机电设备评估基础2-2

机电设备评估基础项目二

传动装置与电机活动二

液压传动

一、液压传动的工作原理

是依靠液体介质的静压力来传递能量的液体传动，本质上是一种能量转换装置，它先将机械能转换为便于输送的液压能，随后又将液压能转换为机械能。

项目二

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液压传动

二、液压传动系统的组成

1.动力部分：泵（小油缸）

2.执行部分：液压缸、液压马达（大油缸）

3.控制部分：阀

4.辅助部分：油箱、蓄能器、过滤器等项目二

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液压传动

三、液压传动的优缺点

（一）优点

1.在输出功率相同的条件下，体积小重量轻、布局安装比较灵活；

2.传递运动平稳，吸振能力强；

3.操作控制方便、省力，易于实现自动控制和过载保护；

4.液压元件易于实现系列化、标准化、通用化；

（二）缺点

6.泄漏不可避免，因此不能实现严格的传动比；

7.对温度敏感；

8.液压元件精度要求高，使用和维修要求高。项目二

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液压传动

四、液压传动的基本参数

（一）压力：

1.单位面积上的液体力。

压力的单位是帕和兆帕。

1Pa＝1N/m2

1MPa＝106Pa

压力就是我们高中学物理时的压强。

2.液压传动的压力取决于负载。液体压力随负载的变化而变化。

3.压力分级如下表所示：

表2－2压力分级低压中压中高压高压超高压压力范围0～2.5＞2.5～8＞8～16＞16～32＞32项目二

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液压传动

四、液压传动的基本参数

（二）流量：

1.单位时间内流过某一截面的液体体积。

流量的单位是米3/秒（m3/s）和升（L）

1m3/s＝60000L/min项目二

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四、液压传动的基本参数

（二）流量：

2.由于液体不可压缩，所以，同一时间里左面油缸压出的油必然等于右面油缸流进的油，即项目二

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液压传动

四、液压传动的基本参数

（三）功及功率

在液压传动中，功率等于压力p与流量Q的乘积。

如果压力的单位为兆帕（MPa），流量的单位为升/分（L/min），则公式可写为：项目二

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五、液压泵（动力部分）

1.功能：将电动机输入的机械能转变为液体的压力能。

2、原理：泵必须具有由运动部件和固定部件所构成的密闭容积。

密闭容积增大形成负压完成吸油，密闭容积减小则排油，所以称之为容积式泵。

3.液压泵的分类：

按照结构形式分为齿轮泵、叶片泵、柱塞泵、螺杆泵等。

按照使用压力分为低压泵、中压泵和高压泵。

按照流量特征分为定量泵和变量泵。定量泵是指转速不变时，流量不能改变；而变量泵则是在转速不变时，可以调节从而得到不同的流量。

项目二

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五、液压泵（动力部分）

4、液压泵的主要参数：

（1）工作压力：是指泵实际工作时输出油液的压力，也称为输出压力。工作压力取决于外界负载的大小和排油管路上的压力损失，而与液压泵的流量无关。若负载增加，泵的工作压力随之升高；负载减小，泵的工作压力降低。如举重。

（2）额定压力：在正常工作条件下，按试验标准规定，连续运转正常工作的最高压力，如举重（10000kg）。额定压力取决于密封程度、效率和使用寿命等因素的影响。项目二

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五、液压泵（动力部分）

4、液压泵的主要参数：

（3）最高压力：液压泵工作压力随负载的增加而增加，当工作压力增加到液压泵本身强度允许值和允许的最大泄漏量时，液压泵的工作压力就不能再增加了，这时，液压泵的工作压力称为最高压力，也就是按试验标准规定，允许液压泵短暂运行的最高压力值。最高压力是液压泵强度设计的依据。超过最高压力，效率降低。

（4）排量：泵轴旋转一周排出油液的体积，用q表示。

（5）理论流量：单位时间内理论上可以排出的液体体积，用QT表示。

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五、液压泵（动力部分）

4、液压泵的主要参数：

（6）实际流量：是指液压泵在实际工作时，在单位时间内所排出油液的体积。等于理论流量减去泵的泄漏量。Q＝QT－△Q

（7）额定流量：液压泵在额定转速和额定压力下工作时实际输出的流量。

（8）效率：指输出功率与输入功率之比，它是衡量能量损失的一项重要指标。容积效率等于实际流量与理论流量之比

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五、液压泵（动力部分）

4、液压泵的主要参数：

泵的总效率等于容积效率与机械效率的乘积。

η＝ηVηm

如ηV=0.8，ηm=0.9，则η＝0.72注意：排量与流量的关系，排量是泵轴旋转一周排出油液的体积，如果每分钟转n转，则1分钟的流量是nq。例：液压泵的出口压力为p＝10.2MPa，

流量Q＝1.64×10－3m3/s，

总效率为η＝0.8，

试求该泵的输入功率。

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五、液压泵（动力部分）

（一）齿轮泵

1、结构：密封空间由齿轮、壳体和端盖共同形成。

2、特点：结构简单、重量轻、成本低、工作可靠，但压力不高。

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五、液压泵（动力部分）

（二）叶片泵

结构：密封空间由转子、叶片、泵体（壳体）和端盖共同形成。

分类：

1.单作用叶片泵

转子每转一周，完成一次吸油和排油，故称之为单作用叶片泵。

改变转子和定子的偏心距，可以改变泵的流量，是变量泵。

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五、液压泵（动力部分）

（二）叶片泵

2.双作用叶片泵

（1）转子每转一周，完成两次吸油和排油，故称之为双作用叶片泵。

（2）泵的流量固定，是定量泵。

（3）特点：结构紧凑、体积小、重量轻、流量均匀、运转平稳、噪声低。结构比较复杂、对油液污染比较敏感。项目二

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五、液压泵（动力部分）

（三）柱塞泵

（1）有径向柱塞泵和轴向柱塞泵。

（2）径向柱塞泵由定子、转子（缸体）配油轴、衬套和柱塞组成。

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五、液压泵（动力部分）

（3）当转子顺时针旋转时，柱塞在离心力或在低压油作用下，压紧在定子内壁上。由于转子和定子间有偏心量e，故转子在上半周转动时柱塞向外伸出，径向孔内密封工作容积逐渐增大，形成局部真空，将油箱中的油经配油轴上的a孔再经b腔吸入；

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五、液压泵（动力部分）

（三）柱塞泵

（4）转子转到下半周时，柱塞向里推入，密封工作容积逐渐减小，将油液从柱塞底部经c腔再从配油轴上的d孔向外压出。

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五、液压泵（动力部分）

（三）柱塞泵

（5）转子每转一周，每个柱塞底部容积完成一次吸油、压油。转子连续运转，即完成泵的吸油、压油工作。

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五、液压泵（动力部分）

（三）柱塞泵

（6）径向柱塞的流量因偏心e的大小而不同。若偏心量做成可调的，就成为变量泵。

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五、液压泵（动力部分）

（三）柱塞泵

由于柱塞与缸体内孔均为圆柱表面，加工方便，配合精度高，密封性能好。所以柱塞泵具有压力高、结构紧凑、效率高、流量能调节等优点，但结构比较复杂。

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六、液压马达与液压缸（执行部分）

概述：

液压马达与液压缸是液压传动系统中的执行元件。

液压马达：将液体的压力能转变为旋转机械能；

液压马达和液压泵都是依靠工作腔密封容积的变化来工作的，它们的原理是相同的，但是结构上存在差别，所以不能通用。

高速液压马达有：齿轮液压马达、叶片液压马达、轴向柱塞马达。

低速液压马达有：单作用连杆型径向柱塞马达、多作用内曲线径向柱塞马达。

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六、液压马达与液压缸（执行部分）

液压缸：将液压能转变为机械能的一种能量转换装置，不同的是液压马达将液压能转变成为连续回转机械能，液压缸是将液压能变为直线运动或摆动的机构能。液压缸，根据结构特点分为活塞式、柱塞式、伸缩式、摆动式四大类，按其作用分为单作用和双作用。活塞或柱塞的速度取决于流量和油缸容积，而推力则取决于液体压力和受压面积。

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六、液压马达与液压缸（执行部分）

（一）双杆活塞缸

当进油压力、流量一定时，往返行程速度相同、推力相同。A为缸筒固定式双杆活塞，B为活塞固定式，A行程为3L，B为2L，占地面积小，常用于大、中型设备中，但是油管设计不方便。

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六、液压马达与液压缸（执行部分）

（二）单杆活塞缸

1、液体进入无杆腔时，速度低但推力大；

液体进入有杆腔时，速度高但推力小。项目二

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六、液压马达与液压缸（执行部分）

（二）单杆活塞缸

2、设活塞与活塞杆的直径分别为D和d，则，

（1）无杆腔进油时，活塞移动速度为推力为

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六、液压马达与液压缸（执行部分）

（二）单杆活塞缸

2、设活塞与活塞杆的直径分别为D和d，则，

（2）有杆腔进油时，

活塞移动速度为

推力为

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六、液压马达与液压缸（执行部分）

设D＝120mm，d＝50mm，液压油进入左腔时，推动活塞向右，推力为F1＝1200N，速度为V1＝0.1m/s。

试计算当压力与流量不变的时候，液压油进入右腔，推动活塞向右时的推力F2与速度V2。项目二

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六、液压马达与液压缸（执行部分）

（三）柱塞液压缸

1.只能单向运动，回程需要借助于外力，如重力、弹簧力，或成对使用。3和1直接连到一起，3和2连在一起，为什么呢，主要是由于加工时，孔的加工非常困难，这样连接，1的内孔可以不用精加工，只需要将3加工好即可，而铜容易加工。

2.柱塞缸主要是避免了活塞缸缸孔难于加工的问题，这是它的一大优点。缺点是只能单向运动。回程需要借助外力作用，如垂直旋转时柱塞自重、弹簧力及其他外力等。为了获得双向往复运动，柱塞缸常成对使用。

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七、液压控制阀（控制作用）

（一）方向控制阀用来控制和改变液压系统中液流方向的阀类。

1.单向阀：

（1）单向可靠、油液不能反向流动；

（2）正向流动压力损失小；

反向截止密封性好。项目二

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七、液压控制阀（控制作用）

（一）方向控制阀2.换向阀：

（1）通过手动、机动、电动、液动等方式，使阀芯在阀体孔中运动，使油路接通或切断，从而改变液流的方向。分为滑阀和转阀。

（2）滑阀主要由阀芯和阀体构成。

阀芯上加工出沟槽，阀体上则加工出相应的环形槽。通过改变阀芯和阀体的相对位置，就能够使各个通道之间连通或断开。项目二

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七、液压控制阀（控制作用）

（3）滑阀式换向阀的工作原理

位：阀芯在阀体孔中可能的位置数目；滑阀符号中方格的个数。

通：与阀体连通的主油路数；每一方格上，和外界油路连通的“孔”数，即通路数。

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七、液压控制阀（二）压力控制阀：根据液体压力与弹簧力平衡的原理来控制和调节液体的压力。

常见的压力控制阀有：溢流阀、减压阀、顺序阀和压力继电器等。

1.溢流阀功能：溢出系统中多余的液压油，使系统油液保持一定压力，防止过载，起安全保护作用。分为直动型溢流阀和先导型溢流阀。

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七、液压控制阀2.减压阀：减低系统中某一部分的压力，使之低于油泵供油压力。

正常情况下，带箭头的实线是连通的，当压力大时，在虚线的作用下，断开连通。因此减压阀和溢流阀有两点不同：（1）溢流阀是保证系统的压力不超压，减压阀是保证系统中某一部分的压力低于油泵供油压力（2）正常情况下，溢流阀中间箭头是断开的，而减压阀带箭头的实线是连通的，当压力大时，在虚线的作用下，断开连通。项目二

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七、液压控制阀2.减压阀：减低系统中某一部分的压力，使之低于油泵供油压力。

正常情况下，带箭头的实线是连通的，当压力大时，在虚线的作用下，断开连通。因此减压阀和溢流阀有两点不同：（1）溢流阀是保证系统的压力不超压，减压阀是保证系统中某一部分的压力低于油泵供油压力（2）正常情况下，溢流阀中间箭头是断开的，而减压阀带箭头的实线是连通的，当压力大时，在虚线的作用下，断开连通。溢流阀、减压阀、压力继电器共同的特点是：根据液体压力与弹簧力平衡的原理，来控制液体的压力。

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七、液压控制阀（三）流量控制阀：依靠改变工作开口的大小来调节通过阀口的流量。生活中的水龙头。

常见的流量控制阀有：节流阀、调速阀等。

节流口：起节流作用的阀口。常见的节流口有针式、偏心式、三角沟式。

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七、液压控制阀（四）液压操纵箱

1.将许多不同类型的阀类元件合并在一个阀体内，组成专门的液压操纵箱；

2.特点：可以显著缩小液压元件的总体积，改善液压系统性能，操作方便；设计制造复杂，工作循环不易改变。

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八、液压辅件（要注意作用和符号）

（一）蓄能器：做辅助动力源、保压和补充泄漏、吸收压力冲击和油泵的压力脉动。（二）过滤器：表面型、深度型、磁性。

（三）油箱：储存油液、散热、分离气体和沉淀。

此外，还有热交换器、密封装置、压力装置等

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九、基本