pa 1 bar=105 N/m20.1N/ m m2 1 Kg/cm2 = 9.8104N/m2 =0.098 N/ m m2 壓力的單位： 換算關(guān)系：52液壓傳動中，壓力按其大小分為五級液壓傳動中，壓力按其大小分為五級 單位：MPa 壓力分級壓力分級低壓低壓中壓中壓中高壓中高壓高壓高壓超高壓超高壓壓力范圍壓力范圍2.52.58.08.016.016.032.032532）

26、液壓系統(tǒng)及元件的公稱壓力額定壓力 液壓系統(tǒng)的及元件在正常條件下，按試驗標(biāo)準(zhǔn)連續(xù)工作的最高壓力。超過此值，液壓系統(tǒng)便過載。 液壓系統(tǒng)必須在額定壓力以下工作，額定壓力應(yīng)符合公稱壓力系列。 54液壓系統(tǒng)及元件液壓系統(tǒng)及元件-公稱壓力系列公稱壓力系列1.01.01.61.62.52.54.04.06.36.3(8.0)(8.0)10.010.0 (12.5)(12.5)16.016.020.020.025.025.031.531.540.040.050.050.063.063.080.080.0100100553）液壓傳動系統(tǒng)中壓力的建力）液壓傳動系統(tǒng)中壓力的建力 密閉容器內(nèi)靜止油液受到外力擠壓而產(chǎn)生

27、壓力（靜壓力），對于采用液壓泵連續(xù)供油的液壓傳動系統(tǒng)，流動油在某處的壓力也是因為受到其各種形式負(fù)載（如工作阻力、磨擦力、彈簧力等）的擠壓而產(chǎn)生的。除靜壓力外，由于液流還有動壓力，但在一般液壓傳動中，油液的動壓力很小，可忽略不計。因此，液壓傳動系統(tǒng)中流動油液的壓力，主要考慮靜壓力。下面就圖 所示液壓傳動系統(tǒng)中壓力的建立進(jìn)行分析。56 在右圖中，假定負(fù)載阻力為零（不考慮油液的自重、活塞的質(zhì)量、磨擦力等因素），由液壓泵輸入液壓缸左腔的油液不受任何阻擋就能推動活塞向右運動，此時，油液的壓力為零（p = 0）?；钊倪\動是由于液壓缸左腔內(nèi)油液的體積增大而引起的。 57 在下圖中，輸入液壓缸左腔的油液由于

28、受到外界負(fù)載F的阻擋，不能立即推動活塞向右運動，而液壓泵總是連續(xù)不斷地供油，使液壓缸左腔中的油液受到擠壓，油液的壓力從零開始由小到大迅速升高，作用在活塞有效作用面積A上的液壓作用力（pA）也迅速增大。當(dāng)液壓作用力足以克服外界負(fù)載F時，液壓泵輸出的油液迫使液壓缸左腔的密封容積增大，從而推動活塞向右運動。在一般情況下，活塞作勻速運動，作用在活塞上的力相互平衡，即液壓作用力等于負(fù)載阻力（pA=F）。因此，可知油液壓力p=F/A。若活塞在運動過程中負(fù)載F保持不變，則油液不會再受更大的擠壓，壓力就不會繼續(xù)上升。也就是說液壓傳動中液壓傳動中油液的壓力取決于負(fù)載的大小，并隨負(fù)載大小的變化油液的壓力取決于負(fù)載

29、的大小，并隨負(fù)載大小的變化而變化而變化。5859 右圖表示向右運動的活塞接觸固定擋鐵后，液壓缸左腔的密封容積因活塞運動受阻停止而不能繼續(xù)增大。此時，若液壓泵仍繼續(xù)供油，油液壓力會急劇升高，如果液壓傳動系統(tǒng)沒有保護(hù)措施，則系統(tǒng)中薄弱的環(huán)節(jié)將損壞。 60 綜合上面分析，可知液壓傳動系統(tǒng)中某處油液的壓力是由于受到各種形式負(fù)載的擠壓而產(chǎn)生的，壓力的大小決定于負(fù)載，并隨負(fù)載變化面變化。當(dāng)某處有幾個負(fù)載并聯(lián)時，壓力的大小取決于克服負(fù)載的各個壓力值中最小值。應(yīng)特別注意的是壓力建立的過程是從無到有、從小到大迅速進(jìn)行的。6124 液壓傳動的壓力、流量損失和功率計算液壓傳動的壓力、流量損失和功率計算1、液壓傳動的

30、壓力損失1）液阻和壓力損失 油液具有粘性，油液流動時，油液的分子之間、油液與管壁之間的摩擦和碰撞會產(chǎn)生阻力，這種阻硬油液流動的阻力稱為液阻。 由于注液阻的存在，油液流動時會引起能量損失，主要表現(xiàn)為壓力損失。 油液流動產(chǎn)生的壓力損失，會造成功率浪費，油液發(fā)熱，粘度下降，進(jìn)而使用泄漏增加，同時液壓元件受熱膨脹也會影響政常工作，甚至“卡死”。因此，必須采取措施盡量減少壓力損失。一般情況，只要油液粘度適當(dāng)，管路內(nèi)壁光滑，盡量縮短管路長度和減少管路的截面變化及彎曲，是可以使壓力損失控制在很小的范圍內(nèi)。 622）壓力損失的近似估算）壓力損失的近似估算 影響壓力損失的因素很多，精確計算較為復(fù)雜，通常采用近似

31、估算的方法。液壓泵最高工作壓力的近似計算式為p泵泵=K壓壓p缸缸式中：p泵泵液壓泵最高工作壓力Pa p缸缸液壓缸最高工作壓力Pa K壓壓系統(tǒng)壓力損失系數(shù) 一般K壓 =1.31.5。系統(tǒng)復(fù)雜或管路較長 取大值，反之取小值。632、液壓傳動的流量損失1）泄漏和流量損失 在液壓系統(tǒng)系統(tǒng)工作的情況下，從液壓元件的密封間隙漏過少量油液的現(xiàn)象稱為泄漏。由于液壓元件必然存在著一定間隙，當(dāng)間隙的兩端有壓力差時，就會有油液從這些間隙中流過。所以，液壓系統(tǒng)中泄漏現(xiàn)象總是存在的。 64內(nèi)泄漏液壓元件內(nèi)部高、低壓腔間泄漏稱為內(nèi)泄漏 外泄漏液壓系統(tǒng)內(nèi)部的油液漏到系統(tǒng)外部的泄漏 液壓系統(tǒng)的泄漏必然引起流量損失，使液壓泵輸

32、出的流量不能全部流入液壓缸等執(zhí)行元件。652）流量損失的估算流量損失一般也采用近似估算的方法。 q泵泵=K漏漏q缸缸 式中：q泵液壓泵最大輸出流量 m3/s q缸液壓缸最大輸出流量 m3/s K漏系統(tǒng)泄漏系數(shù) 一般K漏=1.1 1.3。系統(tǒng)復(fù)雜或管路較長取 大值，反之取小值。66 3）液壓傳動的功率計算 （1）液壓缸的輸出功率P缸 功率等于力和速度的乘積。對于液壓缸來說，其輸出功率等于負(fù)載阻力F和活塞（或液壓缸）運動速度v的乘積，即 P缸=F v 由于F= p缸A v= q缸/A 所以液壓缸的輸出功 率（不計液壓缸的損失）P缸=p缸q缸67（2）液壓泵的輸出功率P泵P泵 = p泵q泵（3）液壓

33、泵的效率和驅(qū)動液壓泵的電動機(jī)功率計算 由于液壓泵在工作中也存在因泄漏和機(jī)械 磨擦所造成的流量損失及機(jī)械損失，所以驅(qū)動 液壓泵的電動機(jī)所需的功率 P 電要比液壓泵的輸出功率P泵大。液壓泵的總效率 總= P泵/P電 68 外嚙合齒輪泵取0.630.80 總 葉片泵取0.750.85 柱塞泵取0.800.90 驅(qū)動液壓泵的電動機(jī)功率P電= P泵/總 = p泵q泵/總6928 液壓沖擊及氣穴現(xiàn)象液壓沖擊及氣穴現(xiàn)象1、液壓沖擊 在液壓系統(tǒng)工作過程中，管路中流動的液體往往會因執(zhí)行元件換向或閥門關(guān)閉而突然停止運動，由于液流和運動部件的慣性，在系統(tǒng)內(nèi)會產(chǎn)生很大的瞬時壓力峰值，這種刺針叫液壓沖擊。 液壓沖擊會引

34、起振動和噪聲。其壓力峰值可超過工作壓力的幾倍；有時使某些液壓元件，如壓力繼電器、順序閥等產(chǎn)生錯誤動作而影響系統(tǒng)正常工作，甚至可能使某些液壓元件、密封裝置和管路損壞。702、氣穴現(xiàn)象 在液壓傳動中，液壓油總是含有一定量的空氣?？諝饪扇芙庠谝簤河椭?，也可以氣泡的形式混合在液壓油中。對于礦物型液壓油，常溫時一個大氣壓下約有612的溶解空氣。如果某一處的壓力低于空氣分離壓力時，溶解于油中的空氣就會從油中分離出來形成氣泡，當(dāng)壓力降至油液的飽和蒸汽壓力以下時，油液就會沸騰而產(chǎn)生氣泡。這些氣泡混雜在油液中，使得原來充滿導(dǎo)管和元件容腔中的油液成為不連續(xù)狀態(tài)，定種現(xiàn)象稱為氣穴現(xiàn)象。 71 為了防止氣穴現(xiàn)象的產(chǎn)生

35、，在液壓元件和液壓系統(tǒng)設(shè)計時，對于液壓泵來說，要正確設(shè)計泵的結(jié)構(gòu)參數(shù)和泵的管路。對于元件和系統(tǒng)管路，應(yīng)盡量避免油道狹窄或急劇轉(zhuǎn)彎，以防止產(chǎn)生低壓區(qū)。另外，應(yīng)合理選擇液壓元件的材料，增加零件的機(jī)械強(qiáng)度，提高零件表面質(zhì)量等，以提高抗腐蝕能力。72請繼續(xù)學(xué)習(xí)第三部分請繼續(xù)學(xué)習(xí)第三部分73 3.1 液體的物理性能液體的物理性能 3.2 液壓油的質(zhì)量指標(biāo)液壓油的質(zhì)量指標(biāo) 3.3 液壓油的要求和選用液壓油的要求和選用3.4 液壓油的產(chǎn)品符號說明液壓油的產(chǎn)品符號說明 3.5 液壓油液的污染及其控制液壓油液的污染及其控制 三三. . 液壓油液壓油743.1 液體的物理性能1液體的密度 對于均質(zhì)液體，其密度為

36、其單位為：kg/m3 液體的密度是液體的一個重要參數(shù)，密度的大小隨壓力或溫度的變化而發(fā)生變化，當(dāng)液體密度的變化量很小時，變化量在工程計算中可以忽略。 vm(1-2)752液體的可壓縮性和熱膨脹性可壓縮性 定義：當(dāng)液體可受的壓力發(fā)生變化時，其體積隨之發(fā)生相應(yīng)變化的性質(zhì)稱為可壓縮性。壓力和溫度對液體體積的影響非常小。 76 液體的可壓縮性用體積壓縮系數(shù)k和體積彈性模量K表示。p0p0+ pv0v0- v77體積壓縮系數(shù)體積壓縮系數(shù)k ：單位壓力變化下的體積相對變化量。 P0 初始壓力；p 壓力增量；V0 原始體積（壓力為P0 時的積）；v 壓力增大p時，體積的減少量；“-” 壓力增大時，體積減少，

37、所以須加 負(fù)號，以使k為正值。 78體積彈性模量（體積模量）體積彈性模量（體積模量）K K= 1/k k注意注意常用體積彈性模量K表示液體的可壓縮性、影響可壓縮性的因素、影響可壓縮性的因素溫度tKk可壓縮性（容易被壓縮）壓力pKk可壓縮性79 壓力增大時，值增大，但這種變化不呈線性關(guān)系。當(dāng)p3pa時，值基本上不再增大。 若液壓油中混有氣泡時，值將大大減小。 液壓油液的可壓縮性對在動態(tài)下工作的液壓系統(tǒng)來說影響很大，但當(dāng)液壓系統(tǒng)在靜態(tài)下工作時，一般可以不予考慮。注 意80 對于液體，壓力、溫度及壓縮過程對體積彈性模量的影響非常小，所以，在壓力和溫度變化不大的過程應(yīng)用中常認(rèn)為為常數(shù)，當(dāng)液壓傳動系統(tǒng)處

38、于穩(wěn)態(tài)情況時，一般可認(rèn)為液體是不可壓縮的。 但在高壓、研究系統(tǒng)的動態(tài)性能及計算機(jī)遠(yuǎn)距離操縱的液壓機(jī)構(gòu)時，則必須考慮液體的可壓縮性。注 意81熱膨脹性 液體的體積隨溫度的變化而變化的性質(zhì)稱為熱膨脹性，其大小用熱膨脹系數(shù)表示，即 上式表示液體在某恒定壓力下，溫度變化1k或1時所引起的體積的相對變化量。對于液壓油，從工程實用性看，可以為僅取決于油液本身而與壓力和溫度無關(guān)，其值為 =8.210-46.010-4)(1TVv （1-6）82定義：液體在外力作用下流動（或有流動趨勢）時，分子間的內(nèi)聚力要阻止分子相對運動而產(chǎn)生一種內(nèi)摩擦力，這種現(xiàn)象叫做液體的粘性。注意 粘度是衡量液體粘性的指標(biāo)； 常用的粘度

39、為動力粘度，運動粘度，相對粘度； 液體流動或有流動趨勢時，才有粘性，靜止液體無粘性。3液體的粘性與粘度83動力粘度（絕對粘度）動力粘度（絕對粘度） 實驗測定指出液體流動時相鄰液層間的內(nèi)摩擦力f 與液層接觸面積、液層間的速度梯度 du/dy 成正比，即：式中：比例常數(shù)，稱為粘度或粘性系數(shù)（動力粘度）。84單位：單位：在SI中，為Pas（帕秒）或Ns/m2 在CGS中，為dyns/cm2，又稱泊（P）。 1 Pa s 10 P 運動粘度運動粘度 ：液體動力粘度與其密度的比值， 稱為液體的運動粘度。即： = / 單位：單位：在SI中，為m2/s 在CGS中，為cm2/s，又稱St（斯） mm2/s

40、又稱cSt（厘斯） 1 m2/s = 10 st = 106 cst.物理意義：不是一個粘度的量，但習(xí)慣上常用 它來標(biāo)志液體粘度。85例如1：液壓油的牌號就是用液壓油在40時運動粘度（以mm2/s計）的平均值來標(biāo)志的。例如2：20HL 表示HL液壓油的運動粘度在40時為20 mm2/s。相對粘度（條件粘度）相對粘度（條件粘度） 我國采用我國采用“恩恩氏粘度氏粘度E t” 液體粘度在工程上的測定方法是測出液體的“相對粘度”，然后再根據(jù)關(guān)系式算出動力粘度或運動粘度。86方法：方法：將200ml溫度為 t的被測液體裝入粘度計的容器內(nèi)，使之由其下部直徑為 2.8mm的小孔流出，測出液體流盡所需的時間t

41、1（s）；再測出200ml溫度為20 的蒸餾水在同一粘度計中流盡所需 的時間t2 (s)。這兩個時間的比值即為被測液體在t 下的恩氏粘度。即E t = t1 / t287 一般以20 、50 、100 作為測定液體粘度的標(biāo)準(zhǔn)溫度，所以恩氏粘度分別 0E20、0E 50、0E100標(biāo)記。 88影響粘度的因素影響粘度的因素說明：說明：在一般液壓系統(tǒng)使用的壓力范圍內(nèi)，增大的數(shù)值很小，可以忽略。 液壓油液粘度對溫度的變化十分敏感,如圖所示。t t893.2 液壓油的質(zhì)量指標(biāo)液壓油的質(zhì)量指標(biāo) 1、酸值 表示油中的含酸量。即中和1g石油產(chǎn)品所需氫氧化鉀的毫克數(shù)。液壓油的酸值越低,質(zhì)量越好。2、閃點 將液壓

42、油在一定條件下加熱，油蒸汽與周圍空氣的混合氣體同火焰接觸開始閃光時的最低溫度。閃點越高越好。3、燃點 如果使閃點時間延長5秒，這時的溫度稱為燃點。4、凝點 液壓油在低溫下停止移動的最高溫度。5、灰分 油試樣在規(guī)定條件完全燃燒后的殘留物占試樣質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)。6、機(jī)械雜質(zhì) 油中的沉淀和懸殊物，經(jīng)過溶解過濾后的殘留物。903.3 液壓油的要求和選用液壓油的要求和選用1、液壓油的要求 液壓傳動系統(tǒng)工作性能的好壞，在很大程度上取決于工作液體的選擇，液壓傳動系統(tǒng)70的以上的故障直接或間接與液壓油有關(guān)。1）有適當(dāng)?shù)恼扯群土己玫恼硿靥匦浴?所有工作介質(zhì)的粘度都隨溫度的升高而降低，粘溫特性好是指工作介質(zhì)的粘度隨溫

43、度變化小，粘溫特性通常用粘度指數(shù)表示。 合適的粘度和良好的粘溫特性。液壓油的粘度一般為=（11.5-41.3）mm2/s或（25.8）E502）潤滑性能要好。913）純凈度好、雜質(zhì)少。4）具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性。主要指在高溫下（抗熱）、與空氣長期接觸（抗氧化）仍能保持原有的化學(xué)成分不變的性質(zhì)。5）對液壓系統(tǒng)所用金屬及密封材料等有良好的相容性。6）抗泡沫性、抗乳化性和防銹性好，腐蝕性小。7）比熱和傳熱系統(tǒng)大、體積膨脹系統(tǒng)小、閃點和燃點高、凝點低。922、液壓油的選用液壓油的選用 液壓油的選擇，應(yīng)根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作環(huán)境和條件進(jìn)行。 在眾多考慮因素中，主要考慮的是液壓油的粘度，粘度選擇是否合適，將對液

44、壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性、效率、溫升、磨損等產(chǎn)生顯著影響。93 粘度的選用原則粘度的選用原則 在選擇液壓油的粘度時，應(yīng)綜合考慮液壓系統(tǒng)的工作壓力、環(huán)境溫度及工作速度等因素。 對于高壓系統(tǒng)，為了減少泄漏，宜選用粘度較大的液壓油；反之可選用粘度較小的液壓油。 當(dāng)環(huán)境溫度較高時，宜選用粘度較大的液壓油。對于工作部件運動速度較大的系統(tǒng)，宜選用粘度較小的液壓油，以減小液流的摩擦損失。943.4 3.4 液壓油的產(chǎn)品符號說明液壓油的產(chǎn)品符號說明 液壓傳動介質(zhì)按照GB/T7631.2-87（等效采用ISO 6743/4）進(jìn)行分類，主要有石油基液壓油石油基液壓油和難燃液壓液難燃液壓液兩大類。 1 1）石油基液壓

45、油）石油基液壓油 L-HL液壓油液壓油（又名普通液壓油）：采用精制礦物油作基礎(chǔ)油，加入抗氧、抗腐、抗泡、防銹等添加劑調(diào)合而成，是當(dāng)前我國供需量最大的主品種，用于一般液壓系統(tǒng)，但只適于0 以上的工作環(huán)境。其牌號有：HL32、HL46、HL68。在其代號L-HL中，L代表潤滑劑類，H代表液壓油，L代表防銹、抗氧化型，最后的數(shù)字代表運動粘度。 95 L-HM液壓油液壓油（抗磨液壓油，M代表抗磨型）：其基礎(chǔ)油與普通液壓油同，加有極壓抗磨劑，以減少液壓件的磨損。適用于-15以上的高壓、高速工程機(jī)械和車輛液壓系統(tǒng)。 其牌號有：HM32、HM46、HM68、HMI00、HM150 L-HG液壓油液壓油（又名

46、液壓一導(dǎo)軌油）：除普通液壓油所具有的全部添加劑外，還加有油性劑，用于導(dǎo)軌潤滑時有良好的防爬性能。適用于機(jī)床液壓和導(dǎo)軌潤滑合用的系統(tǒng)。 96 L-HV液壓油液壓油（又名低溫液壓油、稠化液壓油、高粘度指數(shù)液壓油）：用深度脫蠟的精制礦物油，加抗氧、抗腐、抗磨、抗泡、防銹、降凝和增粘等添加劑調(diào)合而成。其粘溫特性好，有較好的潤滑性，以保證不發(fā)生低速爬行和低速不穩(wěn)定現(xiàn)象。適用于低溫地區(qū)的戶外高壓系統(tǒng)及數(shù)控精密機(jī)床液壓系統(tǒng)。 其它專用液壓油：如航空液壓油（紅油）、炮用液壓油、艦用液壓油等。 972 2）難燃液壓液）難燃液壓液 難燃液壓液分為合成型、油水乳化型和高水基型三大類。 合成型抗燃工作液合成型抗燃工作

47、液 水一乙二醇液水一乙二醇液（L-HFC液壓液）：這種液體含有 3555的水，其余為乙二醇及各種添加劑（增稠劑、抗磨劑、抗腐蝕劑等）。其優(yōu)點是凝點低（50），有一定的粘性，而且粘度指數(shù)高，抗燃。適用于要求防火的液壓系統(tǒng)。其缺點是價格高，潤滑性差，只能用于中等壓力（20Mpa以下）。這種液體密度大，所以吸入困難。98 水一乙二醇液能使許多普通油漆和涂料軟化或脫離，水一乙二醇液能使許多普通油漆和涂料軟化或脫離，可換用環(huán)氧樹脂或乙烯基涂料?？蓳Q用環(huán)氧樹脂或乙烯基涂料。 磷酸酯液磷酸酯液（L-HFDR液壓液） 這種液體的優(yōu)點是，使用的溫度范圍寬（-54135），抗燃性好，抗氧化安定性和潤滑性都很好。允

48、許使用現(xiàn)有元件在高壓下工作。 其缺點是價格昂貴（為液壓油的58倍）；有毒性；與多種密封材料（如丁氰橡膠）的相容性很差，而與丁基膠、乙丙膠、氟橡膠、硅橡膠、聚四氟乙烯等均可相容。99 油水乳化型抗燃工作液油水乳化型抗燃工作液（L-HFB、L-HFAE液壓液） 油水乳化液是指互不相溶的油和水，使其中的一種液體以極小的液滴均勻地分散在另一種液體中所形成的抗燃液體。分水包油乳化液和油包水乳化液兩大類。 高水基型抗燃工作液高水基型抗燃工作液（L-HFAS液壓液） 這種工作液不是油水乳化液。其主體為水，占 95，其余 5為各種添加劑（抗磨劑、防銹劑、抗腐劑、乳化劑、抗泡劑、極壓劑、增粘劑等）。其優(yōu)點是成本

49、低，抗燃性好，不污染環(huán)境。其缺點是粘度低，潤滑性差。1003.5 3.5 液壓油液的污染及其控制液壓油液的污染及其控制 液壓系統(tǒng)的故障75%以上是由于液壓油的污染造成的，所以，液壓油清潔與否直接影響液壓系統(tǒng)的工作狀況和元件的壽命。污染的原因污染的原因 液壓油污染的原因是很復(fù)雜的，污染物的來源如表表2-1。101外界侵入的污染物外界侵入的污染物工作過程中產(chǎn)生的污工作過程中產(chǎn)生的污染物染物液壓油液運輸過程中帶來的污染物液壓裝置組裝時殘留下來的污染物從周圍環(huán)境混入的污染物液壓裝置中相對運動件磨損時產(chǎn)生的污染物液壓油液物理化學(xué)性能變化時產(chǎn)生的污染物表表3-1 3-1 液壓油液中的污染物液壓油液中的污染

50、物102污染度的等級污染度的等級 為了描述和評定液壓油污染的程度，以便對它進(jìn)行控制，有必要規(guī)定出液壓油的污染度等級。美國美國NAS1638污染度等級污染度等級污染等級：污染等級：00級、0級、1級、.、12級。00級最清潔，12級污染最高。103我國我國ISO4406污染度的等級污染度的等級 前面的代號表示1ml 油液中大于5um顆粒數(shù)的等級， 后面的代號表示1ml油液中大于15um顆粒數(shù)的等級， 兩個代號間用一斜線分隔。例如：例如：等級代號為20/17的液壓油液，表示它在每ml 內(nèi)大于5um的顆粒數(shù)在5000-10000之間，大于15um的顆粒數(shù)在640-1300之間。104 5um左右的顆

51、粒對堵塞 元件縫隙的危害最大， 而大于15um的顆粒對元件的磨損作用最 為顯著，用它們來反映油液的污染度最 為恰當(dāng)。原因本部分結(jié)束！請繼續(xù)學(xué)習(xí)第四 部 分106四四. .液壓傳動系統(tǒng)的基本元件及功能液壓傳動系統(tǒng)的基本元件及功能 第四部分主要內(nèi)容為第四部分主要內(nèi)容為 ：4.1 液壓泵和液壓馬達(dá)液壓泵和液壓馬達(dá) 4.2 液壓缸液壓缸4.3 液壓閥液壓閥4.4 輔助裝置輔助裝置 1074.1 4.1 液壓泵和液壓馬達(dá)液壓泵和液壓馬達(dá) 1084.1 .14.1 .1概述概述 一一 、作用和分類、作用和分類一一、液壓泵的作用和分類、液壓泵的作用和分類 1、作用：、作用： 把驅(qū)動電機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成輸?shù)较到y(tǒng)

52、中去的油液的壓力能，供液壓系統(tǒng)使用。2 、工作原理、工作原理 原理圖如圖4-1所示。 109110 當(dāng)凸輪旋轉(zhuǎn)時 柱塞和彈簧右移 密封工作腔體積 產(chǎn)生真空 油液便通過吸油閥吸入； 當(dāng)凸輪旋轉(zhuǎn)時 柱塞和彈簧左移 密封工作腔體積 已吸入的油液通過壓油閥輸出到系統(tǒng)中去。1113 、分類、分類 定量泵 、變量泵 齒輪泵 、葉片泵、 柱塞泵、 螺桿泵3) 單向泵 、雙向泵4）按壓力高低分為： 低壓泵、中壓泵、高壓泵定量泵定量泵變量泵變量泵112二二、液壓馬達(dá)、液壓馬達(dá)1 、作用、作用 ：把輸來油液的壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，使主機(jī)的工作部件克服負(fù)載及阻力而產(chǎn)生運動。2 、工作原理、工作原理 從原理上說 ：向容

53、積式泵中輸入壓力油，使其軸轉(zhuǎn)動，就成為液壓馬達(dá)。大部分容積式泵都可作液壓馬達(dá)使用，但在結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)上有一些不同在結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)上有一些不同。3 、分類、分類 ： 定量馬達(dá) 變量馬達(dá)113液壓馬達(dá)的職能符號液壓馬達(dá)的職能符號定量馬達(dá)定量馬達(dá)變量馬達(dá)變量馬達(dá)114二二 、壓力、壓力、 排量和流量排量和流量 1 、壓力、壓力是指泵實際工作時的輸出壓力。是指馬達(dá)實際工作時的輸入壓力。是指泵（馬達(dá)）在正常工作條件下按試驗標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的連續(xù)運轉(zhuǎn)的最高壓力，超過此值就是過載。1152 、排量、排量 v ：指在不考慮泄漏的情況下，軸轉(zhuǎn)過一整轉(zhuǎn)時所能輸出（或所需輸入）的油液體積。3 、流量、流量 q 指在不考慮泄漏的情況下，

54、單位時間內(nèi)所能輸出（或所需輸入）的油液體積。 設(shè)液壓泵（液壓馬達(dá)）的轉(zhuǎn)速為設(shè)液壓泵（液壓馬達(dá)）的轉(zhuǎn)速為nqt = v n116指在額定轉(zhuǎn)速和額定壓力下液壓泵輸出（或輸入馬達(dá)）的流量。注注 意意 實際中液壓泵和液壓馬達(dá)存在內(nèi)泄漏，所以額定流量與理論流量不同。117三三 、 功率和效率功率和效率 一一、 功率功率 液壓泵由電機(jī)驅(qū)動，輸入量是轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，輸出量是液體的壓力和流量；馬達(dá)則剛好相反。1 、 若不考慮能量損失若不考慮能量損失 ： 輸出功率 =輸入功率 Pt = p qt = p v n = Tt = 2Tt n式中 ：Tt 理論轉(zhuǎn)矩； 液壓泵（馬達(dá)）的角速度。1182 、若考慮能量損失、若

55、考慮能量損失 能量在轉(zhuǎn)換過程中是有損失的。因此輸出功率小于輸入功率，兩者之差稱為功率損失。 即： 功率損失功率損失 P = P入入 P出出 因內(nèi)泄漏而造成的流量上的損失。 因摩擦而造成的轉(zhuǎn)矩上的損失。119二二、效率、效率1、 液壓泵的效率液壓泵的效率 q v = qt 式中 ：q t - 理論流量。 Tt m = T 式中：Tt - 理論轉(zhuǎn)矩。120 2 、液壓馬達(dá)的效率、液壓馬達(dá)的效率 qt v = q T m = Tt3 、液壓泵（馬達(dá)）的總效率、液壓泵（馬達(dá)）的總效率 輸出功率 P出 = = =vm 輸入功率 P入1214.1.2 齒輪泵 齒輪泵可分為內(nèi)嚙合式和外嚙合式兩類 一一 、外

56、嚙合式齒輪泵的工作原理、外嚙合式齒輪泵的工作原理 如圖4 - 3所示外嚙合齒輪泵的工作原理1 、配油系統(tǒng) ：存在配油盤（在端蓋上）2 、密封容積 ：殼體、端蓋和齒輪的各個齒間槽組成。1221233 、密封容積是可變的 1、當(dāng)齒輪旋轉(zhuǎn)時 相互嚙合的齒輪逐漸脫開（右側(cè)） 密封容積 形成部分真空 油箱中的油液被吸進(jìn)來。2、當(dāng)齒輪旋轉(zhuǎn)時 齒輪逐漸進(jìn)入嚙合 密封容積 油液被擠出去。二二 、流量計算和流量脈動、流量計算和流量脈動 1 、 流量計算 排量的精確計算根據(jù)齒輪嚙合原理。 近似計算可認(rèn)為“排量=兩個齒輪的齒間槽容積之和”，而“齒間槽的容積輪齒的體積”。124 所以：所以： v =D h b = 2

57、zm2b 考慮齒間槽容積比輪齒的體積稍大些，通常取 v = 6.66zm2b 齒輪泵的實際輸出流量：q = 6.66zm2bnv 式中：式中：z 齒輪系數(shù)； D 節(jié)圓直徑； h 齒高； m 模數(shù)； b 齒寬。1252 、 流量脈動流量脈動 q max q min = q1)、外嚙合齒輪泵的 z ( max=0.2以上) 2)、內(nèi)嚙合齒輪泵的流量脈動小于小于外嚙合的流量脈動 。z外嚙合內(nèi)嚙合126、外嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu)特點和優(yōu)缺點、外嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu)特點和優(yōu)缺點一、困油 現(xiàn)象1、 齒輪泵的困油現(xiàn)象齒輪泵的困油現(xiàn)象 齒輪泵要平穩(wěn)工作，齒輪嚙合的重疊系數(shù) 1 1，于是總有兩對輪齒同時嚙合，并有一部分油

58、液被圍困在兩對輪齒所形成的封閉空腔之間，如圖所示：127當(dāng)齒輪旋轉(zhuǎn)時 這個封閉腔的容積 以后又逐漸128會使被困油液受擠壓并從縫隙中擠出而產(chǎn)生很高的壓力，油液發(fā)熱，又會造成局部真空使油液中溶解的氣體分離， 上述這些都將使泵產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動和噪聲，這就是齒輪泵的困油現(xiàn)象。1292 、 消除困油的方法消除困油的方法 使封閉腔容積減少時通過左邊的卸荷槽與壓油腔相通； 容積增大時通過右邊的卸荷槽與吸油腔相通。二二、泄漏、泄漏 高壓腔的壓力油通過如下三條途徑泄漏到低壓腔中去：1 、 通過齒輪嚙合處的間隙；通過齒輪嚙合處的間隙；1302 、通過泵體內(nèi)孔和齒頂園間的徑向間隙；、通過泵體內(nèi)孔和齒頂園間的徑向間隙

59、；3 、 通過齒輪兩側(cè)面和側(cè)蓋板間的端面間隙。通過齒輪兩側(cè)面和側(cè)蓋板間的端面間隙。（通過端面間隙的泄漏量最大，可占總泄漏量的 75% - 80%75% - 80%。） 結(jié)結(jié) 論論 普通齒輪泵的容積效率較低，輸出壓力也不易提高。要提高齒輪泵的壓力，首要的問題是減小端面間隙。131三、徑向不平衡力 齒輪與殼體內(nèi)孔的徑向間隙中，可認(rèn)為壓力由高壓腔壓力逐漸分級下降到吸油腔的壓力，綜合作用的結(jié)果，相當(dāng)于給齒輪一個徑向作用力，使齒輪和軸承受載。1 1、徑向不平衡力產(chǎn)生的后果、徑向不平衡力產(chǎn)生的后果 132解決的方法：解決的方法： 改為帶保護(hù)架的滾針軸承（設(shè)計壽命為2000h）； 采用滑動軸承； 采用SF型

60、復(fù)合材料作為潤滑材料。2、減小、減小F徑徑的辦法的辦法 133 四四、 優(yōu)缺點優(yōu)缺點 1、優(yōu)點、優(yōu)點 結(jié)構(gòu)簡單、尺寸小、重量輕、制造方便、價格低、工作可靠、自吸能力強(qiáng)、對油液污染不敏感、維護(hù)容易，壽命較長（設(shè)計壽命5000h）。2、缺點、缺點 一些機(jī)件承受不平衡徑向力，磨損嚴(yán)重，泄漏大，工作壓力的提高受到限制，流量脈動大。134四、四、 提高外嚙合齒輪泵壓力的措施提高外嚙合齒輪泵壓力的措施若想提高齒輪泵的壓力，必須減小端面泄漏。135 利用特制的通道將泵內(nèi)壓油腔的壓力油引到軸套外側(cè)作用在一定形狀和大小的面積上，產(chǎn)生液壓力，使軸套壓向齒輪端面，這個力必須大于齒輪端面作用在軸套內(nèi)側(cè)的作用力，才能保