液壓與氣壓傳動(第一章講稿)3、5

1、主講教師：宮濤辦公地點：機電樓A-112電話課程性質(zhì): 專業(yè)基礎(chǔ)課 課程特點: 理論與實踐并重 評價指標: 期末70% (閉卷筆試) 平時30%(到課率、作業(yè)、課堂提問等) 課程的任務(wù) ：w 掌握液壓與氣壓傳動的基本知識；通過本課程的學習，初步具備解決工程實際問題的能力；能夠從事簡單流體傳動的系統(tǒng)設(shè)計和科研等工作。 課程特點及學習方法 ：w 前后章節(jié) 知識關(guān)聯(lián)度高，課堂認真聽講，課后及時復習鞏固。 第一章第一章 緒論緒論 1.液壓與氣壓傳動的定義 2.液壓與氣壓傳動的工作原理和組成 3.液壓與氣壓傳動的圖形符號 4.液壓與氣壓傳動的特點 5.液壓與氣壓傳動的概況 6.

2、液壓與氣壓傳動的工作介質(zhì) 裝載機料斗料斗液壓裝置驅(qū)動液壓裝置驅(qū)動液壓傳動設(shè)備：壓力機上工作臺上工作臺液壓傳動裝置：汽車吊支腿、吊臂支腿、吊臂手動液壓千斤頂手動液壓千斤頂機械傳動、電氣傳動和流體傳動機構(gòu)。 機械傳動機械傳動：齒輪、鏈、帶傳動，凸輪、桿機構(gòu)等。電氣傳動：電氣傳動：電磁感應(yīng)、交流電機變頻器等。流體傳動流體傳動液體傳動液體傳動氣壓傳動氣壓傳動液壓傳動：液體的壓力能液力傳動：液體的動能氣體的壓力能機器機器原動機傳動機構(gòu)工作裝置氣壓傳動：是以壓縮空氣為工作介質(zhì)，利是以壓縮空氣為工作介質(zhì)，利用其壓力能進行能用其壓力能進行能 量傳遞的傳動方式量傳遞的傳動方式。 液壓傳動：是以液體為工作介質(zhì)是以

3、液體為工作介質(zhì),利用液體利用液體的壓力能進行能量傳遞的一種傳動方式。的壓力能進行能量傳遞的一種傳動方式。第一節(jié)、液壓與氣壓傳動系統(tǒng)的工作原理和組成手動液壓千斤頂手動液壓千斤頂?shù)谝还?jié)、液壓與氣壓傳動系統(tǒng)的工作原理和組成 （1）傳動必須在密封容積密封容積內(nèi)進行，而且容積的體積大小要變化；（2）通過具有一定壓力壓力的流體來傳遞能量；（3）傳動過程中須經(jīng)過兩次能量轉(zhuǎn)換能量轉(zhuǎn)換。 液壓與氣壓傳動裝置本質(zhì)上是一種能量轉(zhuǎn)換裝置，它先將機械能轉(zhuǎn)換為壓力能，然后將壓力能轉(zhuǎn)換為機械能。w19w18w17w16w14w15w13w9w11w2w1w4w3w6w5w7w8w10w12w16w15w9w11磨床工作臺磨

4、床工作臺液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng) 油箱油箱液壓泵液壓泵節(jié)流閥節(jié)流閥液壓缸液壓缸換向閥換向閥溢流閥溢流閥工作臺右移工作臺左移機床工作臺往復運動液壓系統(tǒng)液壓與氣壓系統(tǒng)的組成液壓與氣壓系統(tǒng)的組成w 動力元件：液壓泵或氣源裝置，其功能是將原動機輸入的機械能轉(zhuǎn)換成流體的壓力能，為系統(tǒng)提供動力 w 執(zhí)行元件：液壓缸（或氣缸）、液壓馬達（或氣馬達），功能是將流體的壓力能轉(zhuǎn)換成機械能，輸出力和速度（或轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速），以帶動負載進行直線運動或旋轉(zhuǎn)運動 w 控制元件：壓力、流量和方向控制閥，作用是控制和調(diào)節(jié)系統(tǒng)中流體的壓力、流量和流動方向，以保證執(zhí)行元件達到所要求的輸出力（或力矩）、運動速度和運動方向 w 輔助元件：保證系

5、統(tǒng)正常工作所需要的輔助裝置，包括管道、管接頭、油箱或儲氣罐、過濾器和壓力計w 介質(zhì)：液壓油或壓縮空氣，傳遞動力的介質(zhì)、運動件間的潤滑劑、散熱第二節(jié)、液壓與氣壓傳動系統(tǒng)的特點優(yōu)點（相對機械和電氣傳動）w 體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊。w 運動平穩(wěn)，能在低速下穩(wěn)定運動。w 在大范圍內(nèi)實現(xiàn)無級調(diào)速。2000：1w 易實現(xiàn)自動化w 壽命較長w 零件已實現(xiàn)標準化、系列化和通用化，系統(tǒng)的設(shè)計、制造和使用比較方便。第二節(jié)、液壓與氣壓傳動系統(tǒng)的特點缺點： （相對機械和電氣傳動）w 不能保證嚴格的傳動比。w 較多的能量損失。w 對油溫的變化敏感。w 元件精度高，造價較高。w 出現(xiàn)故障的原因較復雜，查找困難。第三節(jié)、

6、液壓與氣壓傳動的概況發(fā)展過程：發(fā)展過程：發(fā)展動向：發(fā)展動向：w 1795年，英國制成了世界上第一臺工業(yè)水壓機第一臺工業(yè)水壓機。w 19世紀末，德國制造了液壓龍門刨床液壓龍門刨床，美國制造了液壓六角車床和液液壓六角車床和液壓磨床壓磨床。w 20世紀，高性能液壓油的不斷使用和液壓元件結(jié)構(gòu)的不斷改進，液壓技術(shù)得到了飛速的發(fā)展。第二次世界大戰(zhàn)期間出現(xiàn)了動作準確、反應(yīng)迅速的電液隨動閥和隨動系統(tǒng)電液隨動閥和隨動系統(tǒng)，并用于大炮、飛機、坦克和艦艇上，戰(zhàn)后轉(zhuǎn)用到民用工業(yè)。w 50年代至今，廣泛應(yīng)用于機床、汽車、工程機械等工業(yè)領(lǐng)域。采用液壓傳動的程度已成為衡量一個國家工業(yè)水平的重要標志之一。w 高壓、高速、大功

7、率、高效、低噪聲、經(jīng)久耐用、高度集成化。w 與計算機科學相結(jié)合，進行新型液壓元件研發(fā)和液壓系統(tǒng)的計算機輔助測試和控制，例如液壓隨動系統(tǒng)和比例伺服系統(tǒng)。第四節(jié)、液壓與氣壓傳動的圖形符號機床工作臺液壓系統(tǒng)職能符號圖D油泵卸荷機床工作臺液壓系統(tǒng)半結(jié)構(gòu)原理圖 圖形符號的特點：w 按照國家標準：GB7861.1-1993繪制。w 表示元件的功能，不表示元件的具體結(jié)構(gòu)和參數(shù)；w 反映各元件在油路連接上的相互關(guān)系，不反映其空間安裝位置（尺寸）。w 只反映靜止位置和初始位置的工作狀態(tài)，不反映其過渡過程。機床工作臺液壓系統(tǒng)職能符號圖D第五節(jié)、液壓與氣壓傳動工作介質(zhì)的性質(zhì)和選擇一、液壓工作介質(zhì)的種類 合成型乳化型

8、液壓油礦物油型 難燃型磷酸酯液、氯化烴高含水油、水-乙二醇精煉機械油加入適量添加劑二、液壓工作介質(zhì)的性質(zhì)1、密度： 單位體積的液體質(zhì)量稱為液體的密度。 一般取=900kg/m3的大小 。 Vm（kg/m3）2、可壓縮性和膨脹性 ：w 液體受壓力的作用而使體積發(fā)生變化的性質(zhì)稱為液體的可壓縮性。 w 液體受溫度的影響而使體積發(fā)生變化的性質(zhì)稱為 液體的膨脹性 。二、液壓工作介質(zhì)的性質(zhì)一般液壓油的體積模量K（1.42) 103 MPa。在工程計算中常取K0.7 103 MPa左右。w體積模量K物理意義：表示液體產(chǎn)生單位體積相對變化量時所需要的壓力增量，也即液體抵抗壓縮能力的大小。VVpk1（m2/N）

9、液體在單位壓力變化（增量）下的體積相對變化量稱為液體體積壓縮系數(shù)。 pVVkK1（N/ m2）液體體積壓縮系數(shù)的倒數(shù)稱為液體的體積彈性模量，簡稱體積模量。二、液壓工作介質(zhì)的性質(zhì) 密封在容器內(nèi)的液體在外力作用下像一根彈簧，外力增大，體積減??；外力減小，體積增大。pVVKAlVAFpVKAlFKh2二、液壓工作介質(zhì)的性質(zhì)3、粘度及其表示方法：w 液體的粘性液體在流動時產(chǎn)生內(nèi)摩擦力的特性。w 靜止液體則不顯示粘性w 常用的粘度有三種單位：w （1）動力粘度w （2）運動粘度w （3）相對粘度 定義、單位、物理意義二、液壓工作介質(zhì)的性質(zhì)dyduAFdyduw 式中式中 :稱為動力粘度稱為動力粘度w :

10、單位面積上的摩擦力（即剪單位面積上的摩擦力（即剪切應(yīng)力）切應(yīng)力）w :速度梯度，即液層間速速度梯度，即液層間速度對液層距離的變化率度對液層距離的變化率dydu /w 牛頓內(nèi)摩擦定律：dydu/hu0讀“米尤”）（二、液壓工作介質(zhì)的性質(zhì)w 物理意義 ：當速度梯度為1時，接觸液層間單位面積上的內(nèi)摩擦力 w 法定計量單位 ：帕秒（Pas）（1）動力粘度：dydu/（Pas）w 沒有實際的物理意義，是動力粘度與密度之比。(m2/s)w 液壓油牌號與粘度的關(guān)系。1 m2/s =106 mm2/s 106 cSt(厘斯，cSt) 由于的單位中只有長度和時間量綱，故稱為運動粘度。（2）運動粘度：二、液壓工作

11、介質(zhì)的性質(zhì)恩氏粘度的測定方法恩氏粘度的測定方法：將200mL 溫度為t的被測液體裝入恩氏粘度計的容器內(nèi)，讓此液體從底部2.8mm的小孔流盡所需時間t1，再測出相同體積溫度為20的蒸餾水在同一粘度計流盡所需的時間t2，這兩個時間之比即為被測液體在t下的恩氏粘度，即 單位（時間的比值）無量綱恩氏粘度與運動粘度之間的換算關(guān)系式： 式中： 的單位為m2/s。 610)31.631.7(EE21/ttE （3）相對粘度相對粘度：它是采用特定的粘度計在規(guī)定的條件下測量出來的粘度。又稱條件粘度。二、液壓工作介質(zhì)的性質(zhì) 其它特性：液壓油還有其他一些性質(zhì)，如穩(wěn)定性、抗泡沫性、抗乳化性、防銹性、潤滑性、以及相容性等。4、粘度的影響因素、粘度的影響因素 ： 溫度和壓力w 液壓油的粘度對溫度的變化十分敏感。當油溫升高時，其粘度顯著下降，這一特性稱為油液的粘溫特性。 w 粘溫特性好的液壓油，粘度隨溫度的變化較小。w 壓力增大時，粘度增大。但在一般的液體系統(tǒng)使用的壓力范圍內(nèi)，粘度變化的數(shù)值很小，可以忽略不計。三、對液壓工作介質(zhì)的要求1、合適的粘度和較好的粘溫特性。2、質(zhì)地純凈、雜質(zhì)少。3、抗氧化性、抗泡沫性好，體積膨脹系數(shù)小，具有良好的穩(wěn)定性。4、綠色環(huán)保，價格便宜。四、液壓工作介質(zhì)的選擇1、選擇液壓油的類型。(工作場合)2、選擇液壓油的牌號。（粘度）w 液壓系統(tǒng)的工作壓力。 w 運動速度。 w