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液压传动在机床上的应用

发表时间：2014/9/11 10:37:17

概述

液压传动相对于机械传动来说是一门较新兴的技术。但是，由于它在某些方面具有的优良性能及特点，使得它发展非常迅速，目前已被大量应用于多种行业中，例如在机床制造业中的液压车床、磨床、铣床和刨床等的应用越来越多；在自动。非自动和数控等高效自动化机床中，其液压传动与控制技术的采用已不可缺少；在汽车制造业方面有采用液压传动的全液压越野车、液压自卸车、消防高空作业车等；在工程建筑业方面有全液压挖掘机、装载机和隧道掘进机等。此外在农业机械、轻工、冶金、船舶、军工等行业也越来越多地采用液压传动。

到底什么是液压传动呢？液压传动（Hydraulics）是以液体为工作介质，通过驱动装置将原动机的机械能转换为液压的压力能，然后通过管道、液压控制及调节装置等，借助执行装置，将液体的压力能转换为机械能，驱动负载实现直线或回转运动。

为什么要用液压传动呢？将能量从机械能转换为液压能，而后又将液压能转换为液压能，何必多此一举呢？几乎所有的机械或机器都需要传动机构。这因为原动机一般很难直接满足执行机构在速度、力、转矩或运动方式等方面的要求，必须通过中间环节——传动装置进行调节控制。液压传动就是这种调节控制方式中的一种。一部完整的机器是由原动机、传动机构及控制部分、工作机（含辅助装置）组成。传动机构通常分为机械传动、电气传动和流体传动机构。

从17世纪中叶帕斯卡提出静压传动原理，18世纪末英国制成第一台水压机算起，液压传动已有2～3百年的历史。

第二次世界大战前后，成功地将液压传动装置用于舰艇炮塔转向器，其后出现了液压六角车床和磨床，一些通用机床到本世纪30年代才用上了液压传动。下面以磨床为例介绍液压传动在机床上的应用

磨床工作台液压系统

磨床工作时，要求其工作台水平往复运动。

实现工作台水平往复运动控制的是一套液压控制系统，如图所示是一台磨床的液压系统结构原理图。

磨床的液压系统工作时，液压泵3的动力是由电机驱动的,其作用是向系统提供一定流量的压力油。

该泵是由一对相互啮合的齿轮来完成吸油和排油过程的，是一种齿轮泵。虽然，它的结构和千斤顶的手动泵不同，且动力是由电机驱动的，但其功能都相同，都是向系统提供具有一定流量和压力的油液。

由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。

当手动换向阀15换向后，液压油进入液压缸18的右腔，推动活塞17和工作台19向左移动。

当节流阀开大时，进入液压缸18的油液增多，工作台的移动速度增大；当节流阀关小时，工作台的移动速度减小。

如果将手动换向阀9转换成如图1．1（C）所示的状态，液压泵输出的油液经手动换向阀9流回油箱，这时工作台停止运动，液压系统处卸荷状态。

液压系统中工作的零部件都有一定的承载范围，当系统的工作压力超过这个承载范围时，就可能会出现安全事故，如管道爆裂、电机过热奈至烧毁等。

液压系统一般采用设置安全阀的方法，来限制系统的较大工作压力，保护人生设备的安全。

除了前面讨论的各个环节外，液压系统要能正常工作，还必须有储存油的容器——油箱，有连接各元器件的管道，还得有过滤系统的油液，防止杂质进入泵和液压系统的过滤器，另外还有蓄能器，压力表等。

从磨床的液压系统组成和工作原理可以看出，液压系统一般有以下几个部分组成：

液压传动系统的组成

从图可以看出，液压传动是以液体作为工作介质来进行工作的，一个完整的液压传动系统由以下几部分组成：

（l）液压泵（动力元件）：是将原动机所输出的机械能转换成液体压力能的元件，其作用是向液压系统提供压力油，液压泵是液压系统的心脏。

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（2）执行元件：把液体压力能转换成机械能以驱动工作机构的元件，执行元件包括液压缸和液压马达。

（3）控制元件：包括压力、方向、流量控制阀，是对系统中油液压力、流量、方向进行控制和调节的元件。如换向阀15即属控制元件。

（4）辅助元件：上述三个组成部分以外的其它元件，如：管道、管接头、油箱、滤油器等为辅助元件。

液压传动的特点及应用

液压传动与机械传动相比具有如下一些特点：

1．系统运行平稳灵活由于液压传动一般都采用油液作为工作介质，因此系统各元件自润滑性好，元件使用寿命长；另外，由于液体传动具有良好的吸振性，所以系统运行平稳且动作灵敏。

2。能传动技大的力和力矩液压传动能够传动较大的力和力矩；能够比较容易产生很高的压力；液压传动较容易地实现大范围无级调速。

3．控制操作简便液压传动系统控制调节简单，操作方便省力、易于实现自动化控制特别是和电气控制结合后，能够方便地实现复杂的自动工作循环。

4．运行安全液压传动系统通过安全阀等装置能够非常容易地实现过载保护。

5．元器件“三化”率高液压元件易于实现标准化、系列化。通用化，便于设计、制造。目前，已有大量的标准化系列化产品，选用非常方便。

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近年来，液压技术迅速发展，液压元件日臻完善，使得液压传动在机床传动系统中的应用突飞猛进，液压传动所具有的优势也日渐凸现。可以相信，随着液压技术与微电子技术、计算机控制技术以及传感技术的紧密结合，液压传动技术必将在机床的发展中发挥出越来越重要的作用。

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