认识机床液压系统

  五、液压传动的特 点 1. 液压传动的优点 液压传动与其它传动相比有以下主要优点： （1）液压传动可以输出大的推力或大转矩，可实现低速大吨位运动，这是其它传动方式所不能比 的突出优点。 （2）液压传动能很方便地实现无级调速，调速范围大，且可在系统运行过程中调速。 （3）在相同功率条件下，液压传动装置体积小、重量轻、结构紧凑。液压元件之间可采用管道连 接、或采用集成式连接，其布局、安装有很大的灵活性，可以构成用其它传动方式难以组成的复杂系统。 （4）液压传动能使执行元件的运动十分均匀稳定，可使运动部件换向时无换向冲击。而且由于其 反应速度快，故可实现频繁换向。 （5）简单易操作，调整控制方便，易于实现自动化。特别是和机、电联合使用，能方便地实现复杂 的自动工作循环。 （6）液压系统便于实现过载保护，使用安全、可靠 。由于各液压元件中的运动件均在油液中工作， 能自行润滑，故元件的常规使用的寿命长。 （7）液压元件易于实现系列化、标准化和通用化，便于设计、制造、维修和推广使用。

  由于压力增大时液体的体积减小，为使 k 为正值，因此在上式的右边须加一负号。常用液压油的体

  观察液压系统的压力建立与调压过程，记下压力计的读数。 （2）缸的速度的建立与调速回路的讲解

  观察液压缸的运动方向，怎么来控制换向？ （3）缸的运动方向与换向回路的讲解 （4）油液走向的分析与讲解 （5）抄画磨床工作台液压传动系统原理图。 四、完成项目报告

  一、液压技术的应 用 液压与气压传动相对于物理运动来说是一门较新的技术。液压与气压传动是以有压流体（液体和气 体）作为工作介质，进行能量的传递和控制的一种方式。 由于流体这种工作介质具有独特的物理性能，相对于机械、电气等传动和控制方式来说具有很多的 优点，所以液压传动技术发展十分迅速，因此，在中国工业、农业、国防等各个行业中的机电设施上得 到了广泛的应用。

  能量。液压系统的能源装置为液压泵。 2．执行装置 执行装置是将液体的压力能转换成机械能的装置，其作用是在压力油的推动下输出力和速度（或力

  矩和转速），以驱动工作部件，是系统的输出。它可以是作直线运动或摆动的液压缸，也可以是作回转 运动的液压马达。

  3．控制调节装置 控制调节装置是对系统中流体的压力、流量、流动方向来控制和调节的装置。如溢流阀、节流阀、 换向阀等。它们经过控制与调节流体的压力、流量和流向，以保证执行元件完成预期的工作运动 。控制 调节装置是指各种阀类元件，它们的不同组合就组成了能完成不同功能的液压传动系统。 4．辅助装置 辅助装置是指除上述三个组成部分以外的其他装置。如油箱、滤油器、蓄能器、管道、管接头、压 力表、流量表等。这些元件分别起散热、贮油、过滤、输油、连接 、测压和测量流量等作用，以保 证系统正常工作，是液压系统必不可少的组成部分。 5．工作介质 工作介质即传递能量的流体。通常液压系统为液压油。 四、液压与气压传 动系统的图形符号 图 1-1 所示的液压系统图是一种半结构式的工作原理图。它直观性强，容易理解，但绘制挺麻烦。 在实际在做的工作中，除少数特殊情况外，一般都采用国标 GB／T786.1－1993 所规定的液压与气动图形符号 （参看附录）来绘制，如图 1-3 所示。

  2．液压传动的缺点 液压传动与其它传动相比，具有以下缺点： （1）油的泄漏和液体的可压缩性会影响执行元件运动的准确性，故没办法保证严格的传动比。 （2）对油温的变化比较敏感，不宜在很高或很低的温度条件下工作。 （3）能量损失(泄漏损失、溢 流损失、节流损 失、摩擦损失等)较大， 传动效率较低，也 不适宜作 远距离传动。 （4）系统发生故障时，不易查找原因。 综上所述，液压传动的优点是主要的、突出的，它的缺点随着生产技术水平的提高正在被逐步克服。 因此，液压传动在现代生产中有着广阔的前途。

  对一般液压系统压力不高时，液体的可压缩性很小。故可认为液体是不可压缩的。只有在研究液压系统

  的动态特性和高压情况下，才考虑油液的可压缩性。当液体中混入空气时，其可压缩性明显地增加 ，并将

  严重影响液压系统的工作性能，故在液压系统中最好能够降低空气的含量。在实际液压系统的液压油中难免

  会混有空气，通常对矿物油型液压油的体积弹性模量取 K =（0.7～1.4） 109 N / m2。 （三）液体的粘性

  通过对上面液压千斤顶工作过程的分析，可以初步了解到液压传动的基本工作原理。液压传动是利 用有压力的油液作为传递动力的工作介质。压下杠杆时，小油缸 2 输出压力油，是将机械能转换成油液

  的压力能，压力油经过管道 6 及单向阀 7，推动大活塞 8 举起重物，是将油液的压力能又转换成机械能。 大活塞 8 举升的速度取决于单位时间内流入大油缸 9 中油容积的多少。由此可见，液压传动是一个不同 能量的转换过程。

  图 1-3 机床工作台液压系统的图形符号图 1—工作台 2—液压缸 3—油塞 4—换向阀 5—节流阀 6—开停阀 7—溢流阀 8—液压泵 9—滤油器 10—油箱

  按照规定：液（气）压组件的图形符号应以组件的静止位置或零位表示。图形符号只表示元件的功 能，而不表示元件的具体结构和参数；只反映各元件在油路连接上的相互关系，不反映其空间安装的地方； 只反映静止位置或初始位置的工作状态，不反映其过渡过程。使用图形符号既便于绘制，又可使液压系 统简单明了。

  密度是液体的一个重要的物理参数，它随温度的升高而下降，随压力的增加而增大。对于液压传动

  中常用的液压油来说，在常用的温度和压力范围内，密度变化很小，可视为常数 。一般液压油的密度值

  液体在压力作用积减小的性质称为液体的可压缩性。可压缩性的大小用体积压缩系数 k 来表

  理——压力决定于负载。 液压传动是以液体的静压力传递动力为特征，以区别于以液体动能（或动量）来传递动力的液力传

  动。 三、液压与气压传 动系统的组成 从上述的例子能够准确的看出，液压传动系统均由以下五个部分所组成： 1． 能源装置 能源装置是将原动机所输出的机械能转换成液体压力能的装置，是系统的能量来源，系统由此取得

  液压油是液压系统的工作介质，它不仅在液压传动及控制中起到传递能量和信号的作用，而且还起

  行业名称 机床工业 工程机械 起重运输机械 矿山机械 建筑机械 农业机械 冶金机械 轻工机械 汽车工业

  应用场所举例 磨床、铣床、刨床、拉床、自动和半自动车床、组合机床、数字控制机床等 挖掘机、装载机、推土机、压路机、铲运机等 汽车吊、港口龙门吊、叉车、装卸机械、皮带运输机等 凿岩机、开掘机、开采机、破碎机、提升机、液压支柱等 打桩机、液压千斤顶、平地机等 联合收割机、拖拉机、农具悬挂系统等 电炉炉顶及电极升降机、轧钢机、压力机等 打包机、注塑机、校直机、橡胶硫化机、造纸机、灌装机等 自卸式汽车、高空作业车、汽车中的转向器、减振器、汽车制动系统等

  在实际中常用 K 值说明液体抵抗压缩能力的大小，它表示产生单位体积相对变化量所需的压力增

  液压油的体积弹性模量为 K =（1.4～2） 109 N / m2，它的可压缩性约比钢大 100～170 倍。但是

  二、液压传动系统 的工作原理 液压传动的源自文库作原理，可以用一个液压千斤顶的工作原理来说明。

  图 1-1 液压千斤顶工作原理图 1—杠杆手柄 2—小油缸 3—小活塞 4，7—单向阀 5—吸油管 6，10—管道 8—大活塞 9—大油缸 11—截止阀 12—油箱

  图 1-1 是液压千斤顶的工作原理图。大油缸 9 和大活塞 8 组成举升液压缸。杠杆手柄 1、小油缸 2、 小活塞 3、单向阀 4 和 7 组成手动液压泵。如提起手柄使小活塞向上移动，小活塞下端油腔容积增大， 形成局部线 中吸油；用力压下手柄，小活塞下移，小 活塞下腔压力升高，单向阀 4 关闭，单向阀 7 打开，下腔的油液经管道 6 输入举升油缸 9 的下腔，迫使 大活塞 8 向上移动，顶起重物。再次提起手柄吸油时，单向阀 7 自动关闭，使油液不能倒流，来保证 了重物不会自行下落。不断地往复扳动手柄，就能不断地把油液压入举升缸下腔，使重物逐渐地升起。 如果打开截止阀 11，举升缸下腔的油液通过管道 10、截止阀 11 流回油箱，重物就向下移动。这就是液 压千斤顶的工作原理。

  图 1-1 机床工作台液压系统工作原理图 1—工作台 2—液压缸 3—活塞 4—换向手柄 5—换向阀 6，8，16—回油管 7—节流阀 9—开停手柄 10—开停阀 11—压力管 12—压力支管 13—溢流阀 14—钢球 15—弹簧

  下面分析一种驱动工作台的液压传动系统。如图 1-2 所示，它由油箱、滤油器、液压泵、溢流阀、 开停阀、节流阀、换向阀、液压缸以及连接这些元件的油管、接头组成。其工作原理如下：液压泵由电 动机驱动后，从油箱中吸油。油液经滤油器进入液压泵，油液在泵腔中从入口低压到泵出口高压 ，在图 1-2(a)所示状态下，通过开停阀、节流阀、换向阀进入液压缸左腔，推动 活塞使工作台向右移动。这时， 液压缸右腔的油经换向阀和回油管 6 排回油箱。

  如果将换向阀手柄转换成图 1-2(b)所示状态，则压力管中的油将经过开停阀、节流阀和换向阀进 入液压缸右腔、推动活塞使工作台向左移动，并使液压缸左腔的油经换向阀和回油管 6 排回油箱。

  工作台的移动速度是通过节流阀来调节的。当节流阀开大时，进入液压缸的油量增多，工作台的移 动速度增大；当节流阀关小时，进入液压缸的油量减小，工作台的移动速度减小 。为客服移动工作台 时所受到的各种阻力，液压缸必须产生一个足够大的推力，这个推力是由液压缸中的油液压力所产生的。 要克服的阻力越大，缸中的油液压力越高；反之压力就越低。这种现象正说明了液压传动的一个基本原

  1．粘性的意义 液体在外力作用下流动时，液体分子间的内聚力要阻止分子间的相对运动而产生一种内摩擦力，这

  一特性被称为液体的粘性。它是液体的重要物理性质，也是选择液压用油的主要依据。

  2．液体的粘度 粘度是用来表示液体粘性大小的，常用的粘度有三种：即动力粘度、运动粘度和相对粘度。

  一、观看典型液压系统工作过程的影片，了解液压系统的组成及工作原理。 二、液压实训台上的元件讲解 （1）动力装置、执行装置、控制装置、辅助装置讲解 （2）认识液压实训台上的元件名称。 （3）写出元件的外形和符号，将主要液压元件的图形抄写下来。 三、液压实训台的原理讲解 （1）压力的建立与调压回路的讲解

  的物理意义是：液体在单位速度梯度下流动时，接触液层间的内摩擦切应力（单位面积上的内

  通过对典型液压系统、液压实训台的观摩，通过教师操作，学生参与，师生共同对液压系统的分析， 增加学生对液压传动的感性认识，激发学生学习液压传动的兴趣，为以后的学习奠定一定的基础。

  任务要求： 1、 建立对液压传动的初步认识，掌握液压系统的组成及工作原理。 2、 从外形上认识常用的液压元件。 3、 建立液压系统压力、流量、油液流动方向（速度）等概念。