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SANY挖机液压系统教材 主讲: 一、液压传动的工作原理 1.1 机器的传动方式 一、液压传动的工作原理 ◆传动的分类与特点 ★机械传动 优点：古典、成熟、可靠、不易受负载影响 缺点：笨重、体积大、自由度小、结构复杂、不好实现自动控制 ★电气传动 优点：远距离控制、无污染、信号传递迅速、易于实现自动化等 缺点：体积重量偏大、惯性大、调速范围小、易受外界负载的影响，受环境影响较大； ★气体传动 优点：结构简单、成本低，易实现无级变速；气体粕性小，阻力损失小，流速可以很高，能防火、防爆，可在高温下工作。 缺点：空气易压缩，负载对传动特性的影响较大，不宜在低温下工作，只适于小功率传动。 ※液压传动：后起之秀、优势很多 1.2 液压传动的工作原理 ◆液压传动：以液体作为工作介质来实现能量的传递和转换。 ◆机械能?液体压力能?机械能 ◆分类： 静液压传动（简称液压传动，也称容积式液压传动） 动力液力传动（简称液力传动） 液压传动的工作原理 压力相等：p1=p2 F1/A1=F2/A2 ，或：F1/F2=A1/A2 液压传动的工作原理 压力相等：p1=p2 F1/A1=F2/A2 ，或：F1/F2=A1/A2 力比和速比 ★等压特性：帕斯卡定律“平衡液体内某一点的液体压力等值地传递到液体内各处” ★等体积特性：假设液压缸1让出的液体体积等于液压缸2吸纳的体积 ★液压传动可传递力：力比等于二活塞面积之比 ★液压传动可传递速度：速比等于二活塞面积之反比 力比和速比 v2/v1=A1/A2可写成： A1v1=A2v2=Q（流量） 这在流体力学中称为液流连续性原理，它反映了物理学中质量守恒这一现实。 力比和速比 综上所述，可归纳出液压传动的基本特征是： 以液体为传动介质，靠处于密闭容器内的液体静压力来传递动力，其静压力的大小取决于外负载；负载速度的传递是按液体容积变化相等的原则进行的，其速度大小取决于流量。 因此采用液压传动可达到传递动力，增力，改变速比等目的，并在不考虑损失的情况下保持功率不变。 1.3 液压传动的特点 ◆液压传动的优点： （1）体积小、重量轻、惯性小、响应速度快 （2）能够实现无级调速，调速范围广 （3）可缓和冲击，运动平稳 （4）容易实现过载保护 （5）液压元件有自我润滑作用，使用寿命较长 （6）容易实现自动控制 液压传动的缺点 ★（1）泄露问题（可通过工艺克服） ★（2）控制复杂一些：非线性因素多、难于精确建模 ★（3）能量经过两次转换，效率比其它两种传动方式低 ★（4）液压元件的制造和维护要求均较高 1.4 液压技术的发展概况 ★1650年帕斯卡提出了静止液体中的压力传播规律——帕斯卡原理，1686年牛顿揭示了粘性液体的内摩擦定律，18世纪流体力学的两个重要原理——连续性方程和伯努利能量方程相继建立，为液压技术的发展奠定了基础。 ★1795年英国制成世界上第一台水压机，液压传动开始进入工程领域， ★1900年：德国科学家研制出第一台液压传动装置。 ★二次世界大战前后，液压传动在大型军事武器装备上得到泛应用。二战结束后，液压技术很快进入民用领域。 ★工程机械： 1951年，法国波克兰——第一台全液压挖掘机 日本：1966年：32%，1972年：72% 我国：60年代引进，抚顺挖掘机厂，未成功，70年底：探索 1.5 液压传动系统的组成部分与图形符号 1.6 液压传动系统的组成部分与图形符号 能源装置：将机械能转换成液压能，即液压泵。 执行元件：将液压能重新转换成机械能，克服负载，带动机器完成所需的运动，即油缸、马达。 控制元件：控制压力、流量及流动方向的装置，即各种阀。 辅助元件：除上述装置以外的其它必不可少的装置，如滤油器、油箱、管路及检测装置(压力表、温度计等)。 工作介质：即液体 第2部分 液压元件及其基本参数与单元回路 2.1 液压泵和液压马达 液压泵的主要性能参数 （1）排量、流量和容积效率 液压泵的主要性能参数 （2）压力 液压泵的主要性能参数 （3）功率、机械效率和总效率 液压泵的主要性能参数 液压马达的主要性能参数 （1）流量、排量和转速 液压马达的主要性能参数 （2）扭矩 理论输出扭矩:TT=pmqm/2π 实际输出扭矩:Tm=TT.?mm 机械效率:?mm 可见液压马达的排量是决定其输出扭矩的主要参数。总效率:ηm=?mv?mm 容积效率和机械效率是液压泵和马达的重要性能指标。因总效率为其二者的乘积，故液压传动系统效率低下。因此提高泵和马达的效率有其重要意义。 液压马达的主要性能参数 （3）最低稳定转速 液压马达的主要性能参数 液压泵和液压马达的类型 ◆按结构分：柱塞式、叶片式和齿轮式 ◆ 按排量分：定量和变