液壓與氣壓傳動技.ppt

1、液壓與氣壓傳動技術,模塊一 液壓與氣動系統(tǒng)組成及作用,課程的性質(zhì)：機械工程各專業(yè)必修的專業(yè)或專業(yè)基礎課。 課程要求的基礎：機械專業(yè)基礎課知識之外，還要有工程流體力學知識。 課程要求達到的目的： 1、掌握常用的液壓氣動元件的結構原理； 2、掌握常用液壓氣動基本回路的工作原理； 3、具有初步的分析和設計液壓系統(tǒng)的能力。,模塊一 液壓與氣動系統(tǒng)的組成及作用 項目一 液壓與氣動技術的應用與發(fā)展 一、液壓技術的應用 1975年世界上第一臺水壓機誕生起，液壓傳動已經(jīng)有200多年的歷史，真正推廣確是近50多年的事，特別是20世紀60年代，液壓技術進入了快速發(fā)展的階段。我國的液壓技術開始于20世紀50年代。

2、液壓技術在各行業(yè)的應用見表1-1 二、氣動技術的應用 氣動技術主要可以提高系統(tǒng)的可靠性、降低成本，實現(xiàn)無油化，節(jié)能化,精度化傳動，氣動技術在各行業(yè)的應用見表1-2,三、液壓與氣動技術的發(fā)展概況 1、液壓發(fā)展概況 17世紀中葉帕斯卡提出了驚訝傳遞原理 18世紀末英國制成第一臺水壓機 19世紀應用在艦船上的炮塔轉位器沒氣候出現(xiàn)液壓六角車床和磨床。 20世紀60年代液壓技術發(fā)展為一門完整的自動化技術 2、氣動技術發(fā)展概況 19世紀中葉空氣壓縮機在英國問世 19世紀70年代開始在采礦業(yè)使用風鎬 19世紀80年代美國研制出了火車氣動剎車 20世紀60年代以來，氣動元件發(fā)展已經(jīng)超過了液壓元件。,項目二 液

3、壓與氣動系統(tǒng)的工作原理、組成及特點 一、液壓與氣動系統(tǒng)的工作原理 液壓與氣壓傳動是研究以有（壓力油或壓縮空氣）為傳動介質(zhì)，來實現(xiàn)各種機械的傳動和自動控制的學科，兩種傳動和控制的方法基本是相同的，都能利用有關元件組成所需功能的基本回路。因此，要研究液壓與氣壓傳動機控制技術，首先要了解傳動介質(zhì)的基本物理性能及其靜力學、運動學和動力學特性；了解組成系統(tǒng)的各位液壓與氣動元件的結構、工作原理、工作性質(zhì)以及各種基本回路的性能和特點，并在此基礎上進行液壓與氣壓傳動控制系統(tǒng)的設計。,項目二 液壓與氣動系統(tǒng)的工作原理、組成及特點 二、液壓傳動的定義 流體傳動：以流體為工作介質(zhì)進行能量轉換、傳遞和控制的傳動方式，

4、流體傳動過程中有兩個重要參數(shù)，一是液體的流動速度，一個是液體流動中的壓力。 液壓傳動，氣壓傳動雖然工作介質(zhì)不同，但傳動中都要依靠工作介質(zhì)的流動速度和壓力，所以都屬于流體傳動。 液力傳動主要是依靠液體的流動速度來進行傳動，主要是用來轉化液體的速度能，例如液力耦合器采用的傳動就是液力傳動， 液壓傳動的定義：以液體為工作介質(zhì)，利用液體的壓力能來傳遞力和速度。,項目二 液壓與氣動系統(tǒng)的工作原理、組成及特點,液壓千斤頂?shù)墓ぷ髟?三、液壓實例,條件：無泄油，不考慮油液的壓縮性和管路的彈性，不考慮摩擦力。 （1）力的傳遞（帕斯卡原理） 液壓系統(tǒng)的工作壓力取決于外負載。,條件：無泄油，不考慮油液的壓縮性和管

5、路的彈性，不考慮摩擦力。 2）運動的傳遞（容積變化相等、質(zhì)量守恒）執(zhí)行元件的運動速度取決于輸入流量。 壓力和流量是液壓與氣壓傳動中的兩個最基本的參數(shù)。,條件：無泄油，不考慮油液的壓縮性和管路的彈性，不考慮摩擦力。 （3）功率的傳遞（能量守恒） 說明了液體在管道中流動時傳遞功率的計算方法。,P壓力，q流量；,從例1得出的兩個重要概念 1、液壓系統(tǒng)中液體的壓力取決于負載 2、執(zhí)行元件運動速度取決于輸入的流量 實際情況： 1、有泄漏，導致容積損失 2、考慮摩擦力，有機械損失 3、考慮油液的壓縮性和管路的彈性，不能保證嚴格的傳動比。,項目2 液壓與氣動系統(tǒng)的工作原理、組成及特點,例2 機床工作臺液壓系

6、統(tǒng),項目二 液壓與氣動系統(tǒng)的工作原理、組成及特點,四、液壓系統(tǒng)的組成 （1）動力元件（液壓泵）：將機械能（轉矩T，轉速n）轉化為液體的壓力能（壓力p、流量q）； （2）執(zhí)行元件（液壓馬達、液壓缸）：將液體的壓力能（壓力p、流量q）轉化為機械能（轉矩T，轉速n、或直線速度v，輸出力F）； （3）控制元件（液壓閥）：控制液體的壓力、流量和方向，從而實現(xiàn)控制執(zhí)行元件的輸出力、運動速度和方向，過載保護和程序控制； （4）輔助元件（管道、管接頭、油箱和濾油器）； （5）工作介質(zhì),項目二 液壓與氣動系統(tǒng)的工作原理、組成及特點,五、液壓傳動的優(yōu)點 與機械傳動相比，液壓傳動具有以下優(yōu)點： （1）在同等功率的條

7、件下，體積小、重量輕、結構緊湊、運動慣性小、反應快，可以出大力或力矩； （2）可實現(xiàn)大范圍的無級調(diào)速（調(diào)速比可達1002000），機械傳動實現(xiàn)無級調(diào)速較困難，中小型直流電機的調(diào)速比一般為24.； （3）自動實現(xiàn)過載保護； （4）容易實現(xiàn)自動控制和遙控； （5）容易實現(xiàn)直線運動； （6）可自行實現(xiàn)機件的潤滑； （7）便于機器零部件的設計布局。（元件之間管路連接）,項目二 液壓與氣動系統(tǒng)的工作原理、組成及特點,六、液壓傳動的缺點 （1）液壓油泄漏，污染環(huán)境和引起火災； （2）機件之間的機械阻力和粘性阻力、流體流動阻力和泄漏，導致液壓系統(tǒng)的總效率降低； （3）液壓油工作性能受溫度的影響，很高（油液變

8、性、粘度變低、泄漏量變大）和很低（粘度變大、液體流動阻力變大）溫的條件下工作困難； （4）液壓油的泄漏和可壓縮性，得不到嚴格的傳動比； （5）液壓元件的制造精度要求高；（形狀公差和形位公差要求高） （6）液壓介質(zhì)易受污染，導致機件運動易卡阻。,模塊二 液壓傳動的基礎知識,項目一 液壓油的選用 液壓油的使用功能 （1）傳遞能量的介質(zhì) （2）潤滑液壓元件，減少摩擦和磨損 （3）散熱 （4）防止生銹 （5）分離和沉淀非可溶性污染物,模塊二 液壓傳動的基礎知識,項目一 液壓油的選用 一、液壓油的主要性質(zhì) 1、密度：單位體積液體的質(zhì)量稱為該液體的密度。,一般液壓油的密度為900Kg/m3,2、可壓縮性

9、一般情況下，純凈油液的體積模量K=（1.42）103MPa，數(shù)值很大，故一般認為油液是不可壓縮的。但是當油液中混入空氣，油液的抗壓縮性能就會嚴重降低，所以在實際計算中常取液壓油的體積模量K =0.7103MPa,模塊二 液壓傳動的基礎知識,項目一 液壓油的選用 一、液壓油的主要性質(zhì) 3、粘性：液體在外力作用下流動時，分子間的內(nèi)聚力要阻止分子間的相對運動產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力，稱為液體的粘性。 牛頓粘性流體內(nèi)摩擦定律（1686年）可以計算流體運動過程中間所產(chǎn)生的運動阻力。,切應力與液體本身的粘度有關系，以及運動梯度有關系,模塊二 液壓傳動的基礎知識,項目一 液壓油的選用 一、液壓油的主要性質(zhì) （1）粘度

10、：表示液體粘性的大小的物理量，常用的粘度有三種，即動力粘度、運動粘度和相對粘度 1)動力粘度：又稱為絕對粘度。是用液體流動時產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力的大小來表示的粘度。由牛頓內(nèi)摩擦定律可以到處。 動力粘度的單位是Pa.S（帕.秒）,模塊二 液壓傳動的基礎知識,項目一 液壓油的選用 一、液壓油的主要性質(zhì) 2)運動粘度：是一種導出粘度，沒有什么物理意義，是動力粘度和密度之比 運動粘度的國際單位是m2/s 常用單位是斯（St）和里斯（1CSt=1mm2/s） 1 m2/s=10000 St=1000000CSt 我國國標規(guī)定：液壓油的牌號代表該油在40。C時的運動粘度近似（里斯）值。,例：L-HL32的含義：該油在40。C時運動粘度的平均值是32里斯。 L-類別，HL型-品種 （是精制中型礦物油，并改善其防銹和抗氧性，除供液壓系統(tǒng)使用外，還可作為通用型機床潤滑油，應用廣泛） 32-牌號 。 液壓油的粘度牌號由GB 3141做出了規(guī)定，等效采用ISO的粘度分類法，以40運動粘度的中心值來劃分牌號。共分為1