《液压与气动技术》课件 项目一 液压基础

液压与气动技术讨论1：谈谈你所认为的液压讨论2：你见过那些和液压相关的设备讨论3：通过本门课的学习，大家期望获得什么学习内容全过程学习/detail/240788781学习方法学习目标考核评价任务1液压技术认知1液压技术应用案

例：飞椅思考1：电动机直接驱动能行吗？思考2：需要什么传动装置才能把电动机的能量传递给飞椅？案

例：飞椅机液传动装置可以实现，缺点是太复杂。案

例：飞椅液体压力传动可以实现并且传动装置简单问题：如何实现对液压马达的控制？案

例：飞椅工程机械联合收割机——液压式割台升降塑料机械——注塑机微机电液伺服万能材料试验机飞机起落架

矿山采掘机械液压支架1.工作装置的升降、倾斜翻转和水平回转；2.行走驱动；3.液压转向和液压助力；4.液压制动和液压助力；5.液压支承；6.工作装置工作速度的无级调节。液压传动技术在工程机械中的应用部位2液压传动的工作原理“施加在密闭液体上的压力丝毫不减地向各个方向传递，其作用于各个部位的压力相等”。理论基础：帕斯卡原理在一般情况下，可认为液体是不可压缩的。当液体在管道内作稳定流动时，根据质量守恒定律，管内液体的质量不会增多也不会有减少，所以在单位时间内流过每一个通流裁面的液体质量必然相等。连续性原理连续性方程

理论基础：连续性原理案

例：液压千斤顶

液压传动的工作原理分析千斤顶以液体为工作介质传递动力力的传递遵循帕斯卡原理p=F/A1=G/A2～压力F=pA1=GA1/A2A1<

A2→

F<G∴省力运动的传递遵照连续性原理V1/t=V2/t=q,V1=L1A1,V2=L2A2

A1L1/t=A2L2/t=qq1=A1v1=A2v2=q2v1=q1/A1,v2=q2/A2压力和流量是液压传动中的两个最基本的参数。案

例：液压千斤顶讨论：压力是如何形成的？

结论：工作压力取决于负载知识拓展：压力和流量工作压力取决于负载存在多个负载时，取决于哪一个？知识拓展：压力和流量运动速度取决于流量知识拓展：压力和流量概念表达式标准单位常用单位压力p=F/A1N/m2

，paMpa流量q=V/tm3/sL/min1Mpa=106Pa1m3/s=60000L/min知识拓展：压力和流量1.液压传动是以液体（液压油）为工作介质，利用流动着液体的压力能来进行能量传递和控制的一种传动形式。传动过程中必须经过两次能量转换。2.传动必须在密封容器内进行，而且容积要发生变化。3.在液压传动系统中，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。结论3液压系统的组成

设备需求案

例：汽车报废装置液压传动系统的组成液压缸液压泵和油箱液压泵与油箱溢流阀溢流阀溢流阀换向阀换向阀节流阀过滤器MM动力元件——将机械能转变为液压能执行元件——将液压能转变为机械能控制调节元件——控制和调节液体的压力、流量和流向辅助元件——液压系统中的其他装置工作介质——传递动力的媒介结论1.由GB/786.1-1993规定的图形符号为液压元件标准职能符号。以此符号所标示的液压系统图为液压系统原理图。2.在液压系统原理图中，职能符号只表示液压元件的种类，不表示元件的实际安装位置。3.职能符号不表示元件的具体结构和参数，并规定各符号所表示的都是相应元件的静止位置或零位置（初始位置）4.对于具有特殊性能的非标准液压元件,允许用半结构图表示其结构特征。液压传动系统图形符号1.对每个液压元件只表示其内部结构原理，外部形状一律不表示；2.优点：直观性强，容易理解；3.缺点：图形复杂，绘制不便。职能符号图

半结构图

1.每个液压元件都用国标(GB/T786.1-93)规定的图形符号来表示；2.优点：图面简洁，油路走向清楚，设计、分析方便。3.缺点：直观性不如半结构图强。半结构图与职能符号图的区别4液压传动的特点1.液压传动装置运动平稳、反应快、惯性小，能高速启动、制动和换向。2.在同等功率情况下，液压传动装置体积小、重量轻、结构紧凑。例如同功率液压马达的重量只有电动机的10%～20%。（如液压千斤顶，可顶起1.6吨重物，若每位男同学体重为128斤，可举起25位男同学，力大无穷（P=32MP以上））。3.液压传动装置能在运行中方便地实现无级调速，且调速范围最大可达1∶2000（一般为1∶100）。4.操作简单、方便，易于实现自动化。当它与电气联合控制时，能实现复杂的自动工作循环和远距离控制。5.易于实现过载保护，液压元件能自行润滑，使用寿命较长。6.液压元件实现了标准化、系列化、通用化，便于设计、制造和使用。优点1.液压传动不能保证严格的传动比，这是由于液压油的可压缩性和泄漏造成的。2.液压传动对油温变化较敏感，这会影响它的工作稳定性。因此液压传动不宜在很高或很低的温度下工作，一般工作温度在－15℃～60℃范围内较合适。3.为了减少泄漏，液压元件在制造精度上要求较高，因此它的造价高，且对油液的污染比较敏感。4.液压传动装置出现故障时不易查找原因。5.液压传动在能量转换（机械能→压力能→机械能）的过程中，特别是在节流调速系统中，其压力、流量损失大，故系统效率较低。缺点1.查阅资料：与其它传动形式相比较，液压传动具有哪些优点、缺点？液压传动系统工作中的三大问题？2.查阅资料，写成小论文（任选一题）：1）液压传动技术的发展概况；2）中国液压技术的发展历程。课后作业感谢观看液压与气动技术

装在普通汽车底盘或特制汽车底盘上，设置行驶驾驶室和起重操纵室两个操纵室。任务引入汽车起重机1.汽车起重机是如何工作的？2.基本的液压回路有哪些？3.这些基本回路如何配合来完成工作呢？任务分析任务分析支腿机构:架起整车，不使载荷压在轮胎上。起升机构:使重物升降。伸缩机构:改变吊臂的长度。变幅机构:改变吊臂的倾角。回转机构:使吊臂回转。汽车起重机主要运动任务2方向控制回路设计与装调项目一Q2-8型汽车起重机液压系统装调与运维1手动换向回路执行元件

缸底缸筒活塞活塞杆导向套支承环缸盖耳环防尘圈密封圈密封圈单杆活塞式液压缸执行元件

单杆活塞式液压缸单杆活塞式液压缸三种连接形式的单杆活塞缸性能比较：1)简单连接－无杆腔进油F1=p1A1－p2A2

=π[D2p1-(D2-d2)p2]/4v1=q/A1=4q/πD2

单杆活塞式液压缸单杆活塞缸的推力和速度：2)简单连接－有杆腔进油F2=p1A2-p2A1=π[(D2-d2)p1-D2p2]/4v2=q/A2=4q/π(D2-d2)3）差动连接

F3=p1(A1-A2)=πd2p1/4∵v3A1=q+v3A推，

v3=q/(A1-A2)=4q/πd2结论：差动连接时实际的有效作用面积是活塞杆的横截面积，

在不增加流量的前提下，采用差动连接，可实现快速运动。

实现执行元件快速运动的其他方法？单杆活塞式液压缸单杆活塞缸的推力和速度：双杆活塞式液压缸双杆活塞缸的推力和速度：结论：活塞往复运动速度和推力相同，常用于要求往返运动速度相同的场合。双杆活塞式液压缸执行元件

定义：在缸体内作往复运动的组件为柱塞的液压缸。柱塞缸柱塞缸式中D—柱塞直径柱塞缸的输出力F和运动速度v：式中D—柱塞直径双作用柱塞缸：执行元件

工作特点？F、V如何变化？伸缩缸执行元件单作用液压缸a单杆b双杆双作用液压缸伸缩缸柱塞缸液压缸职能符号按结构形式分为：活塞式，柱塞式，摆动式等。按液压力的作用方式：单作用式（液体只控制缸一腔单向运动），双作用式（液体控制缸两腔实现双向运动）按使用压力分：低压、中压、中高压、高压液压缸。液压缸的类型小结

液压缸是液压系统中的执行元件，用来执行直线往复运动或小于360°的回转摆动。液压缸的作用液压缸的特点结构简单，制造容易，维修方便，工作可靠；重量轻，传力大，寿命长；运动惯性小，制动精度高，可作频繁换向；易于实现远控和自控。小结方向控制元件

大家知道驾驶员在操纵室里搬动的零件是什么吗？它是干什么用的呢？换向阀方向控制元件

控制液压油流动方向的液压元件叫换向阀。起重机用的是手动换向阀。换向阀换向阀的原理分析组成：阀体＋阀芯＋操纵定位装置。结构特点：阀体、阀芯均有台肩和沉割槽；阀体内腔每个沉割槽对应一个外接油口。工作原理：阀芯对阀体的相对位置改变，油口的通断关系改变。

1.换向阀的工作原理分析换向阀的职能符号2.换向阀的阀芯工作状态表达--位与通位-阀芯相对阀体的位置，用方框表示。常态位-阀芯不动作时的位置。通-外接油口。P-压力油进口T(或O）-回油口A、B-与执行元件连接的工作油口L-泄漏油口K-控制油口。箭头-表示两油口连通，但并不表示油流的实际方向；符号⊥或┰-表示此油路被阀芯封闭。职能符号换向阀的职能符号

液动

液动外控电液动

手动

机动

电磁动弹簧复位3.换向阀的控制方式表达--阀芯的移动靠什么力？换向阀的中位机能4.中位机能的定义三位的换向阀在中位时各油口的连通方式体现了换向阀的控制机能，称之为滑阀的中位机能。不同滑阀机能的滑阀，阀体是通用的，仅阀芯台肩的尺寸和形状不同。换向阀的中位机能5.常用中位机能的特点和作用换向阀的中位机能6.各种常用中位机能，油路的连通方式O型M型双向锁紧，系统保压双向锁紧，油泵卸荷换向阀的中位机能6.各种常用中位机能，油路的连通方式H型P型差动连接油缸浮动，泵卸荷换向阀的中位机能6.各种常用中位机能，油路的连通方式Y型K型单向锁紧，油泵卸荷油缸浮动，系统保压换向阀的中位机能7.中位机能选择考虑因素系统保压；系统卸荷；换向平稳性和精度；起动平稳性；液压缸“浮动”或在任意位置上的停止。8.换向阀的性能要求油路导通时，压力损失要小；油路断开时，泄漏量要小；阀芯换位，操纵力要小以及换向平稳。任务实施运用软件进行手动换向回路模拟仿真设计1）如果起重机各换向阀串联使用，正确选用三位四通换向阀，补全中位，并说出原因。原因：2锁紧回路锁紧回路如何保证支腿不发生“缩腿”，确保安全性？锁紧回路1.用换向阀中位机能锁紧采用O、M型中位机能。结构简单，但泄漏较大，锁紧效果不好。只能用在要求不高的场合。锁紧回路2.用液控单向阀锁紧两个液控单向阀做成一体时，就是双向液压锁。单向阀结构、原理及符号普通单向阀液控单向阀锥阀式直通单向阀KAB液压锁职能符号主要用于汽车起重机、泵车、轮式挖掘机等设备的支腿油路中。换向阀在中位时，液压锁里面的单向阀必须反向关闭，才能起到锁紧活塞杆的作用。这就需要液压锁A、B两油口的液压油能通过换向阀中位流回油箱，所以与液压锁配合使用的换向阀最好为Y型中位或H型中位。液压锁锁紧回路思考：锁紧回路中的换向阀应选择哪种中位机能？任务实施运用软件进行锁紧回路仿真设计1）请分析如图所示锁紧回路液压原理仿真图，把控制口X连接到合适的油路上，正确选用三位四通换向阀并在“√”处补全其中位，说明做出这种选择的原因。原因：1.完成学习通上

项目一

任务2的作业；2.完成学习通在线课程

项目一

任务3压力控制回路的设计与装调

课前预习。课后作业液压与气动技术

汽车起重机利用方向控制回路实现了各执行元件的换向动作或启停动作，那么，

1.液压油是如何流入液压缸的呢？2.系统会不会因为过载而经常出现故障呢？3.起重机完成工作后，各个液压缸陆续缩回时，会不会因为重力的影响而运动失控呢？任务引入任务分析1.液压油是由液压泵送入液压缸的。2.不会，第一次课我们就了解了系统有溢流阀保护。3.不会，肯定有和重力平衡的装置。任务3压力控制回路设计与装调项目一Q2-8型汽车起重机液压系统装调与运维1调压回路动力元件

液压泵它的工作原理是什么？泵相当于人体的心脏。液压泵齿轮泵1.液压泵职能符号：液压泵的职能符号及性能参数2.液压泵主要性能参数（1）压力

工作压力P：指泵实际工作时的压力，对泵来说，工作压力是指它的输出压力。

实际工作压力取决于相应的外负载。

额定压力Pt：泵、马达在额定工况条件下按试验标准规定的连续运转的最高压力，超过

此值就是过载。液压泵的职能符号及性能参数2.液压泵主要性能参数（1）压力

工作压力P：指泵实际工作时的压力，对泵来说，工作压力是指它的输出压力。

实际工作压力取决于相应的外负载。

额定压力Pt：泵、马达在额定工况条件下按试验标准规定的连续运转的最高压力，超过

此值就是过载。（2）流量

排量v：泵的轴每转一周，由于其密封容腔几何体积变化而排出液体的体积，亦即在无泄漏的情

况下，其泵转动一周时排出的油液体积。

理论流量qt：泵在单位时间内由于其密封容腔几何体积变化而排出的液体体积。泵、马达的流量

为其转速与排量的乘积。

实际流量q：泵在单位时间内实际排出的液体体积。因为泵和马达存在内泄漏，油液具有压缩性，所

以额定流量和实际流量是不同的。

额定流量q：指泵在正常工作条件下，按试验标准规定必须保证的输出流量，亦即在额定转速和额定

压力下输出的流量。溢流阀式中D—柱塞直径

当系统负载达到或超过溢流阀的限定压力时，其阀芯打开，使压力不再上升。溢流阀在液压系统中的主要功用是调压、稳压、安全保护等。溢流阀有直动型和先导型两种。

溢流阀阀芯调压弹簧调压手轮阀体出油口进油口阻尼孔结构职能符号溢流阀工作原理当进口压力小于调定压力当进口压力大于调定压力回路仿真设计运用软件进行调压回路模拟仿真设计1）分析该回路能实现二级调压的原因。原因：2）在定量泵系统中，溢流阀的作用是什么？2平衡回路平衡回路为防止汽车起重机吊臂、变幅缸在重力作用下自行收缩，需要设置平衡回路，提高变幅运动的可靠性。顺序阀

顺序阀是以压力为控制信号，在一定的控制压力作用下能自动接通或断开某一油路。顺序阀按结构不同分为直动型和先导型两种;按控制油来源不同有内控式和外控式之分。顺序阀结构、类型阀芯阀体上阀盖下阀盖控制活塞弹簧1）内控外泄2）内控内泄3）外控外泄4）外控内泄顺序阀进口油液→控制油道→控制活塞下端面，压力达到弹簧调定压力时，控制活塞推动阀芯上移，进出油口连通，出口油液可至执行元件工作。直动式顺序阀工作原理顺序阀与溢流阀的区别溢流阀的作用是稳定阀的入口压力，而顺序阀则是接通或切断某一油路等。溢流阀的弹簧腔与出油口相通，而顺序阀接负载时弹簧腔需单独接回油箱，以免弹簧腔有油压。溢流阀的出口必须回油箱，顺序阀出口接负载。溢流阀的进口最高压力由调压弹簧限定，顺序阀进口压力由工况决定。溢流阀顺序阀顺序阀平衡回路外控顺序阀和单向阀反向并联组成平衡阀。功用：起限速平衡作用，防止因重力使工作装置下落超速或突然下落。应用：起重机械、挖掘机械等。任务实施运用软件进行平衡回路仿真设计1）将如图所示平衡回路补全，并说明原因。原因：1.完成学习通上

项目一

任务3的作业；2.完成学习通在线课程

项目一

任务4Q2-8汽车起重机液压系统传动分析与故障诊断排除

课前预习。课后作业液压与气动技术汽车起重机利用方向控制回路、压力控制回路实现了各执行元件的换向动作、启停动作以及系统的安全性、稳定性。那么1.汽车起重机工作时一般需注意什么？2.Q2-8汽车起重机液压系统特点有哪些？3.汽车起重机常见的故障及诊断方法有哪些？任务引入任务分析1.一般要求输出力大，动作要平稳，耐冲击，操作要灵活、方便、可靠、安全。2.单泵、开式、串联液压系统，一般采用中、高压手动控制系统，系统对安全性要求较高。

Q2-8型汽车起重机采用液压起重技术，具有承载能力大，可在有冲击、振动和环境较差的条件下工作。掌握其液压系统的工作过程及常见故障的诊断排除是我们合理、安全、高效地使用其工作的保证。1.动力装置：牵引车；2.传动装置：液压系统；3.工作装置：工作台、吊臂、起升机构、支撑支腿和行驶机构；4.电气设备：各类控制信号。任务4Q2-8型汽车起重机液压系统

传动分析与故障诊断排除项目一Q2-8型汽车起重机液压系统装调与运维1液压系统传动过程分析起重顺序

任务实施

起重时，动作顺序为：放下后支腿—放下前支腿—调整吊臂长度—调整吊臂起重角度—起吊—回转—落下载重—收前支腿—收后支腿—起吊作业结束。上车部分(下车部分)回转接头变幅起升伸缩回转前支退后支腿基本回路

任务实施

1)支腿收放回路起重作业时使汽车轮胎离开地面，架起整车，不使载荷压在轮胎上，并可调节整车的水平度，一般为四腿结构。以避免支承软腿现象。小组任务：写出支腿收放回路中液压油的传动路线。活塞杆伸出时：活塞杆缩回时：中位锁紧时：思考：液压锁为啥配套使用M型中位换向阀？基本回路

任务实施

2)回转回路

Q2-8型汽车起重机采用ZMD40柱塞液压马达控制回转机构，回转速度1～3r/min。由于惯性小，一般不设缓冲装置，操作三位四通手动换向阀C可控制马达正转、反转或停止。小组任务：写出回转回路中液压油的传动路线。液压马达正转（左进右出）时：液压马达反转（右进左出）时：

基本回路

任务实施

3)吊臂伸缩回路

Q2-8型汽车起重机工作时，通过控制三位四通手动换向阀D来控制吊臂伸缩并调节吊臂的运动速度。Q2-8型汽车起重机移动时应将吊臂缩回。吊臂缩回时，为防止吊臂在重力作用下自行收缩，还在收缩缸下腔的回油路上安装了平衡阀14，以提高收缩运动的可靠性。小组任务：写出伸缩回路中液压油的传动路线。活塞杆伸出时：活塞杆缩回时：基本回路

任务实施

4)变幅回路

Q2-8型汽车起重机采用两个液压缸并联的方式，提高吊臂变幅机构的承载能力，其工作原理与吊臂伸缩回路相同。基本回路

任务实施

5)起升回路

Q2-8型汽车起重机采用ZMD40型柱塞液压马达带动重物升降，通过控制三位四通手动换向阀F来实现变速和换向，通过液控单向顺序阀（平衡阀）8来限制重物超速下降。

闸缸（单作用液压缸）是制动缸。单向节流阀7的作用有两个，一是保证液压油先进入马达；二是保证吊物升降停止时，制动缸中的油马上与油箱相通，使马达迅速制动。小组任务：写出起升回路中液压油的传动路线。活塞杆伸出时：活塞杆缩回时：问题思考：

任务实施各个执行元件的速度是如何控制的？上车部分(下车部分)回转接头变幅起升伸缩回转前支退后支腿

任务总结系统特点1