下载文档原格式
题目：液压与气压传动的特点、应用及发展趋势【摘要】：本论文是我们经过查找了好多材料之后写的，本文介绍了液压控制技术的概况及发展现状，液压控制技术的特点及应用，论述了液压控制技术当前的发展动向，提出了液压控制技术的不足及改进方法，最后对液压控制技术在今后的发展做了展望。
【前言】社会需求永远是推动技术发展的动力，降低能耗，提高效率，适应环保需求，机电一体化，高可靠性等是液压气动技术发展的永恒目标，也是液压气动产品参与市场竞争能否取胜的关键。
由于液压技术广泛应用了多种技术成果，如自动控制技术、计算机技术、微电子技术、磨擦磨损技术、可靠性技术及新工艺和新材料，使传统技术有了新的发展，也使液压系统和元件的质量、水平有一定的提高。
尽管如此，走向二十一世纪的液压技术应当主要靠现有技术的改进和扩展，不断扩大其应用领域以满足未来的要求。
总的来说，液压和气动传动技术还是有很大的研究价值和发展空间的。
一、液压传动、气压传动的概况和发展现状A.液压传动技术的发展概况液压传动是用液体作为工作介质来传递能量和进行控制的传动方式，是控制是工业中经常用到的一种控制方式，它采用液压完成传递能量的过程。
因为液压传动控制方式的灵活性和便捷性，液压控制在工业上受到广泛的重视。
液压传动是研究以有压流体为能源介质，来实现各种机械和自动控制的学科。
液压传动利用这种元件来组成所需要的各种控制回路，再由若干回路有机组合成为完成一定控制功能的传动系统来完成能量的传递、转换和控制。
液压技术渗透到很多领域，不断在民用工业、在机床、工程机械、冶金机械、塑料机械、农林机械、汽车、船舶等行业得到大幅度的应用和发展，而且发展成为包括传动、控制和检测在内的一门完整的自动化技术。
现今，采用液压传动的程度已成为衡量一个国家工业水平的重要标志之一。
如发达国家生产的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技术。
近年来，我国液压气动密封行业坚持技术进步，加快新产品开发，取得良好成效，涌现出一批各具特色的高新技术产品。
03631液压与气压传动---书本流体传动是以流体为工作介质进行能量转换、传递和控制传动。
它包括液压传动、液力传动和气压传动。
液压传动和液力传动均是以液体作为工作介质来进行能量传递的传动方式。
液压传动主要是以液体作为工作介质，利用液体的压力能来传递能量液力传动主要是利用液体的动能来传递能量简单机床液压传动系统的工作过程，就是液压传动系统传动工作原理的真实写照。
下面以机床液压传动系统和液压千斤顶为例来说明液压传动的工作原理液压千斤顶的工作原理1-杠杆手柄2-小缸体3-小活塞4、7-单向阀5-吸油管6、10-管道8-大活塞9-大缸体11-截止阀12-通大气式油箱如图1.2-1所示，大缸体9和大活塞8组成举升液压缸。
杠杆手柄1、小缸体2、小活塞3、单向阀4和7组成手动液压泵工作原理：（1）如提起手柄使小活塞向上移动，小活塞下端油腔容积增大，形成局部真空，这是单向阀4打开，通过吸油管5从油箱12中吸油；（2）用力压下手柄，小活塞下移，小缸体下腔的压力升高，单向阀4关闭，单向阀7打开，小缸体下腔的油液经管道6输入大缸体9的下腔，迫使大活塞8向上移动，顶起重物。
（3）再次提起手柄吸油时，举升缸的下腔的压力油将力图倒流入手动泵内，但此时单向阀7自动关闭，使油液不能倒流，从而保证了重物不会自行下落。
不断地往复扳动手柄，就能不断地把油液压入举升缸的下腔，使重物逐渐地升起。
（4）如果打开截止阀11，举升缸的下腔的油液通过管道10、截止阀11流回油箱，大活塞在重物和自重作用下向下移动，回到原始位置。
对液压传动工作过程的分析结论：» 力的传递遵循帕斯卡原理» 运动的传递遵照容积变化相等的原则» 压力和流量是液压传动中的两个最基本的参数» 液压传动系统的工作压力取决于负载；液压缸的运动速度取决于流量» 传动必须在密封容器内进行，而且容积要发生变化» 传动过程中必须经过两次能量转换磨床工作台工作原理1-油箱2-过滤器3、12、14-回油管4-液压泵5-弹簧6-钢球7-溢流阀8-压力支管9-开停阀10-压力管11-开停手柄13-节流阀15-换向阀16-换向阀手柄17-活塞18-液压缸19-工作台工作原理：（1）如图1.2-2，液压泵4在电动机（图中未画出）的带动下旋转，油液由油箱1经过滤器2被吸入液压泵，又液压泵输入的压力油通过手动换向阀11，节流阀13、换向阀15进入液压缸18的左腔，推动活塞17和工作台19向右移动，液压缸18右腔的油液经换向阀15排回油箱。
液压系统工作介质的分类液压系统工作介质的分类液压系统是利用液体传递动力的一种机械传动系统。
因此，在液压系统中，工作介质扮演着至关重要的角色。
工作介质的选择和质量将直接影响液压系统的性能和可靠性。
在液压系统中，根据工作介质的性质和用途，可以将工作介质分为多种类型。
下面，我们将详细介绍这些类型。
液压油液压油是液压系统中最常见的一种工作介质。
液压油是一种以矿物油、合成油或其它高分子化合物为基础的液体，它具有以下特点：粘度适宜、氧化稳定性好、含气性小、泡沫性能好、不会腐蚀系统、对密封件没有不良影响等。
因此，液压油被广泛应用于各种液压系统中，包括机床、冶金设备、建筑机械、船舶设备、航空航天设备、矿井设备等。
液压水除了液压油，液压系统也可以使用液压水作为工作介质。
液压水是一种以纯净水为基础的液体，它具有以下特征：压力强、韧性好、流动性好、耐蚀性强、温度稳定并且非常环保。
因此，液压水被广泛应用于高温、高压和高危险场合，例如钢铁冶金、核工业、火山地震等。
液态氮液态氮也是液压系统中常用的一种工作介质。
液态氮是一种冷却介质，在现代液压系统中广泛应用。
液态氮的优点是可以在极低的温度下使用，并且对环境不产生污染。
由于液态氮低温、低压、密度小，因此需要采取一些特殊的措施和设备来确保液态氮在液压系统中的安全性和可靠性。
液体金属液体金属是一种新型的液态介质，具有优异的热传导性、电导性和流动性。
液体金属可以在高温、高压、高粘度等恶劣环境下工作，因此被广泛应用于导电电缆、夹具工业、模具工业等领域。
由于液态金属具有导电性和磁性，因此在应用时需要特别注意安全性问题。
其他液体除了上述几种工作介质之外，液压系统中还有其他液体，例如：甘油、乳化液、酒精和其它有机溶剂等。
这些液体的使用与工作条件、材料、密封件和系统设计密切相关，需要注意液体的稳定性、使用寿命以及状态的变化等问题。
总之，在使用液压系统时，要合理选择和正确使用工作介质，确保液压系统的性能和可靠性。
序号 2 日期2008.9.16 班级数控0701/05 课题 1.1液压传动工作介质重点与难点重点： 1液压传动工作介质的性质2对液压传动工作介质的要求教师魏志强2008 年8 月27日一引入复习：（5分钟）1液压传动系统的工作原理2液压传动系统的组成二正课1液压传动工作介质1.1液压传动工作介质的性质密度ρ：单位体积液体的质量式中 m：液体的质量(kg)；V：液体的体积（m3）；ρ=900 kg/ m3可压缩性：液体受压力作用而发生体积变化的性质。
可用体积压缩系数κ或体积弹性模量K表示体积压缩系数κ：= - ▽V/▽pV0体积弹性模量K = 1 /β式中 V：液体加压前的体积（m3）；△V：加压后液体体积变化量（m3）；△p：液体压力变化量（N/ m2）；液体的粘性：液体在流动时产生内摩擦力的特性静止液体则不显示粘性液体的粘度：液体粘性的大小可用粘度来衡量。
粘度是液体的根本特性，也是选择液压油的最重要指标常用的粘度有三种不同单位：即动力粘度、运动粘度和相对粘度二、对液压传动工作介质的要求液压油是液压传动系统的重要组成部分，是用来传递能量的工作介质。
除了传递能量外，它还起着润滑运动部件和保护金属不被锈蚀的作用。
液压油的质量及其各种性能将直接影响液压系统的工作。
从液压系统使用油液的要求来看，有下面几点：1.适宜的粘度和良好的粘温性能一般液压系统所用的液压油其粘度范围为：ν=11.5×10-6～35.3×10-6m2/s(2～5°E50)2.润滑性能好在液压传动机械设备中，除液压元件外，其他一些有相对滑动的零件也要用液压油来润滑，因此，液压油应具有良好的润滑性能。
为了改善液压油的润滑性能，可加入添加剂以增加其润滑性能。
3.良好的化学稳定性即对热、氧化、水解、相容都具有良好的稳定性。
4.对液压装置及相对运动的元件具有良好的润滑性5.对金属材料具有防锈性和防腐性6.比热、热传导率大，热膨胀系数小7.抗泡沫性好，抗乳化性好8.油液纯净，含杂质量少9.流动点和凝固点低，闪点(明火能使油面上油蒸气内燃，但油本身不燃烧的温度)和燃点高此外，对油液的无毒性、价格便宜等，也应根据不同的情况有所要求。
液压传动是以液压油液为工作介质进行能量传递和控制的一种传动形式。
液压传动是一个不同能量的转换过程。
先由机械能转换为液压能，再由液压能转换为机械能液压传动系统的组成（1）能源装置（2）执行装置（3）控制调节装置（4）辅助装置（5）工作介质5液压传动系统图的图形符号识别（1）符号只表示元件的职能、连接系统的通路，不表示元件的具体结构和参数，也不表示元件在机器中的实际安装位置。
（2）元件符号内的油液流动方向用箭头表示，线段两端都有箭头的，表示流动方向可逆。
（3）符号均以元件的静止位置或中间零位置表示，当系统的动作另有说明时，可作例外。
1.压传动的优点(1) 借助油管的连接可以方便灵活地布置传动机构；(2) 重量轻、结构紧液凑、惯性小；(3)可在大范围内实现无级调速，调速范围可达1∶2000；(4)传递运动均匀平稳，负载变化时速度较稳定；(5)实现过载保护；(6)容易实现自动化；(7)液压元件已实现了标准化、系列化和通用化，便于设计、制造和推广使用。
2.液压传动的缺点(1) 液压传动不能保证严格的传动比；(2)液压传动对油温的变化比较敏感，不宜在温度变化很大的环境条件下工作；(3) 液压元件的配合件制造精度要求较高，加工工艺较复杂；(4)液压传动要求有单独的能源，不像电源那样使用方便；(5)液压系统发生故障不易检查和排除；(6)不宜远距离输送动力。
液体的性质密度、可压缩性、液体的粘性和粘度、影响粘度的因素：温度：粘度随着温度升高而显著下降（粘温特性）压力：粘度随压力升高而变大（粘压特性）液压油的选用1.对液压油液的要求：粘温特性好有良好的润滑性成分要纯净有良好的化学稳定性抗泡沫性和抗乳化性好材料相容性好无毒，价格便宜2.液压油的类型⏹石油型液压油⏹合成型液压油⏹乳化型液压油3.液压油的选用●合适的类型（油型）●适当的粘度（油号）●工作压力压力高，要选择粘度较大的液压油液。
●环境温度温度高，选用粘度较大的液压油液。
液压传动的工作原理：以油液为工作介质，通过密封容积的变化来传递运动，通过油液内部压力传递动力。
液压传动所用的工作介质为液压油或其他合成液体。
气压传动所用的工作介质为空气。
在液压和气压传动中，工作压力取决于负载，而与流入的流体多少无关。
活塞的运动的速度取决于进入液压缸的流量，而与流体压力大小无关。
液压与气压传动系统主要由几个部分组成：1、能源装置（把机械能转换成流体的压力能的装置）2、执行装置（把流体的压力能转换成机械能的装置）3、控制调节装置4、辅助装置5、传动介质
矿物油型液压油的密度随温度的上升而有所减小，随压力的提高而稍有增加。
液体在外力作用下流动时，分子间的内聚力要阻止分子相对运动而产生的一种内摩擦力，这种现象叫做液体的粘性。
可压缩性：液体受压力作用而发生体积减小的特性。
液体的粘度随液体的压力和温度而变。
（压力增大时，粘度增大。
温度升高，粘度下降。
）
（液压油）工作介质的选用原则：1、液压系统的工作条件2、液压系统的工作环境3、综合经济分析
液体静止：指的是液体内部质点间没有相对运动，不呈现粘性而言，至于盛装液体的容器，
不论它是静止的或是匀速、匀加速运动都没有关系。
压力的表示方法有两种，一种是以绝对真空作为基准所表示的压力，称为绝对压力。
另一种是以大气压力作为基准所表示的压力，称为相对压力。
大多数测压仪表所测得的压力都是相对压力，故相对压力也称表压力。
真空度：液体中某点处的绝对压力小于大气压，这时在这个点上的绝对压力比大气压小的那部分数值
在密封容器内，施加于静止液体上的压力将以等值同时传到各点静压传递原理或称帕斯卡原理。
把既无粘性又不可压缩的液体称为理想液体。
单位时间内通过某通流截面的液体的体积称为流量。
在流动的液体中，因某点处的压力低于空气分离压而产生气泡的现象，称为空穴现象。
在液压系统中，由于某种原因，液体压力在一瞬间会突然升高，产生很高的压力峰值，这种现象称为液压冲击。
液压动力元件是把原动机输入的机械能转变成液压能输出的装置。
液压泵的工作原理：液压泵都是依靠密封容积变化的原理来进行工作的。
液压泵的特点：1、具有若干个密封且又可以周期性变化的空间2、油箱内液体的绝对压力必须恒等于或大于大气压力3、具有相应的配流机构
液压泵按其在单位时间内所能输出的油液的体积是否可调节而分定量泵和变量泵；按结构形式可分为齿轮式、叶片式和柱塞式三大类。
液压泵的排量：液压泵没转一周，密封容积几何尺寸变化计算而得的排出液体的体积。
齿轮泵按结构不同可分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵。
根据各密封工作容积在转子旋转一周吸、排油液次数的不同，叶片泵分为单作用叶片泵和双作用叶片泵。
柱塞泵的工作原理：是靠柱塞在缸体中作往复运动造成密封容积的变化来实现吸油与压油的液压泵。
柱塞泵的优点和场合：第一，构成密封容积的零件为圆柱形的柱塞和缸孔，加工方便，可得到较高的配合精度，密封性能好，在高压下工作仍有较高的容积效率；第二，只需改变柱塞的工作行程就能改变流量，易于实现变量；第三，柱塞泵主要零件均受压应力，材料强度性能可得以充分利用。
由于柱塞泵压力高，结构紧凑，效率高，流量调节方便，故在需要高压、大流量、大功率的系统中和流量需要调节的场合。
柱塞泵按柱塞的排列和运动方向不同，可分为径向柱塞泵和轴向柱塞泵。
选择液压泵的原则是：根据主机工况、功率大小和系统对工作性能的要求，首先确定液压泵的类型，然后按系统所要求的压力、流量大小确定其规格型号。
液压执行元件是把通过回路输入的液压能转变为机械能输出的装置。
（液压执行元件有液压缸和液压马达）液压缸按其结构形式可分为活塞缸、柱塞缸和摆动缸三类。
差动连接方式被广泛用于组合机床的液压动力滑台和其他机械设备的快速运动中。
柱塞式液压缸特别适用在行程较长的场合。
伸缩缸被广泛用于起重运输车辆上。
低压齿轮泵——低压系统或辅助装置
叶片泵——中压系统
柱塞泵——高压系统
液压控制元件按其用途可分为方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀三大类。
方向控制阀的功用：主要用来通断油路或改变油液流动的方向，从而控制液压执行元件的起动或停止，改变其运动方向。
它主要有单向阀和换向阀。
压力控制阀按功用不同分可分为溢流阀、减压阀、顺序阀和压力继电器。
流量控制阀分类有节流阀和调速阀。
单向阀的功用：是控制油液的单向流动。
（单向阀分为普通单向阀和液控单向阀）
换向阀的功用：是利用阀芯对阀体的相对运动，使油路接通、关断或变换油流的方向，从而实现液压执行元件及其驱动机构的起动、停止或变换运动方向。
电液换向阀用于较小的电磁铁就能控制较大的液流。
压力阀的共同点是利用作用在阀芯上的液压力和弹簧力相平衡的原理工作的。
溢流阀的功用：是对液压系统定压或进行安全保护。
溢流阀按其结构形式和基本动作方式可分为直动式和先导式两种。
直动式溢流阀应用场合用于低压小流量。
减压阀是使出口压力（二次压力）低于进口压力（一次压力）的一种压力控制阀。
顺序阀是用来控制液压系统中各执行元件动作的先后顺序。
压力继电器是一种将油液的压力信号转换成电信号的电液控制元件。
流量控制阀就是依靠改变阀口通流面积的大小或通流通道的长短来控制流量的液压阀类。
普通节流阀只适用于工作负载变化不大和速度稳定性要求不高的场合。
节流阀的压力补偿有两种方式：一种是将定差减压阀与节流阀串联起来，组合而成调速阀：另一种是将稳压溢流阀与节流阀并联起来，组织成溢流节流阀。
调速阀应用场合常用于执行元件负载变化较大，运动速度稳定性较高的液压系统。
液压辅助元件包括过滤器、蓄能器、油箱、管路和管接头以及密封装置等。
根据流速确定管径是常用的简便方法。
油箱的功用：是储存油液，此外还起着散发油液中的热量、逸出混在油液中的气体、沉淀油中的污物等作用。
（总体式和分离式）
过滤器按过滤的方式可分为表面型、深度型和中间型过滤器。
选用不同类型的过滤器及其型号：根据所设计的液压系统的技术要求，按过滤精度、通油能力、工作压力、油液的粘度和工作温度等。
密封装置：密封按其工作原理来分可分为非接触式密封和接触式密封。
蓄能器的功用：1、作辅助动力源2、保压和补充泄漏3、缓和冲击，吸收压力脉动
液压基本回路：按其在系统中的功能一般可分为三类：压力控制回路、速度控制回路、方向控制回路。
速度控制回路分为调速回路、快速回路、速度换接回路。
节流调速回路：根据流量阀在回路中的位置不同，分为进油节流调速、回油节流调速和旁路节流调速。
增压回路应用场合用于提高系统中局部油路中的压力，使局部压力高于系统压力。
蓄能器的快速的快速运动回路用于较小的流量泵获得较高的运动速度。
双泵供油回路用于快慢速差值较大的组合机床和注塑机设备。
