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1、液压与气压传动课件教程第1页，共15页，编辑于2022年，星期日绪绪论论一般要求一般要求1、本课程的研究对象和内容2、液压与气压传动的特点重点要求重点要求1、液压与气压传动的工作原理2、液压与气压传动的组成第2页，共15页，编辑于2022年，星期日一、液压与气压传动的研究对象：一、液压与气压传动的研究对象：传递载荷、运动速度等。传递载荷、运动速度等。研究对象：研究对象：研究对象：研究对象：（1）以有压流体有压流体有压流体有压流体（液、气）为介质，实现机械运动和自动控制。（2）利用各种元件组成所需要的各种控制回路，再由若干回路有机组成系统，完成一定的控制功能，进行完成一定的控制功能，进行完成一定
2、的控制功能，进行完成一定的控制功能，进行能量能量能量能量的的的的传递、转换和控制传递、转换和控制传递、转换和控制传递、转换和控制。与机械传动比较：与机械传动比较：满足工作机的低速、大载荷要求。机械传动可高速、小扭矩。本课程的教学体系：本课程的教学体系：介质介质力学特性力学特性液压气动元件液压气动元件简单回路简单回路液压系统。液压系统。绪绪论论第3页，共15页，编辑于2022年，星期日学习要求：学习要求：学习要求：学习要求：（1）理解传动介质的基本物理性能基本物理性能、静力学静力学、运动学运动学、动力学动力学特性；（2）理解并掌握组成系统的各类液压与气动元件的结构、工作原理、工结构、工作原理、工
3、作性能作性能及其所组成系统的性能和特点系统的性能和特点；（3）在此基础上进行控制系统设计控制系统设计。液压与气压传动的特点比较液压与气压传动的特点比较液压介质（液体）不可压缩、传递动力大、运动平稳气压介质（气体）可压缩、传递动力小、运动不平稳液压介质（液体）粘度大、沿程阻力损失大，不宜远距离传输和控制气压介质（气体）粘度小、沿程阻力损失小，速度快、反应灵敏，可远距离传输和控制第4页，共15页，编辑于2022年，星期日二、液压与气压传动的工作原理二、液压与气压传动的工作原理以千斤顶为例，实现以下三个过程：以千斤顶为例，实现以下三个过程：（1）泵吸油过程；（2）泵压油和重物举升过程；（3）重物落下
4、过程。液压千斤顶工作原理图液压千斤顶工作原理图第5页，共15页，编辑于2022年，星期日1 1、力比关系、力比关系、力比关系、力比关系帕斯卡原理帕斯卡原理在密闭容器内，施加于静止液体上的压力以等值等值等值等值同时传递到液体各点。即：密闭容器内，等压传递。密闭容器内，等压传递。则：结论：结论：结论：结论：工作压力工作压力工作压力工作压力 p p 与负载与负载与负载与负载 W W 有关（成正比），有关（成正比），有关（成正比），有关（成正比），而与流体的流入多少、而与流体的流入多少、而与流体的流入多少、而与流体的流入多少、流入速度等无关流入速度等无关流入速度等无关流入速度等无关。A1、A2小活塞、
5、大活塞的作用面积。第6页，共15页，编辑于2022年，星期日2 2、运动关系、运动关系、运动关系、运动关系当不考虑液体的可压缩性、漏损和缸体、油管的变形时，两边的体积变化应相等。即：结论：两活塞的位移结论：两活塞的位移h1、h2与其面积成反比。与其面积成反比。将A1h1=A2h2同除以活塞移动时间t，则：结论：运动速度与活塞的作用面积成反比结论：运动速度与活塞的作用面积成反比。v1、v2小活塞、大活塞的运动速度。第7页，共15页，编辑于2022年，星期日的物理意义：的物理意义：的物理意义：的物理意义：单位时间内流过截面积为单位时间内流过截面积为A的流体体积的流体体积流量流量q。即：q=A v活
6、塞的运动速度v为：结论：活塞的运动速度取决于进入油缸或马达的流量，结论：活塞的运动速度取决于进入油缸或马达的流量，结论：活塞的运动速度取决于进入油缸或马达的流量，结论：活塞的运动速度取决于进入油缸或马达的流量，而与液体压而与液体压而与液体压而与液体压力大小无关力大小无关力大小无关力大小无关。液压与气压传动能实现液压与气压传动能实现无级调速无级调速无级调速无级调速的基本原理。的基本原理。第8页，共15页，编辑于2022年，星期日3、功率关系、功率关系根据以上公式可以得到：P=F1v1=Wv2即：输入功率输入功率=输出功率。输出功率。因F1=pA1，W=pA2推导得：结论：结论：结论：结论：液压与
7、气压传动的功率液压与气压传动的功率P 可用压力可用压力p 和流量和流量q 积来表示。积来表示。p 和和q 是流体传动中是流体传动中最基本和最重要最基本和最重要的两个参数。的两个参数。第9页，共15页，编辑于2022年，星期日三、液压与气压传动系统的组成三、液压与气压传动系统的组成五大部分组成：五大部分组成：五大部分组成：五大部分组成：图图0-20-2，图，图0-30-31、动力装置动力装置：机械能机械能液液(气气)体的压力能体的压力能。液压泵，空压机等。液压泵，空压机等。2、执执行行装装置置：液液（气气）体体的的压压力力能能机机械械能能。液液（气气）压压缸缸，液液（气气）压压马达等。马达等。3
8、、控控制制装装置置：控制或调节系统中的压压力力、流流量量、流流动动方方向向。溢溢流流阀阀、节节流阀、换向阀等。流阀、换向阀等。4、辅辅助助装装置置：除以上装置的其他装置。油油箱箱、过过滤滤器器、分分水水滤滤气气器器、油油雾器、蓄能器等。雾器、蓄能器等。5、传动介质传动介质：传递能量的流体。液压油或压缩空气。液压油或压缩空气。第10页，共15页，编辑于2022年，星期日02 机床工作台液压机床工作台液压系统工作原理图系统工作原理图1油箱；2过滤器；3液压泵；4溢流阀；5、7换向阀；6节流阀；8液压缸；9工作台第11页，共15页，编辑于2022年，星期日第12页，共15页，编辑于2022年，星期日
9、四、液压与气压传动的优缺点四、液压与气压传动的优缺点（一）液压传动与电力拖动、机械系统比较（一）液压传动与电力拖动、机械系统比较1、优点：、优点：1）液压与气压传动能实现无级调速，范围大。2）功率质量比、力质量比大。（与机械传动比较）3）工作平稳，换向冲击小，便于频繁换向。4）便于实现过载保护，自动润滑，寿命长。5）操作简单，便于实现自动化。6）液压元件容易实现系列化、标准化、通用化。（三化）2、缺点：、缺点：1）液压油的泄漏或空气的可压缩性，传动比无法严格保证且效率低。2）能量损失大（泄漏损失，摩擦损失等），不宜大功率、远距离传输。3）对温度（液压油）变化敏感，不宜在高、低温度下工作。4）出
10、故障不容易找出原因。第13页，共15页，编辑于2022年，星期日（二）气压传动与液压传动比较优点与缺点：（二）气压传动与液压传动比较优点与缺点：1、优点：、优点：1）空气取不尽、用不尽，泄漏也不怕；2）粘性小，沿程损失小，适宜远距离传输和控制；3）工作压力小，元件材料、精度要求低；4）维护简单，使用安全，适宜于无线电元件、食品、医疗等行业；5）元件可根据不同场合选择不同材料，使其适宜恶劣环境。2、缺点：、缺点：1）传动信号传递速度低，故工作频率、响应速度不如电子装置，容易失真延滞，但工业生产足够了；2）可压缩性大，动作响应能力、工作速度的平稳性低；3）输出力小，传动效率低；4）排气时噪声大。第14页，共15页，编辑于2022年，星期日五、液压与气压传动的应用与发展五、液压与气压传动的应用与发展1、应用：应用：工程机械、冶金、军工、农机、汽车、轻工、航空、机床等。1）大力士：大力士：千斤顶轻松顶起大汽车；挖掘机轻轻一挖就起来；推土机横扫千军如卷席。2）绣花女：绣花女：机器人心灵手巧；磨床一丝不苟；仿形机床干啥象啥。3）机灵鬼：机灵鬼：高炮自动跟踪系统紧追不舍。2、发展方向：、发展方向：高速度、高压力、大功率、高效率、低噪音、经久耐用、高度集成化。高速度、高压力、大功率、高效率、低噪音、经久耐用、高度集成化。第15页，共15页，编辑于2022年，星期日