液压传动01绪论.ppt

液压传动,1,贾宝贤,5687026,Hydraulic Transmission,教材,2,液压传动.王积伟、章宏甲、黄谊主编.机械工业出版社，2007年,参考书,3,液压与气压传动习题集.王积伟主编,学习要求,4,1.保证出席。2.课堂上认真听讲，不做与本课程无关的事情，保证上课效率。3.记好课堂笔记，提炼内容、感受、发现老师讲课中的问题，记录学习中遇到的问题。防止上课溜号。4.及时复习并与老师同学交流。5.按时完成作业，自己独立完成。,第1章 绪论,5,1-0液压传动课程概述一、液压传动在机电专业课程体系中的地位1.液压传动是我们专业不可缺少的一门专业基础课。现代机械的动力传动有四大类：机、电、气、液。液压传动是传动的一个重要分支，广泛用于机床中。特别是在组合机床中，液压传动更是不可缺少的。液压传动在机床夹具中经常使用。液压传动是我们专业不可缺少的一门专业基础课。2.液压传动是一门用途很广的技术基础课。液压传动在多种机械中都广泛应用。工程机械、矿山机械、建筑机械、农业机械、运输机械、冶金机械、智能机械等等。,机械制造-加工中心,6,7,汽车-自卸汽车,8,矿山机械-液压支架,9,石油机械-钻井平台,10,建筑机械-塔吊升高,11,建筑机械-大楼整体平移,为配合世博配套工程，位于上海浦东新区的一栋老洋房实施了整体平移。这栋老洋房建于1906年。在平移工程中，液压千斤顶在计算机的控制下将使整栋大楼“行走”30多米。,12,农业机械-收割机,13,军事装备-坦克转塔炮台,14,军事装备-舰艇转塔炮台,15,冶金机械-轧钢机,16,锻压机,17,智能机械-机器人,18,工程机械-装载机,19,工程机械-推土机,20,5D影院座椅.flv,21,挖掘机0：38.wmv,22,1.液压传动前言3：26.mpg,23,目录,第一章 绪论第二章 液压油液第三章 液压流体力学基础第四章 液压泵和液压马达第五章 液压缸第六章 液压阀第七章 液压辅助装置第八章 调速回路第九章 其它基本回路第十章 典型液压系统第十一章 液压系统的设计和计算,24,1-0液压传动课程概述,二、学习本课程的目的掌握流体力学中的相关基础熟悉并掌握液压元件的原理和特性熟悉并掌握基本回路的组成原理和特性学会液压系统的分析和设计三、本课程的内容四大块：流体、元件、回路、系统前两块是基础，后两块是综合。,25,1-1液压传动发展概况,液压传动与机械传动相比，还很年轻。液压传动到现在经历了三个阶段：17世纪中叶，帕斯卡提出了静压传递原理、18世纪末英国制成世界上第一台水压机。由于当时的技术不成熟，没有推广。当时的工作介质是水，容易腐蚀金属零件；元件加工精度低，间隙大；再加上用皮革密封，泄漏严重。真正推广使用是在二战前后。石油工业的兴起，给液压传动找到了新的工作介质矿物油。最早成功使用的液压传动装置是舰艇上的转塔炮台，其后才出现了液压六角车床和液压磨床。从17世纪中叶第二次世界大战，这是第一阶段，主要用在坦克、大炮等武器上。当时各搞一套，缺少交流，因此没有得到广泛应用。从二战结束到上世纪80年代，为第二阶段。60年代是液压传动的标准化时代，6080年代发展普及很快。80年代以后，由于电子技术的发展，液压传动与微电子技术密切结合，为第三阶段。液压传动的控制技术不断进步，在许多行业中得到了广泛的应用，当前，大约95%的工程机械、90%的数控加工中心、95%以上的自动线都采用了液压传动。,一、液压传动简史,液压传动是基于以密封容器中流体的静压力传递力和功率这一原理来实现的。,*1795年英国的约瑟夫布拉默用这个原理建造了世 界上第一台水压机，使液压技术进入工程领域。,*1650年被帕斯卡(Pascal)发现该原理。,*19世纪末，德国及美国分别把液压技应用于龙门刨 及六角车床、磨床等。,*1905年詹尼(Janney)设计了一台带轴向柱塞机械、以油为工作介质的液压传动装置，并于1906年用于弗吉尼亚号战舰塔仰俯装置上，从此液压技术得到发展。,1650年帕斯卡,*以油作为工作介质的径向柱塞泵先后由海勒肖(Hele Shaw)及汉斯托马(Hans Thoma)于1910年及1922年研制成功，又于1930年研制出斜轴式轴向柱塞泵。,*哈里威克斯(Harry Vickers)于1936年提出了包括先导式溢流阀在内的液压控制元件。,*第二次世界大战期间，由于军事工业迫切需要反映快、动作准、功率大的液压传动装置及伺服机构，以装备各种飞机、坦克、大炮和军舰，使各种高压元件获得了近一步发展，同时出现了伺服阀。,二战,美国麻萨理工学院的布莱克本(Blackburn)，李诗颖等人于1958年造出了喷嘴档板型电液伺服阀，由于伺服阀的造价高、抗污染能力差，后来又发展比例阀和比例泵。,我国的液压工业始于20世纪50年代，其产品最初应用于机床和锻压设备，后来才用到其他机械设备上。自1964年从国外引进一些液压元件生产技术后，就进行自行设计和研制，初步形成从低压到高压的液压元件系列，并在各种机械设备上得到广泛的应用。,我国的液压,29,二、液压传动发展现状,当前，液压传动技术在实现高压、高速、大功率、高效率、低噪声、长寿命、控制精密化、高度集成化、微型化、智能化等各项要求方面都取得了重大的进展，在液压系统的计算机辅助设计、计算机仿真、计算机控制等方面不断提高，在完善比例控制、伺服控制、数字控制等技术上也出现许多新成就。我们的液压传动技术起步晚、发展慢，相对于发达国家还相差较远。关键元件还依赖进口。,30,三、液压传动研究热点,1)液压元件微型化2)组合化、机电液集成化、模块化3)与电子技术、微电子、计算机、控制科学相结合，智能化4)工作介质多元化5)节能6)可靠性,31,1-2液压传动的工作原理及其组成部分,一、液压传动的工作原理以液压千斤顶为例来简述液压传动的工作原理,液压千斤顶.swf,32,一、液压传动的工作原理,1.液压传动的基本原理：利用液体将原动机的机械能转换为液体的压力能，通过液体压力来传递能量，经过各种控元件和管路的传递，由液压执行元件把液体压力能转换为机械能，从而驱动工作机构，实现直线往复运动和回转运动。其中的液体称为工作介质，一般为矿物油，它的作用和机械传动中的皮带、链条和齿轮等传动元件相类似。液压传动的功能转换：机械能液压能(压力能)机械能2.什么是液压传动？液压传动就是以液体作为工作介质，靠液体的压力来传递动力，靠液体的体积变化来传递运动和动力的技术。,33,液压传动基本工作原理解析,1.理想状态：液体无泄漏；油不可压缩；传递压力的管路无弹性变形；运动无摩擦损失。,猴子顶起大熊猫0：31.avi,34,3.动力的传递,p=F/A 压力，也就是物理中所说的压强p1=F1/A1,p2=F2/A2由帕斯卡定理得，若不计重力，各点压力相等p1=p2，即F/A1=W/A2，W/F=A2/A1在小面积A1上施加一个较小的力F，在大面积A2上，就可以输出一个很大的力W，这就是力的放大作用。液压千斤顶、压力机就是应用这一原理的产物。比较机械传动中的力放大作用,35,机械传动中的力放大-杠杆原理,在B上施加一个较小的力FB，在A上，就可以输出一个很大的力FA，力的放大倍数FA/FB=LB/LA力的放大倍数=力臂长度之比,液压传动中的力放大-帕斯卡原理,力的放大倍数W/F=A2/A1力的放大倍数=活塞面积之比=半径之比的平方同样的放大倍数，液压传动尺寸更小。,36,如右图所示：按下的体积：V1=h1A1鼓起的体积：V2=h2A2因为液体没有泄漏，不可压缩，则有：V1=V2=V即h1A1=h2A2令 q=V/t,4.运动的传递,q 流量，单位时间内流过某过流面的液体的体积。于是有q1=V1/t=h1A1/t=v1A1，q2=v2A2由于 V1=V2=V可得q1=q2=q=v1A1=v2A2 v=q/Av流速。,37,5.液压传动中的能量守恒,F1v1=F2v2=P，P=FvF=Ap，v=q/AP=Fv=Apq/A=pq功率=压力流量=力速度。液压传动中的重要参数：一个是压力p，一个是流量q,38,6.液压传动比较机械传动,（1）共同点：都是传动装置，传递运动和动力；传动中都能调节速度和力的大小。（2）不同点：利用液体介质工作；必须在密封容器内进行才能形成压力；能量需经两次转换和一次传递产生所需的运动。机械能液压能机械能传递的功率密度大,39,应用举例,机床液压滑台 图1-2 向右1.组成能源装置：泵执行装置：缸控制调节装置：阀辅助装置：油箱、滤油器2.动作原理：进油路、回油路3.工作台改变运动方向换向阀4.工作台改变速度节流阀5.工作台推力调节溢流阀6.起停开停阀（方向阀）,换向阀,节流阀,开停阀,溢流阀,平面磨床工作台.swf,40,二、液压传动的组成部分,液压传动的构成：5个要素1.工作介质油；液2.供油动力元件泵；压3.辅助元件油箱、过滤器、油管和接头等；传4.执行元件液压缸和液压马达；动5.控制元件阀。,41,液压系统的组成,系统的组成：元件回路系统或者说：油元件元件分成四类：动力元件：泵执行元件：缸和马达控制元件：阀（流量阀、压力阀、方向阀）辅助元件：油箱、油管、接头、滤油器总之，液压系统由油、泵、缸、阀、辅件、马达等组成。,42,三、液压系统图的图形符号,一个液压系统可以用液压图形符号绘制成工作原理图。使用这些图形符号可以使液压系统图简单明了，便于绘制。液压系统的图形符号表示方法有三种：半结构原理图液压原理图混合使用的原理图,43,半结构原理图,如图1-1。清晰直观、容易理解，但手工绘制比较麻烦，用计算机绘图则可以克服这个缺点。国外大多采用这种方法。,44,液压原理图,如图1-2。用规定的图形符号把液压系统的工作原理表示出来。图形符号有国家标准，这些标准在不断更新中。,45,混合使用的原理图,个别元件用半结构图表示，大多数用图形符号表示。无论何种图形，图形符号只表示元件的功能，不表示元件的结构和参数。,46,1-3 液压传动的控制方式,所谓液压传动的“控制方式”有两种不同的含义：一种是指对传动部分的操纵调节方式；另一种是指控制部分本身的结构组成形式。液压系统中控制部分的结构组成形式有开环式和闭环式两种，它们的概念和定义与“控制理论”中的描述完全相同。,47,1-4 液压传动的优缺点,1.功率密度大，个头小，劲头大，功率/体积大。在同等的体积下，液压装置能比电气装置产生更大的动力。2.液压装置工作比较平稳，换向性能好。3.无级调速，调速范围大。液压装置能在大范围内实现无级调速（调速范围可达2000），它还可以在运行的过程中进行调速。4.便于控制，实现自动化。液压传动易于对液体压力、流量或流动方向进行调节或控制。5.过载保护，自润滑，寿命长。6.便于布置，布局灵活。,液压传动的缺点：,1.功率损失大，发热大。液压传动在工作过程中常有较多的能量损失（摩擦损失、泄漏损失等），长距离传动时更是如此。2.泄漏大，影响传动精度，污染工作环境。为了减少泄漏，液压元件在制造精度上的要求较高，因此它的造价较贵，而且对油液的污染比较敏感。3.对环境要求苛刻。液压传动对油温变化比较敏感，它的运动速度和系统工作稳定性很易受到温度的影响，因此它不宜在很高或很低的温度条件下工作。4.维修不便。液压传动出现故障时不易找出原因。,49,1-5 液压传动在机械工业中的应用,如图1-6所示。不同精度要求的主机会选用不同控制形式的液压传动装置。,应用场所,在航空、航天、化工和国防工业中，有飞船、火箭、导弹的各类液压(气压)控制装置，有原料运输、有害液体灌装、炸药包装、石油钻采等气压动力控制装置与设备，有陆、海、空三军武器装备中的液压自动控制、调节和自动瞄准定位系统。,53,液压传动在机床中的应用,以机床为例，进给运动往复主运动辅助运动液压伺服运动静压支承,54,第1章要点,1.液压传动及其重要作用。2.液压传动的工作原理。3.液压传动的系统组成。4.液压传动的优缺点。,55,第1章作业,1-11-2,