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4.1 概述

4.1.1 液压传动的工作原理

以液压千斤顶为例来说明液压传动的工作原理。如图4-1所示,手柄1带动活塞上提,泵缸2容积扩大形成真空,排油单向阀3关闭,油箱5中的液体在大气压力作用下,经管6、吸油单向阀4进入泵缸2内;手柄1带动活塞下压,吸油单向阀4关闭,泵缸2中的液体推开排油单向阀3,经管9、10进入液压缸11,迫使活塞克服重物12的重力 G 上升而做功;当需要液压缸11的活塞停止时,使手柄1停止运动,液压缸11中的液压力使排油单向阀3关闭,液压缸11的活塞就自锁不动;工作时截止阀8关闭,当需要液压缸11的活塞放下时,打开此阀,液体在重力作用下经此阀排往油箱5。

设大、小活塞的面积为 A 2 A 1 ,当作用在大活塞上的负载和作用在小活塞上的作用力分别为 G F 时,大、小活塞下腔及连接导管构成的密闭容积内的油液具有相等的压强,设为 p ,如忽略活塞运动时的摩擦阻力,有 p = G / A 2 = F / A 1 ,如果 A 2 A 1 选择合适,作用在小活塞上一个很小的力 F ,便可用大活塞举起很重的重物。

上述内容为液压千斤顶的工作原理。液压千斤顶作为简单又较完整的液压传动装置由以下几部分组成:

1)液压泵,是把机械能转换成液体压力能的元件。泵缸2、吸油单向阀4和排油单向阀3组成一个阀式配流的液压泵。

2)执行元件,是把液体压力能转换成机械能的元件。如液压缸11(当输出不是直线运动而是旋转运动时,则为液压马达)。

3)控制元件,是通过对液体的压力、流量、方向的控制,来实现对执行元件的运动速度、方向、作用力等的控制的元件,用以实现过载保护、程序控制等,如截止阀8。

4)辅助元件,除上述3个组成部分以外的其他元件,如管道、管接头、油箱、过滤器等为辅助元件。

图4-1 液压千斤顶工作原理图

1—手柄 2—泵缸 3—排油单向阀 4—吸油单向阀 5—油箱 6、7、9、10—管 8—截止阀 11—液压缸 12—重物

4.1.2 液压传动的组成部分

分析液压千斤顶的原理图,可以看出液压系统是由以下5个部分组成。

1)动力元件,把机械能转换成液压能的装置,由泵和泵的其他附件组成,最常见的是液压泵,它给液压系统提供压力油。

2)执行元件,把液压能转换成机械能带动工作机构做功的装置。它可以是做直线运动的液压缸,也可以是做回转运动的液压马达。

3)控制元件,对液压系统中油液压力、流量、运动方向进行控制的装置,主要是指各种阀。

4)辅助元件,由各种液压附件组成,如油箱、油管、过滤器、压力表等。

5)工作介质,液压系统中用量最大的工作介质是液压油,通常指矿物油。

4.1.3 液压系统图的图形符号

在液压系统中,凡是功能相同的元件,尽管结构和原理不同,均可用同一种符号表示。这种仅仅表示功能的符号称为液压元件的职能符号。职能符号图是一种工程技术语言,其图形简洁标准、绘制方便、功能清晰、阅读容易,便于液压系统的性能分析和设计方案的论证。用职能符号绘制液压系统图时,它们只表示系统和各元件的功能,并不表示具体结构和参数及具体安装位置。我国制定的液压图形符号标准为GB/T 786.1—2009。

4.1.4 液压传动的特点

(1)优点

1)液压传动可在运行过程中进行无级调速,调速方便且调速范围大。

2)在相同功率的情况下,液压传动装置的体积小、质量轻、结构紧凑。

3)液压传动工作比较平稳、反应快、换向冲击小,能快速启动、制动和频繁换向。

4)液压传动的控制调节简单,操作方便、省力,易实现自动化。当其与电气控制结合,更易实现各种复杂的自动工作循环。

5)液压传动易实现过载保护,液压元件能够自行润滑,故使用寿命较长。

6)液压元件已实现了系列化、标准化和通用化,故制造、使用和维修都比较方便。

(2)缺点

1)液体的泄漏和可压缩性使液压传动难以保证严格的传动比。

2)液压传动在工作过程中能量损失较大,不宜做远距离传动。

3)液压传动对油温变化比较敏感,不宜在很高或很低的温度下工作。

4)液压传动出现故障时,不易查找出原因。 0kcfG2IkJm95p/i8tcxyWmPmmV3Jd1pJU+T9fXI9+d6mVePtLL8Lg1qEJ4VmCU6e

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