液压传动基础课件

,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,深圳职业技术学院,液压与气动技术,*,液压与气动技术第一单元,液压传动基础,2005120,液压与气动技术第一单元 液压传动基础2005120,1,教学内容：,液压传动的基本概念,（难点）,液压装置的组成,液压传动的基本理论,（重点）,液压油,深圳职业技术学院,液压与气动技术,教学内容：液压传动的基本概念（难点）深圳职业技术学院液压,2,什么是液压传动呢？,液压传动,是：利用有压的液体，经由一些机件控制之后来传递运动和动力。,液压传动,是以,流体,作为工作介质对能量进行传动和控制的一种传动形式。,下面看一个实例：,1.1,液压传动基本概念,深圳职业技术学院,液压与气动技术,什么是液压传动呢？1.1液压传动基本概念 深圳职,3,如图所示：,从图可知：,液压传动系统,由哪些部分组成？,1.1,液压传动基本概念,深圳职业技术学院,液压与气动技术,1.1液压传动基本概念 深圳职业技术学院液压,4,由上图可知，液压传动系统由,液压泵、控制阀、执行元件和油箱,等一些,辅助元件,组成。,1液压泵,2执行元件,3控制元件,4.,辅助元件,1.2,液压装置的组成,深圳职业技术学院,液压与气动技术,由上图可知，液压传动系统由液压泵、控制阀、执行,5,1、液体静压力：,静止液体在单位面积上所受的法向力称为静压力。静压力在液压传动中简称,压力,在物理学中则称为,压强,。如何定义液体中某点的压力？,2.液体静压力有两个重要特性:,（1）液体静压力垂直于承压面,其方向和该面的内法线方向一致。这是,由于液体质点间的内聚力很小,不能受拉只能受压之故。为什么？,（,2,）,静止液体内任一点所受到的压力在各个方向上都相等,。,为什么？,如果某点受到的压力在某个方向上不相等,那么液体就会流动,这就,违背了液体静止,的条件。,1.4,液压传动基本理论,深圳职业技术学院,液压与气动技术,1、液体静压力：静止液体在单位面积上所受的法向力称为静压力。,6,3、液体,静压力基本方程,pA=Po A+ghA,式中，,ghA,为小液柱的重力，,液体的密度,上式化简后得：,p=p,0,+,gh,1.4,液压传动基本理论,深圳职业技术学院,液压与气动技术,3、液体静压力基本方程 1.4液压传动基本理论 深圳职业技术,7,3、液体,静压力基本方程,说明什么问题：,（1）,静止液体中任何一点的静压力为作用在液面的压力,Po,和液体重力所产生的压力,g,h,之和。,（2）,液体中的静压力随着深度,h,而线性增加。,（3）在连通器里，静止液体中只要深度,h,相同其压力都相等。,p=p,0,+,gh,1.4,液压传动基本理论,深圳职业技术学院,液压与气动技术,3、液体静压力基本方程说明什么问题：1.4液压传动基本理论,8,3、应用液体,静压力基本方程,：,例1-1 如图1-3所示，容器内盛油液。已知油的密度,=900kg/m,3,，活塞上的作用力F=1000N，活塞的面积A=110,-3,m,2,，假设活塞的重量忽略不计。问活塞下方深度为h=0.5m处的压力等于多少？,1.4,液压传动基本理论,深圳职业技术学院,液压与气动技术,3、应用液体静压力基本方程：1.4液压传动基本理论 深圳职业,9,解:活塞与液体接触面上的压力均匀分布，有,根据静压力的基本方程式（1-3），深度为h处的液体压力,=10,6,+9009.80.5=1.004410,6,(N/m,2,),10,6,(Pa),从本例可以看出，,液体在受外界压力作用的情况下，液体自重所形成的那部分压力,gh相对甚小，在液压系统中常可忽略不计，因而可近似认为整个液体内部的压力是相等的。以后我们在分析液压系统的压力时，一般都采用这种结论。,1.4,液压传动基本理论,深圳职业技术学院,液压与气动技术,解:活塞与液体接触面上的压力均匀分布，有1.4液压传动基本,10,4、绝对压力、表压力及真空度,根据度量方法的不同有所谓的表压力又称相对压力（gauge pressure）和绝对压力（absolute pressure）之分。以当地大气压力(atomosphere)为基准所表示的压力称为表压力。以绝对零压力作为基准所表示的压力称为绝对压力。,如液体中某点处的绝对压力小于大气压力，这时该点的绝对压力比大气压力小的那部分压力值，称为,真空度,。所以,真空度=大气压力-绝对压力,1.4,液压传动基本理论,深圳职业技术学院,液压与气动技术,4、绝对压力、表压力及真空度1.4液压传动基本理论 深圳职,11,4、绝对压力、表压力及真空度,有关表压力、绝对压力和真空度的关系见图1-4。,1.4,液压传动基本理论,深圳职业技术学院,液压与气动技术,4、绝对压力、表压力及真空度1.4液压传动基本理论 深圳职,12,1.4,液压传动基本理论,5、,帕斯卡原理,（,Pascals Principle,）,图所示建立了一个很重要的概念，即在液压传动中工作的压力取决于负载，而与流入的流体多少无关。,深圳职业技术学院,液压与气动技术,1.4液压传动基本理论 5、帕斯卡原理（Pascals P,13,6、连续定理,(Principle of Continuity),液体在流动时，通过任一通流横截面的速度、压力和密度不随时间改变的流动称为,稳流,，反之速度、压力和密度其中一项随时间而变，就称为,非稳流,。,对稳流而言，,液体以稳流流动通过管内任一截面的液体质量必然相等。如图1-6所示管内两个流通截面面积为A,1,和A,2,，流速分别为V,1,和V,2,，则通过任一截面的流量Q如（16）式表示。,Q=AV=A,1,V,1,=A,2,V,2,=常量,（,1,6,）,式（16）即连续定理，,此式还得出另一个重要的基本概念，,即运动速度取决于流量，,而与流体的压力无关。,1.4,液压传动基本理论,深圳职业技术学院,液压与气动技术,6、连续定理(Principle of Continuity,14,6、连续定理,(Principle of Continuity)应用及帕斯卡原理应用：,例1-2,图17所示为相互连通的两个液压缸，已知大缸内径D=100mm,小缸内径d=20mm,大活塞上放上质量为5000kg的物体。问:1.在小活塞上所加的力F有多大才能使大活塞顶起重物？2.若小活塞下压速度为0.2m/s，试求大活塞上升速度,？,1.4,液压传动基本理论,图17 帕斯卡原理应用实例,深圳职业技术学院,液压与气动技术,6、连续定理(Principle of Continuity,15,6、连续定理,(Principle of Continuity)：,解：,1物体的重力为G=mg=5000kg9.8m/s,2,=49000kgm/s,2,=49000N,根据帕斯卡原理，由外力产生的压力在两缸中相等，即,故为了顶起重物应在小活塞上加力为,=49000N=1960N,2.由连续定理：Q=AV=常数得出：,故大活塞上升速度：,本例说明了液压千斤顶等液压起重机械的工作原理，体现了液压装置的力放大作用。,1.4,液压传动基本理论,深圳职业技术学院,液压与气动技术,6、连续定理(Principle of Continuity,16,7、,液体流动中的压力和流量的损失,（1）压力损失,：,由于液体具有,粘性,，在管路中流动时又不可避免地存在着摩擦力，所以液体在流动过程中必然要损耗一部分能量。这部分能量损耗主要表现为,压力损失,。,压力损失有沿程损失和局部损失,两种。,沿程损失,是当液体在直径不变的直管中流过一段距离时，因摩擦而产生的压力损失。,局部损失,是由于管子截面形状突然变化、液流方向改变或其它形式的液流阻力而引起的压力损失。总的压力损失等于沿程损失和局部损失之和。,由于压力损失的必然存在，所以泵的额定压力要略大于系统工作时所需的最大工作压力，,一般可将系统工作所需的最大工作压力乘以一个1.31.5的系数来估算,。,1.4,液压传动基本理论,深圳职业技术学院,液压与气动技术,7、液体流动中的压力和流量的损失1.4液压传动基本理论 深圳,17,7、,液体流动中的压力和流量的损失,（2）流量损失,在液压系统中,各被压元件都有,相对运动的表面,如液压缸内表面和活塞外表面，因为要有相对运动,所以它们之间都有一定的间隙,如果间隙的一边为高压油,另一边为低压油,则高压油就会经间隙流向低压区从而造成泄漏,。同时由于,液压元件密封不完善,，一部分油液也会向外部泄漏。这种泄漏造成实际流量有所减少,这就是我们所说的,流量损失。,流量损失影响运动速度，而泄漏又难以绝对避免，所以在液压系统中泵的额定流量要略大于系统工作时所需的最大流量。,通常也可以用系统工作所需的最大流量乘以一个l.11.3的系数来估算。,1.4,液压传动基本理论,深圳职业技术学院,液压与气动技术,7、液体流动中的压力和流量的损失1.4液压传动基本理论 深圳,18,8、,液压冲击和空穴现象,（1）液压冲击：,在液压系统中,当油路突然关闭或换向时,会产生急剧的压力升高,这种现象。,造成液压冲击的主要原因,是液压速度的急剧变化、高速运动工作部件的,惯性力,和,某些液压元件反应动作不够灵敏,.,产生液压冲击时,系统中的压力瞬间就要比正常压力大好几倍,特别是在压力高、流量大的情况下,极易引起,系统的振动、噪音甚至导管或某些液压元件的损坏,既影响系统的工作质量又会缩短其使用寿命。,还要注意的是由于压力冲击产生的高压力可能使某些液压元件（如压力继电器）产生误动作,而损坏设备。,避免液压冲击的主要办法,是避免液流速度的急剧变化。延缓速度变化的时间能有效地防止液压冲击,如将液动换向阀和电磁换向阀联用可减少液压冲击,因为液动换向阀能把换向时间控制得慢一些。,1.4,液压传动基本理论,深圳职业技术学院,液压与气动技术,8、液压冲击和空穴现象 1.4液压传动基本理论 深圳职业技术,19,8、,液压冲击和空穴现象,（2）空穴现象：,如果液压系统中发生了空穴现象,液体中的气泡随着液流运动到压力较高的区域时,气泡在较高压力作用下将迅速破裂,从而引起局部液压冲击,造成噪音和振动,另一方面,由于气泡破坏了液流的连续性,降低了油管的通油能力,造成流量和压力的波动,使液压元件承受,冲击载荷,影响其使用寿命。,同时气泡中的氧也会腐蚀金属元件的表面,我们把这种因发生空穴现象而造成的腐蚀叫汽蚀,。,在液压传动装置中,汽蚀现象可能发生在油泵、管路以及其它具有节流装置的地方,特别是油泵装置,这种现象最为常见,。,汽蚀现象是液压系统产生各种故障的原因之一,特别在高速、高压的液压设备中更应注意。,1.4,液压传动基本理论,深圳职业技术学院,液压与气动技术,8、液压冲击和空穴现象 1.4液压传动基本理论 深圳职业技术,20,液压系统中完全靠液压油把能量从液压泵经管路、控制阀传递到执行元件，根据统计，许多液压设备的故障，皆起因于液压油的使用不当，故应对液压油要有充分的了解。,1.5,液压油,深圳职业技术学院,液压与气动技术,1.5液压油 深圳职业技术学院液压与气动技术,21,1、液压油的用途,（,1,）,传递运动与动力：,将泵的机械能转换成液体的压力能并传至各处，由于油本身具有粘度，在传递过程中会产生一定的,动力损失,。,（2）,润滑,：,液压元件内各移动部位，都可受到液压油充分润滑，从而减低元件磨耗。,（3）,密封,：,油本身的粘性对细小的间隙有密封的作用。,（4）,冷却,：,系统损失的能量会变成热，被油带出。,1.5,液压油,深圳职业技术学院,液压与气动技术,1.5液压油 深圳职业技术学院液压与气动技术,22,2、液压油的种类：,液压油主要有下列二种,（1）,矿物油系液压油（可燃性）：,主要由石腊基（,paraffin base,）的原油精制而成，再加抗氧化剂和防锈剂，为用途最多的一种；,其缺点为耐火性差,。,（2）,耐火性液压油（难燃性）：,专用于防止有引起火灾危险的乳化型液压油。有水中油滴型（o/w）和