葉片式流體傳動裝置工作原理

1. 液壓傳動工作原理

以液體作為工作介質，並以其壓力勢能進行能量傳遞的方式，即為液壓傳動。力按照帕斯卡定律（靜壓傳遞定律）進行傳遞。

密封容器內的靜止液體，當邊界上的壓力p0發生變化時，例如增加Δp，則容器內任意一點的壓力將增加同一數值Δp，也就是說，在密封容器內施加於靜止液體任一點的壓力將以等值傳到液體各點。這就是帕斯卡原理或靜壓傳遞原理。

圖8-1 液壓傳動工作原理

根據帕斯卡原理和靜壓力的特性（在液壓傳動系統中，靜止液體內部各點的壓力處處相等），液壓傳動不僅可以進行力的傳遞，而且還能將力放大和改變力的方向。圖8-1所示為應用帕斯卡原理推導壓力與負載關系的實例。圖中垂直液壓缸（負載缸）的截面積為A₁，水平液壓缸截面積為A₂，兩個活塞上的外作用力分別為F₁、F₂，則缸內壓力分別為p1＝F₁/A₁、p2＝F₂/A₂。由於兩缸充滿液體且互相連接，根據帕斯卡原理，有p1＝p₂。因此有：

液壓動力頭岩心鑽機設計與使用

上式表明，只要A₁/A₂足夠大，用很小的力F₁就可產生很大的力F₂。液壓千斤頂和水壓機就是按此原理製成的。

如果垂直液壓缸的活塞上沒有負載，即F₁＝0，則當略去活塞質量及其他阻力時，不論怎樣推動水平液壓缸的活塞也不能在液體中形成壓力。這說明液壓系統中的壓力是由外界負載決定的，這是液壓傳動的一個基本概念。

速度或轉速按照「容積變化相等」的原則進行傳遞（也叫容積式傳動）。

設圖8-1中的小活塞的移動速度為v₂，面積為A₂，則Δt時間內由於小活塞移動所排擠的空間即為排出的液體體積

液壓動力頭岩心鑽機設計與使用

Δt時間內由於大活塞移動所讓出的空間容積即為進入其內的液體體積

液壓動力頭岩心鑽機設計與使用

式中：v₁為大活塞的移動速度；A₁為大活塞的面積；忽略液體的泄漏損失，

有

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所以

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或

液壓動力頭岩心鑽機設計與使用

考慮到流體力學中把單位時間內流過的流體體積叫做流量，則流量

液壓動力頭岩心鑽機設計與使用

則前式變為

所以

由此可以得出如下結論：

（1）活塞移動的速度正比於進入其內的流量，而與負載無關。這是液壓傳動的一個基本概念。活塞移動速度可以通過改變流量Q的方法進行調節。

（2）活塞移動的速度反比於活塞的面積，也就是可以通過調整活塞的面積來控制活塞移動的速度。如可以通過改變活塞桿的粗細來控制雙向液壓缸的往返速度比等。

2. 簡述液力傳動的工作原理

以液體為工作復介質，利用液體動制能來傳遞能量的流體傳動。葉輪將動力機（內燃機、電動機、渦輪機等）輸入的轉速、力矩加以轉換，經輸出軸帶動機器的工作部分。液體與裝在輸入軸、輸出軸、殼體上的各葉輪相互作用，產生動量矩的變化，從而達到傳遞能量的目的。液力傳動與靠液體壓力能來傳遞能量的液壓傳動在原理、結構和性能上都有很大差別。液力傳動的輸入軸與輸出軸之間只靠液體為工作介質聯系，構件間不直接接觸，是一種非剛性傳動。液力傳動的優點是：能吸收沖擊和振動，過載保護性好，甚至在輸出軸卡住時動力機仍能運轉而不受損傷，帶載荷起動容易，能實現自動變速和無級調速等。因此它能提高整個傳動裝置的動力性能。

3. 葉片式氣動馬達的工作原理

下面最主要介紹一下葉片式氣動馬達：
氣動馬達是將壓縮空氣的壓力能轉換成旋轉的機械能的裝置，在氣壓傳動中使用最廣泛的是葉片式和活塞式氣動馬達，本節以葉片式氣動馬達為倒簡單介紹氣動馬達的工作原理和它的主要技術性能。如圖12—lO所示的為雙向旋轉葉片式氣馬達的工作原理圖。當壓縮空氣從進氣口A進入氣室後立即噴向葉片1作用在葉片的外伸部分，產生轉矩帶動轉子2作逆時針轉動，輸出旋轉的機械能，廢氣從排氣口C排出，殘余氣體經B排出(二次排氣)若進、排氣口互換．則轉子反轉，輸出相反方向的機械能。轉子轉動的離心力和葉片底部的氣壓力、彈簧力(圖中未畫出)使得葉片緊密地抵在定子3的內壁上，以保證密封，提高容積效率。
圖12-10 雙向旋轉葉片式氣動馬達
1-葉片 2-轉子 3-定子
圖12—11是在一定工作壓力下作出的葉片式氣馬達的特性曲線。由圖可知，氣動馬達具有軟特性的特點。當外加轉矩丁等於零時，即為空轉，此時速度達到最大值nmax氣動馬達輸出的功率等於零；當外加轉矩等於氣動馬達的最大轉矩Tmax時，馬達停止轉動，此時功率也等於零；當外加轉矩等於最大轉矩的一半時，馬達的轉速也為最大轉速的1/2，此時馬達的輸出功率P最大，以Pmax表示
圖12-11 氣動馬達特性曲線
葉片式氣動馬達主要用於風動工具、高速旋轉機械及礦山機械等。

4. 簡述液壓傳動的工作原理

工作原理：

電動機帶動液壓泵從油箱吸油，液壓泵把電動機的機械能轉換為液體的壓力能。液壓介質通過管道經節流閥和換向和閥進入液壓缸左腔，推動活塞帶動工作台右移，液壓缸右腔排出的液壓介質經換向閥流回油箱。

換向閥換向之後液壓介質進入液壓缸右腔，使活塞左移，推動工作台反向移動。改變節流閥的開口可調節液壓缸的運動速度。液壓系統的壓力可通過溢流閥調節。在繪制液壓系統圖時，為了簡化起見都採用規定的符號代表液壓元件，這種符號稱為職能符號。

任何一個液壓傳動系統都是由幾個基本迴路組成的，每一基本迴路都具有一定的控制功能。幾個基本迴路組合在一起，可按一定要求對執行元件的運動方向、工作壓力和運動速度進行控制。根據控制功能不同，基本迴路分為壓力控制迴路、速度控制迴路和方向控制迴路。

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應用：

液壓傳動主要應用如下：

(1)一般工業用液壓系統塑料加工機械（注塑機）、壓力機械（鍛壓機）、重型機械（廢鋼壓塊機）、機床（全自動六角車床、平面磨床）等；

(2)行走機械用液壓系統工程機械（挖掘機）、起重機械（汽車吊）、建築機械（打樁機）、農業機械（聯合收割機）、汽車（轉向器、減振器）等；

(3)鋼鐵工業用液壓系統 冶金機械（軋鋼機）、提升裝置（升降機）、軋輥調整裝置等；

(4)土木工程用液壓系統 防洪閘門及堤壩裝置（浪潮防護擋板）、河床升降裝置、橋梁操縱機構和礦山機械(鑿岩機)等；

(5)發電廠用液壓系統渦輪機（調速裝置）等；

(6)特殊技術用液壓系統 巨型天線控制裝置、測量浮標、飛機起落架的收放裝置及方向舵控制裝置、升降旋轉舞台等；

(7)船舶用液壓系統 甲板起重機械（絞車）、船頭門、艙壁閥、船尾推進器等；

(8)軍事工業用液壓系統火炮操縱裝置、艦船減搖裝置、飛行器模擬等。

參考資料：網路-液壓傳動

5. 液壓系統的工作原理：

液壓傳動原理：以油液作為工作介質，通過油液內部的壓力來傳遞動力。

1、動力部分－將原內動機的機械能容轉換為油液的壓力能（勢能）。例如：各種液壓泵。
2、執行部分－將液壓泵輸入的油液壓力能轉換為帶動工作機構的機械能。例如：各種

液壓缸、液壓馬達。

3、控制部分－用來控制和調節油液的壓力、流量和流動方向。例如：各種壓力控制閥、

流量控制閥。

4、輔助部分－將前面三部分連接在一起，組成一個系統，起貯油、過濾、測量和密封

等作用。例如：軟硬管路、接頭、油箱、濾油器、蓄能器、密封件和顯示儀表等。

6. 傳動機構的工作原理

傳動機構是把動力從機器的一部分傳遞到另一部分，使機器或機器部件運動或專運轉的構件或機構屬稱為傳動機構。
功用
（1）改變動力機輸出轉矩，以滿足工作機的要求；
（2）把動力機輸出的運動轉變為工作機所需的形式，如將旋轉運動改變為直線運動，或反之；
（3）將一個動力機的機械能傳送到數個工作機上，或將數個動力機的機械能傳送到一個工作機上；
（4）其他特殊作用，如有利於機器的控制、裝配、安裝、維護和安全等而設置傳動裝置。
根據工作原理的不同，傳動方式可分為：
機械傳動
是指利用機械方式傳遞動力和運動的傳動。分為兩類：一是靠機件間的摩擦力傳遞動力與摩擦傳動，二是靠主動件與從動件嚙合或藉助中間件嚙合傳遞動力或運動的嚙合傳動。
流體傳動
是指利用流體作為工質的一種傳動。依靠液體的靜壓力傳遞能量的稱為液壓傳動。依靠葉輪與液體之間的流體動力作用傳遞能量的稱為液力傳動。利用氣體的壓力傳遞能量的稱為氣壓傳動。
電氣傳動
是指用電動機把電能轉換成機械能，去帶動各種類型的生產機械、交通車輛以及生活中需要運動的傳動，也稱電力拖動。
復合傳動
是指利用兩種或兩種以上的傳動方式的機構或結構。

7. 什麼叫流體傳動

流體傳動一般稱為液力傳動，其原理是靠液體的流動的動能來傳遞力的方式，雖然和液壓傳動相近，但其原理卻不同，