CH1 液壓與氣壓傳動緒論

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液壓與氣壓傳動系統(tǒng)的工作原理和組成液壓與氣壓傳動的特點液壓與氣壓傳動工作介質

CH1緒論

液壓與氣壓傳動系統(tǒng)的工作原理和組成液壓與氣壓傳動的特點液壓與氣壓傳動工作介質

緒論液壓與氣壓傳動系統(tǒng)的工作原理和組成液壓與氣壓傳動的特點液壓與氣壓傳動工作介質

液壓與氣壓傳動系統(tǒng)的工作原理和組成液壓與氣壓傳動的特點液壓與氣壓傳動工作介質

液壓與氣壓傳動系統(tǒng)的工作原理和組成用液體作為工作介質進行能量傳遞的傳動方式稱為液體傳動。液壓傳動：利用液體的壓力能來傳遞能量。液力傳動：利用液體的動能來傳遞能量。

用氣體作為工作介質進行能量傳遞的傳動方式稱為氣壓傳動。氣壓傳動利用壓縮氣體的壓力能實現能量傳遞。

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典型液壓傳動系統(tǒng)的工作原理液壓千斤頂

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典型液壓傳動系統(tǒng)的工作原理機床工作臺液壓系統(tǒng)工作原理圖油液經濾油器進入液壓泵，在圖(a)所示狀態(tài)下，通過開停閥、節(jié)流閥、換向閥進入液壓缸左腔，推動活塞使工作臺向右移動。液壓缸右腔的油經換向閥和回油管6排回油箱。換向閥手柄轉換成圖(b)所示狀態(tài)，油液進入液壓缸右腔、推動活塞使工作臺向左移動，液壓缸左腔的油排回油箱。1—工作臺2—液壓缸3—活塞4—換向手柄5—換向閥6,8,16—回油管7—節(jié)流閥9—開停手柄10—開停閥11—壓力管12—壓力支管13—溢流閥14—鋼球15—彈簧17—液壓泵18—濾油器19—油箱

液壓與氣壓傳動系統(tǒng)的工作原理和組成液壓與氣壓傳動的特點液壓與氣壓傳動工作介質

機床工作臺液壓系統(tǒng)工作原理圖工作臺的移動速度是通過節(jié)流閥來調理的。當節(jié)流閥開大時，進入液壓缸的油量增多，工作臺的移動速度增大；反之，工作臺的移動速度減小。為了戰(zhàn)勝移動工作臺時所受到的各種阻力，液壓缸必需產生一個足夠大的推力，這個推力是由液壓缸中的油液壓力所產生的。液壓泵出口處的油液壓力由溢流閥決定。1—工作臺2—液壓缸3—活塞4—換向手柄5—換向閥6,8,16—回油管7—節(jié)流閥9—開停手柄10—開停閥11—壓力管12—壓力支管13—溢流閥14—鋼球15—彈簧17—液壓泵18—濾油器19—油箱

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液壓傳動系統(tǒng)圖的圖形符號(GB786—76)液壓傳動系統(tǒng)圖的圖形符號

元件符號內的油液滾動方向用箭頭表示，線段兩端都有箭頭的，表示滾動方向可逆。符號均以元件的靜止位置或中間零位置表示，當系統(tǒng)的動作另有說明時，可作例外。

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典型氣壓傳動系統(tǒng)的工作原理

空氣壓縮機1將原動機的機械能轉換為氣體的壓力能，受壓縮后的空氣經后冷卻器2,除油器3、枯燥器4,進入到儲氣罐5。儲氣罐用于儲存壓縮空氣并穩(wěn)定壓力。壓縮空氣再經過濾器6,由調壓(減壓)閥7將氣體壓力調理到氣壓傳動裝置所需的工作壓力，并保持穩(wěn)定。經過處理的壓縮空氣，通過氣壓控制原件10、11、12、14、和15的控制進入氣壓執(zhí)行元件13,推動活塞帶動負載工作。

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液壓與氣壓傳動系統(tǒng)的組成液壓與氣壓傳動系統(tǒng)大體由五個主要部分組成：液壓與氣壓傳動

系統(tǒng)大體由五個主要部分組成：動力裝置(動力元件):將原動機的機械能轉換成液壓能或氣壓能的裝置，如液壓泵或氣壓發(fā)生裝置(氣源裝置)。執(zhí)行裝置(元件):將壓力能轉換成機械能以驅動工作機構的裝置。其形式有作直線運動的液(氣)壓缸，有作回轉運動的液(氣)壓馬達?？刂普{理裝置(元件):它是對系統(tǒng)中的壓力、流量或滾動方向進行控制或調理的裝置，包括各種閥類元件，如溢流閥、節(jié)流閥、換向閥、開停閥等。輔助裝置(元件):上述三部分之外的其他裝置，例如油箱、濾油器、油管、蓄能器、冷卻器、油霧器等。工作介質：傳遞能量的液體或氣體，即液壓油液或壓縮空氣。

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液壓與氣壓傳動的特點液壓傳動的特點優(yōu)點缺點與電動機相比，同等體積下，液壓裝置能產生更大的動力?？稍诖蠓秶鷥葘崿F無級調速。液壓裝置工作平穩(wěn)，換向沖擊小，便于實現頻繁換向。借助于設置溢流閥等，液壓裝置易于實現過載保護，同時液壓件能自行潤滑，因此使用壽命長。液壓傳動簡單實現自動化。液壓元件已實現了標準化、系列化和通用化，便于設計、制造和推廣使用。液壓系統(tǒng)中的漏油等因素，使得液壓傳動不能保證嚴格的傳動比。液壓傳動對油溫的變化比較敏感，所以它不宜在溫度變化很大的環(huán)境條件下工作。液壓系統(tǒng)發(fā)生故障不易檢查和排除。液壓傳動有較多的能量損失(泄漏，摩擦等),傳動效率較低。

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液壓與氣壓傳動的特點氣壓傳動的特點優(yōu)點缺點工作介質為空氣，無需成本，不會污染環(huán)境。工作介質粘度低，滾動阻力小，壓力損失小，便于集中供氣和遠距離輸送。對工作環(huán)境適應性好，在仍舊、易爆、多塵埃，強輻射和振動等惡劣環(huán)境下，仍能可靠的工作。氣壓傳動動作速度和反應快。有較好的自保持能力。在一定的超負荷工況下也能保證系統(tǒng)安全工作，不易過熱。氣壓傳動系統(tǒng)的工作壓力低，僅適用于小功率場合。空氣的可壓縮性大，氣壓傳動系統(tǒng)的速度穩(wěn)定性差，給系統(tǒng)的位置和速度控制精度帶來很大影響。噪聲大，特別是排氣時，需加消聲器。工作介質本身沒有潤滑性，氣壓傳動元件需另加油霧器進行潤滑。

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液壓與氣壓傳動工作介質液壓工作介質液壓工作介質的種類液壓工作介質的性質：密度、可壓縮性及粘性液壓系統(tǒng)對液壓工作介質的要求液壓工作介質的選用

氣壓工作介質空氣的性質

工作介質的污染及控制工作介質污染的原因工作介質污染的危害工作介質污染的控制

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液壓工作介質液壓工作介質的種類石油基液壓油：石油基液壓油以石油的

精煉物為基礎，參與各種為改進性能的添加劑而成。添加劑有抗氧化劑、防銹劑、增粘劑以及抗磨劑等。

難燃液壓油合成液壓油含水液壓油

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液壓工作介質的性質密度：密度一般礦物油的密度為850~950kg/m3可壓縮性：可壓縮性：當液體受壓力作用而體積減小的特性稱為液體的可壓縮性。體積為V的液體，當壓力變化量為p時，體積的絕對變化量為V,液體的在單位壓力變化下的體積相對變化量為：

1Vκ=pV

κ:液體的體積壓縮系數

液體體積壓縮系數的倒數稱為液體的體積彈性模量，體積模量，用K表示簡稱體積模量體積模量

VK==pκV1

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可壓縮性VK==pκV可用K值來表示液體抗爭壓縮能力的大小。一般礦物油型液壓油的體積彈性模量為K=(1.4~2)x103MPa,可壓縮性為鋼的100~150倍。封閉在容器內的液體在外力作用下的表現與彈簧類似，相應的可以得到液壓彈簧剛度h:液壓彈簧剛度k液壓彈簧剛度

1

F由于kh=l

p=F/A

V=Al

VK=pV

A2K所以kh=V

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粘性：粘性：液體在外力作用下滾動時，由于液體分子間的內聚力而產生一種阻礙液體分子之間進行相對運動的內摩擦力，液體的這種產生內摩擦力的性質稱為液體的粘性。

試驗說明，流體層間的內摩擦力Ff與流體層的接觸面積A及流體層間的速度梯度du/dy成正比，即

duFf∝Ady

du設為比例常數，則有Ff=Ady

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duFf=Ady比例常數也稱為粘性系數或動力粘度。如以t表示液體的內摩擦切應力，及流層間單位面積上的內摩擦力，則有：

牛頓液體內摩擦定律

duτ==Ady

Ff

牛頓液體是指其動力粘度只與液體種類有關，而與速度梯度無關，否則為非牛頓液體。石油基液壓油一般為牛頓液體。

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液體粘性的大小用粘度粘度來表示。常用的粘度表示方粘度法有三種：動力粘度、運動粘度和相對粘度。動力粘度():又稱為絕對粘度

duτ==Ady

Ff

Ff=duAdy

動力粘度的物理意義：液體在單位速度梯度下滾動或有滾動趨勢時，相接觸的液層單位面積上產生的內摩擦力。國際(SI)計量單位為Pas(1Pas=1Ns/m2)。運動粘度(ν):運動粘度是動力粘度與密度ρ的比值：

ν=ρ

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ν=ρ運動粘度ν沒有明確的物理意義。運動粘度的SI單位為m2/s,也可以用St(斯)表