液壓與氣壓傳動 (第5版) 課件 劉建明 1.1液壓傳動的基本知識-5.2方向控制閥及方向控制回路

第一章

液壓傳動基礎

2024/6/61

知識目標

掌握

1.液壓傳動的工作原理，液壓傳動的組成和各部分的功用。2.液體靜壓力基本方程、帕斯卡原理。3.液體的連續(xù)性方程、伯努利方程。理解：1.液壓系統(tǒng)的壓力的形成與傳遞。2.理想液體和實際液體的伯努利方程。了解：1.液壓傳動的特點及應用。2.流動損失。3.液體流經小孔和間隙的流量。

技能目標

1.

會用伯努利方程分析生產實際問題。2.

能正確地選擇液壓油,控制液壓油的污染。2024/6/62第一章液壓傳動基礎第一節(jié)

液壓傳動的基本知識第二節(jié)液壓油第三節(jié)液體的靜力學基礎第四節(jié)液體的動力學基礎第五節(jié)管路中液流的流動損失第六節(jié)液體流經小孔及間隙的流量第七節(jié)液壓沖擊和氣穴現象2024/6/63

本章的重點和難點重點:1.液壓傳動的工作原理2.液壓傳動系統(tǒng)的組成和功用

3.液體的連續(xù)性原理和伯努利方程難點:1.機床工作臺液壓傳動工作原理

2.伯努利方程

2024/6/64什么是液壓傳動？

液壓傳動是以液體為工作介質，利用密閉的系統(tǒng)傳遞液體壓力能的一種形式。2024/6/65第一節(jié)液壓傳動的基本知識一、液壓傳動的工作原理1．液壓千斤頂的工作原理

2024/6/662024/6/67液壓千斤頂的動畫從液壓千斤頂的工作原理可知，它是通過密封腔A容積的變化把機械能轉換為液體的壓力能，再經密封腔B容積的變化，把液體的壓力能轉換為機械能輸出。也就是依靠液體在密封容積變化中的壓力能來實現能量傳遞。2024/6/682．機床工作臺液壓傳動工作原理1—工作臺2—液壓缸

3—活塞

4、7—換向手柄5、8—換向閥

6—節(jié)流閥9—溢流閥

10—液壓泵11—過濾器12—油箱原理動畫2024/6/69二、

液壓傳動系統(tǒng)的組成液壓傳動系統(tǒng)由以下五個部分組成1.動力元件功用是把機械能轉換成流體壓力能，動力元件就是液壓泵。2.執(zhí)行元件功用是把液體的壓力能轉換成機械能，指作直線運動的液壓缸和作回轉運動的液壓馬達。3.控制調節(jié)元件功用是控制和調節(jié)液壓系統(tǒng)中流體的壓力、流量和流動方向。如溢流閥、節(jié)流閥、換向閥等。4.輔助元件各種油管、油箱、過濾器等元件它們是保證系統(tǒng)正常工作不可缺少的組成部分。

5.工作介質傳遞能量的液體，通常指液壓油。2024/6/610三、液壓傳動的優(yōu)缺點1．液壓傳動的優(yōu)點能方便地實現無級調速，且調速范圍大。容易實現較大的力和轉矩的傳遞。在輸出功率相同時，液壓傳動裝置的體積小、重量輕、運動慣性小。液壓傳動裝置工作平穩(wěn)，反應速度快，換向沖擊小，便于實現頻繁換向。

2024/6/6112024/6/6易于實現過載保護，而且工作油液能實現自行潤滑，從而提高元件的使用壽命。操作簡單，易于實現自動化。尤其是和電氣控制相結合，能方便地實現復雜的自動工作循環(huán)液壓元件易于實現標準化、系列化和通用化，便于設計、制造和推廣應用。12相同功率的電機和液壓泵2024/6/613液壓泵電磁閥油箱

2．液壓傳動的缺點液體的泄漏和可壓縮性使液壓傳動難以保證嚴格的傳動比。在工作過程中能量損失較大，傳動效率較低。對油溫變化比較敏感，不宜在很高或很低的溫度下工作。液壓傳動出現故障時，不易診斷。2024/6/614

3．液壓傳動的應用與發(fā)展

液壓技術正向高壓、高速、大功率、高效、低噪聲、經久耐用、高度集成化的方向發(fā)展。2024/6/615液壓與氣壓傳動在各類機械中的應用情況行業(yè)名稱應用舉例行業(yè)名稱應用舉例工程機械礦山機械建筑機械冶金機械鍛壓機械機械制造輕工機械挖掘機、裝載機、推土機鑿石機、開掘機、提升機、液壓支架打樁機、液壓千斤頂、平地機軋鋼機、壓力機、步進加熱爐壓力機、橫鍛機、空氣錘組合機床、沖床、自動線打包機、注塑機灌裝機械汽車工業(yè)鑄造機械紡織機械智能機械食品包裝機、化肥包裝機自卸式汽車、汽車起重機砂型壓實機、加料機、壓鑄機織布機、拋砂機、印染機折臂式小汽車裝卸器、數字式體育鍛煉機、模擬駕駛艙、機器人等2024/6/616

小節(jié)習題

1．圖1-1中液壓千斤頂的小缸將

轉換

。2．液壓系統(tǒng)由

、

、

、

和

五部分組成。3．液壓泵在液壓系統(tǒng)中屬于

元件。4．液壓缸是將液體的壓力能轉變?yōu)?/p>

的能量轉換元件，液壓馬達是將液體的壓力能轉變?yōu)?/p>

的能量轉換元件。5．液壓閥功用是控制液壓系統(tǒng)中液體的

、

和

。６.液壓傳動有那些優(yōu)缺點。2024/6/617第二節(jié)液壓油

一、液壓油的主要性質

液壓油主要作用是傳遞能量，對相對運動的液壓元件起潤滑和冷卻作用，減少泄漏，防銹。

液壓系統(tǒng)中一般使用礦物油作為工作介質，它的基本性質可在有關資料中查到，如礦物油在15℃時的密度為900kg/m3。液壓油最重要的性質為黏性和可壓縮性。2024/6/61.液體的黏性

液體在外力作用下流動時,由于液體分子間內聚力的作用,而產生阻止流層間的相對滑動,這種性質稱為黏性。黏性大的液體看上去“稠”，黏性小的液體看上去“稀”。2024/6/6

黏性的大小用黏度來表示，常用的黏度有三種；

動力黏度

運動黏度

相對黏度2024/6/6（1）動力黏度μ

μ表示液體黏性的內摩擦系數，由實驗得出，流動液體液層間的內摩擦力的大小與液層間的接觸面積、液體的動力黏度μ、液層間相對速度成正比，而與液層間的相對距離成反比。即動力黏度越大，流動的液體內摩擦力也越大。2024/6/6（2）運動黏度

動力黏度與該液體密度的比值稱為運動黏度，即υ=μ/ρ。在SI中運動黏度的單位為m2/s。液壓油的牌號就是以40℃時的運動黏度（mm2/s）平均值來標號的。

例如，L-HL32普通液壓油在40℃時的運動黏度的平均值為32mm2/s。2024/6/6（3）相對黏度

又稱條件黏度，是采用特定黏度計在規(guī)定的條件下測量出來的黏度。由于測量儀器和條件不同，各國采用的相對黏度單位也不同，中國及歐洲部分國家采用恩氏黏度（OE)、美國采用賽氏黏度（SSU）、英國采用雷氏黏度（R）。2024/6/6恩氏黏度（oE）用恩氏黏度計測定

將200㎝3被測液體裝入黏度計的容器內，容器周圍充水，電熱器通過加熱水使液體均勻升溫到溫度t℃，測出液體由容器底部2.8㎜的小孔流盡所需的時間t1，再測出同體積蒸餾水在20℃時流過同一小孔所需時間t2(通常平均值為t2=51s)，這兩個時間的比值即為被測液體在溫度t℃的恩氏黏度oE，即

2024/6/6（4）黏度與溫度和壓力的關系液壓油的黏度對溫度變化十分敏感，溫度升高，黏度將顯著降低。液壓油的黏度隨溫度變化的性質稱為黏溫特性，不同種類的液壓油具有不同的黏溫特性。2024/6/6黏溫特性

2024/6/62.液體的可壓縮性

液體受到壓力作用后其容積發(fā)生變化的性質，稱為液體的可壓縮性。液體所受壓力增大時，其分子間距離減小，內聚力增大，黏度也隨之增大。但在一般的中、低壓系統(tǒng)中，液壓油的黏度受壓力變化的影響甚微，可忽略不計。2024/6/6二、液壓油的分類和選用

1.液壓油的種類主要有石油型、乳化型和合成型三大類。

石油型液壓油又分為：抗氧防銹液壓油、抗磨液壓油、液壓導軌油、低溫液壓油、超低溫液壓油、高黏度指數液壓油等液壓油。2024/6/62024/6/6

液壓系統(tǒng)工作介質的種類是由品種代號和后面的數字組成，代號中L是石油產品的總分類號“潤滑劑和有關產品”，H表示液壓系統(tǒng)的工作介質，數字表示該工作介質的某個黏度等級。石油型液壓油黏度等級有自15~150等多種規(guī)格。每個品種由一組字母組成的符號表示，它構成一個編碼，編碼的第一個字母（H）表示產品所屬的組別，后面的字母單獨存在時本身無含義。液壓油標記為：品種代號

黏度等級

產品名稱

標準號示例：L-HL46抗氧防銹液壓油GB11118.12024/6/6

石油型液壓油具有潤滑性能好、腐蝕性小、黏度較高和化學穩(wěn)定性好等優(yōu)點，在液壓傳動系統(tǒng)中應用最廣。2024/6/6合成型液壓油主要有水—乙二醇、磷酸酯液和硅油等。乳化型液壓油分為水包油乳化液（L—HFAE）和油包水乳化液（L—HFB）兩大類。在一些高溫、易燃、易爆的工作場合，為了安全，應使用合成型或乳化型液壓油。2024/6/6

2.液壓油的選用

液壓油的選用包含兩個方面：品種和黏度。選用液壓油時，一般根據液壓元件產品樣本和說明書所推薦的工作介質來選?；蛘吒鶕簤合到y(tǒng)的工作條件（系統(tǒng)壓力、運動速度、工作溫度）和環(huán)境條件等全面考慮。

通常是先確定黏度范圍，再選擇液壓油品種。2024/6/6如何選擇液壓油品種在低溫條件下工作的系統(tǒng)宜選用黏度較低的油液，高壓系統(tǒng)則選用抗磨性好的油液。當系統(tǒng)的工作壓力較高、環(huán)境溫度較高、工作部件運動速度較低時，為了減少系統(tǒng)的泄漏量，宜選用黏度較高的液壓油。工作壓力較低、環(huán)境溫度較低，運動速度較高時，為了系統(tǒng)的功率損失，宜用黏度較低的液壓油。2024/6/6三、液壓油的污染與控制（1）液壓油的污染及危害

液壓油污染是液壓系統(tǒng)發(fā)生故障的主要原因，液壓系統(tǒng)的故障有75%以上是由液壓油污染所引起的。液壓油污染指液壓油中含有水分、空氣、微小固體顆粒及膠質狀生成物等雜質。

2024/6/6

液壓油污染的危害如下：

1）堵塞過濾器，使泵吸油困難，產生噪聲。

堵塞閥類元件，閥動作失靈。微小顆粒還會加劇零件磨損，使泄漏增加。2）水分和空氣混入會降低液壓油的潤滑能力，加速氧化變質，產生氣蝕，還會使液壓系統(tǒng)出現振動、爬行等現象。2024/6/6

（2）液壓油污染的原因

2024/6/6外界侵入，有液壓裝置組裝時的殘留物，周圍混入的空氣、灰塵等。使用中產生的污染物，金屬微粒、銹斑、變質后的膠狀物。（3）液壓油污染的控制1）嚴格清洗元件和系統(tǒng)2）盡量減少外來污染物3）控制液壓油的溫度4）采用高性能的過濾器5）定期檢查和更換液壓油2024/6/6

小節(jié)習題

1.液體流動時,

的性質,稱為液體的黏性。2.液體黏性用黏度表示，常用的黏度有

、

和

。3.液體的動力黏度μ與其密度ρ的比值稱為

，用符號

表示，其國際單位為

，常用單位為

。4.工作部件運動速度較高時，為減少與液體摩擦而造成能量損失，宜選用

的液壓油。5.我國液壓油的牌號是采用

℃時的

的平均值來表示，單位是

。2024/6/62024/6/66.液壓油的品種分為

、

和

三類型。7.液壓油污染是指液壓油中含有

、

、

及

等雜質。8.液壓油污染后將產生什么危害？9.采用那些措施來控制液壓油污染？

第三節(jié)

液體的靜力學基礎

2024/6/6

第三節(jié)

液體的靜力學基礎

一、

液體的壓力1．壓力的定義及單位

液體在單位面積上所受的法向力稱為壓力。用p表示，在物理學中稱為壓強，在液壓傳動中通常稱壓力。

p=

2024/6/62024/6/6

2.壓力的單位

在國際單位制（SI）中壓力的單位為N/m2即Pa。由于Pa單位太小，在工程上常用其倍數單位表示：

1MPa=103KPa=106Pa

二、液體靜力學基本方程

p=p0+ρgh

上式稱為液體靜力學基本方程2024/6/6靜壓力分布特征1）靜止液體內任一點處的壓力由兩部分組成；一部分是液面上的壓力p0，另一部分是液柱和重力所產生的壓力ρgh。當液面上只受大氣壓力pa時，則

p=pa+ρgh2）靜止液體內部的壓力隨液體深度呈線性規(guī)律遞增。3）距液面深度相同的各點壓力相等。由壓力相等的各點組成的面稱為等壓面。在重力場中靜止液體等壓面是一個水平面。2024/6/6三、壓力的傳遞

在密封容器內，施加于靜止液體上的壓力，能等值地傳遞到液體中各點，這就是液體壓力傳遞原理，也稱為帕斯卡原理。在液壓傳動中，由外力所產生的壓力要比液體自重形成的壓力大得多，為此可將靜力學基本方程中的ρgh項忽略不計，而認為靜止液體內各點的壓力相等。2024/6/62024/6/6例1-1圖1-4所示，在兩個相互連通的液壓缸密封腔中充滿油液，已知大缸的內徑D=100㎜，小缸內徑d=20㎜，大活塞上放一重物G=2×104N。問在小活塞應加多在的作用力F才能使大活塞頂起重物？

根據帕斯卡原理則有p1=p2，相應有

頂起重物時在小活塞上應加的力

=

2024/6/6

若G=0，p=0，表示液壓缸內壓力建立不起來。G重量越大，則液壓缸的壓力也越大。得出一個重要的概念：系統(tǒng)的壓力取決于負載。2024/6/6四、壓力表示方法壓力表示方法:絕對壓力是以絕對真空作為基準所表示的壓力，相對壓力是以大氣壓力作為基準所表示的壓力。絕對壓力2024/6/6

兩種壓力之間的關系

絕對壓力=相對壓力+大氣壓力真空度=絕對壓力-大氣壓力

相對壓力為正值時稱為表壓力，為負值是稱為真空度。2024/6/6

五、靜止液體作用在固體壁面上的力

（1）作用在平面上的力

靜止液體作用在平面的力F等于靜壓力p與平面面積A的乘積。

F=pA

（2）作用在曲面上的力

靜止液體在x方向對該曲面的作用力Fx等于靜壓力p與曲面在x方向上投影面積Ax的乘積。Fx=pAx 2024/6/6第四節(jié)液體的動力學基礎

河南機電職業(yè)學院劉建明2024/6/6

一、基本概念

1.理想液體和恒定流動由于實際液體具有黏性可壓縮性，因而在研究流動液體黏性時非常困難。理想液體—無黏性又不可壓縮的液體。恒定流動—液體流動時，若液體中任一點處的壓力、流速和密度都不隨時間變化而變化，則稱為恒定流動。若液體中任一點處的壓力、流速或密度中有一個隨時間變化而變化，則稱為非恒定流動。2024/6/6

二、流量和平均流速

1．流量定義和單位流量是指單位時間內通過流道截面的液體體積，流道就是輸送流體的通道。一般用符號q來表示,即q=V/t。

在SI制中，流量的單位為m3/s，工程上常用L/min，兩者的換算關系為：1m3/s=6×104L/min2024/6/62024/6/62.平均流速假設流道截面上各點的流速均勻分布,稱為平均流速,用V表示。液壓缸工作時，活塞的運動速度就等于缸內液體的平均流速。3.流態(tài)與雷諾數液體流動狀態(tài)有兩種:（1）層流液體流動是分層或呈線狀，且平行于管道軸線，液體質點互不干擾。（2）紊流液體質點流動雜亂無章，除了平行管道軸線外，還存在劇烈的橫向運動。層流和紊流是兩種不同性質的流態(tài)。層流時液體流速較低，質點受黏性制約，黏性力起主導作用。紊流時，流速高，慣性力起主導作用。2024/6/6（3）雷諾數實驗證明，液體在圓管中的流動狀態(tài)不僅與管內的平均流速有關，還與管徑及液體的黏度有關。無論管徑、液體平均速度和運動黏度如何變化，液流狀態(tài)可用一個無量綱組合數來判斷。也就是用雷諾數可判斷流動狀態(tài)。即

Re=2024/6/62024/6/6

液流由層流轉為紊流時的雷諾數與紊流轉變?yōu)閷恿鞯睦字Z數不相同的，后者較前者數值小，故將后者作為液流狀態(tài)的依據，稱為臨界雷諾數Rec。當Re<Rec時，液流為層流；當Re>Rec時，液流為紊流。臨界雷諾數見表1-3。雷諾實驗介紹二、液體連續(xù)性方程假定液體不可壓縮，則液體在單位時間內流過通道任一通流截面的液體質量應相等。任取兩截面1和2其截面積分別為A1和A2，并且在兩截面處的流速分別為v1和v2。2024/6/6連續(xù)性方程

v1A1=v2A2=常量

q=vA

平均流速

活塞運動速度取決于輸入液壓缸的流量的大小，流量大，速度就大。2024/6/6兩個重要參數

在液壓傳動中，壓力和流量是兩個重要的參數。系統(tǒng)的壓力取決于作用于液壓缸或液壓馬達上的負載大小，負載大，壓力的就大；執(zhí)行元件的運動速度取決于進入液壓缸的流量或輸入液壓馬達的流量，流量大，速度就大。2024/6/6三、伯努利方程1.理想液體的伯努利方程

設密度為ρ的理想液體在圖1-7所示的管道內做恒定流動。在管道上任取兩個截面A1、A2，截面的位置高度分別為h1、h2，平均流速分別為v1、v2，壓力分別為p1、p2。根據能量守恒定律，由理論推導可得理想液體的伯努利方程為p1+ρgh1+=p2+ρgh2+2024/6/62024/6/6由于截面A1、A2是任意取的，所以上式也可寫成

p+

ρgh+=常數

2024/6/6上式稱為理想液體的伯努利方程，也稱為理想液體的能量方程。

物理意義：在密閉的管道中做恒定流動的理想液體具有三種形式的能量，分別是壓力能、位能、動能，它們之間可以相互轉化，但在任一截面處，三種能量的總和為常數。2.實際液體的伯努利方程

實際液體在管道中流動時，由于液體的具有黏性，會產生內摩擦力；同時管道局部形狀和尺寸的變化會使液壓系統(tǒng)產生攏動，造成能量損失；另外由于實際流速在流道截面上分布是不均勻的，若用平均流速代替實際流速計算動能，必然會產生誤差，因此必須對動能部分進行修正，設動能修正系數為α。2024/6/6實際液體的伯努利方程p1+ρgh1+=p2+ρgh2++Δpw在層流時α=2，在紊流時α=1；

Δpw

兩截面間流動的液體單位體積的能量損失。2024/6/62024/6/6（1）截面1、2應順流向選取，（否則Δpw為負值），且選在流動平穩(wěn)的流通截面上；（2）h和p應為流通截面的同一點上的兩個參數，在基準面以上時，h取正值，反之取負值，通常選取特殊位置的水平面作為基準面。

應用伯努利方程求解時需注意以下幾點：2024/6/6例1-2

如圖1-8所示液壓泵裝置，油箱和大氣相通，試分析液壓泵安裝高度H對泵工作性能的影響。

2024/6/6解

:取油箱液面為1-1截面，并定為基準，泵的吸油口處為2-2，列出兩截面的伯努利方程：

p1+ρgh1+=p2+ρgh2++Δpw由于p1=0，h1=0，v1

=0，h2=H。上式可簡化為p2=-（ρgH+

+Δpw）

2024/6/6

當泵的安裝高度H>0時，ρgH++Δpw>0，

則p2<0，此時泵吸油口處具有真空，油液靠大氣壓力壓入泵，為使泵吸油口處真空度不大致過大，一般要求H值不大于0.5m。

第五節(jié)管路中液流的流動損失2024/6/6液體流動時的流動損失

實際液體具有黏性

，流動中必有阻力，為克服阻力損耗一部分能量，造成能量損失(即流動損失）。分類：沿程流動損失局部流動損失

2024/6/6一、沿程流動損失

液體在等徑直管中流動時，因內外摩擦而產生的流動損失。它主要取決于液體流速v、動力黏度μ、管路的長度l以及內徑d，其計算公式為

2024/6/6二、局部流動損失液體流經管路的彎頭、接頭、突變截面以及閥口時，致使流速的方向和大小發(fā)生劇烈變化，形成旋渦，使液體質點相互撞擊，造成能量損失。局部流動損失計算公式為

2024/6/6液體流過各種閥類元件的局部損失

━公稱流量；

━公稱流量下的流動損失。

2024/6/6三、管路系統(tǒng)的總流動損失

管路系統(tǒng)的總流動損失為所有沿程流動損失和所有局部流動損失之和，即△p→熱能→T↑→△q↑→η↓

↓

↓

散逸污染2024/6/6流動損失的影響流動損失會造成功率損耗、油液發(fā)熱、泄漏增加，影響系統(tǒng)的工作性能。應盡量減少流動損失。常采取減小流速，縮短管道長度，減少管道截面突變和彎曲，合理選用閥類元件等措施，將流動損失控制在較小范圍內。2024/6/6第六節(jié)液體流經小孔及間隙的流量

河南機電職業(yè)學院劉建明2024/6/6一、液體流經小孔的流量液壓傳動系統(tǒng)中常用液體流經閥的小孔或間隙來控制流量和壓力，以達到調速和調壓目的。

小孔分為三種：l/d≤0.5時稱為薄壁小孔；l/d>4時稱為細長小孔；0.5≤l/d<4稱為短孔。

2024/6/6

1.流經薄壁小孔的流量

根據伯努利方程和連續(xù)性方程可以推得通過薄壁小孔的流量為

q=(1-19)流經薄壁小孔的流量與小孔前后的壓差的平方根以及小孔面積A成正比，與黏度無關，常用作節(jié)流孔口。2024/6/62．流經細長小孔的流量液體流經細長小孔時的流動狀態(tài)一般為層流，流量可用下式計算：q=

流經細長小孔的流量與動力黏度μ成反比，因而流量受油溫變化的影響較大，細長小孔常用作控制閥的阻尼孔。2024/6/63．流經短孔的流量

短孔是介于細長小孔和薄壁孔之間的孔，短孔的流量也可用薄壁孔的流量公式計算，但流量系數Cq不同，一般取Cq=0.82。由于短孔制造要比薄壁小孔容易得多，所以常用作固定節(jié)流器。2024/6/6

４.流量通用公式

各種孔口的流量計算公式為當m=1為細長小孔，當m=0.5為薄壁小孔,短孔m=0.5~1。

2024/6/6二、液體流經間隙的流量液壓元件中只要有相對運動的部位，都有適當的配合間隙，間隙大小對系統(tǒng)的性能影響極大，間隙太小會使元件卡死，間隙過大，會造成液體泄漏，間隙是造成泄漏的主要原因。

2024/6/6產生泄漏的原因有兩個：一是間隙兩端的壓力差引起壓差流動；二是組成間隙的兩個配合面有相對運動引起的剪切流動。這兩種同時存在較為常見，稱為聯合流動。常見間隙的流量公式見表1-4。2024/6/6間隙類型計算公式說明平行平板間隙壓差流動壓差流動是液體在兩平板相對靜止的間隙中的流動，由間隙兩端的壓差引起的流動式中，μ為液體的動力黏度，l、b、δ分別為間隙長、寬、高，Δp為間隙兩端的壓力差剪切流動剪切流動是液體在無壓差作用下，間隙的兩平板有相對運動時，由于液體的黏度引起的流動，聯合流動則是壓差流動和剪切流動同時存在的流動式中，vo為兩平板的相對運動速度。它的方向與壓差方向相同時，等式右邊第二項取“+”，反之取“–”聯合流動+環(huán)狀間隙同心環(huán)狀間隙將上述公式中的b換成d即得偏心環(huán)狀間隙式中，

稱為偏心率，e為偏心量，δ為無偏心時的環(huán)狀間隙值2024/6/6

由表1-4中公式可知，通過間隙的流量與間隙高度δ的三次方成正比，可見液壓元件內的間隙大小對泄漏影響很大，故要盡量提高元件的制造精度，以減小泄漏。通過同心環(huán)狀間隙的流量公式是偏心環(huán)狀間隙流量公式在ε=0時的特例，當e=δ、ε=l時，即完全偏心時，其流量是同心環(huán)形間隙時的2.5倍。所以，應盡可能使液壓配合元件的軸線處于同心狀態(tài)。2024/6/6河南機電職業(yè)學院劉建明2024/6/6第七節(jié)液壓沖擊和氣穴現象一、液壓沖擊1．液壓沖擊產生的原因和危害

在液壓系統(tǒng)工作過程中，因管路中流動的液體，會因執(zhí)行部件換向或閥門關閉，而突然停止運動，由于液流和運動部件的慣性，在系統(tǒng)內產生很大的瞬間壓力峰值，這種現象稱為液壓沖擊。2024/6/6液壓沖擊的危害

液壓沖擊會引起振動和噪聲。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。2024/6/62．減小液壓沖擊的措施

緩慢開關閥門，限制管道中液體的流速，在系統(tǒng)中設置蓄能器和安全閥，在液壓元件中設置緩沖裝置。采用軟管，以增加系統(tǒng)的彈性。2024/6/6

二、氣穴現象

1．氣穴產生的原因和危害

液壓油總是含有一定量的空氣?？諝饪扇芙庠谝簤河椭?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，當壓力降至油液的飽和蒸汽壓力以下時，油液就會沸騰而產生大量氣泡。這些氣泡混雜在油液中，使得原來充滿導管和元件容腔中的油液成為不連續(xù)狀態(tài)，這種現象稱為氣穴現象。2024/6/6

氣穴產生的危害（1）液流不連續(xù)，流量、壓力脈動。（2）系統(tǒng)發(fā)生強烈的振動和噪聲。（3）發(fā)生氣蝕。2024/6/62．減小氣穴的措施（1）減小小孔和間隙前后壓力降，一般小孔的壓力比p1/p2

<3.5。（2）增大直徑、降低高度、限制流速。（3）管路要有良好密封性防止空氣進入。（4）提高零件抗腐蝕能力，采用抗腐蝕能力強的金屬材料，減小表面粗糙度。（5）整個管路盡可能平直，避免急轉彎間隙，合理配置。2024/6/6第二章液壓泵和液壓馬達2024/6/6知識目標掌握：1.液壓泵的結構和工作原理。2.液壓泵和液壓馬達的主要性能參數的計算。理解：1.容積式液壓泵的工作原理。2.各類液壓泵密封容積的形成。了解：液壓泵的類型及應用,液壓馬達的結構特點。

技能目標

1.會分析齒輪泵和葉片泵的結構,認識組成零件。

2.能按正確的步驟進行液壓泵的拆裝。

2024/6/6河南機電職業(yè)學院液壓泵和液壓馬達功用液壓泵：電動機或其它原動機輸入的機械能轉換為液體的壓力能，向系統(tǒng)供油。液壓馬達：將泵輸入的液壓能轉換為機械能而對負載做功。

2024/6/6河南機電職業(yè)學院第2章液壓泵和液壓馬達第一節(jié)液壓泵概述第二節(jié)齒輪泵第三節(jié)葉片泵第四節(jié)柱塞泵第五節(jié)液壓泵的選用第六節(jié)液壓馬達2024/6/6河南機電職業(yè)學院液壓泵與液壓馬達的關系

功用上—

相反

結構上—相似原理上—互逆2024/6/6河南機電職業(yè)學院第一節(jié)液壓泵概述重點：液壓泵工作原理液壓泵工作必備條件液壓泵的主要工作參數

難點：液壓泵的主要工作參數的計算2024/6/6河南機電職業(yè)學院

容積式液壓泵的基本原理

吸油：密封容積增大，產生真空

壓油：密封容積減小，油液被迫壓出2024/6/6河南機電職業(yè)學院第一節(jié)液壓泵概述一、液壓泵的工作原理及分類1．液壓泵的工作原理圖示為液壓泵的工作原理圖

工作原理動圖2024/6/6河南機電職業(yè)學院液壓泵正常工作必備的條件（1）具有密封容積；（2）密封容積能交替變化；（3）應有配油裝置，吸壓油腔隔開；（4）吸油時油箱表面與大氣相通。2024/6/6河南機電職業(yè)學院

2．液壓泵的類型和圖形符號

按輸出流量能否調節(jié)：定量變量按結構形式：齒輪式葉片式柱塞式按輸油方向能否改變：單向雙向按使用壓力：低壓中壓中高壓高壓2024/6/6河南機電職業(yè)學院液壓泵的圖形符號a)單向定量泵b)單向變向泵c)雙向變向泵2024/6/6河南機電職業(yè)學院二、液壓泵的主要工作參數1．工作壓力和額定壓力

工作壓力是指泵實際工作時輸出油液的壓力。

額定壓力是指泵在正常工作條件下按試驗標準規(guī)定連續(xù)運轉的最高工作壓力。額定壓力又稱為公稱壓力、銘牌壓力。2024/6/6河南機電職業(yè)學院

2．排量和流量

什么是排量？

液壓泵的排量（用V表示）是指在無泄漏的情況下，其每轉一轉所能輸出的液體體積。常用單位為cm3

/r。2024/6/6河南機電職業(yè)學院理論流量不考慮泄露的情況下，單位時間內由其密封油腔幾何尺寸變化計算而得出的所出的液體的體積。

2024/6/6河南機電職業(yè)學院液壓泵的額定流量

是指在正常工作條件下，按試驗標準規(guī)定必須保證的流量。即在額定轉速和額定壓力下由泵輸出的流量。2024/6/6河南機電職業(yè)學院液壓泵的有效流量

液壓泵的有效流量就是工作時實際輸的流量。

由于泵存在內泄漏，所以有效流量小于理論流量。流量單位為L/min或m3/s。2024/6/6河南機電職業(yè)學院3．功率和效率

液壓泵的理論功率

液壓泵由電機驅動，輸入量是轉矩和轉速，輸出量是液體的壓力和流量。如果不考慮液壓泵在能量轉換過程中的損失，則輸出功率等于輸入功率，也就是它們的理論功率

2024/6/6河南機電職業(yè)學院

液壓泵的實際輸出功率液壓泵的實際輸出功率等于工作壓力與實輸出的有效流量乘積公式中的單位

－輸出功率W

p－工作壓力Pa

－有效流量m3/s2024/6/6河南機電職業(yè)學院容積效率液壓泵在能量轉換過程中是有損失的。輸出功率小于輸入功率。兩者之差值即是功率損失，功率損失可以分為容積損失和機械損失兩部分，容積損失是因為內泄漏造成的流量上的損失。

容積效率為：

2024/6/6河南機電職業(yè)學院機械效率機械損失是指因摩擦而造成的轉矩上的損失，驅動泵的實際轉矩總是大于其理論上需要的轉矩。機械效率為：

2024/6/6河南機電職業(yè)學院總效率液壓泵總效率是輸出功率與輸入功率之比液壓泵的總效率等于容積效率和機械效率乘積2024/6/6河南機電職業(yè)學院

例2-1某液壓系統(tǒng)，泵的排量V＝15mL/r，電機轉速n＝1450r/min，泵的輸出壓力p=10MPa,泵容積效率＝0.95，總效率

＝0.9，求：（1）泵的有效流量；（2）泵的輸出功率；（3）電機的驅動功率。2024/6/6河南機電職業(yè)學院解：（1）泵的實際流量

=

（2）泵的輸出功率

=107×0.344×10-6=3.44kw

（3）電機驅動功率

2024/6/6河南機電職業(yè)學院思考題：液壓泵的壓力為p，通過節(jié)流閥的壓力損失為△p，圖示工況泵的工作壓力各為多少？2024/6/6河南機電職業(yè)學院

小節(jié)習題

1．圖2-1中的密封容積V增大泵吸油，密封容積V

減小泵壓油。2．液壓泵按結構式可分為齒輪式、葉片式、柱塞式三大類。3．液壓泵由電機驅動，輸入量是轉速和轉矩，輸出量是液體的壓力和流量。4．液壓泵的實際輸出功率等于壓力p與流量

的乘積。5．液壓泵的總效率都等于機械效率和容積效率的乘積。6．液壓泵正常工作必備的條件是具有密封容積；

密封容積能交替變化；

應有配油裝置；吸油時油箱表面與大氣相通。

2024/6/6河南機電職業(yè)學院第二節(jié)齒輪泵2024/6/6重點和難點重點

齒輪泵的原理和結構齒輪泵的三大問題難點

齒輪泵的三大問題

2024/6/6河南機電職業(yè)學院齒輪泵的分類內嚙合外嚙合2024/6/6河南機電職業(yè)學院

一、外嚙合齒輪泵

1．齒輪泵的工作原理在齒輪泵的泵體內有一對外嚙合齒輪，齒輪兩側有端蓋。泵體、端蓋和齒輪的各個齒間組成了許多密封工作腔。當齒輪按圖示方向旋轉時，右側吸油腔由于相互嚙合的輪齒逐漸脫開，密封工作腔容積增大，形成部分真空，油箱中的油液被吸進來，將齒間槽充滿，并隨著齒輪旋轉，把油液帶到左側壓油腔去。在壓油區(qū)一側，由于輪齒逐漸進入嚙合，密封工作腔容積不斷減小，油液便被擠出去。2024/6/6河南機電職業(yè)學院

工作原理

密封容積形成—齒輪、泵體內表面、前后泵蓋圍成齒輪退出嚙合,容積↑吸油密封容積變化

齒輪進入嚙合,容積↓壓油吸壓油口隔開—兩齒輪嚙合線及泵蓋(配油)

原理動畫

2024/6/6河南機電職業(yè)學院外嚙合齒輪泵2024/6/6河南機電職業(yè)學院2.CB-B型齒輪泵的結構一對幾何參數完全相同的齒輪，泵體，前后泵蓋，主、從動軸結構原理動畫2024/6/6河南機電職業(yè)學院3.齒輪泵的流量計算齒輪泵流量的精確計算比較麻煩，實際計算如下：假設：齒槽容積=輪齒體積則排量=齒槽容積+輪齒體積即相當于有效齒高和齒寬所構成的平面所掃過的環(huán)形體積，則V=πDhb=2πzm2b實際上∵齒槽容積>輪齒體積∴取V=6.66zm2b2024/6/6河南機電職業(yè)學院2024/6/6河南機電職業(yè)學院理論流量：有效輸出流量：結論1齒輪泵的理論流量是齒輪幾何參數和轉速的函數。2∵轉速等于常數，流量等于常數。

∴定量泵3理論流量與出口壓力無關。4.外嚙合齒輪泵的三大問題

（1）泄漏

一般齒輪泵泄漏大，要提高齒輪泵的壓力，就必需解決泄漏問題。齒輪泵泄漏的三條路途:端面泄漏—約占齒輪泵總泄漏量的75%~80%徑向泄漏—約占齒輪泵總泄漏量的20%~25%齒側泄漏—約占齒輪泵總泄漏量的5%總之：泵壓力愈高，泄漏愈大。2024/6/6河南機電職業(yè)學院提高外嚙合齒輪泵壓力措施

問題：

齒輪泵存在間隙p↑△q↑ηv↓提高齒輪泵壓力的方法：浮動軸套補償原理：將壓力油引入軸套背面，使之緊貼齒端面，補償磨損，減小間隙。彈性側板式補償原理：將泵出口壓力油引至側板背面，靠側板自身的變形來補償端面間隙。2024/6/6河南機電職業(yè)學院浮動軸套式2024/6/6河南機電職業(yè)學院浮動軸套浮動軸套（2）徑向力不平衡為什么產生徑向不平衡力?

因為齒輪受到的徑向液壓力沿圓周從高壓腔到低壓腔，壓力沿齒輪外圓逐齒降低。徑向不平衡力增大齒輪和軸承受到很大的沖擊載荷，產生振動和噪聲。改善措施：縮小壓油口，以減小壓力油作用面積。增大泵體內表面和齒頂間隙開壓力平衡槽，會使容積效率減小。2024/6/6河南機電職業(yè)學院徑向不平衡力圖示2024/6/6河南機電職業(yè)學院（3）困油現象

困油現象

產生原因引起結果消除的方法2024/6/6河南機電職業(yè)學院困油現象產生原因∵

為保證齒輪連續(xù)平穩(wěn)運轉，又能夠使吸壓油口隔開，齒輪嚙合時的重疊系數必須大于1?！嗫傆袃蓪嘄X同時嚙合，在齒向嚙合線間形成一個封閉容積。封閉容積內充滿液體。2024/6/6河南機電職業(yè)學院困油現象產生原因

a→b容積縮小

2024/6/6河南機電職業(yè)學院困油現象產生原因

b→c容積增大2024/6/6河南機電職業(yè)學院困油引起的結果a→b容積縮小

p↑高壓油從一切可能泄漏的縫隙強行擠出，使軸和軸承受很大沖擊載荷，泵劇烈振動，同時無功損耗增大，油液發(fā)熱。b→c容積增大p↓形成局部真空，產生氣穴，引起振動、噪聲、汽蝕?？傊河捎诶в同F象，使泵工作性能不穩(wěn)定，產生振動、噪聲等，直接影響泵的工作壽命。2024/6/6河南機電職業(yè)學院消除困油的方法

原則：a→b密封容積減小，使之通壓油口

b→c密封容積增大，使之通吸油口

d密封容積最小，隔開吸壓油方法：在泵蓋（或軸承座）上開卸荷槽以消除困油。2024/6/6河南機電職業(yè)學院消除困油的方法2024/6/6河南機電職業(yè)學院二、內嚙合齒輪泵2024/6/6河南機電職業(yè)學院2024/6/6河南機電職業(yè)學院

內嚙合齒輪泵類型和原理

1．漸開線齒形在漸開線齒形內嚙合齒輪泵腔中，小齒輪和內齒輪之間要裝一塊月牙形隔板，把吸油腔和壓油腔隔開。

動畫２．擺線齒形擺線齒形內嚙合泵又稱擺線轉子泵，由于小齒輪和內齒輪相差一齒，因而不需設置隔板。2024/6/6河南機電職業(yè)學院內嚙合齒輪泵特點

內嚙合齒輪泵內嚙合齒輪泵具有結構緊湊、體積小、運轉平穩(wěn)、噪聲小等優(yōu)點，在高速下工作有較高的容積效率。其缺點是制造工藝較復雜，價格較貴。2024/6/6河南機電職業(yè)學院

第三節(jié)

葉片泵

2024/6/6重點難點重點：1雙作用葉片泵的工作原理

2限壓式變量葉片泵的工作原理難點：限壓式變量葉片泵的特性曲線和應用2024/6/6河南機電職業(yè)學院葉片泵

雙作用卸荷式—定量泵分類

單作用非卸荷式—變量泵

2024/6/6河南機電職業(yè)學院一、定量葉片泵

1.定量葉片泵的工作原理

2024/6/6河南機電職業(yè)學院雙作用葉片泵結構

定子、轉子、葉片、配油盤、傳動軸、泵體等

2024/6/6河南機電職業(yè)學院雙作用葉片泵工作原理V密形成：定子、轉子和相鄰兩葉片、配油盤圍成

左下、右上，葉片伸出，V密↑吸油

V密變化：

原理動畫(當轉子順時轉)

左上、右下，葉片縮回，V密↓壓油吸壓油口隔開：配油盤上封油區(qū)及葉片2024/6/6河南機電職業(yè)學院雙作用葉片泵特點1）轉子轉一轉，吸、壓油各兩次。

稱雙作用式。

2）吸、壓油口對稱，徑向力平衡。

稱卸荷式。2024/6/6河南機電職業(yè)學院2．YB1型葉片泵的結構2024/6/6河南機電職業(yè)學院3.雙作用葉片泵的流量為兩倍的環(huán)形體積

即Vt

=2π(R2-r2)B∵葉片有一定厚度δ、葉片的傾角為θ∴葉片所占體積為

雙作用葉片泵的實際排量為

2024/6/6河南機電職業(yè)學院2024/6/6河南機電職業(yè)學院雙作用葉片泵的理論流量為：

雙作用葉片泵的有效輸出流量為：

4．雙聯葉片泵

2024/6/6河南機電職業(yè)學院二、變量葉片泵1.變量葉片泵的工作原理單作用葉片泵的結構定子、轉子、葉片、∨(偏心安裝)配油盤、傳動軸、殼體等原理動畫2024/6/6河南機電職業(yè)學院單作用葉片泵的工作原理v密形成：定子、轉子、葉片、配油盤圍成右半周，葉片伸出，v密↑，吸油v密變化:

(轉子逆時轉)

左半周，葉片縮回，v密↓，壓油

吸壓油腔隔開：配油盤上封油區(qū)和葉片2024/6/6河南機電職業(yè)學院2024/6/6河南機電職業(yè)學院2.單作用葉片泵有效輸出流量

D為定子內徑，e為定子與轉子間的偏心距。單作用葉片泵密封容積的變化是不均勻的，故它的瞬時流量是脈動的，泵內葉片數越多，流量脈動越小。此外奇數葉片的脈動率比偶數葉片脈動率小，所以單作用葉片泵的葉片數一般為13或者15片。單作用葉片泵特點1.轉子轉一轉，吸壓油各一次，稱單作用式。

2.吸壓油口各半，徑向力不平衡，稱非卸荷式。2024/6/6河南機電職業(yè)學院2.限壓式變量葉片泵的工作原理

限壓式變量泵利用壓力反饋作用實現變量限壓式變量葉片泵的分類

外反饋

內反饋2024/6/6河南機電職業(yè)學院外反饋限壓式變量葉片泵結構變量泵主體、限壓彈簧、調節(jié)機構（螺釘）、反饋液壓缸。2024/6/6河南機電職業(yè)學院外反饋限壓式變量葉片泵工作原理當pA<ksx0時，定子不動，e=e0，q=

qmax當pA=ksx0時，定子即將移動。

當

p=pB，即為設定壓力。當pA>ksx0時，定子右移，e↓，q↓2024/6/6河南機電職業(yè)學院限壓式變量葉片泵的特性曲線當p<pB時，pA<ksx0

相當于定量泵當p>pB時，pA=ks（x0+x）

開始變量

2024/6/6河南機電職業(yè)學院限壓式變量葉片泵的調節(jié)過程調節(jié)螺釘7，可改變qmax，使AB段上下平移調節(jié)螺釘4，可改變pB，使BC段左右平移更換彈簧，可改變彈簧剛度，使BC段斜率

k大，曲線平緩變化

k小，曲線較陡2024/6/6河南機電職業(yè)學院限壓式變量葉片泵的應用

執(zhí)行機構需要有快、慢速運動的場合，如：組合機床進給系統(tǒng)實現快進、工進、快退等

快進或快退：用AB段

工進：用BC段

2024/6/6河南機電職業(yè)學院第四節(jié)柱塞泵2024/6/6重點難點重點

軸向柱塞泵、液壓馬達工作原理。難點

軸向柱塞泵的結構和原理。2024/6/6河南機電職業(yè)學院柱塞泵和液壓馬達分類

柱塞泵按柱塞排列分為

徑向柱塞泵：柱塞徑向排列在轉子中軸向柱塞泵：柱塞軸線平行或傾斜于缸體的軸線

2024/6/6河南機電職業(yè)學院

一、

徑向柱塞泵

1．徑向柱塞泵的工作原理

2024/6/6河南機電職業(yè)學院

2．徑向柱塞泵特點

徑向柱塞泵的性能穩(wěn)定，耐沖擊性能好，工作可靠；但其徑向尺寸大，結構復雜，自吸能力差，且配油軸受到不平衡液壓力的作用，容易磨損，這些都限制了它的轉速和壓力的提高。2024/6/6河南機電職業(yè)學院二、

軸向柱塞泵

1.軸向柱塞泵的工作原理

2.軸向柱塞泵的結構

2024/6/6河南機電職業(yè)學院1.軸向柱塞泵工作原理

靠柱塞在缸體內的往復運動，使密封容積變化實現吸壓油。動畫2024/6/6河南機電職業(yè)學院

1.軸向柱塞泵工作原理

V密形成—柱塞和缸體配合而成右半周，V密增大，吸油

V密變化

(缸體逆轉)

左半周，V密減小，壓油

吸壓油口隔開—配油盤上的封油區(qū)及缸體底部的通油孔

2024/6/6河南機電職業(yè)學院

軸向柱塞泵變量原理

γ=0=0

大小變化，流量大小變γ

方向變化，輸油方向變化

斜盤式軸向柱塞泵可作雙向變量泵2024/6/6河南機電職業(yè)學院結論

1)

=f(

n、γ)

2)

n=c，γ=0，=0

大小變化，流量大小變化

γ

方向變化，輸油方向變化軸向柱塞泵可作雙向變量泵

2024/6/6河南機電職業(yè)學院2.軸向柱塞泵的結構下圖所示為SCY14-1型軸向柱塞泵，由

主體部分和變量機構兩部分組成。2024/6/6河南機電職業(yè)學院2.4.3斜盤式軸向柱塞泵的結構2024/6/6河南機電職業(yè)學院結構原理動畫缸體端面間隙的自動補償除中心彈簧使缸體緊壓配油盤外，柱塞孔底部的液壓力也使缸體緊貼配油盤，補償端面間隙，提高了容積效率。

2024/6/6河南機電職業(yè)學院

CY14—1軸向柱塞泵變量機構

手動

變量機構

自動2024/6/6河南機電職業(yè)學院3.斜盤式軸向柱塞泵的流量斜盤式軸向柱塞泵的實際輸出流量d為柱塞直徑；D為柱塞分布圓直徑；Z為柱塞數；γ為斜盤的傾角；其余符號同前。

由于柱塞在缸體孔中運動的速度不是恒速的，所以輸出流量是脈動的，并隨柱塞數的增加而下降。當柱塞數為奇數時，脈動率較小。因此一般常用的柱塞泵的柱塞個數取7、9和11。2024/6/6河南機電職業(yè)學院柱塞泵特點

加工方便，精度高，密封性好。有如下特點：（1）工作壓力高，效率高。（2）易于變量（3）流量范圍大2024/6/6河南機電職業(yè)學院第五節(jié)

液壓泵的選用一、液壓泵的選用

常用液壓泵的性能與應用范圍見表2-2二、液壓泵站2024/6/6河南機電職業(yè)學院液壓泵站又稱液壓站，適用于主機與液壓裝置可分離的各種機械，如機床液壓傳動系統(tǒng)。液壓站由液壓泵裝置、集成塊或閥組合、油箱、電氣盒構成。二、液壓泵站2024/6/6河南機電職業(yè)學院

河南機電職業(yè)學院劉建明第六節(jié)

液壓馬達2024/6/6河南機電職業(yè)學院

一、

液壓馬達概述

液壓馬達的功用將液體的壓力能轉換為旋轉形式機械能而對負載作功。

2024/6/6河南機電職業(yè)學院1.液壓馬達分類

液壓馬達與液壓泵在結構上基本相同，可分為：齒輪式、葉片式、柱塞式按照轉速：

高速：額定轉速高于500r/min

低速：額定轉速低于500r/min2024/6/6河南機電職業(yè)學院2.液壓馬達主要性能參數(1)轉速和容積效率

2024/6/6河南機電職業(yè)學院2024/6/6河南機電職業(yè)學院

(2)總效率

(3)轉矩

二、葉片式液壓馬達工作原理：當壓力油通入壓油腔后，在葉片1、3（或5、7）上，一面作用有壓力油，另一面則為無壓力油，由于葉片1、5受力面積大于葉片3、7，從而由葉片受力構成的力矩推動轉子和葉片作順時針方向轉動。2024/6/6河南機電職業(yè)學院三、軸向柱塞液壓馬達當壓力油通入馬達后，柱塞受油壓作用壓緊傾斜盤,盤則對柱塞產生一反作用力，因傾角此力可分解為兩個Fx與液壓力平衡，Fy對缸體中心產生轉矩，使缸體帶動馬達軸旋轉。

液壓馬達輸出的轉矩應是處于高壓腔柱塞產生的轉矩的總和。

2024/6/6河南機電職業(yè)學院第三章

液壓缸2024/6/6知識目標掌握：1.液壓缸的主要類型及結構。2.活塞缸的工作特點、速度與輸出力的計算。理解：1.差動缸的特點。

2.活塞式、柱塞式、擺動式液壓缸的特點與應用。

3.數字液壓缸的結構和工作原理。了解：增壓缸和伸縮缸的工作特點。技能目標1.會分析活塞缸的結構。2.能按正確的步驟對活塞缸進行拆裝。2024/6/6河南機電職業(yè)學院

重點難點重點：

1.活塞液壓缸的結構。2.活塞液壓缸的速度與輸出力的計算。3.數字液壓缸的工作原理。難點：1.活塞液壓缸的速度與輸出力的計算。2.差動缸、密封、緩沖、排氣。2024/6/6河南機電職業(yè)學院液壓缸的功用

將液壓泵供給的液壓能轉換為機械能而對負載作功，實現直線往復運動或旋轉運動。2024/6/6河南機電職業(yè)學院第一節(jié)

液壓缸的分類和特點

按結構不同可為三類:1.活塞式液壓缸2.柱塞式液壓缸3.擺動液壓缸（擺動液壓馬達）

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按運動形式不同:1.直線運動活塞缸、柱塞缸2.擺動擺動缸按作用方式：

1.單作用液壓力只能使液壓缸單向運動，反向依靠外力。

2.雙作用液壓力可使液壓缸實現兩個方向的運動。

一、活塞缸

活塞缸的分類:

按伸出活塞桿不同可分為：雙桿、單桿、無桿。

按固定方式不同可分：為缸體固定、活塞桿固定。

2024/6/6河南機電職業(yè)學院1.雙活塞桿缸（1）工作原理2024/6/6河南機電職業(yè)學院活塞缸輸出力和速度計算

F=pA

F

=

2024/6/6河南機電職業(yè)學院（2）特點和應用

1）特點：因兩腔面積相等，壓力相同時，輸出力相等，流量相同時，速度相等。即具有等輸出力等速度特性。2）應用：常用于往復運動速度和負載相同的場合，如磨床。2024/6/6河南機電職業(yè)學院工作過程

實心雙桿活塞式液壓缸—

缸體固定式

空心雙桿活塞式液壓缸—

桿固定式2024/6/6河南機電職業(yè)學院

實心雙桿活塞式液壓缸—缸體固定式進油腔回油腔運動方向左右活塞右移右左活塞左移

運動范圍等于3倍有效行程，適用于小型液壓設備。進油腔位置與活塞運動方向相反。2024/6/6河南機電職業(yè)學院空心雙桿活塞式液壓缸—桿固定式

進油腔回油腔運動方向左右缸體左移

右左缸體右移

運動范圍等于2倍有效行程，適用于行程長的大、中型液壓設備，

進油腔位置與活塞運動方向相同。2024/6/6河南機電職業(yè)學院2.單活塞桿缸

（1）工作原理2024/6/6河南機電職業(yè)學院結構動畫速度、輸出力計算

無桿腔進油時

有桿腔進油時

差動連接

2024/6/6河南機電職業(yè)學院無桿腔進油時

F1=A1p

2024/6/6河南機電職業(yè)學院有桿腔進油時

2024/6/6河南機電職業(yè)學院（2）單桿活塞缸的特點

兩腔面積不等，A1>A2壓力相同時，輸出力不等。流量相同時，速度不等。即不具有等輸出力等速度特性。

常把無桿腔進油作為工作行程，

把桿腔進油作為空載退回行程。2024/6/6河南機電職業(yè)學院（3）差動連接式液壓缸

差動連接速度、輸出力計算特點

應用2024/6/6河南機電職業(yè)學院差動連接

單桿活塞液壓缸兩腔同時通入油液時，兩端面積差進行工作的連接形式。2024/6/6河南機電職業(yè)學院差動連接速度、輸出力計算

2024/6/6河南機電職業(yè)學院差動連接特點在不增加流量的前提下，實現快速運動，輸出力減小。

差動缸在組合機床上采用較多。2024/6/6河南機電職業(yè)學院單桿活塞液壓缸應用單桿活塞液壓缸不同連接，可實現如下工作循環(huán)：

（差動連接）（無桿腔進油）（有桿腔進油）

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