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1、第一讲 液压传动概述一、液压传动的定义以液体压力能来传递动力和运动的传动方式叫液压传动。二、液压传动的理论基础1.帕斯卡原理（静压传递原理）： 在密闭容器中，施加于静止液体上的压力可以等值地传递到液体内各点。2.流体力学三大方程：连续性方程它是质量守恒定律在流体力学中的表现形式。伯努利方程伯努利方程是能量守恒定律在流体力学中的表达形式，分为理想液体伯努利方程和实际液体伯努利方程。理想液体伯努利方程：其数学表达式为： 或 式中：、分别是液流截面上的压力、相对某一基准面的位置参数、流速；、分别是液流截面上的压力、相对同一基准面的位置参数、流速。 其物理意义为：做恒定流动的理想液体具有压力能、位能和
2、动能三种形式的能量。在流动过程中，三种能量可以相互转化，但总能量是守恒的。 实际液体的伯努利方程： 其数学表达式为：式中：、的含义均与理想液体伯努利方程相同，、分别为截面和截面上的液流动能修正系数（层流时，湍流时），为单位重量液流从截面到截面的平均能量损耗。液压系统的能量损耗通常表现为压力损失。系统的压力损失通常分为两类：沿程压力损失、局部压力损失。沿程压力损失用表示：，为沿程阻力系数层流时， （金属管）、（橡胶管） ，是判断管道内油液流动状态的雷诺数湍流时，可查液压手册局部压力损失用表示： 为局部阻力系数，可由液压手册查得。是液流平均流速，一般是指局部阻力下游处的流速。动量方程动量方程是动量
3、定理在流体力学中的表达形式。三、液压传动的工作原理液压传动的本质是将原动机的机械能转换为油液的压力能传递后，再通过工作机转换为机械能做功。这就是液压传动的工作原理。四、液压传动的基本特征压力取决于负载；速度取决于流量；力的传递遵循帕斯卡原理；运动的传递遵循质量守恒定律。五、液压系统的基本组成液压系统通常由动力元件、执行元件、控制调节元件和辅助元件四部分组成。六、液压系统常用职能符号这部分虽没有直接介绍，但作为液压从业者，掌握液压系统职能符号应属基本要求。要求大家至少认识：液压泵、液压马达、溢流阀、顺序阀（注意与溢流阀画法的区别）、减压阀、平衡阀、压力继电器、节流阀、调速阀、单向阀、换向阀（应根
4、据“位+通+控制方式+换向阀”命名方式正确说出名称）。第二讲 液压元件及其选择一、液压泵 液压泵是把机械能转换为油液压力能的能量转换装置。1.液压泵基本工作原理 液压泵的基本工作原理就是通过密封工作容积的周期性变化来实现吸油和排油。因此，液压泵又称为容积式泵。2.液压泵的分类按照结构的不同，按照排量是否可调，3.液压泵的共性特征不管何种类型的液压泵，一般都具有两个共性特征：都有周期性变化的密封工作容积，该容积由小变大时吸油，由大变小时排油；都有配流装置，以保证密封工作容积由小到大时只与吸油管接通，密封容积由大到小时只与排油管接通。2.液压泵的特征参数 液压泵的特征参数是压力、流量、功率和效率等
5、。 压力 泵的压力有2个：额定压力、工作压力。 额定压力：是指泵在正常工作条件下按试验标准规定连续运转的最高压力。它是一个定值，就是液压泵铭牌上标注的压力。 工作压力：是指泵工作时，输出油液的实际压力。它取决于外负载，随负载的变化而变化。 流量 与泵流量密切相关的基本量是泵的排量，它是在无泄漏的情况下，泵轴转一周所排出的油液体积，用表示。泵的流量有3个：理论流量、实际流量、额定流量 理论流量：泵在无泄漏的情况下，单位时间内所排出的油液体积，用表示。 实际流量：泵工作时实际输出的流量，用表示。 为泵的油液泄漏量，为泵的流量泄漏系数，为泵的输出压力。额定流量：在额定压力和额定转速下，泵的实际输出流
6、量。 液压泵的功率 泵的功率分为输入功率和输出功率。泵的输入功率是电动机等原动机输入泵的功率，是机械功率，用表示。 泵的输出功率是泵实际输出的功率，是液压功率，用表示。 效率 泵的效率有3个：容积效率、机械效率、总效率 容积效率： 机械效率： 是电动机输出的扭矩，也是泵的输入扭矩，称为泵的实际扭矩； 是泵的输入扭矩减去摩擦损耗剩余的用于转换为压力能的扭矩，称为泵的理论扭矩。 总效率：是指泵的输出功率与输入功率之比。 二、液压马达。 液压马达是把油液液压能转变为机械能的能量转换装置。 1.马达的主要参数： 马达的排量、流量和容积效率 排量：在无泄漏的情况下，使马达旋转一周所要输入的油液体积，用表
7、示。 马达的流量分为理论流量和实际流量。 理论流量：在无泄漏的情况下，形成马达指定转速所要输入的油液流量，用表示。 实际流量：马达入口处的流量，用表示。 由于马达存在泄漏，其理论流量与实际流量不等，关系为： ，为马达泄漏量 容积效率：马达理论流量与实际流量之比，用表示。 马达的转速 根据马达排量定义，有： 马达的转矩和机械效率 马达的转矩分为理论转矩和实际转矩。 理论转矩是液压能转化为机械能后尚未输出的转矩，用表示； 理论转矩在输出过程中要磨损消耗才能实际输出，马达实际输出的转矩为其实际转矩，用表示。 马达出口常有回油背压，因此输入马达的液压能只有部分转换为机械能。 设马达入口处压力为，出口压
8、力为，则马达进出口压差为 则有： 马达由于存在摩擦，其实际输出转矩小于理论转矩。 我们把实际扭矩与理论扭矩之比称为马达的机械效率，用表示。 马达的功率和总效率 马达的功率分为输入功率和输出功率。 马达的输入功率是液压功率，用表示； 马达的输出功率是机械功率，用表示。 马达输出功率与输入功率之比称为马达的总效率，用表示。3.内曲线径向柱塞式低速大扭矩马达的功能、结构组成和工作原理 功能 提供低速大扭矩的工作特性。结构组成内曲线径向柱塞式马达主要由定子1、转子2、柱塞4、滚轮5、横梁6、输出轴3、配流轴7等主要零件组成。定子是整体式的，其内表面由六个完全相同的曲面组成，每段曲面凹部的顶点都将曲面分
9、成、两段；输出轴3与转子连接为一体；转子体上有8个沿径向均布的柱塞孔，柱塞4与滚轮5和横梁6组成柱塞组件安放其中；配流轴7固定不动，其上均布12个配流窗口，交替分为两组经轴向孔分别与进、回油口相通，每一组配流窗口都对准曲面或的中间位置。 工作原理 如图，假设段曲面对应的配流窗口通高压油，段曲面对应的配流窗口通低压油。则在图示位置，柱塞一、五处于高压油作用下，柱塞三、七处于回油状态；柱塞二、四、六、八处于过度状态。 柱塞一、五在高压油作用下产生力，通过横梁和滚轮作用于定子内表面，定子给柱塞组件一个反作用力，分解为两个力：一个为与平衡；另一个为，该力经横梁传递给转子，带动输出轴顺时针转动输出扭矩。
10、 处于段曲面上的柱塞都产生转矩，处于段曲面上的柱塞都回油缩回；在、段的连接点处，柱塞腔封闭，即从高压区向低压区过渡或由低压区向高压区过渡。 由于曲面段数小于柱塞数，因此总有柱塞处于段，从而可使马达输出轴连续运转，输出扭矩。此外，这种马达其排量可以很大，因而可以输出较低的速度和较大的扭矩。这就是内曲线径向柱塞式马达的工作原理。 三、液压阀 1.液压阀分类。 按用途（功能）分3种 方向控制阀：用于控制油液流动方向压力控制阀：用于控制和调节系统中油液压力流量控制阀：用于控制和调节系统中油液流量按连接方式分4种管式连接、板式连接、叠加式连接、插装式连接 2.先导式溢流阀组成、工作原理及特点组成它由先导
11、阀和主阀两部分组成。先导阀是一个小规格的直动式溢流阀。主阀由阀体、阀座、阀芯1和回位弹簧3组成。在主阀阀体、主阀芯、导阀上可根据需要加工有阻尼孔。一般有两个作用：使主阀芯前后产生压差，压差产生的液压力使主阀芯开启；产生阻尼作用使阀芯减振。工作原理油液由进油口经主阀芯阻尼孔2流入主阀芯后腔、导阀前腔。当油液压力较小时，导阀前腔的压力油不能顶开导阀，油液无法流动，此时主阀芯前后腔和导阀前腔油液压力相等，都等于溢流阀进口压力。此时主阀芯仅在回位弹簧的作用下压在主阀座上。当油液压力增大，使得作用于导阀前腔的油液足以克服导阀芯的弹簧预紧力时，先导阀打开，一小部分油液经导阀口流回油箱。油液流动过程中，由于
12、阻尼孔2的作用，在主阀芯两侧形成了油液压差。该压差对主阀芯产生一个开启液压力，当它大于主阀芯回位弹簧的预紧力时，主阀芯开启，大部分油液经主阀口溢流。特点导阀调压，主阀溢流。即转动调压手轮6调节导阀调压弹簧5预紧力，可改变溢流阀导阀芯开启压力，决定溢流阀的溢流压力；一但导阀开启，主阀随后也打开，大部分油液经主阀芯处溢流。先导式溢流阀的稳压性能优于直动式溢流阀。但由于先导式溢流阀是二级阀，所以它的灵敏度不及直动式溢流阀。 3.平衡阀的功能油路承受负值负载时，在回油路产生回油背压。第三讲 液压系统回路及计算一、液压基本回路的定义液压基本回路是由若干个液压元件组成的，用以完成特定功能的油路单元。二、调
13、速回路及相关计算1.调速的概念调速是指执行元件运动速度能够连续变化的速度调节控制方式。2.调速回路的分类按照调速方式的不同，调速回路分为：节流调速回路、容积调速回路和容积节流调速回路三类。3.节流调速回路小孔出流规律按照长径比的不同，小孔分为三种： 薄壁小孔出流特性 流量系数，取0.6 通流截面面积 孔口前后压差 短孔出流特性 取0.8细长孔出流特性 这三类孔的出流规律可统一归并为一个公式：节流调速回路的定义及分类定义用定量泵供油，利用流量控制阀控制进入或流出执行元件的流量，以实现调节执行元件运动速度的回路，称为节流调速回路。分类按照流量控制阀在油路中位置的不同，节流调速回路分为：进油节流调速
14、回路、回油节流调速回路和旁路节流调速回路三种。进油节流调速回路节流阀串联在液压缸工作状态的进油路中，用节流阀控制进入液压缸的流量，多余油液通过溢流阀流回油箱。这里需要注意的是：此时溢流阀必须打开溢流，即此时泵的工作压力就是溢流阀的调定压力，且保持不变。 回路的主要性能： 速度负载特性 这即为进油节流调速回路的速度负载特性。这种调速回路油缸运动速度受负载变化影响，这种影响程度通常用速度刚度来评价。速度刚度就是速度负载特性曲线上任意点处斜率的负倒数，用表示。 速度刚度越大，速度负载曲线越平缓，说明油缸运动速度受负载变化影响越小。 （）从速度负载曲线中可以看出，进油节流调速回路适宜于低速轻载工况下工作，此时其速度刚度较大。最大承载能力最大承载能力，它只取决于溢流阀调定压力和油缸有效工作面积，而与节流阀通流面积无关。功率损失和效率节流调速回路的功率损失由两部分组成：节流功率损失、溢流功率损失这种回路由于存在两种功率损失，效率是
