液氣壓傳動第一章液壓傳動概述

1、中等職業(yè)教育機電類專業(yè)“十一五”規(guī)劃教材中國機械工業(yè)教育協(xié)會全國職業(yè)培訓教學工作指導委員會機電專業(yè)委員會組編 戴寬強 編液氣壓傳動液氣壓傳動1.掌握液壓傳動的基本原理及液壓系統(tǒng)的組成。2.掌握靜壓傳動原理和連續(xù)性原理。3.了解液壓油的種類和性質(zhì)并能正確選擇液壓油。4.了解壓力損失和流量損失對液壓系統(tǒng)的影響。5.了解沖擊現(xiàn)象和氣穴原理以及它們的危害及防止 措施。教學目標教學目標第一節(jié)第一節(jié) 液壓傳動原理及其系統(tǒng)組成液壓傳動原理及其系統(tǒng)組成一、液壓傳動原理一、液壓傳動原理 液壓傳動的工作原理是：液壓傳動是以液體作為工作介質(zhì)，通過密封容積的變化來傳遞運動；通過液體的內(nèi)部壓力能來傳遞動力。圖1-1 液

2、壓千斤頂?shù)墓ぷ髟韆)工作原理圖 b)泵的吸油過程 c)泵的壓油過程1杠桿 2泵體 3、11活塞 4、10油腔 5、7單向閥6油箱 8放油閥 9油管 12缸體第一章 液壓傳動概述二、液壓傳動系統(tǒng)的組成二、液壓傳動系統(tǒng)的組成（1）動力部分（2）執(zhí)行部分（3）控制部分（4）輔助部分圖1-2 往復運動工作臺液壓傳動系統(tǒng)1油箱 2過濾器 3液壓泵 4壓力計 5工作臺6液壓缸 7換向閥 8節(jié)流閥 9-溢流閥第一節(jié)第一節(jié) 液壓傳動原理及其系統(tǒng)組成液壓傳動原理及其系統(tǒng)組成第一章 液壓傳動概述第一節(jié)第一節(jié) 液壓傳動原理及其系統(tǒng)組成液壓傳動原理及其系統(tǒng)組成三、液壓元件的圖形符號三、液壓元件的圖形符號GB/T78

3、611993液壓氣動圖形符號對液壓及氣動元（輔）件的圖形符號作了具體規(guī)定。四、液壓傳動的優(yōu)缺點四、液壓傳動的優(yōu)缺點1) 與機械傳動、電氣傳動相比，液壓傳動具有以下優(yōu)點： 液壓傳動的各種元件可根據(jù)需要方便、靈活地來布置。 重量輕、體積小、運動慣性小、反應速度快。 液壓元件操縱控制方便，可實現(xiàn)大范圍的無級調(diào)速（調(diào)速范圍達2000KG-*21）。 出現(xiàn)故障時，可自動實現(xiàn)過載保護。 一般采用礦物油為工作介質(zhì)，相對運動面可自行潤滑，設備使用壽命長。 很容易實現(xiàn)直線運動。 易實現(xiàn)機器的自動化。第一章 液壓傳動概述2) 液壓傳動的主要缺點： 由于液體流動的阻力損失和泄漏較大，所以效率較低。 性能易受溫度變化

4、的影響。 液壓元件的制造精度要求較高，因而價格較高。 受液體介質(zhì)的泄漏及可壓縮性的影響，不能得到嚴格的定比傳動。五、液壓傳動在機械工業(yè)中的應用五、液壓傳動在機械工業(yè)中的應用（1）主運動和進給運動傳動裝置 (2) 仿形裝置 (3) 輔助裝置 (4) 靜壓支承第一節(jié)第一節(jié) 液壓傳動原理及其系統(tǒng)組成液壓傳動原理及其系統(tǒng)組成第一章 液壓傳動概述第二節(jié)第二節(jié) 液壓油的物理性質(zhì)及選用液壓油的物理性質(zhì)及選用一、液壓油的物理性質(zhì)(1) 可壓縮性 當油液中混入空氣時，其可壓縮性將顯著增加，使液壓系統(tǒng)產(chǎn)生噪聲，降低系統(tǒng)的傳動剛性和工作可靠性。(2) 粘度第一章 液壓傳動概述二、液壓油液的選擇和使用1 對液壓傳動工

5、作介質(zhì)的要求液壓傳動工作介質(zhì)應具備如下性能：1)合適的粘度，較好的粘溫特性。2)潤滑性能良好。3)質(zhì)地純凈，雜質(zhì)少。4)對金屬和密封件有良好的相容性。5)對熱、氧化、水解和剪切都有良好的穩(wěn)定性。6)抗泡沫性好，抗乳化性好，腐蝕性小，防銹性好。7)體膨脹系數(shù)小，比熱容大。8)流動點和凝固點低，閃點(明火能使油面上油蒸氣閃燃，但油本身不燃燒時的溫度)和燃點高。9)對人體無害，成本低。第二節(jié)第二節(jié) 液壓油的物理性質(zhì)及選用液壓油的物理性質(zhì)及選用第一章 液壓傳動概述2 工作介質(zhì)的分類和選(1) 分類(2)工作介質(zhì)的選用原則1)液壓系統(tǒng)的工作條件。2)液壓系統(tǒng)的工作環(huán)境。3)綜合經(jīng)濟分析。第二節(jié)第二節(jié) 液

6、壓油的物理性質(zhì)及選用液壓油的物理性質(zhì)及選用第一章 液壓傳動概述第二節(jié)第二節(jié) 液壓油的物理性質(zhì)及選用液壓油的物理性質(zhì)及選用第一章 液壓傳動概述3 液壓系統(tǒng)的污染控制1）污染的根源2）污染的危害3）污染的測定4）污染度的等級第二節(jié)第二節(jié) 液壓油的物理性質(zhì)及選用液壓油的物理性質(zhì)及選用第一章 液壓傳動概述4工作介質(zhì)的污染控制1) 對元件和系統(tǒng)進行清洗后，才能正式運轉(zhuǎn)。2) 防止污染物從外界侵入。3) 在液壓系統(tǒng)合適部位設置合適的過濾器。4) 控制工作介質(zhì)的溫度。工作介質(zhì)溫度過高會加速其氧化變質(zhì)，產(chǎn)生各種生成物，縮短它的使用期限。5) 定期檢查和更換工作介質(zhì)。定期對液壓系統(tǒng)的工作介質(zhì)進行抽樣檢查，分析其

7、污染度，第二節(jié)第二節(jié) 液壓油的物理性質(zhì)及選用液壓油的物理性質(zhì)及選用第一章 液壓傳動概述第三節(jié) 液壓傳動系統(tǒng)的壓力和流量一、液壓系統(tǒng)中壓力的形成及傳遞一、液壓系統(tǒng)中壓力的形成及傳遞1 壓力的概念第一章 液壓傳動概述 油液單位面積上承受的作用力稱為壓強，在工程上習慣稱為壓力，用符號p表示，即第三節(jié) 液壓傳動系統(tǒng)的壓力和流量第一章 液壓傳動概述2 靜壓傳遞原理靜止油液的壓力具有下列特性： 1)靜止油液在任意一點所受到的各個方向的壓力都相等，這個壓力稱為靜壓力。 2)油液靜壓力的作用方向垂直指向承壓表面，如圖1 3a所示。 3) 密閉容器內(nèi)靜止油液中任意一點的壓力如有變化，其壓力的變化值將被等值地傳遞

8、給油液的各點。這稱為靜壓傳遞原理，即帕斯卡定理。第三節(jié) 液壓傳動系統(tǒng)的壓力和流量第一章 液壓傳動概述第三節(jié) 液壓傳動系統(tǒng)的壓力和流量第一章 液壓傳動概述 例1 1 如圖1 4所示，已知柱塞泵活塞1的面積A1=11310-4m2，液壓缸活塞2的面積A2=96210-4m2，作用在活塞1上的力F1=578103N。試問柱塞泵油腔5內(nèi)的油液壓力p1為多大？液壓缸能頂起多重的重物？解：1）油腔5內(nèi)油液的壓力第三節(jié) 液壓傳動系統(tǒng)的壓力和流量第一章 液壓傳動概述2）活塞2向上的推力即作用在活塞2上的液壓作用力3）能頂起重物的重量第三節(jié) 液壓傳動系統(tǒng)的壓力和流量第一章 液壓傳動概述3 液壓傳動系統(tǒng)中壓力的建

9、立第三節(jié) 液壓傳動系統(tǒng)的壓力和流量第一章 液壓傳動概述第三節(jié) 液壓傳動系統(tǒng)的壓力和流量第一章 液壓傳動概述二、流量和平均流速二、流量和平均流速(1) 流量第三節(jié) 液壓傳動系統(tǒng)的壓力和流量第一章 液壓傳動概述(2) 平均流速液壓缸工作時，活塞運動的速度就等于缸內(nèi)液體的平均流速。第三節(jié) 液壓傳動系統(tǒng)的壓力和流量第一章 液壓傳動概述三、液流的連續(xù)性三、液流的連續(xù)性 如圖1 8所示管路中，流過截面1和2的流量分別為qV1和qV2，根據(jù)液流連續(xù)性原理，qV1=qV2，用式(1 5)代入，則可得第三節(jié) 液壓傳動系統(tǒng)的壓力和流量第一章 液壓傳動概述第三節(jié) 液壓傳動系統(tǒng)的壓力和流量第一章 液壓傳動概述第四節(jié)液

10、壓傳動的壓力、流量損失和功率計算第四節(jié)液壓傳動的壓力、流量損失和功率計算一、液壓傳動的壓力損失一、液壓傳動的壓力損失 1.液阻和壓力損失 .沿程壓力損失與局部壓力損失(1)沿程壓力損失油液在直徑不變的直通管道中流動時，由于管壁對油液的摩擦而產(chǎn)生的能量損失，這種壓力損失稱為沿程壓力損失。 圖1-9 油液的壓力損失第一章 液壓傳動概述第四節(jié)液壓傳動的壓力、流量損失和功率計算第四節(jié)液壓傳動的壓力、流量損失和功率計算(2)局部壓力損失油液流過管路彎曲部位、大小管的接頭部位、管路截面積突變部位及閥口和網(wǎng)孔等局部障礙處等地方時，由于液流速度的方向和大小發(fā)生變化而產(chǎn)生的壓力損失稱為局部壓力損失。 .壓力損失

11、的近似估算p泵=K壓p缸式中 q泵液壓泵最大輸出流量 (m3/s)； q缸液壓缸的最大流量 (m3/s)； K漏系統(tǒng)的泄漏系數(shù)，一般K漏1.11.3。系統(tǒng)復 雜或管路較長取大值，反之取小值。第一章 液壓傳動概述第四節(jié)液壓傳動的壓力、流量損失和功率計算第四節(jié)液壓傳動的壓力、流量損失和功率計算式中p泵 液壓泵最高工作壓力 (Pa)；p缸 液壓缸最高工作壓力 (Pa)；K壓系統(tǒng)的壓力損失系數(shù)，一般K壓1.31.5。系 統(tǒng)復雜或管路較長取大值，反之取小值。二、液壓傳動的流量損失二、液壓傳動的流量損失 1.泄漏和流量損失 圖1-10 液壓缸的內(nèi)泄漏和外泄漏1低壓腔 2高壓腔3外泄漏 4內(nèi)泄漏第一章 液壓

12、傳動概述第四節(jié)液壓傳動的壓力、流量損失和功率計算第四節(jié)液壓傳動的壓力、流量損失和功率計算 1.液壓缸的輸出功率P缸P缸 = Fv2.液壓泵的輸出功率P泵三、液壓傳動的功率計算三、液壓傳動的功率計算 由于F= P缸 A，v = q缸 A，所以液壓缸的輸出功率(不計液壓的損失)P缸 =p缸 q缸式中 P缸液壓缸的輸出功率 (W)； p缸液壓缸的最高工作壓力 (Pa)； q缸液壓缸的流量 (m3/s)。P泵 =p泵q泵第一章 液壓傳動概述第四節(jié)液壓傳動的壓力、流量損失和功率計算第四節(jié)液壓傳動的壓力、流量損失和功率計算 3.液壓泵的效率和液壓泵驅(qū)動電動機功率的計算液壓泵的總效率總為因此，驅(qū)動液壓泵的電

13、動機功率P電式中 P泵液壓泵的輸出功率 (W)； p泵液壓泵的最高工作壓力 (Pa)； q泵液壓泵缸的流量 (m3/s)。第一章 液壓傳動概述第五節(jié)液壓沖擊和氣穴現(xiàn)象第五節(jié)液壓沖擊和氣穴現(xiàn)象一、液壓沖擊一、液壓沖擊 在液壓系統(tǒng)中，由于某種原因而引起液體的壓力在瞬間急劇上升，這種現(xiàn)象稱為液壓沖擊。 避免產(chǎn)生液壓沖擊的基本措施是盡量避免液流速度發(fā)生急劇變化，延緩速度變化的時間，其具體辦法是： 1) 緩慢開關(guān)閥門。 2) 限制管路中液流的速度。 3) 系統(tǒng)中設置蓄能器和溢流閥。 4) 在液壓元件中設置緩沖裝置(如節(jié)流孔)。二、氣穴現(xiàn)象二、氣穴現(xiàn)象 為減少空穴和氣蝕的危害，一般采取下列措施： 1) 減

14、小液流在間隙處的壓力降，一般希望間隙前后的壓力比為p1/p23.5。 2) 降低液壓泵吸油高度，適當加大吸油管內(nèi)徑，限制吸油管的流速，及時清洗濾油器。對高壓泵可采用輔助泵供油。 3) 管路要有良好密封，防止空氣進入。第一章 液壓傳動概述第四節(jié)液壓傳動的壓力、流量損失和功率計算第四節(jié)液壓傳動的壓力、流量損失和功率計算一、液壓傳動的壓力損失一、液壓傳動的壓力損失 1.液阻和壓力損失(1)沿程壓力損失油液在直徑不變的直通管道中流動時，由于管壁對油液的摩擦而產(chǎn)生的能量損失，這種壓力損失稱為沿程壓力損失。(2)局部壓力損失油液流過管路彎曲部位、大小管的接頭部位、管路截面積突變部位及閥口和網(wǎng)孔等局部障礙處

15、等地方時，由于液流速度的方向和大小發(fā)生變化而產(chǎn)生的壓力損失稱為局部壓力損失。 .沿程壓力損失與局部壓力損失 .壓力損失的近似估算p泵=K壓p缸第一章 液壓傳動概述 本章主要介紹了液壓傳動的基本原理、液壓系統(tǒng)的組成，液壓油的性質(zhì)和正確選擇方法，靜壓傳動原理和連續(xù)性原理、液壓系統(tǒng)中壓力和流量損失對系統(tǒng)的影響以及液壓沖擊和氣穴現(xiàn)象及危害等內(nèi)容。通過對液壓傳動基本原理的分析，了解液壓系統(tǒng)中壓力的形成和油液流動的規(guī)律，掌握液壓傳動系統(tǒng)中的靜壓傳動原理和連續(xù)性原理，了解壓力和流量損失、液壓沖擊和氣穴現(xiàn)象的產(chǎn)生原因，以及對液壓系統(tǒng)的影響，為隨后學習液壓元件、液壓回路和液壓系統(tǒng)打好基礎。第一章 液壓傳動概述一、名詞解釋1.滑移 2.形變強化 3.回復 4.再結(jié)晶 5.熱加工 6.冷