液压与气压传动-绪论课件.ppt

第一章 绪论,目的任务:了解液压与气压传动的优缺点及应用发展 掌握液压与气压传动的特点、原理和组成重点难点:液压传动的原理、特点、组成和作用,绪 论,一、液压与气压传动的研究对象传 动 传动传递运动和动力的方式,机械 电气 气体 流体 液力流力（动量矩定理）液体*液压物理（帕斯卡原理）,常见传动,绪 论,一、液压与气压传动的研究对象 液压与气压传动：是以有压流体为工作介质，来实现各种机械的传动和自动控制的传动形式。液压传动与气压传动实现传动和控制的方法基本相同。,绪 论,液压传动所用工作介质为液压油；气压传动所用工作介质为空气；,绪 论,二、液压与气压传动的工作原理帕斯卡定理：盛放在密闭容器内的静止液体中的任一点的压力变化将以等值传递到液体中的各点。,液压传动的工作原理,举 例液压千斤顶组成,工作原理,动画演示,特 点,（1）用具有一定压力的液体来传动（2）传动过程中必须经过两次能量转换（3）传动必须在密封容器内进行，而且容积要发生变化。,下图是一个经过简化的液压传动模型。图中有两个直径不同的液压缸2和4，缸内各有一个与内壁紧密配合的活塞。如图活塞5上有重物W则当活塞1上施加的力F达到一定大小时，就能阻止重物W下降。,简化模型,2,5,4,W,F,1,等压特性（力比例关系）:根据帕斯卡定理“在密闭容器内，施加于静止液体上的压力将以等值同时传到液体各点。”，即：输出端的力之比等于二活塞面积之比,P1=P2=P=F/A1=W/A2 或：W/F=A2/A1,A1h1=A2h2 或 h2/h1=A1/A2,压力取决于负载,2.等体积特性（运动关系）：假设活塞1向下移动体积h1则液压缸被挤出的液体体积为A1h1。这部分液体进入液压缸4，使活塞5上升h2，其让出的体积为A2h2。即：,进一步认为这些动作是在时间t内完成，活塞1的速度v1=h1/t，活塞5的速度v2=h2/t，则有：V2/V1=A1/A2 这说明输出，输入的位移和速度都与二活塞面积成反比。上式可写成：A1V1=A2V2 这在流体力学中称为液流连续性原理，它反映了物理学中质量守恒这一现实。,绪 论,下面介绍一个概念：流量Q(Flow)。Ah/t的物理意义是单位时间内液体流过截流面积为A的某一截面的体积，称为流量。即 q=AV A1V1=A2V2 V=q/A,绪 论,绪 论,3.能量守恒特性（功率关系）WV2=FV1注：等式左边和右边分别代表输出和输入的功率。这说明能量守恒也适用于液压传动。由上公式可以得出：P=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。P3,绪 论,三、液压与气压传统系统的组成以机床工作台的液压传动系统为例,动画演示,磨床工作台液压系统,液压缸,液压泵,节流阀,换向阀,油箱,机床工作台液压传动系统组成,动画演示,工作原理,动画演示 油路图示、左位、右位 换向换向阀 调速节流阀 调压溢流阀,液压系统的组成及作用,1.能源装置液压泵。将电动机输 入的机械能转换为液 体或气体的压力能，作为系统供油能源或 气源装置。,2.执行装置 液压缸（或马达）。将流体压力能转换 为机械能，而对负 载作功。,3.控制调节装置各种液压控制阀，用以控制流体的 方向、压力和流 量，以保证执行 装置完成预期的 工作任务。,4.辅助装置油箱、油管、滤油 器、压力表、冷却 器、分水滤水器、油雾器、消声器、管件、管接头和各 种信号转换器等，创造必要条件，保 证系统正常工作。,5.工作介质 液压油或压缩空气，作为传递运动和动力 的载体。,图形符号,液压传动系统的图形符号,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）,四、液压与气压传动的特点,液压传动的优点 独特之处力大无穷（P=32MP 以上）如:所拿液压千斤顶，可顶起1.6 吨重物，若每位男同 学体重 为128斤，可举起25位男同学。,液压传动的优点,（1）体积小、重量轻，因此惯性力较小，当突然过载或停车时，不会发生大的冲击；（2）能在给定范围内平稳的自动调节牵引速度，并可实现无极调速；（3）换向容易，在不改变电机旋转方向的情况下，可以较方便地实现工作机构旋转和直线往复运动的转换；,液压传动的优点,（4）液压泵和液压马达之间用油管连接，在空间布置上彼此不受严格限制；（5）由于采用油液为工作介质，元件相对运动表面间能自行润滑，磨损小，使用寿命长；（6）操纵控制简便，自动化程度高；（7）容易实现过载保护。,液压传动应用,液压传动有许多突出的优点，因此它的应用非常广泛：一般工业用的塑料加工机械、压力机械、机床等；行走机械中的工程机械、建筑机械、农业机械、汽车等；钢铁工业用的冶金机械、提升装置、轧辊调整装置等；土木水利工程用的防洪闸门及堤坝装置、河床升降装置、桥梁操纵机构等；发电厂涡轮机调速装置等等；船舶用的甲板起重机械、船头门、舱壁阀、船尾推进器等；特殊技术用的控制装置、测量浮标、升降旋转舞台等；军事工业用的火炮操纵装置、船舶减摇装置、飞行器仿真、飞机起落架的收放装置和方向舵控制装置等。,液压传动的缺点,不宜远距离传递 泄漏严重 不宜保证严格的传动比 污染地面 对T变化敏感 难于检查故障,液压传动的缺点补充,（1）使用液压传动对维护的要求高，工作油要始终保持清洁；（2）对液压元件制造精度要求高，工艺复杂，成本较高；（3）液压元件维修较复杂，且需有较高的技术水平；（4）用油做工作介质，在工作面存在火灾隐患；（5）传动效率低。,发展应用,第一阶段：液压传动从17世纪帕斯卡提出静压传递原理、1795年世界上第一台水压机诞生，已有200多年的历史，但由于没有成熟的液压传动技术和液压元件，且工艺制造水平低下，发展缓 慢，几乎停滞。气压传动早在公元前，埃及人就开始采用风箱产生压缩空气助燃。从18 世纪产业革命开始，逐渐应用于各类行业中。,发展应用,第二阶段：上世纪30年代，由于工艺制造水平提高，开始生产液压 元件，并首先应用于机床。,发展应用,第三阶段：上世纪50、60、70年代，工 艺水平有了很大提高，液压 与气动技术也迅速发展，渗 透到国民经济的各个领域：从蓝天到水下，从军用到民用，从重工业到轻工业，到处都有流体传动与控制技术。,举例应用,如：火炮跟踪、飞机和导弹的动、炮塔 稳定、海底石油探测平台固定、煤 矿矿井支承、矿山用的风钻、火车 的刹车装置、液压装载、起重、挖 掘、轧钢机组、数控机床、多工位 组合机床、全自动液压车床、液压 机械手等。,我国液压与气动技术从上世纪60年代开始发展较快，新产品研制开发和先进国家不差上下，但其发展速度远远落后于同期发展的日本，主要由于工艺制造水平跟不上去，制造比较困难，材料性能不能满足设计需要，影响了我国流体传动技术的发展。希望在坐各位能用自己所学为我国的流体传动技术作出应有的贡献。,发展趋势,目前，流体传动技术正在向着高压、高速、高效率、大流量、大功率、微型化、低噪声、低能耗、经久耐用、高度集成化方向发展，向着用计算机控制的机电一体化方向发展。,总 之,流体技术+电气控制，好比老虎插上翅膀，它把一人一刀变为无人多刀，把复杂工艺变为简单工艺，而今同计算机控制结合，又将进入一个崭新的历史阶段。因此，学好本门课，有助于大家在今后的工作中多出成果。,精品课件！,精品课件！,