液壓傳動(dòng)的工作原理

1.液壓千斤頂?shù)膫鲃?dòng)原理

    液壓千斤頂是機(jī)械行業(yè)常用的工具，常用這個(gè)小型工具頂起較重的物體。下面以它為例簡(jiǎn)述液壓傳動(dòng)的工作原理。圖A所示為液壓千斤頂?shù)墓ぷ髟韴D。有兩個(gè)液壓缸1和6，內(nèi)部分別裝有活塞，活塞和缸體之間保持良好的配合關(guān)系，不僅活塞能在缸內(nèi)滑動(dòng)，而且配合面之間又能實(shí)現(xiàn)可靠的密封。當(dāng)向上抬起杠桿時(shí)，液壓缸1活塞向上運(yùn)動(dòng)，液壓缸1下腔容積增大形成局部真空，單向閥2關(guān)閉，油箱4的油液在大氣壓作用下經(jīng)吸油管頂開單向閥3進(jìn)入液壓缸1下腔，完成一次吸油動(dòng)作。當(dāng)向下壓杠桿時(shí)，液壓缸l活塞下移，液壓缸1下腔容積減小，油液受擠壓，壓力升高，關(guān)閉單向閥3，液壓缸1下腔的壓力油頂開單向閥2，油液經(jīng)排油管進(jìn)入液壓缸6的下腔，推動(dòng)大活塞上移頂起重物。如此不斷上下扳動(dòng)杠桿就可以使重物不斷升起，達(dá)到起重的目的。如杠桿停止動(dòng)作，液壓缸6下腔油液壓力將使單向閥2關(guān)閉，液壓缸6活塞連同重物一起被自鎖不動(dòng)，停止在舉升位置。如打開截止閥5，液壓缸6下腔通油箱，液壓缸6活塞將在自重作用下向下移，迅速回復(fù)到原始位置。設(shè)液壓缸1和6的面積分別為A₁和A₂，則液壓缸1單位面積上受到的壓力p₁=F/A₁，液壓缸6單位面積上受到的壓力p₂=W/A₂。根據(jù)流體力學(xué)的帕斯卡定律“平衡液體內(nèi)某一點(diǎn)的壓力值能等值地傳遞到密閉液體內(nèi)各點(diǎn)”，則有

p₁ = p₂ = F/A₁ = W/A₂ (1-1)

    由液壓千斤頂?shù)墓ぷ髟淼弥?，液壓?/span>1與單向閥2、3一起完成吸油與排油，將杠桿的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為油液的壓力能輸出。液壓缸6將油液的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能輸出，抬起重物。有了負(fù)載作用力，才產(chǎn)生液體壓力。因此就負(fù)載和液體壓力兩者來說，負(fù)載是第一性的，壓力是第二性的。液壓傳動(dòng)裝置本質(zhì)是一種能量轉(zhuǎn)換裝置。在這里液壓缸6、液壓缸1組成了最簡(jiǎn)單的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了力和運(yùn)動(dòng)的傳遞。

從液壓千斤頂?shù)墓ぷ鬟^程，可以歸納出液壓傳動(dòng)工作原理如下：

(1)液壓傳動(dòng)是以液體（液壓油）作為傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的工作介質(zhì)的。

(2)液壓傳動(dòng)經(jīng)過兩次能量轉(zhuǎn)換，先把機(jī)械能轉(zhuǎn)換為便于輸送的液體壓力能，然后把液體壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能對(duì)外做功。

(3)液壓傳動(dòng)是依靠密封容積（或密封系統(tǒng)）內(nèi)容積的變化來傳遞能量的。

工程機(jī)械的起重機(jī)、推土機(jī)、汽車起重機(jī)、注塑機(jī)，機(jī)床行業(yè)的組合機(jī)床的滑臺(tái)、數(shù)控車床工件的夾緊、加工中心主軸的松刀和拉刀等都應(yīng)用了液壓系統(tǒng)傳動(dòng)的工作原理。

    2．機(jī)床工作臺(tái)的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)

圖B為機(jī)床工作臺(tái)液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理。它由油箱1、濾油器2、液壓泵3、溢流閥4、節(jié)流閥5、換向閥6、手柄7、液壓缸8、工作臺(tái)9以及連接這些元件的油管、接頭等組成。液壓缸8固定在床身上，活塞連同活塞桿帶動(dòng)工作臺(tái)9做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。液壓泵由電動(dòng)機(jī)（圖中沒有標(biāo)示出來）驅(qū)動(dòng)，通過濾油器2從油箱1中吸油并送人密閉的系統(tǒng)內(nèi)。

    如果將換向閥手柄7向右推，使閥芯處于如圖B(b)所示位置，則來自泵輸出的壓力油→節(jié)流閥5→換向閥6→液壓缸8左腔，推動(dòng)活塞連同工作臺(tái)9向右移動(dòng)。這時(shí)液壓缸8右腔的油液→換向閥6→油箱1。

    如果將換向閥手柄7向左推，使閥芯處于如圖B(c)所示位置，則來自泵輸出的壓力油→節(jié)流閥5→換向閥6→液壓缸8右腔，推動(dòng)活塞連同工作臺(tái)9向左移動(dòng)。這時(shí)液壓缸8左腔的油液→換向閥6→油箱1。

    如果換向閥6的閥芯處于如圖B(a)所示中間位置時(shí)，泵輸出的壓力油→節(jié)流閥5→換向閥6而被封閉，此時(shí)泵輸出的壓力油→溢流閥4→油箱。由于液壓缸兩腔被換向閥6封閉，活塞停止不動(dòng)，這時(shí)工作臺(tái)9停止運(yùn)動(dòng)。

    工作臺(tái)移動(dòng)的速度可通過節(jié)流閥5的開口大小來調(diào)節(jié)。當(dāng)節(jié)流閥5的閥口增大時(shí)，進(jìn)入液壓缸的油液量增大，工作臺(tái)的移動(dòng)速度增大；反之當(dāng)關(guān)小節(jié)流閥5的閥口時(shí)，進(jìn)入液壓缸的油液量減小，工作臺(tái)的移動(dòng)速度減小。

    轉(zhuǎn)動(dòng)溢流閥4的調(diào)節(jié)螺釘，可調(diào)節(jié)彈簧的預(yù)緊力。彈簧的預(yù)緊力越大，密封系統(tǒng)中的油壓就越高，工作臺(tái)移動(dòng)時(shí)，能克服的最大負(fù)載就越大；彈簧的預(yù)緊力越小，其能得到的最大工作壓力就越小，能克服的最大負(fù)載也越小。另外，在一般情況下，液壓泵輸m的油量多于液壓缸所需要的油量，多余的油須通過溢流閥4及時(shí)地排回油箱。所以，溢流閥4在該液壓系統(tǒng)中起調(diào)壓、溢流作用。