绪论元件与系统PPT课件

-,1,1.1.2液压传动的主要工作特征,工作特征一根据右图，列出平衡方程：,式中p封闭容积内液体的压力；W重物的重力，即外负载力；A2大活塞的有效作用面积；F在小活塞上所施加的力；A1小活塞的有效作用面积。,力的传递是通过液体压力来实现的，外负载力越大，系统压力越高，也就是说:液压系统的压力取决于外负载，这是液压传动的第一个工作特征。,（1-1）,图1-1b液压千斤顶工作原理图,-,2,2.工作特征二,假设流体不可压缩，则有,由式（1-2）可看出，液压传动中运动的传递是按照容积变化相等的原则进行的。,（1-2）,图1-1b液压千斤顶工作原理图,式中A1小活塞的有效作用面积；h1小活塞下移的距离；A2大活塞的有效作用面积；h2大活塞上移的距离。,上式两边同除以活塞移动时间，整理得到,（1-3）,式中q小液压缸流出，即进入大液压缸的流量；v1小活塞的移动速度；v2大活塞的移动速度。,由式（1-3）可看出：执行机构的运动速度取决于进入执行机构的流量，这就是液压传动的第二个工作特征。,-,3,3.液压功率液压千斤顶的输出功率P2为,式（1-4）说明，液压力做功，其功率等于压力和流量的乘积。这个结论具有普遍意义，无论是对液压泵、液压马达，还是对液压阀等，涉及到液压功率的计算时，均是如此。,（1-4）,-,4,1.2液压传动系统的工作原理及组成,1.液压传动系统的工作原理,（a）活塞右行在图1.2（a）中，液压泵4由电动机驱动旋转，从油箱1中吸油。油液经滤油器2进入液压泵4，液压泵输出的压力油经管10、开停阀9、节流阀13、换向阀15进入液压缸18左腔，推动活塞17和工作台19向右移动。这时，液压缸18右腔的油液可经换向阀15和回油管14排回油箱。,-,5,液压传动系统的工作原理(2/5),（b）活塞左行,如果将换向手柄16转换成图1.2（b）所示的状态，则液压泵4输出的油液将经过开停阀9、节流阀13和换向阀15进入液压缸18右腔，对活塞17产生推力。与此同时，液压缸18右腔的油液可经换向阀15和回油管14排回开式油箱。这样，开停阀9的阀芯有两个（左、右）工作位置，换向阀15的阀芯有三个（左、中、右）工作位置。,-,6,液压传动系统的工作原理(3/5),（c）系统保压,如果将换向阀手柄16转换成图1.2（c）所示的位置，液压泵4输出的油液全部经溢流阀7和回油管3排回油箱，不输送到液压缸中去，这时工作台停止运动，而系统保持溢流阀调定的压力。,-,7,液压传动系统的工作原理(4/5),（d）系统卸荷,如果将开停手柄11转换成图1.2（d）所示的位置，液压泵4输出的油液将经开停阀9和回油管12排回油箱，这时工作台就停止运动，而液压传动系统卸荷。,-,8,液压与气压传动系统的工作原理(5/5),从上面的例子可以看出(短片)（1）液压传动是以液体作为工作介质来传递动力的。（2）液压传动是以液体在密封容腔（泵的出口到液压缸）内所形成的压力能来传递动力和运动的。（3）液压传动中的工作介质是在受控制、受调节的状态下进行工作的。液压传动系统中的能量转换和传递情况如图1.3所示，这种能量的转换能够满足生产中的需要。,图1.3液压传动系统中的能量传递和转换图,-,9,2.液压传动系统的组成,液压传动系统由以下五部分组成：,（1）液压动力元件。液压动力元件指液压泵，它是将动力装置的机械能转换成为液压能的装置，其作用是为液压传动系统提供压力油，是液压传动系统的动力源。（2）液压执行元件。液压执行元件指液压缸或液压马达，它是将液压能转换为机械能的装置，其作用是在压力油的推动下输出力和速度或转矩和转速，以驱动工作装置作功。,-,10,液压传动系统的组成(2/2),（3）液压控制调节元件。它包括各种液压阀类元件，其作用是用来控制液压传动系统中油液的流动方向、压力和流量，以保证液压执行元件和工作装置完成指定工作。（4）液压辅助元件。液压辅助元件如油箱、油管、滤油器等，它们对保证液压传动系统正常工作有着重要的作用。（5）液压工作介质。工作介质指传动液体，通常被称为液压油或液压液。,-,11,用半结构式图形绘制原理图时直观性强，容易理解，但绘制起来比较麻烦，特别是在系统中的元件数量比较多时更是如此。所以，在工程实际中，除某些特殊情况外，一般都是用简单的图形符号来绘制液压与气压传动系统原理图。在用图形符号来绘制系统原理图时，图中的符号只表示元（辅）件的功能、操作（控制）方法及外部连接口，不表示元（辅）件的具体结构和参数，也不表示连接口的实际位置和元（辅）件的安装位置。在用图形符号绘图时，除非特别说明，图中所示状态均表示元（辅）件的静止位置或零位置，并且除特别注明的符号或有方向性的元（辅）件符号外，它们在图中可根据具体情况水平或垂直绘制。,3.液压传动系统的图形符号,-,12,液压传动系统的图形符号(2/2),使用这些图形符号后，可使系统图简单明了，便于绘制。当有些元件无法用图形符号表达或在国家标准中未列入时，可根据标准中规定的符号绘制规则和所给出的符号进行派生。当无法用标准直接引用或派生时，或有必要特别说明系统中某一元（辅）件的结构和工作原理时，可采用局部结构简图或采用它们的结构或半结构示意图来表示。在用图形符号绘图时，符号的大小应以清晰美观为原则，绘制时可根据图纸幅面的大小酌情处理，但应保持图形本身的适当比例。,-,13,国家标准GB786.1-1993规定了一整套液压系统职能符号，用以表示液压元件和附件以及绘制液压系统原理图等。图1.4a是某车床工作台的液压系统示意图，采用图形符号表达如图1.4b所示，简单而明了。,图1.4b液压图形符号,图1.4a车床工作台液压系统,-,14,液压千斤顶的组成,动力元件：泵执行元件：缸、马达控制元件：各类阀辅助元件：油箱、油管、滤油器等工作介质：液压油,-,15,1.3液压传动的优缺点液压传动与其它传动方式相比，主要优点：1液压传动装置的体积小，重量轻，即功率重量比大。2由于流量易于连续调节，所以液压传动实现无级调速方便，且调速范围大，性能好。3液压传动装置工作平稳，响应快，可频繁启动、制动和换向。4液压传动装置易于实现过载保护。5液压传动所用元件和辅件便于实现标准化、系列化和通用化。6液压介质有良好的润滑和防锈性，有利于延长液压元件的使用寿命。7液压传动装置便于实现运动转换，液压元件和辅件的排列及布置也可根据需要灵活调整。8功率损失所产生的热量可通过液压介质方便地带走。,-,16,液压传动的主要缺点：1液压传动难以保证严格的传动比。2液压传动的总效率比较低，这是因为液压传动装置工作过程中存在着机械摩擦损失、压力损失和容积损失。3液压传动装置的性能受温度的影响较大。4布置液压管路不如布置导线灵活，再加上工作介质在管路中流动时功率损失较大，故液压传动不宜远距离传输能量。5液压介质有泄漏现象。,-,17,液压传动的应用,液压传动主要应用如下：,（1）一般工业机械：包括塑料加工机械（注塑机）、压力机械（锻压机）、重型机械（废钢压块机）、机床（全自动六角车床、平面磨床）等。（2）行走机械：包括工程机械（挖掘机）、起重机械（汽车吊）、建筑机械（打桩机）、农业机械（联合收割机）、汽车（转向器、减振器）等。（3）钢铁工业机械：包括冶金机械（轧辊调整装置）、提升装置（电极升降机）、薄板轧机等。（4）土木工程机械：包括防洪闸门及堤坝装置（浪潮防护挡板）、河床升降装置、桥梁操纵机构和矿山机械（凿岩机）等。,-,18,液压传动的应用(2/2),（5）发电设备：包括涡轮机（调速装置）等。（6）特殊装备：包括巨型天线控制装置、测量浮标、飞机起落架的收放装置及方向舵控制装置、升降旋转舞台等。（7）船舶装备：包括甲板起重机械（绞车）、船头门、舱壁阀、船尾推进器等。（8）军事装备：包括火炮操纵装置、舰船减摇装置、飞行器仿真装置等。,-,19,液压传动的足迹遍布各个领域，从航天到航空，从军事到科技，从工业部门到民用领域，从简单的千斤顶，到复杂到机器人。,-,20,另外，近年来又在太阳跟踪系统、海浪模拟装置、船舶驾驶模拟地震再现、火箭助飞发射装置、宇宙环境模拟和高层建筑防震系统及紧急刹车装置等设施中，也采用了液压技术。,-,21,液压元件,-,22,液压伺服系统,-,23,挖掘机,-,24,谷物联合收割机,-,25,塑料注塑成型机,-,26,飞行模拟器,-,27,12000t液压机,-,28,民用运输船舶,-,29,民用客机,-,30,加工中心/推土机,-,31,发展：1795年第一台水压机问世。十九世纪末德国制造液压龙门刨床，美国制造液压六角车床、液压磨床，液压技术又进入了新的发展阶段。二战期间，美国的