首页 理论教育液压传动:工作原理与应用

液压传动:工作原理与应用

【摘要】:液压千斤顶是液压传动的典型应用之一,下面就以液压千斤顶为例,简要介绍液压传动的基本原理。由此可见,液压传动是一个不同能量的转换过程。液压原理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。气动原理和液压原理有所不同,它是利用压缩空气产生的压缩能量,在受控制的状态下释放,推动执行机构工作。

液压千斤顶是液压传动的典型应用之一,下面就以液压千斤顶为例,简要介绍液压传动的基本原理。

(1)液压千斤顶工作过程分析

图4-19所示为液压千斤顶的结构示意图

图4-19 液压千斤顶的结构示意图

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

如图4-19所示,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

如提起杠杆手柄1使小活塞3向上移动,小活塞3下端油腔容积增大,形成局部真空,这时单向阀4打开,通过吸油管5从油箱12中吸油;用力压下杠杆手柄1,小活塞3下移,小活塞3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。

再次提起杠杆手柄1吸油时,单向阀7自动关闭,使油液不能倒流,从而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。

(2)液压原理

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。压下杠杆手柄1时,小油缸2输出压力油,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,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。

液压系统主要由以下四部分组成:

能源装置——把机械能转换成油液液压能的装置,最常见的形式就是液压泵,它给液压系统提供压力油。

②执行元件——把油液的液压能转换成机械能的元件,如做直线运动的液压缸,或做回转运动的液压马达

③控制调节元件——对系统中油液压力、流量或油液流动方向进行控制或调节的元件,如溢流阀节流阀、换向阀、开停阀等。这些元件的不同组合形成了不同功能的液压系统。

④辅助元件——上述三部分以外的其他元件,如油箱、过滤器、油管等。它们对保证系统正常工作有重要作用。

图4-19 液压千斤顶的结构示意图

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

如图4-19所示,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。

如提起杠杆手柄1使小活塞3向上移动,小活塞3下端油腔容积增大,形成局部真空,这时单向阀4打开,通过吸油管5从油箱12中吸油;用力压下杠杆手柄1,小活塞3下移,小活塞3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。

再次提起杠杆手柄1吸油时,单向阀7自动关闭,使油液不能倒流,从而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。

(2)液压原理

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。压下杠杆手柄1时,小油缸2输出压力油,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,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。

液压系统主要由以下四部分组成:

①能源装置——把机械能转换成油液液压能的装置,最常见的形式就是液压泵,它给液压系统提供压力油。

②执行元件——把油液的液压能转换成机械能的元件,如做直线运动的液压缸,或做回转运动的液压马达。

③控制调节元件——对系统中油液压力、流量或油液流动方向进行控制或调节的元件,如溢流阀、节流阀、换向阀、开停阀等。这些元件的不同组合形成了不同功能的液压系统。

④辅助元件——上述三部分以外的其他元件,如油箱、过滤器、油管等。它们对保证系统正常工作有重要作用。

气动技术

气动技术,全称为气压传动与控制技术,它是生产过程自动化和机械化的最有效手段之一,且具有高速与高效、清洁安全、低成本、易维护等优点,被广泛应用于轻工机械领域中,在食品包装及生产过程中也正在发挥着越来越重要的作用。

气动原理和液压原理有所不同,它是利用压缩空气产生的压缩能量,在受控制的状态下释放,推动执行机构工作。

气压传动系统,除了能源装置——气源装置,执行元件——气缸、气马达,控制元件——气动阀,辅助元件——管道、接头、消声器外,还常常装有一些完成逻辑功能的逻辑元件等。

气动技术的主要优点如下。

①气动装置结构简单、轻便、安装维护简单。压力等级低、故使用安全。

②工作介质是取之不尽的空气、空气本身不花钱。排气处理简单,不污染环境,成本低。

③输出力以及工作速度的调节非常容易。气缸的动作速度一般为50~500 mm/s,比液压和电气方式的动作速度快。

可靠性高,使用寿命长。电器元件的有效动作次数约为百万次,而SMC的一般电磁阀的寿命大于3 000万次,小型阀超过2亿次。

⑤利用空气的压缩性,可贮存能量,实现集中供气。可短时间释放能量,以获得间歇运动中的高速响应;可实现缓冲;对冲击负载和过负载有较强的适应能力。在一定条件下,可使气动装置有自保持能力。

⑥全气动控制具有防火、防爆、防潮的能力。与液压方式相比,气动方式可在高温场合使用。

⑦由于空气流动损失小,压缩空气可集中供应,远距离输送。

气动技术的主要缺点如下。

①由于空气有压缩性,气缸的动作速度易受负载的变化而变化。采用气液联动方式可以克服这一缺陷。

②气缸在低速运动时候,由于摩擦力占推力的比例较大,气缸的低速稳定性不如液压缸。

③虽然在许多应用场合,气缸的输出力能满足工作要求,但其输出力比液压缸小。

气动技术

气动技术,全称为气压传动与控制技术,它是生产过程自动化和机械化的最有效手段之一,且具有高速与高效、清洁安全、低成本、易维护等优点,被广泛应用于轻工机械领域中,在食品包装及生产过程中也正在发挥着越来越重要的作用。

气动原理和液压原理有所不同,它是利用压缩空气产生的压缩能量,在受控制的状态下释放,推动执行机构工作。

气压传动系统,除了能源装置——气源装置,执行元件——气缸、气马达,控制元件——气动阀,辅助元件——管道、接头、消声器外,还常常装有一些完成逻辑功能的逻辑元件等。

气动技术的主要优点如下。

①气动装置结构简单、轻便、安装维护简单。压力等级低、故使用安全。

②工作介质是取之不尽的空气、空气本身不花钱。排气处理简单,不污染环境,成本低。

③输出力以及工作速度的调节非常容易。气缸的动作速度一般为50~500 mm/s,比液压和电气方式的动作速度快。

④可靠性高,使用寿命长。电器元件的有效动作次数约为百万次,而SMC的一般电磁阀的寿命大于3 000万次,小型阀超过2亿次。

⑤利用空气的压缩性,可贮存能量,实现集中供气。可短时间释放能量,以获得间歇运动中的高速响应;可实现缓冲;对冲击负载和过负载有较强的适应能力。在一定条件下,可使气动装置有自保持能力。

⑥全气动控制具有防火、防爆、防潮的能力。与液压方式相比,气动方式可在高温场合使用。

⑦由于空气流动损失小,压缩空气可集中供应,远距离输送。

气动技术的主要缺点如下。

①由于空气有压缩性,气缸的动作速度易受负载的变化而变化。采用气液联动方式可以克服这一缺陷。

②气缸在低速运动时候,由于摩擦力占推力的比例较大,气缸的低速稳定性不如液压缸。

③虽然在许多应用场合,气缸的输出力能满足工作要求,但其输出力比液压缸小。