液压传动与气动技术课程教案-液压传动概述与液压传动基础知识
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第1章液压传动概述工作场景1:平面磨床操作
工作场景2:机床导轨磨削加工
一、基本概念
液压传动:以液压油为工作介质传递运动和动力的一种传动方式。
二、工作原理
例一:液压千斤顶
工作过程:小活塞上提时,吸油,大活塞静止;小活塞下压时,压油,大活塞上移;多次提压小活塞,重物断续上升;打开放油阀,油流回油箱,大活塞下降。
例二:磨床液压系统
液压泵由电动机驱动连续运转,从油箱吸油,将具有压力能的油液输入管路,通过节流阀,再经换向阀进入液压缸左腔(或右腔),液压缸右腔(或左腔)的油液则经过换向阀后流回油箱,磨床工作台随液压缸中的活塞实现左右往复移动,当换向阀处于中位时,工作台停止运动。
结论:液压传动是以液压油为工作介质,依靠密封容积的变化传递运动,依靠油液内部的压力传递动力的。视频
动画、视频
三、系统组成
1.动力元件
如液压泵或空气压缩机,它们可以将机械能转换为液体或气体的压力能。
2.执行元件
如液压缸或气缸、液压马达或气动马达,它们可以将液体或气体的压力能转化为机械能。
3.控制元件
指各种控制阀,它们能控制流体的压力、流量和方向,保证执行元件完成预期的动作。4.辅助元件
指油管、油箱、滤油器、压力表、空气过滤器、油雾器、消声器等,分别起到连接、贮油、过滤、测量、空气净化、润滑、消除噪音等作用。
四、图形符号
1.结构原理图:结构原理图直观、易懂,但较复杂。
2.图形符号图:图形符号较简单,但仅表示元件功能,不能反映元件结构。
五、工作特点
优点:
1.液压与气动系统可实现速度、转矩、功率的无级调节,操作简单、方便。2.液压与气动系统容易实现自动化工作循环。
3.液压与气动系统均能实现过载保护。
4.液压与气动元件易于实现系列化、标准化、通用化,故便于设计、制造。5.液压传动传递功率大、传动平稳性高。
6.气压传动工作介质资源丰富,经济,无污染。
缺点:
1.液压与气动系统传动比不精确。
2.液压系统因泄漏,易污染环境。
3.气压传动传递功率较小,工作时噪音大。
应用:汽车吊、油压机、液压电梯等绘制图形符号图
应用举例照片、视频
第2章液压传动基础知识
一、液压油的主要性质
目前,在液压系统中—般使用矿物油阼为工作介质,它的基本性质可在有关的资料中查到,液压油最重要的性质为粘性和可压缩性。
1.粘性
粘性:反映流动时液体内摩擦力的大小,也反映出液体的流动性能。
粘庹:表示液体粘性大小。
在实用中,油的牌号就表示了油液的粘度大小。
影响液体粘度的因素是:温度和压力。
当液体所受的压力增加时,其分子间的距离将减小,于是内摩擦力将增加,即粘度也将随之增大,但由于一般在中、低压液压系统中压力变化很小,因而通常压力对粘度的影响忽略不计。
液压油粘度对温度的变化十分敏感,温度升高,粘度下降,液压油的粘度随温度变化的性质称为粘温特性。因此,一般高温应选择粘度大的液压油,以减少泄漏;低温应选择粘度小的液压油,以减小摩擦。
2.可压缩性
液体受压力后其容积发生变化的性质。称为液体的可压缩性。
一般的中、低压液压系统,其液体的可压缩性很小.因而可以认为液体是不可压缩的。而在压力变化很大的高压系统中,就需要考虑液体可压缩性的影响。当液体中混入空气时,其可压缩性将显著增加,并将严重影响液压系统的工作性能,因而在液压系统中应使油液中的空气含量减少到最低限度。
二、液压传动中的两个主要参数
1.压力
1)定义
压力:液体在单位面积上所受的法向作用力,用p表示。举例说明
照片、视频举例说明
视频
计算:P=F/A (单位:Pa或Mpa)
换算:l MPa=1×106Pa
2)压力的形成与传递
液压系统中的油液处于一种“前阻后推”的状态
下产生,压力的大小取决于负载。
3)静压传递原理
据帕斯卡原理可知,在密闭容器中的静止液体,由外力作用在液面的压力能等值地传到液体内部的所有各点。
p=F/A
1=G/A
2
(A
1
=πd2/4 ;A
2
=πD2/4)
4)压力的表示方法
绝对压力、相对压力(表压力、真空度)
学生答问
2.流量
1)定义
流量:单位时间内流过某一通道截面的液体体
积,用q表示。
平均流速:用v表示
计算:v=q/A,速度的大小取决于流量。
常用单位:m3/s、L/min等。
2)连续性方程
理想状态,液体在同一时间内流过同一通道两
个不同通流截面的体积相等,即q=v1A1=v2A2=常量
3.压力损失和流量损失
1)液阻和压力损失
由于流动油液各质点之间以及油液与管壁之间
的摩擦与碰撞会产生阻力,这种阻力叫液阻。
系统存在液阻,油液流动时会引起能量损失,
主要表现为压力损失(包括沿程和局部压力损失)。
图示油液由A处流至B处时,产生压力损失:Δ
p=p A—p B。
2)泄漏和流量损失
从液压元件密封间隙漏过少量油液的现象称泄
漏。
泄漏分内泄漏和外泄漏,泄漏必然引起流量损失。
计算举例:
已知:磨床工作台液压传动系统中,活塞和活塞
杆的直径分别为D=0.1m,d=0.05m,输入液压缸的流
量q=8.33X10-4m3/s,压力p=2×105Pa。试求活塞带
动工作台运动的速度v=?,所能克服的工作阻力R=?
解:A=π(D2-d2)/4=3.14×(0.12-0.052)/4
=5.89×10-3m2
计算练习v=q/A=8.33X10-4/5.89×10-3
=0.141m/s
R=pA =2×105×5.89×10-3
=1178N
拓展简介:液压冲击和空穴现象