最新液压与气压传动 课件 液压泵

μ = （Ff /A）（ dy/ du）
单位：帕·秒 Pa ·S 1Pa ·S=10P(泊）
（2） 运动粘度
定义：动力粘度与其密度的比值 υ= μ/ρ
单位：m2/s =104cm2/s 1cm2/s =1St (斯） 1m2/s =104 St (斯）
液压油的牌号就是以这种油液在40°C时运动粘度的平均值来命名 的
° ° ° h①ξ=流ξ 线•v2:某/2g一瞬时液流△别P中=各用ξρ处v2质E/点220运、动状态E的50和一条条E曲10线0标记。
μ = （Ff /A）（ dy/ du）
定义：受压液体在变化单位压力时引起的液体体积的相对变化量
2010年3-6月 2008机械类专业
1）压力不要过低 2）正确设计结构参数
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控制体积从AB运动到A’B’时，机械能的变化量为：
ΔE=E2-E1
= EA’B + EBB’ - EAA’ - EA’B
= EBB’- EAA’
EBB’=1/2m2v22+m2gh2 EAA’= 1/2m1v12+m1gh1
ΔE=1/2m2v22+m2gh2 -1/2m1v12-m1gh1
3、危害：
1）产生振动和噪声
2）液压元件产生误动作，损坏设备。
4、防止措施：
1）减少油液动能 2）采取缓冲措施
3）选择动作灵敏响应较快的元件
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思考题
直径为d, 质量为m的活塞浸在充
满密闭容器的液体中，并在力F的作
x
用下，处于静止状态，若液体密度为
ρ，活塞浸入深度为h，试确定液体在

下面以剪切机的工作过程来说明其工作原理。下图1.2所示是剪切机剪切前的工况。 当工料11由上料装置（图中未画）送入剪切机的规定位置时，将行程阀8顶开，换向阀 9的下腔通过行程阀8与大气相通，使换向阀9的阀芯在弹簧力的作用下向下移动。由空 气压缩机1产生的压缩空气，经过初次净化处理后储藏在储气罐4中，经过分水滤气器5 、减压阀6和油雾器7和换向阀9，进入汽缸10的下腔。汽缸10上腔的压缩空气通过换向 阀9排入大气。此时，汽缸活塞在气压力的作用下向上运动，带动剪刀将工料11剪断。 工料剪下后，马上与行程阀8脱开，行程阀复位，阀芯将排气通道堵死，换向阀9下腔 的气压升高，迫使换向阀9的阀芯上移，气路换向。压缩空气进入汽缸10的上腔，汽缸 10的下腔排气，汽缸活塞下移，带动剪刀复位，准备第二次下料。
执行元件——将流体的压力能转换为机械能的元件。 液压 缸或气缸、液压马达或气马达。
控制元件——控制系统压力、流量、方 向的元件以 及进行 信号转换、逻辑运算和放大等功能的信号 控 制元件。如溢流阀、节流阀、方向阀等。
辅助元件——保证系统正常工作除上述三种元件外的 装置。如油箱、过滤器、蓄能器、油雾器、消声 器、 管件等。
三、压力的传递
在密闭容器内，施加于静止液体的压力可以等值地传递到液体各点， 这就是帕斯卡原理。也称为静压传递原理。
图2.4所示是应用帕斯卡原理的实例 作用在大活塞上的负载F1形成液体压力
p= F1/A1
为防止大活塞下降，在小活塞上应施
加的力 F2= pA2= F1A2/A1
由此可得：液压传动可使力放大，可使力缩 小，也可以改变力的方向。（千斤顶放大力）
图1.3 机床工作台液压传动系统
1-油箱；2-过滤器；3-液压泵；4-溢流阀； 5-节流阀；6-换向阀；7-液压缸；8-工作台

工作原理
液压传动
利用密闭工作容积内液体的压力能来传递动力和进行控制。液压系统由液压泵、 液压缸、控制阀等组成，通过改变液体的压力和流量来实现运动方向和速度的 控制。
气压传动
利用密闭工作容积内气体的压力能来传递动力和进行控制。气压系统由空气压 缩机、气瓶、气动执行元件、控制阀等组成，通过改变气体的压力和流量来实 现运动方向和速度的控制。
气压传动系统
以压缩气体为工作介质，通过气体的压力和体积变化来传 递能量，实现运动和力的传递。
工作介质特性
液压油具有较好的润滑性能和稳定性，适用于重载和高精 度传动；压缩气体易于获取且成本低，但易受温度和压力 变化影响。
工作原理特点
液压系统通过密封容积变化产生力，具有较大的力矩和扭 矩输出；气压系统通过气体压力和体积变化驱动执行元件 ，具有快速响应和简单的结构。
度影响，需定期检查气瓶压力和元件密封性。
维护与可靠 性
液压系统具有较高的位置精度和刚度，适用于高精度 定位和重载传动；气压系统定位精度和刚度相对较低， 适用于轻载和快速运动场合。
应用场合的比较与选择
重载高精度传动
液压系统适用于需要大 功率和高精度传动的场 合，如数控机床、重型
机械等。
轻载快速运动
气压系统适用于对精度 要求不高的轻载快速运 动场合，如气动夹具、
应用领域
01
02
03
04
工业领域
用于各种机床、生产线、起重 机械等的运动控制和动力传递
。
车辆领域
用于各种车辆的悬挂系统、转 向系统、刹车系统等。
航空航天领域
用于飞行器的起落架系统、飞 行控制等。
农业领域
用于拖拉机、收割机等的悬挂 系统和控制系统。

01
除了以上主要元件外，液压系统 中还需要一些辅助元件，如油箱 、过滤器、冷却器等。
02
这些辅助元件的作用是保证液压 系统的正常工作和延长元件的使 用寿命。
03
气压系统元件
气瓶
压缩空气储存设备
01
气瓶是用于储存压缩空气的设备，通常由金属制成，如钢或铝
。
分合有多种分类和规格，常见的
气动辅助元件
过滤器
过滤器用于清除压缩空气中的杂质和水分，保证 气动系统的正常运行。
油雾器
油雾器用于向气动系统中添加润滑油，减少摩擦 和磨损，提高系统的使用寿命。
消声器
消声器用于降低气动系统运行时的噪音，保护人 员和环境免受噪音污染。
04
液压与气压传动系统设计
系统设计流程
确定设计目标
明确液压或气压传动系统的功 能和性能要求，确定系统的基
液压缸的设计和制造需要考虑到负载、速度、压力等参数，以确保其正常工作和寿 命。
液压马达
液压马达是液压系统中的动力输 出元件，用于将液压能转换为机
械能，驱动机械设备转动。
液压马达的种类很多，包括齿轮 马达、叶片马达、柱塞马达等。
液压马达的选择需要考虑转速、 扭矩、效率等参数，以确保其满
足实际需求。
液压辅助元件
确定系统流量和压力
根据负载需求和系统的工作循环，计 算液压或气压传动系统的流量和压力 。
元件选择与校核
根据元件的工作参数和性能要求，选 择合适的液压或气压元件，并进行必 要的校核计算。
系统效率计算
根据系统的功率输入和输出，计算液 压或气压传动系统的效率，评估系统 的能源利用效果。
控制性能分析
对液压或气压传动系统的控制性能进 行分析，包括响应速度、稳定性和精 度等。

如左图所示为最简单的蛇形冷却器。液压系统，特别是大 功率系统，一般采用多管式冷却器，其结构如右图所示。
（2）风冷式冷却器
行走机械设备的液压系统，可以用风冷式冷却器。冷却方 式可采用风扇强制吹风冷却，也可采用自然风冷却。如下图所 示为翅片式风冷却器
2．加热器
液压系统中油液温度过低时可使用加热器，一般采用结构 简单，能按需要自动调节最高、最低温度的电加热器，如左图 所示。冷却器和加热器的图形符号如右图所示。
5.4 蓄能器
5.4.1 蓄能器的类型、特点和用途
5.4.2 蓄能器在液压系统中的应用
5.4.3 蓄能器的安装与使用注意事项
① 在安装蓄能器时，应将油口朝下垂直安装； ② 装在管路上的蓄能器必须用支板或支架固定； ③ 用于吸收冲击压力和脉动压力的蓄能器应尽可能安装在 靠近振源处； ④ 蓄能器是压力容器，搬运和拆装时应先排除内部的气体， 并注意安全； ⑤ 蓄能器与管路之间应安装截止阀，供充气和检修时使用。 蓄能器与液压泵之间应安装单向阀，防止液压泵停止时蓄能器 内压力油倒流。
过滤精度选择时一般要求： ① 应使杂质颗粒尺寸小于液压元件运动表面间隙或油膜厚 度，以免杂质颗粒使运动件卡住或使零件急剧磨损； ② 应使杂质颗粒尺寸小于系统中节流孔或缝隙的最小间隙， 以免造成堵塞； ③ 液压系统压力越高，要求液压元件的滑动间隙越小，因 此系统压力越高，要求的过滤精度也越高。一般液压系统（除 伺服系统外）过滤精度与压力关系见表5-3所示。
计算出油管内径后，应按标准管径尺寸相近的油管进行圆整。 油管的壁厚可按下式计算：
5.1.2 管接头
5.2 过滤器
5.2.1 过滤器的过滤精度
过滤精度是指油液通过过滤器时，能够穿过滤芯的球形污 染物的最大直径（即过滤介质的最大孔口尺寸）。以其外观直 径d的公称尺寸（μm）表示，粒度越小，精度越高。一般精度 分为四个等级：粗（d≥100 μm），普通（10≤d＜100 μm），精 （5≤d＜10 μm），特精（1≤d＜5 μm）。

困油现象的危害

闭死容积由大变小时油液受挤 压， 导致压力冲击和油液发热，闭死容积由小变 大时，会引起汽蚀和噪声。 卸荷措施 在前后盖板或浮动轴套上开卸荷槽 开设卸荷槽的原则 两槽间距a为最小闭死容积， 而使闭死容积由大变小时与压油腔相通，闭死容 积由小变大时与吸油腔相通。
外啮合齿轮泵的优缺点总结
2.5.1液压泵大小的选用
先根据对液压泵的性能要求来选定液压泵的型式 再根据液压泵所应保证的压力和流量来确定具体规格。
液压泵的工作压力是根据执行元件的最大工作压力来
决定 p泵≥k压×p缸 式中： P泵 一液压泵所需要提供的压力，Pa k压一 系统中压力损失系数，取1.3 ~ 1.5 P缸 一液压缸中所需的最大工作压力，Pa
外啮合齿轮泵的排量公式

V = 2πz m 2 B
z — 齿数，m — 齿轮模数，B — 齿宽
齿轮节圆直径一定时，为增大泵的排量，应增大模数， 减小齿数。 齿轮泵的齿轮多为修正齿轮。 齿轮泵的瞬时理论流量是脉动 的，这是齿轮泵产生噪声的主要根 源。为减少脉动，可同轴安装两套 齿轮，每套齿轮之间错开半个齿距， 组成共压油口和吸油口的两个分离 的系统，泵的排量v＝10m L/r，电机 转速n＝1200rpm，泵的输出压力p=5Mpa 泵容积 效率η v＝0.92，总效率η ＝0.84，求： 1） 泵的理论流量； 2）泵的实际流量； 3）泵的输出功率； 4）驱动电机功率。
练习题
解：1）泵的理论流量 qt=v.n.10-3=10×1200×10-3＝12 L/min 2) 泵的实际流量 q ＝qt .η v＝12×0.92＝11.04 L/min 3)泵的输出功率
2.2.1工作原理

结构组成

液压与气压传动课件
课程内容
液压与气压传动是以流体（液压油或气体）为工作介质 进行能量传递和控制的一种传动形式。
流体力学基础
液压传动
液压元件及辅件
基本回路
气压传动
气体基础知识 气动元件及辅件 基本回路
第1章 绪论
• 液压传动的工作原理：利用液体压力能实现运动和 动力的传动方式（动画）。
第1章 绪论
第1章 绪论 由上述分析可知： 1. 系统的工作压力取决于负载，而与流量大小无
关。 2. 当很A重2的>>物A体1，，只这要就施是加液很压小千的斤力顶F的，原就理可。举起 3. 压力和流量是液压系统中两个最基本的参数。
第1章 绪论
1.3 液压与气压传动的组成（以图示磨床工作台为例）
第1章 绪论
发展：第二次世界大战及战后 目前：液压技术与传感技术、微电子技术的结合，出现诸如电液比例
阀、数字阀、电液伺服液压缸等机（液）电一体化的元器件， 从而使液压与气压传动在众多工业领域广泛应用，例如发达国 家95％的工程机械、90％的数控加工中心、95％以上的自动 线。
未来：液压与计算机的结合，如CAD、CAT和计算机实时控制等。
行度量。
➢ 真空度：绝对压力不足于大气压力的压
力值。 绝对压力＝大气压力+表压力 表压力＝绝对压力-大气压力 真空度＝大气压力-绝对压力 压力的单位： 帕 Pa ( N / m2)，兆帕 Mpa
第2章 液压流体力学基础
4. 帕斯卡原理
在密闭容器内，施加于静止液体的压力可以等值地传递 到液体各点，这就是帕斯卡原理，也称为静压传递原理。
1.3 液压与气压系统组成
➢能源装置—机械能转换成液压能（液压泵或空气压缩机）； 、流量和流动方向进行控制和

2、实际流体的伯努利方程：
由于实际流体具有粘性，流动时必然产生内摩擦力且 造成能量的损失，使总能量沿流体的流向逐渐减小， 而不再是一个常数；另一方面由于液体在管道过流截 面上的速度分布并不均匀，在计算中用的是平均流速， 必然会产生误差，为了修正这一误差引入了动能修正
系数α 。
所以，实际的伯努利方程应为
•由此可知动力粘度μ ：是指它在单位速度梯 度下流动时单位面积上产生的内摩擦力。
动力粘度μ的单位：
CGS制中常用 P（泊） 1cP（厘泊）=10-2 P （泊）
SI单位： Pa·s（帕·秒） 1 Pa·s =1 N·s/m2
换算关系： 1 Pa·s =10 P =103 cP
（2） 运动粘度ν ：
第一节 液压油液
在液压系统中，最常用的工作介质是 液压油，液压油是传递信号和能量的工作 介质。同时，还起到润滑，冷却和防锈等 方面的作用。液压系统能否可靠和有效地 工作，在很大程度上取决于液压油。
一、液压油液的性质
（一）密度和重度： 密度ρ：单位 Kg/m3
对匀质液体：单位体积内所含的质量。 ρ = m/V
1）静止液体内某点处的压力由两部分组成：一部分是液体
表面上的压力p0，另一部分是ρg与该点离液面深度h的
乘积。
2）静止液体内的压力沿液深呈直线规律分布。
3）离液面深度相同处各点的压力都相等，压力相等的点组 成的面叫等压面。
同一种液体于连通器内
空气 水
连通但不是同一种液体
汞
水
（二）压力的表示法及单位：
1bar＝105N/m2
例1：已知ρ=900kg/m3 , F=1000N,
A=1 ×10-3 m2 , 求h=0.5m处的静压力p=?

能有着重要影响。
液压马达
液压马达是液压系统中的执行元件，它的主要作用是将液体的压力能转换成机械能 ，驱动负载运动。
液压马达的种类也很多，常见的有齿轮马达、叶片马达、柱塞马达和螺杆马达等。
液压马达的性能参数包括排量、扭矩、转速和效率等，这些参数的选择和使用同样 对整个液压系统的性能有着重要影响。
液压缸
气压传动
在轻载、短距离、低成本场合有广泛应用，如自动化生产线上的气动夹具、气 动门等。
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液压系统元件
液压泵
液压泵是液压系统中的重要元件 ，它的主要作用是将原动机的机 械能转换成液体的压力能，为整
个液压系统提供动力。
液压泵的种类繁多，常见的有齿 轮泵、叶片泵、柱塞泵和螺杆泵
等。
液压泵的性能参数包括排量、压 力、功率和效率等，这些参数的 选择和使用对整个液压系统的性
液压与气压传动基本原理
介绍液压与气压传动的定义、工作原理和应用领域。
液压与气压元件
详细介绍各种液压与气压元件，如泵、阀、缸等的工作原理和特点 。
系统设计与应用
通过案例分析，讲解液压与气压系统的设计流程、元件选型及实际 应用。
在线学习平台
课程学习
提供完整的《液压与气压传动教学课件》在线学习资源，方便学 生随时随地学习。
工作原理
液压传动
利用液压油作为工作介质，通过泵、 阀等元件控制液体的压力和流向，实 现动力传递和运动控制。
气压传动
利用压缩空气作为工作介质，通过气 瓶、阀等元件控制气体的压力和流量 ，实现动力传递和运动控制。
应用领域
液压传动
广泛应用于工程机械、农业机械、汽车工业等领域，如挖掘机、推土机、起重 机的升降系统等。
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