液压与气压传动

液压与气压传动机电分院2023/2/3第一讲液压、气压传动概述

液压与气压传动和液力的应用和发展概况

液压技术应用在机床、工程机械、冶金机械、塑料机械、农林机械、汽车、船舶、航天航空等国民经济各行各业，是自动化技术不可缺少的手段。元件小型化、系统集成化、机电液一体化是液压技术的必然发展趋势；元件与系统的CAD/CAT与计算机实时控制是当前的发展方向。2023/2/3第一讲液压、气压传动概述

液压与气压传动和液力系统工作原理及组成

液压传动工作原理和系统组成及特点液压传动是以液体（液压油液）为工作介质进行能量传递和控制的一种传动形式。以液压千斤顶为例来简述液压传动的工作原理(注塑、磨床)。2023/2/3液压千斤顶工作原理第一讲液压、气压传动概述

液压与气压传动和液力系统工作原理及组成

液压传动工作原理和系统组成及特点1.液压传动的工作原理1.1力的传递遵循帕斯卡原理p2=F2/A2F1=p1A1=p2A1=pA液压传动系统的工作压力取决于外负载。1.2运动的传递遵照容积变化相等的原则s1A1=s2A2q1=v1A1=v2A2=q2执行元件的运动速度取决于流量。1.3压力和流量是液压传动中的两个最基本的参数2023/2/3第一讲液压、气压传动概述

液压与气压传动和液力系统工作原理及组成

液压传动工作原理和系统组成及特点2.液压传动的组成能源装置—将机械能转换为流体压力能的装置。这里指各种液压泵。（例如：汽车转向泵）执行元件—将流体的压力能转换为机械能的元件。各种液压油缸及液压马达。控制元件—控制系统压力、流量、方向的元件以及进行信号转换、逻辑运算和放大等功能的信号控制元件。如溢流阀、节流阀、方向阀等。辅助元件—保证系统正常工作除上述三种元件外的装置。如油箱、过滤器、蓄能器、、管件等。2023/2/3第一讲液压、气压传动概述

液压与气压传动和液力系统工作原理及组成

液压传动工作原理和系统组成及特点3.液压传动的特点①功率密度大、结构紧凑，重量轻；②传动平稳，能实现无级调速，且调动范围大；③液压元件质量小，惯性矩小，变速性能好，可实现高频率换向；④液压元件寿命长；⑤液压元件易于标准备化、系列化和通用化。

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液压与气压传动和液力系统工作原理及组成

气压传动工作原理和系统组成及特点1.气压传动的工作原理以压缩空气为工作介质来传递运动和动力的一种传动方式。2023/2/3气动系统结构原理气动系统工作原理第一讲液压、气压传动概述

液压与气压传动和液力系统工作原理及组成

气压传动工作原理和系统组成及特点2.气压传动的组成能源装置—将电能转换为气体压力能的装置。主要是空气压缩机。执行元件—将气体的压力能转换为机械能的元件。各种气缸和马达。控制元件—控制压缩空气压力、流量、方向的元件以及进行信号转换、逻辑运算和放大等功能的信号控制元件。如压力阀、流量阀、方向阀等。辅助元件—保证系统正常工作除上述三种元件外的装置。还有干燥器、过滤器、消声器、油雾器及管件。

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液压与气压传动和液力系统工作原理及组成

气压传动工作原理和系统组成及特点3.气压传动的特点①来源方便和排放性好；②易于远距离输送；③易于维护；④结构简单、安装容易；⑤有过载保护功能。

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液压油的主要性能及其选用

液压油的物理特性1.液体的密度①定义液体单位体积内的质量称为密度，用ρ表示。

ρ=m/V

②液压油的密度随压力的增大而增大，随温度的增大而减小。2.液体的黏性定义液体在外力的作用流动时，分子间的内聚力要阻止分子相对运动而产生一种内摩擦力，这种现象叫做液体的黏性。

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液压油的主要性能及其选用

液压油的物理特性3.液体的可压缩性⑴定义液体受压力作用而体积缩小的性质称为液体的可压缩性。⑵压缩系数是单位压力下的液体体积的相对变化量。

公式

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液压油的主要性能及其选用

液压油的选用1.液力传动油①概要汽车液力传动油又称为自动变速器油，通用型液力油呈紫红色，有些呈淡黄色。②功用起传递力、润滑和冷却等作用。③分类国外分为PTF-1、PTF-2、PTF-3三种，国内分为6号液力传动油和8号液力传动油。

2023/2/3液力传动油的分类第二讲液压与气压传动基本理论

液压油的主要性能及其选用

液压油的选用2.汽车制动油①概要也称刹车油，是一种用于汽车液压制动系统或离合器操纵机构中传递液压力的工作介质。②性能要求优良的高温抗气阻性、良好的低温流动性和黏温性、橡胶良好的适应性、对金属的低腐蚀性、良好的化学安全性和抗泡沫性。③分类我国按照标准GB12981-2003《机动车辆制动液》将汽车用制动液人分成HZY3、HZY4和HZY5三种。

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液压油的主要性能及其选用

液压油的选用3.其它类型液压油汽车液压系统使用的液压油如无特殊要求，可按国家标准规定的润滑剂和有关产品（L类）中的H组（液压系统）分类来选取。

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液压与气压传动技术在汽车上的应用特点

发展趋势1.在控制方面，与微电子技术和计算机技术结合，成为控制系统执行单元。向着精密、复杂、耐用、灵敏、高可靠性的方向发展。2.在传动方面：适合大、中型车传动要求，工作更加可靠、操作更加方便、舒适、且性能稳定，无泄漏。3.在燃料、润滑油传输方面：向着供给精确、稳定、可靠、无泄漏、无污染的方向发展。4.在元件加工制造方面：向着精度高、组合性强、工作灵敏、安全可靠、寿命长的方向发展。

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液体静力学基础

液体静压力及其特性1.静压力定义液体处于静止时，单位面积上所受内法线方向的法向作用力，也称压强。

⑴公式：⑵我国法定的压力单位为帕斯卡，简称帕（Pa）。

2.液压力两个重要性质：

⑴液体静压力垂直作用面，其方向和该面的内法线方向一致。⑵静止液体中任何一点受到各个方向的压力都相等。

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液体静力学基础

液体静压力基本方程式1.静压力基本方程式⑴公式：

式中ρ—液体密度

g—重力加速度⑵等压力面静止液体中同一深度的各点压力相等，由压力相等的点组成的面。

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液体静力学基础

液体静压力基本方程式1.静压力基本方程式物理意义

⑴根据压力基本方程式可确定距液面深h处某点的压力。⑵静止的液体内部任意点的能量由单位重量液体的位能z和单位重量液体的压力能组成，两者的和为常数，此常数与液面上所受的压力和坐标系的选取有关。

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液体静力学基础

液体静压力基本方程式3.压力的几种表示方法

⑴绝对压力以绝对零压力作为基准所表示的压力。⑵表压力以当地大气压力为基准所表示的压力。⑶真空度当液体的绝对压力小于大所压力时，相对压力为负值，此负值为真空度。

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液体静力学基础

液体作用于固体表面上的力静止液体和固体壁面相接触时，固体壁面上各点在某一方向上所受静压作用力的总和，便是液体在该方向上作用于固体壁面上的力。

2023/2/3第二讲液压与气压传动基本理论液体动力学基础1.基本概念⑴理想液体和恒定流动①理想液体理想液体是一种假想的无黏性、不可压缩的液体。②恒定流动液体流动时，液体中任意点处的压力、流速和密度都不随时间而变化。

2023/2/3第二讲液压与气压传动基本理论液体动力学基础1.基本概念⑵流线、流速和通流截面①流线是表示某一瞬时液流中各处质点运动状态的一条条曲线。②流束通过某一截面作出其上所有液流质点的流线，则这些流线的集合就构成流束。③通流截面流束中与所有液流质点流线正交的截面称为通流截面。

2023/2/3第二讲液压与气压传动基本理论液体动力学基础1.基本概念⑶流量和平均流速①流量单位时间内流过通流截面的液体的体积。公式：②平均流速假设流束内的实际流速是均匀分布的。公式：

2023/2/3第二讲液压与气压传动基本理论液体动力学基础连续性方程概述：流动液体的连续性方程是从质量守恒定律中演化出来的，即液体在密封管道内做恒定流动时，设液体不可压缩，则单位时间内流过每一通流截面的液体质量必然相等。公式：

2023/2/3第二讲液压与气压传动基本理论液体动力学基础1.伯努力方程⑴理想液体的伯努利方程理想液体没有黏性,它在管内在恒定流动时没有能量损失。根据能量守恒定律，同一管路在各个截面上的液体的总能量都是相等的。公式：

2023/2/3第二讲液压与气压传动基本理论液体动力学基础1.伯努力方程⑵理想液体的伯努利方程的物理意义在管路中流动的理想液体具有压力能、位能和动能三种形式的能量，在任一截面上这三种能量可以互相转换，但其总和保持不变。

2023/2/3第二讲液压与气压传动基本理论液体动力学基础1.伯努力方程⑴实际液体的伯努利方程实际液体具有黏性，在管路中流动时会消耗能量。公式：

2023/2/3第二讲液压与气压传动基本理论液体动力学基础2.动量方程⑴动量定律指出：作用在物体上的力的大小等于物体在力作用方向上的动量的变化率，即⑵恒定流动液体的动量方程：

2023/2/3第二讲液压与气压传动基本理论液体动力学基础管路中液体压力损失的计算实际液体在管路中流动时要损失一部分能量。压力表损失分为两种：一种是液体在等径直管中流动时因摩擦而产生的压力损失，称为沿压力损失；另一种是由于管路的截面突然变化，液流方向改变或其他形式的液流阻力而引起的压力损失，称为局部压力损失。

2023/2/3第二讲液压与气压传动基本理论液体动力学基础管路中液体压力损失的计算1.液体的流动状态⑴层流和紊流

在层流，液体质点互不干扰；

在紊流，液体质点杂乱无章。⑵雷诺数液体流动是层流还是紊流，用雷诺数来判断。

雷诺数用Re表示，即

2023/2/3第二讲液压与气压传动基本理论液体动力学基础管路中液体压力损失的计算2.沿程压力损失用△Pf表示公式：式中：λ

—沿程阻力系数；l

—直管直径；d

—管内内径；v

—油液的平均速度；ρ

—油液的密度。

2023/2/3第二讲液压与气压传动基本理论液体动力学基础管路中液体压力损失的计算3.局部压力损失用△Pr表示公式：式中：ξ

—局部阻力系数。

2023/2/3第二讲液压与气压传动基本理论液体动力学基础管路中液体压力损失的计算4.管路系统压力损失用△P管路系统的总压力损失等于所有沿程压力损失和所有局部压力损失。

2023/2/3第二讲液压与气压传动基本理论液体动力学基础液体流经孔口及缝隙的流量-压力特性

在液压系统中，液流流经小孔或缝隙的现象是普存在的，前者是节流调速和液压工作的基础，后者计算和分析液压元件和系统泄漏的根据。1.液体流经孔口的流量-压力特性液体流经小孔的情况可分为薄壁小孔、短孔和细长孔。

2023/2/3第二讲液压与气压传动基本理论液体动力学基础液体流经孔口及缝隙的流量-压力特性1.液体流经孔口的流量-压力特性⑴薄壁小孔流量压力特性薄壁小孔是指孔的长度l与直径d之比小于或等于0.5一般是带有刃口边沿的孔。收缩系数Cc最小收缩面积A2与孔口截面积AT之比。液流收缩程度取决于Re

、孔口边缘形状、孔口离内壁的距离。流经小孔的流量

2023/2/3第二讲液压与气压传动基本理论液体动力学基础液体流经孔口及缝隙的流量-压力特性1.液体流经孔口的流量-压力特性⑵短孔和细长孔流量压力特性短孔长径比小于4，长孔大于4。短孔的压力特性仍可用薄壁小孔的流量公式，但其量系数要参照如下图：

2023/2/3第二讲液压与气压传动基本理论液体动力学基础液体流经孔口及缝隙的流量-压力特性1.液体流经孔口的流量-压力特性⑵短孔和细长孔流量压力特性短孔长径比小于4，长孔大于4。液流在细长孔中的流动一般为层流，故式中：A-细长孔截面积C-系数

2023/2/3第二讲液压与气压传动基本理论液体动力学基础液体流经孔口及缝隙的流量-压力特性2.液体流经缝隙的流量-压力特性⑴液体流经平行板缝板的流量特性①固定平行平板缝隙液体在两固定平行平板间流动是由压差引起的，故也称压差流动。式中：δ-缝隙高度

2023/2/3第二讲液压与气压传动基本理论液体动力学基础液体流经孔口及缝隙的流量-压力特性2.液体流经缝隙的流量-压力特性⑴液体流经平行板缝板的流量特性②相对运动平行平板缝隙若一个平板以一定的速度v相对另一固定平板运动。在无压差作用下由于液体的黏性，缝隙间的液体仍会产生流动，此流动称为剪切流动，这时通过缝隙的流量为：若在压差作用下作剪切流动：

2023/2/3第二讲液压与气压传动基本理论液体动力学基础液体流经孔口及缝隙的流量-压力特性2.液体流经环形缝隙的流量-压力特性设定偏心环形缝隙的长度l，其偏心距为e、大圆半径为R，小圆半径为r、内外环相对运动速度为v，则通过该缝隙的流量为：ε为偏心量与缝隙的比值。2023/2/3第二讲液压与气压传动基本理论液体动力学基础液体冲击和气穴现象1.液压冲击⑴定义在液压系统工作过程中，管路中流动的液往往会因执行部件换向阀门关闭而突然停止运动。由于液流和运动部件的惯性，在系统内会产生很大的瞬时压力峰值，这种现象叫做液压冲击。⑵防止液压冲击措施设计缓冲装置、减慢液压系统中液流的换向速度、在易产生液压的地方使用蓄能器、溢流阀、减压阀等液压元件进行吸振，以减轻液压冲击。2023/2/3第二讲液压与气压传动基本理论液体动力学基础液体冲击和气穴现象2.气穴现象定义在液压传动中，液压油总是含有一定量的空气。空气可溶解在液压油中，也可以气泡的形式混合在液压油中。这些气泡混杂在油液中，使行原来充满导管和元件容腔中的油液成为不连续状态的现象。2023/2/3第三讲液压泵和液压马达液压泵液压泵的工作原理是运动带来泵腔容积的变化，从而压缩流体使流体具有压力能。2023/2/3第三讲液压泵和液压马达液压泵液压泵的正常工作的三必备条件

1.必须具有一个由运动件和非运动件所构成的密闭容积；2.密闭容积的大小随运动件的运动作周期性的变化，容积由小变大——吸油，由大变小——压油；3.密闭容积增大到极限时，先要与吸油腔隔开，然后才转为排油；密闭容积减小到极限时，先要与排油腔隔开，然后才转为吸油。单柱塞泵是通过两个单向阀来实现这一要求的。2023/2/3第三讲液压泵和液压马达液压泵液压泵的性能参数1.输出压力和额定压力⑴输出压力是指其工作时的压力。⑵额定压力在正常工作条件下，按试验标准规定，能连续运转的最高压力。⑶过载超过额定压力。2023/2/3第三讲液压泵和液压马达液压泵液压泵的性能参数2.排量和流量⑴排量v是指泵轴转一转时，密封容积的变化量。⑵流量qt指泵在单位时间内理论上可排出的液体体积。⑶容积效率ηv

2023/2/3第三讲液压泵和液压马达液压泵液压泵的性能参数3.功率和总功率

泵是将机械能转换成液压能的能量转换装置，一般用液压泵的输出压力和输出流量的乘积表示液压泵的输出功率。⑴理论功率理想的情况下，机械能全部转化为液压能。2023/2/3第二讲液压泵和液压马达液压泵液压泵的性能参数3.功率和总功率⑵机械效率⑶电动机功率液压泵是通过电动机来驱动，具体选择所需电动机功率Pm：2023/2/3第三讲液压泵和液压马达液压泵液压泵的分类

按流量是否可调节可分为：变量泵和定量泵。输出流量可以根据需要来调节的称为变量泵，流量不能调节的称为定量泵。

按液压系统中常用的泵结构分为：齿轮泵、叶片泵和柱塞泵3种。

2023/2/3第三讲液压泵和液压马达液压泵液压泵的分类1.齿轮泵齿轮泵特点：体积较小，结构较简单，对油的清洁度要求不严，价格较便宜；但泵轴受不平衡力，磨损严重，泄漏较大。齿轮泵的分类：外啮合和内啮合。

2023/2/3第三讲液压泵和液压马达液压泵液压泵的分类1.齿轮泵⑴外啮合齿轮泵①外啮合齿轮泵的工作原理

2023/2/3第三讲液压泵和液压马达液压泵液压泵的分类1.齿轮泵⑴外啮合齿轮泵②外啮合齿轮泵的流量计算和流量脉动一般可近似地认为排量等于泵的两个齿轮的齿间槽容积之和，即：

式中：D-节圆直径h-齿高z-齿数b-齿宽m-模数

2023/2/3第三讲液压泵和液压马达液压泵液压泵的分类1.齿轮泵⑴外啮合齿轮泵实际容积实际流量由于齿轮泵的瞬时流量是脉动的，脉动的程度可用脉动率来表示：2023/2/3第三讲液压泵和液压马达液压泵液压泵的分类1.齿轮泵⑴外啮合齿轮泵③外啮合齿轮泵在结构上存在的几个问题困油现象径向不平衡泄漏

2023/2/3第三讲液压泵和液压马达液压泵液压泵的分类1.齿轮泵⑴外啮合齿轮泵④提高外啮合齿轮压力的措施要提高齿轮泵的压力，必须要减小端面泄漏，一般采用齿轮端面间隙自动补偿的办法。

2023/2/3第三讲液压泵和液压马达液压泵液压泵的分类1.齿轮泵⑴外啮合齿轮泵⑤CB-Z2型高压齿轮泵是靠浮动侧板起轴向间隙补偿作用。性能特点如下：高压力高效率寿命长2023/2/3第三讲液压泵和液压马达液压泵液压泵的分类1.齿轮泵⑴内啮合齿轮泵①渐开线齿轮泵工作原理：一对相互啮合的小齿轮和内齿轮与侧板所围成的密容积被齿啮合线分割成两部分，当传动轴动小齿轮旋转时，轮齿脱开啮合的一侧密闭容积增大为吸油腔；轮齿进入啮合的一侧密闭容积减小，为压油腔。2023/2/3第三讲液压泵和液压马达液压泵液压泵的分类1.齿轮泵⑴内啮合齿轮泵①渐开线齿轮泵2023/2/3第三讲液压泵和液压马达液压泵液压泵的分类1.齿轮泵⑴内啮合齿轮泵①渐开线齿轮泵优点：结构紧凑、尺寸小、重量轻，由于齿轮转向相同，相对滑动速度小，磨损小，使用寿命长，流量脉动远比外啮合齿轮泵小，因而压力脉动和噪声都较小；内啮合齿轮泵允许使用高转速，可获得较大的容积效率。2023/2/3第三讲液压泵和液压马达液压泵液压泵的分类1.齿轮泵⑴内啮合齿轮泵②摆线齿轮泵优点：传动平稳、吸油条件更为良好；缺点：齿形复杂，对加工要求高。2023/2/3第三讲液压泵和液压马达液压泵液压泵的分类1.齿轮泵⑴内啮合齿轮泵①渐开线齿轮泵优点：结构紧凑、尺寸小、重量轻，由于齿轮转向相同，相对滑动速度小，磨损小，使用寿命长，流量脉动远比外啮合齿轮泵小，因而压力脉动和噪声都较小；内啮合齿轮泵允许使用高转速，可获得较大的容积效率。2023/2/3第三讲液压泵和液压马达液压泵液压泵的分类2.叶片泵叶片泵分为两类：双作用叶片泵和单作用叶片泵。双作用叶片泵只能作定量泵用，单作用叶片泵可作变量泵用。双作用叶片泵因转子旋转一周，叶片在转子叶片槽内滑动两次，完成两次吸油和压油而得名。单作用叶片泵转子每转一周，吸、压油各一次，故称为单作用。2023/2/3第三讲液压泵和液压马达液压泵液压泵的分类2.叶片泵①单作用叶片泵结构组成：由转子、定子、叶片、配油泵和端盖等零件组成。2023/2/3第三讲液压泵和液压马达液压泵液压泵的分类2.叶片泵①单作用叶片泵工作原理：由定子内环、转子外圆和左右配流盘组的密闭工作容积被叶片分割为四部分，传动轴带动转旋转，叶片在离心力作用下紧贴定子内表面，因定子环由两段大半径圆弧、两段小半径圆弧和四段过渡曲组成，故有两部分密闭容积将减小，受挤压的油液经流窗口排出，两部分密闭容积将增大形成真空，经配窗口从油箱吸油。2023/2/3第三讲液压泵和液压马达液压泵液压泵的分类2.叶片泵①单作用叶片泵工作原理：2023/2/3第三讲液压泵和液压马达液压泵液压泵的分类2.叶片泵①单作用叶片泵流量计算：单作用叶片泵的实际输出流量用如下公式计算，即：b-叶片宽度

e-转子和定子间的偏心量D-定子内径2023/2/3第三讲液压泵和液压马达液压泵液压泵的分类2.叶片泵①单作用叶片泵流量计算：单作用叶片泵的实际输出流量用如下公式计算，即：b-叶片宽度

e-转子和定子间的偏心量D-定子内径2023/2/3第三讲液压泵和液压马达液压泵液压泵的分类2.叶片泵①单作用叶片泵限压式变量叶片泵：它能按负载压力自动调节流量，在功率使用上较为合理，可减少油液发热。2023/2/3第三讲液压泵和液压马达液压泵液压泵的分类2.叶片泵②双作用叶片泵工作原理：它的工作原理和单作用叶片泵相似，不同之处在于定子内表面由两段长半径圆弧、两段短半径圆弧和四段过渡曲线八个部分组成，且定子和转子是同心的。2023/2/3第三讲液压泵和液压马达液压泵液压泵的分类2.叶片泵②双作用叶片泵工作原理：2023/2/3第三讲液压泵和液压马达液压泵液压泵的分类2.叶片泵①双作用叶片泵流量计算：双作用叶片泵的实际输出流量用如下公式计算，即：r-定子圆弧部分的长短半径θ-叶片的倾角S-叶片的厚度z-叶片数2023/2/3第三讲液压泵和液压马达液压泵液压泵的分类3.柱塞泵⑴分类①柱塞沿径向放置的泵称为径向柱塞泵；配流轴式径向柱塞泵阀配流径向柱塞泵②柱塞轴向布置的泵称为轴向柱塞泵。斜盘式轴向柱塞泵斜轴式无铰轴向柱塞泵注：为了连续吸油和压油，柱塞数必须大于等于3。

2023/2/3第三讲液压泵和液压马达液压泵液压泵的分类3.柱塞泵⑴分类

2023/2/3配流轴式径向柱塞泵第三讲液压泵和液压马达液压泵液压泵的分类3.柱塞泵⑴斜盘式径向柱塞泵的结构组成由斜盘、柱塞、缸体、配油盘等零件。

2023/2/3第三讲液压泵和液压马达液压泵液压泵的分类3.柱塞泵⑵斜盘式径向柱塞泵的工作原理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。

2023/2/3第三讲液压泵和液压马达液压泵液压泵的分类3.柱塞泵⑵斜盘式径向柱塞泵的工作原理

2023/2/3第三讲液压泵和液压马达液压泵液压泵的分类3.柱塞泵⑶斜盘式径向柱塞泵的流量计算

d-柱塞直径D-柱塞分布圆直径

z-柱塞数γ-斜盘轴线与缸体线之间的夹角2023/2/3第三讲液压泵和液压马达液压泵液压泵的图形符号

2023/2/3第三讲液压泵和液压马达液压马达液压马达的工作原理1.液压马达是将液体压力能转换为机械能的装置,输出转矩和转速，是液压系统的执行元件。2.马达与泵在原理上有可逆性，但因用途不同结构上有些差别：马达要求正反转，其结构具有对称性；而泵为了保证其自吸性能，结构上采取了某些措施。2023/2/3第三讲液压泵和液压马达液压马达液压马达的性能特性液压马达输出的是机械能,所以它的主要性能参数是转速和转矩。1.转速液压马达转一转所需液体量称为液压马达的排量用V表示。若转速为n，则所需的理论流量为：2023/2/3第三讲液压泵和液压马达液压马达液压马达的性能特性液压马达输出的是机械能,所以它的主要性能参数是转速和转矩。2.转矩在不考虑任何损失的情况下若转速为n，则所需的理论流量为：p-液压马达的进口压力Tt-液压马达的理论转矩

ω-液压马达的角速度2023/2/3第三讲液压泵和液压马达液压马达液压马达的分类ns＞500r/min为高速液压马达：齿轮马达，叶片马达，轴向柱塞马达ns＜500r/min为低速液压马达：径向柱塞马达（单作用连杆型径向柱塞马达，多作用内曲线径向柱塞马达）2023/2/3第三讲液压泵和液压马达液压马达液压马达的图形符号2023/2/3第三讲液压泵和液压马达液压马达典型液压马达的结构和工作原理1.齿轮式液压马达如右图，当压力油输入进油腔作用在齿面上时，在两个齿轮上就各有一个使它们产生转动的作用力，在作用力的作用下，齿轮旋转。2023/2/3第三讲液压泵和液压马达液压马达典型液压马达的结构和工作原理2.双作用叶片式液压马达如右图,将压力油通入马达的一组窗口,并使另一组窗口接回油。这样，叶片两侧液压相等，一侧进油，一测出油。转子受到合力矩的作用使转子按顺时针方向转动。2023/2/3第三讲液压泵和液压马达液压泵和液压马达的选用液压泵的选用

选用液压泵时，应综合考虑主机工况、功率大小、系统要求、元件技术性能及可靠性等因素，合理选择液压泵的规格和结构形式，同时还要使泵有一定的压力和流量储备，即泵的额定压力和流量要比系统压力和流量高一些。2023/2/3第三讲液压泵和液压马达液压泵和液压马达的选用液压泵的选用

2023/2/3第三讲液压泵和液压马达液压泵和液压马达的选用液压马达的选用

选择液压马达的主要依据应该是设备对液压系统的工作要求，如液压系统的工作压力、所使用的工作介质；对液压马达的转矩和转速的要求；对液压马达的体积、质量、价格、货源情况以及使用维护方便性等要求，以便确定液压马达的结构类型、基本性能参数和变量方式。2023/2/3第四讲液压缸概述

液压缸与马达一样，也是将液压能转变为机械能的装置，它将液压能转变为直线运动或摆动的机械能。

2023/2/3第四讲液压缸液压缸的类型及其特点液压缸的分类1.按结构形式分：⑴活塞缸又分单杆活塞缸、双杆活塞缸⑵柱塞缸⑶摆动缸又分单叶片摆动缸、双叶片摆动缸⑷伸缩式液压缸⑸组合式液压缸2023/2/3第四讲液压缸液压缸的类型及其特点液压缸的分类1.按作用方式分⑴单作用液压缸一个方向的运动依靠液压作用力实现，另一个方向依靠弹簧力、重力等实现；⑵双作用液压缸两个方向的运动都依靠液压作用力来实现；⑶复合式缸活塞缸与活塞缸的组合、活塞缸与柱塞缸的组合、活塞缸与机械结构的组合等。2023/2/3第四讲液压缸液压缸的类型及其特点液压缸的分类2.按结构形式⑴活塞式液压缸①单活塞式液压缸2023/2/3第四讲液压缸液压缸的类型及其特点液压泵的分类2.按结构形式⑴活塞式液压缸①单活塞式液压缸2023/2/3第四讲液压缸液压缸的类型及其特点液压缸的分类2.按结构形式⑴活塞式液压缸①单活塞杆液压缸单活塞杆液压缸组成主要由缸筒、缸活塞、活塞杆、缸底和缸盖等零件组成。单活塞杆液压缸计算图2023/2/3第四讲液压缸液压缸的类型及其特点液压泵的分类2.按结构形式由于单活塞杆液压缸的两腔的有效工作面积不等，因此这在两个方向上的输出推力和速度也不相等，其值为：2023/2/3第四讲液压缸液压缸的类型及其特点液压缸的分类2.按结构形式⑴活塞式液压缸②双活塞杆液压缸2023/2/3第四讲液压缸液压缸的类型及其特点液压缸的分类2.按结构形式⑴活塞式液压缸②双活塞杆液压缸2023/2/3第四讲液压缸液压缸的类型及其特点液压缸的分类2.按结构形式双活塞杆液压缸的两活塞杆直径通常相等，活塞两端有效面积相同。如果供油压力和流量注变，那么活塞往复运动时两个方向的输出推力和速度相等，其值为：2023/2/3第四讲液压缸液压缸的类型及其特点液压缸的分类2.按结构形式⑵柱塞式液压缸2023/2/3第四讲液压缸液压缸的类型及其特点液压缸的分类2.按结构形式⑵柱塞式液压缸柱塞缸的特点：①柱塞与缸筒无配合关系，缸筒内孔不需精加工，只是柱塞与缸盖上的导向套有配合关系。②为减轻重量，减少弯曲变形，柱塞常做成空心。③柱塞缸只能作单作用缸，要求往复运动时，需成对使用。柱塞缸能承受一定的径向力。2023/2/3第四讲液压缸液压缸的类型及其特点液压缸的分类2.按结构形式⑵柱塞式液压缸柱塞式液压缸的输出推力和速度为：d-柱塞直径2023/2/3第四讲液压缸液压缸的类型及其特点液压缸的分类2.按结构形式⑶其他液压缸①增压缸

它利用活塞和柱塞有效面积的不同使液压系统中的局部区域获得高压。2023/2/3第四讲液压缸液压缸的类型及其特点液压缸的分类2.按结构形式⑶其他液压缸②伸缩缸2023/2/3第四讲液压缸液压缸的类型及其特点液压缸的分类2.按结构形式⑶其他液压缸②伸缩缸它由两个或多个活塞式缸套装而成，前一级活塞缸的活塞杆是后一级活塞缸的缸筒。各级活塞依次伸出可获得很长的行程，当依次缩回时缸的轴向尺寸很小。2023/2/3第四讲液压缸液压缸的类型及其特点液压缸的分类2.按结构形式⑶其他液压缸②伸缩缸通入压力油时，各级活塞按有效面积大小依次先后动作，并在输入流量不变的情况，输出推力减小，速度逐级加大，其值为：i-第i级活塞缸2023/2/3第四讲液压缸液压缸的类型及其特点液压缸的分类2.按结构形式⑶其他液压缸③齿条液压缸

齿条液压缸由两个柱塞和一套齿轮齿条传动装置组成。

2023/2/3第四讲液压缸液压缸的结构概述

液压缸结构在具体设计时，主要考虑以下几个方面的内容：1.缸筒与缸盖的连接；2.活塞与活塞杆的连接；3.活塞杆头部的结构；4.排气装置；5.缓冲装置；6.密封装置。

2023/2/3第四讲液压缸液压缸的结构缸筒与缸盖的连接1.拉杆结构结构简单、拆装方便，但外形尺寸大；2.法兰结构结构简单、加工拆装都方便等；3.内半径连接结构紧凑，质量小，工作可靠等；4.焊接连接结构简单、尺寸小，工艺性好等；5.外螺纹连接重量轻、外径小、结构紧凑，但折装难；6.内螺纹连接与外螺纹特点相同。

2023/2/3第四讲液压缸液压缸的结构活塞与活塞杆的连接1.螺纹连接2.卡键连接

2023/2/3第四讲液压缸液压缸的结构活塞杆的头部结构

活塞杆的头部直接与工作机械连接，根据与负载连接的要求不同，活塞杆头部主要有以下几种结构：1.单耳环不带衬套2.单耳环带衬套3.单耳环4.双耳环5.球头6.外螺纹7.内螺纹

2023/2/3第四讲液压缸液压缸的结构液压缸的缓冲装置1.缝隙节流缓冲2.小孔节流缓冲

2023/2/3第四讲液压缸液压缸的结构液压缸的排气装置液压缸中不可避免地会混入空气，由此会引起活塞运动时的爬行和振动，产生噪声，甚至使整个液压系统不能正常工作。排气装置安装在液压缸的最上部。

2023/2/3第四讲液压缸液压缸的结构液压缸的密封1.间隙密封2.摩擦密封3.O形圈密封4.

V形圈密封

2023/2/3第四讲液压缸液压缸的结构活塞杆的头部结构1.间隙密封2.摩擦密封3.O形圈密封4.

V形圈密封

2023/2/3第四讲液压缸液压缸的设计概述液压缸的设计是先根据使用要求选择结构类型，然后按负载情况、最大行程等确定其主要尺寸，再进行强度计算，最后进行结构设计。

2023/2/3第四讲液压缸液压缸的设计液压缸主要尺寸的确定1.缸筒的直径D2.缸的长度l3.活塞杆的直径d4.缸筒壁厚

2023/2/3第四讲液压缸液压缸强度校核缸筒壁的校核1.按薄壁进行校核（D/δ≥10）

Py-试验压力，当缸的额定压力Pn≤16MPa时，取

Py=1.5Pn，当缸的额定压力Pn＞16MPa时，取Py=1.25Pn；D-缸筒直径[σ]缸筒材料许用应力，[σ]=σb/n，σb为材料的抗拉强度，n为安全系数，一般取5。

2023/2/3第四讲液压缸液压缸强度校核缸筒壁的校核2.按厚壁进行校核（D/δ＜10）

2023/2/3第四讲液压缸液压缸强度校核活塞杆强度及压杆稳定性的校核

式中：F-活塞杆所受到的负载[σ]-活塞杆材料许用压力[σ]=σb/n，σb为材料的抗拉强度，n为安全系数，一般取1.4。

2023/2/3第四讲液压缸液压缸强度校核液压缸缓冲计算液压缸的缓冲计算主要是估计缓冲时液压缸内出现的最大冲击力，用来校核缸筒强度、制动距离是否符合要求。

液压缸在缓冲时，缓冲腔内产生的液压能E1和工作部件产生的机械能E2分别为：

2023/2/3第五讲液压控制元件液压阀的概述

液压阀在液压系统中被用来控制执行元件按照负载的要求进行工作。液压阀的基本结构和原理液压阀的基本结构

主要包括阀芯、阀体和驱动阀体等液压阀的原理

利用阀芯在阀体内的相对运动控制阀口的通断及开口的大小，来实现压力、流量和方向控制的。注：P是与动力元件相通的油口，T和O是与油箱相通的回油口，

A、B表示与执行元件的进出油口。

2023/2/3第五讲液压控制元件液压阀的分类按结构形式分类

有滑阀、锥阀和球阀三种。根据用途不同分类

有方向控制阀、压力控制阀和量控制阀三种。根据安装形式不同分类

有管式连接阀、板式连接阀、插装阀和叠加阀四种。

2023/2/3第五讲液压控制元件液压阀的性能参数公称通称

公称通径代表阀的通流能力大小，对应于阀的额定流量。额定压力

额定压力是指液压控制阀长期工作所允许的最高压力。

2023/2/3第五讲液压控制元件对液压阀的基本要求动作灵敏，使用可靠，工作时冲击和振动要小，噪声要低。阀口开启时，作为方向阀，液流的压力损失要小；作为压力阀，阀芯工作的稳定性要好。所控制的参量（压力或流量）稳定，受外干扰时变化要小。结构紧凑，安装、调试、维护方便，能用性好。

2023/2/3第五讲液压控制元件方向控制阀及其应用

方向控制阀是控制液压系统中油液流动方向或液流的接通与断开，以实现执行元件启动、停止，进行压力和速度变换的元件，分为单向阀和换向阀两类。单向阀

单向阀有普通单向阀和液控单向阀。

2023/2/3第五讲液压控制元件单向阀

单向阀有普通单向阀和液控单向阀。

2023/2/3第五讲液压控制元件单向阀

单向阀有普通单向阀和液控单向阀。

2023/2/3第五讲液压控制元件单向阀

单向阀有普通单向阀和液控单向阀。

2023/2/3第五讲液压控制元件单向阀普通单向阀

普通单向阀简称单向阀，是一种只允许油液正向流动，不允许逆向倒流的阀。一般有管式和板式两种，它由阀体、阀芯和弹簧组成。液控单向阀

与普通单向阀比较，在结构上多一个控制油口、控制活塞和顶杆。

2023/2/3第五讲液压控制元件换向阀

换向阀是利用阀芯和阀体间相对位置的改变来控制油液的流动方向，接通或关闭油路，从而控制执行元件的启动、停止及换向。

2023/2/3第五讲液压控制元件换向阀

2023/2/3第五讲液压控制元件换向阀

2023/2/3第五讲液压控制元件换向阀

2023/2/3第五讲液压控制元件换向阀换向阀工作原理

参考书中图5-7，即为其工作原理。在图示状态下液压缸两腔均不相通压力油，活塞处于停止状态。若使换向阀的阀芯左移，则阀体上的油口P和A相通，B与O相通，压力油经油口P、A进入液压缸左腔，活塞右移，液压缸右腔油液经油口B回油箱。反之，活塞左移。

2023/2/3第五讲液压控制元件换向阀换向阀工作原理⑴按阀芯运动方式分为滑阀和转阀；⑵按阀的工作位置数和通路数分为二位三通、二位四通、三位四通；⑶按阀的操纵方式分为手动、机动、电动、液动、电液动；⑷按阀的安装方式分为管式、板式、法兰式等；⑸按阀的机能分为O形、H形、Y形和M形。

2023/2/3第五讲液压控制元件换向阀换向阀的工作位数、通数和机能⑴位数是指阀体中可停留的位置数目；⑵通数是指换向阀上油口的数目；⑶换向阀的机能是指换向阀处于中间位置或原始位置时阀中各油口的连通方式。

2023/2/3第五讲液压控制元件换向阀几种常见的换向阀⑴机动换向阀；⑵电磁工换向阀；⑶液动换向阀；⑷电液换向阀；⑸手动换向阀；⑹多路换向阀；

⑺转阀式换向阀。2023/2/3第五讲液压控制元件压力控制阀及其应用

在液压系统中，控制油液压力的阀（如溢流阀、减压阀）和控制执行元件及电气元件等在某一调定的压力下动作的阀（如顺序、压力继电器）统称压力控制阀。

这类阀的工作原理都是利用作用在阀芯上的液体压力和作用在阀芯的另一端上的弹簧力相平衡的原理来工作的。溢流阀

2023/2/3第五讲液压控制元件溢流阀

2023/2/3第五讲液压控制元件溢流阀

2023/2/3第五讲液压控制元件溢流阀

溢流阀有多种用途，主要是用来溢去系统中的多余油液，使泵的供油压力得到调整，并通过阀的作用保持所需供油压力维持恒定。

溢流阀分为为直动式和先导式，前者用于低压，后者用于中、高压。直动式溢流阀先导式溢流阀溢流阀在液压系统中的应用

2023/2/3第五讲液压控制元件溢流阀在液压系统中的应用1.溢流稳压作用2.实现过载保护3.造成背压4.作卸载阀5.实现远程调压

2023/2/3第五讲液压控制元件顺序阀图片演示

2023/2/3第五讲液压控制元件顺序阀图片演示

2023/2/3第五讲液压控制元件顺序阀图片演示

2023/2/3第五讲液压控制元件顺序阀顺序阀的工作原理

顺序阀在液压系统中犹如自动开关。它以进口压力油（内控式）或外来压力油（外控式）的压力为信号，当信号压力达到调到定值时，阀口开启，使所在油路自动接通，故结构和溢流阀类同。且也有直动式和先导式之分。

2023/2/3第五讲液压控制元件顺序阀顺序阀的应用

机床夹具用顺序阀实现工作先定位后夹紧的顺序动作回路。具体案例如教材图5-21。

2023/2/3第五讲液压控制元件减压阀图片演示

2023/2/3第五讲液压控制元件减压阀图片演示

2023/2/3第五讲液压控制元件减压阀减压阀功用

减压阀主要用于降低系统某一支路的油液压力，使同一系统能有两个或多个不同压力的分支。

2023/2/3第五讲液压控制元件减压阀减压阀分为类1.直动式2.先导式

2023/2/3第五讲液压控制元件压力继电器图片演示

2023/2/3第五讲液压控制元件压力继电器图片演示

2023/2/3第五讲液压控制元件压力继电器图片演示

2023/2/3第五讲液压控制元件压力继电器压力继电器功用压力继电器是一种液-电信号转换元件。当控制油的压力达到调定值时，便触动电气开关发出电信号，控制电气元件动作，实现泵的加载或卸载、执行元件顺序动作、系统安全保护和元件动作连锁等。压力继电器性能1.调压范围2.通断往返区间

2023/2/3第五讲液压控制元件压力控制阀常出现的故障压力调不上去压力过高,调不下来压力振摆大

2023/2/3第五讲液压控制元件流量制阀及其应用

流量控制阀是靠改变阀口过流面积的大小来调节通过阀口的流量,从而控制执行元件(液压缸或液压力马达)的运动速度的。节流阀

2023/2/3第五讲液压控制元件节流阀

2023/2/3第五讲液压控制元件节流阀

2023/2/3第五讲液压控制元件节流阀节流阀的流量和影响流量的稳定因素1.负载变化的影响2.温度变化的影响节流阀的阻塞和最小稳定流量

当节流阀的开度很小

时,流量会出现不稳定甚至断流现象,称为节流阀阻塞。

节流阀有一个能正常工作的最小流量限制值，称为节流阀的最小流量。

2023/2/3第五讲液压控制元件调速阀

2023/2/3第五讲液压控制元件调速阀

2023/2/3第五讲液压控制元件调速阀

2023/2/3第五讲液压控制元件调速阀调速阀调速阀是由定差减压阀与节流阀串联而成的组合阀。节流阀用来调节通过的流量，定差减压阀则自动补偿负载变化的影响，使节流阀前后的压差为定值，消除了节流阀负载变化对流量的影响。温度补偿阀调速阀消除了负载变化对流量的影响，但温度变化的影响依然存在。因此为解决温度变化对流量的影响，在对速度稳定性要求高的系统中需采用温度补偿阀。

2023/2/3第五讲液压控制元件调速阀调速阀的流量特性和最小压差调速阀的流量特性曲线见图5-26。调速阀最小压差大约为1MPa。流量控制阀的常见故障及排除方法无流量通过或流量极少流量不稳定

2023/2/3第五讲液压控制元件比例阀、插装阀和叠加阀

比例阀、插装阀和叠加阀都是近年发展的液压控制阀。比例阀

电液比例阀简称比例阀，它是一种把输入的电信号按比例转换成力或位移，从而对压力、流量等参数进行连续控制的一种液压阀。

比例阀是由直流比例电磁铁与液压阀两部分组成。

比例阀的结构及工作原理如教材图5-29。比例阀用于多级调压回路。

2023/2/3第五讲液压控制元件插装阀

插装阀不仅能实现常用液压阀的各种功能，而且与普通液压阀相比，具有主阀结构简单、通流能力大、体积小、质量轻、密封性能好、易于集成、实现一阀多用等优点，因此在大流量系统中得到广泛应用。

2023/2/3第五讲液压控制元件插装阀

2023/2/3第五讲液压控制元件插装阀

2023/2/3第五讲液压控制元件插装阀插装阀的结构原理及符号插装阀的结构原理见图5-31。插装阀由控制盖板、控制单元（由阀套、弹簧、阀芯及密封件组成）插装块体和先导元件组成。

就工作原理而言，二通插装阀相当于一个液控单向阀。

2023/2/3第五讲液压控制元件叠加阀图片演示

2023/2/3第五讲液压控制元件叠加阀图片演示

2023/2/3第五讲液压控制元件叠加阀叠加式液压阀简称叠加阀，其阀体本身既是元件又是具有油路通道的连接体，阀体的上、下两面做成连接面。

其工作原理见教材图5-40（a）。

叠加式式液压阀装置示意图见教材图5-41。

2023/2/3第五讲液压控制元件液压阀的选用选用阀类元件时，首先应根据生产和使用等方面的条件确定系统中阀的类型及结构形式（如位数、通路数、动力源形式等），其次还应考虑额定压力、流量、安装形式工、操纵方式、结构特点和经济性等因素。1.压力和流量范围。2.机能。3.压力损失。4.连接形式。5.其它注意问题。

2023/2/3第六讲辅助装置概述

液压系统中辅助装置，如密封装置、过滤器、油箱、蓄能器等，对系统的工作性能直接的影响，甚至使系统不能正常工作，因此必须给予足够的重视。辅助装置中油箱需要系统要求自行设计，其他辅助装置则为标准件，根据具体情况选用即可。2023/2/3第六讲辅助装置过滤器2023/2/3第六讲辅助装置过滤器过滤器的作用及主要的性能指标1.过滤器的作用

过滤器的作用是过滤掉油液中的杂质,净化油液,使其污染程度控制在允许范围内,保证液压系统能够正常工作。2.过滤器的性能