液压与气动控制.ppt
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1、,书名:液压与气动控制ISBN:978-7-111-37184-7作者:曾文萱出版社:机械工业出版社本书配有电子课件,液压与气动控制 高职高专 ppt 课件,液压与气动控制,主编:曾文萱,机械工业出版社,液压与气动控制 高职高专 ppt 课件,目 录,项目 1 千斤顶的液压系统项目 2 液压压力机的液压系统项目 3 专用机床的液压系统项目 4 塑料注射成型机的液压系统项目 5 液压系统的安装、调试、维护及故障诊断与排除项目 6 新建压缩空气站项目 7 灌装机的气动系统项目 8 压装装置的气动系统项目 9 数控加工中心气压换刀系统项目10 自动生产线的气动系统项目11 气动系统的安装、调试、维护
2、及故障诊断与排除项目12 板料分列输送装置的真空系统,液压与气动控制 高职高专 ppt 课件,项目1 千斤顶的液压系统,液压与气动控制 高职高专 ppt 课件,1.1 认识液压千斤顶1.1.1 用途,在机修车间里,液压千斤顶是修理工人经常使用的起重工具,它虽然体小身轻,却能顶起超过自身质量几百倍的重物。液压千斤顶形式多样,如图1-1所示是一种液压千斤顶,如图1-2所示也是一种液压千斤顶,工作时液压站为千斤顶提供液压油。,液压站及液压千斤顶实物图1液压站 2千斤顶,液压与气动控制 高职高专 ppt 课件,工作原理,液压千斤顶工作原理图1吸油单向阀 2小活塞 3小液压缸 4手柄 5大液压缸6大活塞
3、 7压油单向阀 8放油阀 9油箱,提起手柄4,小活塞2上升,小液压缸3下腔的容积增大,形成局部真空状态,油箱 9 内的油液在大气压力的作用下,顶开吸油单向阀1的钢球,进入并充满小液压缸的下腔,完成吸油动作。压下手柄4,小活塞2下移,压力油使吸油单向阀1关闭,油液便不能通过此吸油单向阀流回油箱。但此时压力油却可以推开压油单向阀7中的钢球,小液压缸下腔的压力油便经压油单向阀7进入大液压缸5的下腔,并托起大活塞6,将大活塞上的重物顶起一段距离。反复提压手柄4,就可以使重物不断上升,从而达到起重的目的。当重物需要下降时,只需转动放油阀8,使大液压缸的下腔与油箱连通,在重物作用下,大活塞6便向下移动,大
4、液压缸中的油液流回油箱。,液压与气动控制 高职高专 ppt 课件,1.2 液压系统的组成,通过对液压千斤顶工作原理的认识,我们来进一步了解液压系统的组成。液压系统是由动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件四部分组成的系统,以传递能量的液体作为传动介质,最常用的传动介质是液压油。(1)动力元件 是将原动机(电动机或内燃机)输入的机械能转换成为油液压力能的装置,用来为液压系统提供一定流量和压力的油液,它是液压系统的动力源。如液压千斤顶中的小液压缸、小活塞。(2)执行元件 是将油液的压力能转换成机械能的装置,用以驱动工作部件,克服外负载。如液压千斤顶中的大液压缸、大活塞。(3)控制元件 是控制与调节
5、液压系统中油液的流量、压力和流动方向的装置。如液压千斤顶中的吸、压油单向阀、放油阀。(4)辅助元件 是保证液压系统正常工作所必须的装置。如液压千斤顶中的油箱、管路、密封件等。,液压与气动控制 高职高专 ppt 课件,1.3液压传动中的压力、流量和功率,压力1液体静压力及其特性,2液体压力的表示方法,绝对压力大气压力相对压力,3液体静力学基本方程,4压力的传递,真空度大气压力绝对压力,液压与气动控制 高职高专 ppt 课件,流量,流量和平均流速是描述液体流动的两个主要参数。液体在管道中流动时,通常将垂直于液体流动方向的截面积称为过流断面。单位时间内通过某过流断面的液体的体积称为流量,,液压传动是
6、靠密闭工作容腔容积变化相等的原则实现运动传递的,液压传动系统的运动速度快慢取决于输入其流量的大小。,功率,液压传动系统的液压输出功率等于系统输出流量和压力的乘积。,液压与气动控制 高职高专 ppt 课件,1.4 液压油的特性及选用原则,粘性,液体层之间的相互作用称为内摩擦力,即体现粘性。液体只有流动时才会呈现粘性,其大小可用粘度来衡量。常用的粘度有动力粘度、运动粘度、相对粘度(条件粘度)三种。,1.动力粘度,为动力粘度,又称绝对粘度。的物理意义是指当速度梯度等于1时,流动液体液层间单位面积上的摩擦力,其单位是Pas(帕秒)或Ns/m2(牛秒/米2)。,液压与气动控制 高职高专 ppt 课件,2
7、运动粘度,运动粘度是动力粘度和液体密度的比值,,运动粘度的单位是m2/s,我国工程上常用的运动粘度单位是St(斯)、cSt(厘斯),1m2/s=104St=106cSt。习惯上常用运动粘度来标识液体的粘度,国产液压油的牌号就是该种油液在40时的运动粘度的平均值。例如牌号为 L-HL-46的通用机床液压油,其中数字46表示该液压油在40时的运动粘度为46 cSt。,3相对粘度,相对粘度是间接测量出来的粘度,又称为条件粘度。绝对粘度的测定是很困难的,但可以在一定的条件下测出相对粘度,再按一定的关系式换算为动力粘度或运动粘度。由于测量条件不同,各国所用的相对粘度也不同。中国、德国和俄罗斯等一些国家采
8、用恩氏粘度,美国采用塞氏粘度,英国采用雷氏粘度。,液压油的粘度对温度变化十分敏感。油温升高时,粘度下降。油液粘度的变化直接影响液压系统的的性能和泄漏量,因此,粘度随温度的变化越小越好。油液粘度随温度的变化的性质称为粘温特性。粘温特性好,表示粘度随温度升高而下降的量相对少一些。,可压缩性,液压油的种类及命名,液体受压力作用而发生体积减小的性质称为可压缩性。,液压油的选用原则,(1)环境温度,(2)工作压力,(3)运动速度,(4)经济效益,(5)液压泵的类型,(1)当液压系统工作环境温度较高时,应选用粘度较高的液压油;反之则选用粘度较低的液压油。(2)当液压系统工作压力较高时,应选用粘度较高的液压
9、油,以防泄漏;反之则选用粘度较低的液压油。(3)当液压系统工作部件运动速度较高时,为减少功率损失,应选用粘度较低的液压油;反之则应选用粘度较高的液压油。(4)机床液压系统采用机械油为工作介质时,6个月之内应换油一次;若用专用液压油,则换油期可延长至2年。(5)考虑液压泵的类型及其工作环境。,1.5液压传动中的能量损失和动态特性,压力损失,流量损失,液体的动态特性,实际液体存在能量损失。若单位质量的实际液体从一个截面流到另一截面的能量损失用Pw表示,则实际液体的伯努利方程为,1.6液体流经缝隙的流量计算,平行平板的间隙流动,通过缝隙的流量与缝隙高度的三次方成正比,可见液压元件内的间隙大小对泄漏的
10、影响很大,故要尽量提高液压元件的制造精度,以便减少泄漏。,液体流经环形缝隙的流量,在液压元件的设计制造和装配中,应采取适当措施,以保证较高的配合同轴度。,1.7液压冲击,液压冲击的主要原因,1阀门突然关闭,2运动部件突然制动或换向,液压冲击的危害,减小液压冲击的措施,1.8空穴现象,在流动的液体中,因某点处的压力低于空气分离压而产生气泡的现象,称之为空穴现象。,1)巨大的瞬时压力峰值使液压元件,尤其是液压密封件遭受破坏。2)系统产生强烈振动及噪声,并使油温升高。3)使压力控制元件(如压力继电器、顺序阀等)产生误动作,造成设备故障及事故。,1-1 试述液压千斤顶的工作原理。答:提起手柄,小活塞上
11、升,小液压缸下腔的容积增大,形成局部真空状态,油箱内的油液在大气压力的作用下,顶开吸油单向阀的钢球,进入并充满小液压缸的下腔,完成吸油动作。压下手柄,小活塞下移,压力油使吸油单向阀关闭,压力油推开压油单向阀中的钢球,小液压缸下腔的压力油便经压油单向阀进入大液压缸的下腔,并托起大活塞,将大活塞上的重物顶起一段距离。当重物需要下降时,只需转动放油阀,使大液压缸的下腔与油箱连通,在重物作用下,大活塞便向下移动,大液压缸中的油液流回油箱。,习题答案,1-2 液压传动系统由哪些元件组成?这些元件再液压系统中各起什么作用?答:液压系统是由动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件四部分组成的。(1)动力元件将
12、原动机(电动机或内燃机)输入的机械能转换成为油液压力能,用来为液压系统提供一定流量和压力的油液。(2)执行元件将油液的压力能转换成机械能,用以驱动工作部件,克服外负载。(3)控制元件控制与调节液压系统中油液的流量、压力和流动方向。(4)辅助元件是保证液压系统正常工作所必须的装置。,1-3 简述压力的定义和表述方法。答:液体在静止状态下,质点之间无相对运动,不存在内摩擦力,但表面有法向力。在工程实际中,称为压力。液体内某点处的压力p定义为该点处的法向力F对其微小面积A的极限,即液体压力的表示方法有两种:一种是以绝对真空为基准所表示的绝对压力;另一种是以大气压力为基准所表示的相对压力。,1-4 什
13、么是液体的粘性?答:将管中液体的流动看成是许多无限薄的同心圆筒形的液体层的运动,运动较慢的液体层阻止运动较快的液体层,而运动较快的液体层又带动运动较慢的液体层。这种液体层之间的相互作用称为内摩擦力,即体现粘性。,1-5 常用的粘度表示方法有哪些?答:常用的粘度有动力粘度、运动粘度、相对粘度三种。1-6 举例说明粘度与温度的关系。答:石油输送采用加热的方法。1-7 举例说明油温变化对流量的影响。答:液压站油温低、经过调速阀节流口流量少,工进速度慢,而油温高、经过调速阀节流口的流量多,工进速度快。,1-8 什么是液体的可压缩性?答:液体受压力作用而发生体积减小的性质称为可压缩性。1-9 液压油有哪
14、几种类型?如何选用液压油?答:液压油大致分为石油型液压油和难燃型液压油两大类,另外还有一些专用液压油。(1)当液压系统工作环境温度较高时,应选用粘度较高的液压油;反之则选用粘度较低的液压油。(2)当液压系统工作压力较高时,应选用粘度较高的液压油,以防泄漏;反之则选用粘度较低的液压油。(3)当液压系统工作部件运动速度较高时,为减少功率损失,应选用粘度较低的液压油;反之则应选用粘度较高的液压油。(4)机床液压系统采用机械油为工作介质时,6个月之内应换油一次;若用专用液压油,则换油期可延长至2年。(5)考虑液压泵的类型及其工作环境。,1-10 液体流动中为什么会有压力损失?压力损失有哪几种?各是由什
15、么原因引起的?答:由于油液具有粘性,在管路中流动时不可避免地存在着摩擦力,因此油液在流动过程中必然要损耗一部分能量。这部分能量损耗主要表现为压力损失。压力损失分为沿程损失和局部损失两种。沿程损失是当液体在直径不变的直管中流过一段距离时,因摩擦而产生的压力损失。局部损失是由于管子截面突然变化、液流方向改变或其他形式的液流阻力而引起的压力损失。,1-11 什么叫液压冲击?产生液压冲击的原因是什么?有些什么危害?减小液压冲击的措施有哪些?答:在液压系统中,由于某种原因引起液体压力在某一瞬间突然急剧上升,而形成很高的压力峰值,这种现象称为液压冲击。原因是阀门突然关闭或运动部件突然制动或换向。危害是:1
16、)巨大的瞬时压力峰值使液压元件,尤其是液压密封件遭受破坏。2)系统产生强烈振动及噪声,并使油温升高。3)使压力控制元件产生误动作,造成设备故障及事故。减小液压冲击的措施是:1)延长阀门关闭和运动部件换向制动时间。2)限制管道内液体的流速和运动部件速度。3)适当加大管道内径或采用橡胶软管。4)在液压冲击源附近设置蓄能器。,1-12 什么叫节流口处空穴现象?举例说明空穴现象。减小空穴现象的措施有哪些?答:当液压油流经节流口的喉部位置时,速度增大,该处的压力要降低。如果压力低于液压油工作温度下的空气分离压,溶解在油液中的空气将迅速地大量分离出来,变成气泡。这些气泡随着液流流到下游压力较高的部位处时,
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