液压传动技术-认识液压传动课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,液压传动技术,认识液压传动,液压传动技术认识液压传动,项目导入,液压传动以其能量传递和控制方式的灵活性和便捷性，广泛应用于,各行各业,：机床工业（液压冲床）、工程机械（挖掘机）、汽车行业（汽车起重机）、冶金行业（轧钢机、线材轧制生产线）、农业机械（联合收割机）等等,那么什么是液压传动系统，它又是如何进行运动和动力传递和控制呢？,项目导入液压传动以其能量传递和控制方式的灵活性和便捷性，,任务一,目录,CONTENT,认识液压传动系统,认知液压传动原理,CONTENT,任务二,任务一目录CONTENT认识液压传动系统认知液压传动原理CO,任务一,认识液压传动系统,任务一认识液压传动系统,认识液压传动系统,学习目标,掌握液压系统的组成及各组成部分的作用,理解液压传动工作原理,任务描述,观察由教师构建好的外圆磨床工作台工作过程，并通过调节各控制阀，观察其启动、停 止、运动方向及运动速度的变化，熟悉液压系统的组成部分，并能分析各组成部分的作用，理解液压传动工作原理,认识液压传动系统学习目标掌握液压系统的组成及各组成部分的作用,液压传动的定义,液压传动是以液体为工作介质，通过动力元件（液压泵），将原动机的机械能转换为液体的压力能，然后通过管道、控制元件把有压液体输往执行元件（液压缸或液压马达），将液体的压力能又转换为机械能，以驱动负载实现直线回转运动，完成动力传递。,液压传动的定义液压传动是以液体为工作介质，通过动力元件（,一、液压传动系统组成,左图为万能外圆磨床，其主要用于磨削外圆柱面和圆锥面，还可以磨削内孔和台阶面等。机床工作台、砂轮架和尾座的运动均由液压驱动和控制。其中,磨床工作台液压系统要驱动工作台实现慢速向右进给，然后向左快速退回的动作循环。,一、液压传动系统组成左图为万能外圆磨床，其主要用于磨削外,一、液压传动系统组成,磨床工作台液压系统组成如左图所示。,其,工作原理,：电动机驱动液压泵,17,从油箱,19,中吸油。油液经滤油器,18,进入液压泵，油液在泵腔中从入口低压到泵出口高压，在图（,a,）所示状态下，通过开停阀,10,、节流阀,7,、换向阀,5,进入液压缸,2,左腔，推动活塞带动工作台向右移动。这时，液压缸右腔的油液经换向阀和回油管,6,排回油箱。如果将换向阀,5,手柄转换成图（,b,）所示状态，则压力管中的油液将经过开停阀,10,、节流阀,7,和换向阀,5,进入液压缸右腔、推动活塞带动工作台向左移动，并使液压缸左腔的油液经换向阀和回油管排回油箱。工作台的移动速度是通过节流阀调节流量来实现，工作台的换向动作通过换向阀改变液压油流向来实现，推动液压缸所需油压力由溢流阀来调定。,一、液压传动系统组成磨床工作台液压系统组成如左图所示。,一、液压传动系统组成,由外圆磨床工作台液压系统可以看出，一个完整的液压传动系统应包括以下,五个基本组成部分,:,1.,动力装置,液压泵,其功能是将原动机（常用的有人力机构、电动机和内燃机等）所提供的机械能转变为工作液体的液压能的机械装置，通常称为液压泵或油泵。,2.,执行装置,液压缸和液压马达,其功能是将液压泵所提供的工作液体的液压能转变为机械能的装置。作直线往复运动的执行元件称为液压缸或油缸,;,作连续旋转运动的执行元件称为液压马达或油马达。,一、液压传动系统组成由外圆磨床工作台液压系统可以看出，一,一、液压传动系统组成,3.,控制调节装置,液压控制阀,其功能是对液压系统中工作液体的压力、流量和流动方向进行调节控制的机械装置。通常简称为液压控制阀或液压阀，如压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀等。,4.,辅助装置,上述三个组成部分以外的其它元件，如油箱、管道、管接头、密封元件、滤油器、蓄能器、冷却器、加热器以及各种液体参数的监测仪表等。它们的功能是多方面的，各不相同。,5.,工作介质,工作介质是液压传动中能量传递载体，也是液压传动系统中最本质的一个组成部分。,一、液压传动系统组成3.控制调节装置液压控制阀,二、液压传动系统的特点,单位功率的重量轻（比功率大），即在相同功率输出的条件下，体积小、重量轻、惯性小、结构紧凑、动态特性好。,可在较大范围内实现无级调速。,工作平稳、反应快、冲击小，能快速起动、制动和频繁换向。,容易获得很大的力和转矩，可以使传动结构简单。,操作控制方便，调节简单，易于实现自动化。当机、电、液配合使用时，易于实现较复杂的自动工作循环和较远距离操控。,易于实现过载保护，安全性好。采用矿物油为工作介质，相对运动表面间能自行润滑，可以延长元件的使用寿命。,液压元件已标准化、系列化和通用化，便于液压系统的设计、制造和使用。,优点,二、液压传动系统的特点单位功率的重量轻（比功率大），即在相同,二、液压传动系统的特点,液压传动以液压油为工作介质，在相对运动表面间会出现泄漏。,由于液体不是绝对不可压缩的，所以液压传动不能保证严格的传动比。,液压传动系统的成本比一般机械传动系统要高一些。,液压传动在工作过程中有较多的能量损失，如摩擦损失、泄漏损失等。故不宜远距离传动。,液压传动的故障诊断比较困难，因此对维修人员的要求很高，需要系统地掌握液压 传动知识并有一定的实践经验。,随着高压、高速、高效率和大流量，液压元件和系统的噪声增大，泄漏增多，容易造成环境污染。,缺点,二、液压传动系统的特点液压传动以液压油为工作介质，在相对运动,三、液压系统的应用,三、液压系统的应用,任务实施,认识液压试验台和液压传动系统,熟悉液压试验台的组成模块，液压元件在实训台上的安放方法，管路的连接方法和液压元件的摆放、整理等。,观察由教师构建好的外圆磨床工作台工作过程，并通过调节各控制阀，观察其启动、停止和运动方向及运动速度的变化，分析液压传动工作原理。,对照外圆磨床液压传动回路，指出液压系统中各组成元件的名称、作用。,任务实施认识液压试验台和液压传动系统,知识拓展,纯水液压传动,矿物型液压油,纯水,工作介质：,矿物型液压油作为液压传动介质，存在着严重的环境污染和易燃烧问题,纯水价格低廉、来源广泛、不用运输仓储,阻燃性与安全性好、温升小,纯水的压缩系数小,使用纯水的液压系统维修方便，维护成本低。,可避免或减少产品污染,知识拓展纯水液压传动矿物型液压油纯水工作介质：矿物型液压,知识拓展,纯水液压传动,纯水液压传动面临的主要技术难题,泄漏与磨损；材料腐蚀与老化；液压冲击、振动和噪声；气蚀；设计理论,国内外纯水液压传动技术的研究与应用,近年来世界各国特别是工业发达国家流体动力界围绕着纯水液压传动的材料、元件、液压器具等方面展开了理论及应用研究，取得了引人注目的成果。,知识拓展纯水液压传动纯水液压传动面临的主要技术难题,任务二,认知液压传动原理,任务二认知液压传动原理,认知液压传动原理,学习目标,理解压力和流量两个重要概念,掌握液压传动原理,任务描述,观察液压千斤顶的工作过程，分析其压力的形成和运动、动力的传递和变化原理，理解在液压系统中压力和流量两个参数的重要意义和液压传动原理,认知液压传动原理学习目标理解压力和流量两个重要概念任务描述,一、压力与流量,定义：液压力是指液体处于静止状态时，单位面积,A,上所承受的作用力,F,，用符号,p,表示：,p=F/A,静压力在液体传动中简称压力，在物理学中则称为压强,单位：国际单位,-,牛顿,/,米,2,（,N/m,2,），即帕斯卡，简称帕（,Pa,）,常用单位,-,牛顿,/,毫米,2,（,N/mm,2,），兆帕（,MPa,）,1 Mpa=10,6,Pa,1.,压力,压力和流量是液压系统的两个重要概念,一、压力与流量1.压力压力和流量是液压系统的两个重要概,一、压力与流量,绝对压力：以绝对真空为基准进行度量的液体压力。,相对压力：以大气压为基准来度量的液体压力，也称为表压力。,绝对压力,=,相对压力,+,大气压力,（,2,）压力的表示方法,一、压力与流量（2）压力的表示方法,一、压力与流量,真空度：若度量的绝对压力小于大气压力，绝对压力不足于大气压力的那部分压力值，称为真空度。,真空度,=,大气压力,-,绝对压力,（,2,）压力的表示方法,一、压力与流量（2）压力的表示方法,一、压力与流量,流量是指单位时间,t,内流过管道某一通流截面的液体体积,V,，用符号,q,表示。,假设液压油在通流截面为,A,的管道内，在时间,t,内以流速,v,由,1,截面流到,2,截面，则液压油流过管道的流量为,:,q=V,/,t=Avt/t=Av,2.,流量,q,式中：,q-,流量，在液压传动中，流量常用单位为,L/min;,V-,液体体积,;,t-,通过体积,V,所需要的时间,;,A-,通流截面积,;,v-,平均流速。,一、压力与流量2.流量q式中：,二、液压传动的基本原理,由原理图可知，该系统由,举升液压缸,（大油缸,6,、大活塞,7,、单向阀,5,和卸油阀,9,）和,手动液压泵,（杠杆手柄,1,、小活塞,2,、小油缸,3,、单向阀,4,和,5,）两部分组成。活塞和缸体之间既保持良好的 配合关系，又能实现可靠的密封。,以液压千斤顶为例进行说明：,二、液压传动的基本原理以液压千斤顶为例进行说明：,二、液压传动的基本原理,提起手柄,1,使小活塞,2,向上移动，小活塞,2,下端密封的油腔容积增大，形成局部真空，这时单向阀,5,关闭并阻断其所在的油路，而单向阀,4,打开使其所在油路畅通，油箱,10,中的液压油就在大气压的作用下，通过吸油管道进入并充满小缸体,3,，完成一次吸油动作,;,用力压下手柄,1,，小活塞,2,下移，小活塞,2,下腔容积减小，腔内压力升高，这时单向阀,4,关闭，同时阻断其所在的油路，当压力升高到一定值时单向阀,5,打开，小油缸,3,中的油液经管道输入大油缸,6,的下腔，由于卸油阀,9,处于关闭状态，大油缸,6,中的液压油增多，迫使大活塞,7,向上移动，顶起重物。,再次提起手柄吸油时，单向阀,5,自动关闭，使油液不能倒流，从而保证了重物不会自行下落。不断地往复扳动手柄，就能不断地把油液压入大油缸,6,下腔，使重物,8,逐渐地升起。,如果打开卸油阀,9,，大活塞,7,在其自重和重物,8,的作用下下移，大油缸,6,下腔的油液便通过管道流回油箱,10,中，重物,8,就向下运动。,液压千斤顶工作过程：,二、液压传动的基本原理液压千斤顶工作过程：,二、液压传动的基本原理,液压传动是利用,有压力的液体（液压油,）作为传递运动和动力的,工作介质,;,液压传动中要经过两次,能量转换,，先将机械能转换成油液的压力能，再将油液的压力能转换成机械能,;,液压传动是依靠密封容器或密闭系统中,密封容积的变化,来实现,运动和动力的传递,。,由以上分析可得,液压传动基本工作原理,如下：,二、液压传动的基本原理由以上分析可得液压传动基本工作原理,三、液压传动的主要工作特征,图（,a,）中，假设小油缸,3,的活塞面积为,A,1,，驱动力为,F,1,，液体,压力为,p,1,，大油缸,6,的活塞面积为,A,2,，负载力为,G,，液压力为,p,2,。,稳态时，小油缸,3,的活塞和大油缸,6,的活塞的静力平衡方程式分别,为,:,1.,力的传递是靠液体压力来实现的,F,1,=p,1,A,1,G=p,2,A,2,三、液压传动的主要工作特征1.力的传递是靠液体压力来实,三、液压传动的主要工作特征,1.,力的传递是靠液体压力来实现的,由流体力学中的帕斯卡原理知，平衡液体内某一点的压力等值的传递到液体各点，则有,:,p,1,=p,2,=p=F/A,1,=G/A,2,-,动力传递的基本方程式,由此得出,:,液压系统的工作压力取决于外负载。由上式整理得到,:,F/G=A,1,/A,2,说明,:,输出端、输入端的力与活塞面积成正比,三、液压传动的主要工作特征1.力的传递是靠液体压力来实现的,三、液压传动的主要工作特征,2.,速度的传递是靠液体“容积变化相等”的原则进行