【文章內(nèi)容簡介】 是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛的技術(shù)。 1795 年英國 Joseph Braman 以水壓機的形式將其應(yīng)用于工業(yè)上 ,誕生了世界上第一臺水壓機。 1905 年將工作介質(zhì)水改為油 ,又進一步得到改善。 第一次世界大戰(zhàn)后液壓傳動廣泛應(yīng)用 ,特別是 1920 年以后 ,發(fā)展更為迅速。 液壓元件大約在 19 世紀(jì)末 20 世紀(jì) 初的 20年間 ,才開始進入正規(guī)的工業(yè)生產(chǎn)階段。 安陽工學(xué)院機械工程學(xué)院畢業(yè)論文 9 1925 年 發(fā)明了壓力平衡式葉片泵 ,為近代液壓元件工業(yè)或液壓傳動的逐步建立奠定了基礎(chǔ)。 20 世紀(jì)初 G Constantimsco 對能量波動傳遞所進行的理論及實際研究 。1910 年對液力傳動 (液力聯(lián)軸節(jié)、液力變矩器等 )方面的貢獻(xiàn)，使這兩方面領(lǐng)域得到了發(fā)展。 第二次世界大戰(zhàn)期間 ,在美國機床中有 30%應(yīng)用了液壓傳動。在 1955 年前后 ,日本迅速發(fā)展液壓傳動 ,1956 年成立了“液壓工業(yè)會”。 液壓傳動的特點 液壓傳動的優(yōu)點 （ 1）體積小 、重量輕，因此慣性力較小，當(dāng)突然過載或停車時，不會發(fā)生大的沖擊； （ 2）能在給定范圍內(nèi)平穩(wěn)的自動調(diào)節(jié)牽引速度，并可實現(xiàn)無極調(diào)速； （ 3）換向容易，在不改變電機旋轉(zhuǎn)方向的情況下，可以較方便地實現(xiàn)工作機構(gòu)旋轉(zhuǎn)和直線往復(fù)運動的轉(zhuǎn)換； （ 4）液壓泵和液壓馬達(dá)之間用油管連接，在空間布置上彼此不受嚴(yán)格限制； （ 5）由于采用油液為工作介質(zhì)，元件相對運動表面間能自行潤滑，磨損小，使用壽命長； （ 6）操縱控制簡便，自動化程度高； （ 7）容易實現(xiàn)過載保護。 液壓傳動有許多突出的優(yōu)點，因此它的應(yīng)用非常廣泛，如一般工業(yè)用的塑料加工 機械、壓力機械、機床等；行走機械中的工程機械、建筑機械、農(nóng)業(yè)機械、汽車等；鋼鐵工業(yè)用的冶金機械、提升裝置、軋輥調(diào)整裝置等；土木水利工程用的防洪閘門及堤壩裝置、河床升降裝置、橋梁操縱機構(gòu)等；發(fā)電廠渦輪機調(diào)速裝置等等；船舶用的甲板起重機械、船頭門、艙壁閥、船尾推進器等；特殊技術(shù)用的控制裝置、測量浮標(biāo)、升降旋轉(zhuǎn)舞臺等；軍事工業(yè)用的火炮操縱裝置、船舶減搖裝置、飛行器仿真、飛機起落架的收放裝置和方向舵控制裝置等。 液壓傳動的缺點 （ 1）使用液壓傳動對維護的要求高，工作油要始終保持清潔； （ 2）對液壓元件制造 精度要求高，工藝復(fù)雜，成本較高； （ 3）液壓元件維修較復(fù)雜，且需有較高的技術(shù)水平； （ 4）用油做工作介質(zhì)，在工作面存在火災(zāi)隱患； （ 5）傳動效率低。 安陽工學(xué)院機械工程學(xué)院畢業(yè)論文 10 液壓傳動的基本原理 液壓傳動的基本原理是在密閉的容器內(nèi)，利用有壓力的油液作為工作介質(zhì)來實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換和傳遞動力的。其中的液體稱為工作介質(zhì)，一般為礦物油，它的作用和機械傳動中的皮帶、鏈條和齒輪等傳動元件相類似。液壓傳動是利用帕斯卡原理！帕斯卡原理是大概就是：在密閉環(huán)境中，向液體施加一個力，這個液體會向各個方向傳遞這個力！力的大小不變！ 液壓傳動就是利用這個 物理性質(zhì)，向一個物體施加一個力，利用帕斯卡原理使這個力變大！從而起到舉起重物的效果！ 液壓傳動在閥門行業(yè)也得到很大的應(yīng)用，如閥門的機床制造加工設(shè)備、閥門液壓試驗設(shè)備、閥門的液壓傳動裝置等。 第三章 液壓傳動系統(tǒng)的組成 液壓動力原件 將動力裝置的機械能轉(zhuǎn)換成為液壓能的裝置，其作用是為液壓傳動系統(tǒng)提供壓力油，是液壓傳動系統(tǒng)的動力源。例如液壓泵。 液壓泵 液壓泵是液壓系統(tǒng)的動力元件，其作用是將原動機的機械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能，指液壓系統(tǒng)中的油泵，它向整個液壓系統(tǒng)提供動 力。液壓泵的結(jié)構(gòu)形式一般有齒輪泵、葉片泵和柱塞泵。 安陽工學(xué)院機械工程學(xué)院畢業(yè)論文 11 齒輪泵（圖 31）即依靠密封在一個殼體中的兩個或兩個以上齒輪，在相互嚙合過程中所產(chǎn)生的工作空間容積變化來輸送液體的泵。 齒輪泵的概念是很簡單的，即它的最基本形式就是兩個尺寸相同的齒輪在一個緊密配合的殼體內(nèi)相互嚙合旋轉(zhuǎn)，這個殼體的內(nèi)部類似“ 8”字形，兩個齒輪裝在里面，齒輪的外徑及兩側(cè)與殼體緊密配合。來自于擠出機的物料在吸入口進入兩個齒輪中間，并充滿這一空間，隨著齒的旋轉(zhuǎn)沿殼體運動，最后在兩齒嚙合時排出。 困油現(xiàn)象 齒輪泵要平穩(wěn)工作，齒輪嚙 合的重合度必須大于 1，于是總有兩對齒輪同時嚙合，并有一部分油液被圍困在兩對輪齒所圍成的封閉容腔之間。這個封閉的容腔開始隨著齒輪的轉(zhuǎn)動逐漸減小，以后又逐漸加大。封閉腔容積的減小會使被困油液受擠壓而產(chǎn)生很高的壓力，并且從縫隙中擠出，導(dǎo)致油液發(fā)熱，并致使機件受到額外的負(fù)載；而封閉腔容積的增大又造成局部真空，使油液中溶解的氣體分離，產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象。這些都將產(chǎn)生強烈的振動和噪聲，這就是齒輪泵的困油現(xiàn)象 圖 31 齒輪泵 危害： 徑向不平衡力很大時能使軸彎曲，齒頂與殼體接觸，同時加速軸承的磨損，降低軸承的壽命。 消除 困油現(xiàn)象方法： 消除困油的方法，通常是在兩側(cè)蓋板上開卸荷槽，使封閉腔容積減小時通過左邊的卸荷槽與壓油腔相通，容積增大時通過右邊的卸荷槽與吸油腔相通。 葉片泵（圖 32）即通過葉輪的旋轉(zhuǎn)，將動力機的機械能轉(zhuǎn)換為水能 (勢能、動能、壓能 )的水力機械。 因為歷史的葉片泵根據(jù)中類型的不同有兩種 安陽工學(xué)院機械工程學(xué)院畢業(yè)論文 12 （ 1） 專門指容積泵中的滑片泵。 （ 2）指動力式 泵的三泵（離心泵、混流泵、軸流泵）或其他特殊的泵。 這類泵產(chǎn)品一般不會叫葉片泵。但作為專著，葉片泵幾乎全部是指離心泵、混流泵、軸流泵等。 根據(jù)其每轉(zhuǎn)的理論排量是固定值還是可變值，可以分為葉片式變量泵和葉片式定量泵。 葉片泵轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，葉片在離心力和壓力油的作用下，尖部緊貼在定子內(nèi)表面上。這樣兩個葉片與轉(zhuǎn)子和定子內(nèi)表面所構(gòu)成的工作容積，先由小到大吸油后再由大到小排油，葉片旋轉(zhuǎn)一周時，完成兩次吸油與排油。 圖 32 葉片泵 柱塞泵即利用柱塞在泵缸體內(nèi)往復(fù)運動，使柱塞與 泵壁間形成容積改變，反復(fù)吸入和排出液體并增高其壓力的泵。 安陽工學(xué)院機械工程學(xué)院畢業(yè)論文 13 圖 33 柱塞泵 柱塞泵（圖 33）是液壓系統(tǒng)的一個重要裝置。它依靠柱塞在缸體中往復(fù)運動，使密封工作容腔的容積發(fā)生變化來實現(xiàn)吸油、壓油。柱塞泵具有額定壓力高、結(jié)構(gòu)緊湊、效率高和流量調(diào)節(jié)方便等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于高壓、大流量和流量需要調(diào)節(jié)的場合，諸如液壓機、工程機械和船舶中。 機械原理概述： 柱塞泵柱塞往復(fù)運動總行程 L 是不變的，由 凸輪 的升程決定。柱塞每循環(huán)的供油量大小取決于供油行程 ,供油行程不受凸輪軸控制是可變的。供油開始時刻不隨供油行程的變化而變化。轉(zhuǎn)動柱塞可改變供油終了時刻，從而改變供油量。柱塞泵工作時，在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞 彈簧 的作用下，迫使柱塞作上、下往復(fù)運動，從而完成泵油任務(wù)，泵油過程可分為以下三個階段： 當(dāng)凸輪的凸起部分轉(zhuǎn)過去后，在彈簧力的作用下，柱塞向下運動，柱 塞上部空間（稱為泵油室）產(chǎn)生真空度，當(dāng)柱塞上端面把柱塞套上的進油孔打開后，充滿在油泵上體油道內(nèi)的柴油經(jīng)油孔進入泵油室，柱塞運動到下止點，進油結(jié)束。 當(dāng)凸輪軸轉(zhuǎn)到凸輪的凸起部分頂起滾輪體時，柱塞彈簧被壓縮，柱塞向上運動，燃油受壓，一部分燃油經(jīng)油孔流回噴油泵上體油腔。當(dāng)柱塞頂面遮住套筒上進油孔的上緣時，由于柱塞和套筒的配合間隙很?。?）使柱塞頂部的泵油室成為一個密封油腔，柱塞繼續(xù)上升，泵油室內(nèi)的油壓迅速升高，泵油壓力 出油閥彈簧力 +高壓油管剩余壓力時，推開出油閥，高壓 柴油 經(jīng)出油閥進入高壓油管，通過噴油器噴入 燃燒室 。 柱塞向上供油，當(dāng)上行到柱塞上的斜槽（停供邊）與套筒上的回油孔相通時，泵油室低壓油路便與柱塞頭部的中孔和徑向孔及斜槽溝通，油壓驟然下降，出油閥在彈簧力的作用下迅速關(guān)閉，停止供油。此后柱塞還要 上行，當(dāng)凸輪的凸起部分轉(zhuǎn)過去后，在彈簧的作用下，柱塞又下行。此時便開始了下一個循環(huán)。 柱塞泵以一個柱塞為原理介紹，一個柱塞泵上有兩個單向閥，并且方向相反，柱塞向一個方向運動時缸內(nèi)出現(xiàn)負(fù)壓，這時一個單向閥打開液體被吸入缸內(nèi)，柱塞向另安陽工學(xué)院機械工程學(xué)院畢業(yè)論文 14 一個方向運動時，將液體壓縮后另一個單向閥被打開，被吸入缸內(nèi)的液體被排出。這種工作方式連續(xù)運動后就形成了連續(xù)供油 。 液壓執(zhí)行元件 將液壓能轉(zhuǎn)換為機械能的裝置，其作用是在壓力油的推動下輸出力和速度或轉(zhuǎn)矩和速度，以驅(qū)動工作裝置做工。例如液壓缸、液壓馬達(dá)。 液 壓馬達(dá) 液壓馬達(dá)習(xí)慣上是指輸出旋轉(zhuǎn)運動的，將 液壓泵 提供的液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的能量轉(zhuǎn)換裝置。 液壓馬達(dá)亦稱為油馬達(dá)，主要應(yīng)用于注塑機械、船舶、起揚機、工程機械、建筑機械、煤礦機械、礦山機械、冶金機械、船舶機械、石油化工、港口機械等。 高速馬達(dá) 齒輪馬達(dá) 具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、工藝性好、對油液的污染不敏感、耐沖擊和慣性小等優(yōu)點。缺點有扭矩脈動較大、效率較低、起動扭矩較?。▋H為額定扭矩的 60%—— 70%）和低速穩(wěn)定性差等。 葉片馬達(dá)與其他類型馬達(dá)相比較具有結(jié)構(gòu)緊湊、輪廓尺寸較小、噪聲低、壽命長等優(yōu)點，其慣性比 柱塞馬達(dá) 小、但抗污染能力比齒輪馬達(dá)差、且轉(zhuǎn)速不能太高、一般在 200r/min 以下工作。葉片馬達(dá)由于泄漏較大，故負(fù)載變化或低速時不穩(wěn)定。 馬達(dá)種類 :徑向柱塞馬達(dá) 、 軸向柱塞馬達(dá) 斜軸式柱塞馬達(dá)、斜盤式柱塞馬達(dá)、低速液壓馬達(dá)徑 向柱塞馬達(dá)，連桿式液壓馬達(dá)是結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、品種規(guī)格多、價格低。其缺點是體積和重量較大，扭矩脈動較大無連桿式液壓馬達(dá)、擺缸式液壓馬達(dá) 、滾柱式液壓馬達(dá)、軸向柱塞馬達(dá)雙斜盤式柱塞馬達(dá)、軸向球塞式馬達(dá)、葉片馬達(dá)、齒輪液壓馬達(dá) 液壓缸 液壓缸是將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的、做直線往復(fù)運動（或擺動運動）的液壓執(zhí)行元件。它結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠。用它來實現(xiàn)往復(fù)運動時，可免去減速裝置，并且沒有傳動間隙，運動平穩(wěn)，因此在各種機械的液壓系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。液壓缸輸出力和活塞有效面積及其兩邊的壓差成正比；液壓缸基本上由 缸筒和缸蓋、活塞和活塞桿、密封裝置、緩沖裝置與排氣裝置組成。緩沖裝置與排氣裝置視具體應(yīng)用場合而定，其他裝置則必不可少。 安陽工學(xué)院機械工程學(xué)院畢業(yè)論文 15 類型：根據(jù)常用液壓缸的結(jié)構(gòu)形式，可將其分為四種類型： 單活塞桿液壓缸只有一端有活塞桿。如圖所示是一種單活塞液壓缸。其兩端進出口油口 A和 B都可通壓力油或回油，以實現(xiàn)雙向運動，故稱為雙作用缸。 （ 1） 并列直列式電動液壓缸柱塞式液壓缸是一種單作用式液壓缸，靠液壓力只能實現(xiàn)一個方向的運動，柱 塞回程要靠其它外力或柱塞的自重； （ 2） 柱塞只靠缸套支承而不與缸套 接觸，這樣缸套極易加工，故適于做長行程液壓缸； （ 3） 工作時柱塞總受壓，因而它必須 有足夠的剛度； （ 4）柱塞重量往往較大，水平放置時 容易因自重而下垂，造成密封件和導(dǎo)向 單邊磨損，故其垂直使用更有利。 伸縮式液壓缸具有二級或多級活塞，伸縮式液壓缸中活塞伸出的順序式從大到小，而空載縮回的順序則一般是從小到大。伸縮缸可實現(xiàn)較長的行程，而縮回時長度較短，結(jié)構(gòu)較為緊湊。此種液壓缸常用于工程機械和農(nóng)業(yè)機械上，雙作用單活塞 桿式液壓缸。 擺動式液壓缸是輸出扭矩并實現(xiàn)往復(fù)運動的執(zhí)行元件，也稱擺動式液壓馬達(dá)。有單葉片和雙葉片兩種形式。定子塊固定在缸體上，而葉片和轉(zhuǎn)子連接在一起。根據(jù)進油方向， 葉片將帶動轉(zhuǎn)子作往復(fù)擺動。 液壓控制調(diào)節(jié)元件 用來控制液壓傳動系統(tǒng)中油液的流動方向、壓力和流量，以保證液壓執(zhí)行元件和工作裝置完成指定工作。例如各種液壓閥類零件。 液壓閥一種用壓力油操作的自動化元件，它受配壓閥壓力油的控制，通常與電磁配壓閥組合使用，可用于遠(yuǎn)距離控制水電站油、氣、水管路系統(tǒng)的通斷 。 用于降低并穩(wěn)定系統(tǒng)中某一支路的油液壓力，常用于夾緊、控制、潤滑等油路。有直動型、先導(dǎo)型、疊加型之分。 安陽工學(xué)院機械工程學(xué)院畢業(yè)論文 16 液壓傳動中用來控制液體壓力﹑流量和方向的元件。其中控制壓力的稱為壓力控制閥，控制流量的稱為流量控制閥，控制通﹑斷和流向的稱為方向控制閥。 液壓閥的分類 ﹑減壓閥和順序閥 (1)溢流閥：能控制液壓系統(tǒng)在達(dá)到調(diào)定壓力時保持恒定狀態(tài)。用於過載保護的溢流閥稱為安全閥。 當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生 故障，壓力升高到可能造成破壞的限定值時，閥口會打開而溢流，以保證系統(tǒng)的安全。 (2)減壓閥：能控制分支回路得到比主回路油壓低的穩(wěn)定壓力。減壓閥按它所控制的壓力功能不同，又可分為定值減壓閥 (輸出壓力為恒定值 )﹑定差減壓閥 (輸入與輸出壓力差為定值 )和定比減壓閥 (輸入與輸出壓力間保持一定的比例 )。 (3)順序閥：能使一個執(zhí)行元件 (如液