液压气动概述课件

主讲任国军Email：6985764@液压与气压传动Hydraulic&PneumaticTransmission主讲任国军液压与气压传动Hydraulic&Pneu从“听话”说起从“听话”说起中学——思考人生，梦想大学——职业生涯规划，成长毕业——落实行动，注意起点中学——思考人生，梦想读书，爱国勿忘本读书，爱国时光易老不可懈怠时光易老从“听话”说起关注时事动态关注国计民生从“听话”说起关注时事动态从“听话”说起从“听话”说起液压与气动的应用实例液压与气动的应用实例液压气动概述ppt课件液压气动概述ppt课件液压气动概述ppt课件磨床工作台精密机床磨床工作台精密机床压力机压力机注塑机注塑机液压气动概述ppt课件液压气动概述ppt课件液压气动概述ppt课件液压传动的定义

一部完整的机器是由原动机、传动机构及控制部分、工作机（含辅助装置）组成。

◆传动机构通常分为机械传动、电气传动和流体传动机构。

◆流体传动是以流体为工作介质进行能量转换、传递和控制的传动。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。

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

液压传动的定义一部完整的机器是由原动机、传

液压传动（Hydraulics）是以液体为工作介质，通过驱动装置将原动机的机械能转换为液压的压力能，然后通过管道、液压控制及调节装置等，借助执行装置，将液体的压力能转换为机械能，驱动负载实现直线或回转运动。

？

那么，到底什么是液压传动呢？

泵缸液压传动（Hydraulics）是以液体为压力取决于负载仍回到前面的简化模型为了能提升重物W，必须在活塞1上施加主动力F1,这时，重物W就是工作的负载。如果活塞5上作用的W为0…如果工作负载为W…如果液压缸4和活塞5被一容器取代…活塞5上作用的W为0…在不计活塞磨擦力和活塞自重的情况下，此时系统的液压力会是多少呢？很明显在活塞5下的压力这时活塞1下的压力，主动力F1只能为0，也就是说主动力是加不上去的。泵缸1234A15A2压力取决于负载仍回到前面的简化模型如果活塞5上作用的压力取决于负载仍回到前面的简化模型为了能提升重物W，必须在活塞1上施加主动力F1,这时，重物W就是工作的负载。如果活塞5上作用的W为0…如果工作负载为W…如果液压缸4和活塞5被一容器取代…泵缸1234A15A2压力取决于负载仍回到前面的简化模型如果泵缸1234A

如果简化模型中液压缸4和活塞5被一容器取代：如图所示。在活塞1上施加F1的力后，如果容器4、管路3、液压缸2及活塞1有足够的压强，就可以认为工作负载是无穷大的，那么，系统中的液体压力将为：根据帕斯卡原理，该压力P1将在这个封闭的液体间等值传递，管道3和容器4内各点都将产生大小和P1相等的液体压力。1缸2A1A234如果简化模型中液压缸4和活塞5被一容器取代：1压力取决于负载仍回到前面的简化模型为了能提升重物W，必须在活塞1上施加主动力F1,这时，重物W就是工作的负载。如果活塞5上作用的W为0…如果工作负载为W…如果液压缸4和活塞5被一容器取代…泵缸1234A15A2压力取决于负载仍回到前面的简化模型如果泵缸1234AQ运动速度取决于流量请看右下图，由图可知：活塞1向下移动h1,通过液体的能量传输，将使活塞5上升一段距离h2，很显然h1≠h2。由于不存在泄露及忽略液体的可压缩性，所以在Δt时间里从液压缸2中挤出的液体体积，将等于通过管道3挤入液压缸4的体积。即：两边同除：则v2缸2A1A234h1h21Q运动速度取决于流量请看右下图，由图可知：v2缸2A1A23下面介绍一个概念：流量q(Flow)。单位时间内从液压缸2中排出的液体体积或挤入液压缸4的体积称为流量q(Flow)。那么，上式（）实质上就是说排出液压缸2的流量等于挤入液压缸4的流量。由上式可得负载的运动速度。则：活塞5的运动速度只取决于液压缸4的流量。即：在液压系统中执行机构的速度只取决于流量。v2缸2A1A234h1h2下面介绍一个概念：流量q(Flow)。由上式可得负载的运动速液压传动系统的工作原理

磨床工作台液压系统

磨床工作时，要求其工作台水平往复运动。实现工作台水平往复运动控制的是一套液压控制系统，如图所示是一台磨床的液压系统结构原理图。液压传动系统的工作原理磨床工作台液压系统磨床工作磨床工作台液压系统

液压缸

当手动换向阀15换向后，液压油进入液压缸18的右腔，推动活塞17和工作台19向左移动。

磨床工作台换向阀

当节流阀开大时，进入液压缸18的油液增多，工作台的移动速度增大；当节流阀关小时，工作台的移动速度减小。

节流阀磨床工作台液压系统液压缸当手动换向阀15换液压传动系统的组成

从磨床的液压系统组成和工作原理可以看出，液压系统一般有以下几个部分组成：动力元件传动介质控制元件辅助元件执行元件液压传动系统的组成从磨床的液压系统组成和工磨床工作台液压传动系统工作原理用图形符号表示的磨床工作台液压系统图

液压缸液压缸换向阀换向阀节流阀节流阀液压泵液压泵溢流阀溢流阀油箱油箱磨床工作台液压传动系统工作原理用图形符号表示的对比：汽油（评价指标——挥发性、抗爆性（用辛烷值表示）、热值）柴油：根据凝点编号，如10号、0号、-10号、-20号等液压油液压油：根据运动粘度编号。对比：汽油（评价指标——挥发性、抗爆性（用辛烷值表示）、热液体在管道中流动时存在两种不同状态，即层流和紊流，可通过实验观察。液体流动时究竟是层流还是紊流，须用雷诺数来判别。

实验证明，液体在圆管中的流动状态不仅与管内的平均流速v有关，还和管径d、液体的运动粘度υ有关。雷诺数：由平均流速v、管径d、液体的运动粘度υ所组成的一个无量纲纯数，用Re表示，Re=vd/υ当液流的雷诺数Re小于临界雷诺数时，液流为层流；反之为紊流。

层流、紊流和雷诺数液体在管道中流动时存在两种不同状态，即层流和紊流，可通过实验液压泵液压泵

液压泵和液压马达都是液压传动系统中的能量转换元件。

液压泵由原动机驱动，把输入的机械能转换成为油液的压力能，再以压力、流量的形式输入到系统中去，它是液压系统的动力源。

液压马达则将输入的压力能转换成机械能，以扭矩和转速的形式输送到执行机构做功，是液压传动系统的执行元件。液压输出J液压马达液压泵机械输入液压输入机械输出液压泵和液压马达都是液压传动系统中的能量转换元液压输出J液压马达液压泵机械输入液压输入机械输出

液压马达是实现连续旋转运动的执行元件，从原理上讲，向容积式泵中输入压力油，迫使其转轴转动，就成为液压马达，即容积式泵都可作液压马达使用。但在实际中由于性能及结构对称性等要求不同，一般情况下，液压泵和液压马达不能互换。液压输出J液压马达液压泵机械输入液压输入机械输出对液压泵来说，输出压力增大时，泵实际输出的流量减小。设泵的流量损失为，则。

泵的容积损失可用容积效率来表征。

泵容积损失对液压泵来说，输出压力增大时，泵实际输出的流量泵容积损失:d=理想泵P泵的角度排量dVVqT=×=ww××/())(dtVqttPTt泵容积损失:d=理想泵P泵的角度排量dVVqT=×=ww×外啮合齿轮泵的结构及工作原理外啮合齿轮泵外啮合齿轮泵的结构及工作原理外啮合齿轮泵在渐开线齿形内啮合齿轮泵中，小齿轮和内齿轮之间要装一块月牙隔板，以便把吸油腔和压油腔隔开，如图2.6（a）。内啮合齿轮泵中的小齿轮是主动轮，大齿轮为从动轮，在工作时大齿轮随小齿轮同向旋转。图2.6内啮合齿轮泵1—吸油腔，2—压油腔，3—隔板主动小齿轮压油窗口吸油窗口月牙板从动内齿轮内啮合齿轮泵的结构及工作原理在渐开线齿形内啮合齿轮泵中，小齿轮和内齿轮之转子泵1—吸油腔，2—压油腔，3—隔板主动小齿轮压油窗口吸油窗口从动内齿轮

摆线齿形啮合齿轮泵又称摆线转子泵。在这种泵中，小齿轮和内齿轮只相差一齿，因而不需设置隔板。如图2.6（b）。

转子泵主动小齿轮压油窗口吸油窗口从动内齿轮摆双作用叶片泵

双作用叶片泵双作用叶片泵双作用叶片泵限压式外反馈变量叶片泵外反馈限压式变量叶片泵1—转子；2—弹簧；3—定子；4—滑块滚针支承；5—反馈柱塞；6—流量调节螺钉限压式外反馈变量叶片泵外反馈限压式变量叶片泵当泵的工作压力所形成的调节分力F2小于弹簧预紧力时，泵的定子环对转子的偏心距保持在最大值，不随工作压力的变化而变，由于泄漏，泵的实际输出流量随其压力增加而稍有下降，如上图中AB段。

定量段，变量压力小于弹簧预压力当泵的工作压力所形成的调节分力F2小于弹簧预开始变量点变量段，变量压力大于弹簧预压力当泵的工作压力P超过PB后，调节分力F2大于弹簧预紧力，使定子环向减小偏心距的方向移动，泵的排量开始下降（变量）。改变弹簧预紧力可以改变曲线的B点；调节最大流量调节螺钉，可以调节曲线的A点。开始变量点变量段，变量压力大于弹簧预压力当泵斜盘1和配油盘4不动，传动轴5带动缸体3、柱塞2一起转动。传动轴旋转时，柱塞2在其沿斜盘自下而上回转的半周内逐渐向缸体外伸出，使缸体孔内密封工作腔容积不断增加，油液经配油盘4上的配油窗口a吸入。斜盘1柱塞2缸体3配油盘4斜盘式轴向柱塞泵吸油口压油口斜盘1和配油盘4不动，传动轴5带动缸体3、柱塞2一起转动。斜斜盘式轴向柱塞泵结构斜盘式轴向柱塞泵结构径向柱塞泵

径向柱塞泵作业：

作业：液压缸的类型及特点液压缸的分类按供油方向分：单作用缸和双作用缸。按结构形式分：活塞缸、柱塞缸、伸缩套筒缸、摆动液压缸。按活塞杆形式分：单活塞杆缸、双活塞杆缸。单杆液压缸双杆液压缸液压缸的类型及特点液压缸的分类按供油方向分：单作用缸和双作(a)无杆腔进油Ddq(b)有杆腔进油q(c)差动联接q(a)无杆腔进油Ddq(b)有杆腔进油q(c)差动联接q作业：

作业：

直角式单向阀的进出油口A(P1)、B(P2)的轴线均和阀体轴线垂直。ABAB图示阀属于板式连接阀，阀体用螺钉固定在机体上，阀体的平面和机体的平面紧密贴合，阀体上各油孔分别和机体上相对应的孔对接，用“O”形密封圈使它们密封。单向阀直角式单向阀的进出油口A(P1)、B(P2)简式外泄型液控单向阀1—控制活塞；2—顶杆；3—阀芯。简式外泄型液控单向阀

此类阀不带卸荷阀芯，有专门的泄油口，外泄油口通油箱，故可用于较高压力系统。P1—正向进油口;P2—正向出油口K—控制口泄油口简式外泄型液控单向阀1—控制活塞；2—顶杆；3—阀芯

换向阀的工作原理

TPAB

如下图，换向阀阀体2上开有4个通油口P、A、B、T。换向阀的通油口永远用固定的字母表示，它所表示的意义如下：P—压力油口；A、B—工作油口；T——回油口。PTBA换向阀换向阀的工作原理TPAB如下图，换向阀阀PTBAPTABTPABPTABTPABTPABPTABPTBAPTABTPABPTABTPABTPABPTAB三位四通手动换向阀中位手柄阀芯复位弹簧三位四通手动换向阀中位手柄阀复位弹簧三位四通手动换向阀左位手柄阀芯复位弹簧三位四通手动换向阀左位手柄阀复位弹簧三位四通手动换向阀右位手柄阀芯复位弹簧三位四通手动换向阀右位手柄阀复位弹簧三位四通电磁换向阀右电磁铁通电换向左、右电磁铁断电（复中位）左电磁铁通电换向电磁换向阀的工作原理三位四通电磁换向阀右电磁铁左、右电磁铁左电磁铁电磁换向阀的工直动型溢流阀与符号的对应关系

溢流阀的符号阀口阀口比较：测压面测压孔压力控制阀直动型溢流阀溢流阀的符号阀阀口比较：测压面测压孔压力控制阀出油口P2进油口P1主阀芯主阀口导阀芯先导级固定节流孔调压手柄调压弹簧主阀弹簧先导型溢流阀

出油口P2进油口P1主阀芯主阀口导阀芯先导级固调压手柄调压弹电磁溢流阀原理图电磁阀通电卸压先导式溢流阀部分PT符号电磁溢流阀原理图电磁阀通电卸压先导式溢流阀部分PT符号T远程调压原理先导式溢流阀部分P先导式溢流阀部分远程调压阀远程调压阀25MPa25MPa32MPa32MPa输出25MPaT远程调压原理先导式溢流阀部分P先导式溢远程调压阀远程调压阀先导式减压阀原理图主级测压面主级指令半桥式先导控制部分主阀比较：导阀比较先导式减压阀原理图主级测压面主级指令半桥式主阀比较：导阀比较直动型顺序阀与直动式溢流阀的比较

顺序阀在油路中相当于一个以油液压力作为信号来控制油路通断的液压开关。它与溢流阀的工作原理基本相同，主要差别为：①出口接负载；②动作时阀口不是微开而是全开；③有外泄口。

阀口常闭弹簧指令力指向阀口关闭进油口测压进油口测压阀口常闭弹簧指令力指向阀口关闭内泄外泄出口压力较高出口回油箱顺序阀溢流阀直动型顺序阀与直动式溢流阀的比较顺序阀在油路中相当于一个以轴向三角槽式节流口沿阀芯的轴向开若干个三角槽。阀芯做轴向运动，即可改变开口量h，从而改变过流断面面积。本节流口结构简单，水力半径大，调节范围较大。小流量时稳定性好，最低对流量的稳定流量为50ml/min。因小流量稳定性好，是目前应用最广的一种节流口。φlDhα图1.2(c)三角槽式节流口流量控制阀轴向三角槽式节流口沿阀芯的轴向开若干个三角槽串联减压式调速阀是由定差减压阀1和节流阀2串联而成的组合阀。节流阀1充当流量传感器，节流阀口不变时，定差减压阀2作为流量补偿阀口，通过流量负反馈，自动稳定节流阀前后的压差，保持其流量不变。因节流阀（传感器）前后压差基本不变，调节节流阀口面积时，又可以人为地改变流量的大小。

串联减压式调速阀的工作原理

串联减压式调速阀是由定差减压阀1和节流阀2串流量传感器RQ流量调节阀口Rx代表流量大小的压差力指令力串联减压式流量负反馈控制

流量传感器RQ流量调节阀口Rx代表流量大指令力串联减压式流量作业：

作业：液压气动概述ppt课件液压缸差动连接的快速运动回路换向阀2处于原位时，液压泵1输出的液压油同时与液压缸3的左右两腔相通，两腔压力相等。由于液压缸无杆腔的有效面积A1大于有杆腔的有效面积A2，使活塞受到的向右作用力大于向左的作用力，导致活塞向右运动。液压缸差动连接的快速运动回路液压基本回路液压缸差动连接的快速运动回路换向阀2处于原位时，液压当换向阀6处于图示位置，并且由于外负载很小，使系统压力低于顺序阀3的调定压力时，两个泵同时向系统供油，活塞快速向右运动；

双泵供油的快速运动回路设定双泵供油时系统的最高工作压力低压大流量泵1和高压小流量泵2组成的双联泵作为系统的动力源。双泵供油的快速运动回路

当换向阀6处于图示位置，并且由于外负载很小，

换向阀6的电磁铁通电后,缸有杆腔经节流阀7回油箱，系统压力升高，达到顺序阀3的调定压力后,大流量泵1通过阀3卸荷,单向阀4自动关闭,只有小流量泵2单独向系统供油,活塞慢速向右运动.

设定小流量泵2的最高工作压力

注意：顺序阀3的调定压力至少应比溢流阀5的调定压力低10%-20%。

大流量泵1的卸荷减少了动力消耗，回路效率较高。这种回路常用在执行元件快进和工进速度相差较大的场合，特别是在机床中得到了广泛的应用。换向阀6的电磁铁通电后,缸有杆腔调速回路调速方法概述

液压系统常常需要调节液压缸和液压马达的运动速度，以适应主机的工作循环需要。液压缸和液压马达的速度决定于排量及输入流量。液压缸的速度为：

液压马达的转速:

式中

q—输入液压缸或液压马达的流量；

A—液压缸的有效面积（相当于排量）；

VM—液压马达的每转排量。

调速回路调速方法概述液压系统常常需要调节液压缸和进油路节流调速回路进油路节流调速回路

进油节流调速回路正常工作的条件:泵的出口压力为溢流阀的调定压力并保持定值。注意进油路节流调速回路进油路节流调速回路进油节流调速回油路节流调速回路

图6.5回油路节流调速回路采用同样的分析方法可以得到与进油路节流调速回路相似的速度负载特性.

节流阀串联在液压缸的回油路上，回油路节流调速回路图6.5回油路节流调速回路采用同样的分析进油路和回油路节流调速的比较

(1)承受负值负载的能力回油节流调速能承受一定的负值负载

(2)运动平稳性回油节流调速回路运动平稳性好。

(3)油液发热对回路的影响

进油节流调速的油液发热会使缸的内外泄漏增加；

(4)启动性能回油节流调速回路中重新启动时背压不能立即建立，会引起瞬间工作机构的前冲现象。进油路、回油路节流调速回路结构简单，但效率较低，只宜用在负载变化不大，低速、小功率场合，如某些机床的进给系统中。进油路和回油路节流调速的比较(1)承受负值负载的能力

旁油路节流调速回路

图6.6旁油路节流调速回路

节流阀装在与液压缸并联的支路上，利用节流阀把液压泵供油的一部分排回油箱实现速度调节溢流阀作安全阀用，液压泵的供油压力Pp取决于负载。

旁油路节流调速回路图6.6旁油路节流容积调速回路

容积调速回路有泵-缸式回路和泵-马达式回路。这里主要介绍泵-马达式容积调速回路。

1变量泵-定量马达式容积调速回路

马达为定量,改变泵排量VP可使马达转速nM随之成比例地变化.容积调速回路容积调速回路有泵-缸式回路和泵-马达式

变量泵-定量马达容积调速回路

防止回路过载

补偿泵3和马达5的泄漏

调定油泵1的供油压力辅助泵使低压管路始终保持一定压力,改善了主泵的吸油条件,且可置换部分发热油液,降低系统温升。变量泵-定量马达容积调速回路防止回路过载补偿2定量泵-变量马达式容积调速回路2定量泵-变量马达式容积调速回路

3变量泵-变量马达式容积调速回路

。

3变量泵-变量马达式容积调速回路。同步回路

同步运动包括速度同步和位置同步两类。速度同步是指各执行元件的运动速度相同；而位置同步是指各执行元件在运动中或停止时都保持相同的位移量。

用机械联结的同步回路同步回路同步运动包括速度同步和位置同步两类。速度同步是指各

这种同步回路结构简单，但是两个调速阀的调节比较麻烦,而且还受油温`泄漏等的影响故同步精度不高,不宜用在偏载或负载变化频繁的场合。用调速阀的同步回路这种同步回路结构简单，但是两个调速阀的调节比较麻烦,

用串联液压缸的同步回路

当两缸同时下行时,若缸5活塞先到达行程端点,则挡块压下行程开关1S，电磁铁3YA得电,换向阀3左位投入工作,压力油经换向阀3和液控单向阀4进入缸6上腔,进行补油,使其活塞继续下行到达行程端点，从而消除累积误差。

这种回路同步精度较高,回路效率也较高.注意:回路中泵的供油压力至少是两个液压缸工作压力之和。用串联液压缸的同步回路当用同步马达的同步回路

两个马达轴刚性连接，把等量的油分别输入两个尺寸相同的液压油缸中，使两液压缸实现同步。消除行程端点两缸的位置误差用同步马达的同步回路两个马达行程控制顺序动作回路用行程开关和电磁阀配合的顺序回路

顺序回路行程控制顺序动作回路用行程开关和电磁阀配合压力控制顺序动作回路压力控制顺序动作回路平衡回路

为了防止立式液压缸与垂直运动的工作部件由于自重而自行下落造成事故或冲击，可以采用平衡回路。

用单向顺序阀的平衡回路

此处的单向顺序阀又称为平衡阀平衡回路为了防止立式液压缸与垂直运动采用液控单向阀的平衡回路采用液控单向阀的平衡回路1执行元件不需保压的卸荷回路

用换向阀中位机能的卸荷回路当换向阀处于中位时，液压泵出口直通油箱，泵卸荷。因回路需保持一定的控制压力以操纵执行元件，故在泵出口安装单向阀。

卸荷回路1执行元件不需保压的卸荷回路用换向阀中位机能的卸荷回路用电磁溢流阀的卸荷回路

电磁溢流阀是带遥控口的先导式溢流阀与二位二通电磁阀的组合。当执行元件停止运动时，二位二通电磁阀得电，溢流阀的遥控口通过电磁阀回油箱，泵输出的油液以很低的压力经溢流阀回油箱，实现泵卸荷。

用电磁溢流阀的卸荷回路电2执行元件需要保压的卸荷回路限压式变量泵的卸荷回路

当系统压力升高达到变量泵压力调节螺钉调定压力时，压力补偿装置动作，液压泵3输出流量随供油压力升高而减小，直到维持系统压力所必需的流量，回路实现保压卸荷，系统中的溢流阀1作安全阀用，以防止泵的压力补偿装置的失效而导致压力异常。2执行元件需要保压的卸荷回路限压式变量泵的卸荷回路用卸荷阀的卸荷回路

当电磁铁1YA得电时，泵和蓄能器同时向液压缸左腔供油，推动活塞右移，接触工件后，系统压力升高。当系统压力升高到卸荷阀1的调定值时，卸荷阀打开，液压泵通过卸荷阀卸荷，而系统压力用蓄能器保持。图中的溢流阀2是当安全阀用。蓄能器保压卸荷阀使泵卸荷用卸荷阀的卸荷回路当电磁铁1YA得电时，泵和蓄能作业：

作业：使液压缸差动联接以实现快速运动；系统中采用限压式变量叶片泵供油；用行程阀、液控顺序阀实现快进与工进的转换；液压系统实例分析一：液压动力滑台使液压缸差动联接以实现快速运动；系统中采用限压式变量叶片泵供液压系统的电磁铁和行程阀的动作表。

1YA（1DT）2YA（2DT）3YA（3DT）行程阀快进

导通一工进+

切断二工进+

+切断死挡铁停留+

+切断快退

+

切断-导通原位停止

导通液压系统的电磁铁和行程阀的动作表。

1YA2YA3YA行程Q2-8型汽车起重机外形图支腿液压缸大臂变幅大臂伸缩回转起升回路

液压系统实例分析二：起重机Q2