1、液压与气压传动技术,模块一 液压与气动系统组成及作用,课程的性质：机械工程各专业必修的专业或专业基础课。课程要求的基础：机械专业基础课知识之外，还要有工程流体力学知识。课程要求达到的目的：1、掌握常用的液压气动元件的结构原理；2、掌握常用液压气动基本回路的工作原理；3、具有初步的分析和设计液压系统的能力。,模块一 液压与气动系统的组成及作用 项目一 液压与气动技术的应用与发展 一、液压技术的应用1975年世界上第一台水压机诞生起，液压传动已经有200多年的历史，真正推广确是近50多年的事，特别是20世纪60年代，液压技术进入了快速发展的阶段。我国的液压技术开始于20世纪50年代。 液压技术在各
2、行业的应用见表1-1 二、气动技术的应用气动技术主要可以提高系统的可靠性、降低成本，实现无油化，节能化,精度化传动，气动技术在各行业的应用见表1-2,三、液压与气动技术的发展概况 1、液压发展概况17世纪中叶帕斯卡提出了惊讶传递原理18世纪末英国制成第一台水压机19世纪应用在舰船上的炮塔转位器没气候出现液压六角车床和磨床。20世纪60年代液压技术发展为一门完整的自动化技术 2、气动技术发展概况19世纪中叶空气压缩机在英国问世19世纪70年代开始在采矿业使用风镐19世纪80年代美国研制出了火车气动刹车20世纪60年代以来，气动元件发展已经超过了液压元件。,项目二 液压与气动系统的工作原理、组成及
3、特点 一、液压与气动系统的工作原理液压与气压传动是研究以有（压力油或压缩空气）为传动介质，来实现各种机械的传动和自动控制的学科，两种传动和控制的方法基本是相同的，都能利用有关元件组成所需功能的基本回路。因此，要研究液压与气压传动机控制技术，首先要了解传动介质的基本物理性能及其静力学、运动学和动力学特性；了解组成系统的各位液压与气动元件的结构、工作原理、工作性质以及各种基本回路的性能和特点，并在此基础上进行液压与气压传动控制系统的设计。,项目二 液压与气动系统的工作原理、组成及特点 二、液压传动的定义流体传动：以流体为工作介质进行能量转换、传递和控制的传动方式，流体传动过程中有两个重要参数，一是
4、液体的流动速度，一个是液体流动中的压力。液压传动，气压传动虽然工作介质不同，但传动中都要依靠工作介质的流动速度和压力，所以都属于流体传动。液力传动主要是依靠液体的流动速度来进行传动，主要是用来转化液体的速度能，例如液力耦合器采用的传动就是液力传动，液压传动的定义：以液体为工作介质，利用液体的压力能来传递力和速度。,项目二 液压与气动系统的工作原理、组成及特点,液压千斤顶的工作原理,三、液压实例,条件：无泄油，不考虑油液的压缩性和管路的弹性，不考虑摩擦力。（1）力的传递（帕斯卡原理）液压系统的工作压力取决于外负载。,条件：无泄油，不考虑油液的压缩性和管路的弹性，不考虑摩擦力。2）运动的传递（容积
5、变化相等、质量守恒）执行元件的运动速度取决于输入流量。压力和流量是液压与气压传动中的两个最基本的参数。,条件：无泄油，不考虑油液的压缩性和管路的弹性，不考虑摩擦力。（3）功率的传递（能量守恒）说明了液体在管道中流动时传递功率的计算方法。,P压力，q流量；,从例1得出的两个重要概念 1、液压系统中液体的压力取决于负载 2、执行元件运动速度取决于输入的流量 实际情况： 1、有泄漏，导致容积损失 2、考虑摩擦力，有机械损失 3、考虑油液的压缩性和管路的弹性，不能保证严格的传动比。,项目2 液压与气动系统的工作原理、组成及特点,例2 机床工作台液压系统,项目二 液压与气动系统的工作原理、组成及特点,四
6、、液压系统的组成 （1）动力元件（液压泵）：将机械能（转矩T，转速n）转化为液体的压力能（压力p、流量q）； （2）执行元件（液压马达、液压缸）：将液体的压力能（压力p、流量q）转化为机械能（转矩T，转速n、或直线速度v，输出力F）； （3）控制元件（液压阀）：控制液体的压力、流量和方向，从而实现控制执行元件的输出力、运动速度和方向，过载保护和程序控制； （4）辅助元件（管道、管接头、油箱和滤油器）； （5）工作介质,项目二 液压与气动系统的工作原理、组成及特点,五、液压传动的优点 与机械传动相比，液压传动具有以下优点： （1）在同等功率的条件下，体积小、重量轻、结构紧凑、运动惯性小、反应快，
7、可以出大力或力矩； （2）可实现大范围的无级调速（调速比可达1002000），机械传动实现无级调速较困难，中小型直流电机的调速比一般为24.； （3）自动实现过载保护； （4）容易实现自动控制和遥控； （5）容易实现直线运动； （6）可自行实现机件的润滑； （7）便于机器零部件的设计布局。（元件之间管路连接）,项目二 液压与气动系统的工作原理、组成及特点,六、液压传动的缺点 （1）液压油泄漏，污染环境和引起火灾； （2）机件之间的机械阻力和粘性阻力、流体流动阻力和泄漏，导致液压系统的总效率降低； （3）液压油工作性能受温度的影响，很高（油液变性、粘度变低、泄漏量变大）和很低（粘度变大、液体流动
8、阻力变大）温的条件下工作困难； （4）液压油的泄漏和可压缩性，得不到严格的传动比； （5）液压元件的制造精度要求高；（形状公差和形位公差要求高） （6）液压介质易受污染，导致机件运动易卡阻。,模块二 液压传动的基础知识,项目一 液压油的选用 液压油的使用功能 （1）传递能量的介质 （2）润滑液压元件，减少摩擦和磨损 （3）散热 （4）防止生锈 （5）分离和沉淀非可溶性污染物,模块二 液压传动的基础知识,项目一 液压油的选用 一、液压油的主要性质 1、密度：单位体积液体的质量称为该液体的密度。,一般液压油的密度为900Kg/m3,2、可压缩性 一般情况下，纯净油液的体积模量K=（1.42）103
9、MPa，数值很大，故一般认为油液是不可压缩的。但是当油液中混入空气，油液的抗压缩性能就会严重降低，所以在实际计算中常取液压油的体积模量K =0.7103MPa,模块二 液压传动的基础知识,项目一 液压油的选用 一、液压油的主要性质 3、粘性：液体在外力作用下流动时，分子间的内聚力要阻止分子间的相对运动产生的内摩擦力，称为液体的粘性。牛顿粘性流体内摩擦定律（1686年）可以计算流体运动过程中间所产生的运动阻力。,切应力与液体本身的粘度有关系，以及运动梯度有关系,模块二 液压传动的基础知识,项目一 液压油的选用 一、液压油的主要性质 （1）粘度：表示液体粘性的大小的物理量，常用的粘度有三种，即动力
10、粘度、运动粘度和相对粘度 1)动力粘度：又称为绝对粘度。是用液体流动时产生的内摩擦力的大小来表示的粘度。由牛顿内摩擦定律可以到处。 动力粘度的单位是Pa.S（帕.秒）,模块二 液压传动的基础知识,项目一 液压油的选用 一、液压油的主要性质 2)运动粘度：是一种导出粘度，没有什么物理意义，是动力粘度和密度之比 运动粘度的国际单位是m2/s 常用单位是斯（St）和里斯（1CSt=1mm2/s） 1 m2/s=10000 St=1000000CSt 我国国标规定：液压油的牌号代表该油在40。C时的运动粘度近似（里斯）值。,例：L-HL32的含义：该油在40。C时运动粘度的平均值是32里斯。L-类别，HL型-品种 （是精制中型矿物油，并改善其防锈和抗氧性，除供液压系统使用外，还可作为通用型机床润滑油，应用广泛） 32-牌号 。液压油的粘度牌号由GB 3141做出了规定，等效采用ISO的粘度分类法，以40运动粘度的中心值来划分牌号。共分为10、15（10、12、15为军用飞机用油）22、32（北方民用）、46（南方民用）、68、100、150八个粘度等级。,3）条件粘度（相对粘度）我国用的恩式粘度 将200ml的被测液体从恩式粘度计中流出所需要的时间t1与同体积的20。的蒸馏水从该恩式粘度计中流出所需要的时间t2之比称为恩式粘度。 经验公式见公式2-8，2-9,
