液压传动课程第一章绪论

液压传动

HydraulicPowerTransmission绪论目录第一章：绪论目录(1)

本章主要讲解液压传动的基本原理、课程概况，使学生对本课程的内容有个初步的认识，提高学习本课程的兴趣。

1-1液压传动的发展

1-2液压传动的工作原理及组成

1-3液压传动系统的图形符号

1-4液压传动的优缺点及应用

第一章：绪论1-4液压传动的优缺点及应用Pascal原理：在密封容器内的液体压力沿各个方向等值传递。液液压力传传动动

1-1液压传动的发展绪论第一节液压传动的发展

液压传动相对机械传动来说，是一门新的技术。如果从世界上第一台水压机问世算起，至今已有200余年的历史。然而，液压传动直到20世纪30年代才真正得到推广应用。第二次世界大战期间，由于军事工业需要反应快、精度高、功率大的液压传动装置而推动了液压技术的发展；战后，液压技术迅速转向民用，在机床、工程机械、农业机械、汽车等行业中逐步得到推广。20世纪60年代后，随着原子能、空间技术、计算机技术的发展，液压技术也得到了很大发展，并渗透到各个工业领域中去。当前液压技术正向着高压、高速、大功率、高效率、低噪声、长寿命、高度集成化、复合化、小型化以及轻量化等方向发展；同时，新型液压元件和液压系统的计算机辅助测试、计算机直接控制、机电一体化技术、计算机仿真和优化设计技术、可靠性技术以及污染控制方面，也是当前液压技术发展和研究的方向。1-1液压传动的发展绪论第一节液压传动的发展

我国的液压技术开始于20世纪50年代，液压元件最初应用于机床和锻压设备，后来又用于拖拉机和工程机械。自1964年从国外引进一些液压元件生产技术，同时自行设计液压产品，经过20多年的艰苦探索和发展，特别是20世纪80年代初期引进美国、日本、德国的先进技术和设备，使我国的液压技术水平有了很大的提高。目前，我国的液压件已从低压到高压形成系列，并生产出许多新型的元件，如插装式锥阀、电液比例阀、电液数字控制阀等。我国机械工业在认真消化、推广国外引进的先进液压技术的同时，大力研制、开发国产液压件新产品，加强产品质量可靠性和新技术应用的研究，积极采用国际标准，合理调整产品结构。由此可见，随着科学技术的迅猛发展，液压技术将获得进一步发展，在各种机械设备上的应用将更加广泛。1-1液压传动的发展绪论第一节液压传动的发展

液压发展大事记公元前220年，阿基米德（Archimedes,前287-前212年）发现浮力定律。公元1600年左右，荷兰人史蒂文纳斯（Stevinus)研究指出：液体的静压力随液体的深度而变化，与容器的形状无关。

1648年，法国的帕斯卡·布利斯（Pascal·Blaise)提出了静止液体中压力传递的基本定律，奠定了液压传动的基础。

1687年，牛顿发表了著名的《自然哲学之数学原理》一书

1738年，瑞士丹尼尔·伯努力发表了重要文献《流体动力学》1795年，世界上第一台水压机在英国问世。

1867年后，六角车床、龙门刨床、磨床先后采用液压技术。1-1液压传动的发展绪论第一节液压传动的发展1905年，油液开始用作工作流体介质。

1905年，采用斜盘式轴向柱塞泵的油液传动装置用在美国的弗吉尼亚号战舰上，用于增大火炮的仰角和回转范围。

1910年，水轮机的调速系统开始采用液压控制。

1910-1922年，以油为工作介质的径向柱塞泵研制成功。

1936年，哈里·威格士（Harry.Vickers)设计出了先导式溢流阀。随后，其它阀控元件相继出现。

1950年，隔离气压式皮囊蓄能器研制成功。

1958年，美国研制出力矩马达、喷嘴挡板阀、滑阀组合的二级电液伺服阀。

1960年，麻省理工学院的布莱克本（Blackburn)、李诗颖发表了《流体动力控制》具有杰出贡献的重要著作。1-1液压传动的发展绪论第一节液压传动的发展1968年，电液比例阀出现。

1980年前后，浙江大学路甬祥博士在德国获得关于电液比例阀方面的五项专利，被誉为80年代液压技术的新突破。未来液压技术的发展趋势继续向高压、高速、大功率、大流量、长寿命、低噪声集成化方向发展。进一步完善比例控制、伺服控制、数字控制技术。与计算机进一部结合。抗污染元件的开发与研究水基介质的研究系统故障的智能诊断1-2液压传动的工作原理绪论第二节液压传动的工作原理及应用一液压传动的工作原理右图示一种驱动机床工作台的液压系统，它由油箱1、滤油器2液压泵4、溢流阀7、开停阀9、节流阀13、换向阀15、液压缸18以及连接这些元件的油管组成。它的工作原理如下：液压泵4由电动机带动旋转后，从油箱1中吸油，油液经滤油器2进入液压泵，当它从泵中输出进入压力管10后，在图示状态下，通过开停阀9、节流阀13、换向阀15进入液压缸左腔，对同活塞17和工作台19向右移动。液压缸右腔的油排回油箱。1-2液压传动的工作原理绪论第二节液压传动的工作原理及应用1-4液压传动的优缺点及应用1-4液压传动的优缺点及应用1-2液压传动的组成绪论第二节液压传动的工作原理及应用二液压传动的特点

1）液压传动是利用密封容积内运动着的液体的压力能来传递动力，它与依靠液体的动能来传递动力的液力传动不同。

2）液压系统工作时，液压泵将原动机输入的机械能转换成液压能；执行元件（液压缸）将压力能转变成机械能。

3）液压传动中的工作介质是在受控制、受调节的状态下工作的。

4）液压传动系统必须满足所驱动的负载在力和速度方面的要求。1-2液压传动的组成绪论第二节液压传动的工作原理及应用三液压传动系统的组成

液压传动系统主要由以下五部分组成：

1）能源装置—把机械能转换成液压能的装置。最常见的形式就是液压泵，它给液压系统提供压力油。

2）执行装置—把油液的液压能转换成机械能的装置。它可以是液压缸，也可以是液压马达。

3）控制调节装置—对系统中的油液压力、流量或流动方向进行控制或调节的装置。

4）辅助装置—上述三部分以外的其他装置，例如油箱、滤油器、油管等。

5）工作介质—液压油或其它合成液体。

1-3液压传动系统的图形符号绪论第三节液压传动系统的图形符号

图1-2为液压系统的半结构原理图，这种原理图直观性强，容易理解，但图形较复杂特别是元件较多时，绘制很不方便。为简化原理图的绘制，系统中各元件可采用符号来表示，这些符号只表示元件的职能，不表示元件的结构和参数。GB/T786.1-1993为液压元件的职能符号。国家标准还规定：液压元件的图形符号均以静止状态或零位来表示，工作油路（包括主压油路和主回油路）以粗实线表示，泄漏油以细实线表示，控制油路以虚线表示。1-3液压传动系统的图形符号绪论第三节液压传动系统的图形符号1-3液压传动系统的图形符号绪论第三节液压传动系统的图形符号1-4液压传动的优缺点及应用绪论第四节液压传动的优缺点及应用1）液压传动能在运行中实行无级调速，调速方便且调速范围比较大，可达100：1~2000：1。2）在同等功率的情况下，液压传动装置的体积小，重量轻，惯性小，结构紧凑（如液压马达的重量只有同功率电机重量的10~20%），而且能传递较大的力或扭矩。例如，优质电磁铁每平方厘米所产生的力不会超过175~220N，而液压缸的最大工作压力可达32MPa,即每平方厘米可产生3200N的力。3）液压传动工作比较平稳，反应快，冲击小，能高速启动、制动和换向。液压传动装置的换向频率、回转运动每分可达500次，往复直线运动可达400~1000次。4）液压传动装置的控制、调节比较简单，操纵比较方便、省力、易于实现自动化与电气控制配合使用能实现复杂的顺序动作和远程控制。1-4液压传动的优缺点及应用绪论第四节液压传动的优缺点及应用5）液压传动装置易于实现过载保护，系统超负载，油液经溢流阀回油箱。由于采用油液作工作介质，能自行润滑，所以寿命长。6）液压传动易于实现系列化、标准化、通用化，易于设计，制造和推广使用。7）液压传动易于实现回转、直线运动，且元件排列布置灵活。8）液压传动中，由于功率损失所产生的热量可由流动着的油带走，所以可避免在系统某些局部位置产生过度温升。基于以上之优点，液压技术无论在军事工业还是民用工业，都得到了广泛的应用。例如，美国在研制地对空导弹“爱国者”（SAMD）时，根据技术指标要求，曾对电动式与液压式两种方案都进行过设计，在对两方案评价比较后德出的结论是：“电动和液压在性能上无法相比。液压更强有力、刚性更好、体积更小、重量更轻”。

1-4液压传动的优缺点及应用绪论第四节液压传动的优缺点及应用2．主要缺点1）液体为工作介质，易泄漏，油液可压缩，故不能用于传动比要求准确的场合。2）液压传动中有机械损失、压力损失、泄漏损失，效率较低，所以不宜作远距离传动。3）液压传动对油温和负载变化敏感，不宜于在低、高温度下使用，对污染很敏感。4）液压传动需要有单独的能源（例液压泵站），液压能不能像电能那样从远处传来。5）液压元件制造精度高，造价高，所以须组织专业生产。6）液压传动装置出现故障时不易追查原因，不易迅速排除。总的来说，液压传动优点较多，缺点正随着生产技术的发展逐步加以克服，因此，液压传动在现代化生产中有着广阔的发展前景。1-4液压传动的应用绪论第四节液压传动的优缺点及应用二、液压传动的应用

液压传动在各个行业中的应用机床工业磨床、铣床、刨床、拉床、压力机、自动机床、组合机床、数控机床、加工中心等工程机械挖掘机、装载机、推土机等汽车工业自卸式汽车、平板车、高空作业等农、林业机械联合收割机的行走系统、人造纤维板热压机等轻工机械打包机、注塑机、校直机、橡胶硫化机、造纸机等冶金机械电炉控制系统、轧钢机控制系统等起重运输机械起重机、叉车、装卸机械、液压千斤顶等矿山机械开采机、提升机、液压支架、采煤机等建筑机械打桩机、平地机等船舶港口机械起货机、锚机、舵机等铸锻机械砂型压实机、压铸机、锻压机等1-4液压传动的应用绪论第四节液压传动的优缺点及应用二、液压传动的应用

能源工业钻井机、修井机、抽油机、采煤机、掘进机、汽轮发电机等交通运输领域船舶的操舵控制、隧道施工中的液压凿岩机、汽车中的液压转向及液压制动等军事工业火炮的驻退机、坦克火炮的稳定器、飞机的起落架飞机的操舵机构、导弹的制导、雷达天线的回转、航天飞机上的机械手等三、国内外液压工业概况（1）国内企事业科研院所企业：榆次液压件厂、上海立新液压件厂、北京华德液压集团、上海高压油泵厂、邵阳液压件厂、天津液压件厂、温州黎明液压件厂、合肥长源液压件厂、上海仪表厂、秦峰机械厂、台湾的北部精机、朝田等1-4液压传动的应用绪论第四节液压传动的优缺点及应用三、国内外液压工业概况研究所：北京机械工业自动化研究所、北京机床研究所天津工程机械研究所、大连组合机床研究所、济南铸锻所、广州机床研究所、西安重型机械研究所、洛阳拖拉机研究所、北京冶金自动化研究所、中国船舶总公司上海704所、航空609所等院校：浙江大学、西安交通大学、哈工大、北航、华中科大、大连理工、华南理工、兰州理工大学、燕山大学等（2）国外企事业世界液压界的老牌号公司：PARKER、VICKERS、REXROTH其它公司