第1页:液压传动课程封面
《液压传动》课程封面。本课件系统讲述以液体为工作介质、依靠密封容腔内的压力能传递动力与运动的液压传动技术,内容涵盖液压油液、流体力学基础、液压泵与马达、液压缸、控制阀、辅助元件、调速回路、典型系统与设计计算。
第2页:机器的基本组成
机器的基本组成:能源部分完成能量的生成与转换,传动部分传递力与运动,工作部分对外做功。
- 传动按工作介质分为机械传动、电力传动与流体传动;
- 流体传动又分气体传动(液力)与液体传动(液压);
- 液压传动以液体的压力能进行能量传递。
第3页:什么是液压传动
- 液压传动
- 以液体为工作介质,在密封容腔内依靠液体压力能实现能量传递与控制的传动方式。
基本原理:
- 液体在密封(闭)的容腔内流动;
- 以液体的压力(压强)能实现能量传递;
- 当输入力足够大时,液体压力取决于负载。
第4页:第1章概论目录
第1章 概论章节目录:
- §1.1 液压传动系统的工作原理及组成;
- §1.2 液压传动的优缺点;
- §1.3 液压传动的应用。
第5页:液压传动系统的工作原理
1. 液压传动系统的工作原理:以机床工作台的进给运动为例,通过换向阀改变压力油进入液压缸的腔室,实现活塞右移与左移;通过开停阀和溢流阀可实现系统的保压与卸荷。该例集中体现了液压传动以密封容腔内液体压力能传递动力与运动的工作原理。
第6页:活塞右行油路
(a)活塞右行:换向阀15阀芯处于右位。
- 进油:油箱1 → 滤油器2 → 液压泵4 → 油管10 → 开停阀9 → 节流阀13 → 换向阀15 → 液压缸18左腔,推动活塞17向右;
- 回油:液压缸18右腔 → 换向阀15 → 油管14 → 油箱。
第7页:活塞左行油路
(b)活塞左行:换向阀15阀芯处于左位。
- 进油:油箱1 → 滤油器2 → 液压泵4 → 油管10 → 开停阀9 → 节流阀13 → 换向阀15 → 液压缸18右腔,推动活塞17向左;
- 回油:液压缸18左腔 → 换向阀15 → 油管14 → 油箱。
第8页:系统保压与卸荷
(c)系统保压:换向阀15阀芯处于中位,油路为油箱1 → 滤油器2 → 液压泵4 → 溢流阀6 → 油管 → 油箱3,泵出口压力由溢流阀调定。
(d)系统卸荷:开停阀9阀芯处于左位,油路为油箱1 → 滤油器2 → 液压泵4 → 开停阀9 → 回油管12 → 油箱,泵在接近零压下空转。
第9页:液压传动的特点与能量转换
由机床工作台实例可归纳液压传动的原理与特点:
- 以液体作为工作介质来传递动力;
- 以液体在密封容腔(泵出口到液压缸)内形成的压力能传递动力与运动;
- 工作介质在受控制、受调节的状态下工作;
- 液压系统的工作压力取决于负载。
图1.2 液压传动系统中的能量传递和转换图:机械能 → 液压能 → 机械能。
第10页:液压动力元件与执行元件
2. 液压传动系统的组成:系统由五部分组成。
- 液压动力元件
- 指液压泵,将动力装置的机械能转换为液压能,为系统提供压力油,是系统的动力源。
- 液压执行元件
- 指液压缸或液压马达,将液压能转换为机械能,在压力油推动下输出力和速度或转矩和转速,驱动工作装置做功。
第11页:控制元件、辅助元件与工作介质
- 液压控制调节元件
- 各类液压阀,用于控制系统中油液的流动方向、压力和流量,保证执行元件完成指定工作。
- 液压辅助元件
- 油箱、油管、滤油器等,对保证系统正常工作起重要作用。
- 液压工作介质
- 传动液体,通常称为液压油或液压液。
第12页:液压传动系统的图形符号
3. 液压传动系统的图形符号:半结构式图形直观但绘制麻烦,工程上一般用图形符号绘制系统原理图。
- 符号只表示元(辅)件的功能、操作(控制)方法及外部连接口;
- 不表示具体结构、参数,也不表示连接口实际位置与安装位置;
- 除特别说明,图中所示状态均为静止位置或零位置;
- 除有方向性的符号外,可依需要水平或垂直绘制。
第13页:图形符号的派生与绘制规则
- 国家标准未列入的元件,可按标准规定的符号绘制规则与给定符号派生;
- 无法引用或派生、或需说明结构与工作原理时,可采用局部结构简图或半结构示意图;
- 符号大小以清晰美观为原则,可按图幅酌定,但应保持图形本身的适当比例。
第14页:液压传动的优点(一)
§1.2 液压传动的优缺点——优点:
- 同等体积下能产生更大动力,即同等功率下体积小、质量小、结构紧凑,功率密度(力密度)大;
- 容易实现执行元件速度的无级调节,调速范围大,且可在工作过程中调节;
- 工作平稳,换向冲击小,便于频繁换向;
- 易于实现过载保护,能自润滑,使用寿命长。
第15页:液压传动的优点(二)与缺点
优点(续):
- 易于实现自动化,便于与电气、电子控制或气动控制结合,实现复杂运动和操作;
- 元件易于标准化、系列化、通用化,便于设计制造和推广使用。
缺点:
- 泄漏与液体可压缩性使其无法保证严格的传动比;
- 能量损失较多(泄漏损失、摩擦损失等),传动效率相对较低;
- 工作性能对油温变化敏感,不宜在过高或过低温度下工作;
- 出现故障时不易找出原因。
第16页:液压传动的应用(一)
§1.3 液压传动的应用:
- 一般工业机械:塑料加工机械(注塑机)、压力机械(锻压机)、重型机械(废钢压块机)、机床(全自动六角车床、平面磨床)等;
- 行走机械:工程机械(挖掘机)、起重机械(汽车吊)、建筑机械(打桩机)、农业机械(联合收割机)、汽车(转向器、减振器)等;
- 钢铁工业机械:冶金机械(轧辊调整装置)、提升装置(电极升降机)、薄板轧机等;
- 土木工程机械:防洪闸门及堤坝装置(浪潮防护挡板)、河床升降装置、桥梁操纵机构和矿山机械(凿岩机)等。
第17页:液压传动的应用(二)
- 发电设备:涡轮机(调速装置)等;
- 特殊装备:巨型天线控制装置、测量浮标、飞机起落架收放装置及方向舵控制装置、升降旋转舞台等;
- 船舶装备:甲板起重机械(绞车)、船头门、舱壁阀、船尾推进器等;
- 军事装备:火炮操纵装置、舰船减摇装置、飞行器仿真装置等。
第18页:第1章思考题
本章思考题:
- 什么叫液压传动?液压传动所用的工作介质是什么?
- 液压传动系统由哪几部分组成?各组成部分的作用是什么?
- 液压传动的主要优缺点是什么?