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机械设计中需要掌握的液压传动、气压传动和液力传动基础知识!

2019-02-16 19:14  by:andy  来源:广州有道有限元

一、液压传动


液压传动是用液体作为工作介质来传递能量和进行控制的传动方式。


液压传动的基本原理

利用液压泵将原动机的机械能转换为液体的压力能,通过液体压力能的变化来传递能量,经过各种控制阀和管路的传递,借助于液压执行元件(液压缸或马达)把液体压力能转换为机械能,从而驱动工作机构,实现直线往复运动和回转运动。其中的液体称为工作介质,一般为矿物油,它的作用和机械传动中的皮带、链条和齿轮等传动元件相类似。


液压传动系统

由液压泵、液压控制阀、液压执行元件(液压缸和液压马达等)和液压辅件(管道和蓄能器等)组成的液压系统。


液压传动系统组成元件

  • 动力元件,即液压泵,其职能是将原动机的机械能转换为液体的压力动能(表现为压力、流量),其作用是为液压系统提供压力油,是系统的动力源;

  • 执行元件,指液压缸或液压马达,其职能是将液压能转换为机械能而对外做功,液压缸可驱动工作机构实现往复直线运动(或摆动),液压马达可完成回转运动;

  • 控制元件,指各种阀利用这些元件可以控制和调节液压系统中液体的压力、流量和方向等,以保证执行元件能按照人们预期的要求进行工作;

  • 辅助元件,包括油箱、滤油器、管路及接头、冷却器、压力表等。它们的作用是提供必要的条件使系统正常工作并便于监测控制;

  • 工作介质,即传动液体,通常称液压油。液压系统就是通过工作介质实现运动和动力传递的,另外液压油还可以对液压元件中相互运动的零件起润滑作用;




液压传动系统的工作原理

以下图简单磨床为例。电动机带动液压泵从油箱吸油,液压泵把电动机的机械能转换为液体的压力能。液压介质通过管道经节流阀和换向阀进入液压缸左腔,推动活塞带动工作台右移,液压缸右腔排出的液压介质经换向阀流回油箱。换向阀换向之后液压介质进入液压缸右腔,使活塞左移,推动工作台反向移动。改变节流阀的开口可调节液压缸的运动速度。液压系统的压力可通过溢流阀调节。在绘制液压系统图时,为了简化起见都采用规定的符号代表液压元件,这种符号称为职能符号。



基本回路

由有关液压元件组成,用来完成特定功能的典型油路。任何一个液压传动系统都是由几个基本回路组成的,每一基本回路都具有一定的控制功能。几个基本回路组合在一起,可按一定要求对执行元件的运动方向、工作压力和运动速度进行控制。根据控制功能不同,基本回路分为压力控制回路速度控制回路方向控制回路


压力控制回路

用压力控制阀来控制整个系统或局部范围压力的回路。根据功能不同,压力控制回路又可分为调压、变压、卸压和稳压 4种回路。



速度控制回路


通过控制介质的流量来控制执行元件运动速度的回路。按功能不同分为调速回路和同步回路。



方向控制回路


控制液压介质流动方向的回路。用方向控制阀控制单个执行元件的运动方向,使之能正反方向运动或停止的回路,称为换向回路。在执行元件停止时,防止因载荷等外因引起泄漏导致执行元件移动的回路,称为锁紧回路。



优点:

1)结构

其单位重量的输出功率和单位尺寸输出功率在四类传动方式中是力压群芳的,有很大的力矩惯量比,在传递相同功率的情况下,液压传动装置的体积小、重量轻、惯性小、结构紧凑、布局灵活。

2)工作性能

速度、扭矩、功率均可无级调节,动作响应性快,能迅速换向和变速,调速范围宽,调速范围可达100:1到2000:1;动作快速性好,控制、调节比较简单,操纵比较方便、省力,便于与电气控制相配合,以及与CPU(计算机)的连接,便于实现自动化。

3)使用维护

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