液壓傳動的工作原理

1.液壓千斤頂的傳動原理

    液壓千斤頂是機械行業常用的工具，常用這個小型工具頂起較重的物體。下面以它為例簡述液壓傳動的工作原理。圖A所示為液壓千斤頂的工作原理圖。有兩個液壓缸1和6，內部分別裝有活塞，活塞和缸體之間保持良好的配合關系，不僅活塞能在缸內滑動，而且配合面之間又能實現可靠的密封。當向上抬起杠桿時，液壓缸1活塞向上運動，液壓缸1下腔容積增大形成局部真空，單向閥2關閉，油箱4的油液在大氣壓作用下經吸油管頂開單向閥3進入液壓缸1下腔，完成一次吸油動作。當向下壓杠桿時，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，關閉單向閥3，液壓缸1下腔的壓力油頂開單向閥2，油液經排油管進入液壓缸6的下腔，推動大活塞上移頂起重物。如此不斷上下扳動杠桿就可以使重物不斷升起，達到起重的目的。如杠桿停止動作，液壓缸6下腔油液壓力將使單向閥2關閉，液壓缸6活塞連同重物一起被自鎖不動，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，迅速回復到原始位置。設液壓缸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。根據流體力學的帕斯卡定律“平衡液體內某一點的壓力值能等值地傳遞到密閉液體內各點”，則有

p₁ = p₂ = F/A₁ = W/A₂ (1-1)

    由液壓千斤頂的工作原理得知，液壓缸1與單向閥2、3一起完成吸油與排油，將杠桿的機械能轉換為油液的壓力能輸出。液壓缸6將油液的壓力能轉換為機械能輸出，抬起重物。有了負載作用力，才產生液體壓力。因此就負載和液體壓力兩者來說，負載是第一性的，壓力是第二性的。液壓傳動裝置本質是一種能量轉換裝置。在這里液壓缸6、液壓缸1組成了最簡單的液壓傳動系統，實現了力和運動的傳遞。

從液壓千斤頂的工作過程，可以歸納出液壓傳動工作原理如下：

(1)液壓傳動是以液體（液壓油）作為傳遞運動和動力的工作介質的。

(2)液壓傳動經過兩次能量轉換，先把機械能轉換為便于輸送的液體壓力能，然后把液體壓力能轉換為機械能對外做功。

(3)液壓傳動是依靠密封容積（或密封系統）內容積的變化來傳遞能量的。

工程機械的起重機、推土機、汽車起重機、注塑機，機床行業的組合機床的滑臺、數控車床工件的夾緊、加工中心主軸的松刀和拉刀等都應用了液壓系統傳動的工作原理。

    2．機床工作臺的液壓傳動系統

圖B為機床工作臺液壓系統結構原理。它由油箱1、濾油器2、液壓泵3、溢流閥4、節流閥5、換向閥6、手柄7、液壓缸8、工作臺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工作臺9做往復運動。液壓泵由電動機（圖中沒有標示出來）驅動，通過濾油器2從油箱1中吸油并送人密閉的系統內。

    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→節流閥5→換向閥6→液壓缸8左腔，推動活塞連同工作臺9向右移動。這時液壓缸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→節流閥5→換向閥6→液壓缸8右腔，推動活塞連同工作臺9向左移動。這時液壓缸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，泵輸出的壓力油→節流閥5→換向閥6而被封閉，此時泵輸出的壓力油→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，這時工作臺9停止運動。

    工作臺移動的速度可通過節流閥5的開口大小來調節。當節流閥5的閥口增大時，進入液壓缸的油液量增大，工作臺的移動速度增大；反之當關小節流閥5的閥口時，進入液壓缸的油液量減小，工作臺的移動速度減小。

    轉動溢流閥4的調節螺釘，可調節彈簧的預緊力。彈簧的預緊力越大，密封系統中的油壓就越高，工作臺移動時，能克服的最大負載就越大；彈簧的預緊力越小，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及時地排回油箱。所以，溢流閥4在該液壓系統中起調壓、溢流作用。