液壓與氣壓傳動
發布時間：2009/09/22 來源：揚子工具集團 瀏覽次數:16942液壓與氣壓傳動，又稱液壓氣動技水，是機械設備中發展速度最快的技術之一．特別是近年來，隨著機電一體化技術的發展，與微電子、計算機技術相結合，液壓與氣壓傳動進入一個新的垃展階段。液壓與氣壓傳動尾以流體(液壓油或壓縮竄氣)為工作介質進行能量傳遞和控制的一種傳動形式。它們通過備種元件組成不同功能的基本回路，再由若干基本回路有機地組合成H有一定控制功能的傳動系統。
一、液壓與氣壓傳動的工作原理特征
液壓與氣壓傳動的基本工作原理是相似的，現以圖0-1所示液壓千斤頂來簡述譴壓傳動的工作原理。
如圖示，當向上抬起杠桿時，手動液壓泵的小活塞向上運動．小液壓缸l下腔容積增大形成局部真空，單向閥2關閉，油箱4的油液在人氣壓作用F經吸油管頂開單向閥3進入小液壓缸下腔。當向下壓杠桿時孫液壓缸下腔容積減小，油液受
擠壓，壓力升高．關閉單向閥3，頂開單向闊2．油液經排油管進入大液壓缸5的F腔，推動大活塞上移頂起重物。如此不斷上下扳動杠桿，則不斷有油液進人大液壓缸下腔，使重物逐漸舉升。如杠桿停止動作，大蔽壓缸下腔油液壓力將使單向閥2關閉，大活塞連同重物一起被自鎖不動．停止在舉升位置。如打開截止閥5，大撒壓缸下腔通油箱，大活塞將在自重作用下向下移．迅速回復到原始位置。
由液壓千斤頂的工作原理得知，(1)液壓缸1與單向閥2、3一起完成吸油與排油，將杠桿的機械能轉換勾油液的壓力能輸出，秫為(手動)液碰圖o l液壓千斤項工作原理煳�。Β蟾�2排{哇lmⅢ闊3 m∞$m月4～∞镕5一截t月6大《《n泵。大液壓缸6將油液的壓力能轉換為機械能輸出，抬起重物，稱為(舉升)液壓缸。在這
里大、小液壓缸組成r最簡單的液壓傳動系統，實現了力和運動的傳遞。
1力的傳遞
設液壓缸活塞面積為A。．作用在活塞上的負載力為n。該力在液壓缸中所產生的液體壓力為P：--F。／A：。根據帕斯卡原理，“在密閉容器內，施加于靜止液體上的壓力將U等值同時傳到液體各點”，液壓泵的排油壓力P，應等于蔽壓缸中的液體壓力，即P．一P。一P．蔽壓泉的排油壓力叉稱為系統壓力。
為r克服負載力使液壓缸活塞運動，作用在液壓泵活塞上的作用力F．應為
系統中的壓力P也越高，所需的作用力F也越大，即系統壓力與外負載密切相關。這是液壓與氣壓傳動工作原理的第一個特征：液壓與氣壓傳動中上作壓力取決于外負載。
2運動的傳遞
如果不考慮液體的呵壓縮陛、漏損和缸體、管路的變形，液壓泵排出的液體體積必然等于進入液壓缸的液體體積。設液壓泵活塞位移為m液壓缸活塞位移為S。，則有 s．Al一j 2A2 (2)
卜式兩邊同除以運動時間t．得 v一…lA J—o 2A。=q， (3)
式巾 n、一液壓泵活寒和液壓缸活塞的平均運動速度；
q、q：一一液壓泉輸出的平均流量和液壓缸輸入的平均流量。
由卜述可見，液壓與氣壓傳動是靠密閉工作容積變化相等的原則實現運動(速度和位移)傳遞的。調節進入液壓缸的流量q，即可調節活塞的運動速度”．這是液壓與氣壓傳動工作原理的第二個特征擂塞的運動速度只取決f輸入流量的大小，m】與外負載無關。
礬r面的討論還可以看出．與外負載山相對應的流體參數是流體壓力，與運動速度相對應的流體參數是流體流量。因此，壓力和流量是液壓與氣壓傳動中兩個最基本的。
二、液壓與氣壓傳動系統的組成
工程實際中的液壓傳動系統，在液壓泵 譴壓缸的基礎上還設置有控制液壓缸的運動方向、運動速度和最大推力的裝置，F面以圖0 2所示典型液壓系統為倒，說明其組成。
液壓泵3由電動機驅動旋轉．從油箱l經過濾器2吸油。當換向閥5閥芯處于圖示位置時，壓力油經閥4、閥5和管道9進入液壓缸7的左腔，推動活塞向右運動。液壓缸
右腔的油液經管道6、閥5和管道l0流回油箱．改變閥5闊芯l。作位置，使之處十左端
位置時，液壓缸活塞反向運動。
改變流量控制閥4的開口，可以改變進
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八液壓缸的流量，從而控制棱睚缸活塞的運動速度。液壓泵排出的多余油液經溢流闊11和管
道12流剛油箱。液壓缸的t作壓力取決于負載。液壓泵的最大工作壓力由溢流閥】l調定，其
調定值應為液壓缸的最大t作壓力及系統中油液流經閥和管道的壓力損失之總和。因此，彖
統的工作壓力水會超過溢流閥的明定值，溢流閥對系統還起著過載保護作用。
氣壓傳動系統與液壓傳動系統相似．在氣壓發生裝旨和氣缸之間有控制壓縮空氣的壓力、
流量和流動方向的各種動力控，剛元件干u邏輯運算、檢測、自動控制等一類的信號控制兒=件，以
受使壓縮空氣凈化、潤滑、消盧和傳輸所需的一些裝置。
從}：日的例子可以看出．液壓與氣壓傳動系統主要由以F四個部分組成：
、¨能源裝置把機械能轉換戰流體壓力能的裝置。常見的是液壓泵或空氣壓縮機，給
系統提供壓力油或壓埔宅氣，
(2)執行元件把流體的壓力能轉換成機械能輸出的裝氍。它可以是作直線運動的蔽壓
缸或氣缸，也可以是作回轉運動的液壓馬達或氣壓馬達。
(3)控制元件對系統中流體壓力、流量和流動方向進行摔制或調節的裝置，以及進行
信號轉換、邏輯運算和放天等功能的信號控制元件．如上例中的溢流閥、流量控制閥、換向
閥等。
(4)輔助元件保證系統正常工作昕需的上進三種以外的裝置。如油箱、過濾器、分水
過濾器，徊霧器、消聲器、管件等。
為了簡化液壓與氣動系統的表示方法，通常采用網形符號來繪制系統原理圖。圖形符號脫離r元件的具體結構，只表示元件的職能，用來表達系統中各元件的作用和整個系統的工作原理，簡單明了，便于繪制。我國已制定“氣動與液壓”圖形符號標準GB／T786—93，見附錄。圖0 3就是按GB／T?86 93繪制的圍0 2所示液壓系統原理岡。
三、液壓與氣壓傳動的優缺點
與機械傳動和電力拖動系統相比，液壓與氣壓傳動具有以下優苣：
1)液壓與氣動元件的布置不受嚴格的空間位置限制，系統中各部分用管道連接，布局安裝有很大的靈活性．能構成用其他方法難以組成的復雜系統。
2)可以在運行過程中實現大范圍的無級調速，調速范圍可達2000：1。
3)液壓傳動和液氣聯動傳遞運動均勻平穩，易于實現快速啟動、制動干¨頻繁的換向。
4)操作控制方便、省力，易于實現自動控制、中遠程距離控制、過載保護。與電氣控制、電于控制相結合，易于實現自動工作循環和自動過載保護。
5)液壓與氣動元件屬機械工業基礎件，標準化、系列化和通用化程度較高．有利于縮短機器的設計、制造剛o 3典型液壓系縫原理圖形符目圖
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周期和降低制造成本。
除此之外，液壓傳動突出的比點還有單位質量輸出功率大。因為液壓傳動的動力元件可
采用很高的壓力(一般可達32MPa，個刖場合更高)，因此，在同等輸出功率下具有體積小、
質量小、運動慣陛小、動態性能好的特電。
氣壓傳動突出的優點還自以空氣作[作介質，處理方便，無介質費用、世漏污染環境、介
質變質及補克等問題，
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