液压与气压传动总纲

1、液压与气压传动总纲 11周12周13周14周 周 日 周 2 周 4 周 日 周 2 周 4 周 日 周 2 周 4 周 日 8:30 开始 1A2A3A4A5A1B2B3B 4B5B 备注每组1天时间，如果有课正常上课。 实验时间安排 每班按照学号的单双号分为A、B两组 液压与气压传动总纲 主讲教师：万金领 办公地点：机电楼A-116 电话： 液压与气压传动总纲 课程的任务 ： w液压元件的基本理论； w对液压元件的原理和应用； w液压回路的分析与设计； w了解一般气动元件的原理、功用 及气动系统的组成和应用。 液压与气压传动总纲 机械传动、电气传动和流体传动机构。 机械传动：机械传动：齿轮

2、、链、带传动，以及杆机构等。 电气传动：电气传动：电磁感应、交流电机变频器等。 流体传动流体传动 液体传动液体传动 气压传动气压传动 液压传动：液体的压力能 液力传动：液体的动能 气体的压力能 机器机器 原动机 传动机构： 工作机 液压与气压传动总纲 推土机 液压与气压传动总纲 液压传动设备：油压机 液压与气压传动总纲 液压传动装置：汽车吊 液压与气压传动总纲 手动液压千斤顶 液压与气压传动总纲 液压传动原理 液压与气压传动总纲 气压传动：是以压缩空气为工作介质，利是以压缩空气为工作介质，利 用其压力能进行能用其压力能进行能 量传递的传动方式量传递的传动方式。 液压传动：是以液体为工作介质是以

3、液体为工作介质,利用液利用液 体的压力能进行能量传递的一种传动方式。体的压力能进行能量传递的一种传动方式。 液压与气压传动总纲 液压与气压系统的组成液压与气压系统的组成 w 介质：液压油或压缩空气，传递动力的介质、运动件间 的润滑剂、散热 w 动力元件：液压泵或气源装置，其功能是将原动机输入 的机械能转换成流体的压力能，为系统提供动力 w 执行元件：液压缸（或气缸）、液压马达（或气马达）， 功能是将流体的压力能转换成机械能，输出力和速度 （或转矩和转速），以带动负载进行直线运动或旋转运 动 w 控制元件：压力、流量和方向控制阀，作用是控制和调 节系统中流体的压力、流量和流动方向，以保证执行元

4、件达到所要求的输出力（或力矩）、运动速度和运动方 向 w 辅助元件：保证系统正常工作所需要的辅助装置，包括 管道、管接头、油箱或储气罐、过滤器和压力计 液压与气压传动总纲 液压工作介质 物理性质 1、密度： 2、可压缩性和膨胀性 3、粘度及其表示方法 常用的粘度有三种不同单位： （1）动力粘度 （2）运动粘度 （3）相对粘度 液压与气压传动总纲 液压工作介质的力学性质液压工作介质的力学性质 液体压力液体压力 静止液体在单位面积上所受的法向力称为静压力。 液体静压力有两个重要特性: （1）液体静压力垂直于承压面 （2）静止液体内任一点所受到的压力在各个方向上 都相等。 液压与气压传动总纲 压力的

5、表示方法压力的表示方法 相对压力：以大气压力为基准所表示的压力。 绝对压力：以绝对真空作为基准进行度量的压力。 真空度 液压与气压传动总纲 连续性方程连续性方程 则 v1A1 = v 2A2 或 q = vA = 常数 结论：液体在管道中流动时，流过各个断面的流量是 相等的，因而流速和过流断面A成反比。 运动速度取决于流量，而与流体的压力无关。 液压与气压传动总纲 液体伯努利方程液体伯努利方程 w h g v h g p g v h g p 22 2 22 2 2 2 11 1 1 g u h g p g u h g p 22 2 2 2 2 2 1 1 1 )( )( 12 vvq t mv

6、 t I F 动量方程 液压与气压传动总纲 压力损失： 由于液体具有粘性，在管路中流动时又不可避免地 存在着摩擦力，所以液体在流动过程中必然要损耗一 部分能量。这部分能量损耗主要表现为压力损失。 压力损失有沿程损失和局部损失两种。 pCAq T 液压与气压传动总纲 1.液压泵的工作原理及性能参数 4.柱塞泵 6.气源装置 2.齿轮泵 3.叶片泵 5.常用液压泵的性能 液压与气压传动总纲 液压泵是靠密封工作腔的容积变化进行工作的，容积变大时液压泵是靠密封工作腔的容积变化进行工作的，容积变大时 吸油，容积变小时排油。吸油，容积变小时排油。 至系统至系统 油箱油箱 液压与气压传动总纲 液压泵工作的必

7、需条件：液压泵工作的必需条件： 液压泵分类：液压泵分类： 定量泵定量泵 变量泵变量泵 按按 排排 量量 能否调节能否调节 齿轮式齿轮式 叶片式叶片式 柱塞式柱塞式 按结构形式按结构形式 螺杆式螺杆式 （1）必须有一个或多个周期性变化的封闭容积； （2）必须有配油机构，即 封闭容积加大时吸油腔相通 封闭容积减小时排出压油腔相通 （3）吸、压油腔要互相隔开并具有良好密封性。 液压与气压传动总纲 单向定量泵单向定量泵 单向变量泵单向变量泵 双向定量泵双向定量泵 双向变量泵双向变量泵 液压泵的图形符号液压泵的图形符号 液压与气压传动总纲 液压泵的基本性能参数主要是指液压泵的压力、排量、液压泵的基本性能

8、参数主要是指液压泵的压力、排量、 流量、功率和效率等。流量、功率和效率等。 2）额定压力额定压力：液压泵在正常工作条件下，按试验标准规液压泵在正常工作条件下，按试验标准规 定连续运转的最高压力定连续运转的最高压力。超过此压力时过载。 1）工作压力工作压力：指泵实际工作时输出的油液压力值。指泵实际工作时输出的油液压力值。 实际工作压力取决于相应外负载。 1. 压力压力 3）最高允许压力最高允许压力：液压泵液压泵在短时间内允许超载使用的极在短时间内允许超载使用的极 限压力。限压力。 4）吸入压力吸入压力：液压泵液压泵的吸入口处压力。的吸入口处压力。 液压与气压传动总纲 4）额定流量额定流量 ：在额

9、定转速和额定压力下泵输出的流在额定转速和额定压力下泵输出的流 量。量。也是按试验标准规定必须保证的流量。 n q 2）理论流量理论流量 ：无内外泄漏时，单位时间内泵排出液无内外泄漏时，单位时间内泵排出液 体的体积体的体积。 即 。Vnqt t q 2、排量和流量、排量和流量 1）排量排量V V ：是泵是泵主轴每转一周所排出液体体积的理论值主轴每转一周所排出液体体积的理论值。 排量常用单位为排量常用单位为m3/r 或或 mL/r。 V 5）瞬时流量瞬时流量 ：泵在某一瞬时的理论（几何）流量。泵在某一瞬时的理论（几何）流量。 ni q 3）实际流量实际流量 ：泵工作时实际输出的流量泵工作时实际输出

10、的流量。 q qqq t 流量常用单位为流量常用单位为m3/s 或或 L/min。 液压与气压传动总纲 tttt nTTpqP2 3. 功率功率 1）理论功率理论功率 ： t P t qp 液压泵的压力和理论流量。 式中： 液压泵的理论转 矩(N.m)和转速(r/min)。 t Tn 液压与气压传动总纲 3）（实际）输出功率输出功率 ： o P 2）(实际)输入功率输入功率 ： i P nTTP i 2泵实际输入扭矩T pqP o 泵出口与进口压力差p 液压与气压传动总纲 4、效率、效率 3)总效率总效率 ：是泵输出功率与输入功率之比。p pmpv i t t t ti o p P P q q

11、 nT pq q q nT pq P P 22 i ttt pm P P nT nT T T 2 2 2)机械效率机械效率 ：泵所需要的理论转矩Tt与实际转矩T的比值称 为机械效率。 pm Vn q q q q qq q q tt t t pv 11 pv 1）容积效率）容积效率 ：泵的实际流量与理论流量之比。 液压与气压传动总纲 1泵体;2 主动齿轮;3 从动齿轮 液压与气压传动总纲 叶片泵工作原理叶片泵工作原理 双作用叶片泵 单作用叶片泵工作原理单作用叶片泵工作原理 液压与气压传动总纲 外反馈限压式变量叶片泵外反馈限压式变量叶片泵 内反馈限压式变量叶片泵 叶片泵的结构特点：叶片泵的结构特点

12、：存在困油现象，转子承受径向液 压力 ，叶片沿旋转方向向后倾斜。 排量和流量计算 液压与气压传动总纲 1、径向柱塞泵的工作原理、径向柱塞泵的工作原理 轴向柱塞泵工作原理工作原理 液压与气压传动总纲 液压与气压传动总纲 液压与气压传动的执行元件液压与气压传动的执行元件 马达和缸 能量转换 压力能压力能 机械能机械能 由于结构强度、材质要求和密封条件的不同，两种介质由于结构强度、材质要求和密封条件的不同，两种介质 的缸和马达不能互换使用。的缸和马达不能互换使用。 按使用的介质 液压缸、液压马达 气缸、气马达 常用于需要获得较大输出力和扭矩的场合 常用于需要获得较小输出力和扭矩的场合 （压力油） （

13、压缩空气） 液压与气压传动总纲 第一节、缸的分类和特点第一节、缸的分类和特点 缸缸将压力能转换成往复直线（摆动）运动机械能的装置。 按照结构形式 活塞式活塞式 柱塞式柱塞式 摆动式摆动式 单作用单作用 双作用双作用 按照作用方式 液压与气压传动总纲 双杆活塞缸的速度、推力计算： qp12 p 1 A 23 435 7-防尘圈 8-活塞杆 1098 （b） 图 4-6（a）单活塞杆式液压缸基本结构 1-端盖 2-缸筒 3-支撑环 4、9、10-密封圈 5-活塞 6-导向套 B 67 活塞缸符号 1234 56 87 图 4-10 (a) 柱塞式液压缸 (b) 图形符号 5、6-密封压紧装置 7-

14、防尘圈 8-泄油口 1-缸体 2-柱塞 3-导向套 4-密封装置 柱塞缸符号 图形符号： 液压摆动缸液压摆动缸 液压与气压传动总纲 w 缸的速度和推力计算 w w V=Q/A w F=PA w 液压马达的参数计算 液压与气压传动总纲 控制阀的分类 1、按用途分 方向控制阀（如单向阀、换向阀）； 压力控制阀（如溢流阀、减压阀、顺序阀） 流量控制阀（如节流阀、调速阀）。 液压与气压传动控制元件 液压与气压传动总纲 2 2、按控制方式分、按控制方式分 开关或定值阀； 比例控制阀； 伺服控制阀； 电液数字控制阀。 3 3、 按结构形式分按结构形式分 滑阀； 锥阀； 球阀； 转阀； 喷嘴挡板阀； 射流管

15、阀。 液压与气压传动总纲 4、 按安装连接形式分按安装连接形式分 （1）螺纹连接 （2）法兰连接 (3) 板式连接 (4)叠加式连接 (5)插装式连接 （6）集成块式连接 液压与气压传动总纲 图510 单向阀的工作原理和图形符号 (a)工作原理图，(b)详细符号，(c)简化符号 液控单向阀符号液控单向阀符号 A B K w 单向阀 液压与气压传动总纲 换向阀换向阀 换向阀的类型有 按阀的结构形式：滑阀式、转阀式、球阀式、锥阀式。 按阀的操纵方式：手动式、机动式、电磁式、液动式、 电液动式、气动式。 按阀的工作位置数和控制的通道数：二位二通阀、二 位三通阀、二位四通阀、三位四通阀、三位五通阀等。

16、 液压与气压传动总纲 O P A B P T B A 液压与气压传动总纲 溢流阀的主要用途：溢流阀的主要用途： (1）调压和稳压。）调压和稳压。 (2）限压。）限压。 在系统中控制介质压力高低的阀称之为压力控制阀。这 类阀的共同点主要是利用在阀芯上的液压力和弹簧力相平衡 的原理来工作的。 一、一、 溢流阀溢流阀 (3）背压。）背压。 根据“并联溢流式压力负反馈”原理设计而成的液压 阀称为溢流阀。溢流阀的特征是：阀与负载相并联，溢流阀的特征是：阀与负载相并联， 溢流口接回油箱，采用进口压力负反馈。溢流口接回油箱，采用进口压力负反馈。 液压与气压传动总纲 溢流阀结构和工作原理 直动式溢流阀 。 p

17、 x A p T 图形符号图形符号 液压与气压传动总纲 开启状态开启状态 关闭状态关闭状态 先导式溢流阀先导式溢流阀 液压与气压传动总纲 w 根据“串联减压式压力负反馈”原理设计而成的液压阀 称为减压阀。减压阀主要用于降低并稳定系统中某一支减压阀主要用于降低并稳定系统中某一支 路的油液压力路的油液压力，常用于夹紧、控制、润滑等油路中。 w 减压阀的特征是：阀与负载相串联，调压弹簧腔有外接阀与负载相串联，调压弹簧腔有外接 泄油口，泄油口，采用出口出口压力负反馈。 二、二、 减压阀减压阀 分类： 按调节要求：可分为定值定值减压阀、定差定差减压阀。 按工作原理：可分为直动直动式和先导式先导式。 液压与气压传动总纲 y 1、 定值式减压阀的结构和工作原理定值式减压阀的结构和工作原理 直动式直动式 减压阀减压阀 液压与气压传动总纲 定值式减压阀结构及图形符号 液压与气压传动总纲 定差减压阀 调节螺钉调节螺钉 液压与气压传动总纲 顺序阀结构与工作原理顺序阀结构与工作原理 直动式直动式 液压与气压传动总纲