【正文】 例如，工程機械（挖掘機）、礦山機械、壓力機械（壓力機）和航空工業(yè)中采用液壓傳動，機床上的傳動系統(tǒng)也采用液壓傳動；而在在電子工業(yè)、包裝機械、印染機械、食品機械等方面應用較多的氣壓傳動等。氣動技術(shù)已發(fā)展成包含傳動、控制與檢測在內(nèi)的自動化技術(shù)。第二章 液壓傳動基礎(chǔ)　　流體傳動包括液體傳動和氣體傳動，本章僅介紹液體傳動的基本知識。均質(zhì)性：其密度是均勻的，物理特性是相同的。我國采用攝氏20度時的密度作為油液的標準密度。（3）粘性1）粘性的定義　　液體在外力作用下流動(或有流動趨勢)時，分子間的內(nèi)聚力要阻止分子相對運動而產(chǎn)生的一種內(nèi)摩擦力，這種現(xiàn)象叫做液體的粘性。通過實驗測定得出，液體流動時相鄰液層間的內(nèi)摩擦力Ft，與液層接觸面積Ａ、液層間的速度梯度成正比，即 式中：為比例常數(shù)，稱為粘性系數(shù)或粘度。秒)，以前沿用的單位為P(泊，dyne以前沿用的單位為St(斯)，１ = St＝ cSt(厘斯)。在一般液壓系統(tǒng)使用的壓力范圍內(nèi)，增大的數(shù)值很小，可以忽略不計。這些性質(zhì)需要在精煉的礦物油中加入各種添加劑來獲得，其含義較為明顯，不多作解釋，可參閱有關(guān)資料。4)對金屬和密封件有良好的相容性。8)流動點和凝固點低，閃點(明火能使油面上油蒸氣閃燃，但油本身不燃燒時的溫度)和燃點高。（2）工作介質(zhì)的選用原則　　選擇液壓系統(tǒng)的工作介質(zhì)一般需考慮以下幾點：1）液壓系統(tǒng)的工作條件 2）液壓系統(tǒng)的工作環(huán)境3）綜合經(jīng)濟分析 液壓系統(tǒng)的污染控制　　工作介質(zhì)的污染是液壓系統(tǒng)發(fā)生故障的主要原因。（3）污染的測定　　污染度測定方法有測重法和顆粒計數(shù)法兩種。2)防止污染物從外界侵入。更換新的工作介質(zhì)前，必須對整個液壓系統(tǒng)徹底清洗一遍。單位質(zhì)量液體受到的質(zhì)量力稱為單位質(zhì)量力，在數(shù)值上就等于加速度。當液體靜止時，液體質(zhì)點間沒有相對運動，不存在摩擦力，所以靜止液體的表面力只有法向力。2)同一容器中同一液體內(nèi)的靜壓力隨液體深度的增加而線性地增加。（2）靜壓力基本方程式的物理意義　　圖15為盛有液體的密閉容器，液面壓力為，選則一基本水平面ox，根據(jù)靜壓力基本方程式可以確定距液面深度ｈ處Ａ點的壓力ｐ，即　　這是液體靜壓力基本方程式的另一種形式。由于大多數(shù)測壓儀表所測得的壓力都是相對壓力，故相對壓力也稱表壓力。（２）壓力的單位: 　　法定壓力(ISO)單位稱為帕斯卡(帕)，符號為，工程上常用兆帕這個單位來表示壓力，　　在工程上采用工程大氣壓，也采用水柱高或汞柱高度等，在液壓技術(shù)中，目前還采用的壓力單位有巴，符號為１壓力的單位及其它非法定計量單位的換算關(guān)系為：1at(工程大氣壓)＝(米水柱) (毫米汞柱) 帕斯卡原理　　在密閉容器內(nèi)，施加于靜止液體上的壓力將以等值同時傳到各點。在液壓傳動計算中質(zhì)量力可以忽略，靜壓力處處相等，所以可認為作用于固體壁面上的壓力是均勻分布的。非定常流動：只要壓力、速度和密度中有一個隨時間而變化，液體就是作非定常流動(非恒定流動或時變流動)。 　　在非定常流動時，由于各點速度可能隨時間變化，因此流線形狀也可能隨時間而變化。流束：流管內(nèi)的流線群稱為流束定常流動時。通流截面：流束中與所有流線正交的截面稱為通流截面，截面上每點處的流動速度都垂直于這個面。（3）流量和平均流速流量：單位時間內(nèi)通過某通流截面的液體的體積稱為流量。當慣性力很小，且把液體當作理想液體時，流動液體內(nèi)任意點處的壓力在各個方向上的數(shù)值可以看作是相等的。此外還說明當流量一定時，流速和通流截面面積成反比。它表示了單位質(zhì)量液體的力平衡方程?！　∪绻鲃邮窃谕凰矫鎯?nèi)，或者流場中坐標z的變化與其它流動參數(shù)相比可以忽略不計，則上式可寫成　　該式表明，沿流線壓力越低，速度越高。其中為單位質(zhì)量液體從截面Ａ1流到截面Ａ2過程中的能量損耗。把這兩個點都取在兩截面的軸心處，不過是為了方便。至于兩截面間是什么流，是沒有關(guān)系的，這最多影響能量損失的大小。7）適當?shù)剡x取基準面，一般取液平面，這時ｐ一般等于ｐa ，ｖ＝０。 動量方程　　液體作用在固體壁面上的力，用動量定理來求解比較方便。液體作用在固體壁面的作用力分別稱為瞬態(tài)液動力和穩(wěn)態(tài)液動力。 液壓泵概述 泵的工作原理和分類（1）液壓泵的工作原理 　　泵是一種能量轉(zhuǎn)換裝置，把電動機的旋轉(zhuǎn)機械能轉(zhuǎn)換為液壓能輸出。這樣液壓泵就將原動機輸入的機械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能，原動機驅(qū)動偏心輪不斷旋轉(zhuǎn)，液壓泵就不斷地吸油和壓油。泵的輸出流量與此空間的容積變化量和單位時間內(nèi)的變化次數(shù)成正比，與其他因素無關(guān)。 3） 具有相應的配流機構(gòu)。液壓泵的基礎(chǔ)標準：壓力分級：025（低） 2580（中） 80160（中高）160320（高壓） 320(超高壓)流量分級：4 6 10 16 25 40 63 100 250 液壓泵的主要性能參數(shù)（1）壓力 1）工作壓力　液壓泵實際工作時的輸出壓力稱為工作壓力。（2）排量和流量 1）排量V　液壓泵每轉(zhuǎn)一周，由其密封容積幾何尺寸變化計算而得的排出液體的體積叫液壓泵的排量。液壓泵的容積損失用容積效率來表示，它等于液壓泵的實際輸出流量q與其理論流量qt之比，即液壓泵的實際輸出流量q為：2）機械損失 機械損失是指液壓泵在轉(zhuǎn)矩上的損失。在壓油區(qū)一側(cè)，由于輪齒在這里逐漸進入嚙合，密封工作腔容積不斷減小，油液便被擠出去，從壓油腔輸送到壓力管路中去。即以齒頂圓為外圓、直徑為(z2)m的圓為內(nèi)圓的圓環(huán)為底，以齒寬為高所形成的環(huán)形筒的體積，當齒輪的模數(shù)為m,齒寬為B, 齒數(shù)為z時的排量為實際上齒間槽的容積比輪齒的體積稍大，故通常取V= 當驅(qū)動齒輪泵的原動機轉(zhuǎn)速為n時，外嚙合齒輪泵的理論流量和實際流量分別為 外嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu)特點（1） 困油　　齒輪泵要平穩(wěn)工作，齒輪嚙合的重疊系數(shù)必須大于1，也就是要求在一對齒輪即將脫開嚙合前，后面的一對齒輪就要開始嚙合。 解決方法：在齒輪泵的兩側(cè)端蓋上開卸荷槽 （2）徑向不平衡力　　在齒輪泵中，作用在齒輪外圓上的壓力是不相等的，在壓油腔和吸油腔處齒輪外圓和齒廓表面承受著工作壓力和吸油腔壓力，在齒輪和殼體內(nèi)孔的徑向間隙中，可以認為壓力由壓油腔壓力逐漸分級下降至吸油腔壓力，這些液體壓力綜合作用的結(jié)果，相當于給齒輪一個徑向的作用力（即不平衡力），使齒輪和軸承受載，這就是徑向不平衡力，工作壓力越大，徑向不平衡力也越大，甚至可以使軸發(fā)生彎曲，使齒頂和殼體發(fā)生接觸，同時加速軸承的磨損，降低軸承的壽命。圖示采用浮動軸套，增大軸、軸承的剛度。在圖的左部，葉片被定子內(nèi)壁逐漸壓進槽內(nèi)，工作空間逐漸減小，將油液從壓油口壓出，這就是壓油腔?！‘斎~片泵的轉(zhuǎn)速為n,泵的容積效率為ηv時，理論流量和實際流量分別為qt=Vn=4πReBnq= qtηv=4πReBnηv（3）結(jié)構(gòu)特點1) 葉片后傾2) 轉(zhuǎn)子上受有不平衡徑向力，壓力增大，不平衡力增大，不宜用于高壓3) 均為變量泵結(jié)構(gòu)　　單作用葉片泵的流量是有脈動的，理論分析表明，泵內(nèi)葉片數(shù)越多，流量脈動率越小，奇數(shù)葉片泵的脈動率比偶數(shù)葉片泵的脈動率小，所以單作用的葉片數(shù)均為奇數(shù)，一般為13或15片。因而，轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周，每個工作空間要完成兩次吸油和壓油，稱之為雙作用葉片泵。沿旋轉(zhuǎn)方向前傾1014度，以減小壓力角。 5）雙作用泵不能改變排量，只作定量泵用。　　圖中，1為轉(zhuǎn)子，在轉(zhuǎn)子槽中裝有葉片，2為定子，3為配油盤上的吸油窗口，8為壓油窗口，9為調(diào)壓彈簧，10為調(diào)壓螺釘，4為柱塞，5為調(diào)節(jié)流量螺釘。調(diào)節(jié)螺釘5的位置，便可改變e0。設(shè)定子的最大偏心量為e0，偏心量減小時，彈簧的附加壓縮量為x，則定子移動后的偏心量e為e= e0x。當定子的偏心量e=0,則pc = pmax ,此時的壓力為截止壓力。柱塞沿圓周均勻分布在缸體內(nèi)。（2）排量和流量計算：D：分布圓直徑 d:柱塞直徑 z:柱塞數(shù)柱塞泵高壓泵，對元件的精度要求高，制造成本高（3）柱塞泵特點： 1） 柱塞和缸體配合間隙容易控制，密封性好。 5） 排量取決于泵的斜盤傾角γ。（5） 泵內(nèi)流道截面突然擴大、收縮、急轉(zhuǎn)彎等。（3）裝在油箱上的泵應使用橡膠墊減振?！　∫话阍跈C床液壓系統(tǒng)中采用雙作用葉片泵和限壓式變量葉片泵；在筑路機械、港口機械中采用齒輪泵；負載大、功率大的場合選用柱塞泵。因為它們具有同樣的基本結(jié)構(gòu)要素密閉而又可以周期變化的容積和相應的配油機構(gòu)。由于存在著這些差別，使得液壓馬達和液壓泵在結(jié)構(gòu)上比較相似，但不能可逆工作。高速液壓馬達的基本型式有齒輪式、螺桿式、葉片式 和軸向柱塞式等。m)所以又稱為高速小轉(zhuǎn)矩液壓馬達。（1）葉片式液壓馬達　　由于壓力油作用，受力不平衡使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。　　葉片式液壓馬達體積小，轉(zhuǎn)動慣量小，動作靈敏，可適用于換向頻率較高的場合，但泄漏量較大，低速工作時不穩(wěn)定。力可分解為 和 兩個分力。徑向柱塞液壓馬達多用于低速大轉(zhuǎn)矩的情況下。凡與柱塞上液壓力相平衡，而凡則使柱塞對缸體中心產(chǎn)生一個轉(zhuǎn)矩，帶動馬達軸逆時針方向旋轉(zhuǎn)。斜盤傾角越大，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩越大，轉(zhuǎn)速越低。一般用干工程機械、農(nóng)業(yè)機械以及對轉(zhuǎn)矩均勻性要求不高的機械設(shè)備上。液壓馬達的排量是個重要的參數(shù)。啟動轉(zhuǎn)矩降低的原因是在靜止狀態(tài)下的摩擦系數(shù)最大，在摩擦表面出現(xiàn)相對滑動后摩擦系數(shù)明顯減小，這是機械摩擦的一般性質(zhì)?！　〔煌愋偷囊簤厚R達，內(nèi)部受力部件的力平衡情況不同，摩擦力的大小不同，所以也不盡相同。（3）液壓馬達的轉(zhuǎn)速和低速穩(wěn)定性　　液壓馬達的轉(zhuǎn)速取決于供液的流量ｑ和液壓馬達本身的排量Ｖ?！　‘斠簤厚R達工作轉(zhuǎn)速過低時，往往保持不了均勻的速度，進入時動時停的不穩(wěn)定狀態(tài)，這就是所謂爬行現(xiàn)象。 返回到主目錄（4）調(diào)速范圍　　當負載從低速到高速在很寬的范圍內(nèi)工作時，也要求液壓馬達能在較大的調(diào)速范圍下工作，否則就需要有能換檔的變速機構(gòu)，使傳動機構(gòu)復雜化?；钊缀椭讓崿F(xiàn)往復運動，輸出推力和速度，擺動缸則能實現(xiàn)小于360度的往復擺動，輸出轉(zhuǎn)矩和角速度。如圖34a所示的為缸筒固定式的雙桿活塞缸。進出油口可以設(shè)置在固定不動的空心的活塞桿的兩端，使油液從活塞桿中進出，也可設(shè)置在缸體的兩端，但必須使用軟管連接。2）單桿式活塞缸　　　如圖35所示，活塞只有一端帶活塞桿，單桿液壓缸也有缸體固定和活塞桿固定兩種形式，但它們的工作臺移動范圍都是活塞有效行程的兩倍。若把兩個方向上的輸出速度和 的比值稱為速度比，記作 ，則　　因此，活塞桿直徑越小， 越接近于1，活塞兩個方向的速度差值也就越小，如果活塞桿較粗，活塞兩個方向運動的速度差值就較大。而這個差值一般都較小可以忽略不計，則差動缸活塞推力 和運動速度 ，為柱塞缸通常成對反向布置使用，如圖37b所示。當它通人壓力油時，它的主軸能輸出小于 的擺動運動，常用于工夾具夾緊裝置、送料裝置、轉(zhuǎn)位裝置以及需要周期性進給的系統(tǒng)中。第五章 液壓控制元件 概 述 液壓閥作用 　　液壓閥是液壓系統(tǒng)中控制液流流動方向，壓力高低、流量大小的控制元件。當控制口K處有壓力油通入時，控制活塞1右側(cè)a腔通泄油口（圖中未畫出），在液壓力作用下活塞向右移動，推動頂桿 2頂開閥芯，使油口 P1和P2接通，油液就可以從P2口流向P1口。（1）工作原理　　圖43a所示為滑閥式換向閥的工作原理圖，當閥芯向右移動一定的距離時，由液壓泵輸出的壓力油從閥的P口經(jīng)A口輸向液壓缸左腔，液壓缸右腔的油經(jīng)B口流回油箱，液壓缸活塞向右運動；反之，若閥芯向左移動某一距離時，液流反向，活塞向左運動。2） 機動換向閥　　機動換向閥又稱行程閥，主要用來控制機械運動部件的行程，借助于安裝在工作臺上的檔鐵或凸輪迫使閥芯運動，從而控制液流方向。在圖示位置，油口 P和A相通，油口B斷開；當電磁鐵通電吸合時，推桿1將閥芯2推向右瑞，這時油口P和A斷開，而與B相通。閥芯是由其兩端密封腔中油液的壓差來移動的。用于大中型液壓設(shè)備中。（b） 系統(tǒng)卸荷 P口通暢地與T口相通，系統(tǒng)卸荷。 （a）穩(wěn)態(tài)液動力：閥芯移動完畢，開口固定后，液流流過閥口時因動量變化而作用在閥芯上有使閥口關(guān)小的趨勢的力，與閥的流量有關(guān)。 溢流閥的基本結(jié)構(gòu)及其工作原理　　溢流閥的主要作用是對液壓系統(tǒng)定壓或進行安全保護。（2）液壓系統(tǒng)對溢流閥的性能要求 1）定壓精度高 2）靈敏度要高 3）工作要平穩(wěn)且無振動和噪聲 4）當閥關(guān)閉時密封要好，泄漏要小。溢流閥內(nèi)部通過閥芯的平衡和運動構(gòu)成的這種負反饋作用是其定壓作用的基本原理，也是所有定壓閥的基本工作原理。當遠程控制口K通過二位二通閥接通油箱時，主閥芯上端的壓力接近于零，主閥芯上移到最高位置．閥口開得很大。 1）靜態(tài)性能 (a)壓力調(diào)節(jié)范圍　　壓力調(diào)節(jié)范圍是指調(diào)壓彈簧在規(guī)定的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)時，系統(tǒng)壓力能平穩(wěn)地上升或下降，且壓力無突跳及遲滯現(xiàn)象時的最大和最小調(diào)定壓力。 3）卸荷壓力　　當溢流閥的遠程控制口及與油箱相連時,額定流量下的壓力損失稱為卸荷壓力。此外，當油壓不穩(wěn)定時，在回路中串入一減壓閥可得到一個穩(wěn)定的較低的壓力。(c)為保證減壓閥出口壓力調(diào)定值恒定，它的導閥彈簧腔需通過泄油口單獨外接油箱；而溢流閥的出油口是通油箱的，所以它的導閥的彈簧腔和泄漏油可通過閥體上的通道和出油口相通，不必單獨外接油箱。依控制壓力的不同，順序閥又可分為內(nèi)控式和外控式兩種。此外，由于順序閥的進、出油口均為壓力油，所以它的泄油口L必須單獨外接油箱。實際上，除內(nèi)控外泄形式外，還可以通過改變上蓋或底蓋的裝配位置得到內(nèi)控內(nèi)泄、外控外泄、外控內(nèi)泄等三種類型。作液動開關(guān)閥。流量控制閥就是依靠改變閥口通流面積（節(jié)流口局部阻力）的大小或通流通道的長短來控制流量的控制閥?！　」?jié)流閥是一種可以在較大范圍內(nèi)以改變液阻來調(diào)節(jié)流量的元件。（3）油溫變化對通過閥的流量影響要小。這種節(jié)流閥的節(jié)流通道是軸間