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1、刘送永 博士 、讲师,机电工程学院,煤矿机械,第一篇 液压传动,第一章液压传动的基本知识 第一节 液压传动的原理 液压传动：利用封闭系统（如封闭的管路、元件、容器等）中的压力液体实现能量传递和转换的传动叫液压传动。 液体（一般为矿物油）称为“工作介质”或“工作液体”，与皮带、链条和齿轮等传动元件类似。,典型的液压传动装置： 液压千斤顶：它是一个最简单而又比较完整的液压传动装置，其结构原理示意如图1-1-1。 液压系统组成： 1、动力源元件 是把机械能转换成液体压力能的元件，常称为液压泵。 2、执行元件 将液体压力能转换成机械能的元件，如图中的液压缸。执行元件有液压缸和液压马达，也称为液动机。,
2、第一节 液压传动的原理,3、控制元件 通过对液体的压力、流量、方向的控制，以改变执行元件的运动速度、方向、作用力等的元件即为控制元件。各种阀类元件就是控制元件。 4、辅助元件 上述三部分以外的其他元件，如油箱、管路、接头和密封等。 5、工作液体 转换、传递能量的介质，起润滑运动零件、冷却传动系统的作用。,第一节 液压传动的原理,结构原理示意图的特点 图1-1-1a所表示的是液压千斤顶的结构原理示意图，这种图比较直观，便于分析元件和系统的工作过程。但对元件较多的复杂系统很不方便。 职能符号图的特点 职能符号是只表示液压元件基本功能、不表示元件具体结构的特定图形符号，可以用来代表液压元件及其构成的
3、液压系统。图1-1-1b所表示的是液压千斤顶的职能符号图。 所有液压系统均可用职能符号表示。,第一节 液压传动的原理,图112,第二节 液压传动的特点和基本参数,一、两个基本特点 1、液压系统中力的传递靠液体的压力来实现，而系统 内液体压力大小与外载有关(图1-1-2)。 若W=0 P=0 P由安全阀限定 另外 由于 则,由此可见液压传动具有力（或力矩）的放大作用。,2、运动速度的传递按“容积变化相等”的规律进行。,第二节 液压传动的特点和基本参数,由容积变化相等关系得出的上式说明，重物的运动速度取决于泵的流量。改变泵的流量，就可使工作缸活塞的运动速度发生变化，基于这种关系可实现液压传动中的调
4、速。 由于以上两个基本特点，所以也常常把液压传动叫做“静压传动”或“容积式液压传动”。,第二节 液压传动的特点和基本参数,二、两个基本的技术参数： 压力和流量 1、压力 系统的压力是指液压泵出口的液体压 力，大小取决于外载，最大由溢流阀调 定。 压力通常用小写字母p表示，其常用单 位是Mpa，bar。,第二节 液压传动的特点和基本参数,第二节 液压传动的特点和基本参数,公称压力系列：Mpa 压力等级工程划分: Mpa,液体压力的损失： 沿程损失：压力液体流经管路或液压元件是要受到 阻力，引起压力损失（即压降），液体 流经圆形直管的压力损失称为沿程损失。 局部损失：压力液体流经管路接头、弯管和阀
5、门等 局部障碍时，由于产生撞击和旋涡等现 象而造成的损失，称为局部损失。 由理论分析和实验知，沿程损失和局部损失的损失大 小和液体流速之平方成正比，因此吸油管道v12m/s， 压力油管道v36m/s，回油管道v1.52m/s。,第二节 液压传动的特点和基本参数,2、流量 指单位时间内流过的液体体积，用 Q表示， 单位是 ，工程上常 用,第二节 液压传动的特点和基本参数,第二章 工作液体（液压油） 第一节 工作液体的特性,工作液体是液压传动系统中传递能量的介质， 也是液压元件的润滑剂。工作液体的特性直接关系 到液压系统的工作性能和可靠性。 一、工作液体的主要物理化学特性 1、粘度 液体流动时，液
6、体分子与固体壁面之间的附着力和液体分子间的内聚力的作用，导致液体分子间产生相对运动，从而在液体内部产生内摩擦力。内摩擦力体现了油液流动的特性，称为油液的粘性，,油液在静止时是不显示粘性的，表示油液粘性大小的指标称为粘度。粘度有绝对粘度和相对粘度两种，绝对粘度又分动力粘度（）和运动粘度（）。 动力粘度可由牛顿内摩擦定律得出，即： 式中 两层流动液体之间单位面积上的内摩擦力； 两液层间的相对运动速度； 相邻两液层间的距离。,第一节 工作液体的特性,运动粘度是动力粘度与液体密度的比 值，即： 运动粘度的常用单位是厘斯，其代号是cS或cSt，水在20时的运动粘度为1cSt。,第一节 工作液体的特性,相
7、对粘度又称条件粘度，其中有欧洲国家采用的恩氏度（E），美国采用的塞氏秒（SSU或SUS）和英国采用的雷氏秒（Re）等等。 我国采用运动粘度。运动粘度和相对粘度的换算关系如下式： 式中 t各种粘度数值；A、B见表1-2-1,第一节 工作液体的特性,粘温特性：工作液体的粘度随温度变化的性质。 粘度和温度是指数关系，常用“粘度指数”（V.I.）表 示油液的粘温特性，V.I.值越高，油液粘度受温度影响越 小，其性能越好。液压油的粘度指数一般在90以上。 2、酸值:液压油中的无机酸使液压元件受到腐蚀，酸值低 的油好。但是某些添加剂本身就是有机酸，因此有些 性能较好的液压油的酸值反而较高。 3、凝点和倾点
8、 凝点：油液冷却到不能流动时的温度叫凝点，高于凝 点2.5的温度叫倾点或流动点。选择液压油时，应根 据最低使用温度选择比使用温度低10 以上流动点的 液压油。,第一节 工作液体的特性,二、采掘机械液压系统对工作液的要求 1、较好的粘温特性 2、良好的抗磨性能（即润滑性能） 3、抗氧化性好 4、良好的防锈性 5、良好的抗乳化性 6、抗泡沫性能好 7、经济性,第一节 工作液体的特性,第二节 工作液的类型和合理使用,一、工作液体的分类 普通液压油 抗磨液压油 矿油型 低温液压油 高粘度指数液压油 航空液压液 工作液体 水乙二醇液压液 合成型 磷酸脂液压油 难燃型 油包水乳化液 乳化型 水包油乳化液,
9、矿油型液压油是液压传动的主要工作液体，它以机械 油为原料，经精炼后根据需要加进适当的添加剂而成。 因此润滑性好，但抗燃性差。 二、几种常用的国产工作液体 1、普通液压油：主要用于压力小于8MPa的中低压机床 液压系统和压力为816MPa的高压设备。 2、抗磨液压油 N32，N46，N68，N100，N150。适用 于高压系统，扩大了环境温度的实用范围，采煤机、 掘进机的液压系统。 3、水包油型乳化液 M-4，M-10，MDT，ZM-1。不燃 廉价，粘温性好，用于液压支架和单体液压支柱。 4、低温液压油 N15，N32，N46，N68，N46D,第二节 工作液的类型和合理使用,三、工作液体的合理选择和使用 首先确定工作液体类型，然后根据系统的工况选择合适的粘度和粘温性能。一般液压传动工作液的最低粘度为15cSt。,第二节 工作液的类型和合理使用,谢谢！,图1-1-1 液压千斤顶原理,