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液压传动概述第1页，共53页，编辑于2022年，星期日第一题：客车门开闭机构第一题：客车门开闭机构客车门开启和关闭，为方便起见，在客车门开启和关闭，为方便起见，在司机位司机位和售票员位和售票员位都要能控制。都要能控制。（1 1）比较目前客车门使用的开启和关闭的）比较目前客车门使用的开启和关闭的主要方法优缺点，确定自己选的方法；主要方法优缺点，确定自己选的方法；（2 2）画出原理和部分结构图；）画出原理和部分结构图；（3 3）计算主要部件结构强度等；）计算主要部件结构强度等；（4 4）给出控制策略；）给出控制策略；（5 5）操作与维护说明。）操作与维护说明。2第2页，共53页，编辑于2022年，星期日第二题：工业夹紧机构第二题：工业夹紧机构图示为工业上的夹紧机构，为了避免损坏工件，图示为工业上的夹紧机构，为了避免损坏工件，夹紧时应缓慢夹紧时应缓慢夹紧，松开工件时则速度保持不变夹紧，松开工件时则速度保持不变。（1）通过阅读文献，比较目前工业上使用的主要夹紧装置类型）通过阅读文献，比较目前工业上使用的主要夹紧装置类型和特点，确定自己选的方法；和特点，确定自己选的方法；（2）画出原理和部分结构图；）画出原理和部分结构图；（3）计算主要部件结构强度等。）计算主要部件结构强度等。（4）给出控制策略或操作方法。）给出控制策略或操作方法。3第3页，共53页，编辑于2022年，星期日第三题：小型起吊机构第三题：小型起吊机构图示为工业上的吊装装置，可把不同重量的图示为工业上的吊装装置，可把不同重量的工具吊装到机器上，为了工作安全放下工工具吊装到机器上，为了工作安全放下工具时速度不能过快，需要降低该速度。具时速度不能过快，需要降低该速度。（1）通过阅读文献，比较目前工业上使用）通过阅读文献，比较目前工业上使用的小型起吊装置类型和特点，确定自己的小型起吊装置类型和特点，确定自己选的方法；选的方法；（2）画出原理和部分结构图；）画出原理和部分结构图；（3）计算主要部件结构强度等。）计算主要部件结构强度等。（4）给出控制或操作策略。）给出控制或操作策略。4第4页，共53页，编辑于2022年，星期日第四题：工业胶粘机构第四题：工业胶粘机构图示为一工业胶粘机构，拉杆伸出将图形或图示为一工业胶粘机构，拉杆伸出将图形或字母粘贴在塑料板上，根据材料的区别需字母粘贴在塑料板上，根据材料的区别需要有要有调整压紧力功能调整压紧力功能。（1）通过阅读文献，比较目前工业胶粘机）通过阅读文献，比较目前工业胶粘机构类型和特点，确定自己选的方法；构类型和特点，确定自己选的方法；（2）画出原理和部分结构图；）画出原理和部分结构图；（3）计算主要部件结构强度等；）计算主要部件结构强度等；（4）给出控制策略。）给出控制策略。5第5页，共53页，编辑于2022年，星期日第五题：震荡器机构第五题：震荡器机构图示为一工业应用中的颜料混合震荡图示为一工业应用中的颜料混合震荡器图，设计震荡机构。器图，设计震荡机构。（1）通过阅读文献，比较目前工业应）通过阅读文献，比较目前工业应用中的颜料混合震荡器机构类型和用中的颜料混合震荡器机构类型和特点，确定自己选的方法；特点，确定自己选的方法；（2）画出原理和部分结构图；）画出原理和部分结构图；（3）计算主要部件结构强度等；）计算主要部件结构强度等；（4）给出控制策略。）给出控制策略。6第6页，共53页，编辑于2022年，星期日第六题：导线铝管压结机构第六题：导线铝管压结机构图示为导线铝管压结施工图，它将导线与铝管通图示为导线铝管压结施工图，它将导线与铝管通过机械力连接在一起，是导线施工的重要连接过机械力连接在一起，是导线施工的重要连接工具，工具，机构缓慢压紧线管，并保持一定时间后，机构缓慢压紧线管，并保持一定时间后，快速松开快速松开。（1 1）通过阅读文献，比较目前线路施工中）通过阅读文献，比较目前线路施工中导线铝管压结机构类型和特点，确定自导线铝管压结机构类型和特点，确定自己选的方法；己选的方法；（2 2）画出原理和部分结构图；）画出原理和部分结构图；（3 3）计算主要部件结构强度等；）计算主要部件结构强度等；（4 4）给出控制策略。）给出控制策略。7第7页，共53页，编辑于2022年，星期日第七题：千斤顶第七题：千斤顶千斤顶广泛应用于重物的提升，要求省力、同等输千斤顶广泛应用于重物的提升，要求省力、同等输入力的条件下入力的条件下出力大、自锁性能好、使用稳定、携出力大、自锁性能好、使用稳定、携带方便带方便等。等。（1）通过阅读文献，比较目前线手动千斤顶的类型）通过阅读文献，比较目前线手动千斤顶的类型和特点，确定自己选的方法；和特点，确定自己选的方法；（2）画出原理和部分结构图；）画出原理和部分结构图；（3）计算主要部件结构强度等；）计算主要部件结构强度等；（4）说明控制策略。）说明控制策略。8第8页，共53页，编辑于2022年，星期日第八题：低速行走机构第八题：低速行走机构要求按回转轮几转要求按回转轮几转/分的速度行走，动力来源于电机分的速度行走，动力来源于电机或内燃机械。或内燃机械。（1）通过阅读文献，比较目前低速行走机构类型和特）通过阅读文献，比较目前低速行走机构类型和特点，确定自己选的（减速）方法；点，确定自己选的（减速）方法；（2）画出原理和部分结构图；）画出原理和部分结构图；（3）计算主要部件结构强度等；）计算主要部件结构强度等；9第9页，共53页，编辑于2022年，星期日第九题：自选题第九题：自选题要求：以小型回转、直线、摆动、振动等机构为例，要求：以小型回转、直线、摆动、振动等机构为例，要有明确的要有明确的工业或活动目的工业或活动目的，根据下列要求完成设，根据下列要求完成设计。计。（1）通过阅读文献，比较所考虑机构的类型和特点，）通过阅读文献，比较所考虑机构的类型和特点，确定自己选方法的理由；确定自己选方法的理由；（2）画出原理和部分结构图；）画出原理和部分结构图；（3）计算主要部件结构强度等；）计算主要部件结构强度等；（4）需要对动作进行控制的应有控制策略。）需要对动作进行控制的应有控制策略。10第10页，共53页，编辑于2022年，星期日11第11页，共53页，编辑于2022年，星期日12第12页，共53页，编辑于2022年，星期日Hydraulic Drive and ControlHydraulic Drive and Control液压传动与控制液压传动与控制主讲教师：赵新泽主讲教师：赵新泽Office:M-2515Email:(O)Tel:6392636Mobile:13972603535QQ：505158460助课助课：王锐锋；严厚林；康晓妮：王锐锋；严厚林；康晓妮Office:M-2502Mobile:15872539064；13872505266；13986791336QQ：1127695248509918456484810913第13页，共53页，编辑于2022年，星期日主要参考书：主要参考书：工程流体力学工程流体力学/盛敬超编盛敬超编.机械工业出版社机械工业出版社,1988液压传动液压传动/姜继海主编姜继海主编.哈尔滨工业大学出版社哈尔滨工业大学出版社,2004,2004液压传动技术液压传动技术/肖龙等编著肖龙等编著.冶金工业出版社冶金工业出版社,1999,1999液压传动概论液压传动概论/王明智等主编王明智等主编.机械工业出版社机械工业出版社,1998,1998主要期刊：主要期刊：机床与液压、液压与气动、中国机械工程、机械工程学报机床与液压、液压与气动、中国机械工程、机械工程学报机械设计手册；液压设计手册类机械设计手册；液压设计手册类使用教材：使用教材：n陈奎生主编陈奎生主编液压与气压传动液压与气压传动液压与气压传动液压与气压传动武汉理工大学出版社，武汉理工大学出版社，2004n n赵新泽主编赵新泽主编赵新泽主编赵新泽主编液压传动基础华中科技大学出版社，液压传动基础华中科技大学出版社，液压传动基础华中科技大学出版社，液压传动基础华中科技大学出版社，2012201214第14页，共53页，编辑于2022年，星期日学习要求学习要求p学习时间学习时间u上课上课42学时。学时。112W；周一：；周一：78节；周三：节；周三：78节；实验节；实验8学时（课外，自行安排，其中学时（课外，自行安排，其中2个设计型实验）个设计型实验）u地点：地点：J3313p考核方式考核方式u课程成绩考试（闭卷）课程成绩考试（闭卷）70平时成绩（作业、到课）平时成绩（作业、到课）20实验成绩实验成绩1015第15页，共53页，编辑于2022年，星期日 本章主要内容为本章主要内容为 ：液压传动的定义液压传动的定义 ；液压传动的工作原理及系统构成液压传动的工作原理及系统构成 ；液压传动的优缺点；液压传动的优缺点；液压传动的工作介质液压传动的工作介质 。第第1 1章章 液压传动概述液压传动概述16第16页，共53页，编辑于2022年，星期日学习要求学习要求掌握掌握液压传动的基本概念；液压传动的基本概念；深入深入了解液压传动的的两个重要特性；了解液压传动的的两个重要特性；掌握液压传动系统的掌握液压传动系统的组成及各部分的作用组成及各部分的作用；了解液压了解液压系统职能符号图系统职能符号图；掌握液压工作介质的基本性质；掌握液压工作介质的基本性质；基本了解液压传动技术。基本了解液压传动技术。17第17页，共53页，编辑于2022年，星期日1.1液压传动定义与发展概况液压传动定义与发展概况 1.1.1液压传动的定义液压传动的定义 一一部部完完整整的的机机器器是是由由原原动动机机、传传动动机机构构及及控控制制部部分分、工工作作机机（含辅助装置）组成。（含辅助装置）组成。传动机构通常分为机械传动、电气传动和流体传动机构。传动机构通常分为机械传动、电气传动和流体传动机构。流流体体传传动动是是以以流流体体为为工工作作介介质质进进行行能能量量转转换换、传传递递和和控控制制的的传动。它包括传动。它包括液压传动液压传动、液力传动液力传动和和气压传动气压传动。液液压压传传动动和和液液力力传传动动均均是是以以液液体体作作为为工工作作介介质质来来进进行行能能量量传传递递的的传动方式。传动方式。液压传动液压传动主要是利用液体的主要是利用液体的压力能压力能来传递能量；来传递能量；液力传动液力传动则主要是利用液体的则主要是利用液体的动能动能来传递能量。来传递能量。18第18页，共53页，编辑于2022年，星期日液压传动液压传动（Hydraulics）：）：p是以液体为工作介质；是以液体为工作介质；p通过通过驱动装置；驱动装置；p将原动机的机械能转换为液压的压力能；将原动机的机械能转换为液压的压力能；p通通过过管管道道、液液压压控控制制及及调调节节装装置置等等传传递递、控控制制压压力力液液体；体；p借助借助执行装置执行装置，将液体的压力能转换为机械能；，将液体的压力能转换为机械能；p驱动负载实现驱动负载实现直线直线或或回转回转运动。运动。19第19页，共53页，编辑于2022年，星期日为什么要用液压传动呢？为什么要用液压传动呢？将能量从机械能转换为液压能，而后又将液压能转换为机械将能量从机械能转换为液压能，而后又将液压能转换为机械能，何必多此一举呢？能，何必多此一举呢？几乎所有的机械或机器都需要传动机构。因为原动机一般很几乎所有的机械或机器都需要传动机构。因为原动机一般很难直接满足执行机构在速度、力、转矩或运动方式等方面的要求，难直接满足执行机构在速度、力、转矩或运动方式等方面的要求，必须通过中间环节必须通过中间环节传动装置传动装置进行调节控制。液压传动就是这种调进行调节控制。液压传动就是这种调节控制方式中的一种。节控制方式中的一种。其它的传动方式有：其它的传动方式有：其它的传动方式有：其它的传动方式有：机械传动机械传动（mechanics）:常用零件为齿轮常用零件为齿轮,曲轴曲轴,轴轴,皮带等。皮带等。气压传动气压传动（pneumatics）:常用空气或其它气体为传输介质。常用空气或其它气体为传输介质。电器传动电器传动（electrics）:常用零件是电机常用零件是电机,可控器可控器,变频器等。变频器等。20第20页，共53页，编辑于2022年，星期日液压传动条件：密封容器液压传动条件：密封容器eg：有两个不同直径的液压缸：有两个不同直径的液压缸2和和4，缸内各有一，缸内各有一个与内壁紧密配合的活塞个与内壁紧密配合的活塞1和和5。假设活塞在缸内自由。假设活塞在缸内自由滑动滑动(无摩擦力无摩擦力)，无泄漏。缸，无泄漏。缸2、4下腔用一管道下腔用一管道3连通，连通，内充满液体。这些液体是密封在缸内壁、活塞和管道内充满液体。这些液体是密封在缸内壁、活塞和管道组成的容积中的。组成的容积中的。-构成密封容器构成密封容器3管道管道2泵泵4缸缸152421第21页，共53页，编辑于2022年，星期日这个系统传递力：这个系统传递力：如果活塞如果活塞5上有重物上有重物W，则当活，则当活塞塞1上施加的上施加的F力达到一定大小时，就能阻止重物力达到一定大小时，就能阻止重物W下降，下降，即可以利用即可以利用密封容积密封容积中的液体中的液体传递力传递力。这个系统传递运动：这个系统传递运动：帕斯卡定律：力的传递各方向相帕斯卡定律：力的传递各方向相同。样：当活塞同。样：当活塞1在力在力F作用向下运动时，重物将随之上升，作用向下运动时，重物将随之上升，即可以利用即可以利用密封容积密封容积中的液体中的液体传递运动传递运动。3管道管道2泵泵4缸缸152422第22页，共53页，编辑于2022年，星期日液压传动的重要性质之一液压传动的重要性质之一 压力取决于负载压力取决于负载为为能能提提升升重重物物W W，必必须须在在活活塞塞1 1上上施施加加主主动动力力F,F,这这时时，重物重物W W就是工作的负载。就是工作的负载。n如活塞如活塞5上作用上作用W为为0：P2=W/A2=0，故，故F=0，P1=P2=0即：主动力是加不上去的。即：主动力是加不上去的。n如活塞如活塞5上作用为上作用为W：当当F足够大时，足够大时，p1=p2=W/A1。n简简化化模模型型：缸缸2、4和和活活塞塞5做做为一体（被一容器取代）：为一体（被一容器取代）：在在活活塞塞1上上施施加加F1后后，如如果果其其它它有有足足够够的的压压强强，就就可可以以认认为为工工作作负负载载是是无无穷穷大大的的，那那么么，系系统中的液体压力将为：统中的液体压力将为：P1=F1/A根根据据帕帕帕帕斯斯斯斯卡卡卡卡原原原原理理理理，压压力力P1将将在在这个封闭的液体间等值传递。这个封闭的液体间等值传递。泵缸1234A1P15A2P2如：打气筒；吸管；吹气管如：打气筒；吸管；吹气管23第23页，共53页，编辑于2022年，星期日24第24页，共53页，编辑于2022年，星期日液压传动的重要性质之二液压传动的重要性质之二 运动速度取决于流量运动速度取决于流量由图可知：活塞由图可知：活塞1下移下移h1,液体能量传液体能量传输，使活塞输，使活塞5上升上升h2，h1h2。不考虑泄露、液体的可压缩性，在不考虑泄露、液体的可压缩性，在t时时间里从缸间里从缸2中挤出的液体等于通过管中挤出的液体等于通过管道道3挤入液压缸挤入液压缸4的体积。即：的体积。即：A1h1=A2h2同除同除t：A1h1/t=A2h2/t即：即：A1v1=A2v2流流量量Q(Flow)：单单位位时时间间内内从从液液压压缸缸2中中排排出出的的液液体体体体积积或或挤挤入入液液压压缸缸4的的体体积积称称为为流流量量Q(Flow)，Q1=Q2=A1h1/t=A2h2/t=A1v1=A2v2。V1=Q1/A1，在液压系统中执行机构的速度只取决于流量。，在液压系统中执行机构的速度只取决于流量。功率功率N=Fv=pQ，压力压力p和和流量流量Q是液压传动中最基本也是最重要的参数是液压传动中最基本也是最重要的参数满足能量守恒定律。满足能量守恒定律。Q15h2v2h12A1A234缸25第25页，共53页，编辑于2022年，星期日1.1.2 1.1.2 液压传动的发展概况液压传动的发展概况 从从17世世纪纪中中叶叶帕帕斯斯卡卡提提出出静静压压传传动动原原理理，18世世纪纪末末英英国国制制成成第第一一台水压机算起，液压传动已有台水压机算起，液压传动已有23百年的历史。百年的历史。第第二二次次世世界界大大战战前前后后，成成功功地地将将液液压压传传动动装装置置用用于于舰舰艇艇炮炮塔塔转转向向器器，其其后后出出现现了了液液压压六六角角车车床床和和磨磨床床，一一些些通通用用机机床床到到本本世世纪纪30年年代才用上了液压传动。代才用上了液压传动。20世纪世纪60后发展为一门完整的自动化技术。后发展为一门完整的自动化技术。现现在在国国外外95%工工程程机机械械、90%数数控控加加工工中中心心、95%以以上上的自动线采用的自动线采用液压传动液压传动。26第26页，共53页，编辑于2022年，星期日近近40年年来来，由由于于原原子子能能、航航空空航航天天、控控制制、材材料料科科学学、微微电电子子等等技技术术发发展展，再再次次将将液液压压技技术术推推向向前前进进，使使它它发发展展成成为为包包括括传传动动、控控制制、检检测测在在内内完完整整的的自自动动化化技技术术，在在各各个个部部门门都都得得到到应应用用，如工程机械、数控加工、冶金等。如工程机械、数控加工、冶金等。采采用用液液压压传传动动的的程程度度已已成成为为衡衡量量一一个个国国家家工工业业水水平平的的重重要要标标志之一。志之一。当前在下列领域取得较大进展：当前在下列领域取得较大进展：实实现现高高压压、高高速速、大大功功率率、高高效效率率、低低噪噪声声、经经久久耐耐用用、高高度集成化；度集成化；完善比例控制、伺服控制、数字控制技术；完善比例控制、伺服控制、数字控制技术；液液压压元元件件和和液液压压系系统统的的计计算算机机辅辅助助设设计计、计计算算机机仿仿真真和和优优化以及微机控制。化以及微机控制。27第27页，共53页，编辑于2022年，星期日液压传动技术的主要发展趋势液压传动技术的主要发展趋势(1)绿色液压：绿色液压：“洁净液压、静音液压，易用液压洁净液压、静音液压，易用液压”。(2)高效液压：高效液压：做到与工作机械的负荷相匹配，提高效率；合做到与工作机械的负荷相匹配，提高效率；合理选用元件，正确设计液压系统，减少内部功率损失；选用理选用元件，正确设计液压系统，减少内部功率损失；选用新型密封、减摩材料及静压技术等，减少摩擦损失；采用交新型密封、减摩材料及静压技术等，减少摩擦损失；采用交流变频调速电动机或伺服电动机驱动定量油泵，减少功率损流变频调速电动机或伺服电动机驱动定量油泵，减少功率损失；发展新型节能元件和系统。失；发展新型节能元件和系统。(3)智能液压：液压技术与电子技术的结合，有利于实现液压系统智能液压：液压技术与电子技术的结合，有利于实现液压系统的集成化、模块化和智能化，提高其工作可靠性，改变液压系的集成化、模块化和智能化，提高其工作可靠性，改变液压系统效率低、泄漏大、维修性差等缺点。统效率低、泄漏大、维修性差等缺点。(4)长寿液压：新材料、新工艺的应用给液压元件的使用寿命带来了新长寿液压：新材料、新工艺的应用给液压元件的使用寿命带来了新的飞跃。的飞跃。28第28页，共53页，编辑于2022年，星期日1.2液压传动的工作原理及系统构成液压传动的工作原理及系统构成 1.2.1液压传动系统的工作原理液压传动系统的工作原理例例1：液压千斤顶液压千斤顶液压千斤顶常用于顶升重物液压千斤顶常用于顶升重物,如顶起汽车以便拆换轮胎如顶起汽车以便拆换轮胎29第29页，共53页，编辑于2022年，星期日液压千斤顶在杠杆上没有作用力时在杠杆上没有作用力时,负载可以停止在任意位置负载可以停止在任意位置;在液压缸行程范在液压缸行程范围内围内,可以将负载提升到任意位置。可以将负载提升到任意位置。其实液压千斤顶是前面讨论过的简化模型的进一步完善，它具有以其实液压千斤顶是前面讨论过的简化模型的进一步完善，它具有以下一些简化模型所不具备的功能：下一些简化模型所不具备的功能：30第30页，共53页，编辑于2022年，星期日playplay31第31页，共53页，编辑于2022年，星期日油缸油缸(执行元件执行元件)手动油泵手动油泵（油源）（油源）液液压压千千斤斤顶顶的的系系统统中中，小小缸缸、小小活活塞塞以以及及单单向向阀阀4和和7组组合合在在一一起起，就就可可以以不不断断从从油油箱箱中中吸吸油油和和将将油油压压入入大大缸缸，这这个个组组合合体体的的作作用用是是向向系系统统中中提提供供一一定定量量的的压压力力油油液液，称称为为液液液液压压压压泵泵泵泵。大大活活塞塞和和缸缸用用于于带带动动负负载载，使使之之获获得得所所需需运运动动及及输输出出力力，这这个部分称为个部分称为执行机构执行机构执行机构执行机构。放放油油阀阀门门11的的启启闭闭决决定定执执行行元元件件是是否否向向下下运运动动，是是一一个个方方方方向向向向控制阀控制阀控制阀控制阀。另另外外，要要进进行行动动力力传传输输必必须借助液压须借助液压传动介质传动介质传动介质传动介质。playplay32第32页，共53页，编辑于2022年，星期日例例2：磨床工作台液压系统磨床工作台液压系统 磨床工作台磨床工作台 磨磨床床工工作作时时，要要求求其其工工作作台水平往复运动。台水平往复运动。实实现现工工作作台台水水平平往往复复运运动动控控制制的的是是一一套套液液压压控控制制系系统统，如如图图所所示示是是一一台台磨磨床床的的液液压压系系统结构原理图。统结构原理图。http:/ 液压缸液压缸液压泵液压泵节流阀节流阀换向阀换向阀油箱油箱1-油油箱箱；2-过过滤滤器器；3,12,14-回回油油管管；4-液液压压泵泵；5-弹弹簧簧；6-钢钢球球；7-溢溢流流阀阀；8,10-压压力力油油管管；9-手手动动换换向向阀阀；11,16-换换向向手手柄柄；13-节节流流阀阀；15-换换向向阀阀；17-活活塞塞；18-液液压压缸缸；19-工作台工作台磨床工作台磨床工作台 演示演示 34第34页，共53页，编辑于2022年，星期日1.2.2液压传动系统的组成液压传动系统的组成 从从千千斤斤顶顶和和磨磨床床的的液液压压系系统统组组成成和和工工作作原原理理可可以以看看出，液压系统一般有以下几个部分组成：出，液压系统一般有以下几个部分组成：动力元件动力元件传动介质传动介质控制元件控制元件辅助元件辅助元件执行元件执行元件35第35页，共53页，编辑于2022年，星期日1.2.2液压传动系统的组成液压传动系统的组成液液压压传传动动是是以以液液体体作作为为工工作作介介质质来来进进行行工工作作的的，一一个个完完整整的的液液压压传传动动系系统由以下几部分组成：统由以下几部分组成：（l）液液压压泵泵（动动力力元元件件）：是是将将原原动动机机所所输输出出的的机机械械能能转转换换成成液液体体压压力力能能的的元元件件，其其作作用用是是向向液液压压系系统统提提供供压压力力油油，液液压压泵泵是是液液压系统的心脏。压系统的心脏。（2）执执行行元元件件：把把液液体体压压力力能能转转换换成成机机械械能能以以驱驱动动工工作作机机构构的的元元件，执行元件包括液压缸和液压马达。件，执行元件包括液压缸和液压马达。（3）控控制制元元件件：包包括括压压力力、方方向向、流流量量控控制制阀阀，是是对对系系统统中中油油液液压力、流量、方向进行控制和调节的元件。如换向阀压力、流量、方向进行控制和调节的元件。如换向阀15即属控制元件。即属控制元件。（4）辅辅助助元元件件：上上述述三三个个组组成成部部分分以以外外的的其其它它元元件件，如如：管管道道、管接头、油箱、滤油器等为辅助元件。管接头、油箱、滤油器等为辅助元件。36第36页，共53页，编辑于2022年，星期日1.2.3液压系统的图形符号液压系统的图形符号磨磨床床图图所所示示的的液液压压系系统统图图是是一一种种半半结结构构式式的的工工作作原原理理图图。它它直直观观性性强强，容容易理解，但难于绘制。易理解，但难于绘制。在在实实际际工工作作中中，除除少少数数特特殊殊情情况况外外，一一般般都都采采用用液液压压与与气气动动图图形形符符号号（参参看看附附录录A）来来绘制，如右图所示。绘制，如右图所示。play1play1play2play237第37页，共53页，编辑于2022年，星期日图图1.1磨床工作台液压传动系统磨床工作台液压传动系统工作原理工作原理图图1.2用图形符号表示的磨床工作台液压系统图用图形符号表示的磨床工作台液压系统图l-油箱；油箱；2-过滤器；过滤器；3-液压泵；液压泵；4-溢流阀；溢流阀；5-手动换向阀；手动换向阀；6-节流阀；节流阀；7-换向间；换向间；8-活塞；活塞；9-液压缸液压缸液压缸液压缸液压缸液压缸换向阀换向阀换向阀换向阀节流阀节流阀节流阀节流阀液压泵液压泵液压泵液压泵溢流阀溢流阀溢流阀溢流阀油箱油箱油箱油箱38第38页，共53页，编辑于2022年，星期日图图形形符符号号表表示示元元件件的的功功能能，而而不不表表示示元元件件的的具具体体结结构构和和参参数数；反反映映各各元元件件在在油油路路连连接接上上的的相相互互关关系系，不不反反映映其其空空间间安安装装位位置置；只只反映静止位置或初始位置的工作状态，不反映其过渡过程。反映静止位置或初始位置的工作状态，不反映其过渡过程。液压缸液压缸液压泵液压泵节流阀节流阀换向阀换向阀油箱油箱溢流阀溢流阀play39第39页，共53页，编辑于2022年，星期日1.3液压传动的优缺点液压传动的优缺点1.3.1液压传动系统的主要优点液压传动系统的主要优点（1 1）单单位位功功率率的的重重量量轻轻，即即能能以以较较轻轻的的设设备备重重量量获获得得很很大大的的输输出出力力或或转转矩矩。例例如如，液液压压缸缸的的力力与与重重量量比比，比比直直流流电电动动机机约约大大100100倍倍；液液压压马马达达与与其其相相比比，其其转转矩矩与与惯惯量量比比大大10102020倍倍，功功率率与重量比大与重量比大8 81010倍。倍。（2 2）由于体积小、重量轻，因而惯性小，起动、制动迅速。）由于体积小、重量轻，因而惯性小，起动、制动迅速。（3 3）在在运运行行过过程程中中能能方方便便地地进进行行无无级级调调速速，调调速速范范围围大大，可可达达100:1100:1到到2000:12000:1，且低速性能好。，且低速性能好。（4 4）借助结构简单的液压缸可轻易地实现直线往复运动。）借助结构简单的液压缸可轻易地实现直线往复运动。（5 5）易于实现自动化。）易于实现自动化。40第40页，共53页，编辑于2022年，星期日（6 6）易于实现过载保护，工作安全可靠。液压系统的工作压力很容）易于实现过载保护，工作安全可靠。液压系统的工作压力很容易由压力控制元件来控制，只要设法控制压力在规定范围内，就可以易由压力控制元件来控制，只要设法控制压力在规定范围内，就可以达到防止过载、避免事故的目的。达到防止过载、避免事故的目的。（7 7）液压系统的各种元件可随设备的需要任意安排，可以把）液压系统的各种元件可随设备的需要任意安排，可以把液压马达或液压缸安置在远离原动机的任意位置，而不需中液压马达或液压缸安置在远离原动机的任意位置，而不需中间的机械传动环节。如：马达或液压缸在工作时本身位置也间的机械传动环节。如：马达或液压缸在工作时本身位置也在变动，只要采用挠性管道连接就可以正常工作。在变动，只要采用挠性管道连接就可以正常工作。（8 8）液压系统工作介质具有一定吸振能力，使液压传动运转平）液压系统工作介质具有一定吸振能力，使液压传动运转平稳、工作可靠；运转时可自润滑，且易于散热，使用寿命较长。稳、工作可靠；运转时可自润滑，且易于散热，使用寿命较长。（9 9）易于实现标准化、系列化和通用化，便于设计、制造和推广）易于实现标准化、系列化和通用化，便于设计、制造和推广使用。使用。41第41页，共53页，编辑于2022年，星期日性能比较传动方式功率于重量比转矩于转动惯量比响应速度可控性负载刚度调速范围机械传动小小低差中等小电力传动小小中等中等差中等机电传动小小中等中等、好差中等、大气压传动中等中等低中等差小液压传动大大中等好大大各种传动方式的主要传动特性比较各种传动方式的主要传动特性比较42第42页，共53页，编辑于2022年，星期日1.3.2液压传动系统的主要缺点液压传动系统的主要缺点（1）液液压压传传动动不不能能保保证证严严格格的的传传动动比比，这这是是由由于于液液压压油油的的可可压压缩性和泄漏造成的。缩性和泄漏造成的。（2）工工作作性性能能易易受受温温度度变变化化的的影影响响，因因此此不不宜宜在在很很高高或或很很低低的的温度条件下工作。温度条件下工作。（3）由由于于流流体体流流动动的的阻阻力力损损失失和和泄泄漏漏较较大大，所所以以效效率率较较低低。如如果果处处理不当，泄漏不仅污染场地，而且还可能引起火灾和爆炸事故。理不当，泄漏不仅污染场地，而且还可能引起火灾和爆炸事故。（4）为为了了减减少少泄泄漏漏，液液压压元元件件在在制制造造精精度度上上要要求求较较高高，因因此此它它的的造造价高，且对油液的污染比较敏感。价高，且对油液的污染比较敏感。43第43页，共53页，编辑于2022年，星期日1.4液压传动的工作介质液压传动的工作介质 1.4.1液压系统对工作介质的要求液压系统对工作介质的要求 液液压压工工作作介介质质一一般般称称为为液液压压油油。其其性性能能对对液液压压系系统统的的工工作作状状态态有很大影响，系统对其基本要求如下：有很大影响，系统对其基本要求如下：（l）有适当的粘度和良好的粘温特性。）有适当的粘度和良好的粘温特性。粘粘度度是是选选择择工工作作介介质质的的首首要要因因素素。液液压压油油的的粘粘性性，对对减减少少间隙的泄漏、保证液压元件的密封性能都起着重要作用。间隙的泄漏、保证液压元件的密封性能都起着重要作用。介介质质粘粘度度用用运运动动粘粘度度表表示示。在在国国际际单单位位制制中中的的单单位位是是m2/s，而在实用上油的粘度用而在实用上油的粘度用mm2/s（cSt，厘沲）表示。，厘沲）表示。粘粘度度是是液液压压油油（液液）划划分分牌牌号号的的依依据据。按按国国标标GB/T3141-94所所规规定定，液液压压油油产产品品的的牌牌号号用用粘粘度度的的等等级级表表示示，即即用用该该液液压压油油在在40时时的的运动粘度中心值表示。（参见书：表运动粘度中心值表示。（参见书：表1.1）44第44页，共53页，编辑于2022年，星期日液体在外力作用下流动时，其流动受到牵制，且在流动截面上各点的液体在外力作用下流动时，其流动受到牵制，且在流动截面上各点的流速不同。各层液体间有相互牵制作用，这种相互牵制的力称作液体流速不同。各层液体间有相互牵制作用，这种相互牵制的力称作液体内的摩擦力或粘性力。内的摩擦力或粘性力。牛顿牛顿内摩擦力内摩擦力T=A.du/dz或或=.du/dz液体动力粘度；液体动力粘度；单位面积上地摩擦力；单位面积上地摩擦力；du/dz速度梯度速度梯度液体动力粘度与液体密度之比称为运动粘度液体动力粘度与液体密度之比称为运动粘度,=/。45第45页，共53页，编辑于2022年，星期日所所有有工工作作介介质质的的粘粘度度都都随随温温度度的的升升高高而而降降低低，粘粘温温特特性性好好是是指指工工作介质的粘度随温度变化小，粘温特性通常用粘度指数表示。作介质的粘度随温度变化小，粘温特性通常用粘度指数表示。一一般般情情况况下下，在在高高压压或或者者高高温温条条件件下下工工作作时时，为为了了获获得得较较高高的的容容积积效效率率，不不使使油油的的粘粘度度过过低低，应应采采用用高高牌牌号号液液压压油油；低低温温时时或或泵泵的吸入条件不好时（压力低，阻力大），应采用低牌号液压油。的吸入条件不好时（压力低，阻力大），应采用低牌号液压油。（2）氧化安定性和剪切安定性好。）氧化安定性和剪切安定性好。（3）抗乳化性、抗泡沫性好。）抗乳化性、抗泡沫性好。（4）闪点、燃点要高，能防火、防爆。）闪点、燃点要高，能防火、防爆。（5）有良好的润滑性和防腐蚀性，不腐蚀金属和密封件。）有良好的润滑性和防腐蚀性，不腐蚀金属和密封件。（6）对人体无害，成本低。）对人体无害，成本低。46第46页，共53页，编辑于2022年，星期日1.4.2 1.4.2 液压介质的种类液压介质的种类 液液压压传传动动介介质质按按照照GB/T7631.2-87（等等效效采采用用ISO6743/4）进进行行分分类类，主要有主要有石油基液压油石油基液压油和和难燃液压液难燃液压液两大类。两大类。1.4.2.1 1.4.2.1 石油基液压油石油基液压油（1）L-HL液压油（又名普通液压油）：液压油（又名普通液压油）：采采用用精精制制矿矿物物油油作作基基础础油油，加加入入抗抗氧氧、抗抗腐腐、抗抗泡泡、防防锈锈等等添添加加剂剂调调合合而而成成，是是当当前前我我国国供供需需量量最最大大的的主主品品种种，用用于于一般液压系统，但只适于一般液压系统，但只适于0以上的工作环境。以上的工作环境。其其牌牌号号有有：HL32、HL46、HL68。在在其其代代号号L-HL中中，L代代表表润润滑滑剂剂类类，H代代表表液液压压油油，L代代表表防防锈锈、抗抗氧氧化化型型，最最后后的的数数字代表运动粘度。字代表运动粘度。47第47页，共53页，编辑于2022年，星期日（2）L-HM液压油（抗磨液压油，液压油（抗磨液压油，M代表抗磨型）：代表抗磨型）：其其基基础础油油与与普普通通液液压压油油同同，加加有有极极压压抗抗磨磨剂剂，以以减减少少液液压压件件的的磨磨损。适用于损。适用于-15以上的高压、高速工程机械和车辆液压系统。以上的高压、高速工程机械和车辆液压系统。其其牌牌号号有有：HM32、HM46、HM68、HMI00、HM150（3）L-HG液压油（又名液压一导轨油）：液压油（又名液压一导轨油）：除除普普通通液液压压油油所所具具有有的的全全部部添添加加剂剂外外，还还加加有有油油性性剂剂，用用于于导导轨润滑时有良好的防爬性能。轨润滑时有良好的防爬性能。适用于机床液压和导轨润滑合用的系统。适用于机床液压和导轨润滑合用的系统。48第48页，共53页，编辑于2022年，星期日（4）L-HV液液压压油油（又又名名低低温温液液压压油油、稠稠化化液液压压油油、高高粘粘度指数液压油）：度指数液压油）：用用深深度度脱脱蜡蜡的的精精制制矿矿物物油油，加加抗抗氧氧、抗抗腐腐、抗抗磨磨、抗抗泡泡、防防锈锈、降凝和增粘等添加剂调合而成。降凝和增粘等添加剂调合而成。其其粘粘温温特特性性好好，有有较较好好的的润润滑滑性性，以以保保证证不不发发生生低低速速爬爬行行和和低低速速不稳定现象。不稳定现象。适用于低温地区的户外高压系统及数控精密机床液压系统。适用于低温地区的户外高压系统及数控精密机床液压系统。（5）其其它它专专用用液液压压油油：如如航航空空液液压压油油（红红油油）、炮炮用用液液压油、舰用液压油等。压油、舰用液压油等。49第49页，共53页，编辑于2022年，星期日1.4.2.2 1.4.2.2 难燃液压液难燃液压液难燃液压液分为难燃液压液分为合成型合成型、油水乳化型油水乳化型和和高水基型高水基型三大类。三大类。（1）合成型抗燃工作液）合成型抗燃工作液 水一乙二醇液（水一乙二醇液（L-HFC液压液）：液压液）：这这种种液液体体含含有有3555的的水水，其其余余为为乙乙二二醇醇及及各各种种添添加加剂剂（增增稠剂、抗磨剂、抗腐蚀剂等）。稠剂、抗磨剂、抗腐蚀剂等）。其其优优点点是是凝凝点点低低（50），有有一一定定的的粘粘性性，而而且且粘粘度度指指数数高高，抗燃。适用于要求防火的液压系统。抗燃。适用于要求防火的液压系统。其其缺缺点点是是价价格格高高，润润滑滑性性差差，只只能能用用于于中中等等压压力力（20Mpa以下）。这种液体密度大，所以吸入困