液压传动系统实例

液压传动案例液压传动是一种利用液体传递压力和能量的传动方式。

它广泛应用于工程机械、船舶、铁路、航空航天等领域。

下面列举10个液压传动的应用案例。

1. 液压挖掘机：液压挖掘机是一种常见的工程机械，它通过液压系统驱动液压缸实现挖掘和运输作业。

液压挖掘机具有挖掘力大、工作效率高、操作灵活等优点。

2. 液压舵机系统：液压舵机系统广泛应用于船舶、飞机等交通工具中，通过液压系统控制舵机实现舵角的调整，从而改变船舶或飞机的航向。

3. 液压升降平台：液压升降平台通常用于货物的升降和运输。

液压系统通过控制液压缸的伸缩来实现平台的升降。

4. 液压制动系统：液压制动系统广泛应用于汽车、火车等交通工具中。

液压制动系统通过控制液压缸的压力来实现制动装置的工作，从而实现车辆的制动。

5. 液压卷扬机：液压卷扬机通常用于提升和牵引重物。

液压系统通过控制液压马达的转速和转向来实现卷扬机的工作。

6. 液压冲床：液压冲床是一种常见的金属加工设备，通过液压系统驱动冲床头实现金属板的冲孔、切割等加工操作。

7. 液压起重机：液压起重机是一种常见的起重设备，通过液压系统驱动液压缸实现起重和运输作业。

液压起重机具有起重力大、操作灵活等优点。

8. 液压剪切机：液压剪切机通常用于对金属板材进行剪切和切割。

液压系统通过控制液压缸的压力和位置来实现剪切机的工作。

9. 液压输送机：液压输送机是一种用于输送散状物料的设备，通过液压系统驱动输送带或滚筒实现物料的输送。

10. 液压缸：液压缸是液压传动的核心部件，广泛应用于各种机械设备中。

液压缸通过液压系统提供的压力驱动活塞运动，实现机械设备的工作。

以上是液压传动的一些应用案例，涵盖了工程机械、船舶、交通工具等各个领域。

液压传动具有传动力大、速度可调、操作灵活等优点，因此在工程装备和机械设备中得到了广泛应用。

液压传动的例子
1. 液压打造机-使用液压传动系统将油压转换成力，产生高压，并将金属材料塑造成所需形状。

它通常在金属加工、铸造和冲压工业中使用。

2. 液压挖掘机-使用液压助力器力改变大型金属臂的位置和姿态，以便进行重型土方工程和采矿工作。

3. 液压升降机-提供放缩缩移动平台和起降机架以及大型船舶中提供主操纵杆，以便加强运行控制。

4. 汽车制动系统-使用液压系统对刹车系统施加压力，以控制车辆速度和停止。

5. 飞机液压系统-使用液压系统管理舵面，设备和主起落架等机械部件，保证飞行安全。

6. 液压推土机-使用液压系统通过缸体或液压马达驱动，以便进行大型建筑工程和土方工作。

图1.2所示是磨床工作台液压系统传动工作原理图。

图1.2磨床工作台液压传动系统工作原理图
1-油箱；2-滤油器；3-液压泵；4-溢流阀；5-节流阀；6-换向阀；7-液压缸；8-活塞；9-工作台
油液由油箱1经滤油器2被吸入液压泵3，由液压泵输出的压力油经过节流阀5、换向阀6进入液压缸7的左腔（或右腔），液压缸的右腔（或左腔）的油液则经过换向阀后流回油箱，工作台9随液压缸中的活塞8实现向右（或向左）移动，当换向阀处于中位时，工作台停止运动。

工作台实现往复运动时，其速度由节流阀5调节，克服负载所需的工作压力则由溢流阀4控制。

图1.2中(a)、(b)、(c)分别表示了换向阀处于三个工作位置时，阀口P、T、A、B的接通情况。

由以上两例可得出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，而且传动中必须经过两次能量转换。

液压传动系统设计计算例题假设需要设计一套液压传动系统，用于控制某个机械臂的运动，以下是一些基本参数：- 机械臂负载重量：1000kg- 最大工作半径：5m- 液压驱动装置：某品牌的双泵式液压站，额定流量为100L/min，工作压力为20MPa，每个泵的负载能力为50kW。

- 液压缸的直径：100mm- 液压缸的行程：1m- 液压油：ISOVG46或ISOVG32- 管道直径：32mm下面是设计液压传动系统的步骤和计算：1. 计算机械臂所需的扭矩机械臂在运动时需要产生一定的扭矩，根据所需的工作半径和负载重量，可以计算出最大扭矩：Maximum torque = Load weight x Max. working radius= 1000kg x 5m= 5000kg-m2. 计算液压驱动装置的功率需求液压驱动装置需要产生足够的功率来带动机械臂运动，可以从率定流量和压力计算功率：Pump power = Pump flow rate x Pressure / 600= 100L/min x 20MPa / 600= 3.33kW由于每个泵的负载能力为50kW，因此液压传动系统的功率需求不超过这个限制。

3. 计算液压缸的负载力和推力液压传动系统需要输出足够的力量，以移动机械臂。

通过液压缸的直径和压力，可以计算出负载力和推力：Load force = Piston area x Pressure= π (D/2)^2 x P= π (0.1/2)^2 x 20MPa= 3141.59NPiston thrust = Load force x Stroke= 3141.59N x 1m= 3141.59N-m4. 计算液压油的流量和速度液压传动系统需要足够的液压油流量，以提供运动所需的功率和力量。

根据液压缸的直径和管道直径，可以计算出液压油的流速和流量：Fluid velocity = 4 x Flow rate / π x (pipe diameter)^2= 4 x 100L/min / π x (0.032m)^2= 127.323m/sFluid flow rate = π x (pipe diameter)^2 / 4 x Fluid velocity x 60= π x (0.032m)^2 / 4 x 127.323m/s x 60= 0.303L/s5. 设计液压管路液压系统的管路设计需要保证液压油流动的稳定和防止过度的压力损失。

第四章典型液压传动系统实例分析第一节液压系统的型式及其评价一、液压系统的型式通常可以把液压系统分成以下几种不同的型式。

1．按油液循环方式的不同分按油液循环方式的不同，可将液压系统分为开式系统和闭式系统。

（1）开式系统如图4.1所示，开式系统是指液压泵1从油箱5吸油，通过换向阀2给液压缸3（或液压马达）供油以驱动工作机构，液压缸3（或液压马达）的回油再经换向阀回油箱。

在泵出口处装溢流阀4。

这种系统结构较为简单。

由于系统工作完的油液回油箱，因此可以发挥油箱的散热、沉淀杂质的作用。

但因油液常与空气接触，使空气易于渗入系统，导致工作机构运动的不平稳及其它不良后果。

为了保证工作机构运动的平稳性，在系统的回油路上可设置背压阀，这将引起附加的能量损失，使油温升高。

在开式系统中，采用的液压泵为定量泵或单向变量泵，考虑到泵的自吸能力和避免产生吸空现象，对自吸能力差的液压泵，通常将其工作转速限制在额定转速的75％以内，或增设一个辅助泵进行灌注。

工作机构的换向则借助于换向阀。

换向阀换向时，除了产生液压冲击外，运动部件的惯性能将转变为热能，而使液压油的温度升高。

图4.1 开式系统但由于开式系统结构简单，因此仍为大多数工程机械所采用。

（2）闭式系统如图4.2所示。

在闭式系统中，液压泵的进油管直接与执行元件的回油管相联，工作液体在系统的管路中进行封闭循环。

闭式直系统结构较为紧凑，和空气接触机会较少，空气不易渗入系统，故传动的平稳性好。

工作机构的变速和换向靠调节泵或马达的变量机构实现，避免了在开式系统换向过程中所出现的液压冲击和能量损失。

但闭式系统较开式系统复杂，由于闭式系统工作完的油液不回油箱，油液的散热和过滤的条件较开式系统差。

为了补偿系统中的泄漏，通常需要一个小容量的补油泵进行补油和散热，因此这种系统实际上是一个半闭式系统。

一般情况下，闭式系统中的执行元件若采用双作用单活塞杆液压缸时，由于大小腔流量不等，在工作过程中，会使功率利用率下降。

随着现代社会的高速发展，以往单纯的只靠机械传动的生产技术正在被淘汰，在生产活动中，越来越多的生产技术是多种传动方式相结合的产物，比如半自动液压车床就是由液压传动和电气来控制刀架运动，来完成机械工件的加工。

与此同时，众多先进的生产技术被个人、企事业机构及国家科研机构提出并应用于实际生产中，而如何实现它们的半自动或自动控制，将是以后面临的一个首要问题。

本论文围绕着PLC控制技术的应用、液压系统的优越性和PLC用于液压控制的可行性分别作了一系列的介绍。

通过分析PLC的特点和液压系统的控制方式，来最终实现液压传动系统的PLC控制，并对PLC用于液压系统控制的发展前景做了详细的阐述。

一、可编程控制器（PLC）简介1、PLC的定义可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，是专门为在工业环境下应用而设计的。

它采用可以编程序的存储器，在其内部执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。

可编程序控制器（PLC）及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。

总之，可编程控制器（PLC）是一种以微处理器为核心，带有指令存储器和输入/输出接口，将自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业控制装置。

2、PLC的结构经过几十年的发展，目前，PLC主要由以下几大部分组成，如图1所示。

图1 PLC基本组成（1）CPU（中央处理单元）CPU是中央处理器（Central Processing Unit）的缩写，它是PLC的核心和控制指挥中心，主要由控制电路、运算器和寄存器组成，并集成在一块芯片上。

（2）存储器存储器主要存放系统程序、用户程序和数据。

根据存储器在系统中的作用，可分为系统程序存储器和用户程序存储器。

（3）输入、输出接口电路输入、输出（I/O）接口电路是PLC与现场I/O设备相连的部件。

PLC将输入信号转换为CPU能够接受和处理的信号，通过用户程序的运算，把结果通过输出模块输出给执行机构。

液压传动原理及⼏种典型应⽤简单机床液压传动系统的⼯作过程，就是液压传动系统传动⼯作原理的真实写照。

下⾯以机床液压传动系统和液压千⽄顶为例来说明液压传动的⼯作原理实例1液压千⽄顶的⼯作原理1-杠杆⼿柄2-⼩缸体3-⼩活塞4、7-单向阀5-吸油管6、10-管道8-⼤活塞9-⼤缸体11-截⽌阀12-通⼤⽓式油箱如图1.2-1所⽰，⼤缸体9和⼤活塞8组成举升液压缸。

杠杆⼿柄1、⼩缸体2、⼩活塞3、单向阀4和7组成⼿动液压泵⼯作原理：（1）如提起⼿柄使⼩活塞向上移动，⼩活塞下端油腔容积增⼤，形成局部真空，这是单向阀4打开，通过吸油管5从油箱12中吸油；（2）⽤⼒压下⼿柄，⼩活塞下移，⼩缸体下腔的压⼒升⾼，单向阀4关闭，单向阀7打开，⼩缸体下腔的油液经管道6输⼊⼤缸体9的下腔，迫使⼤活塞8向上移动，顶起重物。

（3）再次提起⼿柄吸油时，举升缸的下腔的压⼒油将⼒图倒流⼊⼿动泵内，但此时单向阀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的下腔，使重物逐渐地升起。

机械公社（4）如果打开截⽌阀11，举升缸的下腔的油液通过管道10、截⽌阀11流回油箱，⼤活塞在重物和⾃重作⽤下向下移动，回到原始位置。

对液压传动⼯作过程的分析结论：» ⼒的传递遵循帕斯卡原理» 运动的传递遵照容积变化相等的原则» 压⼒和流量是液压传动中的两个最基本的参数» 液压传动系统的⼯作压⼒取决于负载；液压缸的运动速度取决于流量» 传动必须在密封容器内进⾏，⽽且容积要发⽣变化» 传动过程中必须经过两次能量转换实例2磨床⼯作台⼯作原理1-油箱　2-过滤器　3、12、14-回油管 4-液压泵　5-弹簧　6-钢球　7-溢流阀　8-压⼒⽀管　9-开停阀　10-压⼒管　11-开停⼿柄　13-节流阀　15-换向阀　16-换向阀⼿柄　17-活塞　18-液压缸　19-⼯作台⼯作原理：（1）如图1.2-2，液压泵4在电动机（图中未画出）的带动下旋转，油液由油箱1经过滤器2被吸⼊液压泵，⼜液压泵输⼊的压⼒油通过⼿动换向阀11，节流阀13、换向阀15进⼊液压缸18的左腔，推动活塞17和⼯作台19向右移动，液压缸18右腔的油液经换向阀15排回油箱。