设备控制技术 教学课件 ppt 刘冰 韩庆国 模块二

1、,模块二 液压传动,项目一 液压传动的基本原理,1,项目二 液压传动系统的动力元件及执行元件,2,项目三 液压传动系统的控制元件,3,项目四 液压基本控制回路,4,项目五 典型液压传动系统分析,5,项目一 液压传动基本原理及相关术语,任务一 液压传动基本原理,1,任务二 液压传动的特点,2,任务三 液压油的性质和选用,3,第3页,2009-6,任务一 液压传动基本原理,任务案例： 根据液压千斤顶工作过程示教板分析液压传动的基本原理，识别相关液压元件;,图2.1液压千斤顶结构原理图 1-杠杆手柄 2-小缸体 3-小活塞 4、6-单向阀 5-吸油管 7、10-管道 8-大活塞 9-大缸体 11-放油阀 12-油箱,第4页,2009-6,任务一 液压传动基本原理,任务相关知识： 1液压系统工作原理 图2.1所示为一种常见的液压传动系统实例，图中大缸体9和大活塞8组成举升液压缸。杠杆手柄1、小缸体2、小活塞3、单向阀4和6组成手动液压泵。当提起手柄时，小活塞将向上移动，小活塞下端油腔容积增大，形成局部真空，这时单向阀4打开，通过吸油管5从油箱12中吸油；当用力压下手柄时，小活塞下移，小活塞下腔

2、的压力升高，单向阀4关闭，单向阀6打开，下腔的油液经管道7输入举升油缸9的下腔，使大活塞8向上移动，顶起重物。,第5页,2009-6,任务一 液压传动基本原理,再次提起手柄吸油时，单向阀6自动关闭，使油液不能倒流，从而保证重物不会自行下落。不断往复地提压手柄，就能不断地把油液压入举升缸的下腔，使重物逐渐地升起。若打开放油阀11，举升缸的下腔中的油液将会通过管道10和放油阀11流回油箱，重物落下。这就是液压千斤顶的工作原理。 2. 液压传动系统的组成 液压千斤顶是一种简单的液压传动装置。由它的工作原理可以看出，液压系统应该由以下五个主要部分的元件来组成：,第6页,2009-6,任务一 液压传动基本原理,（1）动力元件 它是把机械能转换成油液压力能的装置，为液压系统提供压力油，最常见的形式是液压泵。 （2）执行元件 它是把液压能转换成机械能的装置，在压力油的推动下形成力和速度（或力矩和转速），来驱动工作元件。常见形式有液压缸和液压马达。 （3）控制调节元件 控制调节元件是指各种阀类，如溢流阀、节流阀、换向阀等。控制调节元件的作用是控制液压系统中油液的压力、流量以及流动方向，保证执行元件完成

3、预定的工作运动。,第7页,2009-6,任务一 液压传动基本原理,（4）辅助元件 辅助元件主要指油箱、油管、管接头、滤油器、压力表、流量表等。辅助元件的主要作用是散热贮油、连接、输油、过滤、测量压力及流量等，它们对保证系统正常工作是必不可少的。 （5）工作介质 工作介质即液压油，其作用是实现运动和动力的传递。,第8页,2009-6,任务一 液压传动基本原理,3. 液压传动系统图的图形符号,图2.2液压千斤顶的工作原理图 1-液压泵 2-单向阀 3-大活塞 4-液压缸 5-油管 6-放油阀 7-油箱,第9页,2009-6,任务一 液压传动基本原理,图2.1所示的液压系统是一种结构式的工作原理图，它具有直观性强、容易理解的优点，但图形比较复杂，绘制比较麻烦。因此，国内外一般都采用元件的图形符号来绘制液压系统原理图，图2.2所示为用元件符号绘制的液压千斤顶的工作原理图。图形符号不表示元件的具体结构，只代表元件的职能，从而使系统图简化，工作原理简单明了，便于识读、分析、设计和绘制。根据规定液压元件的图形符号以元件的静止位置或零位来表示。,第10页,2009-6,任务一 液压传动基本原理,图2.

4、1所示的液压系统是一种结构式的工作原理图，它具有直观性强、容易理解的优点，但图形比较复杂，绘制比较麻烦。因此，国内外一般都采用元件的图形符号来绘制液压系统原理图，图2.2所示为用元件符号绘制的液压千斤顶的工作原理图。图形符号不表示元件的具体结构，只代表元件的职能，从而使系统图简化，工作原理简单明了，便于识读、分析、设计和绘制。根据规定液压元件的图形符号以元件的静止位置或零位来表示。,第11页,2009-6,任务二 液压传动的特点,任务案例： 1.复述液压传动系统的组成； 2. 讨论液压传动系统组成与其他机械传动如带传动、链传动、齿轮传动等的区别，总结液压传动具有的优点和缺点； 3. 讨论实际生产中液压传动系统的应用。,第12页,2009-6,任务二 液压传动的特点,任务相关知识： 1液压传动的特点 液压传动与其他传动形式比较，具有以下的优点： (1)液压传动能传递较大的力和转矩，且传动比较简化。 (2)液压传动装置的重量轻、结构紧凑、惯性小。 (3)液压传动能方便地实现无级调速，并且调速范围大。 (4)液压传动装置工作平稳，反应速度快、冲击小，能快速启动、制动和频繁换向。 (5) 液压

5、传动操纵方便，容易实现自动化，而且可以与电气组合应用，实现遥控。 (6) 液压元件已实现了标准化、系列化和通用化，便于设计、制造和推广使用。,第13页,2009-6,任务二 液压传动的特点,2. 液压传动在实际中的应用 (1)进给运动的传动装置 (2)往复运动的传动装置 (3)仿形装置 车床、铣床、刨床上的仿形加工可以采用液压伺服系统来完成。 (4)辅助装置 (5)静压支承装置 重型机床、高速机床、高精度机床上的轴承、导轨、丝杠螺母机构等处常采用液体静压支承，可提高工作的平稳性和运动精度。,第14页,2009-6,任务三 液压油的性质和选用,任务案例： 1. 观察液压油，了解液压油的分类； 2. 讨论液压油的性质。 任务相关知识： 1. 液压油的分类 液压油的种类繁多 ,习惯上以用途进行分类,也有根据油品类型、化学组分或可燃性分类的。 在GB/T7631.2.87分类中的HH、HL、HM、HR、HV、HG液压油均属矿油型液压油,这类油的品种多,使用量约占液压油总量的85%以上,是工程机械与汽车液压系统常用的液压油。,第15页,2009-6,任务三 液压油的性质和选用,2. 液压油的主要

6、性质 （1）可压缩性,当液体受压力作用而体积减小的特性称为液体的可压缩性。 （2）粘性,液体在外力作用下流动时，由于液体分子间的内聚力而产生一种阻碍液体分子之间进行相对运动的内摩擦力，液体的这种特性称为液体的粘性。 (3)压力对粘度的影响,在压力很高以及压力变化很大的情况下，粘度值的变化就不能忽视。 (4)温度对粘度的影响,液压油粘度对温度的变化是十分敏感的，当温度升高时，其分子之间的内聚力减小，粘度就随之降低。,第16页,2009-6,任务三 液压油的性质和选用,3. 液压油的选用 选用液压油时，可根据液压元件生产厂样本和说明书所推荐的品种号数来选用液压油，或者根据液压系统的工作压力、工作温度、液压元件种类及经济性等因素全面考虑。选用液压油时，粘度是一个重要的参数。在环境温度较高，工作压力高或运动速度较低时，为减少泄漏，应选用粘度较高的液压油，否则相反。,第17页,2009-6,任务三 液压油的性质和选用,知识扩展： 1.液压油的使用要求 （1）适当的粘度 （2）良好的粘温特性 （3）良好的抗氧化性和水解安定性 （4）抗燃性和剪切安定性 （5）与密封材料、环境的相容性 （6）良好的抗

7、磨性及润滑性 （7）抗燃性好 液压油应有较高的闪点和燃点。,第18页,2009-6,任务三 液压油的性质和选用,2.液压油的使用与维护 （1）防止油液污染。 液压用油必须经过严格的过滤。 定期检查油液清洁度、并根据工作情况定期更换。 液压元件不应轻易拆卸。 （2)防止空气混入。 （3）防止油温过高。,第19页,2009-6,任务三 液压油的性质和选用,3.液压传动的基本概念 （1） 液体的静压力 （2）压力的传递 （3） 流量和平均流速 （4）管路内的压力损失,第20页,2009-6,任务三 液压油的性质和选用,知识归纳 1.液压传动的工作原理：液压传动是以密封容积中的受压液体为工作介质来传递运动和动力的传动。它先将机械能转换为液体的压力能，再将液体的压力能转换为机械能。 2.液压传动系统组成：动力元件、执行元件、控制调节元件、辅助元件及工作介质。 3.液压传动的特点：可以实现大的推力或大转矩；方便地实现无级调速；执行元件运动稳定，可频繁地换向；操作简单，易于控制；易于实现系列化、标准化和通用化等。,第21页,2009-6,任务三 液压油的性质和选用,4.液压传动技术的应用：广泛应用于

8、工程机械、矿山机械、冶金机械、各类金属切削机床、轻工机械、起重运输机械等。 5.液压油的类型、性质及选用：液压油的主要性质是粘性和可压缩性，类型主要可分为石油型、合成型和乳化型三类。液压油的类型应根据基工作性质和工作环境要求来选择。,第22页,项目二 液压传动系统的动力元件及执行元件,任务一 液压泵的工作原理,1,任务二 液压缸与液压马达,2,项目三 液压传动系统的控制元件,5,第23页,2009-6,任务一 液压泵的工作原理,任务案例 1通过演示液压泵教具模型的工作情况，观察其工作过程。 2讨论液压泵正常工作必须具备的条件，分析液压泵的工作原理。 3分析几种不同类型液压泵的工作原理。 任务相关知识 1.液压泵 液压泵是将由电动机（或其它原动机）输入的机械能转换为液体压力能的能量轩换装置，在液压系统中，液压泵是动力源，是液压系统的重要组成部分。,第24页,2009-6,任务一 设备控制技术的应用和发展,图2.6所示为液压泵的工作原理图。,1-偏心轮 2-柱塞 3-缸体 4-弹簧 5、6-单向阀 7-油箱,第25页,2009-6,任务一 设备控制技术的应用和发展,（1）液压泵的工作条件

9、从液压泵的工作原理可知，液压泵能够正常工作必须满足下列条件： 具备密封容积。 密封容积能不断的交替变化。 具有相应的配油机构，可将吸油腔和压油腔隔开，保证液压泵有规律地、连续地吸油和压油。 吸油过程中，油箱必须和大气相通。压油过程中，实际油压取决于输出油路的阻力，即外界负载的大小，这是形成油压的条件。,第26页,2009-6,任务一 设备控制技术的应用和发展,（2）液压泵的类型及应用 液压泵按其在单位时间内输出的油液体积是否能够调节，可分为定量泵和变量泵两类；按其工作的额定压力（液压泵在正常工作条件下，连续运转正常工作的最高工作压力，即液压泵铭牌上标出的压力。）可分为低压泵、中压泵和高压泵三种；按结构形式不同可分为齿轮泵、叶片泵、柱塞泵和螺杆泵，其中常用的是齿轮泵、叶片泵和柱塞泵。 齿轮泵的工作原理和特点 叶片泵工作原理和特点 柱塞泵的工作原理,第27页,2009-6,任务一 设备控制技术的应用和发展,（3）液压泵选用,第28页,2009-6,任务二 液压缸与液压马达,任务案例 1.分析液压缸需具备的基本结构；讨论液压缸运动的实现。 2.讨论学生见过的液压缸类型并说明液压缸运动时会产生的现象。 任务相关知识 液压缸和液压马达是将液体的压力能转变为机械能的能量转换装置，是液压系统中的执行元件。液压缸一般用于实现直线往复运动或摆动运动，液压马达用于实现旋转运动。,第29页,2009-6,任务二 液压缸与液压马达,1液压缸的分类及工作特点 因满足不同形式机械的需要，液压缸相应地具有多种结构和不同的性能。按运动形式的不同， 液压缸分为两大类，即：直线动作液压缸和摆动液压缸。直线动作液压缸能实现直线往复运动，输出推力（或拉力）和直线运动速度。摆动液压缸能实现往复摆动，输出转速和转矩。 液压缸按其作用方式不同可分为单作用式和双作用式两种。单作用式液压缸中液压力只能使活塞（或柱塞）单方向运动，反方向运动须靠外力（如弹簧力或自重等）实现；双作用式液压缸则可实现两个方向的运动。,第30页,2009-6,任务二 液压缸与液压马达,2典型液压缸的工作原理及应用 （1）单杆双作用式活塞式液压缸 图2.13单杆双作用活塞式液压缸结构原理图 1、8-密封圈 2-盖板 3、9-端盖 4-垫圈 5-活塞杆 6

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