《液压传动技术基础》PPT课件

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1、液压传动,目的要求：,1、了解液压传动的基础知识；,2、掌握液压传动的组成及工作原理；,3、掌握常见液压元件的结构、原理 ；,4、掌握常见液压基本回路的构成、原理； 液压基本回路的构成、原理；,5、能读懂液压原理图。,应用,第一章 液压传动基本知识,一、液压传动工作原理,1、概念：,液压传动是利用封闭系统中的压力液体实现能量传递和转换的传动方式。,2、工作原理：（千斤顶图),液压泵将输入的机械能变为液压能，经密封的管道传递给液压缸（液压马达），再转变为机械能输出，带动工作机构做功，通过对液体的方向、压力和流量的控制，可使工作机构获得所需的运动方式。,原理,二、液压传动系统的组成: 1、动力元件

2、（液压泵）： 将原动机供给的机械能转变为液压能输出，是系统的动力部分。 2、执行元件（液压缸或液压马达）： 将液压能转变为机械能，驱动工作机构做功，是系统的执行机构。 3、控制元件（控制阀）： 控制液体的方向、压力和流量。 4、辅助元件： 包括油管、管接头、油箱、滤油器等，保证系统正常工作。 5、工作液体： 传递能量的介质，也是液压元件的润滑剂。,组成,三、液压传动的基本工作特征,（1）力（或扭矩）的传递靠液体压力来进行，并按照帕斯卡原理来实现。 若柱塞和活塞的有效面积分别为A1、A2，柱塞在外力F作用下，缸中将产生压力pF/A1，在这个压力将按帕斯卡原理等值地传递到密封容器中液体的各点，在活

3、塞上产生作用力WpA2，实现力的传递。 （2）速度（或转速）的传递按容积变化相等的原则进行。 根据液流连续性原理，单位时间液压泵和液压缸的容积变化必然相等，即1A1 2A2，由于A1和A2不等，所以1和2必然不等。,四、两个基本参数和两个重要概念,（一）两个基本参数 压力（p）和流量（Q）。 液体压力在单位时间内所做的功为液压功率（P），即 PW2pA2 2pQ 即液压功率为压力和流量的乘积。 （二）两个重要概念 1、液体压力取决于负载 2、液压缸（液压马达）的速度取决于输入流量,五、液压系统表示方法,液压系统可用结构原理图和职能符号图表示。 （一）结构原理图 结构原理图近似于实物剖面，能直观

4、地表示元件的工作原理和功能，利于故障分析，但绘制较麻烦。 （二）职能符号图 采用国家规定的图形符号绘制，凡是功能相同的元件，不管其结构和工作原理如何，均采用同一种符号表示。图形符号简洁标准，绘制方便，功能清楚，保密性强，是各国普遍采用的方法。,结构原理图,职能符号图,六、液压传动主要优缺点：,优点： 传递功率大，重量轻，体积小。 速度、转矩和功率可无极调节，易于改变运动方向和变速，调速范围宽，可实现低速重载传动。 液压元件自行润滑性好，易于实现系统的过载保护和保压。元件易系列化、标准化、通用化。 缺点： 传动效率低，一般为0.60.8，噪声也较大。 传动速比不如机械传动准确。 液压元件制造精度

5、、使用和维护要求较高。,第二章 工作液体,工作液体是液压传动的介质，其主要作用是传递能量和润滑元件。 一、液压传动对工作液体的基本要求： 适宜的粘度和良好的粘温特性 良好的润滑性能 良好的化学稳定性 良好的抗乳化性 良好的抗泡沫性 闪点高、倾点低、腐蚀性小、质地纯净,二、工作液体的添加剂,1、增粘剂 也称粘度指数改进剂。是一种油溶性高分子聚合物，以团状物分散在液体中，随温度变化而收缩或舒展，有效地改善液体的粘温特性。 2、抗磨剂 可在金属表面形成很强的吸附油膜和化学反应膜。防止金属表面直接摩擦，降低摩擦系数，增强润滑性。 3、抗氧化剂 能抑制氧化作用，又能在金属表面形成防蚀保护层，以免酸性物质

6、直接接触金属。 4、消泡剂 是一种减少泡沫生成和加速泡沫破裂的物质。 5、防锈剂 吸附于金属表面形成稳定油膜，达到防锈目的。,三、工作液体的种类和性能,（一）种类 矿物油型液压油及难燃液压液。 （二）常用工作液体的性能 1、矿物油型液压油 LHH液压油 不含或含有少量抗氧化剂的精制矿物油。适用于对工作介质无特殊要求的一般润滑系统。无本产品时可选用LHL油。 LHL液压油 改善防锈、抗氧化性的精制矿物油。常用于低压系统，也可用于要求换油期较长的轻负荷机械的油浴式非循环润滑系统。可以HHM油或其它抗氧防锈型润滑油代用。 LHM液压油 在LHL基础上改善了抗磨性能。具有防锈、抗氧化和抗磨性。适用于低

7、、中、高液压系统，也可用于中等负荷机械的润滑部位。LHV油可以作为它的代用品。 LHV液压油 在LHL基础上改善了粘温性能。具有防锈、抗氧化、抗磨性和很好的粘温特性。适用于环境温度变化较大和工作条件恶劣的低、中、高液压系统和中等负荷的机械润滑部位。,2、难燃液压液 包括乳化液和合成液。 1）乳化液 有水包油和油包水型两种。 组成 煤矿使用的是水包油型乳化液。是由水和乳化油混合而成的稳定液体。其中水占8598，乳化油占215。乳化油以矿物油为基础油，加入乳化剂、防锈剂和其他添加剂。 乳化液的配置要求 1）配液用水必须清洁无污染。 2）掌握配液的比例。 3）配置前要先搅拌乳化油，然后将乳化油慢慢倒

8、入水中，并不停地搅拌。 4）采用同一牌号、同一厂家生产的乳化油，不可混用。,工作液体的主要品种及其特性和应用,2）合成液 合成液由多种磷酸酯和添加剂用化学方法合成，具有抗燃性好、润滑性好和凝固点低等特点，但价格较贵，有毒性。一般用于防火要求较高的场合，如钢铁厂、火力发电厂等。,四、工作液体的选用 工作液体选择得是否得当，不但影响液压系统的工作性能，有时甚至关系到能否正常工作，因此，正确选择工作液体十分重要。 首先，应根据工作环境确定工作液体的类型。 如工作环境有高温热源及明火时，就不应选用矿物油型工作液，而只能选用难燃液；当周围环境要求清洁防污或工作液体消耗量很大时，就应选用易于清除且价格便宜

9、的水包油型乳化液。若液压设备必须在极低的温度下启动，就必须选用低温液压油。 此外，在确定工作液体类型时，还应考虑其与密封材料、涂料和金属材料的相容性等。,其次，工作液体类型确定后，应根据系统的工作状况，如工作压力大小、液压元件中相对运动零件的运动速度和环境温度等，选择合适粘度和粘温性能的工作液。如果粘度太低，会使液压设备的内、外泄漏增大，降低容积效率；当粘度过高时，工作液通过液压系统管路和其他液压元件的阻力就要增加，使系统内的压降增大，造成功率损失、温度上升、动作不平稳、液压泵吸液困难和出现噪声等。 另外，由于液压泵是液压系统的主要元件，所以在选择工作液时首先应当满足液压泵对工作液的要求。,总

10、之，选择液压系统的工作介质一般需考虑以下几点： 环境因素 工作压力压力高，选粘度较大的液压油 环境温度温度高，选粘度较大的液压油 运动性能 运动速度速度高，选粘度较低的液压油 液压泵的类型 液压泵的类型各类泵适用粘度范围见表1,五、工作液体的污染及防治 如果说正确选择工作液体是使用好液压设备的必要条件，那么对工作液体的正确维护管理则是使液压设备具有良好性能、充分发挥其效率的可靠保证。据统计，液压系统故障有70%以上是由于工作液的劣化变质和不清洁造成的。 工作液的劣化变质，表现为粘度和酸值的变化。变质的工作液不仅失去润滑性，而且会产生胶状体悬浮在油液内，影响阀的动作和泵及马达的性能。若堵死滤油器

11、，就有发生烧泵的危险。因此，当工作油液与新油的粘度相比超过10% 15%、酸值超过10% 15%，或闻到油液发出脂肪腐败的臭味和刺鼻辣味时，就应更换新油。,油液变质的主要原因是油温过高引起油液氧化，故油液的工作温度关系到它的寿命。如以50时的寿命为100%，那么油温上升到100 ，其寿命则降低到3%左右。因此必须注意液压系统油温的控制。一般液压系统的最高油温应控制在80 以下。 油液中的污染物主要是指混入油液的固体污物、水分和空气。其中的固体污物有从外界进入系统的污物，如铸件砂粒、焊渣、切屑、纤维和煤粉等，也有系统内各元件的金属磨粒、橡胶屑及氧化生成物等。固体污物可使泵类元件的运动零件表面刮伤

12、、研损，使效率降低，寿命缩短；对阀类元件会卡死滑阀，堵塞阻尼小孔，造成动作失调甚至不能工作。根据原煤炭部对油质的规定，当工作液中混入的固体污物超过4.4mg/100mL时，就应更换工作液。,油液中混入水分，会使油液乳化，润滑性降低，使元件及管道生锈，而且水分在高温下蒸发会引起气蚀，使元件或管道受到腐蚀，此外还会加速油液氧化变质。因此，液压传动规定油液中的水分不许超过0.1%。 油液中的空气主要以溶解空气和气泡两种形式混入，溶解在油中的微量空气对液压元件的工作几乎没有影响，但以气泡形式混入的空气对元件的影响较大，如使泵类元件产生气蚀，出现异常噪声、效率降低等；使阀类元件的高流速部位发生气蚀，引起

13、元件振动，使执行元件出现“爬行”现象或控制位置不准确等。 污染控制基本上包括两个方面，即防止外界污物侵入系统和清除系统中已有的污物。,常用的措施有： （1）严格清洗元件和系统。 （2）防止污染物从外界侵入。工作液体必须经过过滤器注入系统。 （3）采用高性能的滤油器。滤油器必须定期检査、清洗和更换滤芯。 （4）控制工作液体的使用温度。长时间在高温下工作的工作液体，其寿命会大大缩短，一般液压系统的工作温度最好控制在5565之间。 （5）保持系统所有部位良好的密封性。防止水分、空气进人工作液体中。 （6）定期检查和更换工作液体。如发现变质、严重污染，要及时更换。,第一节 概述 第二节 齿轮泵 第三节

14、 叶片泵 第四节 柱塞泵 第五节 各类液压泵的性能的比较及应用,第3章 液压传动动力元件,序 液压泵为能量转换装置 液压泵：机械能转化为油液的压力能,3.1.1 液压泵的工作原理,第一节 概述,动画演示,原理： 液压泵与液压马达都是靠密封容积的变化实现吸油和压油的。,（1）有周期性的密封容积变化。密封由小变大时吸油由大变小时压油。 （2）油箱必须与大气相通（或保持一定的压力） （3）有配油装置。它保证密封容积由小变大时只与吸油管连通，密封容积由大变小时只与压油管连通。,构成容积式泵的三个必要条件,用符号表示泵和马达的能量转换,结论 液压泵是靠密封容积的变化来实现吸油和压油的，其排油量的大小取决

15、于密封腔的容积变化，故这种泵又称为容积泵。,液压泵的性能参数,1、压力 1） 工作压力 液压泵的工作压力是指泵工作时输出油液的实际压力，泵的工作压力决定于负载,外负载增大，泵的工作压力也随之升高。,主要是指：压力、流量和排量、功率和效率,2）额定压力 泵在正常工作条件下，按试验标准规定能连续运转的最高压力，称为泵的额定压力。泵的额定压力大小受泵本身的泄漏和结构强度制约。当泵的工作压力超过额定压力时，泵就会过载。 3）最高压力 指液压泵的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零件的强度允许值和允许的最大泄漏时，液压泵的工作压力就不能增加了，这时液压泵的工作压力为最高压力。,流量：

16、单位时间内泵输出油液的体积，单位m3/s 1)排量 (V) 由泵的密封容腔几何尺寸变化计 算而得的泵（在无泄漏情况下）每转 一转所能排出液体体积。常用单位ml/r 2)理论流量(qt) 由泵的密封容腔几何尺寸变化计算 而得的泵（在无泄漏情况下）在单位时间内的排出的液体体积称为泵的理论流量。泵的理论流量等于排量和转速的乘积，即 qt =Vn,2、流量和排量,3) 实际流量 泵的实际流量是指泵工作时的实际 输出流量。 由于泄漏，实际流量总是比理论流量要小。 q=qt-q 4) 额 定流量qn 泵在正常工作条件下，按试验标准规定泵必须保证的输出流量。额定流量也小于理论流量。,1）理论功率Pt：用泵的理论流量与泵进出口压差的乘积来表示。 即： Pt=pqt 2)输出功率(p0) 泵的实际流量q与泵进出口压差的乘积。 PO=pq 3) 输入功率(pi)泵轴的驱动功率即转矩和转速（角速度）