液压传动与控制

关于液压传动与控制第1页，讲稿共20页，2023年5月2日，星期三教学内容概述工作介质—液压油流体力学基础—基本理论液压元件—基本原理基本回路典型系统分析—基本分析系统设计—基本计算第2页，讲稿共20页，2023年5月2日，星期三第一章绪论液压传动发展概况—历史与现状液压传动工作原理及其组成液压传动的控制方式液压传动的特点—优缺点

液压传动在机械工业中的应用第3页，讲稿共20页，2023年5月2日，星期三1.1历史与现状17世纪帕斯卡提出静压传递原理二次大战中电液伺服控制的出现机电液一体化广泛应用的基础—标准化、规格化、系列化，具有通用性和互换性静压传递—液压传动—电液控制（伺服—比例—数字）第4页，讲稿共20页，2023年5月2日，星期三知识点：基本概念液—动力传递介质，液体，油、水、乳化液等压—动力传递方式，压力能传动及控制—两者融合一体，有传动就有控制，有控制就有传动液控与电控—动力传递与信息传递控制方式—开关量与模拟量第5页，讲稿共20页，2023年5月2日，星期三知识点：基本概念液压传动：借助于密闭容积的变化，利用液体的压力能与机械能之间的转换来传递动力（能量）

压力和流量：液压传动中两个最重要的参数。压力取决于负载；流量决定执行元件的运动速度

压力损失：动力源—控制元件—执行元件第6页，讲稿共20页，2023年5月2日，星期三研究对象研究以液体为传动介质通过压力与流量的分配与传递来实现各种机械传动和自动控制的学科

元件回路系统介质动力信息第7页，讲稿共20页，2023年5月2日，星期三液压传动的基本原理

第8页，讲稿共20页，2023年5月2日，星期三1.力比关系帕斯卡原理：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。重要概念一：“工作压力取决于负载”，而与流入的液体多少无关

思考：1.若空载，即W=0，则p=？

2.液压千斤顶的工作原理和其它千斤顶传动方式的比较?第9页，讲稿共20页，2023年5月2日，星期三2.运动关系

A1h1=A2h2活塞的运动速度和活塞的作用面积成反比

流量q(Ah/t):单位时间内流过某一截面积为A的流体体积q=Avq=A1v1=A2v2

(连续性方程)

若已知进入缸体的流量q，则活塞运动速度为：重要概念二：“活塞的运动速度v取决于进入液压缸（马达）的流量q，而与液体压力p大小无关”第10页，讲稿共20页，2023年5月2日，星期三3.功率关系

F1v1=Wv2

P=F1v1=pA1v1=pA2v2=pq压力p和流量q是流体传动中最基本、最重要的两个参数，它们相当于机械传动中的力和速度，它们的乘积即为功率—功率守恒液压传动是以液体的压力能来传递动力的

第11页，讲稿共20页，2023年5月2日，星期三1.2液压传动的工作原理及其组成图1-1、1-2机床工作台液压传动系统(a)结构原理图(b)功能符号原理图（常用）第12页，讲稿共20页，2023年5月2日，星期三液压传动的工作原理通过动力元件（液压泵）将原动机（电动机）输入的机械能转换为液体压力能，再经密闭管道和控制元件输送至执行元件（液压缸和液压马达），将液压能又转换为机械能以驱动负载。能量转换动力元件：机械—液压执行元件：液压—机械损失大，效率低以液体为介质、以压力能为动力、始终处于受控制状态第13页，讲稿共20页，2023年5月2日，星期三液压传动系统组成动力元件：液压泵，其功能是将原动机输入的机械能转换成液体的压力能，为系统提供动力（液压源、油源）执行元件：液压缸、液压马达，功能是将液体的压力能转换成机械能，输出力和速度（或转矩和转速），以带动负载实现直线运动或旋转运动

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液体的压力、流量和流动方向，以保证执行元件达到所要求的输出力（或力矩）、运动速度和运动方向辅助元件：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、过滤器、压力表和冷却器等第14页，讲稿共20页，2023年5月2日，星期三1.3液压传动的控制方式按操纵方式分—手动与自动（机动、电动）实现系统的动作或状态（开关、快慢）按控制形式分—开环与闭环输出对输入有无影响（反馈）第15页，讲稿共20页，2023年5月2日，星期三1.4液压传动的特点—优缺点功率-重量比大、功率大（压力高）响应快、运行平稳、速度快调速范围大（流量控制）控制方便，易于实现自动化易于实现过载保护（恒压系统）设计、制造、使用方便（标准化）直线运动的实现特别方便（液压缸）柔性连接，噪音低第16页，讲稿共20页，2023年5月2日，星期三缺点有泄漏，污染环境效率低，能耗大元件精度高，价格贵要求有单独的油源，适合中大功率对温度变化比较敏感—油温，需冷却不能保证严格的传动比，无级调速出现故障时不易检查，密闭容腔第17页，讲稿共20页，2023年5月2日，星期三1.5液压传动在机械工业中的应用不同的功率—中、大功率不同的精度—换向/比例/伺服不同的控制参数—位移、力、速度等不同的控制方式—手动/自动，开环/闭环不同的结构形式—单/多执行器，缸/马达不同的使用环境—室内/室外，高温/低温种类多，范围广第18页，讲稿共20页，2023年5月2日，星期三小结概况：帕斯卡原理，机电液一体化概念：压力（力）、流量（速度）、