液压与气压传动课件

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1、 第一章第一章 绪论绪论 目的任务目的任务: 了解液压与气压传动的优缺点及应用发展了解液压与气压传动的优缺点及应用发展 掌握液压与气压传动的特点、原理和组成掌握液压与气压传动的特点、原理和组成重点难点重点难点: 液压传动的液压传动的原理、特点、组成和作用原理、特点、组成和作用 传 动 传动传递运动和动力的方式 机械 电气 气体 流体 液力流力（动量矩定理） 液体 *液压物理（帕斯卡原理） 常见传动 液压和气压传动液压传动利用液体压力能实现运动和 动力传动方式气压传动利用气体压力能实现运动和 动力传动方式 发展应用 第一阶段： 液压传动从17世纪帕斯卡提出静 压传递原理、1795年世界上第一 台

2、水压机诞生，已有200多年的 历史，但由于没有成熟的液压传 动技术和液压元件，且工艺制造 水平低下，发展缓 慢，几乎停滞。 气压传动早在公元前，埃及人就开始采用风箱产生压缩空气助燃。从18 世纪产业革命开始，逐渐应用于各类行业中。 发展应用第二阶段：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。 发展应用 第三阶段：上世纪50、60、70年代，工 艺水平有了很大提高，液压 与气动技术也迅速发展，渗 透到国民经济的各个领域： 从蓝天到水下， 从军用到民用， 从重工业到轻工业， 到处都有流体传动与控制技术。 举例应用 如：火炮跟踪、飞机和导弹的动、炮塔 稳定、海

3、底石油探测平台固定、煤 矿矿井支承、矿山用的风钻、火车 的刹车装置、液压装载、起重、挖 掘、轧钢机组、数控机床、多工位 组合机床、全自动液压车床、液压 机械手等。 我国液压与气动技术从上世纪60年代开始发展较快，新产品研制开发和先进国家不差上下，但其发展速度远远落后于同期发展的日本，主要由于工艺制造水平跟不上去，制造比较困难，材料性能不能满足设计需要，影响了我国流体传动技术的发展。希望在坐各位能用自己所学为我国的流体传动技术作出应有的贡献。 发展趋势 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

4、化方向发展。 总总 之之 流体技术流体技术+电气控制，电气控制， 好比老虎插上翅膀，好比老虎插上翅膀， 它把一人一刀变为无人多刀，它把一人一刀变为无人多刀， 把复杂工艺变为简单工艺，把复杂工艺变为简单工艺， 而今同计算机控制结合，而今同计算机控制结合， 又将进入一个崭新的历史阶段。又将进入一个崭新的历史阶段。因此，学好本门课，有助于大家在今后的工作中多出成果。因此，学好本门课，有助于大家在今后的工作中多出成果。1、1、1 液压传动的工作原理举举 例例液压千斤顶组成工作原理工作原理 动画演示 特 点（1）用具有一定压力的液体来传动 （2） 传动过程中必须经过两次能量转换（3） 传动必须在密封容器

5、内进行， 而且容积要发生变化。机床工作台液压传动系统组成动画演示工作原理 动画演示 油路图示、左位、右位 换向换向阀 调速节流阀 调压溢流阀 1、1、2 液压系统的组成及作用 1.动力装置动力装置液压泵。将原动机输 入的机械能转换为液 体或气体的压力能， 作为系统供油能源或 气源装置。 2.执行装置执行装置 液压缸（或马达）。 将流体压力能转换 为机械能，而对负 载作功。3.控制调节装置控制调节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。4.辅助装置辅助装置油箱、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

6、各 种信号转换器等 ， 创造必要条件，保 证系统正常工作。5.工作介质工作介质 液压油或压缩空气 ， 作为传递运动和动力 的载体。液压传动系统的图形符号 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 。 表示方法 图形符号*只表示元件功能，不表示 元件结构和参数， 简单明 了,易于 绘制。（GB78693）图形符号 1、 2 液压传动的特点液压传动的特点液压传动的优点 独特之处力大无穷（P=32MP 以上） 如:所拿液压千斤顶，可顶起1.6 吨重物，若每位男同 学体重 为128斤，可举起25位男同学。液压传动的缺点 不宜远距离传递 泄漏严重 不宜保证严格的传动比 污染地面 对

7、T变化敏感 难于检查故障 3、4 柱塞泵柱塞泵 3、5 液压泵常见故障及其排除方法液压泵常见故障及其排除方法 3、6 液压马达液压马达 3、7 液压泵的选用液压泵的选用 目的任务目的任务重点难点重点难点提问作业提问作业目的任务目的任务了解柱塞泵和液压马达分类结构，泵性能比较了解柱塞泵和液压马达分类结构，泵性能比较 掌握柱塞泵和马达工作原理、参数计算，泵选用掌握柱塞泵和马达工作原理、参数计算，泵选用 重点难点重点难点轴向柱塞泵轴向柱塞泵 液压马达工作原理、参数计算液压马达工作原理、参数计算液压泵性能比较液压泵性能比较 提问作业提问作业1 YB型泵是否有困油现象？为什么型泵是否有困油现象？为什么？

8、 2 齿轮泵和双作用叶片泵各用于什么齿轮泵和双作用叶片泵各用于什么 压力？为什么？压力？为什么？3、4 柱塞泵柱塞泵 原原 理理特特 点点分分 类类 3、4 柱塞泵柱塞泵 3、4、1 轴向柱塞泵的工作原理轴向柱塞泵的工作原理3、4、2 轴向柱塞泵的流量计算轴向柱塞泵的流量计算 3、4、3 斜盘式轴向柱塞泵的结构斜盘式轴向柱塞泵的结构柱塞泵工作柱塞泵工作原理原理靠柱塞在缸体内的往复运动，靠柱塞在缸体内的往复运动，使密封容积变化实现吸压油。使密封容积变化实现吸压油。 柱塞泵特点特点 圆形构件配合，加工方便，精度高，密封性好圆形构件配合，加工方便，精度高，密封性好 有如下特点有如下特点 （1）工作压

9、力高）工作压力高 ，效率高。，效率高。 （2）易于变量）易于变量 （3）流量范围大）流量范围大 柱塞泵柱塞泵分类分类 *斜盘式斜盘式 轴向柱塞泵轴向柱塞泵 按柱塞排列方式按柱塞排列方式 斜轴式斜轴式 径向柱塞泵径向柱塞泵 3、4、1 轴向柱塞泵的工作原理轴向柱塞泵的工作原理 特特 征征 组组 成成 工作原理工作原理 轴向柱塞泵特征轴向柱塞泵特征柱塞轴线平行或倾斜于缸体的轴线柱塞轴线平行或倾斜于缸体的轴线 轴向柱塞泵的组成轴向柱塞泵的组成 配油盘、柱塞、缸体、倾斜盘等配油盘、柱塞、缸体、倾斜盘等结构图动画结构图动画 轴向柱塞泵工作原理轴向柱塞泵工作原理 V密密形成形成柱塞和缸体配合而成柱塞和缸体

10、配合而成 右半周，右半周，V密密增大，吸油增大，吸油 V密密变化，缸体逆转变化，缸体逆转 左半周，左半周，V密密减小，压油减小，压油 吸压油口隔开吸压油口隔开配油盘上的封油区及缸体配油盘上的封油区及缸体 底部的通油孔底部的通油孔 轴向柱塞泵轴向柱塞泵变量原理= 0 q = 0 大小变化，流量大小变化大小变化，流量大小变化 方向变化，输油方向变化方向变化，输油方向变化 斜盘式轴向柱塞泵可作双向变量泵斜盘式轴向柱塞泵可作双向变量泵3、4、2 轴向柱塞泵的流量计算轴向柱塞泵的流量计算排排 量量 流流 量量 轴向柱塞泵的排量轴向柱塞泵的排量 若柱塞数为若柱塞数为z，柱塞直径为，柱塞直径为d， 柱塞孔的

11、分布圆直径为柱塞孔的分布圆直径为D， 斜盘倾角为斜盘倾角为， 则柱塞的行程为：则柱塞的行程为：h=Dtan 故缸体转一转，泵的排量为：故缸体转一转，泵的排量为： V = Zhd2/4 = d2 ZD(tan)/4 轴向柱塞泵流量轴向柱塞泵流量 理论流量：理论流量：qT=Vn=D (tan)zd2 /4实际流量：实际流量：q = qTpv =D (tan)zpvd2/4结结 论论 1) qT = f (几何参数、几何参数、 n、) 2） n=c，= 0 ， q = 0 大小变化，流量大小变化大小变化，流量大小变化 方向变化，输油方向变化方向变化，输油方向变化 轴向柱塞泵可作双向变量泵轴向柱塞泵可

12、作双向变量泵 3、4、3 斜盘式轴向柱塞泵的结构斜盘式轴向柱塞泵的结构 1 CY141轴向柱塞泵主体轴向柱塞泵主体 2 CY141轴向柱塞泵变量机构轴向柱塞泵变量机构 CY141轴向柱塞泵主体轴向柱塞泵主体 中心弹簧机构中心弹簧机构 A 滑靴和斜盘滑靴和斜盘 B 柱塞和缸体柱塞和缸体 动画演示动画演示中心弹簧机构中心弹簧机构 使泵具有自吸性能使泵具有自吸性能 中心弹簧中心弹簧 提高容积效率提高容积效率 中心弹簧中心弹簧 缸体端面间隙的自动补偿缸体端面间隙的自动补偿 缸体底部通油孔缸体底部通油孔p 缸体端面间隙的自动补偿缸体端面间隙的自动补偿除中心弹簧使缸体紧压配流盘外，柱塞除中心弹簧使缸体紧压

13、配流盘外，柱塞孔底部的液压力也使缸体紧贴配流盘，孔底部的液压力也使缸体紧贴配流盘，补偿端面间隙，提高了容积效率。补偿端面间隙，提高了容积效率。 A 滑靴和斜盘滑靴和斜盘 B 柱塞和缸体柱塞和缸体 球形头部球形头部和斜盘接触为点和斜盘接触为点 接触，接触应接触，接触应 柱塞头部结构柱塞头部结构 大，易磨损。大，易磨损。 滑靴结构滑靴结构和斜盘接触为面和斜盘接触为面 接触，大大降低接触，大大降低 了磨损。了磨损。 CY141轴向柱塞泵变量机构轴向柱塞泵变量机构 *手动手动转动手轮控制斜盘，转动手轮控制斜盘， 改变倾角即可。改变倾角即可。 变量机构变量机构 自动自动 动画演示动画演示3、5 液压泵常

14、见故障及其排除方法液压泵常见故障及其排除方法 见表3、5、13、6 液压马达液压马达3、6、1 液压马达的工作原理液压马达的工作原理 3、6、2 液压马达主要参数液压马达主要参数 3、6、3 液压马达常见故障及其排除方法液压马达常见故障及其排除方法 3、6、1 液压马达的工作原理液压马达的工作原理 作用作用和液压泵的区别和液压泵的区别 分类分类 液压马达作用液压马达作用将液体的压力能转换为旋转形式的将液体的压力能转换为旋转形式的机械能而对负载作功。机械能而对负载作功。 液压马达和液压泵的区别液压马达和液压泵的区别 作用上作用上相反相反和液压泵的区别和液压泵的区别 结构上结构上相似相似（略有差（

15、略有差别）别） 原理上原理上互逆互逆液压马达液压马达分类 按照转速分按照转速分 按照排量能否调节按照排量能否调节 按照输油方向能否改变按照输油方向能否改变 按照输出转矩是否连续按照输出转矩是否连续 按照转速分按照转速分 高速高速额定转速大于额定转速大于500r/min 低速低速额定转速小于额定转速小于500r/min 按照排量能否调节按照排量能否调节 定定 量量 变变 量量 按照输油方向能否改变按照输油方向能否改变 单单 向向 双双 向向 按照输出转矩是否连续按照输出转矩是否连续 旋转式旋转式 摆动式摆动式 液压马达工作原理液压马达工作原理当压力油通入马达后，柱塞受油压作用压紧倾斜盘当压力油通

16、入马达后，柱塞受油压作用压紧倾斜盘, 斜盘则对斜盘则对柱塞产生一反作用力，因倾角此力可分解为两个柱塞产生一反作用力，因倾角此力可分解为两个 轴向分力轴向分力 Fx =d2p/4分力分力 径向分力径向分力 Fy=/4d2ptan Fx与液压力平衡，与液压力平衡，Fy对缸体中心产生转矩，对缸体中心产生转矩， 使缸体带动马使缸体带动马达轴旋转。达轴旋转。 3、6、2 液压马达主要参数液压马达主要参数转矩和机械效率转矩和机械效率 转速和容积效率转速和容积效率 3、6、2 液压马达主要参数液压马达主要参数 泵泵输出输出 p.V.q等与泵相似，其原则差别等与泵相似，其原则差别 马达马达输入输入 液压马达转

17、矩和机械效率液压马达转矩和机械效率 Tt = p V / 2 T = Ttm= p Vm/2 液压马达液压马达转速和容积效率 nt = q/v n = qv/V T V n 1/V V 、T、n 高速小转矩高速小转矩 故故 马达又可分为马达又可分为 低速大转矩低速大转矩 3、6、3 液压马达常见障及其排除方法液压马达常见障及其排除方法 见表见表3、6、1 3、7 液压泵的选用液压泵的选用各类液压泵的共同和不同处各类液压泵的共同和不同处 性能比较和应用性能比较和应用 液压泵选用原则液压泵选用原则 各类液压泵的共同点和不同处各类液压泵的共同点和不同处 必要条件必要条件 流量的形成及调节流量的形成及

18、调节困油现象困油现象 流量脉动流量脉动 必要条件必要条件 三句话十八个字三句话十八个字 流量的形成及调节流量的形成及调节 形成形成调节调节流量的形成流量的形成依靠密封容积的变化吸、压油，从而依靠密封容积的变化吸、压油，从而形成连续不形成连续不 断的供油。断的供油。 流量的流量的调节齿轮泵、叶片泵、螺杆泵均定量泵齿轮泵、叶片泵、螺杆泵均定量泵变量叶片泵、径向柱塞泵，改变偏心距变量叶片泵、径向柱塞泵，改变偏心距轴向柱塞泵，改变斜盘（或斜轴）倾角轴向柱塞泵，改变斜盘（或斜轴）倾角困油现象困油现象 除螺杆泵外皆有，齿轮泵最严重，除螺杆泵外皆有，齿轮泵最严重，其他泵设计合理可减小或消除。其他泵设计合理可减小或消除。 流量脉动流量脉动 齿轮泵：取决于齿数、啮合角齿轮泵：取决于齿数、啮合角 叶片泵：取决于叶片数和过渡曲线类型叶片泵：取决于叶片数和过渡曲线类型 柱塞泵：取决于柱塞数和配流盘参数柱塞泵：取决于柱塞数和配流盘参数性能性能比较比较和应用和应用 见表见表33液压液压泵选用原则泵选用原则 可靠可靠工作情况、要求工作情况、要求 合理合理能量使用能量使用 实用实用使用情况使用情况 经济经济价廉价廉