液壓氣壓傳動怎麼學（機械設計中需要掌握的液壓傳動）

2023-09-23 10:33:17 1

導語

小編：今天介紹的是液壓傳動、氣壓傳動和液力傳動需要掌握的基礎知識！一起來看一下吧~

一、液壓傳動

液壓傳動是用液體作為工作介質來傳遞能量和進行控制的傳動方式。

液壓傳動的基本原理

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。

液壓傳動系統

由液壓泵、液壓控制閥、液壓執行元件(液壓缸和液壓馬達等)和液壓輔件(管道和蓄能器等)組成的液壓系統。

液壓傳動系統組成元件

動力元件，即液壓泵，其職能是將原動機的機械能轉換為液體的壓力動能(表現為壓力、流量)，其作用是為液壓系統提供壓力油，是系統的動力源；執行元件，指液壓缸或液壓馬達，其職能是將液壓能轉換為機械能而對外做功，液壓缸可驅動工作機構實現往復直線運動(或擺動)，液壓馬達可完成迴轉運動；控制元件，指各種閥利用這些元件可以控制和調節液壓系統中液體的壓力、流量和方向等，以保證執行元件能按照人們預期的要求進行工作；輔助元件，包括油箱、濾油器、管路及接頭、冷卻器、壓力表等。它們的作用是提供必要的條件使系統正常工作並便於監測控制；工作介質，即傳動液體，通常稱液壓油。液壓系統就是通過工作介質實現運動和動力傳遞的，另外液壓油還可以對液壓元件中相互運動的零件起潤滑作用；

液壓系統組成框圖

液壓傳動系統的工作原理

以下圖簡單磨床為例。電動機帶動液壓泵從油箱吸油，液壓泵把電動機的機械能轉換為液體的壓力能。液壓介質通過管道經節流閥和換向閥進入液壓缸左腔，推動活塞帶動工作檯右移，液壓缸右腔排出的液壓介質經換向閥流回油箱。換向閥換向之後液壓介質進入液壓缸右腔，使活塞左移，推動工作檯反向移動。改變節流閥的開口可調節液壓缸的運動速度。液壓系統的壓力可通過溢流閥調節。在繪製液壓系統圖時，為了簡化起見都採用規定的符號代表液壓元件，這種符號稱為職能符號。

基本迴路

由有關液壓元件組成，用來完成特定功能的典型油路。任何一個液壓傳動系統都是由幾個基本迴路組成的，每一基本迴路都具有一定的控制功能。幾個基本迴路組合在一起，可按一定要求對執行元件的運動方向、工作壓力和運動速度進行控制。根據控制功能不同，基本迴路分為壓力控制迴路、速度控制迴路和方向控制迴路。

壓力控制迴路

用壓力控制閥來控制整個系統或局部範圍壓力的迴路。根據功能不同，壓力控制迴路又可分為調壓、變壓、卸壓和穩壓 4種迴路。

速度控制迴路

通過控制介質的流量來控制執行元件運動速度的迴路。按功能不同分為調速迴路和同步迴路。

方向控制迴路

控制液壓介質流動方向的迴路。用方向控制閥控制單個執行元件的運動方向，使之能正反方向運動或停止的迴路，稱為換向迴路。在執行元件停止時，防止因載荷等外因引起洩漏導致執行元件移動的迴路，稱為鎖緊迴路。

優點：

1)結構

其單位重量的輸出功率和單位尺寸輸出功率在四類傳動方式中是力壓群芳的，有很大的力矩慣量比，在傳遞相同功率的情況下，液壓傳動裝置的體積小、重量輕、慣性小、結構緊湊、布局靈活。

2)工作性能

速度、扭矩、功率均可無級調節，動作響應性快，能迅速換向和變速，調速範圍寬，調速範圍可達100：1到2000：1;動作快速性好，控制、調節比較簡單，操縱比較方便、省力，便於與電氣控制相配合，以及與CPU(計算機)的連接，便於實現自動化。

3)使用維護

元件的自潤滑性好，易實現過載保護與保壓，安全可靠;元件易於實現系列化、標準化、通用化。

4)可靠性

所有採用液壓技術的設備安全可靠性好。

5)經濟

液壓技術的可塑性和可變性很強，可以增加柔性生產的柔度，和容易對生產程序進行改變和調整，液壓元件相對說來製造成本也不高，適應性比較強。

6)數位化

液壓易與微機控制等新技術相結合，構成「機-電-液-光」一體化已成為世界發展的潮流，便於實現數位化。

缺點：

1)液壓傳動因有相對運動，表面不可避免地存在洩漏，同時油液不是絕對不可壓縮的，加上油管等彈性變形，液壓傳動不能得到嚴格的傳動比，因而不能用於如加工螺紋齒輪等工具機的內聯傳動鏈中。

2)油液流動過程中存在沿損失、局部損失和洩漏損失，傳動效率較低，不適宜遠距離傳動。

3)在高溫和低溫條件下，採用液壓傳動有一定的困難。

4)為防止漏油以及為滿足某些性能上的要求，液壓元件製造精度要求高，給使用與維修保養帶來一定困難。

5)發生故障不易檢查，特別是液壓技術不太普及的單位，這一矛盾往往阻礙著液壓技術的進一步推廣應用。液壓設備維修需要依賴經驗，培訓液壓技術人員的時間較長。

二、氣壓傳動

氣壓傳動以壓縮氣體為工作介質，靠氣體的壓力傳遞動力或信息的流體傳動。傳遞動力的系統是將壓縮氣體經由管道和控制閥輸送給氣動執行元件，把壓縮氣體的壓力能轉換為機械能而作功;傳遞信息的系統是利用氣動邏輯元件或射流元件以實現邏輯運算等功能，亦稱氣動控制系統。

氣壓傳動的特點

工作壓力低，一般為0.3~0.8兆帕，氣體粘度小，管道阻力損失小，便於集中供氣和中距離輸送，使用安全，無爆炸和電擊危險，有過載保護能力；但氣壓傳動速度低，需要氣源。

氣壓傳動的組成

氣壓傳動由氣源、氣動執行元件、氣動控制閥和氣動輔件組成。氣源一般由壓縮機提供。氣動執行元件把壓縮氣體的壓力能轉換為機械能，用來驅動工作部件，包括氣缸和氣動馬達。氣動控制閥用來調節氣流的方向、壓力和流量，相應地分為方向控制閥、壓力控制閥和流量控制閥。氣動輔件包括:淨化空氣用的分水濾氣器，改善空氣潤滑性能的油霧器，消除噪聲的消聲器，管子聯接件等。在氣壓傳動中還有用來感受和傳遞各種信息的氣動傳感器。

氣壓傳動的優點

用空氣做介質，取之不盡，來源方便，用後直接排放，不汙染環境，不需要回氣管路因此管路不複雜；空氣粘度小，管路流動能量損耗小，適合集中供氣遠距離輸送；安全可靠，不需要防火防爆問題，能在高溫，輻射，潮溼，灰塵等環境中工作；氣壓傳動反應迅速；氣壓元件結構簡單，易加工，使用壽命長，維護方便，管路不容易堵塞，介質不存在變質更換等問題；

氣壓傳動的缺點

空氣可壓縮性大，因此氣動系統動作穩定性差，負載變化時對工作速度的影響大；氣動系統壓力低，不易做大輸出力度和力矩；氣控信號傳遞速度慢於電子及光速，不適應高速複雜傳遞系統；排氣噪音大；

三、液力傳動

以液體為工作介質，利用液體動能來傳遞能量的流體傳動。葉輪將動力機(內燃機、電動機、渦輪機等)輸入的轉速、力矩加以轉換，經輸出軸帶動機器的工作部分。液體與裝在輸入軸、輸出軸、殼體上的各葉輪相互作用，產生動量矩的變化，從而達到傳遞能量的目的。

液力傳動與靠液體壓力能來傳遞能量的液壓傳動在原理、結構和性能上都有很大差別。液力傳動的輸入軸與輸出軸之間只靠液體為工作介質聯繫，構件間不直接接觸，是一種非剛性傳動。

液力傳動的特點

自動適應性。液力變矩器的輸出力矩能夠隨著外負載的增大或減小而自動地增大或減小，轉速能自動地相應降低或增高，在較大範圍內能實現無級調速；防振、隔振性能。因為各葉輪間的工作介質是液體，它們之間的連接是非剛性的，所以可吸收來自發動機和外界負載的衝擊和振動，使機器啟動平穩、加速均勻，延長零件壽命；透穿性能。指泵輪轉速不變的情況下，當負載變化時引起輸入軸(即泵輪或發動機軸)力矩變化的程度。由於液力元件類型的不同而具有不同的透穿性，可根據工作機械的不同要求與發動機合理匹配，藉以提高機械的動力和經濟性能；