技術中心液壓傳動知識培訓液壓傳動

主要介紹四個方面內容第一章液壓傳動基本知識第二章液壓元件第三章液壓系統第四章液壓系統常見故障及其排除第一章液壓傳動基本知識第一節概述第二節液壓傳動工作原理第三節液壓系統的組成和特點第四節壓力和流量第五節液壓油第六節液壓圖形符號第一節概述

任何一部機器都由三個部分組成，既動力機構、傳動機構和工作機構。傳動機構的形式較多，主要有機械傳動、氣壓傳動、電力傳動、液壓傳動和復合傳動

機械傳動：是通過軸、齒輪、齒條、蝸輪、蝸桿、皮帶、鏈條和扛桿等機件直接傳遞動力和進行控制的一種傳遞方式。

電氣傳動：是利用電力設備并調節電參數來傳遞動力和進行控制的傳動方式。氣壓傳動：是以壓縮空氣為工作介質進行能量的傳遞和控制的方式。液體傳動：是以液體為工作介質進行能量的傳遞和控制的方式。液體傳動按其工作原理的不同，又可分為“容積式液體傳動”和“動力式液體傳動”。一般分別簡稱為“液壓傳動”和“液力傳動”。

液力傳動：主要是利用液體的動能進行能量的傳遞，如液力偶合器，液力變矩器等。液壓傳動：用液體作為工作介質，并以其壓力能進行能量的傳遞稱為液壓傳動。（也稱為靜液傳動或容積式傳動）這里我們主要講液壓傳動。因為現階段工程機械（包括路面機械、土方機械、起重機械等）能量傳遞多數采用液壓傳動。

液力傳動：主要是利用液體的動能進行能量的傳遞，如液力偶合器，液力變矩器等。液壓傳動：用液體作為工作介質，并以其壓力能進行能量的傳遞稱為液壓傳動。（也稱為靜液傳動或容積式傳動）這里我們主要講液壓傳動。因為現階段工程機械（包括路面機械、土方機械、起重機械等）能量傳遞多數采用液壓傳動。第二節液壓傳動工作原理一、

液壓傳動的定義：借助于處于密閉容積內的液體的壓力能作為媒介來傳遞能量或動力的這種傳動方式叫做液壓傳動。液壓傳動是一種傳遞動力的方式，而不是動力源。動力源是推動泵的電動機或柴油機之類的原動機。機械能壓力能機械能

二.工作原理圖2-2是千斤頂示意圖，它是一個簡單的液壓傳動系統，以此為例說明液壓傳動的工作原理。

當手動泵的活塞1向上運動時，油室Ⅰ的容積增大，形成局部真空，是排油閥3關閉，吸油閥4開啟，液體在大氣壓的作用下從油箱5經管道、吸油閥4進入油室Ⅰ，即吸油過程。當活塞在力F1的作用下向下運動時，油室Ⅰ的容積減小，被擠壓的液體將吸油閥4關閉，頂開排油閥3，液體經管道進入液壓缸的油室Ⅱ，并推動活塞8克服負載F2向上運動，即為排油過程。當手動泵的活塞1不斷上下往復運動，負載就不斷上升，此時，旁通閥處于關閉狀態。當負載上升到所需高度時，停止活塞1的運動，于是排油閥3被關閉，油室Ⅱ的液體被封閉，負載的位置保持不動。

當開啟旁通閥6時，油室Ⅱ的液體經管道流回油箱5，于是活塞回到原始位置。這就是液壓千斤頂的工作原理。從上述液壓千斤頂的工作原理中可以看出，力從活塞1傳到活塞8是通過液體進行的。因此，活塞與液體間有力的作用，單位面積上所受的力成為液體壓力，如果不考慮液壓損失和認為活塞的運動是穩定運動，根據帕斯卡原理，油室Ⅰ和油室Ⅱ的液體壓力相等。因此，我們可以清楚地看到，液壓傳動是用液體作為工作介質，靠液體壓力能來傳遞能量。

原理：液壓泵把機械能轉換成液體的壓力能，該具有壓力能的液體經過控制機構、管道輸送給執行機構（液壓換能器)的液壓馬達或液壓油缸，把液體的壓力能又轉變成機械能而拖動負載運動。也就是說，液壓傳動實際上是一種能量轉換裝置，它是靠油液通過密閉容積變化的壓力能來傳遞能量的，只要控制油液的壓力、流量和流動方向，便可控制液壓設備動作所要求的推力（轉矩）、速度（轉速）和方向。第三節液壓系統的組成和特點

●液壓系統的組成：

液壓系統由四個部分組成，即液壓能源元件，液壓執行元件，液壓控制元件和液壓輔助元件。1.

液壓能源元件液壓能源元件主要是液壓泵，他將原動機的機械能轉換為液體的壓力能，給液壓系統供給流量。

2.

液壓執行元件液壓執行元件是將液體的壓力能轉換為機械能，帶動工作負載作功。液壓執行元件包括液壓缸和液壓馬達。3.液壓控制元件液壓控制元件是各種控制閥，在液壓系統中起控制液體壓力、流量和液流方向的功能，以滿足工作機構對力、速度、位置和運動方向的要求。液壓控制閥包括壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥。4.

液壓輔助元件

液壓輔助元件包括密封件、油管、管接頭、蓄能器、濾油器、油箱、冷卻器、加熱器等。雖然他們在液壓系統中起輔助作用，但對液壓系統的正常工作、效率、壽命等都有較大的影響。四液壓傳動的特點：液壓傳動和其它幾種傳動比較有以下優點：

1．容易獲得很大的力和力矩。

2．體積小，重量輕，單位重量傳遞的功率大。

3．能在較大的范圍內較方便地實現無級調速。4．運動平穩，能在低速下穩定轉動。

5.操縱簡單，與電氣與氣壓傳動相配合易于實現遠距離操縱和自動控制（遙控）。

7．液壓傳動易于實現過載保護。

8．液壓元件相對運動的表面有液壓油，能自動潤滑，因而工作壽命長。

9．液壓元件易于通用、標準化、系列化，便于設計，制造和推廣使用。液壓傳動的缺點：

1．易漏油（內漏和外漏）。

2．效率低，不適遠距離傳動（沿程壓損大）。

3．油液內滲入空氣產生噪聲、振動和爬行。

4．液壓元件為防漏和滿足性能要求，制造精度要求高。

5.液壓系統故障分析與排除比較困難，系統的安裝、使用和維護技術水平要求較高第四節流體靜力學一、

帕斯卡原理：若以一壓力加于密閉容器中的液體的一部分，則液體以同樣大小的壓力向容器所有各點傳遞。也可以說，在密閉容器中靜止液體的邊界面上任意處施加外力所產生的壓力，將以同樣大小迅速地傳遞到整個液體中，這就是帕斯卡原理。原理表明：

1.密閉承壓容器內液體壓力處處相等（不計液體重量）;2．壓力作用方向垂直于承壓面，并沿承壓面的內法線方向。液壓傳動有兩個主參數：壓力和流量一、

壓力

1．定義如圖2-1所示，加在密閉容器內液體上外力與承壓面的比值，稱之為壓力，記為P。

P=F/A式中F-外作用力A-作用面積也就是說，單位面積上液體承受的作用力稱為壓力。壓力的單位是Mpa(兆帕)。

1Mpa(兆帕)=10.1972kgf/cm2(公斤力/厘米2)1Mpa(兆帕)=10bar（巴）

1Mpa(兆帕)=145psi(磅/英寸2)●壓力是怎樣產生的？從壓力的定義可知，當作用在液體上的外力（負載）變化時，壓力也在變化。負載變大，壓力變大，負載變小，壓力變小，當外載為0時（無負載時），壓力為0（不計壓力損失）。一句話，壓力是由外負荷決定的。

●液體是幾乎不可壓縮的，當液體受到壓縮或受到壓縮的趨勢而要使其體積縮小時，便產生壓力。如負載對油缸或馬達造成運動阻力（包括摩擦力）使活塞壓縮油液；當油液流經管道、閥、濾油器等元件時產生液壓阻力（液壓損失），阻礙液體流動而使其受到壓縮的趨勢，即負載阻力和油液沿程阻力致使油液產生壓力。

結論：液壓系統的液體沿管道流動時，油路上某一點壓力的大小，是由自這點以后繼續前進的道路上所遇到的總阻力（包括負載阻力和沿程阻力）來決定的。系統的額定壓力，就是指安全閥的調定壓力。

2.

壓力分檔標準一般液壓系統的壓力等級按下列分檔：中壓中高壓高壓超高壓

2.5—8Mpa8—16Mpa16—32Mpa>32Mpa二、流量

1．排量：液壓泵每轉一轉或移動一個行程搟出油液的體積稱為泵的排量，記作q，單位：ml/r(毫升/轉)。

根據液壓泵的理論排量是否可以改變，把液壓泵分為定量泵（排量固定）和變量泵（排量可以改變）。排量是泵的重要參數，如CBG2063，即指排量為63ml/r。2．流量：單位時間內流過某一斷面的油液體積叫做流量，記為Q，單位：L/min（升/分）

流量和排量的關系：

Q=q.n/1000（流量=排量×泵的轉速）

式中：n—油泵轉速（r/min）

流量和油缸活塞速度之間關系：

V=Q/A×（1/（60×1000））式中：V—油缸活塞移動速度(m/s)Q—流量(l/min)A—活塞面積(cm2)。油缸尺寸一定時，活塞的移動速度完全取決于進入油缸的流量。液壓傳遞十分重要的基本概念：

液壓傳動輸出的力（或力矩）是靠液體壓力傳遞的；液壓泵的工作壓力取決于執行元件的負載壓力；如果執行元件的工作面積（或排量）一定時，液壓泵工作壓力取決于負載，是隨負載的變化而變化的。

運動速度（或轉速）的傳遞是靠液體“容積變化相等”的原則進行。

（1）執行元件的運動速度（或轉速），在執行元件的工作面積（或排量）一定的情況下，只與輸入流量有關。因此，可以通過改變輸入流量大小的方法，實現無級調速。

(2)執行元件的運動速度（或轉速），在輸入流量一定的情況下，與執行元件的工作面積（或排量）有關。因此，可通過改變工作面積（或排量）的方法，實現無級調速。

兩條結論：

1.執行機構（油缸或油馬達）產生的力或力矩與壓力成正比，而與流量無關；

2.

執行機構的移動速度或轉速取決于油液流量而與壓力無關。

有無力氣看壓力，

速度快慢看流量。

功率曲線（P-Q特性）QP0定量泵P-Q特性P0恒功率變量泵P-Q特性QNP0定量泵功率曲線NP0恒功率變量泵功率曲線第五節液壓油●液壓油的功能●油液性質●液壓系統對液壓油的性能要求●液壓油的選用原則

液壓油的功能：在液壓傳動中，液壓油除了作為能量傳遞的工作介質外，還兼有潤滑和冷卻的作用。在液壓傳動系統中，能量是靠油液來傳遞的。液壓油的性能和質量的優劣，選用是否恰當，直接影響液壓系統工作的可靠性和液壓元件的壽命。液壓油的功能是傳遞動力、潤滑、防銹、散熱（帶走熱量和帶走磨損的污物）一般液壓系統故障有70%是由液壓油引起的，所以了解液壓油特性，選用原則是十分重要的。一、液壓油的物理化學性質密度：某種液壓油，其單位體積內所含的質量稱為該液壓油的密度，以ρ表示，ρ=m/v。重度：單位體積所具有的重量稱為該液壓油的重度，以γ表示，γ=ρg,礦物油γ=890-910（kgf/m3）.

粘度:液體受到外力作用而流動時,液體內部產生摩擦力或切應力的性質叫做液體的粘性。粘性就是俗語說的“稀和稠”。粘性所起的作用是阻止液體內部的相互滑動。粘性的大小可用粘度來表示，粘度是液體最重要的特性之一，是液壓系統中選擇液壓油的主要指標，粘度的大小直接影響系統的正常工作，效率和靈敏度。

常用表示粘度大小的單位制有動力粘度，運動粘度和相對粘度。（1）動力粘度：相鄰液層間單位面積上的內摩擦力τ，與兩液層間的速度差ΔV成正比，與兩液層間的距離Δy成反比。

τ=±μΔV/ΔyΔV/Δy稱為速度梯度。比例系數μ是動力粘度，它的單位相當于面積各為1厘米2和相距1厘米的兩層液體，當某一層液體以1厘米/秒的速度與另一層液體相對運動時所產生的內摩擦力的大小，單位：公斤力.秒/米，達因.秒/厘米2=泊。

1公斤力.秒/米=98.1泊≈100泊=104厘泊

（2）運動粘度：液體的動力粘度μ和它的密度的比值稱為運動粘度，用ν表示。

ν=μ/ρ

式中：μ—動力粘度

ρ—液體粘度運動粘度ν的單位在絕對單位制中為厘米2/秒，稱為斯，斯的百分之一稱為厘斯（毫米2/秒），在工程制中為米2/秒。

1米2/秒=104斯=106厘斯

3）相對粘度：動力粘度和運動粘度是理論分析和選用油液對經常使用的粘度單位，它們較難于直接測量，因此工程上常采用另一種粘度表示法即相對粘度。相對粘度—是以液體的粘度相對于水的粘度的大小程度來表示該液體的粘度。各國采用的相對粘度單位有所不同，有的用賽氏粘度，有的用雷氏粘度，我國采用恩氏粘度。恩氏粘度用恩氏粘度計來測定，其方法是將200厘米3被試液體在某溫度下從恩氏粘度計的小孔（孔徑為2.8毫米）流完的時間t1與相同體積蒸餾水在200C時從同一小孔流完所需時間的t2比值叫做該液體的恩氏粘度，常用符號0E表示。

0E=t1/t2

在工程機械液壓傳動系統中一般以500C作為恩氏粘度標準溫度，用0E50表示。我國主要采用運動粘度，它與恩氏粘度換算可用下述近似經驗公式：運動粘度ν=7.310E-6.31/0E(厘斯)

（4）粘度與溫度的關系：液壓系統中使用的礦物油對溫度的變化很敏感，當溫度升高時，油的粘度即顯著降低。油液粘度的變化直接影響到液壓系統的性能和泄漏量，因此希望粘度隨溫度的變化越小越好。粘度指數大，表示粘溫曲線平緩，說明油的粘度隨溫度變化的程度小，也就是粘溫性能好。液壓傳動中通常要求粘度指數在90以上。目前精制液壓油及有添加劑的液壓油，粘度指數可大于100。

液壓油應滿足下列要求：（一）具有良好的潤滑性能和足夠的油膜厚度，使系統中的各摩擦表面獲得足夠的潤滑而不致磨損。（二）具有適當的粘度和良好的粘溫性能。其粘度應能使系統的漏損和摩擦功率損失的總和最小。且使系統優良工作的性能不受溫度變化的影響。一般液壓系統所用液壓油的粘度在20E50（11.5厘斯）到80E50（60厘斯），液壓油粘度指數在90以上，優質者在100以上。（三）熱膨脹系數低，比熱高，導熱系數高，閃點和燃點高，一般液壓油閃點在130—1500C之間。

（四）具有良好的化學穩定性，能抗氧化，抗水解，在貯存和使用過程中不變質。（五）不得含有蒸汽，空氣及容易氣化和產生氣體的雜質，否則會起氣泡。氣泡是可壓縮的，而且在其突然被壓縮時會放出大量的熱，造成局部過熱，使周圍油迅速氧化變質。氣泡還是產生劇烈振動和噪聲的主要原因之一。（六）不含有水溶性酸和堿等，以免腐蝕機件和管道，破壞密封裝置。

二、

液壓油的選擇液壓傳動中一般常采用礦油型，因植物油及動物油中含有酸