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1、1液压与气压传动液压与气压传动中德职业技术学院2学习目标：学习目标：1.了解液压技术的起源、发展和应用。2.了解液压传动的优缺点。3.掌握液压系统的组成以及在液压回路中的作 用。4.液体动力学基础知识，即连续性方程、伯努 利方程及液体流经管路的压力损失。5.液体的粘性。第一章绪论3液压传动技术发展概况液压传动技术发展概况阿基米德输水螺杆（大 约公元前200年）中国式“水车”4液压传动技术发展概况液压传动技术发展概况阀阀1阀阀2安全阀安全阀排放阀排放阀压把式灭火器 （十七世纪中叶）Bramah压力机 （1795年）5液压传动技术应用液压传动技术应用压力机盾构机（隧道掘进机）压力机盾构机（隧道掘进
2、机）6液压传动技术应用液压传动技术应用航天飞机运送车海上石油钻井平台7液压传动技术的优点液压传动技术的优点?传递的功率和力大，元件相对简单并且在 很大程度上可以免维护。?操纵简单。?控制灵敏并且可以无级调速，可以实现顺 序动作控制和程序控制。?元件布置灵活。?通过溢流阀可以很方便地实现过载保护。?方便地实现直线运动8液压传动技术的缺点液压传动技术的缺点?泄漏会引起容积损失使传动效率下降。?由于液体具有可压缩性，因此液压传动一般不 宜用于传动比要求严格的场合。?液体的粘度性能对温度比较敏感，因此液压传 动性能会随温度的变化而改变。?液压元件的制造精度要求较高，制造成本较 高，价格较贵。?压系统故
3、障查寻和排出比较困难，对系统的安 装、使用和维护的技术要求较高。9液压传动实例液压传动实例手动式电瓶液压叉车手动式电瓶液压叉车1-液压泵液压泵 2-溢流阀溢流阀 3-调速阀调速阀 4-二位二通电磁换向阀二位二通电磁换向阀 5-液压缸液压缸2 143510液压系统的组成液压系统的组成1-液压泵2-油箱3-单向阀4-溢流阀 5-液压缸6-三位四通手动换向阀 7-节流阀1-液压泵2-油箱3-单向阀4-溢流阀 5-液压缸6-三位四通手动换向阀 7-节流阀 液压系统的组成液压系统的组成： ?. 动力元件 ?. 控制元件 ?. 执行元件 ?. 辅助元件 ?. 传动介质11液压系统工作原理图 1-液压泵2-
4、油箱3-单向阀4-溢流阀 5-液压缸6-三位四通手动换向阀 7-节流阀液压系统工作原理图 1-液压泵2-油箱3-单向阀4-溢流阀 5-液压缸6-三位四通手动换向阀 7-节流阀液压系统的组成液压系统的组成液压元件剖视图表示的液压系统工作原理液压元件剖视图表示的液压系统工作原理12液压传动定义以及能量转换形式液压传动定义以及能量转换形式?液压传动就是以液体为介质进行力和位移的传 递和控制。液压传动就是以液体为介质进行力和位移的传 递和控制。驱动部分驱动部分控制部分控制部分输出部分输出部分机械部分机械部分电机 内燃机或手动装置电机 内燃机或手动装置液压泵液压泵液压开环或闭环 控控制阀液压开环或闭环
5、控控制阀液压缸 液压马达液压缸 液压马达被驱动的 工作元件被驱动的 工作元件电能机 热能电能机 热能液压能液压能机械功机械功机械能机械能机械能机械能能量转换形式能量转换形式13液体静压力及其特性液体静压力及其特性P1 = P2= P3 ，当A1= A2= A3时，则F1 = F2= F314液体静压力及其特性液体静压力及其特性外力产生的压力（帕斯卡定律）AF=0P15力比关系力比关系重要基本概念一：工作压力取决于负载，而与流入的液体多少无关W211 AW AFP=121AA FW=活塞所受力与活塞面 积成正比活塞所受力与活塞面 积成正比16运动关系运动关系重要基本概念二：重要基本概念二：活塞的
6、运动速度取决于进入液压缸的流量，而与液体压力大小无关。活塞的运动速度取决于进入液压缸的流量，而与液体压力大小无关。1221 AA SS=2211SASA=tSAtSA2 21 1=QvAvA=2211活塞的运动速度和活塞的作用面积成反比流量连续 性方程17功率关系压力P和流量Q是流体传动中最基本、最重 要的两个参数，它们的乘积即为功率211vWvF=能量守恒也同样 适用于液压传动QPvAPvAPN=221118压力的传递压力的传递作用在活塞面积上的压力与其作用面积成反比2112 AA PP=19绝对压力、相对压力和真空度绝对压力、相对压力和真空度绝对压力、相对压力和真空度之间的关系大气压绝对压
7、力（正值）表压力即相对压力真空度即表压力（负值）绝对压力绝对零值p=020流量连续性方程流量连续性方程理想液体在管路中作稳定流动通过任一截面的流量相等。理想液体在管路中作稳定流动通过任一截面的流量相等。QvAvA=221121流量定律流量定律AQv =22理想液体的伯努利方程理想液体的伯努利方程伯努利方程方程的物理意义：在管内作稳定流动 的理想液体具有压力能、位能和动能这三种能量 形式。在任意通流面积上这三种能量可以互相转 换，但其总和保持不变。伯努利方程方程的物理意义：在管内作稳定流动 的理想液体具有压力能、位能和动能这三种能量 形式。在任意通流面积上这三种能量可以互相转 换，但其总和保持不
8、变。gvhgP gvhgP gvhgP 2222 3 332 2 222 1 11+=+=+23液体在管路中流动时压力损失液体在管路中流动时压力损失液体具有粘性，在管路中流动时产生压力损失?沿程压力损失?局部压力损失24液体的两种流态液体的两种流态?层流层流?紊流紊流25油液主要的物理性质油液主要的物理性质液体粘性的作用液体粘性的作用A板B板uxzzd zuu+du粘性粘性：液体流动是呈现出来的性质。粘性的作用：粘性的作用：A板固定，当上平面以速度u向右运动时，紧贴上表面的一层液体将以与上平面相同的速度u向右运动，而紧贴下平面的液体保持不动，两平面间各层液体的速度各不相同。当层间距离较小时，其
9、速度按线性规律分布。各层液体间有相互牵制作用，运动快的带动运动慢的，而运动慢的对运动快得起阻滞作用。26常用液压油的牌号和粘度常用液压油的牌号和粘度ISO 粘度等级粘度等级GB2512-81 粘度等级粘度等级40的运动粘度 厘沲（的运动粘度 厘沲（mm2/ /s）ISO VG15N1513.516.5ISO VG22N2219.824.2ISO VG32N3228.835.2ISO VG46N4641.450.6ISO VG68N6861.274.8ISO VG100N1009010027液压油的选择液压油的选择?粘度适当，粘温特性好，压缩性小。?抗氧化性好，长期工作不变质。?润滑性能好，防锈
10、蚀能力强。?抗泡沫性和抗乳化性好。?无杂质和沉淀物。?燃点高，低温用油要求凝点低。?不含有水溶性的酸碱，对液压元件和密封 件无侵。1学习目标：学习目标：1.掌握容积式液压泵的工作原理及其主要性能 参数。 2.通过液压泵的拆装掌握齿轮泵、叶片泵和柱 塞泵的结构和工作原理。 3.掌握液压泵的职能符号。 4.齿轮泵所存在的问题。 5.液压泵的常见故障及其排除方法。第二章 液压泵2第二章 液压泵液压泵：是动力元件，是将机械能转变成液压能的装 置,为系统提供一定压力、一定流量的液体 。3液压泵分类液压泵定量泵变量泵液压泵定量泵变量泵齿轮泵叶片泵轴向柱塞泵径向柱塞泵螺杆泵齿轮泵叶片泵轴向柱塞泵径向柱塞泵螺
11、杆泵叶片泵轴向柱塞泵径向柱塞泵叶片泵轴向柱塞泵径向柱塞泵4液压泵的职能符号单向定量泵双向定量泵单向定量泵双向定量泵单向变量泵双向变量泵单向变量泵双向变量泵5容积式泵的工作原理容积式泵的工作原理容积式泵的特点：容积式泵的特点：1、具有周期性变化的密封容 腔，密封容腔由小变大时 吸油，由大变小时压油。 2、具有配流装置。它保证密 封容腔由小变大时只与吸 油管接通；密封容腔由大 变小时只与压油管相通。容积式泵的工作原理图容积式泵的工作原理图6液压泵的主要性能参数?工作压力：工作压力：液压泵工作时实际输出的压力，取 决于负载。?额定压力:额定压力:在正常工作条件下，按试验标准规 定连续运转的最高压力，
12、超过此值即为过载， 它取决于泵的结构强度和密封条件。?最高压力：最高压力：液压泵在短暂运行时间内所允许的 最高压力。7液压泵的主要性能参数?排量（排量（q）：）：在无泄漏的情况下，泵的主轴每 转一转排出液体的体积 。?泵的理论流量(Q泵的理论流量(QT T) )：在无泄漏的情况下，单位 时间内输出液体的体积 。?泵的额定流量泵的额定流量：在额定压力下、额定转速下必 须保证的实际输出流量。?容积效率容积效率pv：泵实际流量和理论流量之比 。?总效率总效率总总：泵的理论输出功率与实际输入功 率之比8外啮合齿轮泵的结构外啮合齿轮泵的结构1-壳体 2-前端盖 3-传动轴 4,5-轴承套 6-后端盖 7
13、-主动齿轮 8-从动齿轮 9-密封圈1-壳体 2-前端盖 3-传动轴 4,5-轴承套 6-后端盖 7-主动齿轮 8-从动齿轮 9-密封圈9外啮合齿轮泵的工作原理外啮合齿轮泵的工作原理?密封容腔：密封容腔：由壳体、轴套（侧 板）和两对齿轮的啮合部位组 成的。?工作原理工作原理：当两对齿轮脱离啮 合时，密封容腔由小变大，吸 油；当两对齿轮进入啮合时， 密封容腔由大变小 ，排油；当 齿轮不断地旋转时，齿轮泵就 不间断地吸油和压油。外啮合齿轮泵的流量外啮合齿轮泵的流量Q10外啮合齿轮泵的几个问题外啮合齿轮泵的几个问题?泄漏问题：泄漏问题： （指内泄漏）?轴向泄漏：齿轮的端面和轴承套（轴承）端面 之间的
14、间隙造成的，占总泄漏量的80% 。?径向泄漏：齿顶与壳体之间的间隙造成的，占 总泄漏量的15%。?啮合线泄漏：两个齿轮互相啮合部位的间隙造 成的，占总泄漏量的5% 。11改善轴向泄漏的措施端面间隙自动补偿12外啮合齿轮泵的几个问题外啮合齿轮泵的几个问题?径向不平衡力径向不平衡力?流量脉动流量脉动13径向不平衡力改善措施径向不平衡力改善措施?沿圆周方向引 压力油至距吸 油口两个齿顶 处14外啮合齿轮泵的几个问题外啮合齿轮泵的几个问题?困油现象困油现象?消除措施：在齿 轮泵的轴套(侧板) 上开卸荷槽。吸压吸压15双作用叶片泵的结构双作用叶片泵的结构1-传动轴2-叶片3-配流盘4-转子5-定子1-传
15、动轴2-叶片3-配流盘4-转子5-定子123451234516双作用叶片泵的工作原理双作用叶片泵的工作原理?密封容腔：密封容腔：两叶片之间、转子 的外表面以及定子的内表面所 形成的容腔。?配流装置：配流装置：具有四个月牙形孔 的配流窗口。?结构特点：结构特点：定子和转子是同心 放置的；定子内表面曲线由两 段大半径圆弧、两段小半径圆 弧和四段过渡曲线组成；配油 盘上开有四个月牙形窗口。17双作用叶片泵的工作原理双作用叶片泵的工作原理?工作原理工作原理：图中红色为压油窗 口，蓝色为吸油窗口。当转子 逆时针转动时，叶片在离心力 和根部油的作用下压向定子表 面，并随定子内表面曲线的变 化而被迫在转子槽
16、内往复滑动。 于是密封容腔发生增大和缩小 的变化，经过蓝色窗口容积增 大，吸油；经过红色窗口容积 减小，压油。18双作用叶片泵的排量双作用叶片泵的排量qD19限压式单作用叶片泵的结构限压式单作用叶片泵的结构?主要由叶片、转子、 定子、配流盘、泵 体、端盖 和流量、噪声、 压力调节螺钉等 组成 1-流量调节螺钉 2-噪声调节螺钉3-压力调节螺钉1-流量调节螺钉 2-噪声调节螺钉3-压力调节螺钉20限压式单作用叶片泵工作原理限压式单作用叶片泵工作原理?密封容腔：密封容腔：两叶片之间、转 子的外表面以及定子的内表 面所形成的容腔。?配流装置：配流装置：具有两个月牙形 的配流窗口。?结构特点：结构特点：定子和转子是偏 心放置 ；转子的中心是固 定的，定子的中心是可变 的；定子的形状是圆环；配 油盘上开有两个月牙形窗 口 。21限压式单作用叶片泵工作原理限压式单作用叶片泵工作原理?工作原理：工作原理：图中红色为压油窗口，蓝色为吸油窗口。当转子逆时针转 动时，叶片在离心力和
