液压与气压传动.ppt

1、1、2、本章的主要内容如下：(1)液压传动的定义和发展；液压传动的工作原理和系统组成；液压传动的图形符号；液压传动的特点。3、1.1液压传动的定义和发展，1.1.1液压传动的定义，整机由原动机、传动机构和控制部分，以及工作机(包括辅助装置)组成。传动机构通常分为机械传动、电气传动和流体传动机构。流体传动是一种利用流体作为工作介质来转换、传递和控制能量的传动。它包括液压传动、液压传动和气动传动。液压传动和液压传动是以液体为工作介质传递能量的传动方式。液压传动主要利用液体的压力能来传递能量；液压传动主要利用液体的动能来传递能量。4、1.1.1液压传动的定义：液压传动以液体为工作介质，通过驱动装置将

2、原动机的机械能转化为液压能，然后通过管道、液压控制和调节装置等将液体的压力能转化为机械能。借助执行器，驱动负载实现直线或旋转运动。那么，液压传动到底是什么？5、1.1.2自17世纪中叶帕斯卡提出静液压传动原理，18世纪末英国制造第一台液压机以来，液压传动的发展已有2300年的历史。第二次世界大战前后，液压传动装置成功地应用于舰船的炮塔舵机，液压六角车床和磨床应运而生。一些普通机床直到20世纪30年代才使用液压传动。近30年来，由于原子能技术、航空航天技术、控制技术、材料科学、微电子技术等学科的发展，液压技术得到了重新推进，使其发展成为包括传动、控制和检测在内的完整自动化技术，并已应用于国民经济

3、的各个部门，如工程机械、数控加工中心和冶金自动化生产线等。液压传动的程度已成为衡量一个国家工业水平的重要标志之一。7，1.2液压传动的工作原理及系统组成，液压千斤顶液压千斤顶常用于举升重物，如举升汽车换轮胎，1.2.1液压传动系统的工作原理，8.1.2.1液压传动系统的工作原理，液压千斤顶，当杠杆上没有力时，负载可以停在任何位置；在液压缸的行程范围内，负载可以提升到任何位置。实际上，液压千斤顶是对上述简化模型的进一步改进，它具有简化模型所没有的以下功能：9、1.2.1工作时需要液压传动系统的工作原理、磨床工作台的液压系统、磨床工作台以及磨床工作台的水平往复运动。液压控制系统用于控制工作台的水平

4、往复运动。如图所示，是磨床液压系统的结构示意图。10，磨床工作台液压系统，图1.1磨床工作台液压传动系统的工作原理，磨床工作台，1-油箱；2-过滤器；3，12，14-回油管；4-液压泵；5-春天；6-钢球；7-溢流阀；8，10-压力油管；9-手动换向阀；11，16-换向手柄；13-节流阀；15-换向阀；17活塞；18-液压缸；19-工作台，液压缸，从液压泵输入的压力油通过手动换向阀11、节流阀13和换向阀15进入液压缸18的左室，推动活塞17和工作台19向右移动，液压缸18的右室中的油通过换向阀15排回油箱。从千斤顶和研磨机的液压系统组成和工作原理可以看出，液压系统一般由以下几个部分组成：动力

5、元件、执行机构、12、1.2.2液压传动系统组成，(1)液压泵(动力元件):它将原动机输出的机械能转化为液体(2)执行机构：(3)控制元件：包括压力、方向和流量控制阀，用于控制和调节系统中的油压、流量和方向。例如，换向阀15是控制元件。(4)辅助部件：除上述三个部件以外的其他部件，如管道、管接头、油箱和滤油器，均为辅助部件。(5)工作介质：液压油的功能是传递能量和信息。13，1.3液压系统的图形符号。图11(a)所示的液压系统图为半结构工作原理图。它直观、易懂，但很难画出来。在实际工作中，除少数特殊情况外，通常使用液压和气动图形符号(见附录)进行绘制，如图12所示。14、图形符号代表部件的功能

6、，但不代表部件的具体结构和参数；反映油路连接中各部件的关系，而不是其空间安装位置；它只反映静止位置或初始位置的工作状态，而不反映其过渡过程。液压缸，液压泵，节流阀，换向阀，油箱，溢流阀，15，1.4液压传动的特点，1.4.1液压传动系统的主要优点与机械传动和电气传动相比，液压传动具有以下主要优点：(1)在相同的功率条件下，液压执行机构体积小，结构紧凑。(2)液压传动的各种部件可以根据需要方便灵活地布置；(3)液压装置工作稳定。液压装置重量轻、惯性小、响应快，易于实现快速启动、制动和频繁换向；(4)操作控制方便，可实现宽范围无级调速(调速范围可达2000: 1)，运行时还可调速；液压传动系统的主

7、要优点是：(5)一般采用矿物油作为工作介质，相对运动表面可以自行润滑，使用寿命长；(6)易于实现直线运动；(7)易于实现机器的自动化和过载保护。采用电液联合控制甚至计算机控制，可以实现大负荷、高精度和远程自动控制。(8)液压元件标准化、系列化、通用化，便于设计、制造和使用。17，1.4.2液压传动系统的主要缺点：(1)液压传动不能保证严格的传动比，这是由液压油的可压缩性和泄漏造成的。(2)工作性能易受温度变化的影响，因此不适合在很高或很低的温度下工作。(3)由于流体流动的阻力损失和泄漏大，效率低。如果处理不当，泄漏不仅会污染现场，还会引发火灾和爆炸事故。(4)为了减少泄漏，液压元件要求更高的制

8、造精度，因此其成本高，并且对油污染敏感。18、液压与气动传动，流体力学基础，第2、19章，本章的主要内容有：液压油的主要性能及选用；流体静力学的基础；流体动力学的基础；管道中液体流动的压力损失；液体在小孔和缝隙中的流动；液压冲击和气穴现象。20、2.1液压油的主要性能和选择，2.1.1液压油的主要性能。液压油是液压系统中的传动介质，它还对液压装置的机构和零件起到润滑、冷却和防锈的作用。当液体的体积在压力下减小时，液体的可压缩性称为液体的可压缩性。在常温下，一般认为油是不可压缩的，但当空气混入液体中时，其抗压缩能力会明显降低。液体的粘度，当液体在外力作用下流动时，会产生内摩擦力，由于液体分子之间

9、的内聚力，内摩擦力会阻碍液体分子之间的相对运动。液体的这种产生内耗的特性叫做液体的粘度。粘度可以通过粘度来测量。粘度是选择工作介质的主要因素。液压油的粘度对减少间隙泄漏和保证液压元件的密封性能起着重要作用。液压介质的粘度表示为运动粘度。在国际单位制中，(1)绝对粘度，(2)运动粘度：22，(3)相对粘度：粘度可以通过粘度来测量。粘度是选择工作介质的主要因素。液压油的粘度对减少间隙泄漏和保证液压元件的密封性能起着重要作用。液压介质的粘度表示为运动粘度。在国际单位制中，单位是，而在实践中，油的粘度用cSt表示。流体的粘度通常有三个不同的测试单位。(1)绝对粘度：n . s/m2；(2)运动粘度：0

10、.23。所有工作介质的粘度都随着温度的升高而降低。良好的粘温特性意味着工作介质的粘度随温度变化很小，粘温特性通常用粘度指数来表示。在正常情况下，当在高压或高温下工作时，为了获得较高的容积效率和不使油的粘度过低，应使用高级液压油；当温度低或泵的吸入条件不好(压力低、阻力大)时，应使用低级液压油。(2)良好的氧化稳定性和剪切稳定性。(3)良好的抗乳化性和抗泡沫性。(4)闪点和燃点应高，能防止火灾和爆炸。(5)具有良好的润滑性和耐腐蚀性，不腐蚀金属和密封件。(6)对人体无害，成本低。24、1.4.2液压介质、液压传动介质的类型按国标7631.2-87(国际标准化组织6743/4相当)进行分类，主要包

11、括石油基液压油和不燃液压油。1.4.2.1石油基液压油(1)L-HL液压油(也称普通液压油):以精制矿物油为基础油，配以抗氧化、防腐、抗泡沫、防锈等添加剂。它是目前中国供需最大的主要品种，用于一般液压系统，但仅适用于0以上的工作环境。品牌有：HL32、HL46和HL68。在它的代号L-HL中，L代表润滑剂，H代表液压油，L代表防锈和抗氧化，最后一个数字代表运动粘度。25，(2)L-HM液压油(抗磨液压油，m代表抗磨型):其基础油与普通液压油相同，加入极压抗磨剂，减少液压部件的磨损。适用于-15以上的高压高速工程机械和车辆液压系统。其品牌有：HM32、HM46、HM68、HMI00、HM150，

12、(3)L-HG液压油(又称液压导向油):除了普通液压油的所有添加剂外，还添加了油性剂，用于导轨润滑时具有良好的抗爬性能。适用于机床液压和导轨润滑系统。26、(4)L-HV液压油(也称低温液压油、增稠液压油、高粘度指数液压油):与深度脱蜡精制矿物油及抗氧、防腐、耐磨、抗泡沫、防锈、降凝、增粘等添加剂混合而成。它具有良好的粘温特性和良好的润滑性，从而保证不会发生低速爬行和低速不稳定。适用于低温地区数控精密机床的室外高压系统和液压系统。(5)其他特种液压油：如航空液压油(红油)、火炮液压油、船舶液压油等。27、1.4.2.2易燃液压油分为三类：合成型、油水乳化型和高水基型。(1)合成阻燃工作液、水-

13、乙二醇液体(L-HFC液压油):该液体含有3555水，其余为乙二醇和各种添加剂(增稠剂、抗磨剂、防腐剂等)。)。它的优点是凝固点低(50)，一定的粘度，高粘度指数和阻燃性。适用于需要防火保护的液压系统。其缺点是价格高，润滑性差，只能用于中压(20Mpa以下)。这种液体密度很高，所以很难吸入。28，(2)油水乳化型耐火工作液(L-HFB，L-HFAE液压油)，油水乳化液是指油和水互不混溶，使其中一种以极小的液滴均匀分散在另一种液体中。有两类：油包水乳液和油包水乳液。(3)高水基阻燃工作液(左旋HFAS液压油)，不是油水乳状液其缺点是粘度低，润滑性差。2.2流体静力学基础，液体的静压力是指单位面积

14、静液体上的法向力，用P. 2.2.1液体的压力及其性质表示，压力为：P=F/A，其中：A为液体的有效作用面积；液体有效作用面积a上的法向力。30，2.2.2流体静力学的基本方程及其物理意义，流体静力学的基本方程：P=P0 gh，31，2.2.3压力的传递，压力取决于载荷，仍然回到以前的简化模型。为了提升重量W，必须将主力F1施加在活塞1上。此时，重量W是工作负荷。作用在活塞5上的w为0。如果不考虑摩擦力和活塞自重，此时系统的液压是多少？显然，活塞5下的压力，即活塞1下的压力，和驱动力F1只能是0，也就是说，驱动力不能相加。32、2.2.3压力传递原理，如果液压缸4和活塞5被简化模型中的容器代替

15、，如图所示。在对活塞1施加F1力后，如果容器4、管道3、液压缸2和活塞1有足够的压力，可以认为工作载荷是无限的。然后，系统中的液体压力将是：根据帕斯卡原理，这个压力P1将在这个封闭的液体之间均等地转移，管道3和容器4中的所有点将产生等于P1的液体压力。1，33，2.2.3压力传递原理，运动速度取决于流量，请看右下角的图，从图中可以看出活塞1向下运动h1，通过液体的能量传递，活塞5将上升一定距离h2，显然h1h2。因为没有泄漏并且液体的可压缩性被忽略，所以在t时间内从液压缸2中挤出的液体的体积将等于通过管道3挤入液压缸4中的体积。也就是说，两边平分：那么、1、34、2.4有两种方式来表达压力：一

16、种是绝对压力；另一个是相对压力。绝对压力：绝对真空为零时测得的压力称为绝对压力。相对压力：以大气压力为零测量的压力称为相对压力。如果流体压力低于大气压，其相对压力为负，负相对压力的绝对值(低于大气压)称为真空度。35，绝对压力=大气压力相对压力相对压力=绝对压力-大气压力真空度=大气压力-绝对压力，压力单位为pa: 1pa=1n/m2 1mpa=106pa，36，2.3流体动力学基础，2.3基本概念，研磨表，1理想3流速和平均速度，4液体流动状态，37，2.3.2流动连续性方程，不可压缩流体稳定流动的连续性方程为：V1A1=V2A2=常数， 那么任意截面上的平均速度为：38，2.3.3伯努利方程，1理想液体的伯努利方程，伯努利方程的物理意义：在，39，2.3.3伯努利方程，2真实液体的伯努利方程，伯努利方程的适用条件如下：(1)不可压缩液体稳定流动，(2)只有重力作用于液体。40，2.3.4动量方程，研磨台，流动液体的动量方程为：这是一个矢量表达式，液体施加在固体壁上的力F大小相等，方向与液体施加的外力F相反。41，2.4管路中液体