液压传动基础知识课件

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1、液压基础知识,谷纲,绪论,本章是学习液压传动的启蒙章节,主要阐述了本课的一些重要概念、基本参数，并介绍了液压系统的基本组成。 基本要求和方法：通过液压千斤顶简化模型的分析深入理解液压传动的工作原理；重点掌握压力、流量和功率三个主要参数和关于压力、流量的两个重要概念；通过液压千斤顶和磨床工作台液压传动实例的学习，掌握液压系统的组成及各部分的功用。 重点内容：液压传动的工作原理；液压系统的组成及各部分的功用。,传动的种类,对于一部机器，其工作机构一般很难与原动机直接相连，中间必须有传动机构，以达到对动力和运动传递的目的。,一、液压传动的定义,传动：传递运动和动力的方式 常见传动：机械、电气、流体传

2、动 流体传动：气体 、液体传动 液体传动：液力、液压传动 液压传动：是在密闭的回路中，利用液体作为工作介质进行能量转换、传递、分配的一种传动形式。,液压传动框图,二、液压传动的发展概、现状与发展,1795年英国人布拉玛制成了世界上第一台手动水压机，至今已有二百多年历史了。上世纪30年代，由于工艺制造水平提高，开始生产液压 元件，并首先应用于机床。然而，液压传动的真正推广使用只是最近三、四十年的事。 十九世纪末，德国制成了液压龙门刨床，美国制成了液压六角车床和磨床。 二战，兵器上采用了功率大、反应快、动作准的液压传动和控制装置。如应用在舰艇上的炮塔转位器。二战期间大大促进了液压技术的发展。战后，

3、液压技术迅速转向民用，并不断制定和完善各种标准，实现了各类元件的标准化、规格化、系列化。 例如，国外今日生产的95%的工程机械，95%以上的自动线，90%的数控加工中心都采用了液压传动，因此采用液压传动的程度现在已成为衡量一个国家工业水平的重要标准之一。 目前，流体传动技术正在向着高压、 高速、高效率、大流量、大功率、微型化、低噪声、低能耗、经久耐用、高度集成化方向发展，向着用计算机控制的机电一体化方向发展。,三、液压传动原理,1、液压千斤顶的简化 2、液压千斤顶的组成,液压千斤顶组成,3、液压千斤顶的工作原理,动画演示,三、液压传动原理,4、特点 （1）用具有一定压力的液体来传动 （2） 传

4、动过程中必须经过两次能量转换 （3） 传动必须在密封容器内进行，而且容积要发生变化。 5、两个最重要的概念 （1）压力决定于外负载 （2）运动速度决定于流量,四、液压系统组成,1、机床工作台液压传动系统组成,2、组成部分,动力装置：液压泵。将原动机输入的机械能转换为液体的压力能，作为系统供油能源装置。 执行装置：液压缸（或马达）。将流体压力能转换为机械能，而对负载作功。 控制装置：各种液压控制阀，用以控制流体的方向、压力和流量，以保证执行元件完成预期的工作任务。 辅助装置：油箱、油管、滤油器、压力表、冷却器、分水滤水器、油雾器、消声器、管件、管接头和各种信号转换器等 ，创造必要条件，保证系统正

5、常工作。 工作介质：液压油或压缩空气 ，作为传递运动和动力的载体。,3、工作原理：,油路图示、左位、右位 换向换向阀 调速节流阀 调压溢流阀,4、液压系统图的图形符号,结构或半结构式图形：表示结构原理直观性强，易理解，但结构复杂 。,回顾动画,4、液压系统图的图形符号,图形符号：它不再表示元件的具体结构，是一种比较抽象地，只表示元件职能的符号，用它来表示系统中各元件的作用及整个系统的工作原理十分简明扼要。 GB/T768.1-93给出了我国液压图形符号的有关规定。,回顾动画,五、液压传动的特点,优点： 力大无穷 缺点： 泄漏严重，污染地面 不宜保证严格的传动比 对温度变化敏感 难于检查故障,练

6、习题,1、（ ）和（ ）是液压传动中最重要的参数。 A、压力和流量 B、压力和负载 C、压力和速度 D、流量和速度 2、在液压系统的组成中液压缸是（ ）。 A、动力元件 B、执行元件 C、控制元件 D、传动元件 可以在运行过程中实现大范围的无级调速的传动方式是（ ）。 A、机械传动 B、电气传动 C、气压传动 D、液压传动 在液压传动中，液压缸的（ ）决定于流量。 A、压力 B、负载 C、速度 D、排量,本次内容回顾,1、液压传动是以密封容积中的液体来传递力和运动的。 在传递力时，利用了帕斯卡原理；而在传递运动时，则 利用了密封容积中主动件（液压泵）挤出的液体体积和 从动件（执行元件）接收的液

7、体体积相等的原理（质量 守恒定律）。 2、液压传动中，液体的压力和流量是最主要的参数。 负载决定压力，流量则决定执行元件的运动速度。 压力和机械传动中的力相当，而流量和机械传动中的速度相当。压力和流量的乘积则为液压传递的功率。,第二章 液压传动基础知识,2-1 液压传动工作介质 2-2 液体静力学 2-3 液体动力学,2-1 液压传动工作介质,统计表明，液压系统发生的故障有90%是由于使用管理不善所致。液压油过滤与处理是液压系统使用管理中的重点项目之一，不仅是减少系统故障的重要途径，也是提高使用管理水平的一个标志。 在液压系统中，液压油液是传递动力和信号的工作介质。同时，它还起着润滑、冷却和防

8、锈的作用。液压系统能否可靠、有效地工作，在很大程度上取决于系统中所用的液压油液（如油液污染，堵塞阀口）。,一、液压传动工作介质的性质,1、液体的密度 密度单位体积液体的质量 =m/v kg/m3 密度随着温度或压力的变化而变化，但变化不大，通常忽略。,2、液体的粘性 液体在外力作用下流动时,由于液体分子间的内聚力和液体分子与壁面间的附着力,导致液体分子间相对运动而产生的内摩擦力,这种特性称为粘性. 内摩擦力表达式 F = A du/dy 液体静止时,du/dy = 0 静止液体不呈现粘性,粘 度,衡量粘性大小的物理量 动力粘度 运动粘度 相对粘度0E,运动粘度,运动粘度：动力粘度与液体密度之比

9、值 = / （m2/S） 单位： SI制 m2/S,运动粘度单位说明： 单位中只有长度和时间量纲类似运动学量。 称运动粘度，常用于液压油牌号标注 液压油牌号标注： 老牌号20号液压油，指这种油在50C 时的平均运动粘度为20 cst。 新牌号LHL32号液压油，指这种油在40C时的平均运动粘度为32cst。,相对粘度0E, 、不易直接测量，只用于理论计算 常用相对粘度 相对粘度又称条件粘度，是在某一条件下测得的。这些相对粘度测试方法很简单、方便，但精度不太高。 关系式 工程上“相对粘度” 或v 换 算,3、其它性质,1）粘度和压力的关系 P，F， 随p而，压力较小时忽略，32Mpa以上才考虑

10、2）粘度和温度的关系 温度，内聚力， 粘度随温度变化的关系叫粘温特性，粘度随温度的变化 较小，即粘温特性较好。,二、对液压油的要求,1、液压油的任务 工作介质传递运动和动力 润滑剂 润滑运动部件 2、对液压油的要求 1）具有适当的粘度与良好的粘温特性； 粘度是液压油的重要性能指标，直接影响系统运动部件的润 滑、油泵的吸入特性、缝隙漏泄、压力损失以及系统发热等。在 使用范围内，油液粘度随温度的变化愈小愈好。粘度指数一般不 要低于90。 2）除具有良好的润滑性外，还要有足够的油膜强度，运动副在高 速高压下，避免产生干摩擦。 3）对人体无害，对环境污染小，成本低，价格便宜。,三、液压油的选择和使用,

11、目前最广泛使用的传递介质是石油型液压油。要根据系统中采用 的元件结构形式（主要是液压泵）运动速度、使用温度和压力等因素 来选用油液的品种和品牌。 1、正确选择工作液体类型 2、正确选择工作液体粘度 3、使用注意事项 1） 油箱中的油面应保持一定高度，正常工作时油箱的温 升不应超过液压油所允许的范围，一般不得超过65。 2）为防止系统中进入空气，要做到：所有回油管都在油箱液面以 下，管口切成斜断面；油泵吸油管应严格密封；油泵吸油高度应尽可 能小些，以减少油泵吸油阻力；可能情况下，应在系统最高点设置放 气阀；定期检查油液质量和油面高度，以便及时更换和添加。,液压油种类： 普通润滑油：代用润滑油，没

12、有或很少加入专门添加剂，粘温特性和化学稳定性差，要求不高的系统。机械油、汽轮机油、变压器油及柴油机油。 专用液压油：加入改善性能的添加剂。精密机床液压油、液压导轨油、低凝液压油、航空液压油。 抗燃液压油：乳化液压油（水包油型YRA）。 合成液压液（水乙二醇乙二醇50%，工作温度60，适用于要求防火的液压系统，但对普通油漆有软化和剥落作用。）。 精密机床液压油：加有抗氧、抗磨损、抗泡沫、防锈及提高粘度指数高。专用于精密机床，还有其他场合。 抗磨YB：适应液压向高压、高速而研制，除加有抗氧化剂、防锈和抗泡沫剂以外，还添加了抗磨剂，可减少液压件相对接触面的磨损，延长使用寿命。如煤矿行业。适用于-15

13、以下的高压和高速液压系统。环境温度变化较大的室外作业液压系统（如建筑机械、起重运输机械和工程机械等）也可采用。（最低达-35）32、46、46D、68 10号航空：经过特殊加工的石油基液压油。加有提高粘度指数和加强润滑的添加剂，粘温特性和润滑性好，凝点低，无腐蚀，适用要求高和温度低的液压系统。,四、污染及其控制,1、污染物的种类和特性 物质类型：固体、气体、液体、化学制品、微生物 能量形式：辐射、静电、腐蚀、磁性、热能 2、危害 系统工作性能下降，动作失调 严重经济损失 3、污染原因,4、污染的控制 1）对元件和系统进行清洗； 2）防止污染物从外界侵入； 3）采用合适的过滤器； 4）控制液压油

14、液的温度； 5）定期检查和更换液压油液。,5、空气的危害 1）产生噪声、振动及爬行；噪声和振动影响系统的性能和寿命，造成环境污染，构成危害。爬行则严重影响液压系统的运行平稳性。低速液压马达发生爬行就无法工作；爬行使液压阀失灵，也使液压缸受到冲击。 2）产生气蚀，引起液压元件磨损，寿命降低； 3）液压油与空气中的氧发生氧化作用。,练习题,1、我国生产的机械油和液压油采用40时的（ ）做为其标号。 A、动力粘度 Pa*s B、恩氏粘度 E C、运动粘度mm2/s D、塞氏粘度 SSU 2、普通液压油（YA类组号），属于（ ）。 A、石油型液压油 B、乳化型液牙油 C、合成型液压油 3、运动速度（

15、）时宜采用粘度较低的液压油减少摩擦损失；工作压力（ ）时宜采用粘度较高的液压油以减少泄露。 A、高 低 B、高 高 C、低 高 D、低 低,2-2 液体静力学,研究内容：研究液体处于静止状态的力学规律和这些规律的实际应用。 静止液体：指液体内部质点之间没有相对运动，至于液体整体完全可以象刚体一样做各种运动。,一、液体的静压力及特性,1、液体的静压力定义：液体单位面积上所受的法向力，物理学中称压强，液压传动中习惯称压力。,2、液体静压力特性： （1）垂直并指向于承压表面 液体在静止状态下不呈现粘性 内部不存在切向剪应力而只有法向应力 （2）各向压力相等 有一向压力不等，液体就会流动 各向压力必须

16、相等,二、液体静力学基本方程,1、计算静止液体内任意点A处的压力 p = p0+gh 2、重力作用下静止液体压力分布特征 （1）静止液体中任一点处的压力由两部分 液面压力p0 组成 液体自重所形成的压力gh （2) 静止液体内压力沿液深呈线性规律分布 （3) 离液面深度相同处各点的压力均相等， 压力相等的点组成的面叫等压面.,三、压力的表示方法及单位,1、测压两基准 绝对压力以绝对零压为基准所测 相对压力*以大气压力为基 准所测 2、关系 绝对压力 = 大气压力 + 相对压力 或 相对压力（表压）= 绝对压力 大气压力 注： 液压传动系统中所测压力均为相对压力即表压力 真空度 = 大气压力 绝对压力,四、帕斯卡原理,在密