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液压传动——液压传动概述

液压传动——液压传动概述
液压传动——液压传动概述

第1章液压传动概述

1.1 液压传动发展概况

1.1.1 液压传动的定义

一部完整的机器由原动机部分、传动机构及控制部分、工作机部分(含辅助装置)组成。原动机包括电动机、内燃机等。工作机即完成该机器之工作任务的直接工作部分,如剪床的剪刀、车床的刀架等。由于原动机的功率和转速变化范围有限,为了适应工作机的工作力和工作速度变化范围变化较宽,以及性能的要求,在原动机和工作机之间设置了传动机构,其作用是把原动机输出功率经过变换后传递给工作机。一切机械都有其相应的传动机构借助于它达到对动力的传递和控制的目的。

传动机构通常分为机械传动、电气传动和流体传动机构。流体传动是以流体为工作介质进行能量转换、传递和控制的传动。它包括液压传动、液力传动和气压传动。

液压传动和液力传动均是以液体作为工作介质进行能量传递的传动方式。液压传动主要是利用液体的压力能来传递能量;而液力传动则主要是利用液体的动能来传递能量。

1.1.2 液压传动的发展概况

液压传动是一门新的学科,虽然从17世纪中叶帕斯卡提出静压传动原理,18世纪末英国制成世界上第一台水压机算起,液压传动技术已有二、三百年的历史。但直到20世纪30年代它才较普遍地用于起重机、机床及工程机械。在第二次世界大战期间,由于战争需要,出现了由响应迅速、精度高的液压控制机构所装备的各种军事武器。第二次世界大战结束后,战后液压技术迅速转向民用工业,液压技术不断应用于各种自动机及自动生产线。

本世纪60年代以后,液压技术随着原子能、空间技术、计算机技术的发展而迅速发展。因此,液压传动真正的发展也只是近三四十年的事。当前液压技术正向迅速、高压、大功率、高效、低噪声、经久耐用、高度集成化的方向发展。同时,新型液压元件和液压系统的计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助测试(CAT)、计算机直接控制(CDC)、机电一体化技术、可靠性技术等方面也是当前液压传动及控制技术发展和研究的方向。

我国的液压技术最初应用于机床和锻压设备上,后来又用于拖拉机和工程机械。现在,我国的液压元件随着从国外引进一些液压元件、生产技术以及进行自行设计,现已形成了系列,并在各种机械设备上得到了广泛的使用。

1.2.1液压传动系统的工作原理

以如下的机床工作平台的液压系统为例来说明液压传动系统的工作原理。如图1-1所示,它由油箱、滤油器、液压泵、溢流阀、开停阀、节流阀、换向阀、液压缸以及连接这些元件的油管、接头组成。其工作原理如下:液压泵由电动机驱动后,从油箱中吸油。油液经滤油器进入液压泵,油液在泵腔中从入口低压到泵出口高压,在图1-2(a)所示状态下,通

过开停阀、节流阀、换向阀进入液压缸左腔,推动活塞使工作台向右移动。这时,液压缸右腔的油经换向阀和回油管6排回油箱。

如果将换向阀手柄转换成图1-1(b)所示状态,则压力管中的油将经过开停阀、节流阀和换向阀进入液压缸右腔、推动活塞使工作台向左移动,并使液压缸左腔的油经换向阀和回油管6排回油箱。

工作台的移动速度是通过节流阀来调节的。当节流阀开大时,进入液压缸的油量增多,工作台的移动速度增大;当节流阀关小时,进入液压缸的油量减小,工作台的移动速度减小。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所产生的。要克服的阻力越大,缸中的油液压力越高;反之压力就越低。这种现象正说明了液压传动的一个基本原理——压力决定于负载。

图1-1机床工作台液压系统工作原理图1—工作台2—液压缸3—活塞4—换向手柄5—换向阀6,8,16—回油管7—节流阀9—开停手柄10—开停阀11—压力管12—压力支管13—溢流阀14—钢

15—弹簧17—液压泵18—滤油器19—油箱

图1-3机床工作台液压系统的图形符号图1—工作台2—液压缸3—油塞4—换向阀5—节流阀6—开停阀7—溢流阀8—液

压泵

9—滤油器10—油箱

1.2.2 液压传动系统的组成

从机床工作台液压系统的工作过程可以看出,一个完整的、能够正常工作的液压系统,应该由以下五个主要部分来组成:

1.能源装置(动力元件):它是把机械能转换成液压能,供给液压系统压力油的装置。最常见的形式是液压泵。

2.执行装置(元件):它是把液压能转换成机械能以驱动工作机构的装置。其形式有作直

线运动的液压缸,有作回转运动的液压马达,它们又称为液压系统的执行元件。

3.控制调节装置(元件):它是对系统中的压力、流量或流动方向进行控制或调节的装置。如溢流阀、节流阀、换向阀、开停阀等。

4.辅助装置(元件):上述三部分之外的其他装置,例如油箱,滤油器,油管等。它们对保证系统正常工作是必不可少的。

5.工作介质:传递能量的流体,即液压油等。

1.2.3 液压传动系统图的图形符号

图1-1所示的液压系统是一种半结构式的工作原理图它有直观性强、容易理解的优点,当液压系统发生故障时,根据原理图检查十分方便,但图形比较复杂,绘制比较麻烦。我国已经制定了一种用规定的图形符号来表示液压原理图中的各元件和连接管路的国家标准,即“液压系统图图形符号(GB786—76)”。我国制订的液压系统图图形符号(GB786—76)中,对于这些图形符号有以下几条基本规定。

(1)符号只表示元件的职能,连接系统的通路,不表示元件的具体结构和参数,也不表示元件在机器中的实际安装位置。

(2)元件符号内的油液流动方向用箭头表示,线段两端都有箭头的,表示流动方向可逆。

(3)符号均以元件的静止位置或中间零位置表示,当系统的动作另有说明时,可作例外。

图1-3所示为图1-2(a)系统用国标《GB786—76液压系统图图形符号》绘制的工作原理图。使用这些图形符号可使液压系统图简单明了,且便于绘图。

1.3.1液压传动系统的主要优点

液压传动之所以能得到广泛的应用,是由于它与机械传动、电气传动相比具有以下的主要优点:

(1)由于液压传动是油管连接,所以借助油管的连接可以方便灵活地布置传动机构,这是比机械传动优越的地方。例如,在井下抽取石油的泵可采用液压传动来驱动,以克服长驱动轴效率低的缺点。由于液压缸的推力很大,又加之极易布置,在挖掘机等重型工程机械上,已基本取代了老式的机械传动,不仅操作方便,而且外形美观大方。

(2)液压传动装置的重量轻、结构紧凑、惯性小。例如,相同功率液压马达的体积为电动机的12%~13%。液压泵和液压马达单位功率的重量指标,目前是发电机和电动机的十分之一,液压泵和液压马达可小至0.0025N/W(牛/瓦),发电机和电动机则约为0.03N/W。

(3)可在大范围内实现无级调速。借助阀或变量泵、变量马达,可以实现无级调速,调速范围可达1∶2000,并可在液压装置运行的过程中进行调速。

(4)传递运动均匀平稳,负载变化时速度较稳定。正因为此特点,金属切削机床中的磨床传动现在几乎都采用液压传动。

(5)液压装置易于实现过载保护——借助于设置溢流阀等,同时液压件能自行润滑,因

此使用寿命长。

(6)液压传动容易实现自动化——借助于各种控制阀,特别是采用液压控制和电气控制结合使用时,能很容易地实现复杂的自动工作循环,而且可以实现遥控。

(7)液压元件已实现了标准化、系列化和通用化,便于设计、制造和推广使用。

1.3.2 液压传动系统的主要缺点

(1)液压系统中的漏油等因素,影响运动的平稳性和正确性,使得液压传动不能保证严格的传动比。

(2)液压传动对油温的变化比较敏感,温度变化时,液体粘性变化,引起运动特性的变化,使得工作的稳定性受到影响,所以它不宜在温度变化很大的环境条件下工作。

(3)为了减少泄漏,以及为了满足某些性能上的要求,液压元件的配合件制造精度要求较高,加工工艺较复杂。

(4)液压传动要求有单独的能源,不像电源那样使用方便。

(5)液压系统发生故障不易检查和排除。

总之,液压传动的优点是主要的,随着设计制造和使用水平的不断提高,有些缺点正在逐步加以克服。液压传动有着广泛的发展前景。

1.3.3 液压传动系统的主要应用

驱动机械运动的机构以及各种传动和操纵装置有多种形式。根据所用的部件和零件,可分为机械的、电气的、气动的、液压的传动装置。经常还将不同的形式组合起来运用——四位一体。由于液压传动具有很多优点,使这种新技术发展得很快。液压传动应用于金属切削机床也不过四五十年的历史。航空工业在1930年以后才开始采用。特别是最近二三十年以来液压技术在各种工业中的应用越来越广泛。

在机床上,液压传动常应用在以下的一些装置中:

1.进给运动传动装置磨床砂轮架和工作台的进给运动大部分采用液压传动;车床、六角车床、自动车床的刀架或转塔刀架;铣床、刨床、组合机床的工作台等的进给运动也都采用液压传动。这些部件有的要求快速移动,有的要求慢速移动。有的则既要求快速移动,也要求慢速移动。这些运动多半要求有较大的调速范围,要求在工作中无级调速;有的要求持续进给,有的要求间歇进给;有的要求在负载变化下速度恒定,有的要求有良好的换向性能等等。所有这些要求都是可以用液压传动来实现的。

2.往复主体运动传动装置龙门刨床的工作台、牛头刨床或插床的滑枕,由于要求作高速往复直线运动,并且要求换向冲击小、换向时间短、能耗低,因此都可以采用液压传动。

3.仿形装置车床、铣床、刨床上的仿形加工可以采用液压伺服系统来完成。其精度可达0.01~0.02mm。此外,磨床上的成形砂轮修正装置亦可采用这种系统。

4.辅助装置机床上的夹紧装置、齿轮箱变速操纵装置、丝杆螺母间隙消除装置、垂直移动部件平衡装置、分度装置、工件和刀具装卸装置、工件输送装置等,采用液压传动后,有

利于简化机床结构,提高机床自动化程度。

5.静压支承重型机床、高速机床、高精度机床上的轴承、导轨、丝杠螺母机构等处采用液体静压支承后,可以提高工作平稳性和运动精度。

液压传动在其他机械工业部门的应用情况见表1-1所示。

表1-1 液压传动在各类机械行业中的应用实例

液压油是液压传动系统中的传动介质,而且还对液压装置的机构、零件起这润滑、冷却和防锈作用。液压介质的性能对液压系统的工作状态有很大影响,液压传动系统的压力、温度和流速在很大的范围内变化,因此液压油的质量优劣直接影响液压系统的工作性能。故此,合理的选用液压油也是很重要的。

1.4.1液压油的物理特性

1、密度ρ

ρ = m/V [kg/ m3]

一般矿物油的密度为850~950kg/m3

2、重度γ

γ= G/V [N/ m3]

一般矿物油的重度为8400~9500N/m3

因G = mg 所以γ= G/V=ρg

3、液体的可压缩性

当液体受压力作用二体积减小的特性称为液体的可压缩性。

体积压缩系数β= - ▽V/▽pV0

体积弹性模量K = 1 /β

4、流体的粘性

液体在外力作用下流动时,由于液体分子间的内聚力而产生一种阻碍液体分子之间进行

相对运动的内摩擦力,液体的这种产生内摩擦力的性质称为液体的粘性。由于液体具有粘性,当流体发生剪切变形时,流体内就产生阻滞变形的内摩擦力,由此可见,粘性表征了流体抵抗剪切变形的能力。处于相对静止状态的流体中不存在剪切变形,因而也不存在变形的抵抗,只有当运动流体流层间发生相对运动时,流体对剪切变形的抵抗,也就是粘性才表现出来。粘性所起的作用为阻滞流体内部的相互滑动,在任何情况下它都只能延缓滑动的过程而不能消除这种滑动。

粘性的大小可用粘度来衡量,粘度是选择液压用流体的主要指标,是影响流动流体的重要物理性质。

图1-4液体的粘性示意图

当液体流动时,由于液体与固体壁面的附着力及流体本身的粘性使流体内各处的速度大小不等,以流体沿如图1-4所示的平行平板间的流动情况为例,设上平板以速度u0向右运动,下平板固定不动。紧贴于上平板上的流体粘附于上平板上,其速度与上平板相同。紧贴于下平板上的流体粘附于下平板图1-4液体的粘性示意图上,其速度为零。中间流体的速度按线性分布。我们把这种流动看成是许多无限薄的流体层在运动,当运动较快的流体层在运动较慢的流体层上滑过时,两层间由于粘性就产生内摩擦力的作用。根据实际测定的数据所知,流体层间的内摩擦力F与流体层的接触面积A及流体层的相对流速du成正比,而与此二流体层间的距离dz成反比,即:

F=μAdu/dz

以τ=F/A表示切应力,则有:

τ=μdu/dz (1-1)

式中:μ为衡量流体粘性的比例系数,称为绝对粘度或动力粘度;du/dz表示流体层间速度差异的程度,称为速度梯度。

上式是液体内摩擦定律的数学表达式。当速度梯度变化时,μ为不变常数的流体称为牛顿流体,μ为变数的流体称为非牛顿流体。除高粘性或含有大量特种添加剂的液体外,一般的液压用流体均可看作是牛顿流体。

流体的粘度通常有三种不同的测试单位。(1)绝对粘度μ。绝对粘度又称动力粘度,它直接表示流体的粘性即内摩擦力的大小。动力粘度μ在物理意义上讲,是当速度梯度

du/dz=1时,单位面积上的内摩擦力的大小,即: du dz τμ=

(1-2) 动力粘度的国际(SI)计量单位为牛顿·秒/米2,符号为N·s/m2,或为帕·秒,符号

为Pa·s 。 (2)运动粘度ν。运动粘度是绝对粘度μ与密度ρ的比值:

ν=μ/ρ (1-3)

式中:ν为液体的动力粘度,m2/s ;ρ为液体的密度,kg/m3。

运动粘度的SI 单位为米2/秒,m2/s 。还可用CGS 制单位:斯(托克斯),St 斯的单位太大,应用不便,常用1%斯,即1厘斯来表示,符号为cSt ,故:

1cSt =10-2St =10-6m2/s

运动粘度ν没有什么明确的物理意义,它不能像μ一样直接表示流体的粘性大小,但对ρ值相近的流体,例如各种矿物油系液压油之间,还是可用来大致比较它们的粘性。由于在理论分析和计算中常常碰到绝对粘度与密度的比值,为方便起见才采用运动粘度这个单位来代替μ/ρ。它之所以被称为运动粘度,是因为在它的量纲中只有运动学的要素长度和时间因次的缘故。机械油的牌号上所标明的号数就是表明以厘斯为单位的,在温度50℃时运动粘度ν的平均值。例如10号机械油指明该油在50℃时其运动粘度ν的平均值是10cSt 。蒸馏水在20.2℃时的运动粘度ν恰好等于1cSt ,所以从机械油的牌号即可知道该油的运动粘度。例如20号油说明该油的运动粘度约为水的运动粘度的20倍,30号油的运动粘度约为水的运动粘度的30倍,如此类推。动力粘度和运动粘度是理论分析和推导中经常使用的粘度单位。它们都难以直接测量,因此,工程上采用另一种可用仪器直接测量的粘度单位,即相对粘度。

(3)相对粘度。相对粘度是以相对于蒸馏水的粘性的大小来表示该液体的粘性的。相对粘度又称条件粘度。各国采用的相对粘度单位有所不同。有的用赛氏粘度,有的用雷氏粘度,我国采用恩氏粘度。恩氏粘度的测定方法如下:测定200cm3某一温度的被测液体在自重作用下流过直径2.8mm 小孔所需的时间tA ,然后测出同体积的蒸馏水在20℃时流过同一孔所需时间tB(tB=50~52s),tA 与tB 的比值即为流体的恩氏粘度值。恩氏粘度用符号°E 表示。被测液体温度t℃时的恩氏粘度用符号°Et 表示。 °Et = tA/tB (1-4)

工业上一般以20℃、50℃和100℃作为测定恩氏粘度的标准温度,并相应地以符号 °E20、°E50和°E100来表示。

知道恩氏粘度以后,利用下列的经验公式,将恩氏粘度换算成运动粘度。

ν=7.31°E -6.31/°E×10-6 (1-5)

为了使液体介质得到所需要的粘度,可以采用两种不同粘度的液体按一定比例混合,混

合后

的粘度可按下列经验公式计算。

°E=[a°E1+b°E2-c(°E1-°E2)]/100 (1-6)

式中:°E为混合液体的恩氏粘度;°E1,°E2分别为用于混合的两种油液的恩氏粘度,°E1>°E2;a,b分别为用于混合的两种液体°E1、°E2各占的百分数,a+b=100;c 为与a、b有关的实验系数,见表1-2。

a/% 10 20 30 40 50 60 70 80 90

b/% 90 80 70 60 50 40 30 20 10

c 6.7 13.1 17.9 22.1 25.5 27.9 28.2 25 17

于5MPa时,粘度值的变化很小,可以不考虑。当液体所受的压力加大时,分子之间的距离缩小,内聚力增大,其粘度也随之增大。因此,在压力很高以及压力变化很大的情况下,粘度值的变化就不能忽视。在工程实际应用中,当液体压力在低于50MPa的情况下,可用下式计算其粘度:

νp=ν0(1+αp) (1-7)

式中:νp为压力在p(Pa)时的运动粘度;ν0为绝对压力为1个大气压时的运动粘度;p为压力(Pa);α为决定于油的粘度及油温的系数,一般取α=(0.002~0.004)×10-5,1/Pa。

(5)温度对粘度的影响。液压油粘度对温度的变化是十分敏感的,当温度升高时,其分子之间的内聚力减小,粘度就随之降低。不同种类的液压油,它的粘度随温度变化的规律也不同。我国常用粘温图表示油液粘度随温度变化的关系。对于一般常用的液压油,当运动粘度不超过76mm2/s,温度在30~150℃范围内时,可用下述近似公式计算其温度为t℃的运动粘度:

νt=ν50(50/t)n (1-8)

式中:νt为温度在t℃时油的运动粘度;ν50为温度为50℃时油的运动粘度;n为粘温指数。粘温指数n随油的粘度而变化,其值可参考表1-3。

ν50/mm2·s-1 2.5 6.5 9.5 12 21 30 38 45 52 60

n 1.39 1.59 1.72 1.79 1.99 2.13 2.24 2.32 2.42 2.49

液压油是液压传动系统的重要组成部分,是用来传递能量的工作介质。除了传递能量外,它还起着润滑运动部件和保护金属不被锈蚀的作用。液压油的质量及其各种性能将直接影响液压系统的工作。从液压系统使用油液的要求来看,有下面几点:

1.适宜的粘度和良好的粘温性能一般液压系统所用的液压油其粘度范围为:

ν=11.5×10-6~35.3×10-6m2/s(2~5°E50)

2.润滑性能好在液压传动机械设备中,除液压元件外,其他一些有相对滑动的零件也要用液压油来润滑,因此,液压油应具有良好的润滑性能。为了改善液压油的润滑性能,可加入添加剂以增加其润滑性能。

3.良好的化学稳定性即对热、氧化、水解、相容都具有良好的稳定性。

4.对液压装置及相对运动的元件具有良好的润滑性

5.对金属材料具有防锈性和防腐性

6.比热、热传导率大,热膨胀系数小

7.抗泡沫性好,抗乳化性好

8.油液纯净,含杂质量少

9.流动点和凝固点低,闪点(明火能使油面上油蒸气内燃,但油本身不燃烧的温度)和燃点高

此外,对油液的无毒性、价格便宜等,也应根据不同的情况有所要求。

三、液压介质的种类(液压油的分类)

普通液压油

专用液压油

1、石油基液压油

抗磨液压油

高粘度指数液压油

石油基液压油是以石油地精炼物未基础,加入抗氧化或抗磨剂等混合而成的液压油,不同性能、不同品种、不同精度则加入不同的添加剂。

合成液压油——磷酸酯液压油

2、难燃液压油水——乙二醇液压油

含水液压油油包税乳化液

乳化液

水包油乳化油

1)石油基液压油这种液压油是以石油的精炼物为基础,加入各种为改进性

能的添加剂而成。添加剂有抗氧添加剂、油性添加剂、抗磨添加剂等。不同工作条件要求具有不同性能的液压油,不同品种的液压油是由于精制程度不同和加入不同的添加剂而成。

2)成添加剂磷酸脂液压油是难燃液压油之一。它的使用范围宽,可达-54~135℃。抗燃性好,氧化安定性和润滑性都很好。缺点是与多种密封材料的相容性很差,有一定的毒性。

3)—乙二醇液压油这种液体由水、乙二醇和添加剂组成,而蒸馏水占35%~55%,因而抗燃性好。这种液体的凝固点低,达-50℃,粘度指数高(130~170),为牛顿流体。缺点是能使油漆涂料变软。但对一般密封材料无影响。

4)乳化液乳化液属抗燃液压油,它由水、基础油和各种添加剂组成。分水包油乳化液和油包水乳化液,前者含水量达90%~95%,后者含水量大40%。

四、液压油的选用

正确而合理地选用液压油,乃是保证液压设备高效率正常运转的前提。

选用液压油时,可根据液压元件生产厂样本和说明书所推荐的品种号数来选用液压油,或者根据液压系统的工作压力、工作温度、液压元件种类及经济性等因素全面考虑,一般是先确定适用的粘度范围,再选择合适的液压油品种。同时还要考虑液压系统工作条件的特殊要求,如在寒冷地区工作的系统则要求油的粘度指数高、低温流动性好、凝固点低;伺服系统则要求油质纯、压缩性小;高压系统则要求油液抗磨性好。在选用液压油时,粘度是一个重要的参数。粘度的高低将影响运动部件的润滑、缝隙的泄漏以及流动时的压力损失、系统的发热温升等。所以,在环境温度较高,工作压力高或运动速度较低时,为减少泄漏,应选用粘度较高的液压油,否则相反。

液压油的牌号(即数字)表示在40℃下油液运动粘度的平均值(单位为cSt)。原名内为过去的牌号,其中的数字表示在50℃时油液运动粘度的平均值。

但是总的来说,应尽量选用较好的液压油,虽然初始成本要高些,但由于优质油使用寿命长,对元件损害小,所以从整个使用周期看,其经济性要比选用劣质油好些。

种类

牌号

原名用途油名代号

普通液压油

N32号液压油

N68G号液压油

YA-N32

YA-N68

20号精密机床液压油

40号液压—导轨油

用于环境温度0~

45℃工作的各类液压

泵的中、低压液压系

抗磨液压油

N32号抗磨液压油

N150号抗磨液压油

N168K号抗磨液压油

YA-N32

YA-N150

YA-N168

K

20抗磨液压油

80抗磨液压油

40抗磨液压油

用于环境温度-10~

40℃工作的高压柱塞

泵或其他泵的中、高

压系统

低温液压油

N15号低温液压油

N46D号低温液压油

YA-N15

YA-N46

D

低凝液压油

工程液压油

用于环境温度-20℃

至高于40℃工作的各

类高压油泵系统

高粘度指数液压油N32H号高粘度指数

液压油

YD-N32

D

用于温度变化不大且

对粘温性能要求更高

的液压系统

五、液压油的污染与防护

液压油是否清洁,不仅影响液压系统的工作性能和液压元件的使用寿命,而且直接关系到液压系统是否能正常工作。液压系统多数故障与液压油受到污染有关,因此控制液压油的污染是十分重要的。

1.液压油被污染的原因液压油被污染的原因主要有以下几方面:

(1)液压系统的管道及液压元件内的型砂、切屑、磨料、焊渣、锈片、灰尘等污垢在系统使用前冲洗时未被洗干净,在液压系统工作时,这些污垢就进入到液压油里。

(2)外界的灰尘、砂粒等,在液压系统工作过程中通过往复伸缩的活塞杆,流回油箱的漏油等进入液压油里。另外在检修时,稍不注意也会使灰尘、棉绒等进入液压油里。

(3)液压系统本身也不断地产生污垢,而直接进入液压油里,如金属和密封材料的磨损颗粒,过滤材料脱落的颗粒或纤维及油液因油温升高氧化变质而生成的胶状物等。

2.油液污染的危害

液压油污染严重时,直接影响液压系统的工作性能,使液压系统经常发生故障,使液压元件寿命缩短。造成这些危害的原因主要是污垢中的颗粒。对于液压元件来说,由于这些固体颗粒进入到元件里,会使元件的滑动部分磨损加剧,并可能堵塞液压元件里的节流孔、阻尼孔,或使阀芯卡死,从而造成液压系统的故障。水分和空气的混入使液压油的润滑能力降低并使它加速氧化变质,产生气蚀,使液压元件加速腐蚀,使液压系统出现振动、爬行等。

3.防止污染的措施

造成液压油污染的原因多而复杂,液压油自身又在不断地产生脏物,因此要彻底解决液压油的污染问题是很困难的。为了延长液压元件的寿命,保证液压系统可靠地工作,将液压油的污染度控制在某一限度以内是较为切实可行的办法。对液压油的污染控制工作主要是从两个方面着手:一是防止污染物侵入液压系统;二是把已经侵入的污染物从系统中清楚出去。污染控制要贯穿于整个液压装置的设计、制造、安装、使用、维护和修理等各个阶段。

为防止油液污染,在实际工作中应采取如下措施:

(1)使液压油在使用前保持清洁。液压油在运输和保管过程中都会受到外界污染,新买来的液压油看上去很清洁,其实很“脏”,必须将其静放数天后经过滤加入液压系统中使用。

(2)使液压系统在装配后、运转前保持清洁。液压元件在加工和装配过程中必须清洗干净,液压系统在装配后、运转前应彻底进行清洗,最好用系统工作中使用的油液清洗,清洗时油箱除通气孔(加防尘罩)外必须全部密封,密封件不可有飞边、毛刺。

(3)使液压油在工作中保持清洁。液压油在工作过程中会受到环境污染,因此应尽量防止工作中空气和水分的侵入,为完全消除水、气和污染物的侵入,采用密封油箱,通气孔上加空气滤清器,防止尘土、磨料和冷却液侵入,经常检查并定期更换密封件和蓄能器中的胶囊。

(4)采用合适的滤油器。这是控制液压油污染的重要手段。应根据设备的要求,在液压系统中选用不同的过滤方式,不同的精度和不同的结构的滤油器,并要定期检查和清洗滤油器和油箱。

(5)定期更换液压油。更换新油前,油箱必须先清洗一次,系统较脏时,可用煤油清洗,排尽后注入新油。

(6)控制液压油的工作温度。液压油的工作温度过高对液压装置不利,液压油本身也会

加速化变质,产生各种生成物,缩短它的使用期限,一般液压系统的工作温度最好控制在65℃以下,机床液压系统则应控制在55℃以下。

液压传动分析

液压传动分析 一、优点 1)传动平稳在液压传动装置中,由于油液的压缩量非常小,在通常压力下可以认为不可压缩,依靠油液的连续流动进行传动。油液有吸振能力,在油路中还可以设置液压缓冲装置,故不像机械机构因加工和装配误差会引起振动扣撞击,使传动十分平稳,便于实现频繁的换向;因此它广泛地应用在要求传动平稳的机械上,例如磨床几乎全都采用了液压传动。 2)质量轻体积小液压传动与机械、电力等传动方式相比,在输出同样功率的条件下,体积和质量可以减少很多,因此惯性小、动作灵敏;这对液压仿形、液压自动控制和要求减轻质量的机器来说,是特别重要的。例如我国生产的1m3挖掘机在采用液压传动后,比采用机械传动时的质量减轻了1t。 3)承载能力大液压传动易于获得很大的力和转矩,因此广泛用于压制机、隧道掘进机、万吨轮船操舵机和万吨水压机等。 4)容易实现无级调速在液压传动中,调节液体的流量就可实现无级凋速,并且凋速范围很大,可达2000:1,很容易获得极低的速度。5)易于实现过载保护液压系统中采取了很多安全保护措施,能够自动防止过载,避免发生事故。 6)液压元件能够自动润滑由于采用液压油作为工作介质,使液压传动装置能自动润滑,因此元件的使用寿命较长。 7)容易实现复杂的动作采用液压传动能获得各种复杂的机械动作,

如仿形车床的液压仿形刀架、数控铣床的液压工作台,可加工出不规则形状的零件。 8)简化机构采用液压传动可大大地简化机械结构,从而减少了机械零部件数目。 9)便于实现自动化液压系统中,液体的压力、流量和方向是非常容易控制的,再加上电气装置的配合,很容易实现复杂的自动工作循环。目前,液压传动在组合机床和自动线上应用得很普遍。 10)便于实现“三化”液压元件易于实现系列比、标准化和通用化.也易于设计和组织专业性大批量生产,从而可提高生产率、提高产品质量、降低成本。

工程机械液压传动解读

在单泵液压系统中,为获得几种不同的调定压力时,可用调压回路。 3.增乐回路(图3,4) 其作用是使系统的局部汕路或某个执行元件获得比液压泵工作压力高得多的压力,或用于气—液传动,利用压缩空气(压力—般为0.6~0.8HPa)来获得高压。凡具有负载人、行程小和作业时间短等丁作特点的执行机构均可采用增压回路。 4.卸荷回路 回路中液压泵以最小输山功率运转,液压泵输出的油液以最低压力流回油箱,或以最小流量(补偿系统泄漏所需之流量)输出压力油。其作用是减少动力,降低系统发热。 常见的卸荷回路有以/几种方式: 1)图3,5为采用ld型(或U、K型)滑阀机能来实现液压泵卸荷的回路。 2)图3.6是用溢流阀卸荷的回路。 3)图3.7为复合泵卸荷的回路。当工作负载小时,泵2输山的油经单向阀与泵1合流,实现轻载快速运动。当工作负载增大,系统压力超过卸荷阀4调定压力时,卸荷阀4打开,使泵2卸荷,液压泵1单独向系统供油,实现重载慢速运动。 第114页

4)图3.8是采用限压式变量泵的卸荷回路。该泵可按实际工况需要,调定最大供油压力,而执行机构运行速度缓慢,所需流量极小,因此泵虽然在高乐下工作,但由于压力反馈作用,输山流量极小,故基本上是处于卸荷状态。 3.1.2速度控制回路 工程机械一般都要求调速,而液压系统能在原动机转速不变的情况下,方便地实现大范围的无级调速。 调速方法可分为三大类:节流调速、容积调速、容积节流调速。前两种在工程机械上应用较多。 1.节流调速

按节流元件安装位置的不同,节流调速回路可分为三种:进油路节流调速、回油路节 第4章工程机械液压传动系统设计与实践 4.1 液压传动系统的设计 对一台工程机械设备的传动方式,究竞选用机械传动、电力传动还是液压传动,要根据工程机械设备工作要求经过充分的分析、比较来确定。有时‘种传动方式不能满足设备的工作要求或者机构兄得过于复杂,则叫·将两种传动方式结合起来使用。当决定采用液压传动的方式之后,液压系统的设计任务才被确定下来。这时必须明确: 1)设备总体布置及工艺要求,液压执行元件的位置及空间尺寸的限制。 2)设备的工作循环,液压执行元件的运动方式(移动、转动或摆动)及其工作范围。 3)液压执行元件的运动速度及其变化范围。 4)液压执行元件的负载及变化范围。 5)各液压执行元件动作之间的顺序、转换和互锁要求。 6)丁作性能如工作平稳性、可靠性、转换精度、停留时间等方面的要求。 对于液压系统小工作循环较复杂的单个液压执行元件或相互动作关系复杂的多个液压执行元件来说,应绘出其完整的动作周期表,以使设汁要求一目了然,便于进行工作。 液压系统设计是工程机械设备设计的一部分,它与设备设计是紧密联系的,必须同进行。一般把设计步骤归结为如下儿点: 1)明确液压系统的设计要求; 2)初步确定液压系统的性能和参数; 3)拟定液压系统方案图: 4)计算和选择液压元件; 5)估算液压系统性能: 6)绘制液压传动装置系统图: 7)设计液压传动装置。 4.1.1 工况分析 工况分析指分析下程机械设备工作过程的具体情况,其内容包括对负载、速度和功率变化规律的分析或这些参数最大值的确定。工况分析的关键是分析负载性质和编制负载图。 作往复直线运动的工程液压缸的负载由6部分组成,它们是工作阻力、摩擦阻力、惯性阻力、重力、密封阻力和背压阻力,前4项为外负载,后2项为内负载。 1.丁作阻力斤 工作阻力是指沿液压缸方向上的力。此阻力可正可负:凡作用方向与液压缸(或活塞)运动方向相反者为正,相同者为负。工作阻力有基本上恒定不变的、有周期性变化的,需根据具体情况分析决定。…占是液压缸负载中最主要的部分。 2.摩擦阻力f 摩擦阻力是指工程机械设备工作时工作台导轨处的摩擦力或被液压缸拖动部件与静止 第131页

第一章液压传动概述教案

第一章液压传动概述 本章难点:压力取决于负载 它所介绍的内容,是机械工程技术人员必须掌握,不可缺少的基础技术知识。研究以有压流体(压力油和压缩空气)为传动介质来实现各种机械传动和自动控制的学科。 一部完整的机器由原动机部分、传动机构及控制部分、工作机部分(含辅助装置)组成。原动机包括电动机、内燃机等。工作机即完成该机器之工作任务的直接工作部分,如剪床的剪刀、车床的刀架等。由于原动机的功率和转速变化范围有限,为了适应工作机的工作力和工作速度变化范围变化较宽,以及性能的要求,在原动机和工作机之间设置了传动机构,其作用是把原动机输出功率经过变换后传递给工作机。一切机械都有其相应的传动机构借助于它达到对动力的传递和控制的目的。 传动机构通常分为机械传动、电气传动和流体传动机构。 流体传动是以流体为工作介质进行能量转换、传递和控制的传动。它包括液压传动、液力传动和气压传动。 液压传动和液力传动均是以液体作为工作介质进行能量传递的传动方式。液压传动主要是利用液体的压力能来传递能量;而液力传动则主要是利用液体的动能来传递能量。 气压传动,其做工的介质是空气体;液压传动,其做工的介质是机油(或其它的液体)。气压传动的结构简单,该介质(空气)不需要成本;液压传动结构复杂点,且需要其它的材料作为介质,成本会高点。但液压传动的密封性能好,所以传动的力矩会大点,做工性能会好些。 1.1 液压技术的发展 本章是学习液压与气压传动的启蒙章节,主要阐述了本课的一些重要概念、并通过液压千斤顶简化模型的分析深入理解液压传动的工作原理和液压系统的基本组成,最后介绍液压传动的优缺点和应用领域。 首先介绍什么是传动?传动的类型有哪些? 引导学生举生活中常见的实例说明以下五种传动,使学生对传动及其类型有所认识和掌握。 机械传动———自行车,缝纫机; 电传动————电动门,声控灯,音乐喷泉; 气压传动———公交车的车门; 液压传动———千斤顶,液压挖掘机; 液压传动是以液体作为工作介质来进行能量传递的一种传动形式,它通过能量转换装置(如液压泵),将原动机(如电动机)的机械能转变为液体的压力能,然后通过封闭的管道、控制元件等,由另一能量转换装置(如液压缸或马达)将液体的压力能转变为机械能,以驱动负载和实现执行机构所需的直线或旋转运动。 因此,以液体作为工作介质,并以其压力能进行能量传递的方式,即为液压传动。 注意几点: ①工作条件:密封系统 ②工作介质:受压的流体 ③传动方式:传递运动和动力 1.1.1 液压技术发展的历史

最新液压传动技术发展现状与前景展望

液压传动技术发展现状与前景展望 摘要:对液压传动技术及其优缺点进行描述;将其发展现状、工业应用情况作了一个简要的总结归纳;并根据其自身的特点对其发展趋势在液压现场总线技术、自动化控制软件技术、纯水液压传动、电液集成块等四方面做了合理的展望。关键词:液压传动;工业应用;发展趋势 1 液压传动的定义及其地位 液压传动是以流体(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。它们通过各种元件组成不同功能的基本回路,再由若干基本回路有机地组合成具有一定控制功能的传动系统[1]。液压传动,是机械设备中发展速度最快的技术之一,特别是近年来,随着机电一体化技术的发展,与微电子、计算机技术相结合,液压传动进入了一个新的发展阶段[2]。 2 液压传动的发展简史 液压传动是根据17 世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理而发展起来的一门新兴技术,1795 年英国约瑟夫?布拉曼(Joseph Braman,1749-1814),在伦敦用水作为工作介质,以水压机的形式将其应用于工业上,诞生了世界上第一台水压机。1905 年将工作介质水改为油,又进一步得到改善。第一次世界大战(1914-1918)后液压传动广泛应用,特别是1920 年以后,发展更为迅速。1925 液压元件大约在19 世纪末20 世纪初的20 年间,才开始进入正规的工业生产阶段[2]。年维克斯(F.Vikers)发明了压力平衡式叶片泵,为近代液压元件工业或液压传动的逐步建立奠定了基础。20 世纪初康斯坦丁?尼斯克(G?Constantimsco)对能量波动传递所进行的理论及实际研究;1910 年对液力传动(液力联轴节、液力变矩器等)方面的贡献,使这两方面领域得到了发展[3]。第二次世界大战(1941-1945)期间,在美国机床中有30%应用了液压传动。应该指出,日本液压传动的发展较欧美等国家晚了近20 多年。在1955 年前后, 日本迅速发展液压传动,1956 年成立了“液压工业会”。近20~30 年间,日本液压传动发展之快,居世界领先地位。液压技术主要是由武器装备对高质量控制装置的需要而发展起来的。随着控制理论的出现和控制系统的发展,液压技术与电子技术的结合日臻完善,电液控制系统具有高响应、高精度、高功率-质量比和大功率的特点,从而广泛运用于武器和各工业部门及技术领域[4]。 3 液压传动的优缺点 3.1 与机械传动、电气传动相比,液压传动具有以下优点 1.液压传动的各种元件,可以根据需要方便、灵活地来布置。 2.重量轻、体积小、运动惯性小、反应速度快。 3.操纵控制方便,可实现大范围的无级调速(调速范围达2000:1)。 4.可自动实现过载保护。

液压传动习题册[含答案]

第一章液压传动概述 一、填空 1、液压系统若能正常工作必须由动力装置、执行装置、控制装置、辅助装置 和工作介质组成。 2、液压系统的两个重要参数是压力、流量 ,它们的特性是液压系统的工作压力取决于负载, 液压缸的运动速度取决于流量。 3、液压传动的工作原理是以__油液____作为工作介质,通过__密封容积__ 的变化来传递运动,通过油液内部的__压力 ___来传递动力。 二、判断 1.液压传动不易获得很大的力和转矩。() 2.液压传动装置工作平稳。能方便地实现无级调速,但不能快速起动、制动和频繁换向。 ( ) 3.液压传动适宜在传动比要求严格的场合采用。( ) 4.液压系统故障诊断方便、容易。() 5.液压传动适宜于远距离传动。() 6.液压传动装置本质上是一种能量转换装置。(√) 三、单项选择 1.液压系统的执行元件是( C )。 A.电动机 B.液压泵 C.液压缸或液压马达 D.液压阀 2.液压系统中,液压泵属于( A )。 A.动力部分 B.执行部分 C.控制部分 D.辅助部分 3.液压传动的特点有( B ) A.可与其他传动方式联用,但不易实现远距离操纵和自动控制 B.可以在较大的速度范围内实现无级变速 C.能迅速转向、变速、传动准确 D.体积小、质量小,零部件能自润滑,且维护、保养和排放方便 四、问答: 1、何谓液压传动?液压传动的原理?它有哪两个工作特性? 答:定义:液压传动是以液体为工作介质,把原动机的机械能转换为液体的压力能,通过控制元件将具有压力能的液体送到执行元件,由执行元件驱动负载实现所需的运动和动力,把液体的压力能再转变为工作机构所需的机械能。 原理:液压传动的工作原理是以油液作为工作介质,依靠密封容积的变化来传递运动,依靠油液内部的压力来传递动力。 特性:1)液压系统的工作压力取决于负载。 2)液压缸的运动速度取决于流量。 2、液压传动系统有哪几部分组成?说明各部分作用。 答:1)动力装置:液压泵,将机械能转换成液体压力能。 2)执行装置:液压缸或液压马达,将液体压力能转换成机械能。 3)控制装置:液压阀,对液压系统中液体的压力、流量和流动方向进行控制和调节。 4)辅助装置:油箱、过滤器、蓄能器等,对工作介质起到容纳、净化、润滑、消声和实现元件间连接等作用。 5)传动介质:液压油,传递能量的液体。 第二章液压传动的基础知识 一、填空 1.油液在外力作用下,液层间作相对运动而产生内摩擦力的性质,叫做油液的粘性,其大小用粘度表 示。常用的粘度有三种:即运动粘度、动力粘度和相对粘度。 2. 粘度是衡量粘性大小的指标,是液压油最重要的参数。液体的粘度具有随温度的升高而降低,随压

液压传动与气压传动技术

第一章液压传动基础知识 教学目的与要求: 1.掌握液压传动的概念。 2.掌握液压传动的优点、缺点。 3.了解液压传动在现代工业生产中的应用。 4.了解液压传动的发展概况。 5.掌握液压传动工作原理。 6.掌握液压传动系统各组成部分及在系统中的作用。 7.了解液压系统图的表达方式。 8.了解液压油的性能指标与选用原则。 课题重点: 1.掌握液压传动的概念及其优点、缺点。 2.掌握液压传动工作原理及液压传动系统各组成部分及在系统中的作用。 课题难点: 液压传动工作原理及液压传动系统各组成部分及在系统中的作用。 学时安排:

§1—1液压传动概述 教学目的知识目标使同学们掌握液压传动的概念及其优点、缺点。能力目标能够准确熟练阐述什么是液压传动 德育目标通过学习培养同学们做事要态度认真 教学重点掌握液压传动的概念及其优点、缺点。教学难点同上 教学过程与方法通过讲授、演示、任务驱动等强化知识重点;通过小组讨论、交流、合作,完成练习任务; 教学器材多媒体 教学时数2学时;备课时间8月18 日授课时间教学过程 教学环节 及 学时分配教学内容 教学 活动 组织教学师生问好、清点人数、填写日志1' 知识回顾为什么液压千斤顶体积小巧,却可以将人力放大到足够抬起沉重的汽车?学生思考 并回答,教师辅助3' 导入新课揭示课题 液压千斤顶体积小巧,却可以将人力放大到足够抬起沉重的汽车。究其 根源主要是液压千斤顶所采用的放大力的工作原理与杠杆不同。它是怎么样 将力传递放大的呢? 观察、 思考。 明确教学课题。 1' 教学内容一、液压传动的概念 利用液体作为工作介质来进行能量传递和进行控制的一种传动方式。 20' 利用多媒体和黑 板

液压传动试题答案分析

、填空题(每空2分,共40 分) 1液压传动中,压力决于—负载 _______________ ,速度决定于_______ 流量 ________ 。 2.液压传动中,_实际输出流量_______ 和 _____ 泵的出口压力 _相乘是液压功率 3.我国生产的机械油和液压油采用_40 °C时的运动粘度(mm2/s)为其标号。 4?管路系统总的压力损失等于_沿程压力损失_及—局部压力损失—之和。 5._____________________________________ 方向控制阀的操纵方式有如下五种形式 ________________________________________________ 手动式_、__机动式、__电磁式 ________________________________________________ 、 _液动式、 ____ 电液动式_。 6.______________________________ 溢流阀、减压阀、顺序阀都有 _____ 直动式和先导式______________________________________ 两种不同的结 构形式 7.___________________________________ 进油路节流调速回路的功率损失由溢流损失_____________________________________________ 和_________________ 节流损失— 两部分组成。 二、单选题(每小题2分,共20分) 1.压力对粘度的影响是(影响不大) 4.如果液体流动是连续的,那么在液体通过任一截面时,以下说法正确的是(流量是相等的) 5.在同一管道中,分别用Re紊流、Re临界、Re层流表示紊流、临界、层流时的雷诺数,那 么三者的关系是(Re紊流> Re临界> Re层流) 6.有卸荷功能的中位机能是(H、K、M型) 7.顺序阀的主要作用是(降低油液压力供给低压部件) &旁油路节流调速回路在(重载高速)时有较高的速度刚度 9.调速阀可以实现( D ) A执行部件速度的调节B执行部件的运行速度不因负载而变化 C调速阀中的节流阀两端压差保持恒定D以上都正确 10.可以承受负值负载的节流调速回路是(回油路节流调速回路) 填空题(每空1分,共25分) 1.液体静压力沿内法线方向作用于承压面;静止液体内任意点的压力在(各个)方向相等。

中专班液压传动试题与答案1解读

采掘机械液压传动试题一 一、知识题 (应知) (一)、填空:(每空1分,共20分) 1、EBZ150型掘进机铲煤板的 ——————、 ——————————— 、 —————————— 的运转均使用液压传动。 2、液压传动系统一般由以下几部分组成:动力元件、 —————————————、 ———————————— 、 —————————— 、工作液体。 3、液体的流动有 ——————————和 ———————— 两种状态。 4、溢流阀的作用是控制系统中的压力 ———————、 ———————— 、 ———————— 。 5、过滤比是指过滤器上游油液单位容积中大于某一给定尺寸的 ——————————— 与下游油液———————— 中大于同一尺寸的颗粒数之比。 6、采煤机的液压操作是利用手液动换向阀来实现牵引 ————————、调速、 ———————— 。 7、乳化液泵站公称压力取决于 ———————————————和各千斤顶 ———————— 的需要。 8、液压支架依靠高压液体、立柱和相应的动力千斤顶可实现升架 、降架、 ——————————— 、 —————————————————— 四个基本动作。 9、液压支架乳化液泵常用的柱塞密封为V形密封和 ——————— 。 (二)、判断:(每题2分,共20分) 1、粘性使流动液体内部各液层间的速度相等。( ) 2、外啮合齿轮泵主要由一对齿数相同的齿轮、传动轴、轴承、端盖和泵体等组成。( ) 3、径向间隙是指齿顶与泵体的配合间隙。( ) 4、在液压系统中,用来控制油液压力或利用油液压力来控制油路通断的阀统称为压力控制阀。( ) 5、选用的过滤器通流量过大时,会导致清洗或更换周期太短,也会增加压力损失。( ) 6、煤矿机械设备多使用油冷却器。( ) 7、液压支架的液压执行元件都是液压缸,除起支撑作用的称为千斤顶外,其余则根据其作用称为立柱。( ) 8、初撑保证系统具有独立性,可装在任何支架的液压系统上,使用选择有较大的灵活性。( ) 9、换向阀作用:不改换油液流动方向,改变执行元件的运动方向。( ) 10、齿轮泵、叶片泵、柱塞泵都靠容积变化实现吸排液体的。 ( ) (三)、选择:(每题2分,共20分) 1、液压传动中液体压力的大小与(内)外 —————— 有关,与流量无关。 A、速度 B、流程 C、负载 D、液体 2、液压系统通常采用石油基油,煤矿机械常用的有 —————— 、普通液压油和乳化液等。 A、水 B、油 C、酒精 D、抗磨液压油

(完整版)液压传动系统的概论.

液压传动技术的历史进展与趋势 从公元前200多年前到17世纪初,包括希腊人发明的螺旋提水工具和中国出现的水轮等,可以说是液压技术最古老的应用。 自17世纪至19世纪,欧洲人对液体力学、液体传动、机构学及控制理论与机械制造做出了主要贡献,其中包括:1648年法国的B.帕斯卡(B.Pascal)提出的液体中压力传递的基本定律;1681年D.帕潘(D.Papain)发明的带安全阀的压力釜;1850年英国工程师威廉姆.乔治.阿姆斯特朗(William George Armstrong)关于液压蓄能器的发明;19世纪中叶英国工程师佛莱明?詹金(F.Jinken)所发明的世界上第一台蒸气喷射器差压补偿流量控制阀;1795年英国人约瑟夫?布瑞玛(Joseph Bramah)登记的第一台液压机的英国专利;这些贡献与成就为20世纪液压传动与控制技术的发展奠定了科学与工艺基础。 19世纪工业上所使用的液压传动装置是以水作为工作介质,因其密封问题一直未能很好解决以及电气传动技术的发展和竞争,曾一度导致液压技术停滞不前,卷板机。此种情况直至1905年美国人詹涅(Janney)首先将矿物油代替水作液压介质后才开始改观,折弯机。20世纪30年代后,由于车辆、航空、舰船等功率传动的推动,相继出现了斜轴式及弯轴式轴向柱塞泵、径向和轴向液压马达;1936年Harry Vickers发明了先导控制压力阀为标志的管式系列液压控制元件。第二次世界大战期间,由于军事上的需要,出现了以电液伺服系统为代表的响应快、精度高的液压元件和控制系统,从而使液压技术得到了迅猛发展。 20世纪50年代,随着世界各国经济的恢复和发展,生产过程自动化的不断增长,使玻璃冷却器技术很快转入民用工业,在机械制造、起重运输机械及各类施工机械、船舶、航空等领域得到了广泛发展和应用。同期,德国阿亨工业大学(TH Aachen)在仿形刀架

《液压与气压传动》习题解读

绪论液压与气压传动概述 0-1.何谓液压传动?液压传动系统有哪些基本组成部分?各部分的作用是什么? 0-3.图示液压千斤顶中,小活塞直径 d=10mm,大活塞直径D=40mm,重 物G=5000kg,小活塞行程20 mm, 杠杆L=500 mm,l=25 mm,问: (1杠杆端需加多少力才能顶起重物 W; (2此时液体内所产生的压力为多 少; 图题 0-3 (3杠杆上下一次,重物升高多少? 0-4.用恩氏粘度计测得ρ=850kg/m3的某 液压油200mL流过的时间为t1=153s,20oC时200mL蒸馏水流过的时间 t2=51s。问该液压油的oE为多少?动力粘度为多少?运动粘度为多少? 第一章液压与气压传动的基础知识 1-2.为什么说压力是能量的一种表现形式? 1-3.液压传动中传递力是依据什么原理? 1-4.为什么能依据雷诺数来判别流态?它的物理意

义是什么? 1-5.伯努利方程的物理含义是什么? 1-6.试述稳态液动力产生的原因? 1-7.为什么减缓阀门的关闭速度可以降低液压冲击? 1-8.为什么在液压传动中对管道内油液的最大流速要加以限制? 1-9.如图所示,充满液体的倒置U 形管,一端位于一液面与大气相通的容器中, 另一端位于一密封容器中。容器与管中液体相同,密度ρ=1000kg/m 3。在静止状态下,h 1=0.5m ,h 2=2m 。试求在A 、B 两处的真空度。 1-10.有一水平放置的圆柱形油箱,油箱上端装有图示的油管,油管直径为20 m m 。油管一端与大气相通。已知圆柱直径D=300m m ,油管中的液柱高度如图示为h=600m m 。油液密度ρ=900kg/m 3。试求作用在圆柱油箱端部圆形侧面的总液压力。 1-11.图示安全阀,按设计当压力为p=3Mpa 时阀应开启,弹簧刚度k=8N/mm 。 活塞直径分别为D=22 mm ,D 0=20 mm 。试确定该阀的弹簧预压缩量为多少? h2h1A C B 0 0图题1-9 图题1-10 图题1-12 图题1-11 1-12.有半径R=100 mm 钢球堵塞着垂直壁面上直径d=1.5R 的圆孔,当钢球恰 好处于平衡状态时,钢球中心与容器液面的距离H 是多少?已知钢密度为8000kg/m 3,液体密度为820kg/m 3。

液压传动技术的发展状况及发展趋势

液压传动技术的发展状况及发展趋势 班级:模具2班 姓名:蔡腾飞 学号:130101020071

液压传动技术的发展状况及发展趋势 摘要:液压传动有许多突出的优点,因此它的应用非常广泛.如一般工业用的塑料加工机械、压力机械、机床等;行走机械中的工程机械、建筑机械、农业机械、汽车等;钢铁工业用的冶金机械、提升装置、轧辊调整装置等;船舶用的甲板起重机械(绞车)、船头门、舱壁阀、船尾推进器等;特殊技术用的巨型天线控制装置、测量浮标、升降旋转舞台等;军事工业用的火炮操纵装置、船舶减摇装置、飞行器仿真、飞机起落架的收放装置和方向舵控制装置等关键词:液压传动工业应用发展方向优点及缺点 一、液压传动的发展概况 液压传动是一门新的学科,虽然从17世纪中叶帕斯卡提出静压传动原理,18世纪末英国制成世界上第一台水压机算起,液压传动技术已有两三百年的历史,但直到20世纪30 年代它才较普遍地用于起重机、机床及工程机械。在第二次世界大战期间,由于战争需要,出现了由响应迅速、精度高的液压控制机构所装备的各种军事武器。第二次世界大战结束后,液压技术迅速转向民用工业,液压技术不断应用于各种自动机及自动生产线。20世纪60年代以后,液压技术随着原子能、空间技术、计算机技术的发展而迅速发展。因此,液压传动真正的发展也只是近三四十年的事。液压传动技术广泛应用了如自动控制技术、计算机技术、微电子技术、及新工艺和新材料等高技术成果,使传统技术有了新的发展,也使液压系统和元件的质量、水平有一定的提高。尽管如此,走向二十一世纪的液压技术不可能有惊人的技术突破,应当主要靠现有技术的改进和扩展,不断扩大其应用领域以满足未来的要求 二、液压传动的工业应用 液压传动有许多突出的优点,因此它的应用非常广泛,如一般工。业用的塑料加工机械、压力机械、机床等;行走机械中的工程机械、建筑机械、农业机械、汽车等;钢铁工业用的冶金机械、提升装置、轧辊调整装置等;土木水利工程用的防洪闸门及堤坝装置、河床升降装置、桥梁操纵机构等;发电厂涡轮机调速装置、核发电厂等国;船舶用的甲板起重机械(绞车)、船头门、舱壁阀、船尾推进器等;特殊技术用的巨型天线控制装置、测量浮标、升降旋转舞台等;军事工业用的火炮操纵装置、船舶减摇装置、飞行器仿真、飞机起落架的收放装置和方向舵控制装置等。 目前, 它们分别在实现高压、高速、大功率、高效率、低噪声、长寿命、高度集成化、小型化与轻量化、一体化和执行件柔性化等方面取得了很大的进展。同时, 由于与微电子技术密切配合, 能在尽可能小的空间内传递尽可能大的功率并加以准确的控制, 从而更使得它们在各行各业中发挥出了巨大作用。 应该特别提及的是, 近年来, 世界科学技术不断迅速发展, 各部门对液压传动提出了更高的要求。液压传动与电子技术配合在一起, 广泛应用于智能机器人、海洋开发、宇宙航行、地震予测及各种电液伺服系统, 使液压传动的应用提高到一个崭新的高度。 三、液压传动的发展方向 1.减少能耗,充分利用能量 液压技术在将机械能转换成压力能及反转换方面,已取得很大进展,但一直存在能量损耗,主要反映在系统的容积损失和机械损失上。如果全部压力能都能得到充分利用,则将使能量转换过程的效率得到显著提高。为减少压力能的损失,必须解决下面几个问题:①减少元件和系统的内部压力损失,以减少功率损失。主要表现在改进元件内部流道的压力损失,

液压传动分析题

图示液压系统可实现快进—工进—快退—原位停止的工作循环 图示液压系统可实现快进—工进—快退—原位停止的工作循环,请说明: 读懂左图所示的液压系统,并说明:(1)快进时油液流动路线;(2)这 个液压系统的特点。 快进:进油 泵→2YA 上位→3Y A 左位→液压缸左腔 回油 液压缸右腔→4Y A 左位→2Y A 上位→3YA 左位→液压缸左腔 特点:(1)快进采用差动连接;(2)采用稳流量式叶片泵供油;(3)采用进口容积-节流-背压阀调速回路。 试写出题图9.1所示液压系统的动作循环表,并评述这个液压系统的特点并说明桥式油路结构的作用。 答:特点:1)中位时右泵卸荷;2)快进采用差动连接;3)工进采用出口节流调速,整个系统为容积节流调速回 路。桥式油路作用:实现工进回油路及工退进油路的节流调速。循环表如下: 特点:1)中位时右泵卸荷;2)快进采用差动连接;3)工进采用出口节流调速,整个系统为容积节流调速回路。桥式油路作用:实现工进回油路及工退进油路的节流调速。

8.7 如题图8.7所示的液压回路,限压式变量叶片泵调定后的流量压力特性曲线如图所示,调速阀的调定流量为2.5 L/min ,液压缸两腔的有效面积A A 12250== cm 2,不计管路损失,试求:(1)液压缸的大腔压力p 1;(2)当负载F =0 和F =9 000 N 时的小腔压力p 2;(3)设液压泵的总效率为0.75 ,求液压系统的总效率。 解:(1)15 2 2.210 p =+?=(2.4-2)MPa 。 (2)2 1212A F A A p p -= ;当F=0时,4.42=p MPa ;当9000F =N 时,8.02=p MPa (3)液压回路的效率264 1111119000 0.822.2105010 q F A F F p q p q p A υη-=====???

挖机液压传动系统介绍解读

挖机液压传动系统介绍 按照挖掘机工作装置和各个机构的传动要求,把各种液压元件用管路有机地连接起来的组合体,称为挖掘机的液压系统。其功能是,以油液为工作介质,利用液压泵将发动机的机械能转变为液压能并进行传送,然后通过液压缸和液压马达等将液压能转返为机械能,实现挖掘机的各种动作。 基本要求 液压挖掘机的动作复杂,凡要机构经常启动、制动、换向、负载变化大,冲击和振动频繁,而且野外作业,温度和地理位置变化大,因此根据挖掘机的工作特点和环境特点,液压系统应满足如下要求: 1)要保证挖掘机动臂、斗杆和铲斗可以各自单独动作,也可以互相配合实现复合动作。 2)工作装置的动作和转台的回转既能单独进行,又能作复合动作,以提高挖掘机的生产率。 3)履带式挖掘机的左、右履带分别驱动,使挖掘机行走方便、转向灵活,并且可就地转向,以提高挖掘机的灵活性。 4)保证挖掘机的一切动作可逆,且无级变速。 5)保证挖掘机工作安全可靠,且各执行元件(液压缸、液压马达等)有良好的过载保护;回转机构和行走装置有可靠的制动和限速;防止动臂因自重而快带下降和整机超速溜坡。 为此,液压系统应做到: 1)有高的传动效率,以充分发挥发动机的动力性和燃料使用经济性。 2)液压系统和液压元件在负载变化大、急剧的振动冲击作用下,具有足够的可靠性。 3)调协轻便耐振的冷却器,减少系统总发热量,使主机持续工作时液压油温不超过80度,或温升不超过45度。 4)由于挖掘机作业现场尘土多,液压油容易被污染,因此液压系统的密封性能要好,液压元件对油液污染的敏感性低,整个液压系统要设置滤油器和防尘装置。 5)采用液压或电液伺服操纵装置,以便挖掘机设置自动控制系统,进而提高挖掘机技术性能和减轻驾驶员的劳动强度。 类型

纯水液压传动概述

纯水液压传动概述 摘要纯水液压以其绿色环保等特性成为液压界的重要研究方向。本文论述了纯水液压传动的含义,讨论了其研究内容和应用趋势,分析了纯水液压传动的优势和劣势,然后介绍了国内外纯水液压传动的基本状况和发展趋势,并相应展开分析了纯水液压传动的主要研究方向。最后,本文提出了一些新的解决纯水液压传动缺点的思路。 关键词纯水液压油压应用优势关键技术 1 引言 现代液压传动技术在工业生产和其他领域应用十分广泛,而纯水液压传动技术是现代液压研究领域的前沿方向之一。由于纯水具有来源广泛、无污染、阻燃性好等优点,在我国积极开展纯水液压传动的研究与开发,对节约能源,保护环境,可持续发展及开发绿色液压产品,都具有十分重要的意义。因此如何利用纯水作为液压传动工作介质的课题引起了人们的普遍关注,纯水液压传动课题的研究已经成为当今液压界的一大热点。在纯水液压传动发展的20多年中,人们逐步发现了纯水液压传动的很多优点。这也使纯水液压传动受到了极大的重视,成为液压传动的新的热点技术。然而,由于纯水液压传动是一项新兴的技术,所以还存在很多不足和缺点。 2 什么是纯水液压传动 纯水液压传动是指以纯水(不含任何添加剂的天然水,含海水和淡水)为工作介质的液压传动。 a)纯水的含义 纯水液压传动中的纯水是指纯粹的天然水(natural water),即不含任何添加剂的水。不同文献中用不同的词语来表达,如纯水(pure water)、自来水(tap water)、生水(raw water)、普通水(plane water)。纯水的分类如表1所示。 b)纯水液压传动的研究内容 由于水固有的物理特性,纯水液压传动技术的研究主要集中在介质、材料、元件、控制等方面,如图1所示。

液压传动系统设计与计算

液压传动系统设计与计算 第九章液压传动系统设计与计算 液压系统设计的步骤大致如下: 1.明确设计要求,进行工况分析。 2.初定液压系统的主要参数。 3.拟定液压系统原理图。 4.计算和选择液压元件。 5.估算液压系统性能。 6.绘制工作图和编写技术文件。 根据液压系统的具体内容,上述设计步骤可能会有所不同,下面对各步骤的具体内容进行介绍。第一节明确设计要求进行工况分析 在设计液压系统时,首先应明确以下问题,并将其作为设计依据。 1.主机的用途、工艺过程、总体布局以及对液压传动装置的位置和空间尺寸的要求。 2.主机对液压系统的性能要求,如自动化程度、调速范围、运动平稳性、换向定位精度以及对系统的效率、温升等的要求。 3.液压系统的工作环境,如温度、湿度、振动冲击以及是否有腐蚀性和易燃物质存在等情况。 位移循环图图9-1 在上述工作的基础上,应对主机进行工况分析,工况分析包括运动分析和动力分析,对复杂的系统还需编制负载和动作循环图,由此了解液压缸或液压马达的负载和速度随时间变化的规律,以下对工况分析的内容作具体介绍。 一、运动分析 主机的执行元件按工艺要求的运动情况,可以用位移循环图(L—t),速度循环图(v—t),或速度与位移循环图表示,由此对运动规律进行分析。 1.位移循环图L—t 图9-1为液压机的液压缸位移循环图,纵坐标L表示活塞位移,横坐标t表示从活塞启动到返回原位的时间,曲线斜率表示活塞移动速度。该图清楚地表明液压机的工作循环分别由快速下行、减速下行、压制、保压、泄压慢回和快速回程六个阶段组成。 2.速度循环图v—t(或v—L) 工程中液压缸的运动特点可归纳为三种类型。图9-2为三种类型液压缸的v—t图,第中实线所示,液压缸开始作匀加速运动,然后匀速运动,9-2一种如图

(完整版)液压传动发展概况.

第一章绪论 第一节液压传动发展概况 自18世纪末英国制成世界上第一台水压机算起,液压传动技术已有二三百年的历史。直到20世纪30年代它才较普遍地用于起重机、机床及工程机械。在第二次世界大战期间,由于战争需要,出现了由响应迅速、精度高的液压控制机构所装备的各种军事武器。第二次世界大战结束后,战后液压技术迅速转向民用工业,液压技术不断应用于各种自动机及自动生产线。 本世纪60年代以后,液压技术随着原子能、空间技术、计算机技术的发展而迅速发展。因此,液压传动真正的发展也只是近三四十年的事。当前液压技术正向迅速、高压、大功率、高效、低噪声、经久耐用、高度集成化的方向发展。同时,新型液压元件和液压系统的计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助测试(CAT)、计算机直接控制(CDC)、机电一体化技术、可靠性技术等方面也是当前液压传动及控制技术发展和研究的方向。 我国的液压技术最初应用于机床和锻压设备上,后来又用于拖拉机和工程机械。现在,我国的液压元件随着从国外引进一些液压元件、生产技术以及进行自行设计,现已形成了系列,并在各种机械设备上得到了广泛的使用。 机械的传动方式 一切机械都有其相应的传动机构借助于它达到对动力的传递和控制的目的。 机械传动——通过齿轮、齿条、蜗轮、蜗杆等机件直接把动力传送到执行机构 的传递方式。 电气传动——利用电力设备,通过调节电参数来传递或控制动力的传动方式 液压传动——利用液体静压 力传递动力 液体传动 液力传动——利用液体静流 动动能传递动力 流体传动 气压传动 气体传动 气力传动 第二节液压传动的工作原理及其组成 一、液压传动的工作原理 液压传动的工作原理,可以用一个液压千斤顶的工作原理来说明。

液压传动简介

哈尔滨铁道职业技术学院毕业论文 毕业题目:液压传动论文 学生:傅立金 指导教师:卜昭海 专业:工程机械 班级:08机械一班 年月

目录 摘要 (3) 一.绪论 (3) 二.液压传动技术的应用简单介绍(行走驱动) (5) 三.液压传动的特点和基本原理 (6) 四.液压传动的常见故障及排除方法 (8) 五.液压传动的广阔前景 (10) 六.总结 (11)

液压传动论文 摘要 液压传动是用液体作为工作介质来传递能量和进行控制的传动方式。液压传动和气压传动称为流体传动,是根据17世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理而发展起来的一门新兴技术,是工农业生产中广为应用的一门技术。如今,流体传动技术水平的高低已成为一个国家工业发展水平的重要标志。 一.绪论 ----社会需求永远是推动技术发展的动力,降低能耗,提高效率,适应环保需求,机电一体化,高可靠性等是液压气动技术继续努力的永恒目标,也是液压气动产品参与市场竞争是否取胜的关键。 ----由于液压技术广泛应用了高技术成果,如自动控制技术、计算机技术、微电子技术、磨擦磨损技术、可靠性技术及新工艺和新材料,使传统技术有了新的发展,也使液压系统和元件的质量、水平有一定的提高。尽管如此,走向二十一世纪的液压技术不可能有惊人的技术突破,应当主要靠现有技术的改进和扩展,不断扩大其应用领域以满足未来的要求。综合国内外专家的意见,其主要的发展趋势将集中在以下几个方面: 1.减少能耗,充分利用能量 ----液压技术在将机械能转换成压力能及反转换方面,已取得很大进展,但一直存在能量损耗,主要反映在系统的容积损失和机械损失上。如果全部压力能都能得到充分利用,则将使能量转换过程的效率得到显著提高。为减少压力能的损失,必须解决下面几个问题: ①减少元件和系统的内部压力损失,以减少功率损失。主要表现在改进元件内部流道的压力损失,采用集成化回路和铸造流道,可减少管道损失,同时还可减少漏油损失。 ②减少或消除系统的节流损失,尽量减少非安全需要的溢流量,避免采用节流系统来调节流量和压力。 ③采用静压技术,新型密封材料,减少磨擦损失。 ④发展小型化、轻量化、复合化、广泛发展3通径、4通径电磁阀以及低功率电磁阀。 ⑤改善液压系统性能,采用负荷传感系统,二次调节系统和采用蓄能器回路。 ⑥为及时维护液压系统,防止污染对系统寿命和可靠性造成影响,必须发展新的污染检测方法,对污染进行在线测量,要及时调整,不允许滞后,以免由于处理不及时而造成损失。 2.主动维护 ----液压系统维护已从过去简单的故障拆修,发展到故障预测,即发现故障苗头时,预先进行维修,清除故障隐患,避免设备恶性事故的发展。 ----要实现主动维护技术必须要加强液压系统故障诊断方法的研究,当前,凭有

液压传动概述

单元一液压传动概述 学习要求 1.了解液压传动的发展概况 2.理解液压传动的工作原理 3.重点掌握液压系统的组成及各个部分的功用 4.掌握液压传动的优缺点 重点、难点 本章重点内容: 1.液压传动的工作原理 2.液压传动系统的组成 在重点内容中,液压传动的工作原理是重中之重,其它是该内容的延伸和深化。 本章的难点: 液压传动的工作原理 第一节液压传动的工作原理及组成 流体传动是以流体为工作介质进行能量转换、传递和控制传动。它包括液压传动、液力传动和气压传动。液压传动和液力传动均是以液体作为工作介质来进行能量传递的传动方式。 ·液压传动主要是以液体作为工作介质,利用液体的压力能来传递能量 ·液力传动主要是利用液体的动能来传递能量 液压技术的发展 17世纪中叶帕斯卡提出静压传递原理 18世纪末英国制成第一台水压机 19世纪炮塔转位器、六角车床和磨床 第二次世界大战用于兵器(功率大、反应快)战后转向民用机械、工程、农业、汽车 20世纪60年代后发展为一门完整的自动化技术 现在国外95%工程机械、90%数控加工中心、95%以上的自动线采用液压传动。 采用液压传动的程度成为衡量一个国家工业水平的重要标志 一、液压传动的工作原理 简单机床液压传动系统的工作过程,就是液压传动系统传动工作原理的真实写照。下面以机床液压传动系 统和液压千斤顶为例来说明液压传动的工作原理 ·实例1、液压千斤顶 如图1-1所示,大缸体9和大活塞8组成举升液压缸。杠杆手柄1、小 缸体2、小活塞3、单向阀4和7组成手动液压泵。 ·工作原理: (1)如提起手柄使小活塞向上移动,小活塞下端油腔容积增大,形成 局部真空,这是单向阀4打开,通过吸油管5从油箱12中吸油; (2)用力压下手柄,小活塞下移,小缸体下腔的压力升高,单向阀4 关闭,单向阀7打开,小缸体下腔的油液经管道6输入大缸体9的下 腔,迫使大活塞8向上移动,顶起重物。 (3)再次提起手柄吸油时,举升缸的下腔的压力油将力图倒流入手动泵内,但此时单向阀7自动关闭,使油液不能倒流,从而保证了重物不会自行下落。不断地往复扳动手柄,就能不断地把油液压入举升缸的下腔,使重物逐渐地升起。

液压传动(单)分析

《液压传动》 实验指导书 俞铁岳 2014-2-24 地点:机电信息实验大楼B140/142

概述 液压传动是—门实践性很强的课程,只学液压传动的理论,而不进行液压传动的实验,就不可能获得液压传动工作特性的实际感性认识,而液压传动的理论也不可能学得深入扎实,所以学习液压传动必须结合液压实验。 一、实验项目: 1、液压泵的拆装实验; 2、液压泵的性能实验; 3、控制阀的拆装实验; 4、节流调速回路性能实验。 二、实验注意事项: 1、在每次实验前要认真复习课程的有关内容,阅读实验指导书。 2、实验时,首先要将实验指导书的内容与实验装置进行对照了解,然后按照实验指 导书的内容步骤进行。对实验装置和测试装置在未经了解熟悉之前,不要任意启动设备。 3、实验中,要严格注意安全,不属于本次内容的设备、仪器、按钮等,不要随意操 作。实验中有不了解的地方,应问指导教师,待了解后再继续进行。 4、严格禁止带负载启动(要将溢流阀旋松),以免造成安全事故。 5、实验中发生不正常现象时,应立即停车,并向指导教师报告,待排除故障后方可 再开车。 6、每次实验结束后,把各手柄置于“断”、“0”或“回油”位置,然后切断电源, 并擦干净及整理好所用过的设备和仪器。 三、实验项目 1、液压泵的拆装实验 2、液压泵性能实验 3、控制阀的拆装实验 4、节流调速回路

实验一液压泵的拆装实验 通过对实际泵体的拆装,不但可以把结构图上难以表达的复杂结构和空间油路弄清楚而且可以把元件的尺寸、大小、外形认识得更具体。通过对不同类型泵体的拆装,液压泵的工作原理、特性在理论知识的基础上,进一步获得感性认识,从而为下面泵的性能实验作好预习准备。 注:拆装时,请注意观察思考下列提出的问题。(参看挂图) 一、拆装CB型、CBF型齿轮泵时思考如下问题: 1、密封工作空间的形成及其个数; 2、CB型泄漏的三条渠道,及泄漏油液的去向; 3、为何产生困油现象?采取什么办法消除? 4、注意卸荷槽的形状、大小、及两槽之间的距离; 5、CBF型弓形密封空间的形状及其作用; 6、CBF型膨胀侧板上的两个小孔的位置,根据什么原则确定? 7、CBF型膨胀侧板结构有何特点? 二、拆装YB型、YBN型、YBP型叶片泵时思考如下问题: 1、密封工作空间的形成及其个数; 2、YB型配油盘除通油窗孔外,还开有与压油腔相通的环槽,其作用如何? 3、YB型在配油盘压油窗口端缘开有三角沟槽,其作用如何? 4、YBP型配油盘的压油窗口与吸油窗口布置是不对称的,压油窗口向弹簧方向转动了一个Q 角,其目的是什么? 5、YBN型配油盘还有两个通叶片底部油腔的沟槽,与YB型的环糟有什么不同? 6、YBN型叶片是后倾,YB型叶片是前倾,各起什么作用? 7、观察泄油孔内油的去向? 三、拆装CY14-1型轴向柱塞泵时思考如下问题: 1、密封工作空间的形成及其个数; 2、分析中央定心弹簧的作用; 3、分析大轴承的作用; 4、观察分析配油的结构。 四、思考题: 1、试分析YB型与YBN型叶片泵在结构上的特点? 2、试分析YB型叶片泵与YBN型叶片泵的配油盘结构有什么不同? 3、轴向柱塞泵会不会产生困油现象?为什么?如何解决?

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