液压传动基础知识.docx

1、液压传动基础知识1.液压传动的工作原理液压传动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。2.液压系统的主要组成(1)驱动元件 指液压泵，它可以将机械能转换为液压能。(2)执行元件 指液压缸或液压马达，它是将液压能转换为机械能并分别输出直线运动和旋转运动。(3)辅助元件 辅助元件有管路与管接头、油箱、过滤器和密封件等，分别起输送、贮存液体，对液体进行过滤、密封等作用。(4)控制和调节元件指各种阀，如压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀等，用以控制液压传动系统所需的力、速度、方向等。(5)工作介质 如液压油等。3.液压传动的特点及应用(1)优点1)易获得很大的

2、力或力矩，并易于控制。2)在输出同等功率下，采用液压传动具有体积小、重量轻、惯性小、动作灵敏、便于实现频繁换向等优点。3)便于布局，操纵力较小。(2)缺点1)由于液压传动本身的特性，易产生局部渗漏而造成能量损失较大，致使系统效率降低。2)液压传动故障点不易查找。(3)应用 液压传动被广泛采用于冶金设备、矿山机械、钻探机械、起重运输机械、建筑机械、航空等领域中。4.液压油的物理性质(1)密度 单位体积的油液所具有的质量称为密度。(2)重度 单位体积的油液所具有的重量称为重度。(3)粘度 流体、半流体或半固体状物质抵抗流动的体积特性，它表示上述物质在受外力作用而流动时，分子间所呈现的内摩擦或流动内

3、阻力。(4)压缩性 一般情况下油液的可压缩性可忽略不计。5.液压油的选用选用液压油时，首先要考虑液压系统的工作条件，同时参照液压元件的技术性能选择液压油。选择液压油时主要是确定合适的粘度，并考虑以下几点：1)液压系统的工作条件，如工作压力。2)液压系统的环境条件，如系统油温与环境温度。3)系统中工作机构的速度，如油液流速对传动效率及液压元件功能的影响。6.静止液体的性质(1)液体的静压力 液体在静止状态下单位面积上所受到的作用力，即p=F/A (1-6)式中 p液体的静压力(N/m); F作用力(N); A有效作用面积(m)。在地球表面，一切物体都受到大气压力的作用并自行平衡，因此式(1-6)

4、 表示的压力是指大于大气压力的表压力。若液体的压力低于大气压力，则称为真空度。表压力、绝对压力和真空度三者之间的关系是：表压力=绝对压力-大气压力；真空度=大气压力-绝对压力。(2)静压力的传递加在密闭液体上的压力，能够以相等的值被液体向各个方向传递。这个原理称为帕斯卡定律。如图1-42所示，在两个互相连通的液压缸中装有油液，液压缸内装有活塞，小活塞和大活塞的面积分别为A 和A。根据静压力传递原理可得到：p=F2/A=F/A (1-7)7.流动液体的性质(1)流速和流量 流速和流量是描述液流的两个基本参数。流速是指液流质点在单位时间内流过的距离，其单位为m/s。流量是指单位时间内流过某一截面的

5、液体体积，其单位为m/s。液体在液压缸中的流速与活塞的运动速度相同，从而可建立液压缸有效作用面积、流量和活塞运动速度的一般关系式，即Q=vA (1-8)式中 Q进入液压缸的流量(m/s); A液压缸有效作用面积(m); 活塞(缸)的运动速度(m/s)。该式表明，当液压缸有效作用面积一定时，要改变活塞(缸)的运动速度则需改变进人液压缸的流量。(2)液流连续性原理液体在管道中稳定流动时，由于它不可压缩，在压力作用下液体中间也不可能有间隙，所以液体流经管道每一截面的流量应相等，这就是液流连续 图1-43液流连续性简图性原理。如图1-43所示，液体在不等横截面的管道中流动，设截面1和2的直径分别为d和

6、d, 面积分别为A和A,流速分别为v和v,根据液流连续性原理，流经截面1和2的液体质量全部相等，则 A=Av=Av=常量 (1-9)因为Q=A,所以液流连续性方程也可写成Q=Q (1-10)式(1-10)说明，通过管内不同截面处的流速与其横截面积的大小成反比，即管径细的地方流速大，管径粗的地方流速小。(3)伯努利方程 液压传动是借助有压流体来传递能量的。液体能量的表现形式有三种，即压力能、势能和动能。它们之间可以互相转化，而且液体在管道内任何一处的三种能量之和为常数。这就是伯努利方程，其方程式为P/p+g:h+o/2=P/p+gzh+v/2 (1-11)式中 p-压 力(Pa); v流速(m/

7、s); h-势能(J); p液体密度(kg/m)。(4)液体流动中的压力损失 粘性液体流经管道及阀门时，具有一定的阻力。液体流动时要消耗一部分能量来克服这些阻力，这种能量的消耗主要 体现在液体的压力损失上。液压系统中的压力损失可分为两种：沿程压力损失和局部压力损失。1)在直径相同的直管中流动时的压力损失，称为沿程压力损失。它主要由液体流动时的内外摩擦引起。2)由于管道截面尺寸、形状突然变化和液流方向突然改变而引起的压力损失，称为局部压力损失。液压传动中的压力损失，绝大部分转变为热能，造成油温升高、泄漏增多、传动效率降低，所以在设计、制造和使用液压设备时，应尽量采用内壁光滑的管道，尽可能缩短管路长度，减少截面积突变及管道弯曲等。(5)功、功率在液压传动中，活塞在时间t内推动负载F移动距离s, 所做的功W为W=Fs (1-12)功率P是指单位时间内所做的功，即P=W/t=Fs/t=Fv (1-13)经单位换算后得到P=pQ (1-14)式中 p压 力(Pa); Q流量(m/s)。由于液压系统在实际工作过程中存在容积损失(用容积效率,表示)和机械损失(用机械效率m表示),所以，液压泵实际需要输入的功率P人P=pQ/ (1-15)式中 总效率，=v7m。