液压与气压传动全书ppt课件汇总(完整版)

1、液压与气压传动1流体力学基础概要液压油的性质和选用流体静力学流体动力学基础液压系统中的压力损失、孔口及隙缝流量特性液压冲击和气穴现象2液压油的性质和选用主要内容3流体的密度液体的可压缩性液体的粘性和粘度液压油的性能要求液压油的类型和选用液压油的污染和控制流体的密度工作介质密度/（kgm3）工作介质密度/（kgm3）抗磨液压液LHM32抗磨液压液LHM46油包水乳化液LHFB水包油乳化液LHFAE0.81030.88751030.9321030.9977103水乙二醇液压液LHFC通用磷酸脂液压液LHFDR飞机用磷酸酯液压液LHFDR10号航空液压油1.061031.151031.051030.

2、 851034液体的密度液压油的密度约为900kg/m3液体的密度随着压力或温度的变化而发生变化。但其变化量一般很小，在工程计算中可以忽略不计 。液体的可压缩性5液体的弹性模量液体产生单位体积相对压缩量所需的压力增量液压油弹性模量为K=(1.42.0)*109Pa由于混入空气，实际弹性模量取值=(0.71)*109Pa液压油的粘性和粘度6液体的粘性液体在外力作用下流动时，液体分子间的内聚力（内摩擦力）阻碍其相对运动的性质内摩擦力内摩擦应力由于液体和固体壁面间的附着力及液体的粘性，会使得流动液体内部各液层的速度大小不等。液压油的粘性和粘度7液体的粘度度量液体粘性大小的物理量动力粘度单位速度梯度上

3、的内摩擦力;表征液体粘性的内摩擦系数 。PaS单位：/dydu=运动粘度(ISO采用)动力粘度与密度之比值，没有明确的物理意义,但是工程实际中常用的物理量。=cSt（ mm2/s, 厘斯）单位：m2/s,61cSt10=s2/m液压油的粘性和粘度8相对粘度 雷式粘度R英国、欧洲 赛式粘度SSU美国 恩式粘度oE俄国、德国、中国 200ml 温度为T的被测液体,流经恩氏粘度计小孔（2.8mm）所用时间t1，与同体积20度的水通过小孔所用时间t2之比。单位：无量纲t2oE=t1液压油的粘性和粘度9 三种粘度之间的关系 影响粘度的因素粘度随着温度升高而显著下降（粘温特性）粘度随压力升高而变大（粘压特

4、性）温度、压力温度压力液压油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10液压油的类型和选用11液压油的类型石油型液压油 合成型液压油乳化型液压油液压油的选用合适的类型（油型）适当的粘度（油号）液压系统的工作压力高，要选择粘度较大的液压油液。环境温度高，选用粘度较大的液压油。运动速度高，选用粘度较低的液压油。液压泵的类型。环境因素运动性能设备种类液压油的污染及控制12 液压油污染的危害造成系统故障降低元件寿命使液压油变质影响工作性能 液压油的污染源系统残留物外界侵入物内部生成物 污染的控制彻底清洗系统保持系统清洁定期清除污物定期换油

5、流体静力学基础 压力的概念 压力的分布 压力的表示 压力的传递 压力的计算13主要内容压力的概念14静止液体在单位面积上所受的法向力称为静压力。若在液体的面积A上所受的作用力F为均匀分布时，静压力可表示为：p = F / A 液体静压力在物理学上称为压强，工程实际应用中习惯称为压力。液体静压力的特性： 液体静压力垂直于承压面，方向为该面内法线方向。 液体内任一点所受的静压力在各个方向上都相等。压力的分布15（压力随深度线性增加；等深等压。）静压力基本方程式 p=p0+gh 重力作用下静止液体压力分布特征：两部分组成：液面压力p0，自重形成的压力gh；液体内的压力与液体深度成正比；离液面深度相同

6、处各点的压力相等，压力相等的所有点组成等压面，重力作用下静止液体的等压面为水平面；压力的表示161）按测量方式表示水柱高度（m)、水银柱高度（mm)单位面积受力值（帕Pa、兆帕MPa、工程大气压at）2）按测量基准不同表示 pp0 p表压=p相对= p绝对 p0 pp0 p真空度= p相对=p0 p绝对压力的传递17静止液体密闭容器内压力等值传递。流动液体压力传递时考虑压力损失。例： 已知：=900kg/m2，F=1000N, A=1*10-3m2 求：在h=0.5m 处p=?解： 表面压力： p0=F/A=1000/1*10-3=106N/m2 h处的压力： p=p0+gh=106Pa帕斯卡

7、原理压力的传递18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。 图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。液体内的压力是由负载决定的。液压传动的基础压力的传递19帕斯卡原理应用已知：D=100mm, d=20mm, G=5000kg 求： F=？ G=mg=5000kg*9.8m/s2=49000N 由p1=p2 则F/(d2/4)=G/（D2/4) F=(d2/D2)G =(202/100

8、2)49000=1960N压力的计算20 液体和固体壁面接触时，固体壁面将受到液体静压力的作用。F=pAx 当固体壁面为平面时，液体压力在该平面的总作用力 F = p A ，方向垂直于该平面。 当固体壁面为曲面时，液体压力在曲面某方向上的总作用力 F = p Ax ， Ax 为曲面在该方向的投影面积。流体动力学基础21主要研究液体流动时流速和压力的变化规律。流动液体的连续性方程、伯努利方程、动量方程是描述流动液体力学规律的三个基本方程式。主要内容：液体的流态与流速流体的连续方程流体的伯努利方程流体的动量方程液体的流态与流速理想液体、稳定流动理想液体：假设的既无粘性又不可压缩的流体称为理想流体。

9、实际液体：有粘度、可压缩的液体稳定流动：液体流动时，液体中任一点处的压力、速度和密度都不随时间而变化的流动，称为定常流动或非时变流动。非稳定流动： 压力、速度、密度随时间变化的流动。22 流速、流量流量：单位时间内流经某通流截面流体的体积，流量以q表示，单 位为 m3 / s 或 L/min。流速：流体质点单位时间内流过的距离，实际流体内各质点流速 不等。平均流速：通过流体某截面流速的平均值。 液体的流态与流速231）流态 层流： 分层、稳定、无横向流动。 紊流： 不分层、不稳定、有横向流动。2）判定流态 雷诺数Re 临界雷诺数Rec 判定方法 液体的流态与流速24液体的流态 Re Rec紊流

10、层流粘性力起主导作用紊流惯性力起主导作用流体的连续方程25液体在管内作恒定流动，任取1、2两个通流截面，根据质量守恒定律，在单位时间内流过两个截面的液体质量相等，即：依据：质量守恒定律结论：流量连续性方程说明了恒定流动中流过各截面的不可压缩流体的流量是不变的。因而流速与通流截面的面积成反比。 1v1 A1 = 2v2 A2 不考虑液体的压缩性(1 = 2)，则得 q =v A =常量流体的伯努利方程26理想液体微小流束伯努利方程 假设：理想液体作恒定流动 ；依据：能量守恒定律右图所示为一液流管道，其内为理想液体作恒定流动，任取两通流截面A1, A2，离基准线的距离分别为h1，h2，平均流速分别

11、为v1，v2，压力分别为p1，p2，根据能量守恒定律，有因为两个通流截面是任意选取的，因此压力能位能动能流体的伯努利方程27实际液体伯努利方程 实际液体： 有粘性、可压缩、非稳定流动。 速度修正: 动能修正系数 平均流速代替实际流速，产生误差。 考虑能量损失hw 动能修正系数 单位质量液体在两截面间流动的能量损失。 流体的动量方程28依据：动量定理m2v2m1v1Ft12-动量修正系数，紊流=1，层流=4/3 用来计算流动液体作用在限制其流动的固体壁面上的总作用力。推导：流体的动量方程29例题：阀芯打开时受力分析1.液体受力 Fx=q(2v2cos90o1v1cos) 取1=1 则 Fx=q1

12、v1cos2.阀芯受力 Fx=Fx=q1v1cos 指向使阀芯关闭的方向流体流动时的压力损失30 为了克服阻力，流动液体会损耗一部分能量，这种能量损失可用液体的压力损失来表示。压力损失即是伯努利方程中的hw项。 压力损失由沿程压力损失和局部压力损失两部分组成。液流在管道中流动时的压力损失和液流运动状态有关。沿程压力损失局部压力损失总压力损失流体流动时的压力损失31沿程压力损失液体在等直径管中流动时因摩擦而产生的损失，称为沿程压力损失。因液体的流动状态不同沿程压力损失的计算有所区别。:沿程压力损失系数流体流动时的压力损失32液体流经管道的弯头、接头、阀口等处时，液体流速的大小和方向发生变化，会产

13、生漩涡并发生紊动现象，由此造成的压力损失称为局部压力损失。 p= v 2 / 2为局部阻力系数，其数值可查有关手册。液流流过各种阀的局部压力损失可由阀在额定压力下的压力损失pn来换算： pv= pn（q / qn ）2局部压力损失流体流动时的压力损失33总压力损失整个液压系统的总压力损失，应为所有沿程压力损失和所有的局部压力损失之和（通过所有阀、直管、弯管所产生的压力损失之和）。+流体流经小孔和隙缝的流量34小孔：薄壁孔(l/d0.5) ；细长孔 (l/d4）；短孔（0.54） 液流经过细长孔的流量和孔前后压差成正比，和液体粘度成反比，流量受液体温度影响较大。4.小孔流量通用公式 3.短孔（0

14、.5l/d4)流体流经小孔和隙缝的流量361.平行扳缝隙流量流体流经小孔和隙缝的流量372.同心环缝隙流量3.偏心环缝隙流量液压冲击1、含义：由于某种原因致使压力突然增高的现象。 pmax=p+p2、原因： 管道阀门关闭 运动部件制动 3、后果：产生噪声，影响元件和系统寿命。4、措施：延长流体换向时间；缩短管长，加大管径 限制管道液体流速；设置缓冲元件。 液压冲击与空穴现象38液压冲击与空穴现象39空穴现象 原因：因为系统内某点的压力突然降低，致使液体中析出气泡的现象。 后果：气泡压破产生噪声，元件表面产生点蚀。 措施：避免压力突降。减小压力降，降低吸油高度h，加大管径d，限制液体流速v，防止

15、空气进入。40Thank you!液压与气压传动41液压泵概要液压泵概述齿轮泵叶片泵柱塞泵液压泵的选用42液压泵概述43液压泵基本工作原理必须具有一个由运动件和非运动件所构成的密闭容积；密闭容积的大小随运动件的运动作周期性的变化，容积由小变大吸油，由大变小压油；要有相应的配油机构；液压泵工作条件液压泵概述44液压泵的主要性能参数液压泵的压力工作压力 p ：泵工作时的出口压力，其大小取决于负载。额定压力 ps ：正常工作条件下按实验标准连续运转的最高压力。吸入压力：泵进口处的压力。液压泵的排量、流量和容积效率排量V：液压泵每转一转理论上应排出的油液体积，又称为理论排量或几何排量。常用单位为cm3

16、/r。排量的大小仅与泵的几何尺寸有关。液压泵概述45平均理论流量 q t：泵在单位时间内理论上排出的油液体积，q t= n v ，单位为 m3/s 或 L/min 。实际流量 q ：泵在单位时间内实际排出的油液体积。在泵的出口压力 0 时，因存在泄漏流量q，因此q = q tq 。瞬时理论流量 qsh ：任一瞬时理论输出的流量，一般泵的瞬时理论流量是脉动的，即qshq t。额定流量 q s ：泵在额定压力，额定转速下允许连续运转的流量。容积效率v：v= q /q t =（q t q）/ q t =1q /qt=1-kp /nV 式中 k 为泄漏系数液压泵概述46泵的功率和效率输入功率 P t：

17、 驱动泵轴的机械功率为泵的输入功率，P t= T输出功率 P：泵输出液压功率， P = p q总效率p ：p = P / P t= p q / T=vm 式中m为机械效率。泵的转速额定转速 n s：额定压力下能连续长时间正常运转的最高转速。最高转速 n max：额定压力下允许短时间运行的最高转速。最低转速n min：正常运转允许的最低转速。转速范围：最低转速和最高转速之间的转速。液压泵概述47液压泵的分类和选用按运动部件的形状和运动方式分为齿轮泵、叶片泵、柱塞泵等齿轮泵：外啮合齿轮泵，内啮合齿轮泵叶片泵：双作用叶片泵，单作用叶片泵柱塞泵：径向柱塞泵，轴向柱塞泵按排量能否变量分定量泵和变量泵选用

18、原则：是否要求变量 要求变量选用变量泵工作压力 柱塞泵的额定压力最高工作环境 齿轮泵的抗污能力最好噪声指标 双作用叶片泵和螺杆泵属低噪声泵效率 轴向柱塞泵的总效率最高液压泵概述48液压泵的图形符号齿轮泵49 外啮合齿轮泵的工作原理 外啮合齿轮泵的流量 外啮合齿轮泵的三个问题 其他类型的齿轮泵齿轮泵外啮合齿轮泵的工作原理利用齿轮啮合原理工作50齿轮泵51外啮合齿轮泵1后盖 2轴承 3泵体 4主动齿轮 5前盖 6泵轴 7键 8从动齿轮 结构组成一对几何参数完全相同的齿轮、齿宽为B、齿数为z泵体、前后盖板、长短轴齿轮泵52外啮合齿轮泵的排量式中：z 齿数，m 模数，b 齿宽，D分度圆直径，h工作齿高

19、外啮合齿轮泵的流量脉动产生原因：齿轮啮合过程中工作腔容积变化率不是常数。后果：产生噪声定量泵齿轮泵53齿轮泵的三个问题泄漏：影响压力提高的首要因素端面泄漏 q泄1=75 % 80%； 径向间隙泄漏q泄2=15 % 20%； 啮合线泄漏q泄3=5%。端面间隙补偿措施：静压平衡，在齿轮和盖板之间增加一个补偿零件，如浮动轴套或浮动侧板，在浮动零件的背面引入压力油，让作用在背面的液压力稍大于正面的液压力，其差值由一层很薄的油膜承受。 54齿轮泵径向不平衡力产生原因：压力随径向位置而不同。危害：轴承载荷增加；轴受径向力而变形。平衡措施：开压力平衡槽，通过在盖板上开设平衡槽，使它们分别与低、高压腔相通，产

20、生一个与液压径向力平衡的作用力，但是，它是以增加径向泄漏为代价的。 55齿轮泵困油现象与卸荷措施产生原因：齿轮重迭系数1，存在闭死容积，随齿轮转动其大小发生变化，先由大变小，后由小变大。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齿轮泵56 内啮合齿轮泵特点: 无困油现象;流量脉动小，噪声低;采取间隙补偿措施后，泵的额定压力可达30 MPa。造价也比外啮合齿轮泵高。齿轮泵57螺杆泵螺旋面可视为齿轮曲线作螺旋运动而形成的表面，螺杆的啮合相当于无数个无限薄的齿轮曲线的啮合 。 特点：流量均匀

21、，噪声低；自吸性能好。叶片泵58双作用叶片泵单作用叶片泵限压式变量叶片泵叶片泵59双作用叶片泵密闭工作容积被叶片分割为四部分；叶片在离心力作用下紧贴于定子内表面；两部分密闭容积将减小，受挤压的油液经配流窗口排出，两部分密闭容积将增大形成真空，经配流窗口从油箱吸油。转子旋转一周，叶片在转子叶片槽内滑动两次，完成两次吸油和压油：双作用叶片泵叶片泵60双作用叶片泵的结构特点定子曲线：由八段弧线组成叶片倾角：为保证叶片所受合力与运动方向一致，减少叶片受弯的力，叶片前倾角径向力：转轴所受径向力平衡，无径向不平衡力叶片数：合理设计叶片数（Z8，偶数），可使理论流量均匀，噪声低定量泵：双作用叶片泵转子转一转

22、，吸、压油各两次，为定量泵叶片伸出主要靠离心力和压力油作用叶片泵61 单作用叶片泵 传动轴带动转子旋转，叶片在离心力作用下紧贴定子内表面，因定子与转子之间有偏心，故有一部分密闭容积将减小，受挤压的油液经配流窗口排出，一部分密闭容积将增大形成真空，经配流窗口从油箱吸油。叶片泵62单作用叶片泵的特点定子曲线：单作用叶片泵定子内表面为圆面;叶片倾角：为保证叶片所受合力与运动方向一致，减少叶片受弯的力，叶片前倾角;径向力：转轴所受径向力不平衡，有径向不平衡力;叶片数：因叶片矢径是转角的函数，瞬时理论流量是脉动的。叶片数取为奇数，以减小流量的脉动;变量泵：可以通过改变定子的偏心距 e 来调节泵的排量和流

23、量;叶片伸出：主要靠离心力作用。叶片泵63限压式变量叶片泵 定子右边控制活塞作用着泵的出口压力油，左边作用着调压弹簧力。当PAxFs时 e=emax q=qmax定量泵当PAxFs时 e=emaxx q=qmaxpf(x)变量泵FsPAX柱塞泵64 柱塞沿径向放置的泵称为径向柱塞泵，柱塞轴向布置的泵称为轴向柱塞泵。径向柱塞泵轴向柱塞泵柱塞泵65配流轴式径向柱塞泵缸体 均布有七个柱塞孔，柱塞底部空间为密闭工作腔柱塞 其头部滑履与定子内圆接触定子 与缸体间存在偏心配流轴 不转动,分为吸油和压油两个部分传动轴 带动缸体转动柱塞泵66配流轴式径向柱塞泵的流量计算 e 定子与缸体之间的偏心距 Z 柱塞数

24、空间：柱塞缸体内变化： 柱塞外伸吸油 柱塞内缩压油配油：配油轴配油67柱塞泵斜盘式轴向柱塞泵缸体 均布Z 个柱塞孔，分布圆直径为D柱塞滑履组 柱塞直径为d斜盘 相对传动轴倾角为配流盘传动轴柱塞泵68缸体柱塞滑履组配流盘柱塞泵69空间：柱塞缸体内变化： 柱塞外伸吸油 柱塞内缩压油配油：端面配油斜盘式轴向柱塞泵的流量计算改变斜盘倾角可以改变泵的排量液压泵的选用70齿轮泵优点：结构简单，工作可靠，维护方便，价格低，自吸性强缺点：易产生振动和噪声，泄露大，容积效率低，径向液压力不平衡，流量不可调工作压力：一般用于低压。液压泵的选用71叶片泵优点：输油量均匀，压力脉动小，容积效率高缺点：结构复杂，难以加

25、工，叶片易被脏物卡死工作压力：中压液压泵的选用72柱塞泵优点：结构紧凑，径向尺寸小，容积效率高缺点：结构复杂，价格较贵工作压力：高压液压泵的选用73螺杆泵优点：结构简单，体积小，质量轻，运转平稳，噪声小，使用寿命长，自吸能力强，容积效率高。缺点：螺杆齿形复杂，不易加工，精度难以保证。工作压力：440MPa液压泵的选用74各类液压泵的特点齿轮泵外啮：对油不敏感，结构简单，造价低，脉动大，噪声大内啮：对油不敏感，结构简单，造价高，脉动小，噪声小叶片泵双作用：对油敏感，结构紧凑，不可变量，不受径向不平衡力，噪声小单作用：可变量，压力低，受径向不平衡力，噪声大柱塞泵压力高，可变量，对油敏感，噪声大液压

26、泵的选用75各类液压泵的特点液压泵的选用76选择液压泵的原则 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和型号。 1. 液压泵的类型选择 2. 液压泵的工作压力 3. 液压泵的流量77Thank you!液压与气压传动78液压辅件概要79过滤器蓄能器油箱热交换器管件密封装置液压辅件是系统的一个重要组成部分，其合理设计和选用在很大程度上影响液压系统的效率、噪声、温升、工作可靠性等技术性能。过滤器80作用：滤去油中杂质，维护油液清洁，防止油液污染，保 证系统正常工作。网式压力管路式纸芯式典型过滤器结构过滤器81过滤器的选用1、过滤

27、精度应满足系统要求 过滤精度以滤去杂质颗粒的大小来衡量。粗滤器；普通滤器；精滤器；特精滤器。2、要有足够的通油能力 在一定压力降下允许通过过滤器的最大流量，应结合过滤器在系统中的安装位置选取。 3、要考虑一些特殊要求，如抗腐蚀、磁性、发信、不停机更换滤芯等。4、要清洗更换方便。过滤器82安装在泵的吸油口安装在泵的出口安装在系统的回油路上安装在系统的支路上 安装在独立的过滤系统中安装过滤器应注意：过滤器只能单向使用。蓄能器83作用:液压系统中储存和释放压力能的装置。1.作辅助动力源或紧急动力源2.保压和补充泄漏3.吸收冲击和消除压力脉动 蓄能器84蓄能器的种类弹簧式重锤式充气式油箱85油箱的功用

28、1.储存系统所需的足够油液；2.散发油液中的热量；3.逸出溶解在油液中的空气；4.沉淀油液中的污物；5.对中小型液压系统，泵装置及一些液压元件还安装在油箱顶板上。油箱的结构总体式结构分离式结构 油箱容积V 的确定 V=q，经验系数 热交换器86 长时间油温过高，油液粘度下降，泄漏增加，密封老化，油液氧化，严重影响系统正常工作。 冷却：为保证正常工作温度在2065，需要在系统中安装冷却器。 加热：若油温过低，油液粘度过大，设备启动困难，压力损失加大并引起过大的振动。此种情况下系统应安装加热器，将油液温度升高到适合的温度。冷却器 水冷 风冷 氨冷等方式加热器 热水 蒸气 电加热等方式管件87油管

29、有钢管、紫铜管、塑料管、尼龙管、橡胶软管。应根据液压装置工作条件和压力大小来选择油管管接头 油管与液压元件、油管与油管之间可拆卸的的连接件。密封装置88 防止系统油液的内外泄漏，以及外界灰尘和异物的侵入，保证系统建立必要压力。对密封装置的要求 1、在一定的工作压力和温度范围内具有良好的密封性能； 2、与运动件之间摩擦系数要小； 3、寿命长，不易老化，抗腐蚀能力强； 4、制造容易，维护使用方便，价格低廉。常用的密封 1、间隙密封 2、O 型密封圈 3、唇型密封（Y 型、Yx型、V 型） 4、组合密封装置（组合密封垫圈、橡塑组合密封装置）密封装置89间隙密封O型密封圈Y型密封圈V型密封圈组合密封圈

30、90Thank you!液压与气压传动91液压执行元件概述92将流体的压力能转化为机械能的元件。驱动机构作直线（缸）或旋转运动（马达），其输入为压力和流量，输出为力和速度，或转矩和转速。液压缸液压马达液压缸93液压缸的组成：活塞、缸体、活塞杆、端盖、密封液压缸的结构液压缸94液压缸的分类按结构形式分：活塞缸 单出杆活塞缸、双出杆活塞缸柱塞缸 摆动缸 按作用方式分：单作用液压缸 一个方向的运动依靠液压作用实现， 另一个方向依靠弹簧力、 重力等实现；双作用液压缸 两个方向的运动都依靠液压作用力来实现；复合式缸 活塞缸与活塞缸的组合、活塞缸与柱 塞缸的组合、活塞缸与机械结构的组合等。液压缸95液压缸

31、基本参数的计算双活塞杆缸活塞两侧都有活塞杆伸出。双出杆活塞缸液压缸96 当缸筒固定时，运动部件移动范围是活塞有效行程的三倍；当活塞杆固定时，运动部件移动范围是活塞有效行程的两倍 。液压缸安装方式 缸筒固定 活塞杆固定液压缸97单出杆活塞缸只有一端带活塞杆，它也有缸筒固定和活塞杆固定两种安装方式，两种方式的运动部件移动范围均为活塞有效行程的两倍，即 。无杆腔进油有杆腔进油液压缸98两种工作状态比较：单出杆活塞缸无杆腔进油有杆腔进油液压缸99差动连接缸单出杆活塞缸两腔同时通压力油，称为差动连接。差动连接的缸只能一个方向运动。图示为向右运动。差动连接：增速！液压缸100柱塞缸 柱塞与缸筒间无配合关系

32、，缸筒内孔不需精加工，只是柱塞与缸盖上的导向套有配合关系。为减轻重量，减少弯曲变形，柱塞常做成空心。 柱塞缸只能作单作用缸，要求往复运动时，需成对使用。柱塞缸能承受一定的径向力。单向运动时双向运动时液压缸101摆动缸 当通入液压油，它的主轴能输出小于360的摆动运动的缸称为摆动式液压缸。常用于辅助装置，如送料和转位装置、液压机械手及间歇进给机构。单叶片式 摆动角度较大，可达300 双叶片式 摆动角度一般小于150。相同条件下输出转矩是单 叶片摆动缸的两倍，输出角速度是单叶片缸的一半。液压缸102增压缸齿轮齿条缸其它常见液压缸液压缸103液压缸的典型结构 缸体组件 活塞组件 密封装置 缓冲装置

33、排气装置液压缸104液压缸的设计计算主要尺寸：缸直径D、活塞杆直径d、缸长度L(2) 计算杆径d 有速比要求时按和D确定 无速比要求时由推荐表求取(3) 计算油缸长度L L活塞有效行程l+活塞长度+活塞杆轴向长度 + 其他长度(4) 校核(1) 计算缸直径D 无杆腔工作时： 有杆腔工作时：液压马达105液压马达的工作原理设第i个柱塞和缸体的垂直中心线夹角为，则在柱塞上产生的转矩为：液压马达产生的转矩应是处于高压腔柱塞产生转矩的总和，即 液压马达106液压马达的主要性能参数1. 工作压力和额定压力 2. 排量和理论流量 3. 效率和功率 总效率输入功率Pi输出功率Po4. 转矩和转速 液压马达1

34、07液压马达的分类和结构液压马达和液压泵结构基本相同按结构分有齿轮式、叶片式和柱塞式等几种。按工作特性可分为高速小转矩马达和低速大转矩马达两大类 。液压马达108液压马达的分类和结构：高速液压马达转速高（一般高于500r/min）、转动惯量小、输出转矩不大，故又称高速小转矩液压马达。外啮合齿轮式液压马达：结构简单、质量轻、体积小、价格低及对油液污染不敏感等优点；缺点是噪声大、脉动较大且难以变量、低速稳定性较差等。双作用叶片式液压马达：结构紧凑、体积小、噪声较小、寿命较长及脉动率小等优点；其缺点是抗污染能力较差、对油液的清洁度要求较高。轴向柱塞式液压马达：单位功率质量轻、工作压力高、效率高和容易

35、实现变量等优点；其缺点是结构比较复杂、对油液污染敏感、价格较贵。按其结构特点又可分为斜盘式和斜轴式两类 。109液压马达轴向柱塞式液压马达在高速液压马达中应用最多110液压马达液压马达的分类和结构：低速液压马达输入油液压力高、排量大，可靠性高，可在马达轴转速为10r/min以下平稳运转，低速稳定性好，输出转矩大，可达几百Nm，所以又称低速大转矩液压马达 。连杆型单作用径向柱塞式液压马达1壳体 2柱塞 3连杆 4曲轴 5配油轴111Thank you!液压与气压传动112液压控制阀概要液压阀阀芯结构和性能常用液压控制阀方向控制阀压力控制阀流量控制阀电液比例阀电液伺服阀113液压阀阀芯结构和性能1

36、14阀是用来控制系统中流体的流动方向或调节其压力、流量。方向控制阀 用来控制和改变液压系统液流方向的阀类，如单向阀、换向阀等。压力控制阀 用来控制和调节液压系统液流压力的阀类，如溢流阀、减压阀、顺序阀等。流量控制阀 用来控制和调节液压系统液流流量的阀类，如节流阀、调速阀等。液压阀阀芯结构和性能115在结构上，所有的阀都由阀体、阀芯和驱使阀芯动作的部件（如手动、液动、电磁铁等）组成。 116液压阀阀芯结构和性能在工作原理上，所有阀的开口大小，进、出口间的压差以及流过阀的流量之间的关系都符合孔口流量公式。液压阀阀芯结构和性能117阀芯结构滑阀 滑阀为间隙密封，阀芯与阀口存在一定的密封长 度，因此滑

37、阀运动存在一个死区。锥阀 锥阀阀芯半锥角一般为12 20 ，阀口关闭时为 线密封，密封性能好且动作灵敏。球阀 性能与锥阀相似滑阀 锥阀 球阀 液压阀阀芯结构和性能118液压阀的主要性能参数公称通径 (mm) 代表阀的通流能力的大小，对应于阀的额定流量。与阀的进出油口连接的油管应与阀的通径相一致。额定压力 (MPa, bar) 阀长期工作所允许的最高压力。方向控制阀119 方向控制阀用在液压系统中控制液流的方向。它包括单向阀和换向阀。方向控制阀120 只允许液流一个方向流动，反向则被截止的方向阀。可分为普通单向阀和液控单向阀两类。 单向阀普通单向阀液控单向阀方向控制阀121单向阀-普通单向阀工作

38、原理：左端进油，压力油作用在阀芯左端，克服右端弹簧力使阀芯右移，阀口开启，油液从右端流出； 若右端进油，压力油与弹簧同向作用，将阀芯紧压在阀座孔上，阀口关闭，油液被截止不能通过。方向控制阀122主要参数公称压力：额定压力；公称流量：额定压力时通过流量大小；开启压力：正向开启压力只需0.030.05 MPa，反向截止 时为线密封，密封性能良好。单向阀-普通单向阀方向控制阀123 普通单向阀的应用常被安装在泵的出口，一方面防止压力冲击影响泵的正常工作，另一方面防止泵不工作时系统油液倒流经泵回油箱。被用来分隔油路以防止高低压干扰。与其他的阀组合使用，组成单向节流阀、单向减压阀、单向顺序阀等，使油液一

39、个方向流经单向阀，另一个方向流经节流阀等。安装在执行元件的回油路上，使回油具有一定背压。方向控制阀124当控制油口不通压力油时，油液只能从p1p2；当控制油口通压力油时，正、反向的油液均可自由通过。单向阀-液控单向阀内泄式液控单向阀外泄式液控单向阀方向控制阀125单向阀-液压锁方向控制阀换向阀126换向阀的分类按阀芯运动的方式：滑阀式和转阀式；按操纵方式：手动、机动、电磁动、液动和电液动；按阀芯在阀体内占据的工作位置：二位、三位、多位等；按阀芯上主油路数量：二通、三通、四通、五通、多通等； 利用阀芯在阀体孔内作相对运动，使油路接通或切断而改变油流方向的阀。方向控制阀127滑阀式换向阀结论：利用

40、阀芯与阀体的相对滑动换向方向控制阀128滑阀式换向阀图5.9 阀体与阀芯配合式方向控制阀129转阀式换向阀结论：利用阀芯与阀体的相对转动换向方向控制阀130换向阀的职能符号表示方法方框表示“位”，方框数表示位数；“”表示连通，“ T”表示堵塞；在一方框内“”的首尾及“ T ”与方框交点数表示通数；每一方框表达的内容，为该阀芯在此位工作时的连通方式。方向控制阀131换向阀的机能 表示阀芯在某位置时阀主油路的连通方式，对于三位阀有中位机能、左位机能和右位机能。方向控制阀132方向控制阀133换向阀常见形式 电磁换向阀：以电磁铁为动力实现换向的阀，阀芯运动借助于电磁力和弹簧力的共同作用。二位三通电磁

41、换向阀PAB方向控制阀换向阀常见形式：三位四通电磁换向阀134方向控制阀135换向阀常见形式：手动换向阀方向控制阀136换向阀常见形式：机动换向阀方向控制阀137换向阀常见形式：电磁换向阀方向控制阀138换向阀常见形式：液动换向阀压力控制阀139 压力控制阀是用来控制液压系统中油液压力或通过压力信号实现控制的阀类。溢流阀减压阀顺序阀压力控制阀140溢流阀压力控制阀141直动式溢流阀压力控制阀142先导式溢流阀由先导阀和主阀组成。先导阀实际上是一个小流量直动型溢流阀，其阀芯为锥阀。主阀芯上有一阻尼孔，且上腔作用面积略大于下腔作用面积，其弹簧只在阀口关闭时起复位作用。压力控制阀143溢流阀的应用旁

42、接在泵的出口，用来限制系统压力的最大值，对系统起保护作用，称为安全阀。在执行机构不工作时使泵卸载。旁接在泵的出口，用来保证系统压力恒定，称为调压阀。溢流阀接在执行元件的出口，用来保证系统运动平稳性，称为背压阀压力控制阀144 减压阀：直动式减压阀减压阀是利用液流流过缝隙产生压力损失，使其出口压力低于进口压力的压力控制阀。按调节要求不同，有定值减压阀，定差减压阀，定比减压阀。其中定值减压阀应用最广，又简称减压阀。压力控制阀145 减压阀：先导式减压阀压力控制阀146 与先导型溢流阀比较：减压阀是出口压力控制，保证出口压力为定值； 溢流阀是进口压力控制，保证进口压力为定值。减压阀阀口常开；溢流阀阀

43、口常闭。减压阀有单独的泄油口；溢流阀弹簧腔的泄漏油经阀体內流道內泄至出口。减压阀与溢流阀一样有遥控口。减压阀的特点压力控制阀147减压回路减压阀的应用减压阀出口压力还与出口负载有关，若负载压力低于调定压力时，出口压力由负载决定，此时减压阀不起减压作用。稳压回路压力控制阀148直动式顺序阀顺序阀顺序阀用来控制多个执行元件的顺序动作按结构可分为直动式和先导式；按控制油来源不同分内控和外控，按弹簧腔泄漏油引出方式不同分内泄和外泄。压力控制阀149顺序阀先导式顺序阀压力控制阀顺序阀泵起动后，油源压力p1克服负载使液压缸运动。当p1口压力升高至作用在柱塞A下端面积上的液压力超过弹簧预调力时，阀心便向上运

44、动，使p1口和p2口接通。油源压力经顺序阀口后克服液压缸的负载使活塞运动。这样利用顺序阀实现了液压缸和的顺序动作。 压力控制阀顺序阀的结构与溢流阀相似。两者主要差别是： 顺序阀的出口通常与负载油路相通，而溢流阀的出口则与回油相通；顺序阀调压弹簧中的泄漏油和先导控制油必须外泄，如内泄阀将无法开启；而溢流阀的泄漏油和先导控制油可内泄也可外泄。溢流阀的进口压力调定后是不变的，而顺序阀的进口压力在阀开启后将随出口负载增加而进一步升高。顺序阀流量控制阀152流量控制阀是通过改变阀口大小来改变液阻实现流量调节的阀。常用流量控制阀有节流阀和调速阀。节流阀调速阀流量控制阀153节流阀主要由阀芯、阀体和调节螺母

45、组成。 普通节流阀单向节流阀流量控制阀154节流阀的应用(a) 进口节流调速；(b) 出口节流调速；(c) 旁支节调速；(d) 背压阀；流量控制阀155调速阀调速阀由定差减压阀与节流阀串联而成活塞上负载增大时，p2升高，于是作用在减压阀阀心上端的液压力增加，阀心下移，减压阀的开口加大，压降减小，因而使pm也升高，结果使节流阀前后的压差pm-p2保持不变。反之亦然。这样就使通过调速阀的流量恒定不变，活塞运动的速度稳定，不受负载变化的影响。流量控制阀156调速阀电液比例控制阀157比例控制阀由比例调节机构和液压阀两部分组成。比例控制阀是一种使输出液体参数（压力、流量和方向）随输入电信号参数（电流、

46、电压）成比例变化的液压元件。是集普通控制阀和伺服阀液控制元件优点于一身的新型液压控制元件。它可以根据输入电信号的大小连续成比例地对油液的压力、流量、方向实现远距离控制、计算机控制。比例控制阀根据所控制参数不同可分为：比例压力阀，比例流量阀，比例方向阀；电液比例控制阀158结构主要有电-机械转换器（比例电磁铁）和阀两部分。 电液比例控制阀 比例电磁铁电液比例控制阀 电液比例控制阀：比例压力阀 直动式比例压力阀 先导式比例压力阀电液比例控制阀160 改变比例电磁铁的输入电流，不仅可以改变阀的工作液流方向，而且可以控制阀口大小实现流量调节，即具有换向、节流复合功能。 电液比例控制阀：比例方向阀电液伺

47、服控制阀161电液伺服阀由伺服放大器进行控制。伺服放大器主要包括比较元件（即加法器或误差检测器）、电压放大和功率放大等三部分。电液伺服阀的电-机械转换器的直接作用是将伺服放大器输入的电流转换为力矩或力（前者称为力矩马达、后者称为力马达），进而转化为在弹簧支承下阀的运动部件的角位移或直线位移以控制阀口的通流面积大小。电液伺服控制阀162液压伺服阀中常用的液压控制元件的结构有滑阀、射流管和喷嘴-挡板三种。滑阀射流管喷嘴-挡板163Thank you!液压与气压传动164基本液压回路概要165液压基本回路： 压力控制回路速度控制回路方向控制回路基本回路是指由若干液压或气动元件组成的能完成特定功能的最

48、简单的通路结构。它是连接元件和系统的桥梁。压力控制回路 利用压力控制阀来控制系统整体或某一部分的压力，以满足液压执行元件对力或力矩要求的回路。调压减压增压卸荷平衡3压力控制回路调压回路 调定和限制液压系统的最高工作压力，或者使执行机构在工作过程不同阶段实现多级压力变换。一般用溢流阀来实现。单级调压回路工作时溢流阀始终开启，使系统压力稳定在调定压力附近，溢流阀作定压阀用。远程调压回路4压力控制回路168多级调压回路 由先导型溢流阀、远程调压阀和电磁换向阀组成。无级调压回路 通过电液比例溢流阀来实现。压力控制回路169减压回路 减小系统压力到需要的稳定值，以满足机床的夹紧、定位、润滑及控制油路的要

49、求。压力控制回路170增压回路 当液压系统中的某一支路需要压力较高但流量不大的压力油，若采用高压泵又不经济，或者根本就没有这样高压力的液压泵时，可以采用增压回路。压力控制回路171增压回路 压力控制回路172卸荷回路 三位换向阀中位卸荷在液压系统执行元件短时间不工作时，不频繁启动原动机而使泵在很小的输出功率下运转。常开二位二通电磁换向阀的卸荷回路压力控制回路173先导式溢流阀远程卸荷回路 先导式溢流阀远程旁通卸荷回路卸荷回路 压力控制回路174压力补偿变量泵卸荷回路3至系统124312MM至系统（a）液控顺序阀双泵卸荷回路（b）压力继电器双泵卸荷回路高低压双泵卸荷回路卸荷回路 压力控制回路17

50、5卸荷回路 蓄能器卸荷回路达到卸荷压力时，远程调压溢流阀2溢流，使液压泵3卸荷，蓄能器实现保压功能；当回路压力下降到一定程度时，远程调压溢流阀2关闭，使泵输出压力升高而向蓄能器补油。此回路适合卸荷时间较长的场合。压力控制回路176保压回路 在执行元件停止工作或仅有工件变形所产生的微小位移的情况下使系统压力基本上保持不变。 常用的保压回路有：液控单向阀保压回路 特点：最简单的保压回路，保压时间短。利用液压泵的保压回路 特点：采用限压式变量泵，在保压时泵的压力虽较高，但输出流量几乎等于零。因而，系统的功率损失较小利用蓄能器的保压回路自动补油保压回路压力控制回路177保压回路：采用液控单向阀的保压回

51、路 利用单向阀锥形阀座的密封性能来实现保压。一般在20MPa工作压力下保压10min，压力降不超过2MPa。压力控制回路178保压回路：采用辅助液压泵的保压回路 当液压缸加压完毕要求保压时，由压力继电器4发出信号，使1YA断电，换向阀2处于中位，变量泵1卸荷，3YA通电，换向阀8处于左位，辅助液压泵5向封闭的高压腔a点供油，维持系统压力稳定。由于辅助液压泵只需补充系统的泄漏，可选用小流量高压泵，功率损耗小。179压力控制回路保压回路：采用蓄能器的保压回路 电磁铁1YA通电，液压缸6向右运动，当缸运动到终点后，液压泵1向蓄能器4供油，当压力升高至压力继电器3的调定值时，3YA通电，换向阀7切换至

52、上位，泵1经溢流阀8卸荷，此时系统（液压缸）通过蓄能器保压。当液压缸压力下降至规定值时，压力继电器动作使3YA断电，液压泵重新向系统供应压力油。保压时间的长短取决于蓄能器容量。压力控制回路180保压回路：采用压力补充变量泵的保压回路 可以长期保持液压缸的压力：当工件夹紧使液压缸中压力升高后，变量泵1的输出油量自动减到补偿泄漏所需的流量，并能随泄漏量的变化自动调整，而且效率较高。压力控制回路181泄压回路用电液换向阀的泄压缓冲回路用顺序阀控制的泄压回路使执行元件高压腔中的压力缓慢地释放、避免突然释放所引起的压力冲击。控制泄压可以通过延缓主换向阀的切换时间或采用液压控制等措施实现。压力控制回路18

53、2采用平衡阀的平衡回路采用液控单向阀的平衡回路平衡回路 使立式液压缸的回油路保持一定背压，以防止运动部件在悬空停止期间因自重而自行下落，或下行运动时因自重超速失控。183压力控制回路锁紧回路 可使液压缸活塞在任意位置停止，并可防止其停止后窜动。速度控制回路184在液压传动系统中的速度控制回路包括：调节液压执行元件的速度的调速回路使之获得快速运动的快速运动回路工作进给速度以及工作进给速度之间的速度换接回路液压缸液压马达改变进入液压执行元件的流量或改变变量液压马达排量的方法来调速 。节流调速 ：采用定量泵和流量控制阀并改变通过流量阀流量。 容积调速：采用改变变量泵或变量马达排量。容积节流调速：同时

54、用变量泵和流量阀 。速度控制回路节流调速回路185通过改变回路中流量控制元件（节流阀或调速阀）通流截面积的大小来控制流入执行元件或自执行元件流出的流量，以调节其运动速度。 进油节流调速回路回油节流调速回路旁路节流调速回路速度控制回路186进油节流调速回路 由于溢流阀有溢流，泵的出口压力pp就是溢流阀的调整压力并基本保持恒定。调节节流阀的通流面积，即可调节通过节流阀的流量，从而调节液压缸的运动速度。 有溢流是这种调速回路能够正常工作的必要条件。 速度控制回路187进油节流调速回路 速度负载特性缸在稳定工作时，其受力平衡方程式为 p1A1=F+p2A2因为液压泵的供油压力pp为定值，故节流阀两端的

55、压力差为所以经节流阀进入液压缸的流量为式中 K常数； AT节流阀的通流面积； m指数，0.5m1。速度控制回路188故液压缸的运动速度为当AT一定时，重载区域比轻载区域的速度刚性差；在相同负载条件下，AT大时，亦即速度高时速度刚性差。所以这种调速回路适用于低速轻载的场合。 进油节流调速回路 速度负载特性速度控制回路189功率和效率 回路的效率为：在节流阀进油节流调速回路中，液压泵的输出的功率为pp=ppqp=常量；而液压缸的输出功率为由上式可知，这种调速回路的功率损失由两部分组成，即溢流损失Py=ppqy和节流损失PT=pq1 ，故这种调速回路的效率较低。 所以该回路的功率损失为式中 qy通过

56、溢流阀的溢流量，qy=qp-q1。进油节流调速回路 速度控制回路190回油节流调速回路 为了提高回路的综合性能，一般常采用进油节流调速，并在回油路上加背压阀的回路，使其兼备两者的优点。速度控制回路191旁路节流调速回路 由于旁路节流调速回路负载特性很软，低速承载能力又差，故其应用比前两种回路少，只用于高速、负载变化较小、对速度平稳性要求不高而要求功率损失较小的系统中。 速度控制回路192容积调速回路改变液压泵或液压马达的排量来实现调速的。优点：没有节流损失和溢流损失，因而效率高，油液温升小，适用于高速、大功率调速系统。 缺点：变量泵和变量马达的结构较复杂，成本较高。速度控制回路193容积调速回

57、路变量泵开式容积调速回路变量泵闭式容积调速回路速度控制回路194容积-节流调速回路特点：没有溢流损失，效率较高，速度稳定性比容积调速回路好。 速度控制回路195快速运动回路 F液压缸差动连接快速回路 采用蓄能器的快速回路 双泵供油快速回路 多执行器动作回路196机械连接同步回路调速阀控制的同步回路多缸同步回路多执行器动作回路197多缸同步回路在活塞下行的过程中，液压缸6先运动到底，触动行程开关1st发信使3YA通电，向液压缸7的上腔补油，使缸7继续运动到底。如果液压缸7的活塞先运动到底触动行程开关2st，使4YA通电，压力油便经三位四通电磁阀4进入液控单向阀的控制油口，液控单向阀5反向导通，使

58、缸6能通过液控单向阀5和三位四通电磁阀4回油箱，保证缸6的活塞继续运动到底，从而对失调现象进行补偿。本回路设置有自动补油装置，适用于同步精度要求较高的液压系统。用串联液压缸的同步回路多执行器动作回路198顺序动作回路压力控制顺序动作回路 行程控制顺序动作回路开式系统与闭式系统199根据油路的循环方式，容积调速回路分为开式回路或闭式回路。开式回路：液压泵从油箱吸油，执行元件的回油直接回油箱。 结构简单，油液在油箱中能得到充分冷却，但油箱体积较大，空气和脏物易进入回路。闭式回路：执行元件的回油直接与泵的吸油腔相连。 结构紧凑，只需很小的补油箱，空气和脏物不易进入回路，但油液的冷却条件差，需附设辅助

59、泵补油、冷却和换油。开式系统与闭式系统200开式系统闭式系统单泵系统与多泵系统201单泵系统多泵系统202Thank you!液压与气压传动203液压系统应用与分析概述204液压系统应用与分析动力滑台液压系统分析 液压系统应用与分析205(1) 液压元件的结构、工作原理、特点和各种基本回路的应用，了解液压系统的控制方式、职能符号及其相关标准。(2) 结合实际液压设备及其液压原理图多读多练，掌握各种典型液压系统的特点。 阅读液压系统图步骤： 全面了解设备的功能、工作循环和对液压系统提出的各种要求。仔细研究液压系统中所有液压元件及它们之间的联系，弄清各个液压元件的类型、原理、性能和功用。仔细分析并

60、写出各执行元件的动作循环和相应的油液所经过的路线。液压系统应用与分析206液压系统图的分析找出执行元件和动力元件找出多个子系统（基本回路）和关键元件分析子系统和关键元件的工作原理和性能分析子系统之间与关键元件之间的关系系统性能分析液压系统性能的改进方向动力滑台液压系统分析207 组合机床是一种工序集中、效率较高的专用机床。它一般由通用部件（如动力头、动力滑台等）和部分专用部件（如主轴箱、夹具等）组合而成，具有加工能力强、自动化程度高、经济性好等优点，因而被广泛应用于产品批量较大的生产流水线中，如汽车制造厂的气缸生产线等 。 动力滑台是组合机床实现进给运动的一种通用部件，配上动力头和主轴箱后可以