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1、液压与气压传动福州大学机械工程及自动化学院福州大学机械工程及自动化学院 第第1 1章章 液压与气压传动概论液压与气压传动概论第1章 液压与气压传动概论2章 节 目 录1.1 1.1 液压与气压传动的研究内容液压与气压传动的研究内容1.2 1.2 液压传动的工作原理液压传动的工作原理1.3 1.3 液压传动系统的组成液压传动系统的组成1.4 1.4 液压与气压传动的特点液压与气压传动的特点1.5 1.5 液压与气压传动发展及应用概况液压与气压传动发展及应用概况第1章 液压与气压传动概论3能源介质：能源介质： 液压与气压传动是以有压流体（压力油或压缩空气）为能源介质。实现传动和控制的方法：实现传动
2、和控制的方法： 液压与气压传动实现传动和控制的方法基本相同：利用各种控制元件组成能够实现特定功能的基本回路，再由若干回路有机组合成能完成一定控制功能的传动系统，从而进行能量的传递、转换与控制 。了解的内容：了解的内容： (1)传动介质的基本物理性能及其静力学、动力学特性；(2)组成系统的各类液压与气动元件的结构、工作原理、工作性能以及由这些元件所组成的各种控制回路的性能和特点 ；(3)进行液压与气压传动控制系统的设计。 能源介质控制方法应该要理解的内容 1.1 1.1 液压与气压传动的研究内容液压与气压传动的研究内容第1章 液压与气压传动概论41.2 1.2 液压传动的工作原理液压传动的工作原
3、理 帕斯卡定律：在密闭容器内，施加于静止液体上的压力将以等值同时穿液体中各点。图图1-1 1-1 液压千斤顶工作原理图液压千斤顶工作原理图第1章 液压与气压传动概论5 （1-2）1. 1. 力的传递力的传递 据上式，系统压力与外负载密切相关。 由此得出液压传动工作原理的第一个重要特征： 液压与气压传动中工作压力取决于外负载。液压与气压传动中工作压力取决于外负载。 为液压泵的排油压力（系统压力），应等于液压缸中液体压力，即如1-1图所示:设液压缸活塞面积为 ，作用在活塞上的负载力为 。（1-1）液压缸中所产生的液体压力液压缸中所产生的液体压力P P2 2：作用在液压泵活塞上的作用力作用在液压泵活
4、塞上的作用力F F1 1第1章 液压与气压传动概论6 由此得出液压传动工作原理的第二个重要特征：活塞的运动速度只取活塞的运动速度只取决于输入流量的大小，决于输入流量的大小， 而与外负载无关。而与外负载无关。 从上面的讨论还可以看出，压力和流量压力和流量是液压传动中两个最基本的参数。 2. 2. 运动的传递运动的传递液压泵排出的液体体积等于进入液压缸的液体体积，则有：该公式是在不考虑液体的可压缩性、漏损和缸体、管路的变形情况下。 S1 为液压泵活塞位移，S2为液压缸活塞位移。（1-3）上式两边同除以运动时间t得：式中：V1 、V2为液压泵活塞和液压缸活塞的平均运动速度。q1、 q2为液压泵输出的
5、平均流量和液压缸输入的平均流量。q1=v1A1=v2A2=q2 （1-4）第1章 液压与气压传动概论71.3 1.3 液压传动系统的组成液压传动系统的组成图图1-2 典型液压系统原理图典型液压系统原理图1-液压泵液压泵 2-流量控制阀流量控制阀 3- 换向阀换向阀4-液压缸液压缸 5-工作台工作台6-溢流阀溢流阀 7-过滤器过滤器 8-油箱油箱第1章 液压与气压传动概论82. 从上面的例子可以看出，液压传动系统主要由以下从上面的例子可以看出，液压传动系统主要由以下五五个部个部分组成：分组成：（1 1）功率输入装置（能源装置）：）功率输入装置（能源装置）：把机械能流体压力能。如液压泵。 （2 2
6、）功率输出装置（执行元件）：）功率输出装置（执行元件）：把流体的压力能机械能。如液压缸、液压马达。 （3 3）控制元件控制元件：对系统中流体压力、流量和流动方向进行控制或调节的装置，如溢流阀等。（4 4）辅助元件辅助元件：保证系统正常工作所需的上述三种以外的装置。如油箱、过滤器等。（5 5）工作介质：）工作介质：液压油等。 为了简化液压系统的表示方法，通常采用图形符号来绘制系统原理图。图1-2（b）就是按GB/T786-93绘制的图1-2(a)所示液压系统原理图。 第1章 液压与气压传动概论91.4 1.4 液压与气压传动的特点液压与气压传动的特点1. 液压传动的优点、缺点液压传动的优点、缺点
7、2. 气压传动的优点、缺点气压传动的优点、缺点优点：1）在同等体积下，液压装置比电气装置产生更高的动力。在同等功率下，液压装置体积小，重量轻，功率密度大，结构紧凑。 2）工作比较平稳。 3）能在大范围内实现无级调速 4）易于自动化 5）易于实现过载保护 6）液压系统的设计、制造和使用比较方便。 7）用液压传动实现直线运动远比用机械传动简单。 缺点：1）较多的能量损失。 2）工作性能易受温度变化的影响 。 3）液压元件的制造精度要求较高，因而价格较贵 4）液压传动出现故障时不易找原因。优点：1）空气获得与排放方便 2）便于集中供应和远距离输送。3）对元件的材料与制造精度要求较低4）气动系统维护简
8、单，管道不易堵塞。5）使用安全, 并且便于实现过载保护。缺点：1）平稳性不如液压传动2）总推力较小3）传动效率低第1章 液压与气压传动概论10 主要经历如下阶段：主要经历如下阶段： 17、18世纪液压基础理论的建立（流体运动原理、物体在流动的液体中的粘性和阻力问题、 流体能量传递原理、静压传递原理） 18世纪末世界上第一台水压机由英国制造 19世纪至今流体运动方程进一步发展 ，液压与气压传动在工程上得到了广泛的应用应用举例：应用举例：1.5 1.5 液压与气压传动发展及应用概况液压与气压传动发展及应用概况 表表1-1液压与气压传动在各类机械行业中的应用举例液压与气压传动在各类机械行业中的应用举
9、例 行业名称行业名称应用举例应用举例工程机械挖掘机、装载机、推土机、铲运机等矿山机械凿岩机、开掘机、提升机、液压支架等建筑机械打桩机、液压千斤顶、平地机等 冶金机械轧钢机、压力机等。 机械制造机床、数控加工中心、自动线等、气动扳手、压力机、模锻机、空气锤等。 轻工机械打包机、注塑机 、橡胶硫化机、食品包装机、真空镀膜机等汽车工业高空作业车、自卸式汽车、汽车起重机、转向器等。 水利工程船闸水闸启闭机、船舵液压操纵等。 农林机械化肥包装机、联合收割机、拖拉机、农机悬挂系统等。 第1章 液压与气压传动概论11Applications第1章 液压与气压传动概论12900T运梁车液压系统运梁车液压系统P
10、W高炉煤气洗涤塔液压系统高炉煤气洗涤塔液压系统宝钢镀锡线液压系统宝钢镀锡线液压系统泵站泵站第1章 液压与气压传动概论13大包滑动水口系统大包滑动水口系统电厂液压系统电厂液压系统镀锡线系统镀锡线系统翻钢机液压系统翻钢机液压系统第1章 液压与气压传动概论14辊压机液压系统辊压机液压系统环保机械液压系统环保机械液压系统机床液压系统机床液压系统夹具液压泵站夹具液压泵站第1章 液压与气压传动概论15 欢迎提出宝贵意见和建议欢迎提出宝贵意见和建议! !本章结束！本章结束！第1章 液压与气压传动概论16视频演示1-1 液压千斤顶工作原理千斤顶动作：千斤顶动作：杠杆向上小活塞向上运动单向阀7关闭单向阀8被顶开
11、油箱6的油液进入液压缸1。杠杆向下小活塞向下运动单向阀8关闭单向阀7被顶开油液经油管进入液压缸4大活塞上移顶起重物。如此不断上下扳动杠杆，就可将重物逐渐举升。如杠杆停止动作，单向阀7关闭，大活塞连同重物一起被自锁不动，停止在举升位置。如打开截止阀，大液压缸下腔通油箱，大活塞将在自重作用下向下移，迅速回复到原始位置。第1章 液压与气压传动概论17视频演示1-2 典型液压系统原理图 当换向阀3阀芯处于左位时，压力油经阀2阀3管道液压缸4的腔，推动活塞向右运动。液压缸右腔的油液经管道阀3油箱。当阀3阀芯处于右端位置时，液压缸活塞反向运动。 当阀3处于中位时，活塞静止不动。 改变阀2的开口流量改变运动速度改变。液压缸的工作压力取决于负载。 液压泵的最大工作压力由溢流阀6调定，其调定值应为液压缸的最大工作压力及系统中油液流经阀和管道的压力损失之总和。
