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华北水利水电学院机械学院,液压与气压传动,一、概述二、液压与气压传动定义三、液压传动的基本工作原理四、液压元件的职能符号和液压系统图五、液压与气压传动的优缺点六、液压与气压传动的应用与发展,第一章绪论,一、基本概念,1、定义原动机→传动机构→工作机原动机为机器提供动力，如电动机、内燃机、人力机构等。,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，以适应机器工作性能的要求。,就传动方式而言，常用的有以下几种1机械传动如齿轮、皮带等传动。2电气传动；3流体传动是以流体为工作介质，进行能量的转换、传递和控制的传动。包括（1）气体传动以气体为工作介质的流体传动。（2）液体传动以液体为工作介质的流体传动。根据工作原理不同又可分为①液力传动主要利用液体动能的液体传动。②液压传动指利用液体压力能的液体传动。,2、分类,一、基本概念,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）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，再由若干基本回路有机地组合成具有一定控制功能的传动系统。,三、液压传动的基本工作原理,帕斯卡原理在密闭容器中的液体某一点的压力如果有变化，这个变化将等值的传递到液体的各个部位。,图1-1油压千斤顶工作原理图1.小油缸2.大油缸3.截止阀4.油箱5、6.单向阀7.安全阀,小活塞和单向阀5、6一起完成吸油和排油，将杠杆的机械能转换为油液的压力能输出。习惯上将机械能转换为压力能的元件称为动力元件。（液压泵）大活塞将油液的压力能转换为机械能输出，抬起重物。将压力能转换为机械能的元件称为执行元件。（液压缸、液压马达）大、小活塞组成了最简单的液压传动系统，实现了力和运动的传递。这个过程表示为机械能→液体的压力能→机械能,,,压力液体单位面积上受到的作用力。,公式,压力的概念,液压系统的工作压力与外载荷有关。,流量的概念流量单位时间内流过过流断面的液体体积。公式,,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。,不考虑液体的可压缩性、漏损和缸体、管路的变形，则容积变化量必然是相等的。|ΔV1||ΔV2|液压传动本质上是容积传动。,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传动装置。组成部分（1）能源装置（2）执行装置（3）控制调节装置（4）辅助装置（5）工作介质,第二节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元件之间连接关系和机器动作原理的图形，称为液压系统图。,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绘制。,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绘制。,一、特点优点1、液压传动能在运行中实现大范围的无级调速，调速方便。2、液压传动工作比较平稳，反应快，冲击小，能高速启动，制动和换向。易于实现往复直线运动。3、在同等功率的情况下，液压传动装置的体积小，重量轻，惯性小，结构紧凑，而且能传递较大的力或转矩。4、液压传动装置的控制、调节比较简单，操纵比较方便、省力。,第三节液压传动的特点及应用,5、寿命长，简化保养；6、液压元件易于“三化”，易于设计，制造和推广使用；7、与电气控制配合易于实现自动化，能实现复杂的顺序动作和远程控制。8、液压传动中，可避免在系统某些局部位置产生过度温升。,缺点1、同机械传动相比效率较低。2、工作性能易受温度变化的影响，因此不宜在很高或很低的温度条件下工作。3、液压传动需要有单独的能源（例如液压泵站）。所以不宜作远距离传动。4、液压元件制造精度高，造价高，所以需要组织专业生产，价格较贵。5、系统的故障诊断比较困难，出故障时不易找出原因，迅速排查；使用和维修要求有较高的技术水平。,发展1795年第一台水压机问世。十九世纪末德国制造液压龙门刨床，美国制造液压六角车床、液压磨床，液压技术又进入了新的发展阶段。二战期间，美国的机床有30应用了液压传动。我国的液压技术从上世纪五十所代开始应用，1952年开始试制油压泵。1961年上海液压机床厂自行设计制造了我国第一台万能水压机。,二、液压传动的发展和应用,液压技术正在向高压、高速、大流量、高效率、低噪音，集成比方向发展；新的液压元件和液压系统的计算机辅助设计、优化设计数字仿真、微机控制等新技术也日益发展、应用，并取得了很多显著成果。,,一、节约能源，发展低能耗元件，提高元件效率。二、液压与微电子、计算机技术结合，提高控制性能和操作性能。三、提高液压传动的可靠性。四、发展新型液压介质和相应元件。五、高度集成化。,发展动向,,应用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。,另外，近年来又在太阳跟踪系统、海浪模拟装置、船舶驾驶模拟地震再现、火箭助飞发射装置、宇宙环境模拟和高层建筑防震系统及紧急刹车装置等设施中，也采用了液压技术。,液压伺服系统,液压传动利用液体压力能。帕斯卡原理在密闭容器中的液体某一点的压力如果有变化，这个变化将等值的传递到液体的各个部位。液压传动的两个主要参数压力和流量。在液压和气压传动中，系统的工作压力取决于负载，而与流入的流体多少无关。活塞移动速度正比于流入液压缸中油液流量q，与负载无关。液压传动装置由以下几部分组成（1）能源装置（2）执行装置（3）控制调节（4）辅助装置（5）工作介质,小结,职能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绘制。几乎所有工程领域，凡是有机械设备的场合，均可利用液压技术。因此可见其发展前景是非常光明的。,,,