7.1 概述(课件）--2022-2023学年高二劳动版机械知识

第七章 液压传动 液压传动属于流体传动，液压技术在机床、工程机械、汽车、船舶等行业得到了广泛应用。挖掘机工作臂的移动和消防车云梯的升降都需要很大的动力，你知道这种巨大的力都是靠什么原理产生的吗? 1 §7-1 概述 液压传动是以液体为工作介质进行能量转换、传递和控制的传动，又称为流体传动。 一、液压传动的工作原理及组成 机床工作台液压传动系统由液压泵2、各种控制阀、液压缸9、油箱4、压力表1和管路等组成。 1—压力表 2—液压泵 3—过滤器 4—油箱 5—输油管 6—溢流阀 7—节流阀 8—手动换向阀 9- 液压缸 液压泵2通过过滤器3从油箱4中吸油，加压后输出到系统管路中。在图a所示状态下，液压泵输出的压力油经节流阀7、手动换向阀8进入液压缸9的左腔，推动活塞并通过活塞杆带动工作台向右移动，液压缸右腔的油液经换向阀流回油箱。 1—压力表 2—液压泵 3—过滤器 4—油箱 5—输油管 6—溢流阀 7—节流阀 8—手动换向阀 9- 液压缸 如果将手动换向阀切换至图b所示位置，阀芯处于中位，各通路相互截止，工作台停止移动。 若将手动换向阀切换至图c所示位置，则液压泵输出的油液经换向阀后进入液压缸的右腔，推动活塞使工作台向左移动，液压缸左腔的油液经换向阀流回油箱。 该系统中，节流阀可控制系统油液的流量，以调节工作台的移动速度，溢流阀起溢流、稳压和控制系统中最高压力的作用，压力表用于观察系统中压力的大小，过滤器用来防止杂质进入液压传动系统。 1—压力表 2—液压泵 3—过滤器 4—油箱 5—输油管 6—溢流阀 7—节流阀 8—手动换向阀 9- 液压缸 提示 二、液压传动的特点 优点：在功率相同的条件下，液压传动系统体积小，质量轻，结构紧凑；能获得较大的动力，运行平稳，能方便地实现换向和无级变速，易于实现程序控制和过载保护；元件能自行润滑，使用寿命长。 缺点：油液容易泄漏，传动比不准确且传动效率低；系统的性能受温度变化的影响大，不宜在很高或很低的温度条件下工作；制造精度要求较高，成本较高，同时使用和维护要求的技术水平也较高。 液压传动系统的工作介质为液压油，其主要成分为矿物油。黏度是反映油液黏性的主要指标，黏度大表明油液运动时的内摩擦力大，油液不易流动。黏度大的油液适用于重载、低速的系统；反之，黏度小的油液流动性好，适用于轻载、高速的系统。 影响油液黏度的主要因素是温度，温度升高会使油液的黏度变小，温度下降会使油液黏度增大。因此，环境温度高时，宜选用黏度较大的油液；环境温度低时，宜选用黏度较小的油液。 提示 三、液压传动系统压力和流量的概念 液体的压力（压强）是指液体或容器壁单位面积上所受的法向力，通常用 p 表示， 其法定单位为 Pa（N/m2），压力值较大时用 kPa（103Pa）或 MPa（106Pa）。 1. 压力的形成及其传递 若在小活塞上施加一外力 F1，系统内的油液受到挤压便产生压力。 小液压缸内产生的内压力为 大液压缸内的压力应与小液压缸内的压力相等，即 作用在大液压缸活塞上的总推力 设大活塞、小活塞的直径分别为 D、d，则有 液压千斤顶的增力倍数为大活塞、小活塞直径之比的平方数。 提示 如果重物很重，即外负载很大，阻碍油液运动的阻力也会很大，系统中的压力必须相应升高才能推动大液压缸活塞运动；反之，如果没有重物，系统内油液运动没有阻力，则系统内就不能产生压力。由此可见，液压传动系统中压力的大小是由外负载决定的，它随负载的变化而变化。 【例7-1】试分析图 7-4 所示液压传动系统，当外负载F=0 或 F ≠0 时，系统中液压泵的输出压力为多少 ? 当外负载为一块固定挡铁时，即 F →∞时，系统中液压泵的输出压力又是多少 ? 解： F=0 时，p=0 F →∞时，p →∞ F≠0 时，p= 单位时间内流过某通流截面的液体体积称为流量，用 Q 表示，单位为 m3/s 或 L/min。 平均流速是指液体单位时间内在管道（或缸）内的流动距离，用 v 表示，单位为 m/s。 2. 流量与平均流速 流量和平均流速之间的关系为 Q——管道内液体的流量，m3/s； A——管道的横截面积或活塞的横截面积，m2； v——管道内液体的平均流速，m/s。 即 Q=Av （1）在无分支管道内流动的液体，通过管道内任一横截面上的流量都相等，即 Q1=Q2=Q3。 （2）液体在无分支管道中流动时，其流速与过流断面的面积成反比，即 A1v1=A2v2=A3v3，管道截面积小处平均流速大，管道截面积大处平均流速小。 （3）液压传动系统一旦组成，其管道（或缸）的截面积就已确定，由 Q=Av 可知，要想调节执行元件的运动速度只需调节流量，且运动速度与系统内的压力大小无关。 根据Q1=Q2=Q3，因此有 A1v1=A2v2=A3v3，则 【例7-2】