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液压与气压传动技术-液压传动基础

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液压与气压传动复习精华包含详细解答

液压与气压传动复习精华包含详细解答
如调速回路、增速回路等。
速度控制回路
通过方向控制阀等元件组成的回路 ，实现对执行元件运动方向的控制 和切换，如换向回路、锁紧回路等 。
方向控制回路
通过多个执行元件和相应控制元 件组成的回路，实现多个执行元 件的顺序动作或同步动作。
系统性能评价方法
系统效率
评价液压或气压系统的能量利用效率， 包括液压泵的容积效率、机械效率等。
应用领域
工程机械、冶金机械、农业机械、汽车制造、航空航天、石油化工等领域。
发展趋势
随着计算机技术的不断发展，液压传动技术正向着高压、大功率、高效、高精度 、轻量化、集成化、智能化等方向发展。同时，新型液压元件和液压系统的研发 也在不断推进，为液压传动技术的应用提供了更广阔的空间。
02 气压传动基础概念
在进行实验前，需要充分了解实 验设备的结构、功能及操作方法
。
03
遵守操作规程
严格按照实验操作规程进行实验 ，避免违规操作导致设备损坏或
人身伤害。
02
安全防护措施
实验过程中需佩戴相应的防护用 品，如手套、护目镜等，并确保 实验设备的安全防护装置完好。
04
实验后整理
实验结束后，需对实验设备进行 清理、归位，确保实验室整洁有
功率密度大、结构紧凑、重量轻、体积小；传动平稳，易于实现无级调速，且 调速范围大；反应速度快，动作灵敏，易于实现自动化和过载保护；易于实现 系列化、标准化、通用化，便于设计、制造和推广使用。
缺点
存在泄漏问题，难以保证严格的传动比；油温变化对性能影响较大；出现故障 时不易查找原因。
应用领域及发展趋势
05 液压与气压系统设计与分 析
系统设计原则及步骤
明确设计要求
根据机械设备的工作特点、负载性质、 运动要求等，明确液压或气压系统的 设计要求和性能指标。

液压与气压传动说课课件

液压与气压传动说课课件

选择高效节能的元件
选择高效节能的液压和气压元件，如 高效泵、低能耗阀等，可以提高系统
的效率，减少能源消耗。
使用新能源
利用新能源如太阳能、风能等替代传 统能源，可以减少能源消耗和环境污
染。
优化系统设计
通过对液压和气压传动系统进行优化 设计，减少压力损失、流量损失等， 提高系统的效率。
回收利用能源
通过回收利用能源，如利用余热、回 收液压油等，可以提高能源利用效率 ，减少能源浪费。
02
污染物，保持清洁。
检查液压或气压系统的温
04
度和压力，确保在正常范
围内。
液压与气压传动系统的常见故障及排除方法
油或气压不足
检查油或气罐的液位或气量，并补充至正 常水平。
系统堵塞或受阻
检查液压或气压系统的管道和部件，清理 堵塞物。
系统泄漏
检查密封件和密封装置，发现泄漏及时维 修。
温度或压力异常
检查液压或气压系统的温度和压力，如有 异常及时调整。
03
气压传动基础
气压传动概述
1 2
气压传动的定义
气压传动是指利用空气压力来传递动力和信号的 传动方式。
气压传动的特点
气压传动具有安全、无污染、高效、节能等优点 ，被广泛应用于各种工业生产领域。
3
气压传动的应用范围
气压传动可以用于各种机械设备的控制系统，如 汽车、飞机、轮船等交通工具，以及各种加工机 床、生产线等。
液压与气压传动说课 课件
目录
• 课程简介 • 液压传动基础 • 气压传动基础 • 液压与气压传动系统实例 • 液压与气压传动系统的维护与保养 • 液压与气压传动系统的设计计算
01
课程简介
课程背景

液压与气压传动知识点

液压与气压传动知识点

液压与气压传动知识点液压和气压传动是现代工业中常用的两种传动方式。

液压传动是指利用压力传递力或者运动的一种动力传动方式，而气压传动则是利用气体的压缩和膨胀来传动力或者运动的一种动力传动方式。

液压传动和气压传动都具有一定的优点和局限性，可以根据实际使用环境和需求来选择适合的传动方式。

一、液压传动的基本原理和特点：1.液压传动基本原理：液压传动使用液体介质传递力或者动力。

利用液体的不可压缩性和容量不变性，通过压力的传递来实现力或者运动的传递。

2.液压传动的特点：(1)可以传递大量的力和扭矩，具有较大的工作能力。

(2)传动平稳，无冲击。

(3)传动效率高。

(4)传动精度高。

(5)需要专门的液压系统设备，维护成本相对较高。

二、气压传动的基本原理和特点：1.气压传动基本原理：气压传动利用气体的压缩和膨胀来传递力或者动力。

通过控制气体的压力和流量来实现力或者运动的传递。

2.气压传动的特点：(1)传动部件轻便，结构简单。

(3)传动速度较快。

(4)传动力和运动平稳性相对较差。

(5)传动效率较低。

(6)需要专门的气压系统设备，维护成本相对较高。

三、液压传动和气压传动的比较：1.功能比较：(1)液压传动一般用于需要稳定传动、大功率和大扭矩传输的场合，例如大型机械设备和工程机械等。

(2)气压传动一般用于工作环境复杂、易爆炸和易燃的场合，例如石油、化工和冶金等行业。

2.优缺点比较：(1)液压传动的优点是传动平稳、效率高、精度高，但成本较高，对环境要求较高。

(2)气压传动的优点是结构简单、安全可靠，但传动力和运动平稳性较差，效率较低。

3.应用领域比较：(1)液压传动广泛应用于船舶、冶金、矿山、工程机械等领域。

(2)气压传动广泛应用于汽车、矿山、石油、化工等领域。

总结起来，液压传动和气压传动都有各自的适用场合和优缺点。

在选择传动方式时，需要根据实际工作环境、力量要求、精度要求和经济成本等方面综合考虑，选择最适合的传动方式。

液压与气压传动通用课件(精华版)

液压与气压传动通用课件(精华版)
气压传动
利用气体作为工作介质，通过气瓶或气瓶组产生压缩空气， 再通过气动元件将压缩空气转化为机械能输出的一种传动方 式。气压传动的基本原理是伯努利定律，即空气流速大的地 方压力小，流速小的地方压力大。
液压与气压传动的应用领域
液压传动
广泛应用于工程机械、农业机械 、汽车工业、船舶工业等领域， 如挖掘机、推土机、起重机、压 路机、液压夹具等。
同时，随着环保意识的不断提高，液压与气压传动技术也将更加注重环保和节能， 推动工业生产的可持续发展。
对我国液压与气压传动技术发展的建议和展望
我国应加大对液压与气 压传动技术研发的投入 力度，鼓励企业自主创 新，推动技术进步。
加强产学研合作，促进 科技成果的转化和应用 ，提高我国液压与气压 传动技术的整体水平。
04 液压与气压传动系统的设计
系统设计的基本原则和步骤
确定设计要求
明确液压或气压传动系统的功能、性能和参 数要求。
计算系统参数
确定系统方案
根据设计要求，选择合适的液压或气压传动 方案，包括元件选择、回路设计等。
根据பைடு நூலகம்统方案，计算液压或气压传动系统的 参数，如流量、压力、功率等。
02
01
绘制系统图和装配图
液压与气压传动通用 课件(精华版)
目录
• 液压与气压传动基础知识 • 液压系统 • 气压系统 • 液压与气压传动系统的设计 • 液压与气压传动系统的故障诊断与
排除 • 液压与气压传动技术的发展趋势和
未来展望
01 液压与气压传动基础知识
液压与气压传动的定义和原理
液压传动
利用液体作为工作介质，通过密封容器的压力传递动力和运 动的一种传动方式。液压传动的基本原理是帕斯卡原理，即 在小面积上施加压力，将产生较大的力；在大面积上施加压 力，将产生较小的力。

液压与气压传动

液压与气压传动

液压与气压传动液压与气压传动是工业现代化生产的重要组成部分，液压与气压作为传动介质，已经广泛应用于各种机械、工具、设备、以及各类工业自动化系统和生产流水线上。

本文将主要从液压与气压传动的基本原理、特点以及优缺点等方面进行探讨。

一、液压气压传动基本原理液压传动系统的基本组成部分主要包括：液压泵、液压缸、液压阀、液压油箱、油管、以及液压控制阀等。

液压系统中，液压泵负责将机械能转换成液压能，由液压泵产生的液压能作为有效载荷传递到被控制的液压元件上，通过控制液压阀的开启和关闭来实现各种运动控制。

气压传动系统也是由几个部分组成的，主要包括压缩机、气缸、气阀、压力表、以及一个气槽等。

气压系统中，压缩机负责将机械能转换成压缩空气，通过气缸所传递的空气压力，实现各种运动控制。

二、液压气压传动的特点1、液压传动特点液压传动系统比气压传动系统在各方面都更加稳定和可靠。

由于液压能储存时间较长，且油液受热膨胀系数小，不易泄漏，因此液压传动系统运行起来比气压传动稍微安全。

此外，液压传动系统可实现无级调速功能，同时承受的荷载也能大于气压传动系统。

2、气压传动特点相对于液压传动，气压传动具有价格较为便宜的优势。

气压传动的另一个优势是气缸行程大，且行程能通过重复拼接的方式实现无级调节。

此外，气压传动还具有快速响应的特点，当工作中的负荷突然增加时，气压传动能够响应自如，更快地完成加速和减速操作。

三、液压气压传动优缺点比较1、液压传动系统优缺点液压传动系统具有加速、减速平稳、静音、开关灵活、精确度高等优点，此外使用寿命比较长，维护成本较低。

但是，液压传动系统也存在着以下缺点：传动过程中会产生噪音，维护操作人员需要具备一定的技能和经验。

另外还需要经常维护常规保养，以及防止油液泄漏等问题。

2、气压传动系统优缺点气压传动系统具有价格低廉，适用范围广、安全性高的优点。

此外，气压传动系统操作简单，无需专业技能。

但是，气压传动系统存在传动路途中能量损失较大，且响应速度慢，不能实现调速等缺点。

液压与气压传动 第一章

液压与气压传动 第一章

第 20 页
还起着润滑运动部件和保护金属不被锈蚀的作用。因此，液压油的质量及其各 种性能将直接影响液压系统的工作。
液压 传 动 的 工 作 介 质
不同的机械、不同的环境和不同的使用情况对液压传动工作介质的要求 也不相同。液压油应具备如下性能。 ① 适宜的黏度和良好的黏温性能。在正常的工作温度变化范围内，液压 油的黏度随温度的变化要小。 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。
液压传动工作介质种类 石油基液压油 水包油乳化液 水-乙二醇液 磷酸酯液 体积模量K/（ N m2 ） （1.4～2.0）× 109 1.95× 109 3.15× 109 2.65× 109
第一章 液压传动基础
第 一 节
第9页
液压传动工作介质的体积模量和温度、压力有关：温度增加时，K值减小；压
力增大时，K值增大。由于空气的可压缩性很大，所以当液压传动工作介质中混有
液压 传 动 的 工 作 介 质
用而产生一种阻碍液体分子之间进行相对运动的内摩擦力，这种性质称为液体
的黏性。液体只有在流动或有流动趋势时才会呈现出黏性，静止的液体是不会 呈现出黏性的。
第一章 液压传动基础
2）牛顿的液体内摩擦定律 第 一 节 当液体流动时，由于液体与固体壁面 的附着力及液体本身的黏性使液体内各处 的速度大小不等。以图1-2所示为例，若 两平行平板间充满液体，设上平板以速度 u0向右运动，下平板固定不动。紧贴于上 平板上的液体黏附于上平板上，其速度与 上平板相同。紧贴于下平板上的液体黏附 于下平板，其速度为零。中间各液层的速 度则视它距下平板的距离按曲线规律或线 性规律变化。我们把这种流动看成是许多 无限薄的液体层在运动，当运动较快的液 体层在运动较慢的液体层上滑过时，两层 间由于黏性就产生内摩擦力的作用。

液压与气压传动

液压与气压传动
执行元件（液压缸、液压马达等）将液体的压力能转 化为机械能输出，以得到既定的运动和力的形式。
液压系统的 基本组成
动力元件：液压泵。
执行元件：液压缸、液压马达。
控制调节元件：控制和调节液压系统的压力、 流量及液流方向的装置，如各类液压阀等。
液压传动系统组成
两次能 量转化
动力元件（液压泵）将机械能转换为液体的压力能；
对环境的适应性好。如：易燃易爆、高温场合、 食品、医药医疗。
气压传动的特点
相比之下，空气介质具有无成本、流动阻力小、较易压缩、环境适应强等特点
压力小，动力性能不如液压，执行件尺寸较大。
气压传动 的特点为
系统稳定性差、调速性能差。
某些情况气源处理装置花费大
液压传动的基本应用
工程机械
1
2 金属切削机床、压力机
液压与气动传动的工作原理
液压传动的工作原理： 如图1-1是液压千斤顶的工作原理图。提起手柄→小活塞 上移→小活塞下端油腔容积增大(形成局部真空)→单向阀 4打开→经吸油管5从油箱12中吸油; 压下手柄→小活塞下移→小活塞下腔压力升高→单向阀4 关闭，单向阀7打开→下腔的油液经管道6、单向阀7输入 油缸9的下腔→迫使大活塞8上移→顶起重物。再提手柄 吸油时→单向阀7自动关闭→油液不能倒流→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 压入举升缸下腔，使重物逐渐地升起。如打开截止阀11→ 举升缸下腔的油液经管道10、截止阀11流回油箱→重物 就向下移动。这就是液压千斤顶的工作原理。
执行元件（液压缸、液压马达等）将液体的压力能转 化为机械能输出，以得到既定的运动和力的形式。
工作介质：通常为液压油
液压系统的 基本组成
辅助元件：如油管、管 接头、油箱、过滤器、 蓄能器和压力表等。

液压与气压传动技术习题答案

液压与气压传动技术习题答案

液压与⽓压传动技术习题答案第⼀章概述思考题与习题1-1说明什么叫液压传动?解：⽤液体作为⼯作介质进⾏能量传递的传动⽅式称为液体传动。

按照其⼯作原理的不同，液体传动⼜可分为液压传动和液⼒传动两种形式。

液压传动主要是利⽤液体的压⼒能来传递能量；⽽液⼒传动则主要利⽤液体的动能来传递能量。

1-2液压传动系统由哪⼏部分组成？试说明各组成部分的作⽤。

解：液压传动系统主要由以下四个部分组成：(1)动⼒元件将原动机输⼊的机械能转换为液体压⼒能的装置，其作⽤是为液压系统提供压⼒油，是系统的动⼒源。

如各类液压泵。

(2)执⾏元件将液体压⼒能转换为机械能的装置，其作⽤是在压⼒油的推动下输出⼒和速度(或转矩和转速)，以驱动⼯作部件。

如各类液压缸和液压马达。

(3)控制调节元件⽤以控制液压传动系统中油液的压⼒、流量和流动⽅向的装置。

如溢流阀、节流阀和换向阀等。

(4)辅助元件除以上元件外的其它元器件都称为辅助元件，如油箱、⼯作介质、过滤器、蓄能器、冷却器、分⽔滤⽓器、油雾器、消声器、管件、管接头以及各种信号转换器等。

它们是⼀些对完成主运动起辅助作⽤的元件，在系统中也是必不可少的，对保证系统正常⼯作有着重要的作⽤。

1-3液压传动的主要优、缺点是什么？解：1.液压传动的优点(1)液压传动容易做到对速度的⽆级调节，且其调速范围⼤，并且对速度的调节还可以在⼯作过程中进⾏；(2)在相同功率的情况下，液压传动装置的体积⼩、重量轻、结构紧凑；(3)液压传动⼯作⽐较平稳、反应快、换向冲击⼩，能快速起动、制动和频繁换向；(4)液压装置易实现⾃动化，可以⽅便地对液体的流动⽅向、压⼒和流量进⾏调节和控制，并能很容易地与电⽓、电⼦控制或⽓压传动控制结合起来，实现复杂的运动和操作；(5)液压传动易实现过载保护，液压元件能够⾃⾏润滑，故使⽤寿命较长；(6)液压元件易于实现系列化、标准化和通⽤化，便于设计、制造和推⼴使⽤。

2.液压传动的缺点(1)液体的泄漏和可压缩性使液压传动难以保证严格的传动⽐；(2)液压传动在⼯作过程中能量损失较⼤，因此，传动效率相对低，不宜作远距离传动；(3)液压传动对油温变化⽐较敏感，不宜在较⾼和较低的温度下⼯作；(4)液压系统出现故障时，不易诊断。

《液压与气压传动》第一章 液压传动基本知识

《液压与气压传动》第一章 液压传动基本知识

6.31 7.31 E 106 m2/s E
5）粘度的特性 ① 温度↑→粘度↓, 较明显, 如图1-3（下一页）。 ② 压力↑→粘度↑, 不明显
温度↑→粘度↓ 4. 其它性质 略，具体参阅教材P10。
二、对液压油液的要求
1) 合适的粘度,ν40=(15～68)×10-6 m2/s，较好的粘温特性 2) 润滑性好； 3) 质地纯净，杂质少； 4) 对金属和密封件有良好的相容性； 5) 对热、氧化、水解和剪切都有良好的稳定性； 6) 抗泡末性好，抗乳化性好，腐蚀性小，防锈性好； 7) 体积膨胀系数小，比热容大； 8) 流动点和凝固点低，闪点和燃点高； 9) 对人体无害，成本低。
恩氏粘度的定义： 是用恩氏粘度计测定。将200mL温度为t℃的被测液体 装入粘度计的容器内，使之由其下部直径为2.8mm的小 孔中流出, 测出液体流尽所需的时间t1(s)。再测出200mL 温度为20℃的蒸馏水在同一粘度计中流尽所需的时间t2 (s)。这两个时间的比值即为被测液体在t℃下的恩氏粘 度，Et t1 t2 ，一般以20℃、50℃和100℃作为测定粘 E20 E50 E 度的标准温度，分别记为 、 和 100 。 恩氏粘度与运动粘度的换算关系为
（1-4）
μ——粘性系数。 粘性动画
若以τ表示单位面积上的内摩擦力，则有
du dy
（1-5）
上式便称为牛顿内摩擦定律。 2）动力粘度μ 用牛顿内摩擦定律中的粘性系数μ 表示的粘度称为动 力粘度，又称绝对粘度。
物理意义：指在单位速度梯度下流动时单位面积上产生 的内摩擦力的大小。 du
N s 法定计量单位： Pa· 1Pa s 1 2 s m
2.静压力基本方程的物理意义 图1-5 1) 取A 点列写静压力基本方程， p po gh po g z0 z

液压与气压传动的基础知识

液压与气压传动的基础知识

环保等优点。混合传动技术能够适应不同的应用场景，满足多样化的需
求，具有广阔的应用前景。
应用领域拓展
新能源领域
随着新能源技术的不断发展，液压与气压传动技术在新能源领域的应用逐渐增多。例如， 在风能、太阳能等领域，液压与气压传动技术可以用于实现能量转换和存储，提高新能源 的利用效率。
智能制造领域
智能制造是未来制造业的发展方向，液压与气压传动技术在智能制造领域的应用将更加广 泛。例如，在自动化生产线、机器人等领域，液动。
工程机械
挖掘机、装载机、 压路机等。
军事工业
火炮操纵系统、导 弹发射车等。
农业机械
拖拉机、收割机等。
汽车工业
刹车系统、转向系 统等。
其他
机床、塑料机、冶 金设备等。
03
气压传动基础知识
气压传动的定义
气压传动是指利用空气压力来传递动力的传动方式，也称 为气压传动系统。
气压传动系统主要由气源、气动执行元件、控制元件和气 动辅助元件等部分组成。
液压传动系统主要由动力元件、执行元件、控制元件和辅助 元件组成。
液压传动的原理
基于帕斯卡原理，即施加在密闭液体 上的压力可以等值地传递到液体内部 的任何位置，并通过液体压力能实现 能量转换和传递。
液压传动系统通过将液体压力能转换 为机械能，实现直线或旋转运动，广 泛应用于各种机械、设备和装置中。
液压传动的应用
航空航天领域
航空航天领域对传动系统的高效性、可靠性和安全性要求极高，液压与气压传动技术在该 领域的应用具有较大潜力。例如，在飞机起落架、航空发动机控制系统等领域，液压与气 压传动技术可以发挥重要作用。
面临的挑战和机遇
挑战
随着新技术的发展和应用领域的拓展，液压与气压传动技术面临着诸多挑战。例如，如 何提高系统的可靠性和稳定性、降低能耗和提高效率、实现智能化和自动化控制等。

液压与气压传动技术- 认识液压与气压传动控制技术

液压与气压传动技术- 认识液压与气压传动控制技术

叶 7MPa以下 片 泵 7MPa以上
30～50 50～70
40～75 55～90
齿轮泵
30～70
95～165
柱塞泵
30～50
65～240
三、液压油污染与控制
液压油污染是液压系统故障的主要原因，据统计液压系 统故障至少60—70％是油液污染造成的。因此液压油的正确 使用，管理和防污是保证行元件运动速度的快慢 液压执行元件的运动速度高（摩擦突出），选 μ小的油, 反之，运动速度低（泄漏突出），选μ 大的油。
c）系统工作环境温度的大小 环境温度高宜选μ大的油，而环境温度低宜选 μ小的油。故有的液压设备要求夏季和冬季用不同 黏度的油。
d）油泵类型的要求： 油泵是液压传动系统的心脏，工作负荷也比较 大，对液压油的对黏度要求较严格，选择油液时要 考虑油泵的要求。一般可将液压泵对油液黏度的要 求作为选择液压油的参考，见教材表1-3（p.12）。
（3）空气混入会降低油液的体积模量，并引起振动、气蚀，降 低其润滑性。
（4）微生物的生成使油液变质，降低润滑性能，加速元件腐蚀
3. 油液污染的控制措施
油液的污染控制贯穿于液压系统设计、制造、安装、使用、 维修等各个工作环节。
对油液污染的控制概括起来有两个方面：一是防止污染物侵 入系统；二是把已经侵入的污染物从系统中清除出去。
难燃、温粘特性好，有防锈能力，润滑性差，易泄漏。适用 于抗燃、用油量大且泄漏严重的系统
L—HFB 有抗磨、防锈性能和抗燃性，用于有抗燃要求的中压系统
L—HFC
L—HFDR L—HFDS L—HFDT L—HFDU
有温粘特性、难燃和抗蚀性好，能在－20～50℃温度下使用， 用于有抗燃要求的中低压系统
难燃、润滑性好，抗磨性能和抗氧化性能良好，能在较广温 度范围内使用。用于有抗燃要求的高压精密液压系统

液压与气压传动的基础知识

液压与气压传动的基础知识

理想液体的伯努利方程
p1
g

z1

12
2g

p2
g

z2

22
2g

c
p
2
z c
g
2g
理想液体定常流动时，液体的任一
通流截面上的总比能（单位重量液
体的总能量）保持为定值。
图2-8 伯努利方程推导简图
总比能由比压能（）p 、比位能（Z）和比动能（）2 组成，可以相互
转化。
g
2.1.6 液体静压力对固体壁面的作用力
当承受压力的固体壁面为平面时:则作用在其上
的总作用力等于压力与该壁面面积之积
F p D2 4
如果承受压力的固体壁面是曲面时:曲面上总作用
力在某一方向上的分力等于曲面在与该方向垂直平面内的投影面 积与静压力的乘积。若已知曲面上总作用力在三个坐标轴方向的 分量分别为Fx、 Fy和Fz时，总作用力的大小为：
液体的静压力的方向总是沿着作用面的内法线方向 静止液体中任何一点所受到各个方向的压力都相等
2.1.2 液体静压力的基本方程
液体静压力基本方程:反映了在重力作用下静止液体中的压
力分布规律
p=po+ρ gh
p是静止液体中深度为h处的任意点上的
压力,p0 为液面上的压力，若液面为与 大气接触的表面，则p0等于大气压p。 同一容器同一液体中的静压力随着深度
2.1.1 液体的静压力
静压力: 是指液体处于静止状态时,其单位面积上所受的法向
作用力
若包含液体某点的微小面积ΔA上所作用的法向力为ΔF， 则该点的静压力p定义为：
lim p
F
A0 A

液压与气压传动技术液压传动基础知识

液压与气压传动技术液压传动基础知识

1.3 液体动力学
• 应用伯努利方程时必须注意的问题：
– （1） 断面1、2需顺流向选取（否则hw为负值）， 且应选在缓变的过流断面上。
– （2） 断面中心在基准面以上时，h取正值；反之取 负值。通常选取特殊位置水平面作为基准面。
1.3 液体动力学
• 例1-1 如图1-10所示，液体在管道内作连续流动，截面1-1 和1-2处的通流面积分别为和，在1-1和1-2处接一水银测压 计，其读数差为，液体密度为，水银的密度为，若不考虑 管路内能量损失，试求：1）截面1-1和1-2哪一处压力高？ 为什么？；2）通过管路的流量为多少？
– 液体中压力相等的液面叫等压面，静止液体的 等压面是一水平面。
•
– 当不计自重时，液体静压力可认为是处处相等 的
– 在一般情况下，液体自重产生的压力与液体传 递压力相比要小得多，所以在液压传动中常常 忽略不计。
图1-4 重力作用下的静止液体
1.2液体静力学 • 静压力方程的物理本质
– 式 中表示单位质量液体的位能，常称为位置水头；
1.3.3 伯努利方程
– 伯努利方程也称为能量方程，它实际上是流动液体 的能量守恒定律。
– 理想液体伯努利方程
• 流动液体中的能量:
– 压力能
– 位能
– 动能。
1.3 液体动力学 • 理想液体伯努利方程
• 实际液体的伯努利方程
– 式中
• α——动能修正系数动能修正系数（层流时α=2，紊流时α=1） • ——单位重量液体所消耗的能量
但在高压下或研究系统动态性能及计算远距离操纵的液压 系统时，必须予以考虑。
1.1 液压传动工作介质
3.粘度 • 液体的粘性：
– 物理本质
• 液体在外力作用下流动时,分子间的内聚力会 阻碍分子间的相对运动而产生一种内摩擦力。

液压与气压传动基础知识

液压与气压传动基础知识

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气源装置
气源装置为气动系统提供满足一定质量要求的压缩空气， 气源装置为气动系统提供满足一定质量要求的压缩空气，是气动 系统的重要组成部分。 系统的重要组成部分。 气动系统对压缩空气的主要要求：具有一定压力和流量， 气动系统对压缩空气的主要要求：具有一定压力和流量，并具有 一定的净化程度。 一定的净化程度。 气源装置由以下四部分组成 气压发生装置——空气压缩机； 空气压缩机； 气压发生装置 空气压缩机 净化、贮存压缩空气的装置和设备； 净化、贮存压缩空气的装置和设备； 管道系统； 管道系统； 气动三大件。 气动三大件。
液压与气压传动技术简介
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湖南工业大学
液压与气压传动的工作原理和特征
传动分类简介 液压与气压传动是以流体（液压油液或压縮 液压与气压传动是以流体（ 空气） 空气）为工作介质进行能量传递和控制的一种 传动形式。（元件组成基本回路， 。（元件组成基本回路 传动形式。（元件组成基本回路，回路再组成 一定功能的传动系统） 一定功能的传动系统） 以液压千斤顶为例来简述液压传动的工作 液压千斤顶为例来简述液压传动的工作 原理（类比打气筒及日用洗涤用品压出装置）。 原理（类比打气筒及日用洗涤用品压出装置）。
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典 型 液 压 图 形 符 号 图
湖南工业大学
系 统 原 理
液压与气压传动系统的组成
能源装置——将机械能转换为流体压力能的装置。液 将机械能转换为流体压力能的装置。 能源装置 将机械能转换为流体压力能的装置 压泵或空气压縮机。 压泵或空气压縮机。 执行元件——将流体的压力能转换为机械能的元件。 将流体的压力能转换为机械能的元件。 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。 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 控制系统压力、 控制元件 控制系统压力 流量、 及进行信号转换、 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。 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 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、 装置。如油箱、过滤器、蓄能器、油雾器、消声器、 管件等。 管件等。 工作介质—传递能量和信号 液压油、压缩空气。） 传递能量和信号， （工作介质 传递能量和信号，液压油、压缩空气。）

液压与气动技术第1章 液压与气压传动基础知识

液压与气动技术第1章 液压与气压传动基础知识
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1.2.2 液压传动系统的图形符号
图1-2(a) 和图1- 2(b) 中的各个元件是半结构式图形画出来的，直观性 强，易理解，但难于绘制，元件多时更是如此。在工程实际中，除某些 特殊情况外，一般都用简单的图形符号绘制，如图1-2 (c) 所示。图形 符号只表示元件的功能，不表示具体结构和参数。
物8就向下运动。
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1.1.2 液压传动的基本原理
通过对上面液压千斤顶工作过程的分析，可以初步了解到液压传
动的基本工作原理如下： (1)液压传动是利用有压力的液体（液压油）作为传递运动和动力
的工作介质；
(2)液压传动中要经过两次能量转换，先将机械能转换成油液的压 力能，再将油液的压力能转换成机械能； (3)液压传动是依靠密封容器或密闭系统中密封容积的变化来实现 运动和动力的传递。
环境条件下工作。
③ 为了减少泄漏，以及为了满足某些性能上的要求，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。
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1.4 液压油
1．液压油的用途
液压油主要有以下几种作用。 ① 传递运动与动力。将泵的机械能转换成液体的压力能并传至
液压泵
3
油箱
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1.2.1 液压传动系统的组成
液压泵 3 由电动机驱动旋转，从油箱 1 中吸油，经过滤器 2 后被液压 泵吸入并输出给系统。当换向阀 6 阀芯处于图1-2 (a) 所示位置时，压 力油经阀 5 、阀 6 和管道进入液压缸 7的左腔，推动活塞向右运动。 液压缸右腔的油液经管道、阀 6 、管道流回油箱。改变阀 6 阀芯工作 位置，使之处于左端位置时，如图1-2(b) 所示，液压缸活塞反向运动。 工作台的移动速度是通过流量控制阀来调节的。阀口开大时，进入缸的 流量较大，工作台的速度较快；反之，工作台的速度较慢。为适应克服 大小不同阻力的需要，泵输出油液的压力应当能够调整。工作台低速移 动时，流量控制阀开口小，泵输出多余的油液经溢流阀4和管道流回油箱， 调节溢流阀弹簧的预压力，就能调节泵输出口的油液压力。

液压与气压传动小结

液压与气压传动小结

液压小结第一章液压传动基础知识1、液压与气压传动是研究以有压流体（压力油或压缩空气）为能源介质，来实现各种机械的传动和自动控制的学科。

2、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。

3、液压与气压传动的活塞的运动速度取决于进入液压（气压）缸（马达）的流量，而与流体压力大小无关。

4、液压传动和气压传动是以流体的压力能来传递动力的。

5、液压与气压传动系统主要由以下几个部分组成：能源装置、执行装置、控制调节装置、辅助装置和传动介质。

6、液压传动的优点：①便于实现无级调速；②在同等功率下体积小、重量轻、惯性小结构紧凑；③温升热量可直接由油液带走；④控制调节简单，操纵省力；⑤易于实现过载保护；⑥反应快、能频繁起动、换向，易于实现回转、直线运动。

7、液压传动的缺点：①油液为工作介质，易泄漏，有污染；②能量损失大，传动效率低；③液压传动对油温敏感，不宜在很低或很高温度下工作；④油液有可压缩性，对负载敏感，难以保证严格的传动比；⑤元件制造精度高，价格高；⑥出现故障时不易查找原因。

8、气压传动与液压传动相比的优点：①介质是空气，来源方便；②粘度小，流动压力损失小；③工作压力低，元件的精度低，容易制造；④维护简单，使用安全；⑤场地、材料、环境的适应能力强。

9、气压传动与电气、液压传动相比的缺点：①气压传动装置的信号传递速度限制在声速范围内，工作频率和响应速度远不如电子装置；②空气的压缩性远大于液压油的压缩性，因此在动作的响应能力、工作速度的平稳性、动作的稳定性方面不如液压传动；③气压传动系统出力较小，气动装置体积大，传动效率低；④因空气无润滑性，元件需另设润滑；⑤气压传动有较大的排气噪声，需加装消声器。

10、液压传动工作介质的体积模量和温度、压力有关：温度增加时，体积模量值减小；压力增大时，体积模量值增大。

11、液体在外力作用下流动（或有流动趋势）时，分子间的内聚力要阻止分子相对运动而产生一种内摩擦力，这种现象叫做液体的粘性。

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（2）运动速度。当液压系统工作部件运动速度较高时， 宜选用黏度较小液压油，这有利于减少液流的摩擦损 失。 （3）环境温度。液压系统环境温度高时，宜选用黏度 较大液压油，这有利于减少液流的容积损失。
3 液压油的使用与维护
（1）正确合适的工作温度。任何一种液压油都会因 长时间温度的交变作用而发生品质变化，从而影响液 压系统的性能。因此正确合适的使用温度很重要。不 同品种液压油有不同的正常工作温度。例如，目前 90%以上液压系统采用的石油基矿物油，其连续工作 状态时的温度为80℃～140℃。 （2）液压油的污染控制。液压油污染是造成液压系 统故障的主要原因。
把油液黏度随温度变化而变化的这种性质称为 油液的黏温特性。
不同种类的液压油有不同的黏温特性。黏温特 性好的液压油其黏度随温度变化较小，因而油 温变化对液压系统性能影响较小。
3．黏度与温度、压力的关系
国内外常采用黏度指数Ⅵ来衡量黏温特性的好坏，黏 度指数Ⅵ越大，表明油液随温度的变化率小，即黏温 特性好。一般液压油的黏度指数Ⅵ在90以上，优异的 工作液的黏度指数Ⅵ在100以上。
第3篇 液压与气压传动技术
第8章 液压传动基础
第9章 液压泵
第10章 液压缸和液压马达 第11章 液压控制阀
第12章 液压系统辅助元件
第13章 基本控制回路
第14章 汽车典型液压与液力系统
第15章
气动技术
第8章 液压传动基础
8.1
液压油
8.2
液压传动基础知识
8.3
液压传动系统概述
能力训练与拓展

思考题
图8-5 绝对压力、相对压力和 真空度
压力常用单位换算
在工程实际中重力加速度g通常取10m/s2，因此， 人们常用到的公斤力/厘米2（kgf/cm2）、水柱 高、汞柱高和巴（bar）间的换算关系为：1atm （1个大气压）=1 kgf/cm2=105 Pa =1 bar；1 米水柱高（1mH2O）=104 Pa =0.1 kgf/cm2；1毫 米汞柱（1mmHg）=1.33×102 Pa。
8.1.2液压油的种类、选择、使用与维护
1、液压油的种类。液压油可分成可燃型（矿物油、
合成烃型）、难燃型（乳化型、水、水-乙二醇型、合 成型）和专业液压油（航空专用、舰船专用、炮用、 车辆制动专用等）三大类。液压油的主要品种及其特 性和用途如表8-1所示。
表8-1 液压油的主要品种及其特性
类型 名称 全损耗系 统用油 普通液压 油
3、静止液体内部压力的传递
在密闭容器中，施加在静止液体上的压力以等值传递 到各个点。这就是静压传递原理，又称帕斯卡定理。 图8-4所示为帕斯卡定理运用的一个典型实例。由于两 缸联通且密闭，因此在忽略重力影响的前提下，根据
帕斯卡定理有p1=p2 。
图8-4 帕斯卡定理运用实例
一个重要的知识点
若图8-4负载为零，忽略活塞质量和其他阻力 情况下，无论怎样推动小活塞，也不能在液 体中形成压力。由此可见液压系统的压力是 由外界负载决定的。
在L-HL基础上添加黏度指数添加剂，具有很好的黏温特性，适 用于对黏温特性有特殊要求的低压系统，如数控机床或装有伺服 阀的液压系统
在L-HM基础上添加有抗凝剂。可适用于-−40℃°C～～20℃°C的 低温环境
与L-HV相类似，但低温黏性更小 深度精制矿物油加添加剂，改善抗氧化性、抗泡沫性等。汽轮 机专用，也可用于一般液压系统
（8.-2）
动力黏度的法定计量单位为Pa·s和MPa·s，它与工 程上仍然沿用的非法定计量单位P（泊，dyn·s/cm2） 之间的关系是1Pa·s=10P。
（2）运动黏度。动力黏度与该液体的密度之比值称为 运动黏度，一般用 表示
运动黏度无明确物理意义，由于其单位含有长 度和时间量纲，类似于运动学量，故称为运动 黏度。
液体在圆管中的流动状态与管内液体的平均流速v、 管道内径d和液体的运动黏度 有关，液体流动是层流 还是紊流，需用雷诺数Re来判别，
雷诺数的物理意义：
雷诺数的物理意义：雷诺数是液流的惯性 力与内摩擦力的比值。雷诺数较小时，液 体的内摩擦力起主导作用，液体质点运动 受黏性约束而不会随意运动，液流状态为 层流；雷诺数较大时，惯性力起主导作用， 液体黏性不能约束质点运动，液流状态为 紊流。
——速度梯度，即流速沿垂直于流速方向的变化率。
图8-2 液体的黏性
2．黏度 液体黏性的大小用黏度来表示。常用的黏度有三种： 动力黏度、运动黏度和相对黏度（又称条件黏度）。 （1）动力黏度。它又称绝对黏度，其物理意义为： 液体在单位速度梯度下流动时，液体层间单位面积上产 生的内摩擦力。根据式（8.-1）有：
（3）液压油的定期检测。
8.2 液体传动基础知识
8.2.1 液体静力学基础 8.2.2液体动力学基础 8.2.3液压冲击和气穴现象
8.2 液体传动基础知识
8.2.1 液体静力学基础
1．液体静压力
这里的压力就是物理学中的压强。由于液体质 点间的内聚力很小，不能受拉，只能受压，所 以液体的静压力具有下面两个重要的特性。
抗磨液压 油
ISO代号 L-HH L-HL
L-HM
特性和用途 不含任何添加剂的基础性母液压油，一般不宜作传动介质，仅 适用于要求不高、低压系统的润滑 精制矿油加添加剂。具有一定的抗氧化和防锈能力，可用于低 压系统、机床主轴箱、齿轮箱的润滑
在L-HL基础上添加有极压抗磨剂和金属钝化剂，广泛应用于各 类低、中、高压系统，例如，工程机械和车辆液压系统
1．几个基本概念
（3）迹线和流线。迹线指流体质点的轨迹线。而流 线指流体流动的某一瞬间一条标志各质点运动状态的 曲线，如图8-6（a）所示。流线上各点瞬间的流向均 与该点的切线相重合，所以流线既不相交也不发生转 折，它是光滑的曲线。在恒定流动时流线的形状不随 时间而改变。迹线与流线比较，前者是同一质点不同 时刻的轨迹，时间是其参变量；后者是同一瞬间不同 质点的运动状态。但是在恒定流动时，迹线与流线重 合。
2、液压油的选择
首先是油液品种的选择。根据是否是液压专用，有无 起火危险，液压系统对环境，对抗磨性等方面的要求 进行选择；其次是选择液压油黏度等级。 液压元件中，液压泵由于压力高、转速高、温度高， 且液压油被泵吸入时受剪力作用，对液压油的性能最 为敏感，因此通常根据液压泵的类型以及要求，选择 液压油的黏度范围，详见表8-2。除考虑液压泵外，在 选择液压油黏度等级时，还应考虑以下几个方面。
高水基液，难燃，黏温特性好，有一定的防锈能力，润滑性差， 易泄露，适用于有抗燃要求，流量大，易泄露的系统
矿物型液压油，既抗磨防锈又抗燃，适用于具有抗燃要求的中 压系统
难燃，黏温特性好，抗蚀，能在−30℃～60℃使用，适用于具有 抗燃要求，中性能的低压系统
难燃、润滑性能好、抗磨、抗氧化，有毒。能在−54℃～135℃ 使用，适用于具有抗燃要求，精密的高压系统
液体静压力的两个特性
（1）液体静压力垂直于作用面，其方向与该面 的内法线方向一致。液体由于质点间凝聚力很小， 在受到拉力或剪力时，会发生流动，液体不在保 持静止。因此静止液体受到力的作用方向只能为： 与该面的内法线方向一致。 （2）静止液体内任一点所受到的液体静压力在 各个方向上都相等。显然，若静止液体的某一点 所受到的液体静压力在某个方向上不相等，即该 质点在该方向上力不平衡，自然就不会静止。
（1）工作压力。若选用液压油黏度过高，则液压系统 因摩擦而引起功率损失，从而使系统机械效率下降； 若选用液压油黏度过低，则液压系统因泄漏而引起功 率损失，从而使系统容积效率下降。但一般来说，工 作压力高的系统宜选择黏度大的液压油，这有利于减 少泄漏和容积损失。根据经验有：
当0MPa<p<7MPa时， =32~68 cSt； 当7MPa<p<21MPa时， =68~100 cSt； 当21MPa<p<32MPa时， >100 cSt。
1．几个基本概念
（4）流束和通流面积。在流场中任画一封闭曲线， 只要该曲线不是流线，经过曲线上每一点的流线组成 的管状表面称为流管，如图8-6（b）所示外围所形成 的管状体。流管内所有流线的总和称为流束，如图86（b）所示。 通流面积指与流束所有迹线正交的截面，它可能是平 面，也可能是曲面，如图8-6（c）所示。
1．几个基本概念 （5）流量和界面平均流速。 设元流通流截面各点流速为u，根据流量的定义有 dQ=udA。通过该通流截面上的流量就等于所有元流 流量之和，即
图8-7 平均流速与实际流速
2．流体的流动状态
图8-8 液体流态及其实验装置
层流时黏性力起主导作用，质点受黏性力作用，不随 意运动；紊流时惯性力起主导作用，质点在变化的惯 性力的作用下，运动变化多样。
2 液体静力学方程
此为液体静力学基本方程
图8-3 静止液体受力分析
重力作用下的静止液体内压力分布有以下特征： （1）静止液体中任一点的压力由液面上的压力 和液柱 自身重力所产生的压力 两部分构成。 （2）静止液体内的压力随深度 的增加而线性增加。 （3）同一液体中，离液面深度相同处各点的压力均 相等。由压力相等的点组成的面称为等压面。
（3）相对（条件）黏度。它指用黏度计在特 定条件下测出来的黏度。各相对（条件）黏度 都有相应的专门测量方法。各国采用的相对黏 度不一样，如我国、俄罗斯、德国等采用恩氏 黏度（°ºE），美国采用赛氏（SSU）黏度， 英国采用雷氏黏度（°R）。
3．黏度与温度、压力的关系
液压油对温度的变化极为敏感，一般说来，温 度升高，黏度会下降。
图8-4 帕斯卡定理运用实例
4．压力的表示方法及单位 压力的表示方法根据其测试的参考基准不同有两种： 一种以绝对真空为基准，另一种以大气压力为基准 （见图8-5）。以绝对真空为基准测得的压力称为绝 对压力，以大气压力为基准测得的压力称为相对压力。 由于绝大多数仪表外部受大气压力作用，内部受绝对 压力作用，这图些8-5仪绝表对测压力得、的相对压压力力为和真相空对度压力，所以相 对压力又称为表压力。