液压传动的工作原理

1.液压千斤顶的传动原理

    液压千斤顶是机械行业常用的工具，常用这个小型工具顶起较重的物体。下面以它为例简述液压传动的工作原理。图A所示为液压千斤顶的工作原理图。有两个液压缸1和6，内部分别装有活塞，活塞和缸体之间保持良好的配合关系，不仅活塞能在缸内滑动，而且配合面之间又能实现可靠的密封。当向上抬起杠杆时，液压缸1活塞向上运动，液压缸1下腔容积增大形成局部真空，单向阀2关闭，油箱4的油液在大气压作用下经吸油管顶开单向阀3进入液压缸1下腔，完成一次吸油动作。当向下压杠杆时，液压缸l活塞下移，液压缸1下腔容积减小，油液受挤压，压力升高，关闭单向阀3，液压缸1下腔的压力油顶开单向阀2，油液经排油管进入液压缸6的下腔，推动大活塞上移顶起重物。如此不断上下扳动杠杆就可以使重物不断升起，达到起重的目的。如杠杆停止动作，液压缸6下腔油液压力将使单向阀2关闭，液压缸6活塞连同重物一起被自锁不动，停止在举升位置。如打开截止阀5，液压缸6下腔通油箱，液压缸6活塞将在自重作用下向下移，迅速回复到原始位置。设液压缸1和6的面积分别为A₁和A₂，则液压缸1单位面积上受到的压力p₁=F/A₁，液压缸6单位面积上受到的压力p₂=W/A₂。根据流体力学的帕斯卡定律“平衡液体内某一点的压力值能等值地传递到密闭液体内各点”，则有

p₁ = p₂ = F/A₁ = W/A₂ (1-1)

    由液压千斤顶的工作原理得知，液压缸1与单向阀2、3一起完成吸油与排油，将杠杆的机械能转换为油液的压力能输出。液压缸6将油液的压力能转换为机械能输出，抬起重物。有了负载作用力，才产生液体压力。因此就负载和液体压力两者来说，负载是第一性的，压力是第二性的。液压传动装置本质是一种能量转换装置。在这里液压缸6、液压缸1组成了最简单的液压传动系统，实现了力和运动的传递。

从液压千斤顶的工作过程，可以归纳出液压传动工作原理如下：

(1)液压传动是以液体（液压油）作为传递运动和动力的工作介质的。

(2)液压传动经过两次能量转换，先把机械能转换为便于输送的液体压力能，然后把液体压力能转换为机械能对外做功。

(3)液压传动是依靠密封容积（或密封系统）内容积的变化来传递能量的。

工程机械的起重机、推土机、汽车起重机、注塑机，机床行业的组合机床的滑台、数控车床工件的夹紧、加工核心主轴的松刀和拉刀等都应用了液压系统传动的工作原理。

    2．机床工作台的液压传动系统

图B为机床工作台液压系统结构原理。它由油箱1、滤油器2、液压泵3、溢流阀4、节流阀5、换向阀6、手柄7、液压缸8、工作台9以及连接这些元件的油管、接头等组成。液压缸8固定在床身上，活塞连同活塞杆带动工作台9做往复运动。液压泵由电动机（图中没有标示出来）驱动，通过滤油器2从油箱1中吸油并送人密闭的系统内。

    如果将换向阀手柄7向右推，使阀芯处于如图B(b)所示位置，则来自泵输出的压力油→节流阀5→换向阀6→液压缸8左腔，推动活塞连同工作台9向右移动。这时液压缸8右腔的油液→换向阀6→油箱1。

    如果将换向阀手柄7向左推，使阀芯处于如图B(c)所示位置，则来自泵输出的压力油→节流阀5→换向阀6→液压缸8右腔，推动活塞连同工作台9向左移动。这时液压缸8左腔的油液→换向阀6→油箱1。

    如果换向阀6的阀芯处于如图B(a)所示中间位置时，泵输出的压力油→节流阀5→换向阀6而被封闭，此时泵输出的压力油→溢流阀4→油箱。由于液压缸两腔被换向阀6封闭，活塞停止不动，这时工作台9停止运动。

    工作台移动的速度可通过节流阀5的开口大小来调节。当节流阀5的阀口增大时，进入液压缸的油液量增大，工作台的移动速度增大；反之当关小节流阀5的阀口时，进入液压缸的油液量减小，工作台的移动速度减小。

    转动溢流阀4的调节螺钉，可调节弹簧的预紧力。弹簧的预紧力越大，密封系统中的油压就越高，工作台移动时，能克服的最大负载就越大；弹簧的预紧力越小，其能得到的最大工作压力就越小，能克服的最大负载也越小。另外，在一般情况下，液压泵输m的油量多于液压缸所需要的油量，多余的油须通过溢流阀4及时地排回油箱。所以，溢流阀4在该液压系统中起调压、溢流作用。