工信版（中职）机械基础第6章教学课件.ppt

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1、YCF（中职）机械基础第6章教学课件项目六项目六液压传动的构成液压传动的构成本章概述与教学目标本章概述与教学目标任务一任务一液压传动系统的构成及工作原理液压传动系统的构成及工作原理任务二任务二液压传动系统的流量和压力液压传动系统的流量和压力任务三任务三液压传动的功率液压传动的功率任务四任务四液压的基本回路液压的基本回路任务五任务五液压传动系统实例分析液压传动系统实例分析下一页返回本章概述与教学目标本章概述与教学目标本章概述本章概述 通过本章的学习，使学生了解国内外先进技术成果在机械设备中的应通过本章的学习，使学生了解国内外先进技术成果在机械设备中的应用，并清楚流体传动技术水平的高低已经成为一个

2、国家工业发展水平用，并清楚流体传动技术水平的高低已经成为一个国家工业发展水平的重要标志。的重要标志。教学目标教学目标 1。熟悉各类液压与气动墓本同路的功用、组成和应用场合。熟悉各类液压与气动墓本同路的功用、组成和应用场合。2。一掌握液压和气压的基本知识，掌担各种液澳和气动元件的工作。一掌握液压和气压的基本知识，掌担各种液澳和气动元件的工作原理、特点、应用和选用方法。原理、特点、应用和选用方法。3。在实际中熟悉液压和气尽的基本工作原理，能够独立计算液。在实际中熟悉液压和气尽的基本工作原理，能够独立计算液J传动传动的功率。的功率。返回任务一任务一液压传动系统的构成及工作原液压传动系统的构成及工作原

3、理理一、液压传动系统的构成一、液压传动系统的构成 图图6-1所示为简化了的机床工作台液压传动系统图，电动机带动液所示为简化了的机床工作台液压传动系统图，电动机带动液压泵压泵3从油箱从油箱1中吸油，并将油液送往系统，经节流阀中吸油，并将油液送往系统，经节流阀6至换向阀至换向阀7，当，当换向阀两端的电磁铁均不通电时，阀芯处于中间位置，如换向阀两端的电磁铁均不通电时，阀芯处于中间位置，如图图6-1(a)所所示。此时管路示。此时管路P,A,B,T均不相通，液压缸两腔油液均被封闭，工作台均不相通，液压缸两腔油液均被封闭，工作台不能运动。若换向阀不能运动。若换向阀7左端电磁铁通电，将阀芯推向右位处于左端电

4、磁铁通电，将阀芯推向右位处于图图6-1(b)所示位置，此时管路所示位置，此时管路P,A相通，相通，B,T相通，压力油经管路相通，压力油经管路P、换向阀、换向阀、管路管路A流入液压缸流入液压缸8的左腔的左腔;由于液压缸的缸体固定，活塞由于液压缸的缸体固定，活塞9在压力油的在压力油的推动下，通过活塞杆带动工作台向右运动，同时，液压缸推动下，通过活塞杆带动工作台向右运动，同时，液压缸8右腔的油右腔的油液经管路液经管路B、换向阀、管路、换向阀、管路T流回油箱流回油箱1。下一页返回任务一任务一液压传动系统的构成及工作原液压传动系统的构成及工作原理理当换向阀当换向阀7右端电磁铁通电时，阀芯被推至左位处于右

5、端电磁铁通电时，阀芯被推至左位处于图图6-1(c)所示位置，所示位置，压力油经管路压力油经管路P、换向阀、管路、换向阀、管路B流入液压缸流入液压缸8的右腔，推动工作台向的右腔，推动工作台向左移动，此时，液压缸左移动，此时，液压缸8左腔的油液经管路左腔的油液经管路A、换向阀、管路、换向阀、管路T流回油流回油箱。因此，可通过控制换向阀箱。因此，可通过控制换向阀7两端电磁铁的通断电情况，使换向阀两端电磁铁的通断电情况，使换向阀7的阀芯左、右移动，从而控制工作台的往复运动。的阀芯左、右移动，从而控制工作台的往复运动。上一页 下一页返回任务一任务一液压传动系统的构成及工作原液压传动系统的构成及工作原理理

6、 工作台的运动速度可根据需要进行调整，由节流阀工作台的运动速度可根据需要进行调整，由节流阀6和溢流阀和溢流阀5的配的配合来实现。节流阀就像自来水龙头一样，可以开大，也可以关小。当合来实现。节流阀就像自来水龙头一样，可以开大，也可以关小。当开大时，经节流阀开大时，经节流阀6进入系统的油液就增多，工作台的运动速度就加进入系统的油液就增多，工作台的运动速度就加快，同时经溢流阀快，同时经溢流阀5流回油箱的油液就相应减少流回油箱的油液就相应减少;当关小时，工作台的当关小时，工作台的运动速度就减慢，同时经溢流阀运动速度就减慢，同时经溢流阀5流回油箱的油液就相应增加，从而流回油箱的油液就相应增加，从而控制工

7、作台的速度。工作台运动时，还要克服一定的阻力，如切削阻控制工作台的速度。工作台运动时，还要克服一定的阻力，如切削阻力和摩擦阻力等，这些阻力由液压泵输出油液的压力来克服，因此，力和摩擦阻力等，这些阻力由液压泵输出油液的压力来克服，因此，要求液压泵输出的油液压力应能进行调节，这个功能是由溢流阀要求液压泵输出的油液压力应能进行调节，这个功能是由溢流阀5来来完成的。完成的。上一页 下一页返回任务一任务一液压传动系统的构成及工作原液压传动系统的构成及工作原理理 由以上例子可以看出，液压传动系统由以下几个部分组成由以上例子可以看出，液压传动系统由以下几个部分组成:.动力元件动力元件液压泵，是能量的输入装置

8、，它将原动机输入的机械液压泵，是能量的输入装置，它将原动机输入的机械能转换成液体的压力能，向系统提供压力油。能转换成液体的压力能，向系统提供压力油。.执行元件执行元件液压缸或液压马达，是能量的输出装置，它把液体的液压缸或液压马达，是能量的输出装置，它把液体的压力能转换为机械能，克服负载，带动机械完成所需的动作。压力能转换为机械能，克服负载，带动机械完成所需的动作。.控制元件控制元件各种控制阀，如压力阀、流量阀、方向阀等，用来控各种控制阀，如压力阀、流量阀、方向阀等，用来控制液压系统所需的压力、流量、方向和工作性能，以保证执行元件实制液压系统所需的压力、流量、方向和工作性能，以保证执行元件实现各

9、种不同的工作要求。现各种不同的工作要求。.辅助元件辅助元件指各种管接头、油管、油箱、过滤器、蓄能器、压力指各种管接头、油管、油箱、过滤器、蓄能器、压力计等，起连接、输油、储油、过滤、储存压力能、测量等作用，它们计等，起连接、输油、储油、过滤、储存压力能、测量等作用，它们对保证液压系统可靠和稳定地工作，具有非常重要的作用。对保证液压系统可靠和稳定地工作，具有非常重要的作用。.工作介质工作介质液压油，液压油是传递能量的介质，直接影响着液压液压油，液压油是传递能量的介质，直接影响着液压系统的整体性和稳定性。系统的整体性和稳定性。上一页 下一页返回任务一任务一液压传动系统的构成及工作原液压传动系统的构

10、成及工作原理理 二、液压油的特性二、液压油的特性 在液压传动中，液压油既是传动介质，又兼作润滑油，因此它比一在液压传动中，液压油既是传动介质，又兼作润滑油，因此它比一般润滑油的要求更高。般润滑油的要求更高。1.液体的可压缩性液体的可压缩性 液体的可压缩性是液体受压力作用发生体积变化的性质。一般情况液体的可压缩性是液体受压力作用发生体积变化的性质。一般情况下可认为液体是不可压缩的，因为压力变化引起液体体积的变化很小，下可认为液体是不可压缩的，因为压力变化引起液体体积的变化很小，对液压系统性能的影响不大。只是在压力变化较大或有动态特性要求对液压系统性能的影响不大。只是在压力变化较大或有动态特性要求

11、的高压系统中，应考虑液体压缩性对系统的影响。当液体中混人空气的高压系统中，应考虑液体压缩性对系统的影响。当液体中混人空气时，其压缩性将显著增加，并严重影响液压系统的性能，故应将液压时，其压缩性将显著增加，并严重影响液压系统的性能，故应将液压系统中油液内的空气含量减小到最低限量。系统中油液内的空气含量减小到最低限量。上一页 下一页返回任务一任务一液压传动系统的构成及工作原液压传动系统的构成及工作原理理 2.液体的私度液体的私度 液体的豁性是当液体在外力作用下流动时，液体内部各流层之间产液体的豁性是当液体在外力作用下流动时，液体内部各流层之间产生内摩擦力的性质。液体的豁度随液体压力和温度的变化而变

12、化，对生内摩擦力的性质。液体的豁度随液体压力和温度的变化而变化，对液压油而言，压力增大，豁度增大，但其变化量很小，在一般的中、液压油而言，压力增大，豁度增大，但其变化量很小，在一般的中、低压系统中可以忽略不计。豁性越大，内摩擦力就越大，液体的流动低压系统中可以忽略不计。豁性越大，内摩擦力就越大，液体的流动性就越差。豁性的大小可用茹度来衡量。但液压油的勃度受温度变化性就越差。豁性的大小可用茹度来衡量。但液压油的勃度受温度变化的影响十分敏感，温度升高，豁度降低。豁度的变化直接影响液压系的影响十分敏感，温度升高，豁度降低。豁度的变化直接影响液压系统的性能和泄漏量。因此，豁度随温度的变化越小越好。统的

13、性能和泄漏量。因此，豁度随温度的变化越小越好。上一页 下一页返回任务一任务一液压传动系统的构成及工作原液压传动系统的构成及工作原理理 3.其他性质其他性质 液压油还需要有其他一些性质，如润滑性、氧化安定性、抗乳化性、液压油还需要有其他一些性质，如润滑性、氧化安定性、抗乳化性、热安定性、抗泡沫性、防锈性以及相容性等，这些性质都对液压油的热安定性、抗泡沫性、防锈性以及相容性等，这些性质都对液压油的选择和使用有重要的影响。其含义较为明显，不再多作解释，可参阅选择和使用有重要的影响。其含义较为明显，不再多作解释，可参阅有关资料。有关资料。对液压油的要求对液压油的要求:要有适宜的豁度和良好的豁温特性要有

14、适宜的豁度和良好的豁温特性;具有良好的润具有良好的润滑性，以减小液压元件中相对运动表面的磨损滑性，以减小液压元件中相对运动表面的磨损;具有良好的热安定性和具有良好的热安定性和氧化安定性氧化安定性;具有较好的相容性，即对密封件、软管、涂料等无溶解等具有较好的相容性，即对密封件、软管、涂料等无溶解等有害的影响有害的影响;质量要纯净，不含或含有极少量的杂质、水分和水溶性酸质量要纯净，不含或含有极少量的杂质、水分和水溶性酸碱等碱等;要具有良好的抗泡沫性，抗乳化胜要好，腐蚀性要小，防锈性要要具有良好的抗泡沫性，抗乳化胜要好，腐蚀性要小，防锈性要好。液压油乳化会降低其润滑性，而使酸值增加，使用寿命缩短。液

15、好。液压油乳化会降低其润滑性，而使酸值增加，使用寿命缩短。液压油中产生泡沫会引起气穴现象压油中产生泡沫会引起气穴现象;液压油用于高温场合时，为了防火安液压油用于高温场合时，为了防火安全，闪点要求要高，在温度低的环境下工作时，凝点要求要低全，闪点要求要高，在温度低的环境下工作时，凝点要求要低;对人体对人体无害，成本低。无害，成本低。上一页 下一页返回任务一任务一液压传动系统的构成及工作原液压传动系统的构成及工作原理理三、液压传动的工作原理三、液压传动的工作原理 我们现以液压千斤顶为例来说明液压传动的工作原理。我们现以液压千斤顶为例来说明液压传动的工作原理。图图6-2所示所示为液压千斤顶的工作原理

16、图，它分别由杠杆为液压千斤顶的工作原理图，它分别由杠杆1、泵体、泵体2、活塞、活塞3、单向、单向阀阀4和和7组成的手动液压泵和活塞组成的手动液压泵和活塞8,缸体缸体9等组成的举升液压缸构成。等组成的举升液压缸构成。当提起杠杆当提起杠杆1时，活塞时，活塞3上升，泵体上升，泵体2下腔的工作容积增大，形成局部下腔的工作容积增大，形成局部真空，由于此时单向阀真空，由于此时单向阀7关闭，于是油箱关闭，于是油箱12中的油液在大气压力的作中的油液在大气压力的作用下，推开单向阀用下，推开单向阀4进入泵体进入泵体2的下腔的下腔;当压下杠杆当压下杠杆1时，活塞时，活塞3下降，下降，泵体泵体2下腔的容积缩小，油液的

17、压力升高，迫使单向阀下腔的容积缩小，油液的压力升高，迫使单向阀4关闭，而单向关闭，而单向阀阀7被打开，油液进入缸体被打开，油液进入缸体9的下腔的下腔;此时截止阀此时截止阀11关闭，缸体油腔的关闭，缸体油腔的工作容积增大，推动活塞工作容积增大，推动活塞8向上运动，把重物顶起。若反复提压杠杆向上运动，把重物顶起。若反复提压杠杆1，就可以使重物不断上升，达到起重的目的。当打开截止阀，就可以使重物不断上升，达到起重的目的。当打开截止阀11时，活时，活塞塞8在外力和自重的作用下实现回程，在外力和自重的作用下实现回程，上一页 下一页返回任务一任务一液压传动系统的构成及工作原液压传动系统的构成及工作原理理缸

18、体缸体9下腔的油液通过管路下腔的油液通过管路10直接流回油箱。直接流回油箱。由此可见，液压传动是一种以液体为传动介质，通过密封容积的变由此可见，液压传动是一种以液体为传动介质，通过密封容积的变化来传递运动，通过油液内部的压力来传递动力的传动方式。它具有化来传递运动，通过油液内部的压力来传递动力的传动方式。它具有以下特点以下特点:.以液体为传动介质来实现运动和动力传递。以液体为传动介质来实现运动和动力传递。.由于液体没有固定的形状而只有一定的体积，所以液压传动必须由于液体没有固定的形状而只有一定的体积，所以液压传动必须在密闭的容器内进行。在密闭的容器内进行。上一页 下一页返回任务一任务一液压传动

19、系统的构成及工作原液压传动系统的构成及工作原理理 四、液压传动的特点四、液压传动的特点 液压传动与机械传动相比，具有以下优点和不足。液压传动与机械传动相比，具有以下优点和不足。1.液压传动的主要优点液压传动的主要优点 工作平稳、反应快、冲击小，能快速启动、制动和频繁换向工作平稳、反应快、冲击小，能快速启动、制动和频繁换向;控制、控制、调节比较简单，操纵比较方便、省力，易于实现自动化调节比较简单，操纵比较方便、省力，易于实现自动化;单位功率的质单位功率的质量轻，即在输出同等功率的条件下，体积小、质量轻、惯性小、结构量轻，即在输出同等功率的条件下，体积小、质量轻、惯性小、结构紧凑、动态特性好紧凑、

20、动态特性好;液压元件已实现标准化、系列化和通用化，所以液液压元件已实现标准化、系列化和通用化，所以液压系统的设计、制造和使用都比较方便。液压传动能方便地实现无级压系统的设计、制造和使用都比较方便。液压传动能方便地实现无级调速，并且调速范围大调速，并且调速范围大;易获得很大的力和转矩，可以使传动结构简单易获得很大的力和转矩，可以使传动结构简单;易于实现过载保护，同时，因采用油液作为传动介质，相对运动表面易于实现过载保护，同时，因采用油液作为传动介质，相对运动表面间能自行润滑，故元件的使用寿命长。间能自行润滑，故元件的使用寿命长。上一页 下一页返回任务一任务一液压传动系统的构成及工作原液压传动系统

21、的构成及工作原理理 2.液压传动的主要缺点液压传动的主要缺点 液压传动在工作过程中存在能量损失，如摩擦损失、泄漏损失等，液压传动在工作过程中存在能量损失，如摩擦损失、泄漏损失等，故不宜于远距离传动故不宜于远距离传动;液压传动不可避免地存在泄漏，同时液体又不是液压传动不可避免地存在泄漏，同时液体又不是绝对不可压缩的，因此不宜在传动比要求严格的场合采用绝对不可压缩的，因此不宜在传动比要求严格的场合采用;为了减少泄为了减少泄漏，液压元件的制造精度要求较高，因此液压元件的制造成本较高，漏，液压元件的制造精度要求较高，因此液压元件的制造成本较高，而且对油液的污染比较敏感而且对油液的污染比较敏感;液压传动

22、对油温的变化比较敏感，因此不液压传动对油温的变化比较敏感，因此不宜在低温和高温条件下工作宜在低温和高温条件下工作;液压系统故障的诊断比较困难，因此对维液压系统故障的诊断比较困难，因此对维修人员要求很高，既需要系统地掌握液压传动的理论知识，又要具有修人员要求很高，既需要系统地掌握液压传动的理论知识，又要具有一定的实践经验。一定的实践经验。上一页 下一页返回任务一任务一液压传动系统的构成及工作原液压传动系统的构成及工作原理理 五、液压传动系统的原理图五、液压传动系统的原理图 图图6-1所示的简单机床的液压传动系统图，是一种半结构式的工作所示的简单机床的液压传动系统图，是一种半结构式的工作原理图，常

23、称之为结构原理图。这种原理图的特点是直观性强、容易原理图，常称之为结构原理图。这种原理图的特点是直观性强、容易理解，但绘制起来比较麻烦。为了简化原理图的绘制，系统中各元件理解，但绘制起来比较麻烦。为了简化原理图的绘制，系统中各元件可用符号表示，这些符号只表示元件的职能和控制方式及外部连接口，可用符号表示，这些符号只表示元件的职能和控制方式及外部连接口，不表示元件的具体结构和参数及连接口的实际位置和元件的安装位置。不表示元件的具体结构和参数及连接口的实际位置和元件的安装位置。国家标准国家标准GB/T 786.1-1993液压气动图形符号液压气动图形符号，就属于职能符，就属于职能符号。号。图图6-

24、1所示的液压系统用职能符号表示时如所示的液压系统用职能符号表示时如图图6-3所示，这样绘制所示，这样绘制起来方便，可使系统图简单明了。起来方便，可使系统图简单明了。上一页返回任务二任务二液压传动系统的流量和压力液压传动系统的流量和压力一、流量和流速一、流量和流速 液压传动是通过密封容积的变化，迫使油液流动来传递运动，实现液压传动是通过密封容积的变化，迫使油液流动来传递运动，实现力矩的变化的。我们需要了解有关油液流动的基本概念和相关规律。力矩的变化的。我们需要了解有关油液流动的基本概念和相关规律。其中流量和平均流速是描述油液流动时的两个主要参数，通过这两个其中流量和平均流速是描述油液流动时的两个

25、主要参数，通过这两个参数可以推算出传动系统的运动速度。参数可以推算出传动系统的运动速度。1.流量流量 流量用符号流量用符号qv表示，是单位时间内流过管路或液压缸某一截面的油表示，是单位时间内流过管路或液压缸某一截面的油液体积。液体积。若在时间若在时间t内，流过管路或液压缸某一截面的油液体积为内，流过管路或液压缸某一截面的油液体积为V，则油液，则油液的流量的流量:下一页返回任务二任务二液压传动系统的流量和压力液压传动系统的流量和压力2.流速流速 这里的流速主要是指平均流速。油液通过管路或液压缸的平均流速、这里的流速主要是指平均流速。油液通过管路或液压缸的平均流速、可用下式计算可用下式计算:v是油

26、液通过管路或液压缸的平均流速，是油液通过管路或液压缸的平均流速，m/s;q。是油液的流量，。是油液的流量，m3/s;A是管路的通流面积或液压缸是管路的通流面积或液压缸(或活塞或活塞)的有效作用面积，的有效作用面积，zm。由于油液与管路壁或液压缸壁、油液内部之间的摩擦力大小不同，因由于油液与管路壁或液压缸壁、油液内部之间的摩擦力大小不同，因此油液流动时，在管路或液压缸某一截面上各点处的流速是不相等的，此油液流动时，在管路或液压缸某一截面上各点处的流速是不相等的，通常采用平均流速进行近似计算。通常采用平均流速进行近似计算。上一页 下一页返回任务二任务二液压传动系统的流量和压力液压传动系统的流量和压

27、力3.液压缸液压缸(或活塞或活塞)的运动速度的运动速度液压缸液压缸(或活塞或活塞)的运动是由于流入液压缸的油液迫使密封容积增大所的运动是由于流入液压缸的油液迫使密封容积增大所导致的结果，因此其运动速度与流入液压缸的油量有关。以图导致的结果，因此其运动速度与流入液压缸的油量有关。以图6-2液液压千斤顶为例，设在时间压千斤顶为例，设在时间t内活塞内活塞8移动的显凰离为移动的显凰离为H，活塞的有效作，活塞的有效作用面积为用面积为A，则密封容积变化即所需流入的油液的体积为月，则密封容积变化即所需流入的油液的体积为月H，则流，则流量量:活塞活塞(或液压缸或液压缸)的运动速度的运动速度上一页 下一页返回任

28、务二任务二液压传动系统的流量和压力液压传动系统的流量和压力我们可以从上面的等式中得出如下结论我们可以从上面的等式中得出如下结论:.活塞活塞(或液压缸或液压缸)的运动速度等于液压缸内油液的平均流速。的运动速度等于液压缸内油液的平均流速。活塞活塞(或液压缸或液压缸)的运动速度仅与活塞的运动速度仅与活塞(或液压缸或液压缸)的有效作用面积和的有效作用面积和流入液压缸中油液的流量有关，与油液的压力无关。流入液压缸中油液的流量有关，与油液的压力无关。.活塞活塞(或液压缸或液压缸)的有效作用面积一定时，活塞的有效作用面积一定时，活塞(或液压缸或液压缸)的运动速的运动速度，决定于流入液压缸中油液的流量，改变流

29、量就能改变运动速度。度，决定于流入液压缸中油液的流量，改变流量就能改变运动速度。上一页 下一页返回任务二任务二液压传动系统的流量和压力液压传动系统的流量和压力二、液压系统中压力的形成及传递二、液压系统中压力的形成及传递 1.压力的定义和压力分级压力的定义和压力分级 油液的压力是由油液的自重和油液受到外力作用所产生的。在液压油液的压力是由油液的自重和油液受到外力作用所产生的。在液压传动中，油液的自重与油液受到的外力相比，一般很小，可以忽略不传动中，油液的自重与油液受到的外力相比，一般很小，可以忽略不计。这里所说的油液压力主要是指因油液表面受外力计。这里所说的油液压力主要是指因油液表面受外力(不计

30、入大气压力不计入大气压力)作用所产生的压力，即相对压力或表压力。作用所产生的压力，即相对压力或表压力。如如图图6-4(a)所示，油液充满于密闭的液压缸左腔，当活塞受到向左所示，油液充满于密闭的液压缸左腔，当活塞受到向左的外力的外力F作用时，液压缸左腔内的油液作用时，液压缸左腔内的油液(被视为不可压缩被视为不可压缩)受活塞的作用受活塞的作用而处于被挤压状态，同时，油液对活塞有一个反作用力而处于被挤压状态，同时，油液对活塞有一个反作用力FP而使活塞处而使活塞处于平衡状态。不考虑活塞的自重，则活塞平衡时的受力情形如于平衡状态。不考虑活塞的自重，则活塞平衡时的受力情形如图图6-4(b)所示。作用于活塞

31、的力有两个，一是外力所示。作用于活塞的力有两个，一是外力F，另一是油液作用于，另一是油液作用于活塞的力活塞的力FP，两力大小相等，方向相反。，两力大小相等，方向相反。上一页 下一页返回任务二任务二液压传动系统的流量和压力液压传动系统的流量和压力如果活塞的有效作用面积为如果活塞的有效作用面积为A，油液作用在活塞单位面积上的力则为，油液作用在活塞单位面积上的力则为FP/A，活塞作用在油液单位面积上的力为，活塞作用在油液单位面积上的力为FlA。油液单位面积上承受。油液单位面积上承受的作用力称为压强，在工程上习惯称为压力，用符号的作用力称为压强，在工程上习惯称为压力，用符号P表示。即表示。即 P为油液

32、的压力，为油液的压力，Pa;F是作用在油液表面上的外力，是作用在油液表面上的外力，N;A是油液表是油液表面的承压面积，即活塞的有效作用面积，面的承压面积，即活塞的有效作用面积，m2上一页 下一页返回任务二任务二液压传动系统的流量和压力液压传动系统的流量和压力液压传动中，可以按压力的大小分为五级，如液压传动中，可以按压力的大小分为五级，如表表6-1所示。所示。2.液压系统及元件的公称压力液压系统及元件的公称压力在正常工作条件下，液压系统及元件按试验标准连续运转在正常工作条件下，液压系统及元件按试验标准连续运转(工作工作)的最的最高工作压力称为额定压力，超过额定压力值，液压系统便会过载，最高工作压

33、力称为额定压力，超过额定压力值，液压系统便会过载，最终导致系统瘫痪。液压系统必须在额定压力以下工作。额定压力也是终导致系统瘫痪。液压系统必须在额定压力以下工作。额定压力也是各种液压元件的基本参数之一。额定压力应符合公称压力系列。各种液压元件的基本参数之一。额定压力应符合公称压力系列。GB/T 2346-1988液压气动系统及元件液压气动系统及元件公称压力系列公称压力系列对公称对公称压力作了规定。压力作了规定。表表6-2为公称压力系列中常用部分的摘录。为公称压力系列中常用部分的摘录。上一页 下一页返回任务二任务二液压传动系统的流量和压力液压传动系统的流量和压力 3.静压传递原理静压传递原理 液流

34、连续性原理和静压传递原理是液压传动的两个基本原理。静止液流连续性原理和静压传递原理是液压传动的两个基本原理。静止油液的压力具有下列特性油液的压力具有下列特性:油液静压力的作用方向总是垂直指向承压表油液静压力的作用方向总是垂直指向承压表面面;静止油液中任意一点所受到的各个方向的压力都相等，这个压力称静止油液中任意一点所受到的各个方向的压力都相等，这个压力称为静压力为静压力;密闭容器内静止油液中任意一点的压力如有变化，其压力的密闭容器内静止油液中任意一点的压力如有变化，其压力的变化值将传递给油液的各点，且其值不变。这称为静压传递原理，又变化值将传递给油液的各点，且其值不变。这称为静压传递原理，又叫

35、帕斯卡定理。叫帕斯卡定理。液压千斤顶就是利用静压传递原理传递动力的。如液压千斤顶就是利用静压传递原理传递动力的。如图图6-5所示，当所示，当柱塞泵活塞柱塞泵活塞1受外力受外力F、作用、作用(液压千斤顶压油液压千斤顶压油)时，柱塞泵油腔时，柱塞泵油腔3中油中油液产生的压力液产生的压力:上一页 下一页返回任务二任务二液压传动系统的流量和压力液压传动系统的流量和压力 此压力通过油液传递到液压缸油腔此压力通过油液传递到液压缸油腔4，即油腔，即油腔4中的油液以中的油液以P2(P2=P1)垂直作用于液压缸活塞垂直作用于液压缸活塞2，活塞，活塞2上受到作用力凡，且有上受到作用力凡，且有:F,是作用在活塞是作

36、用在活塞1上的力，上的力，N;凡是作用在活塞凡是作用在活塞2上的液压作用力，上的液压作用力，N;A,A:是活塞是活塞1,2的有效作用面积，的有效作用面积，m2。上面等式表明，活塞上面等式表明，活塞2上所受液压作用力上所受液压作用力F2与活塞与活塞2的有效作用面积的有效作用面积A2成正比。如果成正比。如果A2 A1，则只要在柱塞泵活塞，则只要在柱塞泵活塞1上作用一个很小的力上作用一个很小的力F,，便能获得很大的力，便能获得很大的力F2，用以推动重物。这就是液压千斤顶在人力，用以推动重物。这就是液压千斤顶在人力作用下能顶起很重物体的原理。作用下能顶起很重物体的原理。上一页 下一页返回任务二任务二液

37、压传动系统的流量和压力液压传动系统的流量和压力例例6-1如如图图6-5所示，已知活塞所示，已知活塞1和和2面积同前，压油时，作用在活塞面积同前，压油时，作用在活塞1上的力上的力F,=5.78 x 103N。试问柱塞泵油腔。试问柱塞泵油腔3内的油液压力内的油液压力P，为多大，为多大?液压缸能顶起多重的重物液压缸能顶起多重的重物?解油腔解油腔3内油液的压力内油液的压力:上一页 下一页返回任务二任务二液压传动系统的流量和压力液压传动系统的流量和压力 4.液压传动系统中压力的建立液压传动系统中压力的建立 对于采用液压泵连续供油的液压传动系统，流动油液在某处的压力对于采用液压泵连续供油的液压传动系统，流

38、动油液在某处的压力也是因为受到其后各种形式负载也是因为受到其后各种形式负载(如工作阻力、摩擦力、弹簧力等如工作阻力、摩擦力、弹簧力等)的的挤压而产生的。密闭容器内静止油液受到外力挤压而产生压力挤压而产生的。密闭容器内静止油液受到外力挤压而产生压力(静压力静压力)。除静压力外，由于油液流动还有动压力，但在一般液压传动中，油。除静压力外，由于油液流动还有动压力，但在一般液压传动中，油液的动压力很小，可忽略不计。因此，液压传动系统中流动油液的压液的动压力很小，可忽略不计。因此，液压传动系统中流动油液的压力主要考虑的是静压力。力主要考虑的是静压力。上一页 下一页返回任务二任务二液压传动系统的流量和压力

39、液压传动系统的流量和压力 图图6-6所示液压传动系统中压力的建立进行分析。在所示液压传动系统中压力的建立进行分析。在图图6-6(a)中，假中，假定负载阻力为零定负载阻力为零(不考虑油液的自重、活塞的质量、摩擦力等因素不考虑油液的自重、活塞的质量、摩擦力等因素)，由液压泵输入液压缸左腔的油液不受任何阻挡就能推动活塞向右运动，由液压泵输入液压缸左腔的油液不受任何阻挡就能推动活塞向右运动，此时，油液的压力为零此时，油液的压力为零(p=0)。活塞的运动是由于液压缸左腔内油液。活塞的运动是由于液压缸左腔内油液的体积增大而引起的。的体积增大而引起的。图图6-6(b)中，输入液压缸左腔的油液由于受到中，输入

40、液压缸左腔的油液由于受到外界负载外界负载F的阻挡，不能立即推动活塞向右运动，而液压泵总是连续的阻挡，不能立即推动活塞向右运动，而液压泵总是连续不断地供油，使液压缸左腔中的油液受到挤压不断地供油，使液压缸左腔中的油液受到挤压(类似于类似于图图6-4中油液受中油液受到挤压的情形到挤压的情形)，油液的压力从零开始由小到大迅速升高，作用在活塞，油液的压力从零开始由小到大迅速升高，作用在活塞有效作用面积有效作用面积A上的液压作用力上的液压作用力(pA)也迅速增大。也迅速增大。上一页 下一页返回任务二任务二液压传动系统的流量和压力液压传动系统的流量和压力 当液压作用力足以克服外界负载当液压作用力足以克服外

41、界负载F时，液压泵输出的油液迫使液压缸时，液压泵输出的油液迫使液压缸左腔的密封容积增大，从而推动活塞向右运动。在一般情况下，活塞左腔的密封容积增大，从而推动活塞向右运动。在一般情况下，活塞做匀速运动，作用在活塞上的力相互平衡，即液压作用力等于负载阻做匀速运动，作用在活塞上的力相互平衡，即液压作用力等于负载阻力力(pA=F)。因此，可知油液压力。因此，可知油液压力p=F/A.若活塞在运动过程中负载若活塞在运动过程中负载F保持不变，则油液不会再受更大的挤压，压力就不会继续上升。也就保持不变，则油液不会再受更大的挤压，压力就不会继续上升。也就是说液压传动系统中油液的压力取决于负载的大小，并随负载大小

42、的是说液压传动系统中油液的压力取决于负载的大小，并随负载大小的变化而变化。变化而变化。图图6-6(c)表示向右运动的活塞接触固定挡铁后，液压缸左腔的密封表示向右运动的活塞接触固定挡铁后，液压缸左腔的密封容积因活塞运动受阻停止而不能继续增大。此时，若液压泵仍继续供容积因活塞运动受阻停止而不能继续增大。此时，若液压泵仍继续供油，油液压力会急剧升高，如果液压传动系统没有保护措施，则系统油，油液压力会急剧升高，如果液压传动系统没有保护措施，则系统中薄弱的环节将损坏。中薄弱的环节将损坏。上一页 下一页返回任务二任务二液压传动系统的流量和压力液压传动系统的流量和压力 在液压泵出口处有两个负载并联，如在液压

43、泵出口处有两个负载并联，如图图6-7所示。其中负载阻力所示。其中负载阻力F。是。是溢流阀的弹簧力，另一负载阻力是作用在液压缸活塞溢流阀的弹簧力，另一负载阻力是作用在液压缸活塞(杆杆)上的力上的力F。在。在油液压力较小时，溢流阀阀芯在弹簧力油液压力较小时，溢流阀阀芯在弹簧力F0的作用下，处于阀的最下端的作用下，处于阀的最下端位置，将阀的进油口位置，将阀的进油口P和出油口和出油口0的通路切断。随着液压泵的连续不断的通路切断。随着液压泵的连续不断供油，油液压力迅速增加，当油液压力达到供油，油液压力迅速增加，当油液压力达到P0时，作用于时，作用于溢流阀阀芯底部的液压作用力溢流阀阀芯底部的液压作用力Pc

44、AcA。为阀芯底部有效作用面积。为阀芯底部有效作用面积)将将克服弹簧力克服弹簧力F。使阀芯上移，这时进油口。使阀芯上移，这时进油口P与出油口与出油口0连通，液压泵输连通，液压泵输出的油液由此通路流回油箱。液压泵出口处的压力为出的油液由此通路流回油箱。液压泵出口处的压力为Pc。设使液压缸。设使液压缸活塞运动所需的油液压力为活塞运动所需的油液压力为P，若，若Pc P，液压泵出口处压力的建立过，液压泵出口处压力的建立过程为程为:压力由零值开始上升，当升到压力由零值开始上升，当升到P0值时，溢流阀阀芯上移，使值时，溢流阀阀芯上移，使P口口和和0口连通，油液由此通路流回油箱，由于口连通，油液由此通路流回

45、油箱，由于Pc P，液压泵出口处的压力由零值开始上升，当升到，液压泵出口处的压力由零值开始上升，当升到P值时，液压值时，液压作用力户克服负载阻力作用力户克服负载阻力F，使液压缸活塞向右运动，使液压缸活塞向右运动(由于由于P P b，引起的压力损失为，引起的压力损失为上一页 下一页返回任务三任务三液压传动的功率液压传动的功率 2.局部损失与沿程损失局部损失与沿程损失 油液流动引起的压力损失包括局部损失和沿程损失。油液流动引起的压力损失包括局部损失和沿程损失。(1)局部损失油液流过管路弯曲部位、管路截面积突变部位及开关等局部损失油液流过管路弯曲部位、管路截面积突变部位及开关等地方，由于液流速度的方

46、向和大小发生变化而产生的压力损失称为局地方，由于液流速度的方向和大小发生变化而产生的压力损失称为局部损失。在液压传动系统中，由于各种液压元件的结构、形状、布局部损失。在液压传动系统中，由于各种液压元件的结构、形状、布局等原因，致使管路的形式比较复杂，因而局部损失是主要的压力损失。等原因，致使管路的形式比较复杂，因而局部损失是主要的压力损失。(2)沿程损失油液在截面积相同的直管路中流动，由于管壁对油液的沿程损失油液在截面积相同的直管路中流动，由于管壁对油液的摩擦，油液的部分压力用于克服这一摩擦阻力，这种压力损失称为沿摩擦，油液的部分压力用于克服这一摩擦阻力，这种压力损失称为沿程损失。管路越长，沿

47、程损失越大。程损失。管路越长，沿程损失越大。油液流动产生的压力损失，会使得油液温度升高，豁度下降，进而油液流动产生的压力损失，会使得油液温度升高，豁度下降，进而使泄漏现象增加，同时液压元件受热膨胀也会影响正常的工作，势必使泄漏现象增加，同时液压元件受热膨胀也会影响正常的工作，势必造成功率浪费，甚至造成功率浪费，甚至“卡死卡死，。因此必须采取措施尽量减少压力损，。因此必须采取措施尽量减少压力损失。失。一页下一页返回任务三任务三液压传动的功率液压传动的功率 一般情况，只要油液豁度适当，管路内壁光滑，尽量缩短管路长度和一般情况，只要油液豁度适当，管路内壁光滑，尽量缩短管路长度和减少管路的截面变化及弯

48、曲，是可以把压力损失控制在很小的范围内减少管路的截面变化及弯曲，是可以把压力损失控制在很小的范围内的。的。3.压力损失的估算压力损失的估算很多因素可以影响压力的损失，精确计算非常复杂，通常采用近似估很多因素可以影响压力的损失，精确计算非常复杂，通常采用近似估算的方法。算的方法。液压泵最高工作压力的近似计算式为液压泵最高工作压力的近似计算式为:上一页 下一页返回任务三任务三液压传动的功率液压传动的功率三、液压传动的功率计算三、液压传动的功率计算 1.液压缸的输出功率液压缸的输出功率P缸缸 功率等于力和速度的乘积。对于液压缸来说，其输出功率等于负载功率等于力和速度的乘积。对于液压缸来说，其输出功率

49、等于负载阻力阻力F和活塞和活塞(或液压缸或液压缸)运动速度运动速度:的乘积，即的乘积，即:上一页 下一页返回任务三任务三液压传动的功率液压传动的功率 3.液压泵的效率和驱动液压泵的电动机功率的计算液压泵的效率和驱动液压泵的电动机功率的计算 由于液压泵在工作中也存在因泄漏和机械摩擦所造成的流量损失及由于液压泵在工作中也存在因泄漏和机械摩擦所造成的流量损失及机械损失，所以驱动液压泵的电动机所需的功率机械损失，所以驱动液压泵的电动机所需的功率P,要比液压泵的输出要比液压泵的输出功率功率P大。液压泵的总效率大。液压泵的总效率:上一页 下一页返回任务三任务三液压传动的功率液压传动的功率上一页返回任务四任

50、务四液压的基本回路液压的基本回路液压基本回路是由一些液压元件组成并能完成某项特定功能的典型油液压基本回路是由一些液压元件组成并能完成某项特定功能的典型油路结构。无论多么复杂的液压系统，实际上都是由一些液压基本回路路结构。无论多么复杂的液压系统，实际上都是由一些液压基本回路组成的。常用的液压基本回路，按其功能可以分为压力控制回路、方组成的。常用的液压基本回路，按其功能可以分为压力控制回路、方向控制回路、速度控制回路和顺序动作回路等四大类。向控制回路、速度控制回路和顺序动作回路等四大类。这些基本回路各具有其功用，如液压系统工作压力的调整、运动方向这些基本回路各具有其功用，如液压系统工作压力的调整、