液压技术教案：第一章 液压与气压概论

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1、第1章概论第1章液压与气动技术概论液压与气压传动技术是机械设备中发展速度最快的技术之一，特别是近年来，随着机电一体化技术的发展，与微电子、计算机技术相结合，液压与气压传动进入了一个新的发展阶段。液压与气压传动技术是以流体—液压油液（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，它们的工作原理基本相同。机器包括原动机、传动机构和执行机构。原动机有电动机、内燃机、燃气轮机等形式；传动机构有电气传动、机械传动和流体传动，其中，流体传动是利用气体和液体等介质传递动力和能量的，包括气压传动和液体传动。液体传动是利用液体作为工作介质来传递和控制能量的，包括液力传动和

2、液压传动等两种形式；气压传动是利用气体传递和控制能量的。图1.1液压千斤顶工作原理图1—小液压缸；2—排油单向阀；3—吸油单向阀；4—油箱；5—截止阀；6—大液压缸液压传动是利用密封容积内液体体积的变化来传递和控制能量的；而液力传动是利用非封闭的液体的动能或势能来传递能量和控制能量的。1.1液压传动的工作原理液压千斤顶是机械行业常用的工具，常用这个小型工具顶起较重的物体。下面以它为例简述液压传动的工作原理。图1.1所示为液压千斤顶的工作原理图。有两个液压缸1和6，内部分别装有活塞，活塞和缸体之间保持良好的配合关系，不仅活塞能在缸内滑动，而且配合面之间又能实现可靠的

3、密封。当向上抬起杠杆时，液压缸1活塞向上运动，液压缸1下腔容积增大形成局部真空，单向阀2关闭，油箱4的油液在大气压作用下经吸油管顶开单向阀3进入液压缸1下腔，完成一次吸油动作。当向下压杠杆时，液压缸1活塞下移，液压缸1下腔容积减小，油液受挤压，压力升高，关闭单向阀3，液压缸1下腔的压力油顶开单向阀2，油液经排油管进入液压缸6的下腔，推动大活塞上移顶起重物。如此不断上下扳动杠杆就可以使重物不断升起，达到起重的目的。如杠杆停止动作，液压缸6下腔油液压力将使单向阀2关闭，液压缸6活塞连同重物一起被自锁不动，停止在举升位置。如打开截止阀5，液压缸6下腔通油箱，液压缸6活塞

4、将在自重作用下向下移，迅速回复到原始位置。设液压缸1和6的面积分别为Al和A2，则液压缸1单位面积上受到的压力p1 = F/Al，液压缸6单位面积上受到的压力p2 = W/A2。根据流体力学的帕斯卡定律“平衡液体内某一点的压力值能等值地传递到密闭液体内各点”，则有：（1-1）–5–第1章概论由液压千斤顶的工作原理得知，液压缸1与单向阀2、3一起完成吸油与排油，将杠杆的机械能转换为油液的压力能输出。液压缸6将油液的压力能转换为机械能输出，抬起重物。有了负载作用力，才产生液体压力。因此就负载和液体压力两者来说，负载是第一性的，压力是第二性的。液压传动装置本质是一种能量

5、转换装置。在这里液压缸6、液压缸1组成了最简单的液压传动系统，实现了力和运动的传递。从液压千斤顶的工作过程，可以归纳出液压传动工作原理如下：（1）液压传动是以液体（液压油）作为传递运动和动力的工作介质；（2）液压传动经过两次能量转换，先把机械能转换为便于输送的液体压力能，然后把液体压力能转换为机械能对外做功；（3）液压传动是依靠密封容积（或密封系统）内容积的变化来传递能量的。工程机械的起重机、推土机，汽车起重机，注塑机，机床行业的组合机床的滑台、数控车床工件的夹紧、加工中心主轴的松刀和拉刀等都应用了液压系统传动的工作原理。1.2气压传动的基本原理气压传动与液压传动

6、的工作原理完全相同，都是以密封容积中的受压工作介质来传递运动和动力的。它先将机械能转换成压力能，然后通过各种元件组成的控制回路来实现能量的调控，最终再将压力能转换成机械能，使执行机构实现预定的运动。如生活中常用的打气筒。1.3液压传动系统的组成及图形符号以图1.2所示组合机床工作台液压传动系统为例说明其组成。图1.2典型液压系统原理图（a）典型液压系统原理结构示意图（b）阀6阀芯位置的改变（c）典型液压系统原理图形符号图1—油箱；2—过滤器；3—液压泵；4—溢流阀；5—流量控制阀；6—换向阀；7—液压缸；8—工作台；9、10—管道–5–第1章概论液压泵3由电动机驱

7、动旋转，从油箱1中吸油，经过滤器2后被液压泵吸入并输出给系统。当换向阀6阀芯处于图1.2（a）所示位置时，压力油经阀5、阀6和管道进入液压缸7的左腔，推动活塞向右运动。液压缸右腔的油液经管道、阀6、管道9流回油箱。改变阀6阀芯工作位置，使之处于左端位置时，如图1.2（b）所示，液压缸活塞反向运动。工作台的移动速度是通过流量控制阀来调节的。阀口开大时，进入缸的流量较大，工作台的速度较快；反之，工作台的速度较慢。为适应克服大小不同阻力的需要，泵输出油液的压力应当能够调整。工作台低速移动时，流量控制阀开口小，泵输出多余的油液经溢流阀4和管道10流回油箱，调节溢流阀弹簧的

8、预压力，就