[科普中國(guó)]-液壓原理

利用液體壓力傳遞的性質(zhì)，根據(jù)液面平衡、壓強(qiáng)相等原理，衡量得出質(zhì)量的大小1。液壓原理在一定的機(jī)械、電子系統(tǒng)內(nèi)，依靠液體介質(zhì)的靜壓力，完成能量的積壓、傳遞、放大，實(shí)現(xiàn)機(jī)械功能的輕巧化、科學(xué)化、最大化。利用液壓原理，可以構(gòu)建液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，也可以構(gòu)建液壓控制系統(tǒng)。液壓回路的基本機(jī)能在于以液體壓力能的形式進(jìn)行容易控制的能量傳遞。

元件分類正確地使用和維護(hù)液壓系統(tǒng)，有賴于對(duì)流體特性和機(jī)械元件功能的透徹理解。要想操作和維護(hù)好一個(gè)液壓系統(tǒng)，從事該領(lǐng)域工作的人們必須具備一些流體動(dòng)力的基礎(chǔ)知識(shí)，同時(shí)也需要熟悉組成液壓系統(tǒng)的七類基本元件。

許多液壓系統(tǒng)看似極其復(fù)雜，但實(shí)際上，它們的基本設(shè)計(jì)原理相當(dāng)簡(jiǎn)單。不管一個(gè)液壓系統(tǒng)的復(fù)雜程度如何，每個(gè)系統(tǒng)都無(wú)外乎由七類基本元件組成:

1、存儲(chǔ)油液的油箱；

2、用來(lái)傳遞流體動(dòng)力的管路；

3、將輸入動(dòng)力轉(zhuǎn)化為流體動(dòng)力的液壓泵；

4、調(diào)節(jié)壓力的壓力控制閥；

5、控制流體流動(dòng)方向的方向控制閥；

6、調(diào)節(jié)速度或流量的流量控制裝置；

7、將液壓能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的執(zhí)行元件。2

特點(diǎn)從能量傳遞方面看：液壓技術(shù)大致處于機(jī)械式能量傳遞和電氣式能量傳遞之中間位置。

從傳動(dòng)特性方面看：機(jī)械傳動(dòng)和液力傳動(dòng)裝置可以說有固定的特性，與此相反，液壓傳動(dòng)裝置和電氣傳動(dòng)裝置相同，具有無(wú)級(jí)變速裝置的特性，除了恒功率外，還容易實(shí)現(xiàn)恒速和恒轉(zhuǎn)矩等特性。

液壓技術(shù)的這種特點(diǎn)，一般可以歸納如下：

（1）容易進(jìn)行無(wú)級(jí)變速，變速范圍廣，即能在很寬的范圍內(nèi)很容易地調(diào)節(jié)力與轉(zhuǎn)矩；

（2）控制性能好，即力、速度、位置等能以很高的響應(yīng)速度正確地進(jìn)行控制。另外，對(duì)于電氣，機(jī)械等其它的控制方式具有很好地適應(yīng)性，特別是和電氣信號(hào)處理相結(jié)合，可得到優(yōu)良的響應(yīng)特性；

（3）動(dòng)作可靠，操作性能好；

（4）結(jié)構(gòu)和特性上具有適度的柔性；

（5）可以用標(biāo)準(zhǔn)元件構(gòu)成實(shí)現(xiàn)任意復(fù)雜機(jī)能的回路。形成這些特點(diǎn)的原因：在于用容積式元件作能力轉(zhuǎn)換器即液壓泵和液壓執(zhí)行器，用富有潤(rùn)滑性的油（液壓油）作為工作介質(zhì)。液壓技術(shù)的一般缺點(diǎn)也與液壓油有關(guān)。這些缺點(diǎn)歸納如下：

（1）漏油；

（2）要求特別精密控制的場(chǎng)合，液壓油的污染對(duì)元件、裝置的特性有不良影響。即是說，液壓油的管理對(duì)可靠性和元件的壽命有很大的影響。

用途液壓傳動(dòng)的基本工作原理基于工程流體力學(xué)的帕斯卡原理，主要以液體的壓力來(lái)傳遞能量3。液壓技術(shù)的特性適合各種機(jī)械和設(shè)備的自動(dòng)化、高性能、大容量、體積小、重量輕等方面的要求。所以雖然它是一門比較新的技術(shù)分支，但是在主動(dòng) 力的傳遞機(jī)構(gòu)、輔機(jī)的操作機(jī)構(gòu)或作業(yè)自動(dòng)化控制機(jī)構(gòu)等方面廣泛應(yīng)用。

優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)1、液壓傳動(dòng)的各種元件，可以根據(jù)需要方便、靈活地來(lái)布置。

2、重量輕、體積小、運(yùn)動(dòng)慣性小、反應(yīng)速度快。

3、操縱控制方便，可實(shí)現(xiàn)大范圍的無(wú)級(jí)調(diào)速（調(diào)速范圍達(dá)2000：1）。

4、可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)。

5、一般采用礦物油作為工作介質(zhì)，相對(duì)運(yùn)動(dòng)面可自行潤(rùn)滑，使用壽命長(zhǎng)。

6、很容易實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)。

7、很容易實(shí)現(xiàn)機(jī)器的自動(dòng)化，當(dāng)采用電液聯(lián)合控制后，不僅可實(shí)現(xiàn)更高程度的自動(dòng)控制過程，而且可以實(shí)現(xiàn)遙控。

缺點(diǎn)1、由于流體流動(dòng)的阻力和泄露較大，所以效率較低。如果處理不當(dāng)，泄露不僅污染場(chǎng)地，而且還可能引起火災(zāi)和爆炸事故。

2、由于工作性能易受到溫度變化的影響，因此不宜在很高或很低的溫度條件下工作。

3、液壓元件的制造精度要求較高，因而價(jià)格較貴。

4、由于液體介質(zhì)的泄露及可壓縮性影響，不能得到嚴(yán)格的傳動(dòng)比。

5、液壓傳動(dòng)出故障時(shí)不易找出原因；使用和維修要求有較高的技術(shù)水平。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

陳波 - 副教授 - 中央財(cái)經(jīng)大學(xué)