液压传动技术在机械制造业中的应用附图丰富

1、江西工业工程职业技术学院毕 业 论 文课题 液压传动技术在机械制造业中的应用学生姓名：xxx 指导老师：xxx 专 业： 机电一体化技术班 级： 机电09x 学 号： 2009xxxx江西工业工程职业技术学院液压传动技术在机械制造业中的应用摘要本课题研究主要讲述了液压传动系统系统在机械工业制造中的应用，全方面的介绍了液压传动系统的各种知识。本人从各种接触过的，本人从各种渠道了解到的液压传动系统在各种制造野种的应用。液压传动相对于机械传动来说是一门较新的传动形式，它采用液压完成传递能量的过程。因为液压传动控制方式的灵活性和便捷性，液压控制在机械制造中受到广泛的重视。关键词：液压传动 机械制造 工

2、业制造 液压传动的应用 目 录 前 言 (04)一液压传动技术的应用与发展_（07)1.1概 述_（07）1.2传动方式_（07)1.3液压传动技术的应用_（08）二液压传动技术的原理与特点_（09） 2.1液压传动的介绍_（09） 2.2液压传动的特点_（10） 2.3 液压传动的基本原理_（11）三液压传动系统的组成_（11）3.1液压动力原件_（113.2 液压执行元件_（14）3.3液压控制调节元件_（16）3.4 液压辅助元件_（17）3.5液压工作介质_（22）四液压传动技术在机械中的应用_（23）4.1在机床上液压装置的应用_（23）4.2液压传动技术在工程机械行走驱动中的应用_

3、（24）4.3液压系统在数控车床中的应用_（28）五总结_（31）参考文献_（32）致谢_（33）前言在现代化的社会中，工业制造是支持整个国民经济的根本。制造工业中液压技术是实现现代化传动与控制的关键技术之一，世界各国对液压工业的发展都很重视。液压技术具有独特的优点，如：功率重量比大，体积小，频响高，压力、流量可控性好，可柔性传送动力，易实现直线运动等。这种技术还易与微电子、电气技术相结合，形成自动控制系统。据统计，世界液压元件的总销售额为350亿美元，世界各主要国家液压工业销售额占机械工业产值的2%3.5%，而我国只占1%左右，努力扩大其应用领域，将有广阔的发展前景。液压传动是以流体作为工作

4、介质对能量进行传动和控制的一种传动形式。利用有压的液体经由一些机件控制之后来传递运动和动力。相对于电力拖动和机械传动而言，液压传动具有输出力大，重量轻，惯性小，调速方便以及易于控制等优点，因而广泛应用于工程机械，建筑机械和机床等设备上。由于要使用原油炼制品来作为传动介质，近代液压传动技术是由19世纪崛起并蓬勃发展的石油工业推动起来的，最早实践成功的液压传动装置是舰船上的炮塔转位器，其后出现了液压六角车床和磨床，一些通用车床到20世纪30年代末才用上了液压传动。第二次世界大战期间，在一些兵器上用上了功率大，反应快，动作准的液压传动和控制装置，大大提高了兵器的性能，也大大促进了液压技术的发展。战后

5、，液压技术迅速转向民用，并随着各种标准的不断制订和完善，各类元件的标准化，规格化，系列化而在机械制造，工程机械，材料科学，控制技术，农业机械，汽车制造等行业中推广开来。由于军事及建设需要的刺激，液压技术日益成熟。20世纪60年代后，原子能技术，空间技术，计算机技术等的发展再次将液压技术推向前进，使它发展成为包括传动，控制，检测在内的一门完整的自动化技术，在国民经济的各个方面都得到了应用。如工程机械，数控加工中心，冶金自动线等。液压传动在某些领域内甚至已占有压倒性优势。 正是因为液压传动有着其独特的优点，所以液压在工业中的应用发展迅速，并涉及到诸多领域。液压传动系统的主要优点：(1)在相同功率下

6、，液压执行元件体积小，重量轻，结构紧凑。液压传动一般使用的压力在7mpa左右，也可高达50mpa。而液压装置的体积比同样输出压力的电机及机械传动装置的体积小得多。(2)液压传动的各个元件，可根据需要方便，灵活地来布置。(3)液压。(4)易于自动化。液压设备配上电磁阀，电气元件，可编程控制器和计算机等，可装配成各式自动化机械。(5)速度调整容易。液压装置速度调整非常简单，只要调整流量控制阀即可轻易且可实行无级调速。(6)不会有过载的危险。液压系统中装有溢流阀，当压力超过设定压力时，阀门开启，液压经由溢流阀流回油箱，此时液压油不处在密闭状态，故系统压力永远无法超过设定压力。 我国的液压工业开始于2

7、0世纪50年代，目前正处于迅速发展，提高的阶段。其产品最初只用于机床和锻压设备，后来才用到拖拉机和工程机械上。自从1964年从国外引进一些液压元件生产技术，同时进行自行设计液压产品以来，我国的液压件生产已从低压到高压形成系列，并在各种机械设备上得到了广泛的使用。90年代起更加速了对国外先进液压产品和技术的有计划引进，消化，吸收和国产化工作，以确保我国的液压技术能在产品质量，经济效益，研究开发等各个方面全方位地赶上世界水平。随着工业迅猛发展逐日发展壮大，相继建立了科研机构和专业生产厂家，从事液压技术研究和液压产品生产。他们不但能生产液压泵，液压阀等液压元件，还设计制造了许多新型液压的元件，如电液

8、比例阀，电液伺服阀等。到目前为止，液压元件的生产，已成为了我国液压元件产品的生产系列。液压技术的发展正向着高效率，高精度，高性能方向迈进。液压元件向着体积小，重量轻，微型化和集成化方向发展，液压技术，交流液压等新兴的液压技术正在开拓。又由于计算机的应用，更大大地推进了液压技术的发展，像液压系统的辅助设计，计算机仿真和优化，微机控制等工作，也都取得了显著成果。当前，液压技术在实现高压，高速，大功率，高效率，低噪音，经久耐用，高度集成化等各项要求方面都取得了重大的进展，在完善比例控制，司服控制，数字控制等技术上也有许多新成就。此外，在液压元件和液压系统的计算机辅助设计，计算机仿真和优化以及微机控制

9、等开发性工作方面，日益显示出显著的成绩。微电子技术的进展，渗透到液压与气动技术中并与之结合，创造出了很多高可靠性，低成本的微型节能元件，为液压气动技术在工业各部门中的应用开辟了更为广泛的前景。 今天，为了和最新技术的发展保持同步，液压技术必须不断发展，不断提高和改进元件和系统的性能，以满足日益变化的市场需求。这是液压技术的创新特征，液压技术的不断发展体现在如下一些比较重要的特征上：一， 提高元件性能，创制新元件，体积不断缩小。为了能在尽可能小的空间里传递尽可能大功率，液压元件的结构不断地在向小型化发展。市场上出现了一种新型的被称为“肌腱”的执行元件。它的形状像一根两端有接头的软管，把它接入系统

10、使用时，它的径向和轴向都会发生伸缩，轴向的伸缩量可达其总长的15%-30%。在相同条件下，它的作用力是普通汽缸的10倍。这种元件抗污染，运动时不会生抖动，在有些场合还可用它的径向膨胀去夹持工件等，是一种极有应用前景的元件，而微型元件也得到发展，如活塞直径小到2.5mm的汽缸，10mm宽的气阀以及相关的辅助元件已成为系列化产品。由于这些元件能在0.2-0.7mpa压力下工作，所以可被方便地集成到标准的系统中。新小型阀，在流量相同时，它的体积仅是过去的7%。这些小，微型的元件已被应用于精密机械加工，电子工业，制药工业，食品加工和包装技术等场合。二， 高度的组合化，集成化和模块化。液压系统由管式培配

11、置经板式配置，箱式配置，集成块式配置发展到叠加式配置，插装式配置，使连接的通道越来越短。也出现了一些组合集成件，如把液压泵和压力阀作成一体，把压力阀插装在液压泵的壳体内，把液压缸和换向阀作成一体，只需接一条高压管与液压泵相连，一条回油管与油箱相连，就可以构成一个液压系统。这种组合件不但结构紧凑，工作可靠，而且简便，也容易维护保养。三， 与微电子结合，走向智能化。液压技术从本世纪70年代中期起就开始和微电子工业接触，并相互结合。在迄今30多年时间内，结合层次不断提高，由简单拼装，分散混合到总体组合，出现了多种形式的独立产品如数字液压泵，数字阀，数字液压缸等，其中的高级形式已发展到把编了程的芯片和

12、液压控制元件，液压执行元件或能源装置，检测反馈装置，数模转换装置，集成电路等汇成一体，这种汇在一起的联结体只要一收到微处理机或微型计算机处送来的信息，就能实现预先规定的任务。 现以液压成形技术简要说明。因应运输工具轻量化、高性能、省能源之发展趋势，自1990年代起管件液压成形 (tube hydroforming) 或称管件内高压成形(internal high pressure forming) 技术受到工业界及学术界极大瞩目而蓬勃发展，目前已成为国际间汽车产业主流制造技术之一，包括：德国双b、vw、audi、opel，美国gm、ford、chrysler，日本toyota、honda、ni

13、ssan、subaru、mazda、mitsubishi，韩国kia、hyundai等均已投入生产或试量产，主要应用为底盘件、车身结构件与排气系统零组件，在其它产业应用亦不断扩大中，前景十分广阔。管件液压成形技术具有：减轻重量/节省能源、产品一体型化、刚性佳、提高产品性能/精度及创新性，且在生产过程中可减少半成品零件数量，减少焊接、机械加工与产品组装道次等后加工处理，有效降低生产成本、缩短生产周期。在技术上应用管件内高压技术可达到减少结构件零件数目、焊接道次并缩短组配时间，达成减轻重量及降低成本之目标，其优点因产品之不同而有所不同，相较于传统生产技术的优势包括：1.减轻重量：与车削、搪孔相比，

14、管件液压成形之空心轴类可减轻40%50%，有些甚至可达75%；若与冲压焊接件相比，汽车上用管件液压成形的空心结构件可减少20%30%。 2.减少半成品零件数量：在成形过程中可一次加工出如引擎托架、顶盖板架、门框等大型复杂的3d几何形状的工件。与冲压焊接件相比，副车架零件由6个减少到1个；散热器支架零件由17个减少到10个。3.降低模具费用：管件液压成形件通常仅需要一套模具，而冲压焊接件由多个冲压件焊接而成，因此需要多套冲压模具。4.减少后续机械加工和组装焊接量：以散热器支架为例，焊接点由174个减少到20个，制造道次由13道减少到6道，生产效率提高66%。5.提高强度、刚性及疲劳强度：成形过程

15、中液体具冷却作用，使工件被冷作强化，获得比一般冲压加工更高的工件强度。以散热器支架为例，垂直方向提高39%；水平方向提高50%。6.降低生产成本：schuler hydroforming公司对已应用的产品进行分析，管件液压成形件比冲压焊接件成本平均降低15%20%，模具费用降低20%30%。7. 创新性：克服传统制程限制，应用于新产品设计开发。总之，液压技术作为便捷和廉价的自动化技术，在工业中的应用会越来越广泛。液压产品不仅在机电，轻纺、宗电等传统领域有着很大的市场，而且在新兴的产业如信息技术产业、生物制品业、微纳精细加工等领域都有广阔的发展空间。一液压传动技术的应用与发展1.1概述行走驱动系

16、统是工程机械的重要组成部分。与工作系统相比，行走驱动系统不仅需要传输更大的功率，要求器件具有更高的效率和更长的寿命，还希望在变速调速、差速、改变输出轴旋转方向及反向传输动力等方面具有良好的能力。于是，采用何种传动方式，如何更好地满足各种工程机械行走驱动的需要，一直是工程机械行业所要面对的课题。尤其是近年来，随着我国交通、能源等基础设施建设进程的快速发展，建筑施工和资源开发规模不断扩大，工程机械在市场需求大大增强的同时，更面临着作业环境更为苛刻、工况条件更为复杂等所带来的挑战，也进一步推动着对其行走驱动系统的深入研究。这里试图从技术构成及性能特征等角度对液压传动技术在工程机械行走驱动系统的发展及

17、其规律进行探讨。1.2基于单一技术的传动方式工程机械行走系统最初主要采用机械传动和液力机械传动(全液压挖掘机除外)方式。现在，液压和电力传动的传动方式也出现在工程机械行走驱动装置中，充分表明了科学技术发展对这一领域的巨大推动作用。1.2.1机械传动纯机械传动的发动机平均负荷系数低，因此一般只能进行有级变速，并且布局方式受到限制。但由于其具有在稳态传动效率高和制造成本低方面的优势，在调速范围比较小的通用客货汽车和对经济性要求苛刻、作业速度恒定的农用拖拉机领域迄今仍然占据着霸主地位。1.2.2液力传动液力传动用变矩器取代了机械传动中的离合器，具有分段无级调速能力。它的突出优点是具有接近于双曲线的输

18、出扭矩-转速特性，配合后置的动力换挡式机械变速器能够自动匹配负荷并防止动力传动装置过载。变矩器的功率密度很大而负荷应力却较低，大批生产成本也不高等特点使它得以广泛应用于大中型铲土运土机械、起重运输机械领域和汽车、坦克等高速车辆中。但其特性匹配及布局方式受限制，变矩范围较小，动力制动能力差，不适合用于要求速度稳定的场合。1.2.3液压传动与机械传动相比。液压传动更容易实现其运动参数(流量)和动力参数(压力)的控制，而液压传动较之液力传动具有良好的低速负荷特性。由于具有传递效率高，可进行恒功率输出控制，功率利用充分，系统结构简单，输出转速无级调速，可正、反向运转，速度刚性大，动作实现容易等突出优点

19、，液压传动在工程机械中得到了广泛的应用。几乎所有工程机械装备都能见到液压技术的踪迹，其中不少已成为主要的传动和控制方式。极限负荷调节闭式回路，发动机转速控制的恒压，恒功率组合调节的变量系统开发，给液压传动应用于工程机械行走系提供了广阔的发展前景1.3 液压传动技术的应用1.3.1液压传动的早期应用1795年英国约瑟夫布拉曼 ，在伦敦用水作为工作介质,以水压机的形式将其应用于工业上,诞生了世界上第一台水压机。1905年将工作介质水改为油,又进一步得到改善。第一次世界大战后液压传动广泛应用, 液压元件大约在 19 世纪末 20 世纪初的20年间,才开始进入正规的工业生产阶段。1925 年维克斯(发

20、明了压力平衡式叶片泵,为近代液压元件工业或液压传动的逐步建立奠定了基础。20 世纪初康斯坦丁尼斯克对能量波动传递所进行的理论及实际研究;1910年对液力传动(液力联轴节、液力变矩器等)方面的贡献，使这两方面领域得到了发展。第二次世界大战期间,在美国机床中有30%应用了液压传动。应该指出,日本液压传动的发展较欧美等国家晚了近 20 多年。在 1955 年前后 , 日本迅速发展液压传动,1956 年成立了“液压工业会”。近2030 年间，日本液压传动发展之快，居世界领先地位。1.3.2液压传动技术在近代工业制造中的应用液压传动有许多突出的优点，因此它的应用非常广泛，如一般工业用的塑料加工机械、压力

21、机械、机床等；行走机械中的工程机械、建筑机械、农业机械、汽车等；钢铁工业用的冶金机械、提升装置、轧辊调整装置等；土木水利工程用的防洪闸门及堤坝装置、河床升降装置、桥梁操纵机构等；发电厂涡轮机调速装置、核发电厂等等工程机械中的应用二液压传动技术的原理与特点2.1 液压传动的介绍液压传动是用液体作为工作介质来传递能量和进行控制的传动方式。液压传动和气压传动并称为流体传动，是根据17世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理而发展起来的一门新兴技术，是工农业生产中应用广泛的技术。1795年英国joseph braman以水压机的形式将其应用于工业上,诞生了世界上第一台水压机。1905年将工作介质水改为油,又

22、进一步得到改善。第一次世界大战后液压传动广泛应用,特别是1920年以后,发展更为迅速。液压元件大约在19 世纪末20 世纪初的20年间,才开始进入正规的工业生产阶段。1925 年f.vikers发明了压力平衡式叶片泵,为近代液压元件工业或液压传动的逐步建立奠定了基础。20 世纪初gconstantimsco对能量波动传递所进行的理论及实际研究;1910年对液力传动(液力联轴节、液力变矩器等)方面的贡献，使这两方面领域得到了发展。第二次世界大战期间,在美国机床中有30%应用了液压传动。在1955年前后,日本迅速发展液压传动,1956 年成立了“液压工业会”。2.2 液压传动的特点2.2.1液压传

23、动的优点（1）体积小、重量轻，因此惯性力较小，当突然过载或停车时，不会发生大的冲击；（2）能在给定范围内平稳的自动调节牵引速度，并可实现无极调速；（3）换向容易，在不改变电机旋转方向的情况下，可以较方便地实现工作机构旋转和直线往复运动的转换；（4）液压泵和液压马达之间用油管连接，在空间布置上彼此不受严格限制；（5）由于采用油液为工作介质，元件相对运动表面间能自行润滑，磨损小，使用寿命长；（6）操纵控制简便，自动化程度高；（7）容易实现过载保护。液压传动有许多突出的优点，因此它的应用非常广泛，如一般工业用的塑料加工机械、压力机械、机床等；行走机械中的工程机械、建筑机械、农业机械、汽车等；钢铁工业

24、用的冶金机械、提升装置、轧辊调整装置等；土木水利工程用的防洪闸门及堤坝装置、河床升降装置、桥梁操纵机构等；发电厂涡轮机调速装置等等；船舶用的甲板起重机械、船头门、舱壁阀、船尾推进器等；特殊技术用的控制装置、测量浮标、升降旋转舞台等；军事工业用的火炮操纵装置、船舶减摇装置、飞行器仿真、飞机起落架的收放装置和方向舵控制装置等。2.2.2液压传动的缺点（1）使用液压传动对维护的要求高，工作油要始终保持清洁；（2）对液压元件制造精度要求高，工艺复杂，成本较高；（3）液压元件维修较复杂，且需有较高的技术水平；（4）用油做工作介质，在工作面存在火灾隐患；（5）传动效率低。2.3 液压传动的基本原理液压传动

25、的基本原理是在密闭的容器内，利用有压力的油液作为工作介质来实现能量转换和传递动力的。其中的液体称为工作介质，一般为矿物油，它的作用和机械传动中的皮带、链条和齿轮等传动元件相类似。液压传动是利用帕斯卡原理！帕斯卡原理是大概就是：在密闭环境中，向液体施加一个力，这个液体会向各个方向传递这个力！力的大小不变！ 液压传动就是利用这个物理性质，向一个物体施加一个力，利用帕斯卡原理使这个力变大！从而起到举起重物的效果！液压传动在阀门行业也得到很大的应用，如阀门的机床制造加工设备、阀门液压试验设备、阀门的液压传动装置等。三液压传动系统的组成3.1液压动力原件将动力装置的机械能转换成为液压能的装置，其作用是为

26、液压传动系统提供压力油，是液压传动系统的动力源。例如液压泵。3.1.1 液压泵液压泵是液压系统的动力元件，其作用是将原动机的机械能转换成液体的压力能，指液压系统中的油泵，它向整个液压系统提供动力。液压泵的结构形式一般有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵。1.齿轮泵齿轮泵（图3-1）即依靠密封在一个壳体中的两个或两个以上齿轮，在相互啮合过程中所产生的工作空间容积变化来输送液体的泵。齿轮泵的概念是很简单的，即它的最基本形式就是两个尺寸相同的齿轮在一个紧密配合的壳体内相互啮合旋转，这个壳体的内部类似“8”字形，两个齿轮装在里面，齿轮的外径及两侧与壳体紧密配合。来自于挤出机的物料在吸入口进入两个齿轮中间，并充满这

27、一空间，随着齿的旋转沿壳体运动，最后在两齿啮合时排出。困油现象齿轮泵要平稳工作，齿轮啮合的重合度必须大于1，于是总有两对齿轮同时啮合，并有一部分油液被围困在两对轮齿所围成的封闭容腔之间。这个封闭的容腔开始随着齿轮的转动逐渐减小，以后又逐渐加大。封闭腔容积的减小会使被困油液受挤压而产生很高的压力，并且从缝隙中挤出，导致油液发热，并致使机件受到额外的负载；而封闭腔容积的增大又造成局部真空，使油液中溶解的气体分离，产生气穴现象。这些都将产生强烈的振动和噪声，这就是齿轮泵的困油现象图3-1 齿轮泵危害径向不平衡力很大时能使轴弯曲，齿顶与壳体接触，同时加速轴承的磨损，降低轴承的寿命。 消除困油现象方法消

28、除困油的方法，通常是在两侧盖板上开卸荷槽，使封闭腔容积减小时通过左边的卸荷槽与压油腔相通，容积增大时通过右边的卸荷槽与吸油腔相通。2.叶片泵叶片泵（图3-2）即通过叶轮的旋转，将动力机的机械能转换为水能(势能、动能、压能)的水力机械。因为历史的叶片泵根据中类型的不同有两种 一）专门指容积泵中的滑片泵。 二）指动力式泵的三泵（离心泵、混流泵、轴流泵）或其他特殊的泵。 这类泵产品一般不会叫叶片泵。但作为专著，叶片泵几乎全部是指离心泵、混流泵、轴流泵等。 根据其每转的理论排量是固定值还是可变值，可以分为叶片式变量泵和叶片式定量泵。叶片泵转子旋转时，叶片在离心力和压力油的作用下，尖部紧贴在定子内表面上

29、。这样两个叶片与转子和定子内表面所构成的工作容积，先由小到大吸油后再由大到小排油，叶片旋转一周时，完成两次吸油与排油。图3-2 叶片泵3柱塞泵柱塞泵即利用柱塞在泵缸体内往复运动，使柱塞与泵壁间形成容积改变，反复吸入和排出液体并增高其压力的泵。图3-3 柱塞泵柱塞泵（图3-3）是液压系统的一个重要装置。它依靠柱塞在缸体中往复运动，使密封工作容腔的容积发生变化来实现吸油、压油。柱塞泵具有额定压力高、结构紧凑、效率高和流量调节方便等优点，被广泛应用于高压、大流量和流量需要调节的场合，诸如液压机、工程机械和船舶中。机械原理概述柱塞泵柱塞往复运动总行程l是不变的，由凸轮的升程决定。柱塞每循环的供油量大小

30、取决于供油行程,供油行程不受凸轮轴控制是可变的。供油开始时刻不随供油行程的变化而变化。转动柱塞可改变供油终了时刻，从而改变供油量。柱塞泵工作时，在喷油泵凸轮轴上的凸轮与柱塞弹簧的作用下，迫使柱塞作上、下往复运动，从而完成泵油任务，泵油过程可分为以下三个阶段。 进油过程当凸轮的凸起部分转过去后，在弹簧力的作用下，柱塞向下运动，柱塞上部空间（称为泵油室）产生真空度，当柱塞上端面把柱塞套上的进油孔打开后，充满在油泵上体油道内的柴油经油孔进入泵油室，柱塞运动到下止点，进油结束。 供油过程当凸轮轴转到凸轮的凸起部分顶起滚轮体时，柱塞弹簧被压缩，柱塞向上运动，燃油受压，一部分燃油经油孔流回喷油泵上体油腔。

31、当柱塞顶面遮住套筒上进油孔的上缘时，由于柱塞和套筒的配合间隙很小（0.0015-0.0025mm）使柱塞顶部的泵油室成为一个密封油腔，柱塞继续上升，泵油室内的油压迅速升高，泵油压力出油阀弹簧力+高压油管剩余压力时，推开出油阀，高压柴油经出油阀进入高压油管，通过喷油器喷入燃烧室。 回油过程柱塞向上供油，当上行到柱塞上的斜槽（停供边）与套筒上的回油孔相通时，泵油室低压油路便与柱塞头部的中孔和径向孔及斜槽沟通，油压骤然下降，出油阀在弹簧力的作用下迅速关闭，停止供油。此后柱塞还要上行，当凸轮的凸起部分转过去后，在弹簧的作用下，柱塞又下行。此时便开始了下一个循环。 柱塞泵以一个柱塞为原理介绍，一个柱塞泵

32、上有两个单向阀，并且方向相反，柱塞向一个方向运动时缸内出现负压，这时一个单向阀打开液体被吸入缸内，柱塞向另一个方向运动时，将液体压缩后另一个单向阀被打开，被吸入缸内的液体被排出。这种工作方式连续运动后就形成了连续供油 。3.2 液压执行元件将液压能转换为机械能的装置，其作用是在压力油的推动下输出力和速度或转矩和速度，以驱动工作装置做工。例如液压缸、液压马达。 3.2.1液压马达液压马达习惯上是指输出旋转运动的，将液压泵提供的液压能转变为机械能的能量转换装置。 液压马达亦称为油马达，主要应用于注塑机械、船舶、起扬机、工程机械、建筑机械、煤矿机械、矿山机械、冶金机械、船舶机械、石油化工、港口机械等

33、。 高速马达齿轮马达具有体积小、重量轻、结构简单、工艺性好、对油液的污染不敏感、耐冲击和惯性小等优点。缺点有扭矩脉动较大、效率较低、起动扭矩较小（仅为额定扭矩的60%70%）和低速稳定性差等。 叶片马达叶片马达叶片马达与其他类型马达相比较具有结构紧凑、轮廓尺寸较小、噪声低、寿命长等优点，其惯性比柱塞马达小、但抗污染能力比齿轮马达差、且转速不能太高、一般在200r/min 以下工作。叶片马达由于泄漏较大，故负载变化或低速时不稳定。 马达种类径向柱塞马达 轴向柱塞马达斜轴式柱塞马达 斜盘式柱塞马达 低速液压马达径向柱塞马达 连杆式液压马达是结构简单、工作可靠、品种规格多、价格低。其缺点是体积和重量

34、较大，扭矩脉动较大 。 无连杆式液压马达 摆缸式液压马达 滚柱式液压马达 轴向柱塞马达双斜盘式柱塞马达 轴向球塞式马达 叶片马达 齿轮液压马达3.2.2 液压缸液压缸是将液压能转变为机械能的、做直线往复运动（或摆动运动）的液压执行元件。它结构简单、工作可靠。用它来实现往复运动时，可免去减速装置，并且没有传动间隙，运动平稳，因此在各种机械的液压系统中得到广泛应用。液压缸输出力和活塞有效面积及其两边的压差成正比；液压缸基本上由缸筒和缸盖、活塞和活塞杆、密封装置、缓冲装置与排气装置组成。缓冲装置与排气装置视具体应用场合而定，其他装置则必不可少。类型根据常用液压缸的结构形式，可将其分为四种类型：活塞式

35、单活塞杆液压缸只有一端有活塞杆。如图所示是一种单活塞液压缸。其两端进出口油口a和b都可通压力油或回油，以实现双向运动，故称为双作用缸。柱塞式（1） 并列直列式电动液压缸柱塞式液压缸是一种单作用式液压缸，靠液压力只能实现一个方向的运动，柱 塞回程要靠其它外力或柱塞的自重； （2）柱塞只靠缸套支承而不与缸套 接触，这样缸套极易加工，故适于做 长行程液压缸； （3）工作时柱塞总受压，因而它必须 有足够的刚度； （4）柱塞重量往往较大，水平放置时 容易因自重而下垂，造成密封件和导向 单边磨损，故其垂直使用更有利。伸缩式伸缩式液压缸具有二级或多级活塞，伸缩式液压缸中活塞伸出的顺序式从大到小，而空载缩回的

36、顺序则一般是从小到大。伸缩缸可实现较长的行程，而缩回时长度较短，结构较为紧凑。此种液压缸常用于工程机械和农业机械上。 双作用单活塞杆式液压缸摆动式摆动式液压缸是输出扭矩并实现往复运动的执行元件，也称摆动式液压马达。有单叶片和双叶片两种形式。定子块固定在缸体上，而叶片和转子连接在一起。根据进油方向， 叶片将带动转子作往复摆动。3.3液压控制调节元件用来控制液压传动系统中油液的流动方向、压力和流量，以保证液压执行元件和工作装置完成指定工作。例如各种液压阀类零件液压阀一种用压力油操作的自动化元件，它受配压阀压力油的控制，通常与电磁配压阀组合使用 ，可用于远距离控制水电站油、气、水管路系统的通断。用于

37、降低并稳定系统中某一支路的油液压力，常用于夹紧、控制、润滑等油路。有直动型、先导型、叠加型之分。液压传动中用来控制液体压力流量和方向的元件。其中控制压力的称为压力控制阀，控制流量的称为流量控制阀，控制通断和流向的称为方向控制阀。3.3.1 液压阀的分类1.按用途分为溢流阀减压阀和顺序阀 (1)溢流阀：能控制液压系统在达到调定压力时保持恒定状态。用於过载保护的溢流阀称为安全阀。 当系统发生故障，压力升高到可能造成破坏的限定值时，阀口会打开而溢流，以保证系统的安全。 (2)减压阀：能控制分支回路得到比主回路油压低的稳定压力。减压阀按它所控制的压力功能不同，又可分为定值减压阀(输出压力为恒定值)定差

38、减压阀(输入与输出压力差为定值)和定比减压阀(输入与输出压力间保持一定的比例)。 (3)顺序阀：能使一个执行元件(如液压缸液压马达等)动作以后，再按顺序使其他执行元件动作。2.流量控制阀利用调节阀芯和阀体间的节流口面积和它所产生的局部阻力对流量进行调节，从而控制执行元件的运动速度。流量控制阀按用途分为 5种。(1)节流阀：在调定节流口面积后，能使载荷压力变化不大和运动均匀性要求不高的执行元件的运动速度基本上保持稳定。(2)调速阀：在载荷压力变化时能保持节流阀的进出口压差为定值。这样，在节流口面积调定以后，不论载荷压力如何变化，调速阀都能保持通过节流阀的流量不变，从而使执行元件的运动速度稳定。(

39、3)分流阀：不论载荷大小，能使同一油源的两个执行元件得到相等流量的为等量分流阀或同步阀；得到按比例分配流量的为比例分流阀。(4)集流阀：作用与分流阀相反，使流入集流阀的流量按比例分配。(5)分流集流阀：兼具分流阀和集流阀两种功能。3.方向控制阀按用途分为单向阀和换向阀。单向阀：只允许流体在管道中单向接通，反向即切断。换向阀：改变不同管路间的通断关系根据阀芯在阀体中的工作位置数分两位三位等；根据所控制的通道数分两通三通四通五通等；根据阀芯驱动方式分手动机动电动液动等。60年代后期，在上述几种液压控制阀的基础上又研制出电液比例控制阀。它的输出量(压力流量)能随输入的电信号连续变化。电液比例控制阀按

40、作用不同，相应地分为电液比例压力控制阀电液比例流量控制阀和电液比例方向控制阀等。3.4 液压辅助元件保证液压传动系统正常工作。例如油箱、油管、滤油器。液压辅件是系统的一个重要组成部分，其合理设计和选用在很大程度上影响液压系统的效率、噪声、温升、工作可靠性等技术性能。主要内容：3.4.1 过滤器过滤器的作用：滤去油中杂质，维护油液清洁，防止油液污染，保证系统正常工作过滤器的分类 1. 表面型：网式过滤器（可滤去d0.080.18mm颗粒，压力损失不超过0.01mpa）、线隙式过滤器（可滤去d0.030.1mm颗粒，压力损失约为0.070.35mpa）。2. 深度型：纸芯式过滤器（可滤去d 0.0

41、50.03mm颗粒，压力损失约为0.080.4mpa）、烧结式过滤器（可滤去d 0.010.1mm颗粒，压力损失约为0.030.2mpa）。3. 磁形过滤器：可将油液中对磁性敏感的金属颗粒吸附在上面。常与其它形式滤芯一起制成复合式过滤器。4. 过滤器的典型结构（图3-4）：网式、线隙式、纸芯式、烧结式。a 网式b 线隙式c 纸芯式网式d 烧结式图3-4 过滤网结构网式过滤器的选用1、过滤精度应满足系统要求 过滤精度以滤去杂质颗粒的大小来衡量。不同液压系统对过滤器的过滤精度要求见推荐表。d0.1mm为粗滤器；d0.01mm为普通滤器；d0.005mm为精滤器；d0.001mm为特精滤器。2、要有

42、足够的通油能力 通流能力指在一定压力降下允许通过过滤器的最大流量，应结合过滤器在系统中的安装位置选取。要有一定的机械强度，不因液压力而破坏。 3、要考虑一些特殊要求，如抗腐蚀、磁性、发讯、不停机更换滤芯等。4、要清洗更换方便。3.4.2 蓄能器蓄能器的作用蓄能器是液压系统中储存和释放压力能的装置1、作辅助动力源或紧急动力源 在工作循环不同阶段需要的流量变化很大时，常采用蓄能器和一个流量较小的泵组成油源。另外当驱动泵的原动机发生故障时，蓄能器可作紧急动力源。2、保压和补充泄漏 需要较长时间保压而泵卸载时，可利用蓄能器释放储存的压力油，补充系统泄漏，保持系统压力。3、吸收冲击和消除压力脉动 在压力

43、冲击处和泵的出口安装蓄能器可吸收压力冲击峰值和压力脉动，提高系统工作的平稳性。蓄能器的分类 按产生液体压力的方式分弹簧式、重锤式和充气式（图3-5）。常用充气式，它利用气体的压缩和膨胀储存、释放压力能。气体和油液要隔开。充气式蓄能器按隔离方式不同，又分为活塞式和皮囊式图3-53.4.3油箱油箱（图3-6）是液压系统中储存液压油用。油箱的功用1、储存系统所需的足够油液；2、散发油液中的热量；3、逸出溶解在油液中的空气；4、沉淀油液中的污物；5、对中小型液压系统，泵装置及一些液压元件还安装在油箱顶板上。 图 3-6 油箱油箱的结构1.总体式结构：利用设备机体空腔作油箱，散热性不好，维修不方便。2.

44、分离式结构：布置灵活，维修保养方便。通常用2.55mm 钢板焊接而成。油箱的设计 油箱容积v 的确定 v=q，经验系数， 低压系统（ 24 ），中压系统（ 57 ），高压系统（ 612 ）设计注意事项：1、油箱容积主要根据热平衡来确定。为使系统回油不致溢出油箱，油面高度不超过油箱高度的0.8 倍。2、油箱中应设吸油过滤器，为方便清洗过滤器，油箱结构要考虑拆卸方便。3、油箱底部应做成适当斜度，并设置放油塞。油箱箱盖上应安装空气滤清器，其通气流量不小与泵流量的1.5倍。大油箱还应在侧面设计清洗窗口。 4、油箱侧壁要安装油位指示计，以 指示最高、最低油位。新油箱要做防锈、防凝水处理。 5、吸油管与回

45、油管要用隔板分开，增加油液循环的距离，使油液有足够的时间分离气泡，沉淀杂质。隔板高度一般取油面高度的3/4。吸油管距油箱底面距离h2d，距箱壁不小于3d。回油管应插入油面以下，为防止回油带入空气，回油管距箱底h2d，且排油口切成45，以增大通流面积。泄油管则应在油面以上。 6、大、中型油箱应设起吊钩或起吊孔。3.4.4 热交换器系统能量损失转换为热量以后，会使油液温度升高。若长时间油温过高，油液粘度下降，泄漏增加，密封老化，油液氧化，严重影响系统正常工作。为保证正常工作温度在2065，需要在系统中安装冷却器。相反，油温过低，油液粘度过大，设备启动困难，压力损失加大并引起过大的振动。此种情况下系

46、统应安装加热器，将油液温度升高到适合的温度。3.4.5 管件管件是用来连接液压元件、输送液压油液的连接件。它应保证有足够的强度，没有泄漏，密封性能好，压力损失小，拆装方便。它包括油管和管接头。1. 油管 有钢管、紫铜管、塑料管、尼龙管、橡胶软管。应根据液压装置工作条件和压力大小来选择油管。油管内径d 的选取应以降低流速减少压力损失为前提；管壁厚不仅与工作压力有关，还与管子材料有关。2. 管接头 油管与液压元件、油管与油管之间可拆卸的的连接件。管接头与其他液压元件用国家标准米制锥螺纹和普通细牙螺纹连接。常用的管接头有扩口式、焊接式、卡套式、橡胶软管接头、快速接头。3.4.6 密封装置密封装置用来

47、防止系统油液的内外泄漏，以及外界灰尘和异物的侵入，保证系统建立必要压力。对密封装置的要求： 1、在一定的工作压力和温度范围内具有良好的密封性能； 2、与运动件之间摩擦系数要小； 3、寿命长，不易老化，抗腐蚀能力强； 4、制造容易，维护使用方便，价格低廉。常用的密封 1、间隙密封 2、o 型密封圈 3、唇型密封（y 型、yx型、v 型） 4、组合密封装置（组合密封垫圈、橡塑组合密封装置）3.5液压工作介质工作介质指传动液体，通常被称为液压油。3.5.1液压油液压油引就是利用液体压力能的液压系统使用的液压介质，在液压系统中起着能量传递、系统润滑、防腐、防锈、冷却等作用。对于液压油来说，首先应满足液

48、压装置在工作温度下与启动温度下对液体粘度的要求，由于油的粘度变化直接与液压动作、传递效率和传递精度有关，还要求油的粘温性能和剪切安定性应满足不同用途所提出的各种需求。3.5.2 液压油的要求质量要求 (l)合适的粘度和良好的粘温性能，以保证液压元件在工作压力和工作温度发生变化的条件下得到良好润滑、冷却和密封。 (2)良好的极压抗磨性，以保证油泵、液压马达、控制阀和油缸中的摩擦副在高压、高速苛刻条件下得到正常的润滑，减少磨损。 (3)优良的抗氧化安定性、水解安定性和热稳定性，以抵抗空气、水分和高温、高压等因素的影响或作用，使其不易老化变质，延长使用寿命。 (4)良好的抗泡性和空气释放值，以保证在

49、运转中受到机械剧烈搅拌的条件下产生的泡沫能迅速消失；并能将混入油中的空气在较短时间内释放出来，以实现准确、灵敏、平稳地传递静压。 (5)良好的抗乳化性，能与混入油中的水分迅速分离，以免形成乳化液，引起液压系统的金属材质锈蚀和降低使用性能。 (6)良好的防锈性，以防止金属表面锈蚀。 注意事项(l)要保持液压系统的清洁，及时清除油箱内的油泥和金属屑。 (2)按换油参考指标进行换油，换油时应将设备各部件清洗干净，以免杂质等混入油中，影响使用效果。 (3)储存和使用时，容器和加油工具必须清洁，防止油品被污染。 (4)该油品主要适用于钢-钢摩擦副的液压油泵。用于其它材质摩擦副的液压油泵时，必须要有油泵制

50、造厂或供油单位推荐本产品所适用的油泵负荷限值。四液压传动技术在机械中的应用驱动机械运动的机构以及各种传动和操纵装置有多中形式。根据所用的不见和零件，可分为机械的、电气的、气动的、液压的传动装置。经常还将不同的形式组合起来运用四位一体。由于液压传动具有很多优点，使这种新技术发展的很快。液压传动应用与金属切割机床也不过四五十年的历史。航空工业在1930年以后才开始采用。特别是最近二三十年一来液压技术在各种工业中的应用越来越广泛。4.1在机床上，液压传动常应用在以下的一些装置中1.进给传动装置磨床砂轮架和工作台的进给运动大部分采用液压传动；车床、六角车床、自动车床的刀架或转塔刀架；铣床、刨床、组合机

51、床的工作台等的进给运动也都采用液压传动。这些部件有的要求快速移动，有的要求慢速移动。有的既要求快速移动，也要求慢速移动。这些运动多半要求有较大的调速范围，要求在工作中无级调速；有的要求持续进给，有的要求间歇进给；有的要求在负载变化下速度恒定，有的要求有良好的换向性能等等。所有这些要求都是可以用液压传动来实现的。2.往复主题运动传动装置龙门刨床的工作台、牛头刨床或插床的滑枕，由于要求作高速往复直线运动并且要求换向冲击小、换向时间短、能耗低，因此都可以采用液压传动。3.仿形装置车床、铣床、刨床上的仿形加工可以采用液压伺服系统来完成。起精度可达0.01-0.02mm。此外，磨床上的成型砂轮修正装置亦

52、可采用这系统4.辅助装置机床上的夹紧装置、齿轮箱变速操纵装置、丝杆螺母间隙消除装置、垂直移动部件平衡装置、分度装置、工件和刀具装卸装置、工件输送装置等，采用液压传动，有利于简化机床结构，提高机床自动化程度。5.静压支承重型机床、高速机床、高精度机床上的轴承、导轨、丝杆螺母机构等处采用液压静支承后，可以提高工作平稳性和运动精度。行业名称应用场所举例工程机械挖掘机、装载机、推土机、压路机、矿运机等起重运输机械汽车吊、港口龙门吊、叉车、装卸机械、皮带运输等矿山机械凿岩机、开掘机、开采机、破碎机、提升机、液压支架等建筑机械打桩机、液压千斤顶、平地机等农业机械联合收割机、拖拉机、农具悬挂系统等冶金机械电

53、炉炉顶及电极升降机、轧钢机、压力机等轻工机械打包机、注塑机、校直机、橡胶硫化机、造纸机等汽车工业自卸式汽车、平板车、高空作业车、汽车中的转向器、减震器等智能机械折臂式小汽车装卸器、数字式体育锻炼机、模拟驾驶舱、机器人等表4-1 液压传动在其他机械工业部门的应用4.2液压传动技术在工程机械行走驱动中的应用行走驱动系统是工程机械的重要组成部分。与工作系统相比，行走驱动系统不仅需要传输更大的功率，要求器件具有更高的效率和更长的寿命，还希望在变速调速、差速、改变输出轴旋转方向及反向传输动力等方面具有良好的能力。于是，采用何种传动方式，如何更好地满足各种工程机械行走驱动的需要，一直是工程机械行业所要面对的课题。尤其是近年来，随着我国交通、能源等基础设施建设进程的快速发展，建筑施工和资源开发规模不断扩大，工程机械在市场需求大大增强的同时，更面临着作业环境更为苛刻、工况条件更为复杂等所带来的挑战，也进一步推动着对其行走驱动系统的深入研究。这里试图从技术构成及性能特征等角度对液压传动技术在工程机械行走驱动系统的发展及其规律进行探讨。 4.2.1基于单一技术的