第1章液压及气压传动

主讲：冯铃电话压与气压传动国家级规划教材课程的性质及任务液压与气动是机电一体化专业的必修课程。学习了解液压和气压传动控制技术及其应用的特性和方法；学习掌握液压和气压元件的结构原理和基本性能；学习掌握液压和气压系统的基本回路原理和系统设计及性能分析的基本方法；学习要求

通过本课程的学习，全面系统地了解掌握：1、液压气压传动特点和应用2、传动介质的特性及其基础理论3、液压泵和液压马达的结构原理、工作特性及选择方法4、液压、气压执行元件、控制元件、系统辅件元件的结构原理、工作特性及选择方法5、液压、气压传动系统基本回路6、典型液压、气压传动系统原理分析方法7、能正确分析一般液压、气压传动系统的工作过程，综合应用的特点和方法

本书以液压传动为主，进行详细讲解；气压传动为辅，只作一般介绍，共两部分分十四章内容。主要学习内容1、液压传动液压传动的基础知识；液压元件工作原理和结构特点及应用；液压基本回路；典型液压系统及故障分析；液压系统设计、安装与维护

2、气压传动气压传动基本原理和理论；气动元件的结构原理、特性和应用；气动基本回路原理和分析；典型气动回路、气动系统设计考核方法1、布置作业约15次2、期评成绩=期末考试成绩（40%）+平时成绩（30%）+实验成绩（30%）注：期末考试采取闭卷方式平时成绩包括课堂表现、出勤成绩及作业成绩实训成绩主要包括实操成绩和实训报告成绩液压传动系统什么是液压传动液压传动应用于那些领域液压传动的工作原理如何液压系统的组成液压传动有何特点第1章液压传动概述知识目标：了解液压传动的发展概况01掌握液压传动的组成03理解典型液压传动的工作原理02掌握液压传动的特点04重点、难点液压传动的原理、特点、组成和作用1.1什么是液压传动？液压传动（定义）:工作介质:油液原动机的机械能液体的压力能控制元件：阀液体的压力能

执行机构的机械能(所需的运动和动力)

液压传动的过程就是机械能—液压能—机械能的能量转换过程。传动——

传递运动和动力的方式。传动机械传动——机械传动包括带、链、齿轮、蜗杆传动等类型。液体传动电气传动——电气传动根据电机形式的不同，可分为直流—直流电气传动、交流—直流电气传动、交流—直流—交流电气传动等类型，变压变频（VVVF）调速电气传动。液力传动——利用液体的流动动能进行能量的传递。液压传动——以液体为工作介质，并以其压力能进行能量传递的方式。气体传动——利用气体压力能实现运动和动力传递的方式。1.2液压传动发展及研究对象液压技术的发展阶段第一阶段（启蒙期）：

液压传动起源于1654年帕斯卡提出静压传动原理、1795年世界上第一台水压机诞生，已有200多年的历史，但由于没有成熟的液压传动技术和液压元件，且工艺制造水平低下，发展缓慢，几乎停滞。第二阶段（发展期）：20世纪30年代，由于工艺制造水平提高，开始生产液压元件，并首先应用于机床。1.2液压传动发展及研究对象第四阶段（成熟期）：20世纪80年代初期引进美国、日本、德国的先进技术和设备，产品应用技术飞快发展。设计生产了许多新型液压元件。此外通过计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助测试（CAT）、污染控制、故障诊断、机电一体化等方面研究成果的应用，液压技术水平得到很大的提高。第三阶段（成型期）：

20世纪50、60、70年代，工艺水平有了很大提高，液压与气动技术也迅速发展，渗透到国民经济的各个领域。

液压技术正向着高效率、高精度、高性能等方向发展；液压元件正向着体积小、重量轻、微型化和集成化、易维修等方向发展。

液压传动的任务：研究液压系统各类元件的结构、作用、工作原理、应用方法，以及组成液压系统的特点。掌握液压设备的安装、调试、维护及操作。液压技术的发展方向液压技术的研究对象1.3液压传动工作原理1.3.1液压千斤顶的工作原理1—油箱2—放油阀3—大缸体4—大活塞

5、9—单向阀6—杠杆手柄7—小活塞8—小缸体

图1-1液压千斤顶的工作原理液压缸中所产生的液体压力P2：作用在液压泵活塞上的作用力F1（1）

力的传递

据上式，系统压力与外负载密切相关。由此得出液压传动工作原理的第一个重要特征：

液压与气压传动中工作压力取决于外负载。

（2）运动的传递

由此得出液压传动工作原理的第二个重要特征：活塞的运动速度只取决于输入流量的大小，而与外负载无关。液压泵排出的液体体积等于进入液压缸的液体体积，则有：上式两边同除以运动时间t得：q1=v1A1=v2A2=q2

1.3.2磨床工作台工作原理系统的功能是推动磨床工作台实现往复直线运动，其工作过程。图1-2磨床工作台液压传动原理图a)液压传动结构原理图b)用图形符号表示的液压原理图1—油箱2—过滤器3—液压泵4—节流阀5—溢流阀6—换向阀7—手柄8—液压缸9—活塞10—工作台P、A、B、T—各油口

⑴工作台向右直线运动：电动机(图中未画)带动液压泵3工作，从油箱l中吸入液压油，经过过滤器2进入油管，走节流阀4进入换向阀6，当手柄7向右推时，阀芯向右移，使油液进入液压缸8的左腔，推动活塞9向右移动，同时带动工作台10向右直线运动。进油路：油箱1过滤器2液压泵3节流阀4手动换向阀6（PA）液压缸8左腔回油路：液压缸8右腔手动换向阀6（BT）油箱1⑵工作台向左直线运动：由于工作台运动方向需要变化，当手柄7向左拉时，换向阀6的阀芯相对于阀体位置改变，油液通道发生变化，于是液压泵3从油箱1中吸入的液压油，经进油路进入液压缸8的右腔，推动活塞9向左移动，带动工作台10向左直线运动。进油路：油箱1过滤器2液压泵3节流阀4手动换向阀6（PB）液压缸8右腔回油路：液压缸8左腔手动换向阀6（AT）油箱1⑶工作台处于停止状态：当换向阀6阀芯相对于阀体处于中位时，如图1-2a所示位置，这时由液压泵3输出的压力油经溢流阀5，沿回油管直接流回油箱1。通过上面两个例子可以看出：（1）液压传动是以液压油为工作介质来进行能量传递和转换的；（2）液压传动是以液压油的压力能来传递动力和运动的；（3）液压传动的工作介质是在受控制、受调节的状态下进行工作的。液压系统图的两种表示方法：一是结构原理图；二是按国标GB/T786.1—1993中所规定的绘制的原理图。综上所述，液压传动系统是以液压油为工作介质来实现各种机械传动和控制的。其压力和流量是液压系统的两个重要参数，它们的特性是液压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。1.4液压传动的组成及特点1.4.1液压传动系统组成动力装置执行装置控制调节装置传动介质辅助装置液压传动系统1.4.1液压传动系统组成1.4.1液压传动系统组成动力装置是将机械能→流体压力能。如活塞缸、液压泵。1.4.1液压传动系统组成执行装置把流体的压力能→机械能。如液压缸、液压马达。液压缸液压马达1.4.1液压传动系统组成控制调节装置对液体的压力、流量和流动方向进行控制和调节的装置。如压力阀、方向阀、流量阀等。先导式溢流阀换向阀流量阀1.4.1液压传动系统组成辅助装置对工作介质起到容纳、净化、润滑、消声和实现元件间连接等作用的装置。如油箱、过滤器、压力计、管件等。1.4.1液压传动系统组成传动介质传递能量的液体——液压油。1.4.2液压传动的优缺点液压传动与机械传动、电气传动相比有以下优点液压传动的缺点1234561.5液压传动的应用行业名称应用举例行业名称应用举例工程机械矿山机械建筑机械冶金机械锻压机械机械制造轻工机械挖掘机、装载机、推土机凿石机、开掘机、提升机、液压支架打桩机、液压千斤顶、平地机轧钢机、压力机、步进加热炉压力机、横锻机、空气锤组合机床、冲床、自动线打包机、注塑机灌装机械汽车工业铸造机械纺织机械智能机械食品包装机、化肥包装机自卸式汽车、汽车起重机砂型压实机、加料机、压铸机织布机、抛砂机、印染机折臂式小汽车装卸器、数字式体