液压传动的基本原理

1、第一节液压传动的基本原理*基本概念液压传动是一种以液体（通常是油液）作为工作介质，以静压力和流量作为特性参量进行能量的转换、传递、分配的技术手段。它的特点是：“以液体为工作介质，传递能量和进行控制。”二液压传动系统的组成液压传动装置主要由以下四部分组成：a、能源装置：把机械能转换成油液液压能的装置。最常见的形式就是液压泵，它给液压系统提供压力油。b、执行装置：把油液的液压能转换成机械能的装置。它可以是作直线运动的液压缸，也可以是作回转运动的液压马达。c、控制调节装置：对系统油液压力、流量或流动方向进行控制和调节的装置。例如上述中的溢流阀、节流阀、换向阀、开停阀等。这些元件的不同组成形成了不同功

2、能的液压系统。d、辅助装置：上述三部分以外的其它装置，例如上述的油箱、滤油器、油管等。它们对保证系统正常工作也有重要作用。三液压传动的工作原理液压泵由电机带动旋转后，从油箱中吸油。油液经滤油器进入液压泵，当它从泵中输出进入压力管后，通过开停阀、节流阀、换向阀进入液压缸左腔，推动活塞和工作台向右移动。这时，液压缸右腔的油经换向阀和回油管排回油箱。如果换向阀换向，则压力管的油将经过开停阀、节流阀和换向阀进入液压缸右腔，推动活塞和工作台向左移动，并使液压缸左腔的油经换向阀和回油管排回油箱。工作台移动速度是由节流阀来调节的。当节流阀开大时，进入油缸的油液增多，工作台的移动速度增大；当节流阀关小时，工作

3、台的移动速度减小。为了克服移动工作台时所受到的各种阻力，液压缸必须产生一个足够大的推力，这个推力是由液压缸中的油液压力产生的。要克服的阻力越大，缸中的油液压力越高；反之压力就越低。输入液压缸的油液是通过节流阀调节的，液压泵输出的多余的油液经溢流阀和回油管排回油箱，这只有在压力支管中的油液压力对溢流阀钢球的作用力等于或略大于溢流阀中弹簧的预紧力时，油液才能顶开溢流阀中的钢球流回油箱。所以，在系统中液压泵出口处的油液压力是由溢流阀决定的，它和缸中和油液压力不一样大。如果将开停手柄转换于中位，压力管中的油液将开停阀和回油管排回油箱，不输到液压缸中去，这时工作台就停止运动。四液压传动的优缺点(一)优点

4、：(1)易于大幅度减速，从而可获得较大的力和扭矩，并能实现较大范围的无级变速，使整个传动系统简单化。(2)易于实现直线往复运动，以直接驱动工作装置，安装时自由度多。(3)能容量大，即较小重量和尺寸的液压件可传递较大的功率。(4)液压传动简化了机械的维护保养，延长元件的使用寿命。(5)液压元件易于实现标准化、系列化、通用化，可提高生产效率。(6)与电气配合，可设计出性能良好、自动化高的传动和控制系统。(二)缺点：(6)液压油的泄露难于避免，造成浪费、污染、降低系统的效率(1)液压油的黏度。随温度变化而变化，从而影响了传动的工作性能，因此在高温场合和温度低的场合不适宜使用液压传动。(2)由于液体流

5、动中压力损失较大，故不适宜用语较远距离的传动。零件加工质量要求较高，因而目前液压元件的成本较高。液压元件有：液压泵(液压马达)、执行元件、控制元件、辅件等。液压泵是一种能量转换装置，它把驱动电机的机械能转换成输到系统中去的油液的压力能供液压系统使用。液压马达也是一种能量转换装置。它把输来油液的压力能转换成机械能。使主机的工作部件克服负载及阻力而产生运动。液压传动系统中使用的液压泵和液压马达都是容积式的。工作原理是：凸轮旋转时，柱塞在凸轮和弹簧的作用下在缸体中左右移动。柱塞右移时，缸体中的油腔容积变大，产生真空，油液便通达吸油阀吸入；柱塞左移时缸体中的油腔变小，已吸入的油液便通过压力阀输到系统中

6、去。由此可见，泵是靠密封工作腔的容积变化进行工作的，而它的输入流量的大小是由密封工作腔的容积变化来决定的。液压马达是产生连续旋转运动的执行元件。从原理上讲，向容积泵中输入压力油，使其轴转动，就成为液压马达。大部分容积式泵都可作液压马达使用，但在结构细节上有一些不同。液压泵(液压马达)按其在单位时间内所能输出(所需输入)油液体积可否调节而分为定量泵(定量马达)、和变量泵(变量马达)两类；按结构形式可以分为齿轮式、叶片式和柱塞式三大类。泵的选用：根据系统使用压力来选择根据系统对噪声的要求来选择从工作的可靠性和寿命来选择考虑污染因素(叶月泵抗污染能力较差，不如齿轮泵，若系统过滤条件好，油箱有密封，则

7、可以考虑选择叶片泵，否则应选用齿轮泵或其他抗污染能力较强的泵)从节能角度考虑考虑价格因素。液压阀是用来控制液压系统中油液的流动方向或调节其压力和流量的，因此它可以分为方向阀、压力阀和流量阀三大类。一个形状相同的阀，可以因为作用机制的不同，而具有不同的功能。压力阀和流量阀利用通流截面的节流作用控制着系统的压力和少量，而方向阀则利用通流通路更换控制着油液流动的方向。这就是说，尽管液压阀存在着各种各样不同的类型，它们之间还保持着一些基本共同之点。例如：1）在结构上，所有的阀都有由阀体、阀心（座阀或滑阀）和驱使阀心动作的元部件（如弹簧、电磁铁）组成。2）在工作原理上，所有阀开口大小，阀进、出口间的压差

8、以及流过阀的流量之间的关系都符合孔流量公式。仅是各种阀控制的参数各不相同而已。液压阀的分类：液压阀可按不同的特征进行分类如下1'按机能分类：有压力压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀。压力控制阀包括溢流阀、顺序阀、卸荷阀、平衡阀、减压阀、比例阀、限压阀、压力继电器等；流量控制阀包括节流阀、单向节流阀、调速阀、分流阀、集流阀、比例流量控制阀等方向控制阀包括单向阀、液控单向阀、换向阀、行程减压阀、比例换向阀等。2、按结构分类有滑阀（圆柱滑阀、旋转阀、平衡滑阀）、座阀（锥阀、球阀、喷嘴挡板阀）、射流管阀。按操纵方法分类有手动阀（手把及手轮、踏板、杠杆）、机动阀（挡块及碰块、弹簧、液压、气动）、

9、电动阀（电磁铁控制、伺服电机和步进电机控制）按连接方式分有管式连接（螺纹式连接、法兰式连接）、板式及叠加式连接（单、双层连接板式、整体连接板式、叠加阀）、插装式连接（螺纹式插装、法兰式连接）按控制方法分类有电液比例阀（电液比例流量阀、电液比例换向阀、电液比例复合阀、电液比例多路阀）、伺服阀（单两极电液流量伺服阀、三极电液流量伺服阀、电液压力伺服阀、气液伺服阀、机液伺服阀）、数字控制阀（数字控制压力阀、数字控制流量阀、方向阀）液压系统中常的单向阀有普通单向阀和液控单向阀两种。普通单向阀的作用，是使油液只能沿一个方向流动，不许它反向倒流。例管式普通单向阀：原理是压力油从阀体左端的通口流入时，克服弹

10、簧作用在阀心上的力，使阀心向右移动，打开阀口，并通过阀心上的径向孔、轴向孔从阀体右端的通口流出。但是压力油从阀体右端的通口流入时，它和弹簧力一起使阀心锥面压紧在阀孔上，使阀口关闭，油液无法通过。单向阀的阀心也可以用钢球式的结构，它制造起来方便，但密封性较差，只适用于小流量的场合。在普通单向阀中，通流方向的阻力应尽可能小，而不通流方向应有良好的密封。另外，单向阀的动作应灵敏，工作时不应有撞击和噪声。单向阀弹簧的钢度一般都选得较小，使阀的开启压力仅需0.。3一。.。5MPA.如换上钢度较大的弹簧，使阀的开启压力达到。.20.6MPA，便可当作背压阀使用.单向阀可装在泵的出口处，防止系统中的液压冲击

11、影响泵的工作-同理，单向阀可以用来分隔油路，防止油路间的相互干扰.单向阀的主要性能：正向最小开启压力正向流动时的压力损失以及反向泄漏量。这些参数都和阀的结构和制造质量有液控单向阀工作原理：当控制口处无压力油通入时，它的工作机制和普通单向阀一样。当控制口有控制压力油时，因控制活塞右侧腔通泄油口，活塞右移，推动顶杆顶开阀心，使通口P1和P2接通，油液就可在两个方向通流。液控单向阀因泄漏油液方式的不同而有内泄式和外泄式两种。在高压系统中，液控单向阀反向开启前P2口的压力很高，所以要使单向阀反向开启的控制压力也很高。为了减小控制压力，可以采用带卸荷阀心的液控单向阀。液控单向阀的主要性能和单向阀差不多，它反向开启的最小控制压力，当P仁C时，不带卸荷阀的为（0.4-0.5）P2，带卸荷阀心的为0.05P2，此外，它反向流动的压力损失要比正向流动的压力损失小些。液控单向阀在液压系统中的主要