《液压原理基础》.docVIP

液 压 基 础 第1部分 液压传动的工作原理 动力装置：柴油机、汽油机、电动机 传动装置：改变速度、方向、力矩 工作装置：铲刀、挖掘斗、… 动力装置---------传动装置----------工作装置 一 传动的分类与特点 1．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 2．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； 3．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。 二 液压传动的工作原理 1．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---液压能----机械能 压力相等：p1=p2 F1/A1=F2/A2 ，或：F1/F2=A1/A2 容积相等：W1=W2 A1L1=A2L2 或: L1/L2=A2/A1 2．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 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。 F1v1=F2v2=N=pQ（功率） 说明能量守恒。 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。 三 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 四 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广泛应用。二战结束后，液压技术很快进入民用领域。 工程机械发展历程：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 五 液压传动系统的组成部分与图形符号 1、动力元件：将机械能转换成液压能，即液压泵。 2、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。 3、控制元件：控制压力、流量及流动方向的装置，即各种阀类。 4、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)。 5、工作介质：即液压油。 六 液压油 1．密度：单位体积液体的质量称为该液体的密度 2．可压缩性：液体受压力作用而发生体积减小的性质称为压缩性。对于一般的液压系统可不考虑油的压缩性。 3．黏性：液体在外力作用下流动（或有流动趋势）时，分子间的内聚力阻止分子相对运动而产生的一种内摩擦力。这种阻碍液体分子间相对运动的性质称为液体的黏性。静止的液体是不会呈现黏性的。 液压油的黏性是用黏度来衡量的，它分为动力黏度、运动黏度、相对黏度三种。液体的黏度随压力的增大而增大，但在的数值不大。故在一般液压系统使用中一般忽略不计。但黏度随温度的影响很大，随着温度的升高，黏度会下降。这种关系称为液压油的黏—温特性，这种特性决定了液压油的使用场合。在工作温度范围内闪点、燃点要高以满足防火要求。凝固点和流动点要低以保证油液在较低的温度下正常工作。没有腐蚀性，有良好的相容性。液压系统的工作元件运动速度较高时宜选用黏度较小的液压油，以减小油液流动时的摩擦损失，运动速