(定稿) 1第一讲 第1章 液压传动概述001(06).ppt

1、液压与气压传动,浙江师范大学,绪 论,教学目的： （1）初步了解液压传动课程学习内容； （2）了解液压与气压传动的优、缺点及应用； （3）初步掌握简单液压传动系统的特点、工作原理及组成。 教学重点、难点： 液压系统的工作原理、组成及其功用,一、液压传动的概念及其发展概况 二、液压传动技术的重要性 三、本课程主要学习内容及学习要求 四、应用实例分析 五、液压传动的优、缺点分析,本章主要教学内容,一、概念及其发展概况,1.传动传递运动和动力的方式 例如： 电动机 工作机（机械） 发电机 电动机（电力） 原动机（ 动力） 工作负载 传动:通过传动机构实现动力和运动（能量）的传递,2.传动形式主要有：

2、 1)机械传动：通过齿轮、齿条、蜗轮、蜗杆等机件直接把动力传送到执行机构的传递方式。如：齿轮传动、皮带轮传动、轴传动等。 2)电力传动（电力拖动）：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。 3)流体传动（液压传动 、气压传动等）,3.液压传动的概念： 液压传动以密封容积中的液体作为工作介质，利用液体压力能来传递运动和动力的传动。（进行能量传递的一种方式） 液体传动： 1）液压传动（压力能）：容积式传动 2）液力传动（动能）:水泵、涡轮泵 气压传动利用气体压力能实现运动和动力传动方式 。,公元前，风箱助燃 17世纪中叶，帕斯卡原理的产生（静压力传递原理的诞生）。 18世纪末（17

3、95），英国制造成功第一台水压机。 19世纪，石油工业蓬勃发展，美国制造了液压车床和磨床，工作介质为油液，液压技术有较大的发展。 19世纪末，德国制造了液压龙门刨床。,4.液压与气压传动的发展：,第二次世界大战期间，在一些兵器上采用了功率大、反应快、动作准的液压传动及其控制装置，它大大提高了兵器的性能，也大大促进了液压技术的发展。（飞机、坦克、军舰炮塔转位器、导弹、装甲车） 战后，液压技术迅速转为民用，由于控制理论的发展，液压传动和控制得到了飞速的发展。（目前工作介质大多为液压油）,在机床上常见应用：,机床进给运动传动装置。如：磨床砂轮架和工作台的进给运动大部分采用液压传动；车床、六角车床、自

4、动车床的刀架或转塔刀架；铣床、刨床、组合机床的工作台等的进给运动也都采用液压传动。 （这些部件有的要求快速移动，有的要求慢速移动。有的则既要求快速移动，也要求慢速移动。这些运动多半要求有较大的调速范围，要求在工作中无级调速；有的要求持续进给，有的要求间歇进给；有的要求在负载变化下速度恒定，有的要求有良好的换向性能等。）,往复主体运动传动装置。如：龙门刨床的工作台、牛头刨床或插床的滑枕，由于要求作高速往复直线运动，并且要求换向冲击小、换向时间短、能耗低，因此都可以采用液压传动。 仿形装置。如：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。其精度可达0.010.02mm。此外，磨床上的成

5、形砂轮修正装置亦可采用这种系统。,辅助装置。如：机床上的夹紧装置、齿轮箱变速操纵装置、丝杆螺母间隙消除装置、垂直移动部件平衡装置、分度装置、工件和刀具装卸装置、工件输送装置等，采用液压传动后，有利于简化机床结构，提高机床自动化程度。 静压支承。重型机床、高速机床、高精度机床上的轴承、导轨、丝杠螺母机构等处采用液体静压支承后，可以提高工作平稳性和运动精度。,工程机械：挖掘机、装载机、推土机、压路机、铲运机 起重运输机械：汽车吊、港口龙门吊、叉车、装卸机械、皮带运输机等 矿山机械：凿岩机、开掘机、开采机、破碎机、提升机、 液压支架等 建筑机械：打桩机、液压千斤顶、平地机等 农业机械：联合收割机、拖

6、拉机、农具悬挂系统等 冶金机械：电炉炉顶及电极升降机、轧钢机、压力机等 轻工机械：打包机、注塑机、校直机、橡胶硫化机、造纸机等 汽车工业：自卸式汽车、平板车、高空作业车、汽车中的转向器、减振器等 智能机械：折臂式小汽车装卸器、数字式体育锻炼机、模拟驾驶舱、机器人等,液压技术应用在机床、工程机械、冶金机械、塑料机械、农林机械、汽车、船舶、航天航空等国民经济各行各业，是自动化技术不可缺少的手段。 发展趋势：元件小型化、系统集成化、机电液（气）一体化是液压技术的必然发展趋势；元件与系统的CAD/CAT与计算机实时控制是当前的发展方向。,简单地讲，近代液压技术的形成和发展，经历了走向标准化、走向优质化

7、和走向智能化三个阶段。电子技术、计算机技术的发展再次将液压技术推向前进，使它发展成为包括传动、控制、检测在内一门完整的自动化技术。 (液压传动及控制技术),液压传动技术在某些领域有绝对的优势 目前，国外生产的95%的工程机械，90%的数控加工中心，95%以上的自动线都采用了液压传动。采用液压传动的程度现已成为衡量一个国家工业水平的重要标志之一。 自动机械的发展趋势是机械、电气、液压三种技术的综合应用，如果把自动机器与人体作为一个粗糙的比喻：,二、液压传动技术的重要性,电气大脑（神经）发出指令 液压血液（肌肉）传递能量 机械四肢（骨架）具体操作 也就是说，对自动机械来说，液压系统相当与人体的血液

8、循环系统。 随着科学技术的飞速发展，液压技术的应用日益广泛（1988年，美国机械工程学会把它列为机械工程的第36个重点学科）。液压技术已成为工科类学生一门必不可少的专业基础课。,课程内容: 1.了解工作介质(液体)的性质和运动规律。 2.认识液压元件的结构特点，掌握其工作原理。 3.掌握液压基本回路的类型和作用。 4.了解典型液压系统的应用及设计方法。 学习要求： 选元件、组系统。,三、本课程内容及学习要求,液压传动课程的各部分，具有很严密的层次结构，课程沿着液压元件基本回路典型液压系统这条线逐渐深入，课程内容逐渐从局部向整体扩展，从理论向实际应用靠拢。,四、应用实例,（一） 液压千斤顶,液压

9、千斤顶工作原理图,1进油单向阀 2小活塞 3小缸体 4手动杠杆 5大缸体 6大活塞 7排油单向阀 8截止阀 9油箱,当大活塞上有重物负载时，其下腔的油液将产生一定的液体压力，即：,千斤顶工作时，在小活塞到大活塞之间形成了密封的工作容积，根据帕斯卡原理“在密闭容器内，施加于静止液体上的压力将以等值同时传递到液体各点”，因此要顶起重物，在小活塞下腔就必须产生一个等值的压力，即小活塞上施加的力为：,可见在活塞面积一定的情况下，液体压力取决于举升的重物负载，而手动泵上的作用力则取决于压力。所以，被举升的重物负载越大，液体压力越高，手动泵上作用力也就越大；反之，如果空载工作，且不计摩擦力，则液体压力和手

10、动泵上的作用力都为零。即液压系统压力与外负载密切相关。 这是液压传动工作原理的一个基本特征：液压传动系统中工作压力取决于外负载。（液压传动基本概念之一）,液压千斤顶工作原理,h1,h2,A1,A2,V1=V2,1=2,A1h1=A2h2,1A1h1= 2A2h2,由于质量守恒，假设油液不可压缩,千斤顶工作原理简图,则 m1=m2,由于小活塞到大活塞之间为密封工作容积，小活塞向下压出油液的体积必然等于大活塞向上升起缸体内扩大的体积，即：,上式两端同除以活塞移动时间t得：,式中：q表示单位时间内液体流过某截面的体积。 由于活塞面积A1、A2已定，所以大活塞的移动速度只取决于进入液压缸的流量。这样，

11、进入液压缸的流量越多，大活塞的移动速度也就越高。由此可见，液压传动是靠密闭工作容积变化相等的原则实现运动（速度和位移）传递的。调节进入液压缸的流量即可调节活塞的运动速度。,这是液压传动工作原理的另一个基本特征：液压传动系统中，当活塞面积一定时，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。（液压传动基本概念之二）,液压千斤顶,1进油单向阀 2小活塞 3小缸体 4手动杠杆 5大缸体 6大活塞 7排油单向阀 8截止阀 9油箱,四、应用实例,a) 结构原理图,b) 图形符号图,（二）简单机床液压系统,简单机床液压系统,油路图示（左位、右位 ） 换向换向阀 调速节流阀 调压溢流阀,练习：,工作

12、台 液压缸 换向阀 节流阀 开停阀 溢流阀 液压泵 滤油器 油箱 油管,1.液压传动的特点 （1）以液体作为工作介质传动能量的一种传动方式； （2）液压传动装置本质是一种能量转换装置。 电能、机械能压力能 机械能,2.系统的组成及各部分功用,能源装置将机械能转换为液体压力能的装置。 执行元件将液体的压力能转换为机械能的元件。液压缸、液压马达。 控制元件控制系统压力、流量、方向的元件以及进行信号转换、逻辑运算和放大等功能的信号控制元件。如溢流阀、节流阀、方向阀等。 辅助元件保证系统正常工作除上述三种元件外的装置。如油箱、过滤器、蓄能器、油雾器、消声器、管件等。,3.职能符号,结构或半结构式图形表示结构原理直观性强，易理解，但结构复杂 。 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。（GB78693）,结构或半结构式图形,图形符号,3.职能符号,主要优点： 1.承载能力大（大功率）。如：液压千斤顶，可顶起1.6 吨重物。 2.传动平稳，便于实现频繁换向，油有吸振性，广泛应用于磨床。 3.响应快：日光灯预热3秒，中等功率的电机启动需12秒，而起动相同功率的液压马达只需0.1s ，这对飞行器和行走机械以及变速频繁的运动机械特别重要。,五、液压传动的主要优、缺点,4.调速范围广：可以达到1：2000 ，甚至无级调速，容易获得极低的运动速度。