液压传动第一章

1、液压与气压传动第1章 绪 论2河南理工大学河南理工大学-机械与动力工程学院机械与动力工程学院-机电电子工程系机电电子工程系1.1 1.1 液压传动发展概况液压传动发展概况1.2 1.2 液压传动的工作原理及组成液压传动的工作原理及组成1.3 1.3 液压传动的控制方式液压传动的控制方式1.4 1.4 液压传动的优缺点液压传动的优缺点1.5 1.5 液压传动在机械工业中的应用液压传动在机械工业中的应用第1章 绪 论3河南理工大学河南理工大学-机械与动力工程学院机械与动力工程学院-机电电子工程系机电电子工程系机械机械传动传动机械传动：利用机械作用力传递动力和运动的传动。机械传动：利用机械作用力传递

2、动力和运动的传动。主要形式：靠机件间的摩擦力传递动力和运动的摩擦传动如：带传动、绳传动和摩擦轮传动等。易实现无级变速、适应轴间距较大的传动场合。过载打滑有缓冲和保护作用，但一般不能用于大功率的场合，也不能保证准确的传动比。靠主动件与从动件啮合或借助中间件啮合传递动力或运动的啮合传动如：齿轮传动、链传动、螺旋传动和谐波传动等。能用于大功率的场合，传动比准确，但一般要求较高的制造精度和安装精度。典型产品：减速机、制动器、离合器、连轴器、无级变速机、丝杠、滑轨牛头刨床牛头刨床 1.1 1.1 液压传动发展概况液压传动发展概况第1章 绪 论4河南理工大学河南理工大学-机械与动力工程学院机械与动力工程学

3、院-机电电子工程系机电电子工程系电气电气传动传动电气传动：利用电或磁作用力传递运动与动力的传动。电气传动：利用电或磁作用力传递运动与动力的传动。 电或磁作用力：电场作用力、磁场作用力、电磁场作用力 典型产品：电动机、电磁铁、磁悬浮列车1.1 1.1 液压传动发展概况液压传动发展概况第1章 绪 论5河南理工大学河南理工大学-机械与动力工程学院机械与动力工程学院-机电电子工程系机电电子工程系流体流体传动传动台风山洪风力发电水车利用流体动能液力传动液力传动1.1 1.1 液压传动发展概况液压传动发展概况第1章 绪 论6河南理工大学河南理工大学-机械与动力工程学院机械与动力工程学院-机电电子工程系机电

4、电子工程系流体流体传动传动帕斯卡定律：盛放在帕斯卡定律：盛放在密闭密闭容器内的容器内的静止静止液体上的任一点的液体上的任一点的压力压力变化变化，将以等值传递到液体中的各点。，将以等值传递到液体中的各点。利用流体静压力液压传动液压传动气压传动气压传动1.1 1.1 液压传动发展概况液压传动发展概况压力机千斤顶第1章 绪 论7河南理工大学河南理工大学-机械与动力工程学院机械与动力工程学院-机电电子工程系机电电子工程系1.1 1.1 液压传动发展概况液压传动发展概况液压传动相对机械传动来说，是一门新的传动技术。1、1650年，帕斯卡提出静压传递原理2、1795年，英国出现世界上第一台水压机(迄今20

5、0多年)3、1930年，德国人托马发明斜轴泵4、20世纪40年代，第二次世界大战前后，得到飞速发展5、20世纪50年代，在国内得到长足发展 （榆次、广研所、济南铸锻所等单位）6、20世纪50年代，苏联专家为我国液压行业培养第一批液压专业研究生7、北航、浙大、兰州理工、华中科技大、河南科技大学、吉林工大等校设立液压专业8、20世纪80年代，我国各液压厂家引进德国、日本、美国技术目前，我国的液压件已从低压到高压形成系列，并生产出许多新型的元件，如插装式锥阀、电液比例阀、电液数字控制阀等。1、我国机械工业在认真消化、推广国外引进的先进液压技术；2、大力研制、开发国产液压件新产品，加强产品质量可靠性和

6、新技术应用的研究。第1章 绪 论8河南理工大学河南理工大学-机械与动力工程学院机械与动力工程学院-机电电子工程系机电电子工程系1.2.1 1.2.1 液压传动的工作原理液压传动的工作原理帕斯卡定律：在密闭容器内，施加于静止液体上的压力将以等值同时穿液体中各点。图图1-1 1-1 液压千斤顶工作原理图液压千斤顶工作原理图动画演示1. 1. 力的传递力的传递液压缸中所产生的液体压力液压缸中所产生的液体压力P P2 2：222FpA作用在液压泵活塞上的作用力作用在液压泵活塞上的作用力F F1 1：221121111)(FAAAPAPAPF 据上式，系统压力与外负载密切相关。 由此得出液压传动工作原理

7、的第一个重要特征：液压与气压传动中工作压力取决于外负载。液压与气压传动中工作压力取决于外负载。 第1章 绪 论9河南理工大学河南理工大学-机械与动力工程学院机械与动力工程学院-机电电子工程系机电电子工程系 由此得出液压传动工作原理的第二个重要特征：活塞的运动速度只取决于活塞的运动速度只取决于输入流量的大小，输入流量的大小， 而与外负载无关。而与外负载无关。 从上面的讨论还可以看出，压力和流量压力和流量是液压传动中两个最基本的参数。 1122S A =S A2. 2. 运动的传递运动的传递液压泵排出的液体体积等于进入液压缸的液体体积，则有：上式两边同除以运动时间t得：q1=v1A1=v2A2=q

8、2 第1章 绪 论10河南理工大学河南理工大学-机械与动力工程学院机械与动力工程学院-机电电子工程系机电电子工程系1.2.2 1.2.2 液压传动系统的组成液压传动系统的组成图图1-2 1-2 典型液压系统原理图典型液压系统原理图1- 1-液压泵液压泵 2 2-流量控制阀流量控制阀 3- 3- 换向阀换向阀4- 4-液压缸液压缸 5- 5-工作台工作台6- 6-溢流阀溢流阀 7- 7-过滤器过滤器 8- 8-油箱油箱动画演示ab第1章 绪 论11河南理工大学河南理工大学-机械与动力工程学院机械与动力工程学院-机电电子工程系机电电子工程系工作任务需要工作任务需要1.2.2 1.2.2 液压传动系

9、统的组成液压传动系统的组成第1章 绪 论12河南理工大学河南理工大学-机械与动力工程学院机械与动力工程学院-机电电子工程系机电电子工程系 采用液压缸采用液压缸1.2.2 1.2.2 液压传动系统的组成液压传动系统的组成第1章 绪 论13河南理工大学河南理工大学-机械与动力工程学院机械与动力工程学院-机电电子工程系机电电子工程系手动液压泵第1章 绪 论14河南理工大学河南理工大学-机械与动力工程学院机械与动力工程学院-机电电子工程系机电电子工程系电机驱动液压泵系统第1章 绪 论15河南理工大学河南理工大学-机械与动力工程学院机械与动力工程学院-机电电子工程系机电电子工程系 液压泵与油箱液压泵与油

10、箱第1章 绪 论16河南理工大学河南理工大学-机械与动力工程学院机械与动力工程学院-机电电子工程系机电电子工程系 液压泵与油箱液压泵与油箱第1章 绪 论17河南理工大学河南理工大学-机械与动力工程学院机械与动力工程学院-机电电子工程系机电电子工程系 液压泵与油箱液压泵与油箱第1章 绪 论18河南理工大学河南理工大学-机械与动力工程学院机械与动力工程学院-机电电子工程系机电电子工程系 液压泵与油箱液压泵与油箱第1章 绪 论19河南理工大学河南理工大学-机械与动力工程学院机械与动力工程学院-机电电子工程系机电电子工程系 液压泵与油箱液压泵与油箱第1章 绪 论20河南理工大学河南理工大学-机械与动力

11、工程学院机械与动力工程学院-机电电子工程系机电电子工程系 液压泵与油箱液压泵与油箱第1章 绪 论21河南理工大学河南理工大学-机械与动力工程学院机械与动力工程学院-机电电子工程系机电电子工程系 液压泵与油箱液压泵与油箱第1章 绪 论22河南理工大学河南理工大学-机械与动力工程学院机械与动力工程学院-机电电子工程系机电电子工程系 液压泵与油箱液压泵与油箱第1章 绪 论23河南理工大学河南理工大学-机械与动力工程学院机械与动力工程学院-机电电子工程系机电电子工程系溢流阀溢流阀第1章 绪 论24河南理工大学河南理工大学-机械与动力工程学院机械与动力工程学院-机电电子工程系机电电子工程系溢流阀溢流阀第

12、1章 绪 论25河南理工大学河南理工大学-机械与动力工程学院机械与动力工程学院-机电电子工程系机电电子工程系溢流阀溢流阀第1章 绪 论26河南理工大学河南理工大学-机械与动力工程学院机械与动力工程学院-机电电子工程系机电电子工程系溢流阀溢流阀第1章 绪 论27河南理工大学河南理工大学-机械与动力工程学院机械与动力工程学院-机电电子工程系机电电子工程系溢流阀溢流阀第1章 绪 论28河南理工大学河南理工大学-机械与动力工程学院机械与动力工程学院-机电电子工程系机电电子工程系溢流阀溢流阀第1章 绪 论29河南理工大学河南理工大学-机械与动力工程学院机械与动力工程学院-机电电子工程系机电电子工程系溢流

13、阀溢流阀第1章 绪 论30河南理工大学河南理工大学-机械与动力工程学院机械与动力工程学院-机电电子工程系机电电子工程系溢流阀溢流阀第1章 绪 论31河南理工大学河南理工大学-机械与动力工程学院机械与动力工程学院-机电电子工程系机电电子工程系换向阀换向阀第1章 绪 论32河南理工大学河南理工大学-机械与动力工程学院机械与动力工程学院-机电电子工程系机电电子工程系换向阀换向阀第1章 绪 论33河南理工大学河南理工大学-机械与动力工程学院机械与动力工程学院-机电电子工程系机电电子工程系换向阀换向阀第1章 绪 论34河南理工大学河南理工大学-机械与动力工程学院机械与动力工程学院-机电电子工程系机电电子

14、工程系换向阀换向阀第1章 绪 论35河南理工大学河南理工大学-机械与动力工程学院机械与动力工程学院-机电电子工程系机电电子工程系换向阀换向阀第1章 绪 论36河南理工大学河南理工大学-机械与动力工程学院机械与动力工程学院-机电电子工程系机电电子工程系换向阀换向阀第1章 绪 论37河南理工大学河南理工大学-机械与动力工程学院机械与动力工程学院-机电电子工程系机电电子工程系换向阀换向阀第1章 绪 论38河南理工大学河南理工大学-机械与动力工程学院机械与动力工程学院-机电电子工程系机电电子工程系换向阀换向阀第1章 绪 论39河南理工大学河南理工大学-机械与动力工程学院机械与动力工程学院-机电电子工程

15、系机电电子工程系流量控制阀流量控制阀第1章 绪 论40河南理工大学河南理工大学-机械与动力工程学院机械与动力工程学院-机电电子工程系机电电子工程系过滤器过滤器第1章 绪 论41河南理工大学河南理工大学-机械与动力工程学院机械与动力工程学院-机电电子工程系机电电子工程系车载液压系统车载液压系统第1章 绪 论42河南理工大学河南理工大学-机械与动力工程学院机械与动力工程学院-机电电子工程系机电电子工程系车载液压系统车载液压系统第1章 绪 论43河南理工大学河南理工大学-机械与动力工程学院机械与动力工程学院-机电电子工程系机电电子工程系车载液压系统车载液压系统第1章 绪 论44河南理工大学河南理工大

16、学-机械与动力工程学院机械与动力工程学院-机电电子工程系机电电子工程系车载液压系统车载液压系统第1章 绪 论45河南理工大学河南理工大学-机械与动力工程学院机械与动力工程学院-机电电子工程系机电电子工程系车载液压系统车载液压系统第1章 绪 论46河南理工大学河南理工大学-机械与动力工程学院机械与动力工程学院-机电电子工程系机电电子工程系车载液压系统车载液压系统第1章 绪 论47河南理工大学河南理工大学-机械与动力工程学院机械与动力工程学院-机电电子工程系机电电子工程系车载液压系统车载液压系统第1章 绪 论48河南理工大学河南理工大学-机械与动力工程学院机械与动力工程学院-机电电子工程系机电电子

17、工程系车载液压系统车载液压系统第1章 绪 论49河南理工大学河南理工大学-机械与动力工程学院机械与动力工程学院-机电电子工程系机电电子工程系车载液压系统车载液压系统第1章 绪 论50河南理工大学河南理工大学-机械与动力工程学院机械与动力工程学院-机电电子工程系机电电子工程系车载液压系统车载液压系统第1章 绪 论51河南理工大学河南理工大学-机械与动力工程学院机械与动力工程学院-机电电子工程系机电电子工程系车载液压系统车载液压系统第1章 绪 论52河南理工大学河南理工大学-机械与动力工程学院机械与动力工程学院-机电电子工程系机电电子工程系车载液压系统车载液压系统第1章 绪 论53河南理工大学河南

18、理工大学-机械与动力工程学院机械与动力工程学院-机电电子工程系机电电子工程系车载液压系统车载液压系统第1章 绪 论54河南理工大学河南理工大学-机械与动力工程学院机械与动力工程学院-机电电子工程系机电电子工程系车载液压系统车载液压系统第1章 绪 论55河南理工大学河南理工大学-机械与动力工程学院机械与动力工程学院-机电电子工程系机电电子工程系车载液压系统车载液压系统第1章 绪 论56河南理工大学河南理工大学-机械与动力工程学院机械与动力工程学院-机电电子工程系机电电子工程系车载液压系统车载液压系统第1章 绪 论57河南理工大学河南理工大学-机械与动力工程学院机械与动力工程学院-机电电子工程系机

19、电电子工程系车载液压系统车载液压系统第1章 绪 论58河南理工大学河南理工大学-机械与动力工程学院机械与动力工程学院-机电电子工程系机电电子工程系液压系统原理图液压系统原理图第1章 绪 论59河南理工大学河南理工大学-机械与动力工程学院机械与动力工程学院-机电电子工程系机电电子工程系液压系统原理图液压系统原理图第1章 绪 论60河南理工大学河南理工大学-机械与动力工程学院机械与动力工程学院-机电电子工程系机电电子工程系液压系统原理图液压系统原理图第1章 绪 论61河南理工大学河南理工大学-机械与动力工程学院机械与动力工程学院-机电电子工程系机电电子工程系液压系统原理图液压系统原理图第1章 绪

20、论62河南理工大学河南理工大学-机械与动力工程学院机械与动力工程学院-机电电子工程系机电电子工程系液压系统原理图液压系统原理图第1章 绪 论63河南理工大学河南理工大学-机械与动力工程学院机械与动力工程学院-机电电子工程系机电电子工程系液压系统原理图液压系统原理图第1章 绪 论64河南理工大学河南理工大学-机械与动力工程学院机械与动力工程学院-机电电子工程系机电电子工程系液压系统原理图液压系统原理图第1章 绪 论65河南理工大学河南理工大学-机械与动力工程学院机械与动力工程学院-机电电子工程系机电电子工程系液压系统原理图液压系统原理图M第1章 绪 论66河南理工大学河南理工大学-机械与动力工程

21、学院机械与动力工程学院-机电电子工程系机电电子工程系液压系统原理图液压系统原理图M第1章 绪 论67河南理工大学河南理工大学-机械与动力工程学院机械与动力工程学院-机电电子工程系机电电子工程系2. 从上面的例子可以看出，液压传动系统主要由以下从上面的例子可以看出，液压传动系统主要由以下五五个部个部分组成：分组成：（1 1）功率输入装置（能源装置）：）功率输入装置（能源装置）：把机械能流体压力能。如液压泵。 （2 2）功率输出装置（执行元件）：）功率输出装置（执行元件）：把流体的压力能机械能。如液压缸、液压马达。 （3 3）控制元件控制元件：对系统中流体压力、流量和流动方向进行控制或调节的装置，

22、如溢流阀等。（4 4）辅助元件辅助元件：保证系统正常工作所需的上述三种以外的装置。如油箱、过滤器等。（5 5）工作介质：）工作介质：液压油等。 为了简化液压系统的表示方法，通常采用图形符号来绘制系统原理图。图1-2（b）就是按GB/T786-2001绘制的图1-2(a)所示液压系统原理图。 第1章 绪 论68河南理工大学河南理工大学-机械与动力工程学院机械与动力工程学院-机电电子工程系机电电子工程系 所谓液压传动的“控制方式”有两种不同的含义：一种是指对传动部分的操纵调节方式；另一种是指控制部分本身的结构组成形式。 液压系统中控制部分的结构组成形式有开环式和闭环式两种，它们的概念和定义与“控制

23、理论”中的描述完全相同。1.3 1.3 液压传动控制方式液压传动控制方式第1章 绪 论69河南理工大学河南理工大学-机械与动力工程学院机械与动力工程学院-机电电子工程系机电电子工程系F（教材）图1-1所示的液压系统就是开环式的（它的框图见图1-3）F图1-4所示为一个简单的液压伺服系统的工作原理图，它是手动控制式闭环液压系统的例子。第1章 绪 论70河南理工大学河南理工大学-机械与动力工程学院机械与动力工程学院-机电电子工程系机电电子工程系1.4 1.4 液压传动的特点液压传动的特点1. 液压传动的优点、缺点液压传动的优点、缺点2. 气压传动的优点、缺点气压传动的优点、缺点优点：1）在同等体积

24、下，液压装置比电气装置产生更高的动力。在同等功率下，液压装置体积小，重量轻，功率密度大，结构紧凑。 2）工作比较平稳。 3）能在大范围内实现无级调速 4）易于自动化 5）易于实现过载保护 6）液压系统的设计、制造和使用比较方便。 7）用液压传动实现直线运动远比用机械传动简单。 缺点：1）较多的能量损失。 2）工作性能易受温度变化的影响 。 3）液压元件的制造精度要求较高，因而价格较贵 4）液压传动出现故障时不易找原因。优点：1）空气获得与排放方便 2）便于集中供应和远距离输送。3）对元件的材料与制造精度要求较低4）气动系统维护简单，管道不易堵塞。5）使用安全, 并且便于实现过载保护。缺点：1）平稳性不如液压传动2）总推力较小3）传动效率低第1章 绪 论71河南理工大学河南理工大学-机械与动力工程学院机械与动力工程学院-机电电子工程系机电电子工程系 主要经历如下阶段：主要经历如下阶段： 17、18世纪液压基础理论的建立（流体运动原理、物体在流动的液体中的粘性和阻力问题、 流体能量传递原理、静压传递原理） 18世纪末世界上第一台水压机由英国制造 19世纪至今流体运动方程进一步发展 ，液压与气压传动在工程上得到了广泛的应用应用举例：应用举例：1.5 1.5 液压传动在机械工业中的应用液压传动在机械