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1、3液压传动系统的组成及图形符号液压传动系统的组成及图形符号11油箱油箱22过滤器过滤器33液压泵液压泵44溢流阀溢流阀55节流阀节流阀66换向阀换向阀77液压缸液压缸88工作台工作台图图1-2 1-2 机床工作台液压传动系统机床工作台液压传动系统 在图在图12a)中中，液压泵，液压泵3由电动机由电动机(图中未标出图中未标出)带带动旋转，从油箱动旋转，从油箱1中吸油。油液经过滤器中吸油。油液经过滤器2过滤后流过滤后流往液压泵，经泵向系统输送。来自液压泵的压力油往液压泵，经泵向系统输送。来自液压泵的压力油流经节流阀流经节流阀5和换向阀和换向阀6进入液压缸进入液压缸7的左腔，推动的左腔，推动活塞连同
2、工作台活塞连同工作台8向右移动。这时，液压缸右腔的油向右移动。这时，液压缸右腔的油通过换向阀经回油管排回油箱。通过换向阀经回油管排回油箱。如果将换向阀手柄扳到左边位置，使换向阀处于如果将换向阀手柄扳到左边位置，使换向阀处于在在图图12b)所示所示的状态，压力油经换向阀进入液压缸的状态，压力油经换向阀进入液压缸的右腔，推动活塞连同工作台向左移动。液压缸左腔的右腔，推动活塞连同工作台向左移动。液压缸左腔的油经换向阀和回油管排回油箱。的油经换向阀和回油管排回油箱。工作台的移动速度是通过节流阀来调节的。工作台的移动速度是通过节流阀来调节的。节节流阀开口较大流阀开口较大，进入液压缸的流量较大进入液压缸的
3、流量较大，工作台的移工作台的移动速度也较快；反之动速度也较快；反之，节流阀开口较小时，工作台节流阀开口较小时，工作台的移动速度也较慢。的移动速度也较慢。工作台移动时必须克服阻力，例如克服切削力和相工作台移动时必须克服阻力，例如克服切削力和相对运动表面的摩擦力等。为适应克服不同大小阻力的对运动表面的摩擦力等。为适应克服不同大小阻力的需要，液压泵输出油液的压力的大小由需要，液压泵输出油液的压力的大小由溢流阀溢流阀4来实来实现，调节溢流阀弹簧的预压力就能调整泵出口的油液现，调节溢流阀弹簧的预压力就能调整泵出口的油液压力，并让多余的油在相应压力下打开溢流阀，经回压力，并让多余的油在相应压力下打开溢流阀
4、，经回油管流回油箱。油管流回油箱。液压传动系统由以下液压传动系统由以下五个部分五个部分组成：组成：动力元件动力元件即液压泵，它将原动机输入的机械能转换即液压泵，它将原动机输入的机械能转换为流体介质的压力能，其为流体介质的压力能，其作用作用是为液压系统提供压力是为液压系统提供压力油，是系统的动力源。油，是系统的动力源。执行元件执行元件是指液压缸或液压马达，它是将液压是指液压缸或液压马达，它是将液压能转换为机械能的装置，其能转换为机械能的装置，其作用作用是在压力油的推是在压力油的推动下输出力和速度动下输出力和速度(或力矩和转速或力矩和转速)，以驱动工作，以驱动工作部件。部件。1、动力元件动力元件2
5、、执行元件执行元件 控制元件控制元件包括各种控制阀类包括各种控制阀类，如上例中的溢流阀、如上例中的溢流阀、节流阀、换向阀等。节流阀、换向阀等。这类元件的这类元件的作用作用是用以控制液压系统中油液的压力、是用以控制液压系统中油液的压力、流量和流动方向，以保证执行元件完成预期的工作。流量和流动方向，以保证执行元件完成预期的工作。辅助元件辅助元件包括油箱、油管、过滤器以及各种指示包括油箱、油管、过滤器以及各种指示器和控制仪表等。器和控制仪表等。它们的它们的作用作用是提供必要的条件使系统得以正常工是提供必要的条件使系统得以正常工作和便于监测控制。作和便于监测控制。3、控制元件控制元件4、辅助元件辅助元
6、件 工作介质工作介质即传动液体，通常称即传动液体，通常称液压油液压油，液压系统液压系统就是通过工作介质实现运动和动力传递的。就是通过工作介质实现运动和动力传递的。5、工作介质工作介质液压动液压动力源力源液压控液压控制元件制元件液压辅液压辅助元件助元件液压执液压执行元件行元件力力速度速度行程行程 在图在图12a)中中，组成液压系统的各个元件是用半组成液压系统的各个元件是用半结构式图形画出来的，这种图形直观性强，较易理结构式图形画出来的，这种图形直观性强，较易理解，但难于绘制，在工作实际中，除某些特殊情况解，但难于绘制，在工作实际中，除某些特殊情况外，一般都用简单的外，一般都用简单的图形符号来绘制
7、液压系统原理图形符号来绘制液压系统原理图图，如，如图图12c)所示。所示。对于对于图图1212a)a)所示所示的液压系统，若用的液压系统，若用国标国标GB786.1GB786.19393规定的液压图形符号绘制，为规定的液压图形符号绘制，为图图12c)所示。所示。注意：注意：图中的符号只表示元件的功能，图中的符号只表示元件的功能，不表示不表示：1）元件的具体结构和参数；）元件的具体结构和参数；2）工作状态的转化过程；）工作状态的转化过程；3）元件在机器中的位置；）元件在机器中的位置；使用这些图形符号，可使液压系统图简单明了，使用这些图形符号，可使液压系统图简单明了，便于绘制便于绘制。GB786.
8、193液压图形符号见本书附录液压图形符号见本书附录B。4液压传动的液压传动的优缺点优缺点 液压传动与电气、机械等其他传动方式比较，液压传动与电气、机械等其他传动方式比较，有如下有如下优点优点：1 1、液压传动可在运行过程中方便地实现大范围的无液压传动可在运行过程中方便地实现大范围的无 级调速，调速范围大，可达级调速，调速范围大，可达2000 12、液压传动装置的重量轻、结构紧凑、惯性小，液压传动装置的重量轻、结构紧凑、惯性小，其体积和重量只有同等功率电动机的其体积和重量只有同等功率电动机的12%12%左右，左右，这是由于液压系统中的压力可比电枢磁场中单这是由于液压系统中的压力可比电枢磁场中单
9、位面积上的磁力大位面积上的磁力大3040倍倍。一、液压传动的一、液压传动的优点：优点：3、液压传动易实现快速启动、制动及频繁换向，每液压传动易实现快速启动、制动及频繁换向，每 分钟换向次数可达分钟换向次数可达500(左右摆动左右摆动)、1000(往复往复 移动移动)，工作平稳，换向冲击小。，工作平稳，换向冲击小。4、便于实现过载保护便于实现过载保护(即只要用一安全阀便可实现即只要用一安全阀便可实现 过载保护过载保护)，而且工作油液能使传动零件实现自，而且工作油液能使传动零件实现自 润滑，故使用寿命较长润滑，故使用寿命较长。5、操作简单，便于实现自动化操作简单，便于实现自动化(即借助各种阀实现即
10、借助各种阀实现 自动控制自动控制)，若用电、液联合控制，还可实现遥，若用电、液联合控制，还可实现遥 控。控。6、液压元件易实现标准化、系列化和通用化，便液压元件易实现标准化、系列化和通用化，便 于设计、制造和扩大应用。于设计、制造和扩大应用。二、二、液压传动的液压传动的缺点缺点：1、漏漏由于作为传动介质的液体是在一定的压力下，由于作为传动介质的液体是在一定的压力下，有时是在较高的压力下工作的，因此在有相对运有时是在较高的压力下工作的，因此在有相对运 动的表面间不可避免地要产生泄漏动的表面间不可避免地要产生泄漏 。同时，由于。同时，由于 油液并不是绝对不可压缩的，油管等也可产生弹油液并不是绝对不
11、可压缩的，油管等也可产生弹 性变形，所以液压传动不宜用在传动比要求较严性变形，所以液压传动不宜用在传动比要求较严 格的场合，即液压传动中的泄漏和液体的可压缩格的场合，即液压传动中的泄漏和液体的可压缩 性使传动无法保证严格的传动比。性使传动无法保证严格的传动比。2、振振液压传动中的液压传动中的“液压冲击和空穴现象液压冲击和空穴现象”会产会产生生 很大的振动和噪声。近年来，各国都在研制低噪很大的振动和噪声。近年来，各国都在研制低噪 声的液压泵等以降低液压系统的噪声声的液压泵等以降低液压系统的噪声。3、热热在能量转换和传动过程中，由于存在机械摩在能量转换和传动过程中，由于存在机械摩 擦、压力损失、泄
12、漏损失，因而易使油液发热，擦、压力损失、泄漏损失，因而易使油液发热，总效率降低，故液压传动不宜用于远距离传动。总效率降低，故液压传动不宜用于远距离传动。另外，液压油的粘度随油温而变，这会引起液压另外，液压油的粘度随油温而变，这会引起液压 执行元件的运动特性的变化，执行元件的运动特性的变化，故不宜在很高和很故不宜在很高和很 低的温度条件下工作低的温度条件下工作。4、液压元件中的小孔，缝隙容易液压元件中的小孔，缝隙容易堵堵塞塞，因此必须特因此必须特 别注意油液的过滤。别注意油液的过滤。5、液压系统出现故障时不宜追查原因，不宜迅速液压系统出现故障时不宜追查原因，不宜迅速 排除。排除。3 3、液压传动
13、与其他传动相比有哪些、液压传动与其他传动相比有哪些优缺点优缺点？思思考考题题1 1、何谓液压传动，何谓液压系统？、何谓液压传动，何谓液压系统？2、液压系统由、液压系统由哪几部分哪几部分组成，各部分组成，各部分作用作用是什么？是什么？第一章第一章 液压流体力学基础液压流体力学基础1-11-6(p6-32)工程流体力学工程流体力学已讲已讲(略略)17液压系统压力的形成及计算方法液压系统压力的形成及计算方法一、一、液压系统压力液压系统压力(油压油压)的形成的形成:1、系统中压力的大小系统中压力的大小决定于负载决定于负载 R=R+RfRvA1pppjA2 Rf活塞运动时与缸体的摩擦阻力活塞运动时与缸体
14、的摩擦阻力。式中：式中：R作用在活塞上的总机械载荷作用在活塞上的总机械载荷；R为活塞上所受的负载阻力为活塞上所受的负载阻力 (包括摩擦力包括摩擦力)；压力形成过程压力形成过程：由于泵的排油腔，油缸的左腔以及连由于泵的排油腔，油缸的左腔以及连接它们的管道形成密封容积，泵排油接它们的管道形成密封容积，泵排油R阻止容积增阻止容积增加加油压油压增大增大pj j当满足当满足pj jA1 1=R时，活塞克服机时，活塞克服机械负载向右运动械负载向右运动容积增大，容纳泵输出的油液容积增大，容纳泵输出的油液压压力保持力保持 不变。不变。可见可见,欲推动活塞运动欲推动活塞运动，R pj j,R Pj j即即:液压
15、泵不断泵油，当油的压力液压泵不断泵油，当油的压力 ,活塞运动。活塞运动。(一般一般Rf f0)0)液压系统压力大小决定液压系统压力大小决定负载负载。RvA1pppjA22 2、负载并联时负载并联时,压力大小决定于其中最小的负载压力大小决定于其中最小的负载1）溢流阀的工作情况溢流阀的工作情况溢流阀的工作压力溢流阀的工作压力py y是可以调整的是可以调整的，通过改变弹簧预压力调整通过改变弹簧预压力调整。当油压当油压pp ppy y时时,溢流阀关闭溢流阀关闭,(负载并联如图负载并联如图)当油压当油压pp ppy y时时,溢流阀开启溢流阀开启。RvA1pppjA2py2 2）并联负载时的压力情况并联负
16、载时的压力情况 当调整当调整py y 时时,泵的压力泵的压力Pp p没有升到没有升到Py y以前以前,Pp p=，(此时溢流阀仍处于关闭状态此时溢流阀仍处于关闭状态)活塞活塞 运动运动泵输出油全部进入油缸泵输出油全部进入油缸油压不能升高。油压不能升高。系统压力系统压力 Pp p=。可见，可见，并联负载时，压力并联负载时，压力决定其中最小负载决定其中最小负载。RvA1pppjA2py 当活塞在运动过程中当活塞在运动过程中py ，突然受到很大的阻突然受到很大的阻 力（即力（即R猛增，为猛增，为 py）系统压力系统压力pp p 升高升高pp p升到升到 =py时时溢流阀开启溢流阀开启油液经它回油液经
17、它回 油箱油箱压力不再上升压力不再上升防止系统过载防止系统过载(起安全阀作起安全阀作 用用),),系统压力系统压力pp=py,仍说明以上结论。仍说明以上结论。二、二、液压系统压力的计算方法液压系统压力的计算方法 （系统压力即油泵的供油压力（系统压力即油泵的供油压力）1 1、当回油腔压力当回油腔压力(背压背压)pba=0时时，泵的供油压力泵的供油压力 由伯努利方程：由伯努利方程：在液压系统中，单位压能远大于单位位能和单位动能。在液压系统中，单位压能远大于单位位能和单位动能。即即则有则有或或(泵的出口压力泵的出口压力)，(油缸左腔实际工作压力油缸左腔实际工作压力)，(AB管道的沿程损失和局部损失管道的沿程损失和局部损失)，即即RvA1pppjA2112pbaABCD2背压背压 由回油阻力决定由回油阻力决定,即即则则：列活塞的平衡方程列活塞的平衡方程2、当当pba0时，即背压不为时，即背压不为0时时，思考题思考题1 1、液压系统压力是如何形成的液压系统压力是如何形成的？2 2、液压系统压力的大小如何决定？、液压系统压力的大小如何决定？3 3、并联负载时，压力如何决定？、并联负载时，压力如何决定？4 4、液压系统压力、液压系统压力如何如何计算？计算？