液压与气压传动 ()第一章 液压与气动概述
第1章 液压与气压传动概论,章 节 目 录,1.1 液压与气压传动的研究内容 1.2 液压传动的工作原理 1.3 液压传动系统的组成 1.4 液压与气压传动的特点 1.5 液压与气压传动发展及应用概况,能源介质： 液压与气压传动是以有压流体（压力油或压缩空气）为能源介质。 实现传动和控制的方法： 液压与气压传动实现传动和控制的方法基本相同：利用各种控制元件组成能够实现特定功能的基本回路，再由若干回路有机组合成能完成一定控制功能的传动系统，从而进行能量的传递、转换与控制 。 了解的内容： (1)传动介质的基本物理性能及其静力学、动力学特性；(2)组成系统的各类液压与气动元件的结构、工作原理、工作性能以及由这些元件所组成的各种控制回路的性能和特点 ；(3)进行液压与气压传动控制系统的设计。,能源介质 控制方法 应该要理解的内容,1.1 液压与气压传动的研究内容,1.2 液压传动的工作原理,帕斯卡定律：在密闭容器内，施加于静止液体上的压力将以等值同时穿液体中各点。,图1-1 液压千斤顶工作原理图,（1-2）,1. 力的传递,据上式，系统压力与外负载密切相关。 由此得出液压传动工作原理的第一个重要特征： 液压与气压传动中工作压力取决于外负载。,为液压泵的排油压力（系统压力），应等于液压缸中液体压力，即,如1-1图所示:设液压缸活塞面积为 ，作用在活塞上的负载力为 。,（1-1）,液压缸中所产生的液体压力P2：,作用在液压泵活塞上的作用力F1,由此得出液压传动工作原理的第二个重要特征：活塞的运动速度只取决于输入流量的大小， 而与外负载无关。 从上面的讨论还可以看出，压力和流量是液压传动中两个最基本的参数。,2. 运动的传递,液压泵排出的液体体积等于进入液压缸的液体体积，则有：,该公式是在不考虑液体的可压缩性、漏损和缸体、管路的变形情况下。 S1 为液压泵活塞位移，S2为液压缸活塞位移。,（1-3）,上式两边同除以运动时间t得：,式中：V1 、V2为液压泵活塞和液压缸活塞的平均运动速度。q1、 q2为液压泵输出的平均流量和液压缸输入的平均流量。,q1=v1A1=v2A2=q2,（1-4）,1.3 液压传动系统的组成,图1-2 典型液压系统原理图,1-液压泵 2-流量控制阀 3- 换向阀 4-液压缸 5-工作台 6-溢流阀 7-过滤器 8-油箱,2. 从上面的例子可以看出，液压传动系统主要由以下五个部 分组成：,（1）功率输入装置（能源装置）：把机械能流体压力能。如液压泵。 （2）功率输出装置（执行元件）：把流体的压力能机械能。如液压缸、液压马达。 （3）控制元件：对系统中流体压力、流量和流动方向进行控制或调节的装置，如溢流阀等。 （4）辅助元件：保证系统正常工作所需的上述三种以外的装置。如油箱、过滤器等。 （5）工作介质：液压油等。 为了简化液压系统的表示方法，通常采用图形符号来绘制系统原理图。图1-2（b）就是按GB/T786-93绘制的图1-2(a)所示液压系统原理图。,1.4 液压与气压传动的特点,1. 液压传动的优点、缺点,2. 气压传动的优点、缺点,优点： 1）在同等体积下，液压装置比电气装置产 生更高的动力。在同等功率下，液压装置体 积小，重量轻，功率密度大，结构紧凑。 2）工作比较平稳。 3）能在大范围内实现无级调速 4）易于自动化 5）易于实现过载保护 6）液压系统的设计、制造和使用比较方便。 7）用液压传动实现直线运动远比用机械传 动简单。 缺点： 1）较多的能量损失。 2）工作性能易受温度变化的影响 。 3）液压元件的制造精度要求较高，因而价 格较贵 4）液压传动出现故障时不易找原因。,优点： 1）空气获得与排放方便 2）便于集中供应和远距离输 送。 3）对元件的材料与制造精度 要求较低 4）气动系统维护简单，管道 不易堵塞。 5）使用安全, 并且便于实现 过载保护。 缺点： 1）平稳性不如液压传动 2）总推力较小 3）传动效率低,主要经历如下阶段： 17、18世纪液压基础理论的建立（流体运动原理、物体在流动的液体中的粘性和阻力问题、 流体能量传递原理、静压传递原理） 18世纪末世界上第一台水压机由英国制造 19世纪至今流体运动方程进一步发展 ，液压与气压传动在工程上得到了广泛的应用,应用举例：,1.5 液压与气压传动发展及应用概况,表1-1液压与气压传动在各类机械行业中的应用举例,Applications,900T运梁车液压系统,PW高炉煤气洗涤塔液压系统,宝钢镀锡线液压系统,泵站,大包滑动水口系统,电厂液压系统,镀锡线系统,翻钢机液压系统,辊压机液压系统,环保机械液压系统,机床液压系统,夹具液压泵站,欢迎提出宝贵意见和建议!,本章结束！,视频演示1-1 液压千斤顶工作原理,千斤顶动作： 杠杆向上小活塞向上运动单向阀7关闭单向阀8被顶开油箱6的油液进入液压缸1。 杠杆向下小活塞向下运动单向阀8关闭单向阀7被顶开油液经油管进入液压缸4大活塞上移顶起重物。 如此不断上下扳动杠杆，就可将重物逐渐举升。如杠杆停止动作，单向阀7关闭，大活塞连同重物一起被自锁不动，停止在举升位置。如打开截止阀，大液压缸下腔通油箱，大活塞将在自重作用下向下移，迅速回复到原始位置。,视频演示1-2 典型液压系统原理图,当换向阀3阀芯处于左位时，压力油经阀2阀3管道液压缸4的腔，推动活塞向右运动。液压缸右腔的油液经管道阀3油箱。当阀3阀芯处于右端位置时，液压缸活塞反向运动。 当阀3处于中位时，活塞静止不动。 改变阀2的开口流量改变运动速度改变。液压缸的工作压力取决于负载。 液压泵的最大工作压力由溢流阀6调定，其调定值应为液压缸的最大工作压力及系统中油液流经阀和管道的压力损失之总和。,
