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1、华北水利水电学院 机械学院液压与气压传动液压与气压传动液压与气压传动液压与气压传动一、概述一、概述二、液二、液压与气与气压传动定定义三、液三、液压传动的基本工作原理的基本工作原理四、液四、液压元件的元件的职能符号和液能符号和液压系系统图 五、液五、液压与气与气压传动的的优缺点缺点六、液六、液压与气与气压传动的的应用与用与发展展第一章第一章 绪论绪论 一、基本一、基本概念概念1 1、定义：、定义：原动机原动机传动机构传动机构 工作机工作机原动机：为机器提供动力，如电动机、内燃机、人力原动机：为机器提供动力，如电动机、内燃机、人力原动机：为机器提供动力，如电动机、内燃机、人力原动机：为机器提供动力
2、，如电动机、内燃机、人力机构等。机构等。机构等。机构等。工作机：完成该机器之工作任务的直接工作部分，如工作机：完成该机器之工作任务的直接工作部分，如工作机：完成该机器之工作任务的直接工作部分，如工作机：完成该机器之工作任务的直接工作部分，如剪床的剪刀，车床的刀架、车刀、卡盘，工程起重机剪床的剪刀，车床的刀架、车刀、卡盘，工程起重机剪床的剪刀，车床的刀架、车刀、卡盘，工程起重机剪床的剪刀，车床的刀架、车刀、卡盘，工程起重机的起升机构、回转机构等。的起升机构、回转机构等。的起升机构、回转机构等。的起升机构、回转机构等。传动机构：改变原动机输出的运动参数和动力参数，以传动机构：改变原动机输出的运动参
3、数和动力参数，以传动机构：改变原动机输出的运动参数和动力参数，以传动机构：改变原动机输出的运动参数和动力参数，以适应机器工作性能的要求。适应机器工作性能的要求。适应机器工作性能的要求。适应机器工作性能的要求。就就传动方式而言，常用的有以下几种：方式而言，常用的有以下几种： 1) 机械机械传动：如：如齿轮、皮、皮带等等传动。 2) 电气气传动；3) 流体流体传动：是以流体：是以流体为工作介工作介质，进行能量的行能量的转换、传递和控制的和控制的传动。包括：。包括：（1）气体）气体传动：以气体：以气体为工作介工作介质的流体的流体传动。（2）液体）液体传动：以液体：以液体为工作介工作介质的流体的流体传
4、动。根据工作原理不同又可分根据工作原理不同又可分为： 液力液力传动：主要利用液体：主要利用液体动能的液体能的液体传动。 液液压传动：指利用液体：指利用液体压力能的液体力能的液体传动。2、分类：、分类： 一、基本一、基本概念概念 二、液压与气压传动定义二、液压与气压传动定义 液压与气压传动是以流体（液压油或压缩空气）液压与气压传动是以流体（液压油或压缩空气）为工作介质进行能量传递和控制的一种传动形式。为工作介质进行能量传递和控制的一种传动形式。它们通过各种元件组成不同功能的基本回路，再由它们通过各种元件组成不同功能的基本回路，再由若干基本回路有机地组合成具有一定控制功能的传若干基本回路有机地组合
5、成具有一定控制功能的传动系统。动系统。 三、液压传动的基本工作原理三、液压传动的基本工作原理 帕斯卡原理：在密帕斯卡原理：在密帕斯卡原理：在密帕斯卡原理：在密闭容器中的液体某一闭容器中的液体某一闭容器中的液体某一闭容器中的液体某一点的压力如果有变化，点的压力如果有变化，点的压力如果有变化，点的压力如果有变化，这个变化将等值的传这个变化将等值的传这个变化将等值的传这个变化将等值的传递到液体的各个部位。递到液体的各个部位。递到液体的各个部位。递到液体的各个部位。 图1-1 油油压千斤千斤顶工作原理工作原理图 1.小油缸小油缸2.大油缸大油缸3.截止截止阀4.油箱油箱5、6.单向向阀7.安全安全阀小
6、活塞和小活塞和单向向阀5、6一起完成吸油和排油，一起完成吸油和排油，将杠杆的机械能将杠杆的机械能转换为油液的油液的压力能力能输出。出。习惯上将机械能上将机械能转换为压力能的元件称力能的元件称为动力元件。（液力元件。（液压泵）大活塞将油液的大活塞将油液的压力能力能转换为机械能机械能输出，出，抬起重物。将抬起重物。将压力能力能转换为机械能的元件称机械能的元件称为执行元件。（液行元件。（液压缸、液缸、液压马达）达）大、小活塞大、小活塞组成了最成了最简单的液的液压传动系系统，实现了力和运了力和运动的的传递 。这个个过程表示程表示为： 机械能机械能液体的液体的压力能力能机械能机械能 压力：液体单位面积上
7、受到的作用压力：液体单位面积上受到的作用力。力。公式：公式：压力的概念压力的概念液压系统的工作压力与外载荷有关。液压系统的工作压力与外载荷有关。流量的概念流量的概念流量：单位时间内流过过流断面的液流量：单位时间内流过过流断面的液体体积。体体积。公式：公式：执行元件的速度取决于供油流量，改变流量可执行元件的速度取决于供油流量，改变流量可以实现执行元件的调速。以实现执行元件的调速。 不考虑液体的可压缩性、不考虑液体的可压缩性、漏损和缸体、管路的变形，漏损和缸体、管路的变形，则容积变化量必然是相等的。则容积变化量必然是相等的。 | |VV1 1|=|=|VV2 2| | 液压传动本质上是容积传动。液
8、压传动本质上是容积传动。液压传动本质上是容积传动。液压传动本质上是容积传动。液压传动装置的组成：液压传动装置的组成：液压千斤顶是一个简单又较完整的液压千斤顶是一个简单又较完整的液压传动装置。液压传动装置。组成部分组成部分: :（1 1）能源装置）能源装置（2 2）执行装置）执行装置 （3 3）控制调节装置）控制调节装置 （4 4）辅助装置）辅助装置（5 5）工作介质）工作介质第二节第二节 液压元件的职能符号和液压系统图液压元件的职能符号和液压系统图 用各个元件的职能符号和表示管路的线条组成的反映用各个元件的职能符号和表示管路的线条组成的反映元件之间连接关系和机器动作原理的图形，称为液压系元件之
9、间连接关系和机器动作原理的图形，称为液压系统图。统图。 符号只表示元件的职能和连接通路，并不表示各元符号只表示元件的职能和连接通路，并不表示各元符号只表示元件的职能和连接通路，并不表示各元符号只表示元件的职能和连接通路，并不表示各元件的结构和参数，不表示系统管路具体位置和元件安件的结构和参数，不表示系统管路具体位置和元件安件的结构和参数，不表示系统管路具体位置和元件安件的结构和参数，不表示系统管路具体位置和元件安装位置。元件内部的流动方向用箭头表示。装位置。元件内部的流动方向用箭头表示。装位置。元件内部的流动方向用箭头表示。装位置。元件内部的流动方向用箭头表示。 液压系统图中规定：液压元件的图
10、形符号应以元件液压系统图中规定：液压元件的图形符号应以元件液压系统图中规定：液压元件的图形符号应以元件液压系统图中规定：液压元件的图形符号应以元件的静止状态或零位来表示。一般按照机器静止位置来的静止状态或零位来表示。一般按照机器静止位置来的静止状态或零位来表示。一般按照机器静止位置来的静止状态或零位来表示。一般按照机器静止位置来绘制。绘制。绘制。绘制。 符号只表示元件的符号只表示元件的职能和能和连接接通路，并不表示各元件的通路，并不表示各元件的结构和构和参数，不表示系参数，不表示系统管路具体位置管路具体位置和元件安装位置。元件内部的流和元件安装位置。元件内部的流动方向用箭方向用箭头表示。表示。
11、液液压系系统图中中规定：液定：液压元元件的件的图形符号形符号应以元件的静止状以元件的静止状态或零位来表示。一般按照机器或零位来表示。一般按照机器静止位置来静止位置来绘制。制。一、特点一、特点优点：点：1 1、液、液压传动能在运行中能在运行中实现大范大范围的无的无级调速，速，调速方便。速方便。2 2、液、液压传动工作比工作比较平平稳，反，反应快，冲快，冲击小，能小，能高速启高速启动，制，制动和和换向。易于向。易于实现往复直往复直线运运动。3 3、在同等功率的情况下，液、在同等功率的情况下，液压传动装置的体装置的体积小，小，重量重量轻，惯性小，性小，结构构紧凑，而且能凑，而且能传递较大的大的力或力
12、或转矩。矩。4 4、液、液压传动装置的控制、装置的控制、调节比比较简单，操，操纵比比较方便、省力。方便、省力。第三节第三节 液压传动的特点及应用液压传动的特点及应用5 5、寿命、寿命长，简化保养；化保养；6 6、液、液压元件易于元件易于“三化三化” ，易于，易于设计，制造和推，制造和推广使用；广使用；7 7、与、与电气控制配合易于气控制配合易于实现自自动化，能化，能实现复复杂的的顺序序动作和作和远程控制。程控制。8 8、液、液压传动中，可避免在系中，可避免在系统某些局部位置某些局部位置产生生过度温升。度温升。缺点：缺点：1 1、同机械、同机械传动相比效率相比效率较低。低。2 2、工作性能易受温
13、度、工作性能易受温度变化的影响，因此不化的影响，因此不宜在很高或很低的温度条件下工作。宜在很高或很低的温度条件下工作。3 3、液、液压传动需要有需要有单独的能源（例如液独的能源（例如液压泵站）。所以不宜作站）。所以不宜作远距离距离传动。4 4、液、液压元件制造精度高，造价高，所以需元件制造精度高，造价高，所以需要要组织专业生生产，价格，价格较贵。5 5、系、系统的故障的故障诊断比断比较困困难，出故障，出故障时不不易找出原因，迅速排易找出原因，迅速排查；使用和；使用和维修要求修要求有有较高的技高的技术水平。水平。发展：展： 17951795年第一台水年第一台水压机机问世。世。 十九世十九世纪末德
14、国制造液末德国制造液压龙门刨床，美国制刨床，美国制造液造液压六角六角车床、液床、液压磨床，液磨床，液压技技术又又进入了入了新的新的发展展阶段。段。 二二战期期间，美国的机床有，美国的机床有30%30%应用了液用了液压传动。 我国的液我国的液压技技术从上世从上世纪五十所代开始五十所代开始应用，用，19521952年开始年开始试制油制油压泵。 19611961年上海液年上海液压机床厂自行机床厂自行设计制造了我国第制造了我国第一台万能水一台万能水压机。机。 二、液压传动的发展和应用二、液压传动的发展和应用液液压技技术正在向高正在向高压、高速、大流、高速、大流量、高效率、低噪音，集成比方向量、高效率、
15、低噪音，集成比方向发展；展；新的液新的液压元件和液元件和液压系系统的的计算机算机辅助助设计、优化化设计数字仿真、微机控制等数字仿真、微机控制等新技新技术也日益也日益发展、展、应用，并取得了很用，并取得了很多多显著成果。著成果。一、一、节约能源，能源，发展低能耗元件，提高展低能耗元件，提高元件效率。元件效率。二、液二、液压与微与微电子、子、计算机技算机技术结合，合，提高控制性能和操作性能。提高控制性能和操作性能。三、提高液三、提高液压传动的可靠性。的可靠性。四、四、发展新型液展新型液压介介质和相和相应元件。元件。五、高度集成化。五、高度集成化。发展动向：发展动向： 应用：应用： 液压传动的足迹遍
16、布各个领域，从航天到航空，从军事到科技，液压传动的足迹遍布各个领域，从航天到航空，从军事到科技，液压传动的足迹遍布各个领域，从航天到航空，从军事到科技，液压传动的足迹遍布各个领域，从航天到航空，从军事到科技，从工业部门到民用领域，从简单的千斤顶，到复杂到机器人从工业部门到民用领域，从简单的千斤顶，到复杂到机器人从工业部门到民用领域，从简单的千斤顶，到复杂到机器人从工业部门到民用领域，从简单的千斤顶，到复杂到机器人。 另外，近年来又在太阳跟踪系另外，近年来又在太阳跟踪系统、海、海浪模浪模拟装置、船舶装置、船舶驾驶模模拟地震再地震再现、火箭助火箭助飞发射装置、宇宙射装置、宇宙环境模境模拟和和高高层
17、建筑防震系建筑防震系统及及紧急刹急刹车装置等装置等设施中，也采用了液施中，也采用了液压技技术。液液压伺服系伺服系统 : : 液液压传动：利用液体：利用液体压力能。力能。 帕斯卡原理：在密帕斯卡原理：在密闭容器中的液体某一点的容器中的液体某一点的压力如果有力如果有变化，化，这个个变化将等化将等值的的传递到液体的各到液体的各个部位。个部位。 液液压传动的两个主要参数的两个主要参数压力和流量。力和流量。 在液在液压和气和气压传动中，系中，系统的工作的工作压力取决于力取决于负载，而与流入的流体多少无关。，而与流入的流体多少无关。 活塞移活塞移动速度正比于流入液速度正比于流入液压缸中油液流量缸中油液流量
18、q q，与与负载无关。无关。 液液压传动装置由以下几部分装置由以下几部分组成成: :（1 1）能源装置）能源装置 （2 2）执行装置行装置 （3 3）控制）控制调节（4 4）辅助装置助装置 （5 5）工作介）工作介质小结小结 职能符号只表示元件的能符号只表示元件的职能和能和连接通路，接通路，并不表示各元件的并不表示各元件的结构和参数，不表示系构和参数，不表示系统管路具体位置和元件安装位置。元件内部的管路具体位置和元件安装位置。元件内部的流流动方向用箭方向用箭头表示。表示。 液液压系系统图中中规定：液定：液压元件的元件的图形符形符号号应以元件的静止状以元件的静止状态或零位来表示。一般或零位来表示。一般按照机器静止位置来按照机器静止位置来绘制。制。 几乎所有工程几乎所有工程领域，凡是有机械域，凡是有机械设备的的场合，均可利用液合，均可利用液压技技术。因此可。因此可见其其发展展前景是非常光明的。前景是非常光明的。
