液气压传动与控制_绪 论

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1、液气压传动与控制贵州大学机械工程学院第一章 绪论概述液气压传动的工作原理和系统组成液气压传动的工作介质液气压传动的优缺点液气压传动的发展趋势重要的技术基础课。掌握液气压传动技术基本的概念、理论和方法及其在控制工程中的应用;能分析阅读中等复杂的液气压传动图,并对其进行初步的设计和验算;会选择标准元件和设计非标准元件。以有压流体为能源介质来实现各种机械的传动和控制。性质:目的要求:研究对象:绪论概述1.1概述绪论概述一、系统组成绪论液气压传动的工作原理和系统组成系统组成1.2液气压传动的工作原理和系统组成是指以流体为工作介质,在密闭容器中实现能量转换、传递和控制的装置。(1)气体传动:

2、以气体为工作介质的流体传动。流体传动——包括:(2)液体传动:以液体为工作介质的流体传动。根据工作原理不同又可分为:①液力传动:主要是利用液体的动能冲击工作机械,使之运转和进行能量转换,称为动力式液压传动,简称液力传动。②液压传动:利用液体的压力能使执行元件(油缸或油马达)的容积发生变化而做功,称为容积式液压传动,简称液压传动。绪论液气压传动的工作原理和系统组成系统组成流体传动机构的组成:液压(气)缸/马达油箱、虑油器、油雾器等各种阀、传感器等液体、气体泵、空气压缩机绪论液气压传动的工作原理和系统组成系统组成绪论液气压传动的工作原理和系统组成系统组成流体传动的能量转换和传递过程如下

3、:原动机机械能能源装置压力能执行装置机械能工作机构控制调节装置和辅助装置绪论液气压传动的工作原理和系统组成系统组成二、工作原理液压和气压传动的工作原理完全相似,都是基于“静压传递原理”来工作的。(一)原理分析绪论液气压传动的工作原理和系统组成系统组成绪论液气压传动的工作原理和系统组成系统组成绪论液气压传动的工作原理和系统组成系统组成1.等压特性:根据帕斯卡定律“平衡液体内某一点的液体压力等值地传递到液体内各处”,即:输出端的力之比等于二活塞面积之比。P1=P2=P=F/A1=W/A2或:W/F=A2/A12.等体积特性:假设泵缸2中活塞向下移动体积L1’则泵缸被挤出的液体体积为A1

4、L1。这部分液体进入液压缸11,使其活塞上升L2,其排出体积的为A2L2。即:A1L1=A2L2或L2/L1=A1/A2绪论液气压传动的工作原理和系统组成系统组成进一步认为这些动作是在时间t内完成,活塞2的速度v1=L1/t,活塞1的速度v2=L2/t,则有:V2/V1=A1/A2这说明输出,输入的位移和速度都与二活塞面积成反比。上式可写成:A1V1=A2V2这在流体力学中称为液流连续性原理,它反映了物理学中的质量守恒。绪论液气压传动的工作原理和系统组成系统组成3.能量守恒特性WV2=FV1注:等式左边和右边分别代表输出和输入的功率。这说明能量守恒也适用于液压传动。通过以上分析,上

5、述模型中两个不同面积的活塞和液压缸相当于机械传动中的杠杆,其面积比相当于杠杆比,即A1/A2=b/a。因此采用液压传动可达到传递动力,增力,改变速比等目的。同时,在不考虑损失的情况下保持功率不变。绪论液气压传动的工作原理和系统组成系统组成(二)两个重要概念1.液压传动中的液体压力取决于负载2.流量决定速度绪论液气压传动的工作原理和系统组成系统组成为简化液压原理图的绘制,世界各国都以职能符号来绘制液压原理图,即各液压元件均用职能符号来表示。这些符号只表示元件的职能,连接到元件的线路,并不表示元件的具体结构和参数。我国GB786-86规定的液系图形符号为职能符号,与其他各国大同小异。国

6、标规定:图中各元件的符号均以静止状态(或零工位)表示,工作油路以实线表示,控制油路以虚线表示。液压千斤顶的职能符号如右图。(二)职能符号绪论液气压传动的工作原理和系统组成系统组成吊车液压装置绪论液气压传动的工作原理和系统组成系统组成液压系统中的工作液体既是传递功率的介质,又是液压元件的冷却、防锈和润滑剂。在工作中产生的磨粒和来自外界的污染物,也要靠工作液体带走。工作液体的粘性,对减少间隙的泄漏、保证液压元件的密封性能都起着重要作用。因此,工作介质性能的好坏将直接影响到液压系统的工作性能和稳定性。绪论液气压传动的工作介质1.3液气压传动的工作介质概述1.密度和重度一、工作介质的物理特

7、性对于15℃的液压油:两者均随温度的升高而下降;随压力的升高而升高。绪论液气压传动的工作介质工作介质的物理特性设有两块平板,其间充满静止液体,下板固定,上板以匀速u0平行下板运动。两板间的液体便呈现出不同速度的运动状态,即:从附着在动板下面的液体层具有与动板等速的u0开始,向下逐渐减小,直到附着在定板上的速度为0。2.粘性(1)定义移动u0下板固定这一事实说明,每一运动较慢的流体层都是在运动较快的流体层带动下才运动的;反之,运动较快的流体层则受到较慢流层的阻滞而不能运

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1、液气压传动与控制贵州大学机械工程学院第一章 绪论概述液气压传动的工作原理和系统组成液气压传动的工作介质液气压传动的优缺点液气压传动的发展趋势重要的技术基础课。掌握液气压传动技术基本的概念、理论和方法及其在控制工程中的应用;能分析阅读中等复杂的液气压传动图,并对其进行初步的设计和验算;会选择标准元件和设计非标准元件。以有压流体为能源介质来实现各种机械的传动和控制。性质:目的要求:研究对象:绪论概述1.1概述绪论概述一、系统组成绪论液气压传动的工作原理和系统组成系统组成1.2液气压传动的工作原理和系统组成是指以流体为工作介质,在密闭容器中实现能量转换、传递和控制的装置。(1)气体传动:

2、以气体为工作介质的流体传动。流体传动——包括:(2)液体传动:以液体为工作介质的流体传动。根据工作原理不同又可分为:①液力传动:主要是利用液体的动能冲击工作机械,使之运转和进行能量转换,称为动力式液压传动,简称液力传动。②液压传动:利用液体的压力能使执行元件(油缸或油马达)的容积发生变化而做功,称为容积式液压传动,简称液压传动。绪论液气压传动的工作原理和系统组成系统组成流体传动机构的组成:液压(气)缸/马达油箱、虑油器、油雾器等各种阀、传感器等液体、气体泵、空气压缩机绪论液气压传动的工作原理和系统组成系统组成绪论液气压传动的工作原理和系统组成系统组成流体传动的能量转换和传递过程如下

3、:原动机机械能能源装置压力能执行装置机械能工作机构控制调节装置和辅助装置绪论液气压传动的工作原理和系统组成系统组成二、工作原理液压和气压传动的工作原理完全相似,都是基于“静压传递原理”来工作的。(一)原理分析绪论液气压传动的工作原理和系统组成系统组成绪论液气压传动的工作原理和系统组成系统组成绪论液气压传动的工作原理和系统组成系统组成1.等压特性:根据帕斯卡定律“平衡液体内某一点的液体压力等值地传递到液体内各处”,即:输出端的力之比等于二活塞面积之比。P1=P2=P=F/A1=W/A2或:W/F=A2/A12.等体积特性:假设泵缸2中活塞向下移动体积L1’则泵缸被挤出的液体体积为A1

4、L1。这部分液体进入液压缸11,使其活塞上升L2,其排出体积的为A2L2。即:A1L1=A2L2或L2/L1=A1/A2绪论液气压传动的工作原理和系统组成系统组成进一步认为这些动作是在时间t内完成,活塞2的速度v1=L1/t,活塞1的速度v2=L2/t,则有:V2/V1=A1/A2这说明输出,输入的位移和速度都与二活塞面积成反比。上式可写成:A1V1=A2V2这在流体力学中称为液流连续性原理,它反映了物理学中的质量守恒。绪论液气压传动的工作原理和系统组成系统组成3.能量守恒特性WV2=FV1注:等式左边和右边分别代表输出和输入的功率。这说明能量守恒也适用于液压传动。通过以上分析,上

5、述模型中两个不同面积的活塞和液压缸相当于机械传动中的杠杆,其面积比相当于杠杆比,即A1/A2=b/a。因此采用液压传动可达到传递动力,增力,改变速比等目的。同时,在不考虑损失的情况下保持功率不变。绪论液气压传动的工作原理和系统组成系统组成(二)两个重要概念1.液压传动中的液体压力取决于负载2.流量决定速度绪论液气压传动的工作原理和系统组成系统组成为简化液压原理图的绘制,世界各国都以职能符号来绘制液压原理图,即各液压元件均用职能符号来表示。这些符号只表示元件的职能,连接到元件的线路,并不表示元件的具体结构和参数。我国GB786-86规定的液系图形符号为职能符号,与其他各国大同小异。国

6、标规定:图中各元件的符号均以静止状态(或零工位)表示,工作油路以实线表示,控制油路以虚线表示。液压千斤顶的职能符号如右图。(二)职能符号绪论液气压传动的工作原理和系统组成系统组成吊车液压装置绪论液气压传动的工作原理和系统组成系统组成液压系统中的工作液体既是传递功率的介质,又是液压元件的冷却、防锈和润滑剂。在工作中产生的磨粒和来自外界的污染物,也要靠工作液体带走。工作液体的粘性,对减少间隙的泄漏、保证液压元件的密封性能都起着重要作用。因此,工作介质性能的好坏将直接影响到液压系统的工作性能和稳定性。绪论液气压传动的工作介质1.3液气压传动的工作介质概述1.密度和重度一、工作介质的物理特

7、性对于15℃的液压油:两者均随温度的升高而下降;随压力的升高而升高。绪论液气压传动的工作介质工作介质的物理特性设有两块平板,其间充满静止液体,下板固定,上板以匀速u0平行下板运动。两板间的液体便呈现出不同速度的运动状态,即:从附着在动板下面的液体层具有与动板等速的u0开始,向下逐渐减小,直到附着在定板上的速度为0。2.粘性(1)定义移动u0下板固定这一事实说明,每一运动较慢的流体层都是在运动较快的流体层带动下才运动的;反之,运动较快的流体层则受到较慢流层的阻滞而不能运

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