液压与气压传动课件_第1章.DOCVIP

- PAGE 2 - 第一章 绪论 第一章 绪论 - PAGE 1 - §1-2 液压传动的工作原理及特征 传动方式的分类 一部完整的机器都是由三部分组成，即：原动机→传动机→工作机。其中原动机是能源装置，是主动的部分；传动机是传递或控制原动机的能量并给予工作机，因此，传动机包括传动与控制机构；工作机是机器直接对外作功的部分。所以，液压传动在机器中的地位是属于传动机的范畴。 工作机为了完成机器的任务，一般都对力、速度或位置有一定的要求，若用原动机直接驱动则难以实现这些要求。传动机介于它们之间，正是用来解决这些矛盾的，它能将原动机的功率在损失最小的条件下，转变为工作机所需范围内变化的力、速度或位置。 传动通常分为机械传动、电气传动和流体传动。 流体传动是以流体为工作介质进行能量的转换、传递和控制的传动。包括液体传动和气体传动。 液体传动是以液体为工作介质的流体传动。包括液压传动和液力传动。液压传动是只利用液体压力势能的液体传动；液力传动则主要利用液体的动能。 因此，以液体作为工作介质，并以其压力能进行能量传递的方式，即为液压传动。 液压传动的工作原理 现以液压千斤顶为例说明液压传动的工作原理。如图1-1所示，它是由小油缸3、大油缸4、单向阀1、单向阀2和管道组成。当手柄向上运动时，小活塞向上运动，使小油缸的下腔的容积增大形成局部真空，此时单向阀2关闭，在大气压力作用下单向阀1打开，液体经吸油管道吸入下腔内；当手柄向下运动时，小活塞也向下运动，腔内容积逐渐减小，腔内液体受小活塞挤压压力升高，因而将单向阀1关闭，并将单向阀2顶开，液体经单向阀2排入大油缸的下腔，并推动大活塞向上运动，将重物顶起。这是一个既简单又完整的液压传动系统。 液压传动的基本特征 液压传动区别于其它传动方式主要有如下两个基本特征（由于传动中液体的压力损失相对工作压力比较小，为了揭示液压传动的本质，在讨论中忽略液体的压力损失和容积损失）： （一）特征一：力（或力矩）的传递是按照帕斯卡定律（静压传递定律）进行的。 观察手柄的力F1传递给大活塞产生推力F2的过和程可以发现，小油缸的压力油打开单向阀2之前，大油缸和单向阀2组成一个封闭腔。在力F2的作用下，此封闭腔内到处作用着压力（即压强）p2，且 (1-1) 式中 A2—大活塞的面积。 当手柄向下运动使小油缸中的压力p1上升到p1=p2=p时，单向阀2处于开启状态，而使大油缸、小油缸组成一个封闭腔。此后，手柄继续下压，小油缸的液体被推入大油缸中，使大活塞上移做功。在此过程中，从力F1到力F2的传递本质（忽略压力损失）来看，可以把大小活塞之间的封闭腔中的液体当成静止的理想流体来看，其内“静”压力p把小活塞的推力F1传给了大活塞产生推力F2。 这就是帕斯卡定律在“液压传动”中的应用。故而有人把液压传动叫作“静压传动”。 由此可以得出如下结论： 1）活塞的推力等于油压力与活塞面积的乘积。由式（1-1）得 （1-2） 2）油压力p由外负载建立，由式（1-2）可知，当F2=0时，p=p2=0。 初学者以为液压泵排出油就一定有压力，是错误的。 （二）特征二：速度或转速的传递按“容积变化相等”的原则进行。这就是有人把“液压传动”叫作“容积式传动”的原因。 设图1-1中的小活塞的移动速度v1，面积为A1，则△t时间内小活塞移动所排挤的空间，即排出的液体体积 （1-3） △t时间内大活塞移动让出的空间，即进入其内的液体体积为 （1-4） 式中v 2为大活塞的移动速度，A2为大活塞的面积。 忽略液体的泄漏损失，有 （1-5） ∴ （1-6） 或 　 （1-7） 考虑流体力学中把单位时间流过的流体体积叫作流量，则流量 （1-8） 则式（1-7）变为 （1-9） 所以 （1-10） 由此可以得出如下结论： 1）活塞移动的速度