液压传动的工作原理

液压传动的工作原理液压传动系统实例及液压系统的组成液压传动的优缺点液压传动采用的油液及其主要性能第一章绪论§1-1液压传动的工作原理一、简化模型二、力比和速比三、两个重要概念四、容积式液压传动在液压传动中，人们利用没有固定形状但具有确定体积的液体来传递力的运动。下图是一个经过简化的液压传动模型。图中有两个直径不同的液压缸2和4，缸内各有一个与内壁紧密配合的活塞。如图活塞5上有重物W则当活塞1上施加的力F达到一定大小时，就能阻止重物W下降。一、简化模型1.等压特性:根据帕斯卡定律“平衡液体内某一点的液体压力等值地传递到液体内各处”，即：输出端的力之比等于二活塞面积之比。P1=P2=P=F/A1=W/A2或：W/F=A2/A12.等体积特性：假设活塞1向下移动体积L1’则液压缸被挤出的液体体积为A1L1。这部分液体进入液压缸4，使活塞5上升L2，其让出的体积为A2L2。即：A1L1=A2L2或L2/L1=A1/A2二、力比和速比进一步认为这些动作是在时间t内完成，活塞1的速度v1=L1/t，活塞5的速度v2=L2/t，则有：V2/V1=A1/A2这说明输出，输入的位移和速度都与二活塞面积成反比。上式可写成：A1V1=A2V2这在流体力学中称为液流连续性原理，它反映了物理学中质量守恒这一现实。3.能量守恒特性WV2=FV1注：等式左边和右边分别代表输出和输入的功率。这说明能量守恒也适用于液压传动。通过以上分析，上述模型中两个不同面积的活塞和液压缸相当于机械传动中的杠杆，其面积比相当于杠杆比，即A1/A2=b/a。因之采用液压传动可达到传递动力，增力，改变速比等目的，并在不考虑损失的情况下保持功率不变。三、两个重要概念1.液压传动中的液体压力取决于负载2.流量决定速度四、容积式液压传动图1-1中主动活塞运动后使一定体积的液体挤出，这些液体进入从动液压缸，使从动活塞产生运动，而二者间的运动关系是依靠主动件挤出的液体体积与从动件所得到的液体体积相等来保证的。这种传动称为容积式液压传动。工业上另外有一种依靠液体的动能及其转换来实现力和运动的传递的方法，称为动力液力传动。返回首页结束§1-2液压传动系统实例及液压系统的组成一、液压千斤顶二、液压图形符号三、液压系统的组成一、液压千斤顶（动画）图1－2液压千斤顶原理图液压千斤顶原理见下图。当向下压杠杆1时，小活塞3使缸2内的液体经管道6、阀7进入大缸9，并使活塞8上升，顶起重物W。适当地选择大、小活塞面积和杠杆比，就可以人力升起很重的负载W。二.磨床工作台液压系统原理图（动画）1.油箱2.过滤器3.回油管4.液压泵7.溢流阀9.换向阀13.节流阀15.换向阀17.活塞18.液压缸19.工作台机床工作台液压系统的图形符号图－油箱－滤油器－液压泵－溢流阀－开停阀－换向阀－活塞液压缸－工作台下图为机床工作台液压系统的图形符号图2、执行元件其作用是将液压能重新转化成机械能，克服负载，带动机器完成所需的运动。三、液压系统的组成1、动力元件即液压泵，它可将机械能转化成液压能，是一个能量转化装置。4、辅助元件如油箱、油管、滤油器等。5、传动介质即液体。3、控制元件如各种阀。其中有方向阀和压力阀两种。返回首页结束§1-3液压传动的优缺点优点：1、可以在运行过程中实现大范围的无机调速。2、在同等输出功率下，液压传动装置的体积小、重量轻、运动惯量小、动态性能好。3、采用液压传动可实现无间隙传动，运动平稳。4、便于实现自动工作循环和自动过载保护。5、由于一般采用油作为传动介质，因此液压元件有自我润滑作用，有较长的使用寿命。6、液压元件都是标准化、系列化的产品，便于设计、制造和推广应用。缺点：1、损失大、效率低、发热大。2、不能得到定比传动。3、当采用油作为传动介质时还需要注意防火问题。4、液压元件加工精度要求高，造价高。5、液压系统的故障比较难查找，对操作人员的技术水平要求高。返回首页结束§1-4液压传动采用的油液及其主要性能一、液压油的某些物理性质二、液压油的选用液压油的种类及代码一、种类石油型难燃型机械油汽轮机油液压油水-乙二醇液磷酸酯液水包油油包水乳化液合成型{{{{二、液压油的代号最常用的液压油名称及代号是：基础油（HH）普通液压油（HL）抗磨液压油（HM）低温液压油（HV）例如：L-HM32一、粘性附着力液体与固体表面内聚力液体分子与分子之间1.粘性液体在外力作用下流动（或有流动趋势）时，分子间的内聚力要阻止分子相对运动而产生的一种内摩檫力，它使液体各层间的运动速度不等，这种现象叫做液体的粘性。静止液体不呈现粘性。粘性示意图下板固定上板以u0运动附着力A点：u=0B点：u=u0内摩擦力两板之间液流速度逐渐减小BA内摩擦力：dyduAFf式中：η—粘性系数(粘度)A—液层接触面积du/dy—速度梯度—牛顿内摩擦定律dyduAFf——两液层的速度差——两液层间的距离切应力:2.粘度三种表示方法：2)运动粘度单位：Pa.S（帕秒）单位：m2/sdyduAFf1)动力粘度3)相对粘度(恩氏粘度)21ttEt机械油的牌号是用40℃时运动粘度的平均值来标志的例：20号机械油ν=17~23cSt（厘拖）换算关系：1m2/s=104St=106cSt(=106mm2/s)拖(cm2/s)厘拖(mm2/s)3.粘度与压力的关系p↑η↑应用时忽略影响4.粘度与温度的关系T↑η↓影响：η大，阻力大，能耗↑η小，油变稀，泄漏↑限制油温：T↑↑，加冷却器T↓↓，加热器粘温图1、密度ρ和重度γρ=M/V(M-液体的质量,V-液体的体积）γ=G/V(G-液体的重量)液压油的密度和重度因油的牌号而异，并且随着温度的上升而减小，随着压力的提高而稍有增加。二、液压油的某些物理性质2.可压缩性液压油的体积将随压力的增高而减小。体积压缩系数01VVpk即单位压力变化下的体积相对变化量体积变化初始体积压力变化体积弹性模量K(体积压缩系数的倒数)V0一定，在同样Δp下，K越大,ΔV越小说明K越大，液体的抗压能力越强矿物油K=(1.4~2.0)×109N/m2钢K=2.06×1011N/m2k油=100~150k钢在静态下工作时，不考虑液体的可压缩性。VpVkK014、其他性能油的体积随温度升高而增加。其膨胀量vt=v0[1+αt(t+t0)]其中vt-温度t。C时的油的体积；v0-温度t0。C时的油的体积；αt-油的体积膨胀系数。对液压油的要求：1、良好的化学稳定性。2、良好的润滑性能，以减小元件之间的磨损。3、质地纯净，不含或含有极少量的杂质、水份和水溶性酸碱等。4、适当的粘度和良好的粘温特性。二、液压油的选用5、凝固点和流动温度较低，以保证油液能在较低温度下使用。6、自燃点和闪点要高。7、有较快地排除油中游离空气和较好地与油中水份分离的能力。8、没有腐蚀性，防锈性能好，有良好的相容性。返回首页结束