任务导引

液压传动，是机械设备中发展速度最快的技术之一，特别是近年来，随着机电一体化技术的发展，与微电子、计算机技术相结合，液压传动进入了一个新的发展阶段。它已成为工业机械、工程建筑机械及国防尖端产品不可缺少的重要技术。

任务要求

识记液压传动的组成，理解液压传动的工作原理，能识别液压传动中的各部件名称，能看懂液压系统结构图。

任务实施

一、液压传动的基本原理

用液体作为工作介质，在密封的回路里，以液体压力进行传递的传动方式，称之为液压传动。其工作原理是：以油液作为工作介质，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。

二、液压传动系统的组成

液压传动系统主要由动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和工作介质五部分组成。

1）能源装置

把机械能转换成油液液压能的装置。

2）执行元件

把油液的液压能转换成机械能的元件。

液压缸是液压系统中的执行元件，它能将液压能转换为直线运动形式的机械能，输出运动速度和力，且结构简单、工作可靠。

常见液压缸可按结构形式特点和作用方式进行分类如表3.9.1所示。

表3.9.1　液压缸的分类方法

3）控制调节元件

对系统中油液压力、流量或油液流动方向进行控制或调节的元件。

单向阀的作用是保证通过阀的液流只向一个方向流动而不能反方向流动，一般由阀体、阀芯和弹簧等零件构成。单向阀的连接方式有管式和板式两种。

图3.9.3

换向阀的结构和工作原理如表3.9.2所示。

表3.9.2　换向阀的结构和工作原理

压力控制阀的作用是控制液压系统中的压力，或利用系统中压力的变化来控制其他液压元件的动作，简称压力阀。

按照用途不同，压力阀可分为溢流阀、减压阀、顺序阀和压力继电器等。

压力阀是利用作用于阀芯上的液压力与弹簧力相平衡的原理来进行工作的。

（1）溢流阀的结构和工作原理。

直动式溢流阀依靠系统中的压力油直接作用在阀芯上与弹簧力等相平衡，以控制阀芯的启闭动作。进口压力油经阀芯中间的阻尼孔作用在阀芯的底部端面上，当进油压力较小时，阀芯在调压弹簧的作用下处于下端位置，将进油口回油口隔开。当油压力升高，在阀芯下端所产生的作用力超过弹簧的压紧力。此时，阀芯上升，阀口被打开。将多余的油液排回油箱，阀芯上的阻尼孔用来对阀芯的动作产生阻尼，以提高阀的工作平衡性，调整螺帽母可以改变弹簧的压紧力。这样也就调整了溢流阀进口处的油液压力。

图3.9.4　压力阀

（2）压力继电器是一种将液压信号转变为电信号的转换元件。当控制流体压力达到调定值时，它能自动接通或断开有关电路，使相应的电气元件（如电磁铁、中间继电器等）动作，以实现系统的预定程序及安全保护。

图3.9.5　压力继电器

4）辅助元件

其中有油箱、过滤器、油管等统称为辅助元件。

5）工作介质

主要是液压油，传递能量。

表3.9.3　液压传动系统的组成

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续表

三、液压传动的特点

表3.9.4　液压传动的优缺点

液压传动的应用特点如下：

（1）易于获得很大的力和力矩。

（2）高速范围大，易实现无级高速。

（3）质量轻，体积小，动作灵敏。

（4）传动平稳，易于频繁换向。

（5）便于采用电液联合控制以实现自动化。

（6）易于实现过载保护。

（7）液压元件能够自动润滑，元件的使用寿命长。

（8）液压元件易于实现系列化、标准化、通用化。

目前液压传动技术正向高压、高速、高效率、大流量、大功率、微型化、低噪声、低能耗、经久耐用、高度集成化方向发展，向计算机控制的机电一体化方向发展。

四、应用

表3.9.5　液压传动的应用

减振器主要用来吸收振动能量并将其转换成热能散发到大气中，起抑制振动的作用。

根据能量转换形式的不同，减振器可分为摩擦式减振器和液压减振器两类。在轴箱悬挂装置中只使用了液压减振器，摩擦减振器用在车体支承装置中。

在SS3型4000系列电力机车的每个转向架的第一和第三轴上设有一个垂向液压减振器，与轴箱两侧的圆弹簧并联。垂向液压减振器由活塞部、进油阀部、密封部、缸端和联接部等组成，如图3.9.6所示。

图3.9.6　垂向液压减振器

1，6—防尘圈；2—橡胶垫；3—防护罩；4—活塞杆；5—塔式防尘罩；7—内垫圈；8—外垫圈；9—导承组件；10—内油缸；11—储油缸；12—活塞组件；13—液压油；14—底阀组件

当转向架发生振动，构架与轴箱之间产生相对运动时，分别与构架和轴箱体相连的减振器的活塞与缸筒也随之产生相对运动。当活塞在缸筒内移动时，就会使黏滞性液体通过针阀（节流阀）向与活塞运动方向相反的一方流动，液体油流经针阀时产生黏滞摩擦形成摩擦阻力。活塞与缸筒之间，即转向架构架与轴箱之间的相对运动要继续进行下去，就必须克服这个摩擦阻力。这种黏滞摩擦作用，使一部分引起振动的机械能转变为热能散发出去，从而起到衰减振动的作用。

图3.9.7　油压千斤顶

液压千斤顶，是一种轻小型起重设备，其工作原理为帕斯卡原理，即：液体各处的压强是一致的，这样，在平衡的系统中，比较小的活塞上面施加的压力比较小，而大的活塞上面施加的压力也比较大，这样能够保持液体的静止。所以通过液体的传递，可以得到不同端上的不同的压力，这样就可以达到一个变换的目的。我们所常见到的液压千斤顶就是利用了这个原理来达到力的传递。其工作过程为：手柄向上，单向阀2关闭，单向阀3打开，液压油从油箱4吸入小液压缸1；当手柄向下，单向阀3关闭，单向阀2打开，液压油从小液压缸1流向大液压缸6，重物被顶起；打开放油阀5，液压油从大液压缸流回油箱4，千斤顶复位。

图3.9.8　应用实例

任务拓展与反思

1.液压系统主要由工作介质、_________、_________、_________和_________五部分组成。

2.各种液压阀用于控制液压系统中液体的_________、_________和_________等，以保证执行元件完成预定的工作运动。

3.液压传动装置工作平稳，能方便地实现无级调整，但不能快速启动、制动和频繁换向。（判断）（　）

4.液压系统中，液压缸属于（　），液压泵属于（　）。

A.动力部分　B.执行部分　C.控制部分

5.溢流阀属于（　）控制阀。

A.方向　B.压力　C.流量

*液压传动的基本知识习题

液压传动的基本知识习题及参考答案