常用液压元件的工作原理I.ppt

常用液压元件工作原理 课程主要内容 一、液压基础知识 1、 液压传动的工作原理及组成 2、 液压传动的优缺点 3、 液压传动的历史、现状及发展 二、常用液压元件工作原理 流体传动：以流体为工作介质进行能量转换、传递和控制的传动方式 液压传动 液力传动 气压传动 液压传动：以液体为工作介质，利用液体的压力能来传递力和速度。 1.1 液压传动的工作原理 例：液压千斤顶 例：液压千斤顶 吸油 压油 重物回落 例：液压千斤顶 例：液压千斤顶 （1）力的传递（帕斯卡原理） 液压系统的工作压力取决于外负载。 例：液压千斤顶 （2）运动的传递（容积变化相等、质量守恒）执行元件的运动速度取决于输入流量。 压力和流量是液压与气压传动中的两个最基本的参数。 例：液压千斤顶 （3）功率的传递（能量守恒） 从中得出的两个重要的概念 （1） 液压系统中液体的压力取决于负载 （2） 执行元件运动速度取决于输入的流量 例：液压千斤顶 1.2 液压系统的组成 （1） 动力元件（液压泵）：将机械能（转矩T，转速n）转化为液体的压力能（压力p、流量q） （2） 执行元件（液压马达、液压缸）：将液体的压力能（压力p、流量q）转化为机械能（转矩T，转速n，或直线运动速度 v ，输出力F） （3） 控制元件（液压阀）：控制液体的压力、流量和方向，从而实现控制执行元件的输出力、运动速度和方向，过载保护和程序控制 （4） 辅助元件（管道、管接头、油箱和滤油器） （5）工作介质 1.2 液压系统的组成 2 液压传动的优缺点 2.1 液压传动的优点 与机械传动相比，液压传动具有以下优点 （1）在同等功率的条件下，体积小、重量轻、结构紧凑、运动惯性小、反应快，可以出大力或力矩。 （2）可实现大范围的无级调速（调速比可达100-2000），机械传动实现无级调速较困难，中小型直流电机的调速比一般为2-4 （3）自动实现过载保护 （4）容易实现自动控制和遥控 （5）容易实现直线运动 （6）可自行实现机件的润滑 （7）便于机器零部件的设计布局 2. 1 液压传动的优点 液压传动与电气传动相比： （1）体积小、重量轻、运动惯性小、反应快，可以出大力或力矩，是液压传动的主要优点。 （2）现代电力电子技术使交流调速可实现大范围的无级变速。 （3）直线电机使实现直线运动更容易。 液压传动受到电气传动的挑战 2.2 液压传动的缺点 （1）液压油泄漏，污染环境和引起火灾 （2）机件之间的机械摩擦阻力和粘性摩擦阻力、流体流动阻力和泄漏，导致液压系统的总效率降低 （3）液压油工作性能受温度的影响，很高和很低温的条件下工作困难 （4）液压油的泄漏和可压缩性，得不到严格的传动比 （5）液压元件的制造精度要求高 （6）液压介质易受污染，导致机件运动易卡阻 3 液压传动的历史、现状及发展 3.1 液压技术的理论基础 帕斯卡原理（1650年） 牛顿的粘性流体内摩檫定律（1686年） 流体力学的连续性方程和伯努利能量方程（18世纪） 静压传递原理 流量连续性原理与伯努利方程 什么是“牛顿的粘性流体内摩檫定律”？ 3.2 液压技术的发展历程 先行者：水压技术： 1795年英国人布拉默（J。Bramah）发明了第一台水压机（锈蚀、磨损和密封） 3.2 液压技术的发展历程 早期的油压技术（20世纪早期） ： 矿物油和橡胶密封件的使用 1905~1908年威廉斯（H。Williams）和詹尼（R。Janny）发明的用油作工作介质的轴向柱塞式液压传动装置。 1910年肖（H。Shaw）研制出用油的径向柱塞泵 1936年威克斯（H。Vickers）发明了先导式溢流阀 20世纪30年代丁晴橡胶耐油密封件 3.2 液压技术的发展历程 二战期间（20世纪40年代）和战后快速发展 1、 武器工业促使液压伺服技术的发展（自动化技术） 2、 液压技术大量应用（机床、矿山机械等） 20世纪60年代末： 电液比例技术（价廉，易维服，具有一定的精度）使油压技术达到了一新高度。 21世纪环保的需求和新材料应用导致水压技术卷土重来。 3.3 液压技术的应用 产业机械：锻压机械、冶金机械、矿山机械、起重机械和机床等 行走机械：工程机械、建筑机械、农机、汽车等 航天和航空：飞机、导弹和航天器 舰船：