液压与气压传动学习复习课件绪论

,绪 论,机械设计制造及其自动化专业,课程的性质和任务,液压与气动课程是机械设计制造及其自动化专业的一门重要专业基础课和必修课。,通过本课程的学习，完成以下任务：,1、掌握液压和气压传动的基础理论知识；,2、掌握常用的液压、气动元件的工作原理，结 构特点、性能和用途；,3、熟悉液压、气动的基本回路；,液压与气动课程是机械设计制造及其自动化专业的一门重要专业基础课和必修课。,通过本课程的学习，完成以下任务：,4、通过对几种典型的液压系统、气动系统的剖析，具备阅读并分析液压、气动系统原理图的能力；,5、初步掌握设计一般液压、气动系统的能力；,课程的性质和任务,6、了解国内外先进液压与气动技术成果在机械设备中的应用。,课程的考核,平时成绩和期末考试,平时成绩30： 平时作业及表现20实验10,期末考试（闭卷）：70,一部完整的机器由原动机部分、传动装置及控制部分、工作机部分（含辅助装置）组成。,原动机,工作机,如电动机、内燃机等,完成机器工作任务的直接工作部分，如车床的刀架、汽车的车轮等,由于原动机的功率和转速变化范围有限，为了适应工作机的工作力和工作速度变化范围变化较宽，以及性能的要求，在原动机和工作机之间设置了传动机构。,机械传动：通过齿轮传动、带传动等机械零件直接把动力传送到执行机构的传递方式。,传动装置用来传递运动和动力，通常分为机械传动、电气传动和流体传动。,电气传动：利用电力设备，通过调节电参数来传递或控制动力的传动方式。,流体传动：以流体为工作介质进行能量转换、传递和控制的传动。它包括液压传动和气压传动。,液体,流 体,气体,即液压液，几乎不可压缩，相应的系统称为液压系统,即压缩气体，具有较大的可压缩性，相应的系统称为气动系统,由于流体传动有许多突出的优点，因此被广泛用于机械制造、工程建筑、石油化工等各个工程技术领域。,流体传动：,第一节 液压与气压传动的工作原理,液压传动和气压传动在基本工作原理、元件的工作机理、回路的构成等方面都非常相似。,以液压系统为例，介绍其工作原理。,液压千斤顶,机床工作台液压系统,液压千斤顶,液压千斤顶,向上提手柄：,小液压缸内的活塞上移，缸内容积增大产生真空，油液从油箱通过吸油单向阀吸入并充满小缸容积；,（看图2分钟）,液压千斤顶,向下压手柄：,当油液的压力升高到能克服作用在大活塞上的负载所需的压力值时，手柄下按的同时重物上移。,小缸活塞下移，缸内的油液通过排油单向阀进入大液压缸的下腔，油液被压缩，压力立即升高。,液压千斤顶,截止阀能把重物从举高的位置放下。,上提手柄时，排油单向阀是关闭的；下压手柄时，吸油单向阀是关闭的。,液压千斤顶,液压传动是一个不同能量的转换过程。,通过上述分析，可初步了解液压传动的基本工作原理。,液压传动是利用有压力的油液作为传递动力的工作介质。,压下手柄，小油缸输出压力油，将机械能转换成油液的压力能，压力油经过管道及单向阀，推动大活塞举起重物，将油液的压力能又转换成机械能。,液压千斤顶,2.该图只是示意图，并未考虑重物上升速度的调节、防止压力过高的安全措施等。,1.若两根通油箱的管路通大气，则变成气动系统。但由于气体的压缩性，手柄需按动多次，直到气体的压力达到使重物上升所需的压力值时，重物才开始上升。,说明,液压千斤顶,由帕斯卡定理，密闭容积内的油液具有相等的压力值，,概念一：压力,A2,A1,作用在大活塞上的负载为G，,大、小活塞面积是A2、A1 ，,作用在小活塞上的力为F1，,G,F1,F2,油液作用在大活塞上的力为F2；,p,此处设为压力值p，则有,液压千斤顶,A2,A1,G,F1,F2,p,说明,液体内部单位面积上的法向压力，工程中简称压力。（物理中称为“压强”）,系统的压力p取决于作用负载的大小。,液压千斤顶,活塞移动速度，取决于输入的流量。,A2,A1,单位时间输出（或输入）的液体体积为q，称为流量。,大、小活塞速度为v2、v1 ，,G,F1,F2,即,p,概念二：流量,液压千斤顶,A2,A1,使大活塞上的负载上升所需的功率为,G,F1,F2,即,p,概念三：功率,PW；pPa；qm3/s。,液压系统的压力和流量之积即为功率，称为液压功率。,液压千斤顶,1.系统压力p取决于作用负载的大小；无负载则形成不了压力。,2.流量：,3.液压功率：,小结,4.能量转换：,机械能液压能机械能,机床工作台液压系统,液压缸：带动工作台（图中未示出）左右往复运动,油箱：储存液压液,液压泵：由电动机（图中未示出）驱动,换向阀：改变工作台运动方向,过滤器：去除杂质,开停阀：起开停作用,机床工作台液压系统,换向阀：向右,开停阀：向左,机床工作台液压系统,换向阀：向左,开停阀：向左,机床工作台液压系统,开大节流阀，进入液压缸的油液就多，工作台的移动速度就快；反之，工作台的移动速度就慢。,节流阀：调节输入液压缸油液的流量,机床工作台液压系统,溢流阀：将多余的油液排回油箱,当油管中的油液对溢流阀钢球的作用力等于或略大于溢流阀中弹簧的预紧力时，油液就能顶开溢流阀中的钢球流回油箱。,机床工作台液压系统,泵的卸载,当开停阀推到右极限位置时，油液经开停阀和油管直接排回油箱，泵出口压力降为零，工作台停止不动。,第二节 液压与气压传动的 组成和表示方法,主要包括能源装置、执行元件、控制调节元件、辅助元件等四部分。,一、系统的组成,以液压系统为例。,1.能源装置：,一、系统的组成,把机械能转换成油液液压能的装置。,教材第二章内容。,如液压系统中的液压泵，向系统提高压力油。,2.执行元件：,一、系统的组成,把油液的液压能转换成机械能的元件。,教材第三章内容。,如作直线运动的液压缸，作旋转运动的液压马达。,3.控制调节元件：,一、系统的组成,对系统中油液压力、流量和流动方向进行调节和控制的元件。,教材第四章内容。,如溢流阀、节流阀、换向阀等。,4.辅助元件：,一、系统的组成,系统中除上述三部分以外的其它元件。,教材第二、五章内容。,如油箱、过滤器、油管等。,系统,一、系统的组成,教材第六、七、八章内容。,以上这些部分的不同组合，就构成了不同功能的液压系统。,一、系统的组成,二、系统的图形符号表示,使用国家标准的“液压与气动”图形符号，简单明了，容易绘制。（见附录B p377）,右图是一种半结构的工作原理图，直观性强，容易理解，但绘制较麻烦。,二、系统的图形符号表示,二、系统的图形符号表示,图形符号,只表示元件功能，不表示元件结构和参数，简单明 了,易于绘制。,如：,油箱（四处）,液压缸,二、系统的图形符号表示,图形符号,如：,液压泵,过滤器,（气压泵三角形不涂黑）,（形象）,二、系统的图形符号表示,图形符号,溢流阀,节流阀,（中间窄，表示节流；有箭头表示可调节，无箭头表示不可调节）,（形象）,如：,二、系统的图形符号表示,图形符号,换向阀,（X位X通：方框表示位置，有二位、三位；各口表示通路，有二、三、四、五通）,如：,（控制方法：p378）,二、系统的图形符号表示,图形符号,学习重点，边学边记,要求,第三节 液压与气压传动的特点,1.在同等体积下，液压装置能产生出更大的动力，即在同等功率下，液压装置的体积小、重量轻、结构紧凑；,一、液压传动,2.液压装置容易做到对速度的无级调节，而且调速范围大，对速度的调节还可以在工作过程中进行；,3.液压装置工作平稳，换向冲击小，便于实现频繁换向；,优点,4.液压装置易于实现过载保护，能实现自润滑，使用寿命长；,一、液压传动,5.液压装置易于实现自动化，可以很方便地对液体的流动方向、压力和流量进行调节和控制，并能很容易地和电气、电子控制或气压传动控制结合起来，实现复杂的运动和操作；,6.液压元件易于实现系列化、标准化和通用化，便于设计、制造和推广使用。,优点,第三节 液压与气压传动的特点,1.由于液压传动中的泄漏和液体的可压缩性，无法保证严格的传动比；,一、液压传动,2.有较多的能量损失（泄漏损失、压力损失等），因此，传动效率相对低；,缺点,3.对油温的变化比较敏感，不宜在较高或较低的温度下工作；,4.当出现故障时不易找出原因。,第三节 液压与气压传动的特点,1. 传动介质（空气）获取容易，用后可直接以排到大气中，处理方便，不会污染环境；,二、气压传动,2.气压传动的工作介质粘度很小，仅为油液的百分之一，流动阻力很小，压力损失小，便于集中供气和远距离输送；（液压传动一般在每台机器附近要设置一个动力源）,优点,第三节 液压与气压传动的特点,3.气压传动工作环境适应性好。在易燃、易爆、多尘埃、强辐射、振动等恶劣工作环境下，仍能可靠地工作；,二、气压传动,4.气动系统维护简单，管道不易堵塞，也不存在介质变质、补充、更换等问题。,优点,第三节 液压与气压传动的特点,1.气压传动系统的工作压力低，因此气压传动装置的推力一般不宜大于1040kN，仅适用于小功率场合；,二、气压传动,2.空气的可压缩性大，气压传动系统的速度稳定性差，会给位置和速度控制精度带来很大影响；,缺点,3.气压信号传递速度限制在声速以内，比电子信号和液压信号传递速度慢得多，不适用于高速传递信号及控制非常复杂的回路；,第三节 液压与气压传动的特点,4.气压传动系统的噪声大，尤其是排气时，须加消音器；,二、气压传动,5.气压传动工作介质本身没有润滑性，如不采用无给油气压传动元件，需另加油雾器装置润滑，而液压系统无此问题。,缺点,第三节 液压与气压传动的特点,第四节 液压与气压传动的应用,“学会气动液压，走遍佛山不怕”,第四节 液压与气压技术的进展,(自 学）,小 结,