液压传动绪论

液压传动,第1章、绪论 第2章、液压流体力学基础 第3章、液压能源装置 第4章、执行元件 第5章、液压控制阀 第6章、液压辅助装置 第7章、液压基本回路 第8章、液压系统应用与分析 第9章、液压系统的设计与计算 第10章、液压系统的使用维护与故障分析,第1章 绪论,1.1液压传动的工作原理 1.2液压传动系统的组成及图形符号 1.3液压传动的特点及应用 1.4液压传动发展概况,1.1液压传动的工作原理,1.1.1 液压千斤顶的工作原理 1、液压传动是以液体为工作介质传递动力，液体几乎不可压缩。 2、液压传动用液体的压力能传递动力。 3、液压传动与控制不可分。 1.1.2 力、运动及能量的传递 1、系统压力取决于负载。 2、大活塞运动的速度，在缸的结构尺寸一定时， 取决于输入的流量。 3、液压系统的压力和流量之积就是功率，称为液 压功率。,图1-1 液压千斤顶工作原理图 1小液压缸 2压油阀 3吸油阀 4油箱 5截止阀 6大液压缸,图1-2 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钢球 15弹簧 17液压泵 18滤油器 19油箱,1.2液压传动系统的组成 及其图形符号,一、液压传动系统的组成 1）能源装置机械能转换成液压能的装置 2）执行元件把油液液压能转换成机械能的元件 3）控制调节装置 4）辅助装置 5）工作介质,1工作台；2液压缸；3活塞；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 图1-3 机床工作台液压系统的图形符号图,1.3液压传动的特点,液压传动优点： 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0.0025 N/W（牛/瓦），发电机和电动机则约为0.03 N/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。,液压传动的缺点是：,（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。,1.4 液压传动的应用,1.4.1 液压传动在航空中的应用 液压传动与控制技术应用于航空领域是第二次世界大战末期才开始的，开始阶段的发展很缓慢。当时，首先用在飞机上的液压技术就是液压助力器。最初的飞机液压助力器被用来给当时的高速飞机的平尾升降舵助力器提供液压动力，大大地改进了飞机操纵系统的性能。不断改进的液压助力器用于飞机舵面的操纵，不仅减轻了飞行员的体力消耗，而且由于助力操纵克服了飞机在跨声速飞行时舵面气动力引起操纵杆力变化的不可操纵性，从而使飞机由亚声速跨入了超声速飞行，现代飞机的操纵系统，如副翼、升降舵、方向舵、人感系统、发动机与电源系统的恒速与恒频率调节、起落架收放、舱门收放、速度刹车、襟翼、缝翼和扰流板的操纵、减速板的收放及前轮转弯的操纵等都用到了液压操纵。,液压传动在其他领域的应用,各种举升、搬运作业。尤其在行走式机械和较大驱动功率的场合，液压传动已经成为一种主要形式。例如，从起重、装载等工程机械和起重运输机械到消防、维修、搬运等特种车辆装备；船舶的起货机、起锚机；高炉、炼钢炉等设备；船闸、舱门的启闭装置，各种自动输送线等。 各种需要作用力大的推、挤、压、剪、切、挖等作业装置。在这些场合，液压传动已经具有垄断地位。例如，各种液压机；金属的压铸、成型设备；金属材料的轧制、压延、拉伸、剪切设备；塑料注射机、吹塑机、挤塑机等塑料机械；拖拉机、收割机以及其他砍伐采掘用的农业机械和林业机械；隧道、矿井或地面的挖掘设备；各种船舶舵机等。 高响应、高精度的控制。例如，火炮的跟踪驱动；炮塔的稳定装置；舰艇的消摆等特殊装置；飞机、导弹的姿态控制和驱动；高精度加工机床的定位系统；工业机器人的驱动及控制；金属板材、皮革的切片及压下的厚度控制；高速卷取装置；电站调速系统；高性能振动台和试验机等。 多种工作程序组合的自动操纵与控制。例如，组合机床；机械加工自动线；各种多工作程序的轻工机械等。 特殊工作场所。例如，地下、水下、防爆等特殊环境的作业装备。,第五节 液压与气动技术的进展,一、石油工业的发展带动液压技术的进步与发展 二、液压技术发展的三个阶段 1、走向标准化 近代科学技术发展的总趋势 提高工作机械的效率、减小体积和重量、加 大输出功率。 高压化、高速化、大功率 液压技术的研究工作 降噪、防漏、治污、节能,液压件结构向小型化、集成化方向发展 2 、走向优质化 液电结合液压技术发展的趋势。 高级形式发展到把编了程的芯片和液压控制件、液压执行件或能源件、检测反馈装置、数模转换装置、集成电路等汇成一体，只要收到微处理机或微计算机处的信息，就能实现预先规定的任务。 3 、走向智能化 液压技术包括传动、控制、检测等在内的完整的自动化技术，成为多学科的交叉结合点。 三、我国液压技术概况 1952年上海机床厂试制第一台齿轮泵，经历创业奠基、体系建立、成长发展、引进提高发展阶段。,19501959，仿制前苏联产品。1959，建立首家专业化液压元件生产厂家，天津液压件厂。 19601969，自行开发设计。1965，引进日本，美国液压元件。1966研制喷嘴挡板式电液伺服阀。1967完成cy14-1轴向柱塞泵设计。1968年我国液压元件年产量接近20万件。形成独立液压元件制造工业体系。 19701979，实现标准化、系列化和通用化。1973年研制电液比例溢流阀、电液比例流量阀、液压集成块。1974，叠加阀研究。1975年，研制QDY2型电液伺服阀和DYM型电液脉冲马达。1977年研制插装阀及其液压系统。摆线转子泵及皮囊式蓄能器等产品。 19801989，快速发展期。引进外资2亿多美元。德国力士乐，美国威格士，德国FAG公司。1980研制电液比例复合阀，1985电液数字阀，1989年GE系列中高压阀。,我国液压工业形成门类比较齐全，有一定生产能力和技术水平的工业体系。目前液压产品有1200品种、10000多个规格。1996年液压总产值23.48亿元，世界第六位。，1998年国产液压件480万件，销售额28亿元。2004液压总产值103亿元。 1990年中国液压气动密封件工业协会成立。行业标准化工作发展，到2004年液压气动标准145项（国标79项，行业标准66项）,差距：1）产品品种少（美国的1/6，德国的1/5），水平低，质量不稳定，早期故障率高，可靠性差。 2）专业化程度低，规模小，经济效益差。 3）科研开发力量薄弱，技术进步缓慢。 4）尚未打开国际市场。,四、气动技术概况 现代气动技术从开始发展到现在不足50年。近年来气动技术的应用领域已从机械（机床、汽车、轴承、农机）、冶金（铸造、锻造、轧钢等）、采矿、交通运输等工业扩展到轻工（纺织、自行车、手表、缝纫机等）、食品、化工、电子、物料搬运以及军事等部门，实现生产过程的自动控制、改善劳动条件、减轻劳动强度、降低成本、提高产品质量发挥很大的作用。,