液压与气压传动-绪论课件.ppt

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1、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

2、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

3、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

4、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

5、 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

6、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）

7、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

8、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

9、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、

10、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！,