《机械基础》课件

1、项目九项目九认识液压传动系统认识液压传动系统l 液压传动发展阶段液压传动发展阶段 第一阶段第一阶段： 液压传动从液压传动从1795年世界上第一台水压机诞年世界上第一台水压机诞生，已有生，已有200多年的历史，但由于没有成熟的多年的历史，但由于没有成熟的液压传动技术和液压元件，且工艺制造水平低液压传动技术和液压元件，且工艺制造水平低下，发展缓下，发展缓 慢，几乎停滞。慢，几乎停滞。 第二阶段：第二阶段： 上世纪上世纪30年代，由于工艺制造水平年代，由于工艺制造水平提高，开始生产液压元件，并首先应用提高，开始生产液压元件，并首先应用于机床。于机床。 l第三阶段：第三阶段：l 上世纪上世纪50、60

2、、70年代，工艺水平年代，工艺水平有了很大提高，液压技术也迅速发展，有了很大提高，液压技术也迅速发展，渗透到国民经济的各个领域：从蓝天到渗透到国民经济的各个领域：从蓝天到水下，从军用到民用，从重工业到轻工水下，从军用到民用，从重工业到轻工业业 到处都有流体传动与控制技术到处都有流体传动与控制技术 举例应用举例应用 如：如： 火炮跟踪、炮塔火炮跟踪、炮塔 稳定、海底石油探测平台稳定、海底石油探测平台固定、煤矿矿井支承、矿山用的风钻、火车的固定、煤矿矿井支承、矿山用的风钻、火车的刹车装置、液压装载、起重、挖掘、轧钢机组、刹车装置、液压装载、起重、挖掘、轧钢机组、数控机床、多工位数控机床、多工位 组

3、合机床、全自动液压车组合机床、全自动液压车床、液压床、液压 机械手等。机械手等。 l工程机械 推土机、挖掘机、装载机l起重运输 汽车吊、叉车、港口龙门吊l矿山机械 凿岩机、提升机、液压支架l建筑机械 打桩机、平地机、液压千斤顶l农业机械 拖拉机、联合收割机液压传动的应用l冶金机械 压力机、轧钢机l锻压机械 压力机、模锻机、空气锤l机械制造 组合机床、自动线、气动扳手l轻工机械 打包机、注塑机l汽车工业 汽车转向器、减振器、自卸汽车l智能机械 模拟驾驶舱、机器人l娱乐行业 娱乐座椅液压传动在军工中的应用液压传动在军工中的应用液压传动在工程机械中的应用液压传动在工程机械中的应用全自动六角车床全自动

4、六角车床 液压传动在机床工业中的应用液压传动在机床工业中的应用注塑机注塑机液压传动在轻工机械液压传动在轻工机械 中的应用中的应用抓斗机抓斗机铲车铲车液压千斤顶液压千斤顶 压力机压力机液压千斤顶原理液压千斤顶原理l 141液压传动的基本原理及组成液压传动的基本原理及组成 一、液压传动的基本原理、液压传动的基本原理1一杠杆手柄一杠杆手柄2一泵体（油腔）一泵体（油腔） 3排油单向阀排油单向阀4一吸油单向阀一吸油单向阀5一油箱一油箱6、7、9、10一油管一油管8放油阀放油阀11一液压缸（油腔）一液压缸（油腔）12重物重物 1泵吸油过程泵吸油过程2泵压油和重物举升过程泵压油和重物举升过程3重物落下过程从

5、上图可以看出，液压传动是以液体作为工作介质来进行工作的，一个完整的液压传动系统由以下几部分组成： （l）动力元件：是将原动机所输出的机械能转换成液体压力能的元件，其作用是向液压系统提供压力油，液压泵是液压系统的心脏。 （2）执行元件 ：把液体压力能转换成机械能以驱动工作机构的元件，执行元件包括液压缸和液压马达。 （3）控制元件 ：包括压力、方向、流量控制阀，是对系统中油液压力、流量、方向进行控制和调节的元件。如换向阀15即属控制元件。 （4）辅助元件 ：上述三个组成部分以外的其它元件，如：管道、管接头、油箱、滤油器等为辅助元件。 液压传动系统的组成液压传动系统的组成 液液压压元元件件 通过以上

6、的实例，我们可以总结出通过以上的实例，我们可以总结出液压传动的工作原理液压传动的工作原理是：以是：以油液油液为为工作介质，通过工作介质，通过密封容积密封容积的变化来的变化来传递传递运动运动，通过油液内部的压力来，通过油液内部的压力来传递传递动力动力。液压传动装置实质上是。液压传动装置实质上是一种一种能量转换能量转换装置。装置。二、液压传动系统的组成二、液压传动系统的组成 动力部分动力部分 执行部分执行部分 控制部分控制部分 辅助部分辅助部分三、液压元件的图形符号三、液压元件的图形符号GB/T786.11993液压气动图形符号 1一杠杆一杠杆2一活塞一活塞3泵泵4一单向阀一单向阀5一单向阀一单向

7、阀6一油箱一油箱7放油阀放油阀8活塞缸活塞缸9柱塞柱塞 液压千斤顶工作原理简化结构示意图四、液压传动的应用特点四、液压传动的应用特点 易于获得很大的力和力矩易于获得很大的力和力矩 调速范围大，易实现无级调速调速范围大，易实现无级调速 质量轻，体积小，动作灵敏质量轻，体积小，动作灵敏 传动平稳，易于频繁换向传动平稳，易于频繁换向 易于实现过载保护易于实现过载保护 便于采用电液联合控制以实现自动化便于采用电液联合控制以实现自动化 液压元件能够自动润滑，元件的使用寿命长液压元件能够自动润滑，元件的使用寿命长 液压元件易于实现系列化、标准化、通用化液压元件易于实现系列化、标准化、通用化 传动效率较低传

8、动效率较低 液压系统产生故障时，不易找到原因，维修困难液压系统产生故障时，不易找到原因，维修困难 为减少泄漏，液压元件的制造精度要求较高为减少泄漏，液压元件的制造精度要求较高返回主页课堂练习课堂练习 1.液压系统除工作介质外液压系统除工作介质外,主要由（主要由（ ）、）、（ ）、（）、（ ）和（）和（ ）四部分组成。）四部分组成。 2.各种液压阀用于控制液压系统中液体的各种液压阀用于控制液压系统中液体的（ ）、（）、（ ）和（）和（ ）等，以保证执行元）等，以保证执行元件完成预定的工作运动。件完成预定的工作运动。 3.液压传动装置工作平稳液压传动装置工作平稳,能方便地实现无级调能方便地实现无级

9、调速速,但不能快速启动、制动和频繁换向。但不能快速启动、制动和频繁换向。 A 是是 B 否否 4.液压系统中液压系统中,液压缸属于（液压缸属于（ ），液压泵属于），液压泵属于（ ）。）。 A 动力部分动力部分 B 执行部分执行部分 C 控制部分控制部分四、液压油的选用四、液压油的选用 黏度黏度液体黏性的大小。液体黏性的大小。 黏度黏度 牌号牌号 为了减少漏损，在使用温度、压力较高或速度为了减少漏损，在使用温度、压力较高或速度较低时，应采用黏度较大的油。较低时，应采用黏度较大的油。 为了减少管路内的摩擦损失，在使用温度、为了减少管路内的摩擦损失，在使用温度、压力较高低或速度较高时，应采用黏度较小

10、的压力较高低或速度较高时，应采用黏度较小的油。油。 返回主页课堂练习课堂练习 1.液压系统的工作压力取决于液压系统的工作压力取决于( ). 2.当液压缸的有效作用面积一定时当液压缸的有效作用面积一定时,活塞运动的活塞运动的速度由速度由( )决定决定. 3.油液流经无分支管路时每一截面上的油液流经无分支管路时每一截面上的( )一定是相等的一定是相等的. 4.作用在活塞上的推力越大作用在活塞上的推力越大,活塞运动的速度就活塞运动的速度就越快越快. A 是是 B 否否液压动力元件液压动力元件液压泵液压泵液压系统的动力元件，它把电动机液压系统的动力元件，它把电动机或其他原动机输出的机械能转换成液压能的

11、或其他原动机输出的机械能转换成液压能的装置。其作用是向液压系统提供压力油。装置。其作用是向液压系统提供压力油。 一、液压泵工作原理一、液压泵工作原理 二、液压泵的类型及图形符号二、液压泵的类型及图形符号三、常用液压泵三、常用液压泵四、液压泵的比较与选择四、液压泵的比较与选择一、液压泵一、液压泵工作原理工作原理1偏心轮2柱塞3泵体4弹簧5、6单向阀 液压泵的图形符号液压泵的图形符号单向定量泵单向定量泵双向定量泵双向定量泵单向变量泵单向变量泵双向变量泵双向变量泵液压执行元件液压执行元件液压缸液压缸液压系统中的执行元件，将液压液压系统中的执行元件，将液压能转换为直线（或旋转）运动形式的机械能转换为直

12、线（或旋转）运动形式的机械能，输出运动速度和力，结构简单，工作能，输出运动速度和力，结构简单，工作可靠。可靠。 一、液压缸类型及图形符号一、液压缸类型及图形符号 二、液压缸典型结构二、液压缸典型结构 一、一、液压缸类型及图形符号液压缸类型及图形符号 单作用液压缸：柱塞式、单活塞杆、单作用液压缸：柱塞式、单活塞杆、双活塞杆和伸缩液压缸。双活塞杆和伸缩液压缸。 双作用液压缸：单活塞杆、双活塞双作用液压缸：单活塞杆、双活塞杆及伸缩液压缸。杆及伸缩液压缸。 组合液压缸：齿条传动液压缸。组合液压缸：齿条传动液压缸。二、液压缸典型结构二、液压缸典型结构1活塞式液压缸活塞式液压缸 双作用双活塞杆式液压缸双作

13、用双活塞杆式液压缸 双作用单活塞杆式液压缸双作用单活塞杆式液压缸 双作用双活塞杆式液压缸双作用双活塞杆式液压缸 （实物）（实物）1缸体 2活塞 3活塞杆 4工作台 缸体固定式缸体固定式活塞杆固定式活塞杆固定式双作用双活塞杆式液压缸的工作特点双作用双活塞杆式液压缸的工作特点 1）液压缸两腔的活塞杆直径）液压缸两腔的活塞杆直径d和活塞有效作用和活塞有效作用面积面积A通常相等。当左、右两腔相继进入压力通常相等。当左、右两腔相继进入压力油时，若流量油时，若流量qv及压力及压力p相等，则活塞（或缸相等，则活塞（或缸体）往返运动的速度（体）往返运动的速度（v1与与v2）及两个方向的）及两个方向的液压推力（

14、液压推力（F1与与F2）相等。）相等。 2）缸体固定的其工作台往复运动范围为活塞有）缸体固定的其工作台往复运动范围为活塞有效行程的效行程的3倍，占地面积较大，常用于小型设倍，占地面积较大，常用于小型设备；活塞杆固定的工作台往复运动的范围为活备；活塞杆固定的工作台往复运动的范围为活塞有效行程的塞有效行程的2倍，占地面积较小，常用于中、倍，占地面积较小，常用于中、大型设备。大型设备。 双作用单活塞杆式液压缸 结构特点：活塞的一端有杆，而另一端结构特点：活塞的一端有杆，而另一端无杆，活塞两端的有效作用面积不等。无杆，活塞两端的有效作用面积不等。 实现机床的较大负载，但慢速工实现机床的较大负载，但慢速

15、工作进给和空载时快速退回作进给和空载时快速退回。（应用）。（应用） 4液压缸的缓冲液压缸的缓冲 目的：防止活塞在行程终了时，由于目的：防止活塞在行程终了时，由于惯性力的作用与端盖发生撞击，影响惯性力的作用与端盖发生撞击，影响设备的使用寿命。设备的使用寿命。 原理：当活塞将要达到行程终点，原理：当活塞将要达到行程终点，接近端盖时，增大回油阻力，以降低接近端盖时，增大回油阻力，以降低活塞的的运动速度，从而减小和避免活塞的的运动速度，从而减小和避免对活塞的撞击。对活塞的撞击。 5液压缸的排气液压缸的排气液压系统中的油液如果混有空气将会严液压系统中的油液如果混有空气将会严重地影响工作部件的平稳性，为了

16、便重地影响工作部件的平稳性，为了便于排除积留在液压缸内的空气，油液于排除积留在液压缸内的空气，油液最好从液压缸的最高点进入和排出。最好从液压缸的最高点进入和排出。对运动平稳性较高的液压缸，常在两对运动平稳性较高的液压缸，常在两端装有排气塞。端装有排气塞。 返回主页课堂练习课堂练习1.液压缸是液压系统中的（液压缸是液压系统中的（ ）元件，是将（）元件，是将（ ）能转换）能转换为（为（ ）能的能量转换装置）能的能量转换装置.2.液压缸常用的密封方法有（液压缸常用的密封方法有（ ）密封和（）密封和（ ）密封）密封.3.可作差动连接的液压缸是（可作差动连接的液压缸是（ ）. A双活塞杆液压缸双活塞杆液

17、压缸 B单活塞杆液压缸单活塞杆液压缸 C以上两种均可以上两种均可4.采用活塞杆固定的双作用双活塞杆式液压缸，其工作台采用活塞杆固定的双作用双活塞杆式液压缸，其工作台往复运动范围为活塞有效行程的（往复运动范围为活塞有效行程的（ ）. A 1 B 2 C 35.设有一对活塞杆液压缸，其内径设有一对活塞杆液压缸，其内径D=100mm，活塞杆直径，活塞杆直径d=0.7D,若要求活塞运动速度若要求活塞运动速度=8cm/s，求液压缸所需要，求液压缸所需要的流量的流量qV.145 液压控制元件液压控制元件控制阀控制阀为了控制与调节液流的方向、压力为了控制与调节液流的方向、压力和流量，以满足工作机械的各种要求

18、，就要和流量，以满足工作机械的各种要求，就要用控制阀。控制阀又称液压阀，简称阀。用控制阀。控制阀又称液压阀，简称阀。 一、方向控制阀一、方向控制阀 二、压力控制阀二、压力控制阀三、流量控制阀三、流量控制阀一、方向控制阀一、方向控制阀 控制油液流动方向的阀控制油液流动方向的阀单向阀换向阀1单向阀单向阀作用：保证通过阀的液流只向一个方向流动而不能作用：保证通过阀的液流只向一个方向流动而不能 反方向流动。反方向流动。 直通式直通式直角式直角式液控单向阀液控单向阀1控制活塞 2顶杆 3阀芯4阀体 5弹簧 结构原理图工作原理工作原理2换向阀换向阀 换向阀的结构和换向阀的结构和工作原理工作原理 电磁铁断电

19、状态电磁铁断电状态电磁铁通电状态电磁铁通电状态1阀体阀体 2复位弹簧复位弹簧 3阀芯阀芯 4电磁铁电磁铁 5衔铁衔铁 换向阀的分类换向阀的分类 按阀芯在阀体的工作位置数和换向阀所控按阀芯在阀体的工作位置数和换向阀所控制的油口通路数分，换向阀有二位二通、制的油口通路数分，换向阀有二位二通、二位三通、二位三通、二位四通、二位五通、三位二位四通、二位五通、三位四通、三位五通等类型。四通、三位五通等类型。 不同的位数和通数，是由阀体上不同不同的位数和通数，是由阀体上不同的沉割槽和阀芯上台肩组合形成的。的沉割槽和阀芯上台肩组合形成的。 换向阀的符号表示换向阀的符号表示 一个换向阀的完整符号应具有工作位置

20、数、通一个换向阀的完整符号应具有工作位置数、通口数和在各工作位置上阀口的连通关系、控制方法口数和在各工作位置上阀口的连通关系、控制方法以及复位、定位方法等。以及复位、定位方法等。 三位四通电磁换向阀位的表示方法位的表示方法位：指阀与阀的切换工作位置数，用方格表示。位：指阀与阀的切换工作位置数，用方格表示。一位 二位 三位位与通的表示方法位与通的表示方法 位与通：位与通：“通通”指阀的通路口数，即箭头指阀的通路口数，即箭头“”或封或封闭闭 符号符号 “”与方格的交点数。与方格的交点数。 三位阀的中格、两位阀画有弹簧的一格为阀的三位阀的中格、两位阀画有弹簧的一格为阀的常态位。常态位应绘出外部连接油

21、口（格外短竖线）常态位。常态位应绘出外部连接油口（格外短竖线）的方格的方格 。二位二通（常开） 二位三通 二位四通二位四通二位五通二位五通 三位四通三位五通三位五通换向阀常用的控制方式符号换向阀常用的控制方式符号 三位换向阀的中位机能三位换向阀的中位机能 三位换向阀的阀芯在阀体中有左、中、三位换向阀的阀芯在阀体中有左、中、右三个工作位置。中间位置可利用不同形右三个工作位置。中间位置可利用不同形状及尺寸的阀芯结构，得到多种不同的油状及尺寸的阀芯结构，得到多种不同的油口连接方式。三位换向阀在常态位置（中口连接方式。三位换向阀在常态位置（中位）时各油口的连通方式称为中位机能。位）时各油口的连通方式称

22、为中位机能。 型号：型号：O P、A、B、T四个通口全部封闭，液压缸闭锁，四个通口全部封闭，液压缸闭锁，液压泵不卸荷。液压泵不卸荷。 型号：型号：HP、A、B、T四个通口全部相通，液压缸活塞呈四个通口全部相通，液压缸活塞呈浮动状态，液压泵卸荷。浮动状态，液压泵卸荷。 型号：型号：Y通口通口P封闭，封闭，A、B、T三个通口相通，液压缸活三个通口相通，液压缸活塞呈浮动状态，液压泵不卸荷塞呈浮动状态，液压泵不卸荷型号：型号：PP、A、B三个通口相通，通口三个通口相通，通口T封闭，液压泵与液封闭，液压泵与液压缸两腔相通，可组成差动回路。压缸两腔相通，可组成差动回路。 型号：型号：M（实例）（实例）通口

23、通口P、T相通，通口相通，通口A、B封闭，液压缸闭锁，液封闭，液压缸闭锁，液压泵卸荷。压泵卸荷。 二、压力控制阀二、压力控制阀用来控制液压系统中的压力，或利用系统中的压用来控制液压系统中的压力，或利用系统中的压力的变化来控制其它液压元件的动作，简称压力的变化来控制其它液压元件的动作，简称压力阀。力阀。 工作原理：利用作用于阀芯上液压力与弹簧工作原理：利用作用于阀芯上液压力与弹簧 力相平衡的原理。力相平衡的原理。 1. 溢流阀溢流阀 2. 减压阀减压阀 3.顺序阀顺序阀 4.压力继电器压力继电器 1溢流阀溢流阀作用：作用：溢流和稳压作用，保持液压系统的压力稳定。溢流和稳压作用，保持液压系统的压力

24、稳定。限压保护作用，防止液压系统过载。限压保护作用，防止液压系统过载。分类：分类：（1）直动式溢流阀）直动式溢流阀（2）先导式溢流阀）先导式溢流阀（1）直动式溢流阀直动式溢流阀1阀体阀体 2阀芯阀芯 3弹簧弹簧 4调压螺杆调压螺杆（2）先导式溢流阀先导式溢流阀1主阀弹簧主阀弹簧 2主阀芯主阀芯 3阻尼孔阻尼孔 4先导阀先导阀 5调压弹簧调压弹簧有装配图有装配图溢流阀溢流阀应用举例应用举例1溢流稳压溢流稳压：溢流阀的阀口是常开的，进入液：溢流阀的阀口是常开的，进入液压缸的流量由节流阀来调节，系统的压力压缸的流量由节流阀来调节，系统的压力由溢流阀调节并保持恒定。由溢流阀调节并保持恒定。2过载保护过

25、载保护：此阀的阀口在系统正常工作情况：此阀的阀口在系统正常工作情况下是常闭的。只有当系统的压力超过溢流下是常闭的。只有当系统的压力超过溢流阀的调定压力时，溢流阀的阀口才打开，阀的调定压力时，溢流阀的阀口才打开，3远程调节远程调节：远程调压阀：远程调压阀1所能调节的最高压所能调节的最高压力不得超过溢流阀力不得超过溢流阀2自身先导阀的调定压力。自身先导阀的调定压力。2减压阀减压阀l作用：降低系统某一支路的油液压力，使同作用：降低系统某一支路的油液压力，使同一系统有两个或多个不同压力。一系统有两个或多个不同压力。l 减压原理：利用压力油通过缝隙（液阻）减压原理：利用压力油通过缝隙（液阻）降压，使出口

26、压力低于进口压力，并保持出降压，使出口压力低于进口压力，并保持出口压力为一定值。缝隙愈小，压力损失愈大，口压力为一定值。缝隙愈小，压力损失愈大，减压作用就愈强。减压作用就愈强。l 分类：分类：（1）.直动型减压阀直动型减压阀（2）. 先导型减压阀先导型减压阀3顺序阀（顺序阀（应用）应用）作用：利用液压系统中的压力变化来控制油路的作用：利用液压系统中的压力变化来控制油路的通断，从而实现某些液压元件按一定的顺序动通断，从而实现某些液压元件按一定的顺序动作。作。 分类：分类：结构和工结构和工作原理作原理 直动型顺序阀直动型顺序阀先导型顺序阀先导型顺序阀 控制油控制油路连接路连接方式方式 内控式内控式

27、外控式外控式 三、流量控制阀三、流量控制阀 作用：控制液压系统中液体的流量，简作用：控制液压系统中液体的流量，简 称流量阀。称流量阀。 原理：流量阀是通过改变阀口过流断面原理：流量阀是通过改变阀口过流断面积来调节通过阀口的流量，从而控制积来调节通过阀口的流量，从而控制执行元件运动速度的控制阀。执行元件运动速度的控制阀。 分类：分类： 节流阀节流阀 调速阀调速阀1节流阀节流阀液压辅助元件液压辅助元件一、过滤器一、过滤器 二、蓄能器二、蓄能器 三、油管和管接头三、油管和管接头 四、油箱四、油箱 一、过滤器一、过滤器 作用：保持油的清洁作用：保持油的清洁 安装在液压泵的吸油管路上安装在液压泵的吸油管

28、路上或液压泵的输出管路上以及或液压泵的输出管路上以及重要元件的前面。通常情况重要元件的前面。通常情况下，泵的吸油口装粗过滤器，下，泵的吸油口装粗过滤器，泵的输出管路上与重要元件泵的输出管路上与重要元件之前装精过滤器。之前装精过滤器。 二、二、蓄能器蓄能器 储存压力油的一种容器，可以在储存压力油的一种容器，可以在短时间内供应大量压力油，补短时间内供应大量压力油，补偿泄漏以保持系统压力，消除偿泄漏以保持系统压力，消除压力脉动与缓和液压冲击等。压力脉动与缓和液压冲击等。 三、油管和管接头三、油管和管接头1油管油管 常用的油管有钢管、铜管、橡胶软常用的油管有钢管、铜管、橡胶软 管、尼龙管和塑料管等。管

29、、尼龙管和塑料管等。 固定元件间的油管常用钢管和铜固定元件间的油管常用钢管和铜 管，有相对运动的元件之间一般采用管，有相对运动的元件之间一般采用 软管连软管连接。接。 2管接头管接头用于油管与油管、油管与液压元件间的连接。用于油管与油管、油管与液压元件间的连接。 四、油箱四、油箱作用：除了用于储油外，还起散热及作用：除了用于储油外，还起散热及 分离油中杂质和空气的作用。分离油中杂质和空气的作用。在机床液压系统中，可以利用在机床液压系统中，可以利用 床身床身 或底座内的空间作油箱。或底座内的空间作油箱。精密机床多采用单独油箱。精密机床多采用单独油箱。 液压泵卧式安置的油箱液压泵卧式安置的油箱1电动机电动机 2联轴器联轴器 3液压泵液压泵 4吸油管吸油管 5盖板盖板6油箱体油箱体 7过滤器过滤器 8隔板隔板 9回油管回油管 10加油口加油口11控制阀连接板控制阀连接板 12液位计液位计 返回主页液压系统基本回路液压系统基本回路 液压基本回路液压基本回路由某些液压元由某些液压元件和附件所构成的能完成某种特定功件和附件所构成的能完成某种特定功能的回路。能的回路。 一、方向控制回路一、方向控制回路