《液压与气动控制》ppt课件

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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1

2、1 气动系统的安装、调试、维护及故障诊断与排除 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,1.1.2工作原理,液压千斤顶工作原理图 1吸油单向阀

3、2小活塞 3小液压缸 4手柄 5大液压缸 6大活塞 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

4、下腔与油箱连通，在重物作用下，大活塞6便向下移动，大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

5、压千斤顶中的大液压缸、大活塞。 （3）控制元件 是控制与调节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,1.3.1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,1.3.2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

6、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。,1.3.3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,1.4.1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

7、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

8、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。,1.4.2可压缩性,1.4.3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。,1.4.4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

9、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,1.5.1压力损失,1.5.2流量损失,1.5.3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

10、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,1.6.1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。,1.6.2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,1.7.1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,1.7.2液压冲击的危害,1.7.3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

11、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

12、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，

13、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。

14、 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

15、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

16、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）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