基本介紹
- 中文名：液壓傳動
- 外文名：Hydraulic transmission
- 套用學科：物理
- 適用領域：力學
- 適用領域：機械加工
- 原理：機械能轉換為液體的壓力能
基本原理,發展歷史,理論套用,液壓機械,動力元件,執行元件,控制元件,輔助元件,工作介質,優缺點,優點,缺點,特點,發展方向,
基本原理
液壓傳動的基本原理：液壓系統利用液壓泵將原動機的機械能轉換為液體的壓力能，通過液體壓力能的變化來傳遞能量，經過各種控制閥和管路的傳遞，藉助於液壓執行元件(液壓缸或馬達)把液體壓力能轉換為機械能，從而驅動工作機構，實現直線往復運動和迴轉運動。其中的液體稱為工作介質，一般為礦物油，它的作用和機械傳動中的皮帶、鏈條和齒輪等傳動元件相類似。
在液壓傳動中，液壓油缸就是一個最簡單而又比較完整的液壓傳動系統，分析它的工作過程，可以清楚的了解液壓傳動的基本原理。
發展歷史
1650年﹐法國人B.帕斯卡首先提出了靜止液體中壓力傳遞的基本規律──帕斯卡定理﹐為液壓傳動奠定了理論基礎。
1795年英國約瑟夫·布拉曼(Joseph Braman,1749-1814)，在倫敦用水作為工作介質,以水壓機的形式將
液壓傳動
其套用於工業上，誕生了世界上第一台水壓機。1905年將工作介質水改為油，又進一步得到改善。
第一次世界大戰(1914-1918)後液壓傳動廣泛套用，特別是1920年以後，發展更為迅速。液壓元件大約在19 世紀末20 世紀初的20年間才開始進入正規的工業生產階段。1925 年維克斯(F.Vikers)發明了壓力平衡式葉片泵，為近代液壓元件工業或液壓傳動的逐步建立奠定了基礎。20 世紀初康斯坦丁·尼斯克(G·Constantimsco)對能量波動傳遞所進行的理論及實際研究；1910年對液力傳動(液力聯軸節、液力變矩器等)方面的貢獻，使這兩方面領域得到了發展。
第二次世界大戰(1941-1945)期間，在美國工具機中有30%套用了液壓傳動。應該指出，日本液壓傳動的發展較歐美等國家晚了近20 多年。在1955 年前後，日本迅速發展液壓傳動，1956 年成立了“液壓工業會”。近20~30 年間，日本液壓傳動發展之快，居世界領先地位。
理論套用
液壓傳動有許多突出的優點，因此它的套用非常廣泛，如一般工業用的塑膠加工機械、壓力機械、工具機等；行走機械中的工程機械、建築機械、農業機械、汽車等；鋼鐵工業用的冶金機械、提升裝置、軋輥調整裝置等；土木水利工程用的防洪閘門及堤壩裝置、河床升降裝置、橋樑操縱機構等；發電廠渦輪機調速裝置、核發電廠等等；船舶用的甲板起重機械（絞車）、船頭門、艙壁閥、船尾推進器等；特殊技術用的巨型天線控制裝置、測量浮標、升降旋轉舞台等；軍事工業用的火炮操縱裝置、船舶減搖裝置、飛行器仿真、飛機起落架的收放裝置和方向舵控制裝置等。
液壓傳動
液壓機械
液壓機械系統主要由：動力元件（油泵）、執行元件（油缸或液壓馬達）、控制元件（各種閥）、輔助元件和工作介質等五部分組成。
動力元件
油泵
它的作用是利用液體把原動機的機械能轉換成液壓力能；是液壓傳動中的動力部分。
執行元件
油缸、液壓馬達
液壓缸：活塞液壓缸、柱塞液壓缸、擺動液壓缸、組合液壓缸
液壓馬達-齒輪式液壓馬達、葉片液壓馬達、柱塞液壓馬達
它是將液體的液壓能轉換成機械能。其中，油缸做直線運動，馬達做旋轉運動。
控制元件
包括壓力閥、流量閥和方向閥等。它們的作用是根據需要無級調節液動機的速度，並對液壓系統中工作液體的壓力、流量和流向進行調節控制。
輔助元件
除上述三部分以外的其它元件，包括壓力表、濾油器、蓄能裝置、冷卻器、管件各種管接頭(擴口式、焊接式、卡套式）、高壓球閥、快換接頭、軟管總成、測壓接頭、管夾、加熱器、油管、壓力計、流量計、密封裝置及油箱等，它們同樣十分重要。
工作介質
液壓介質通常用礦物油作為液壓介質。為了防止油在高溫環境中著火﹐人們研製出防燃和不腐蝕鋼鐵的各種液壓介質﹐如水溶油(包括水包油和油包水)﹑水與乙二醇混合物和磷酸酯系合成液等，它經過油泵和液動機實現能量轉換。
優缺點
優點
（1）體積小、重量輕，例如同功率液壓馬達的重量只有電動機的10%～20%。因此慣性力較小，當突然
液壓傳動
過載或停車時，不會發生大的衝擊；
（2）能在給定範圍內平穩的自動調節牽引速度，並可實現無級調速，且調速範圍最大可達1：2000(一般為1：100）。
（3）換向容易，在不改變電機旋轉方向的情況下，可以較方便地實現工作機構旋轉和直線往復運動的轉換；
（4）液壓泵和液壓馬達之間用油管連線，在空間布置上彼此不受嚴格限制；
（5）由於採用油液為工作介質，元件相對運動表面間能自行潤滑，磨損小，使用壽命長；
（6）操縱控制簡便，自動化程度高；
（7）容易實現過載保護。
（8)液壓元件實現了標準化、系列化、通用化、便於設計、製造和使用。
缺點
（1）使用液壓傳動對維護的要求高，工作油要始終保持清潔；
液壓傳動
（2）對液壓元件製造精度要求高，工藝複雜，成本較高；
（3）液壓元件維修較複雜，且需有較高的技術水平；
（4）液壓傳動對油溫變化較敏感，這會影響它的工作穩定性。因此液壓傳動不宜在很高或很低的溫度下工作，
一般工作溫度在-15℃~60℃範圍內較合適。
（5）液壓傳動在能量轉化的過程中，特別是在節流調速系統中，其壓力大，流量損失大，故系統效率較低。
（6）由於液壓傳動中的泄漏和液體的可壓縮性使這種傳動無法保證嚴格的傳動比。
特點
液壓傳動是在同等功率和承載能力下體積小﹑重量輕﹐有過載保護能力﹐能吸收衝擊載荷﹐便於實現無級調速﹐調速範圍最大可達1000倍﹐一個油源可向所需各方向傳動﹐實現多路複合運動﹐控制準確﹐操作輕便﹐易於實現遠距離控制。因此﹐液壓傳動已廣泛用於工具機﹑汽車﹑飛機﹑船舶﹑工程機械﹑塑膠機械﹑試驗機械﹑冶金機械和礦山機械等方面。例如工程機械中的液壓挖掘機﹐其大臂的曲伸﹑挖斗的開閉都是用液壓缸操作的。但液壓傳動效率偏低﹐一般在80%以下。
發展方向
在未來液壓傳動技術趨向於高壓化﹑高速化和集成化的方向發展。集成化也叫無管聯接﹐用油路板﹑集成塊和插裝閥等來組成液壓系統﹐省去配管﹐使結構緊湊和簡化。此外﹐用高水基液壓油(含水量達95%以上)作為液壓介質﹐液壓元件和系統的計算機輔助設計也是重要的發展方向。
