skrqb液压与气压传动课件

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1、普通高等教育“九五”国家级重点教材普通高等工科教育机电类规划教材液压与气压传动周国柱主讲第2版总目录绪论第一章流体力学基础第二章液压动力元件第三章液压执行元件第四章液压控制元件第五章液压辅助元件第六章液压基本回路第七章典型液压传动系统第八章液压伺服和电液比例控制技术绪论一.液压与气压传动的研究对象二.液压与气压传动的工作原理三.液压与气压传动系统的组成四.液压与气压传动的优缺点五.液压与气压传动的应用及发展一.液压与气压传动的研究对象液压与气压传动是研究以有压流体（压力油或压缩空气）为能源介质，来实现各种机械

2、的传动和自动控制的学科。液压与气压传动实现传动和控制的方法是基本相同的，它们都是利用各种元件组成所需要的各种控制回路，再由若干回路有机组合成能完成一定控制功能的传动系统来进行能量的传递、转换与控制。液压传动所用的工作介质为液压油或其它合成液体，气压传动所用的工作介质为空气，由于这两种流体的性质不同，所以液压传动和气压传动又各有其特点。液压传动传递动力大，运动平稳，但由于液体粘性大，在流动过程中阻力损失大，因而不宜作远距离传动和控制；而气压传动由于空气的可压缩性大，且工作压力低（通常在1.0MPa以下），所以传递

3、动力不大，运动也不如液压传动平稳，但空气粘性小，传递过程中阻力小、速度快、反应灵敏，因而气压传动能用于远距离的传动和控制。二.液压与气压传动的工作原理液压与气压传动的基本工作原理是相似的，现以图0－1所示的液压千斤顶来简述液压传动的工作原理。由图0－1a可知，大缸体9和大活塞8组成举升液压缸。杠杆手柄1、小缸体2、小活塞3、单向阀4和7组成手动液压泵。如提起手柄使小活塞向上移动，小活塞下端油腔容积增大，形成局部真空，这时单向阀4打开通过吸油管5从油箱12中吸油；用力压下手柄，小活塞下移，小活塞下腔压力升高，单向

4、阀4关闭，单向阀7打开，下腔的油液经管道6输入大缸体9的下腔，迫使大活塞8向上移动，顶起重物。再次提起手柄吸油时，举升缸下腔的压力油将力图倒流入手动泵内，但此时单向阀7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举升缸下腔，使重物逐渐地升起。如果打开截止阀11，举升缸下腔的油液通过管道10、阀11流回油箱，大活塞在重物和自重作用下向下移动，回到原始位置。1.力比例关系图0－1b为液压千斤顶的简化模型，据此可分析两活塞之间的力比例关系、运动关系和功率关系。当大活塞

5、上有重物负载W时，大活塞下腔的油液就将产生一定的压力p，P=W/A2。根据帕斯卡原理“在密闭容腔内，施加于静止液体上的压力将以等值同时传到液压各点”。因而要顶起大活塞及其重物负载W，在小活塞下腔就必须要产生一个等值的压力P，也就是说小活塞上必须施加力F1,F1=pA1,因而有p＝F1/A2=W/A2或W/F1=A2/A1（0－1）由式（0－1）可知，当负载W增大时，流体工作压力P也要随之增大，亦即F1要随之增大；反之，若负载W很小，流体压力就很低，F1也就很小。由此建立了一个很重要的基本概念，即在液压和气压传动

6、中工作压力取决于负载，而与流入的流体多少无关。2.运动关系如果不考虑液体的可压缩性、漏损和缸体、油管的变形，从图0－1b可以看出，被小活塞压出的油液的体积必然等于大活塞向上升起后大缸扩大的体积。即A1h1=A2h2或h2/h1=A1/A2（0－2）从式（0－2）可知，两活塞的位移和两活塞的面积成反比，将A1h1＝A2h2两端同除以活塞移动的时间t得A1h1/t=A2h2/t即V2/V1=A1/A2（0－3）式中V1、V2分别为小活塞和大活塞得运动速度。从式（0－3）可以看出，活塞的运动速度和活塞得作用面积成反比

7、。Ah/t的物理意义是单位时间内液体流过截面积为A的某一截面的体积，称为流量q，即q=AV因此，A1V1=A2V2（0－4）如果已知进入缸体的流量q，则活塞的运动速度为V=q/A（0－5）调节进入缸体的流量q，即可调节活塞的运动速度V，这就是液压与气压传动能实现无级调速的基本原理。从式（0－5）可得到另一个重要的基本概念。即活塞的运动速度取决于进入液压（气压）缸（马达）的流量，而与流体压力大小无关。3.功率关系由式（0－1）和式（0－3）可得F1V1=WV2（0－6）式（0－6）左端为输入功率，右端为输出功率，

8、这说明在不计损失的情况下输入功率等于输出功率，由式（0－6）还可得出P=pA1V1=pA2V2=pq（0－7）由式（0－7）可以看出，液压与气压传动中的功率P可以用压力p和流量q的乘积来表示，压力p和流量q式流体传动中最基本、最重要的两个参数，它们相当于机械传动中的力和速度，它们的乘积即为功率。从以上分析可知，液压传动和气压传动是以流体的压力能来传递动力的。三.液压与气压传动系统的组成