液压与气动技术（第六版） 课件 第1章 液压传动基础

液压传动的应用液压传动用在什么地方能量需求动力源燃气轮机其它形式内燃机电动机动力源消耗能量?动力源直接驱动机械能传递液压能传递液压系统在工程中的应用举例液压升降机废车粉碎机钢板折弯机其它应用—机床其它应用—压力机其它应用—工程机械三种传动形式机械传动电气传动流体传动液压传动的发展历史液压传动是以流体作为工作介质对能量进行传动和控制的一种传动形式，相对于机械传动来说，是一门新兴的技术。随着微电子技术的迅速发展及液压传动许多突出的优点，其应用领域遍及各个工业部门。液压传动的应用领域和发展趋势液压传动技术应用在机床、工程机械、冶金机械、塑料机械、农林机械、汽车、船舶、航天航空等国民经济各行各业，是自动化技术不可缺少的手段。元件小型化、系统集成化、机电液一体化是液压传动技术的必然发展趋势。谢谢THANKSFORYOURWATCHING液压传动的概念深圳职业技术大学主讲人：朱梅液压系统工作原理0102液压系统的组成液压系统的优点04液压系统组成部分的作用03主要内容液压系统的缺点05什么是液压传动？（Hydraulics)液压传动的定义液压传动（Hydraulics）是以液体为工作介质，通过动力元件将原动机的机械能转换为液体的压力能经过管道等附件和液压控制元件调节通过执行元件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。液压驱动的功能方向控制定位技术运行速度控制控制压力实现这些功能所需要的元件方向控制阀流量控制阀压力控制阀液压系统的工作原理由电动机驱动将机械能转换成液体压力能液压泵执行元件把油液的液压能转换成机械能的元件。有作直线运动的液压缸或作回转运动的液压马达对系统中油液压力、流量或流动方向进行控制或调节的元件。这些元件的不同组合形成了不同功能的液压系统。例如油箱、过滤器、油管等。它们对保证系统正常工作有重要作用.辅助元件控制元件液压系统的组成液压系统的特点用具有一定压力的液体来传递动力和运动传动过程中必须经过两次能量转换传动必须在密封容器内进行且容积要发生变化液压系统的特点用具有一定压力的液体来传递动力和运动传动过程中必须经过两次能量转换传动必须在密封容器内进行且容积要发生变化液压传动的优点体积小，输出力大。液压传动一般工作压力在7MPa左右，也可高达50MPa。而液压装置的体积比同样大小输出压力的电机及机械传动装置的体积小的多。不会有过负载的危险。液压系统中装有溢流阀，当压力超过设定压力时，阀门开启，液压油经由溢流阀流回油箱，此时液压油不是处在密闭状态，故系统压力永远无法超过设定压力。输出力调整容易。液压装置出力调整非常简单，只要调整压力控制阀即可轻易达成。速度调整容易。液压装置速度调整非常简单，只要调整流量控制阀即可轻易达到，且可实行无级调速。易于自动化。液压设备配上电磁阀、电气元件、可编程控制器、计算机，可装配成各式自动化机械。液压传动的缺点接管不良造成油外泄，除了会污染工作场所外，还有引起火灾的危险。油温上升时，粘度降低，油温下降时，粘度升高，油的粘度发生变化时，流量也会跟着改变，造成速度不稳定。系统将马达的机械能转换成液体压力能，再把液体压力能转换成机械能来做功，能量经两次转换损失较大，能源使用效率比传统机械低。液压系统大量使用各式控制阀、接头及管子，为了防止泄漏损耗，元件的加工精度要求较高。液压传动优点总结功率大来重量轻，大力大矩显威风；运动平稳响应快，无级调速显神通；操纵简单自动化，过载保护它更行；元件标准系列化，散热润滑也出名。液压传动缺点总结难保严格传动比；液压不宜远距离；元件精度要求高；温度影响需注意；信号传递不如电；液压介质很娇气总的效率比较低，找到故障较费力。小结液压系统的组成有五部分液压传动的工作原理有两次能量转换谢谢THANKSFORYOURWATCHING液压传动基础知识深圳职业技术大学主讲人：朱梅液体的静压力及传递原理（重点）0102帕斯卡原理（重点）液压系统关键参数：压力与流量（重点）05伯努利方程（难点）04液体连续定理（重点）03主要内容液体静压力静压力—静止液体在单位面积上所受的法向力：p=F/A（Pa）条件：液体的面积A（m2）上所受的作用力F（N）为均匀分布时液体静压力的特性1、液体静压力垂直于承压面，方向为该面内法线方向。2、静止液体内任一点的静压力在各个方向上都相等。压力表达单位我国采用法定计量单位Pa来计量压力1Pa=1N/m2工程中习惯使用bar（kgf/cm2）作为压力单位液压技术中习惯用Mpa（N/mm2）表达绝对压力、表压力及真空度相对压力（表压力）gaugepressure大气压力绝对压力（absolutepressure）绝对压力、表压力及真空度特点真空度（液体中某点处的绝对压力小于大气压力，这时该点的绝对压力比大气压力小的那部分压力值）大气压力绝对压力绝对压力、表压力及真空度帕斯卡原理在密闭容器内，施加于静止液体上的压力可以等值地传递到液体各点静压传递原理帕斯卡原理静压传递：如果力F1作用于面积为A1的液体上，产生压力p1如果压力p作用在较大面积A2上，则产生较大力F2如果面积A2为面积A1的三倍，则力F2就为力F1的三倍帕斯卡原理帕斯卡原理位移传递（1）帕斯卡原理位移传递（2）连续性方程（质量守恒定律）条件：恒定流动液体在流动时，通过任一通流横截面的速度、压力和密度不随时间改变的流动称为恒定流动，反之速度、压力和密度其中一项随时间而变，就称为非恒定流动。连续性方程对恒定流动而言，液体通过管内任一截面的液体质量必然相等（质量守恒原理）通过任一截面的流量Q=AV=A1V1=A2V2=常数流量与速度的关系流量：Q=AVA为流经截面面积：m2V为液体的流动速度：m/s单位L/min或m3/s换算式：1L＝1×10－3m3

1m3/s＝6×104L/min流量与速度的关系基本概念运动速度取决于流量与流体的压力无关伯努利方程（能量守恒定律）在密闭管道内稳定流动的理想液体有三种形式的能量，即压力能、动能和位能，三者之和等于常数。伯努利方程（能量守恒定律）水平放置的管道，流体的流速越高，它的压力就越低。在流量不变的情况下，液体流过不同截面时，截面越大，流速越低，压力越大；截面越小，流速越大，压力越小。在液压传动系统中，位能和动能与压力能相比小很多，可以忽略不计。液压系统中的能量主要以压力能形式体现。液体流动中的压力损失压力损失由于液体具有粘性，在管路中流动时不可避免地存在摩擦力，所以液体在流动过程中必然要损耗一部分能量。这部分能量损耗主要表现为压力损失液体流动中的压力损失沿程损失是当液体在直径不变的直管中流过一段距离时，因摩擦而产生的压力损失。局部损失是由于管子截面形状突然变化、液流方向改变或其它形式的液流阻力而引起的压力损失。液体流动中的压力损失局部压力损失沿程损失压力损失一般将系统工作所需的最大工作压力乘以一个1.3～1.5的系数来估算液体流动中的压力损失流量损失在液压系统中,各液压元件都有相对运动的表面的间隙，如果间隙的一边为高压油,另一边为低压油,则高压油就会经间隙流向低压区从而造成泄漏。液体流动中的压力损失流量损失由于液压元件密封不完善，一部分油液也会向外部泄漏。

一般将系统工作所需的最大流量乘以一个1.1～1.3的系数来估算液压冲击液压冲击：在液压系统中,当油路突然关闭或换向时,产生急剧的压力升高的现象。

主要原因：液压速度的急剧变化、高速运动工作部件的惯性力和某些液压元件反应动作不够灵敏。空穴现象在液体的流动中，因某点处的压力低于液体所在温度下的空气分离压而产生气泡。当因油液运动速度降低而使油液压力再次升高时，气泡就会被压破。空穴现象是导致液压系统中元件和管接头损坏的重要因素之一小结液压传动基本理论三大定理压力和流量的概念谢谢THANKSFORYOURWATCHING液压油深圳职业技术大学主讲人：朱梅液压油的作用（了解）0102液压油的性质（重点）液压油的分类（了解）04液压油的选用（重点）03主要内容液压油的作用传递运动与动力润滑密封冷却液压油的性质密度：单位体积液体的质量，一般认为液压油的密度为900kg/m3。可压缩性：对于一般低中压液压系统可认为油液是不可压缩的。粘性：液体流动时分子之间产生的一种内摩擦力。粘度：度量粘性大小的物理量。液压油粘性对机械效率、磨耗、压力损失、容积效率、漏油及泵的吸入性影响很大。液压油的性质粘性可分为动力粘度和运动粘度两种动力粘度μ——液体在单位速度梯度下流动时单位面积上产生的摩擦力

液压油的性质液体粘性示意图μ—动力粘度（Pa·S

帕·秒）液压油的性质运动粘度——ν=μ/ρ没有明确的物理意义，工程实际中常用的表示粘度的物理量单位：cSt厘斯1cSt＝1mm/s2

液压油的性质粘度是液压油的性能指标习惯上使用运动粘度标志液体的粘度机械油的牌号就是用其在400C时的平均运动粘度（mm/s2）为其标号液压油的性质粘温特性——粘度随着温度升高而显著下降粘压特性——粘度随压力升高而变大液压油的分类矿物性液压油：按照ISO规定，采用40℃时油液的运动粘度（mm2/s)作为油液粘度牌号，共分为10、15、22、32、46、68、100、150等8个等级难燃（耐火性）液压液：乳化液高水基液压液海水或淡水对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，价格便宜液压油的选用选用液压油液首先考虑：粘度选择时要注意：液压系统的工作压力：压力高，要选择粘度较大的液压油液。环境温度：温度高，选用粘度较大的液压油液。运动速度：速度高，选用粘度较低的液压油液。液压泵的类型：不同类型的泵对油的粘度有不同的要求设备特殊要求讨论小结液压油的选用原则粘度及粘温特性液压油的性质谢谢THANKSFORYOURWATCHING建立和操作液压设备系统授课人：宋志刚CATALOGUE目录液压设备系统基本概念液压设备系统建立流程液压设备操作规范与技巧液压设备系统故障诊断与排除液压设备系统性能优化策略液压设备系统安全管理与培训01液压设备系统基本概念液压传动是利用液体作为工作介质来传递能量和进行控制的一种传动方式。液压传动具有传递功率大、运动平稳、易于实现过载保护等优点。液压传动通过液压泵将原动机的机械能转换为液体的压力能，然后通过管道、液压阀等控制元件，将液体的压力能传递到执行元件（如液压缸、液压马达等），再转换为机械能，从而驱动负载进行工作。液压传动原理简介液压设备系统组成要素将机械能转换为液体压力能的装置，常用的液压泵有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵等。液压泵用于控制和调节液压系统中液体的压力、流量和方向，以满足执行元件的工作要求。包括油箱、过滤器、冷却器、蓄能器等，用于保证液压系统的正常工作。液压阀将液体的压力能转换为机械能的装置，用于驱动负载进行直线往复运动或旋转运动。液压缸/液压马达液压辅件液压设备系统应用领域工程机械挖掘机、装载机、压路机等工程机械广泛采用液压系统，以实现各种复杂动作和高效作业。汽车工业汽车制造中的许多工序，如冲压、焊接、涂装等，都依赖于液压系统的高效传动和控制。航空航天飞机起落架、飞行控制系统等关键部件均采用液压系统，以确保飞行的安全和稳定。其他领域液压系统还广泛应用于冶金、矿山、电力、船舶、机床等多个领域，为各种设备和生产线提供动力和控制支持。随着工业4.0和智能制造的推进，液压系统正朝着智能化方向发展，通过与传感器、控制器等智能设备的结合，实现更高效、精准的控制和监测。新型高性能材料的应用为液压系统的发展带来了新的机遇，如高强度、轻量化的材料可以进一步提高液压系统的性能和效率。在全球环保意识的提升下，液压系统正不断优化设计，降低能耗和减少排放，以满足绿色制造和可持续发展的需求。随着市场需求的多样化，液压系统制造商正提供更多定制化的产品和服务，以满足不同客户的特定需求。发展趋势及市场前景智能化发展高性能材料应用节能环保定制化服务02液压设备系统建立流程需求分析与方案设计分析系统所需的工作压力、流量和控制精度设计液压系统原理图，确定主要液压元件和辅助元件制定系统的工作流程和操作规范明确液压系统的功能需求和性能指标根据需求分析，选择合适的液压泵、马达、阀门等关键元件对比不同品牌和型号的设备，评估其性能、价格和售后服务制定采购计划，明确交货期和付款方式与供应商建立良好的沟通机制，确保设备质量和交货时间设备选型与采购策略系统布局与安装要求根据液压系统原理图，合理规划设备布局和管线连接确保设备安装牢固、可靠，并符合相关安全标准考虑设备的维护和检修空间，方便日常操作和管理对液压油箱、泵站等关键部位进行特殊防护，确保系统稳定运行制定详细的调试计划和步骤，确保系统能够正常运行检查系统各部件的密封性和工作状况，及时处理异常情况对液压系统的压力、流量、温度等参数进行监测和调整制定验收标准，对系统的性能、安全性和可靠性进行全面评估调试运行及验收标准03液压设备操作规范与技巧启动前准备工作及注意事项确保液压油箱中的油位在正常范围内，避免油液不足或过量。检查液压油位确认电机、传感器及控制系统工作正常，无损坏或故障迹象。电气设备检查评估工作环境是否适宜，如温度、湿度和清洁度等，以确保系统稳定运行。环境因素考虑检查液压管路、接头和阀门的连接是否紧固，防止泄漏和松动。验证系统连接控制执行机构根据需要，准确操作控制阀，使液压执行机构（如油缸、马达等）按要求动作。记录运行数据定期记录关键运行参数，如压力、流量和温度等，以便后续分析和优化。监控系统压力在操作过程中，密切关注液压系统压力表的读数，确保其在安全范围内波动。启动液压泵按照设备启动程序，逐步启动液压泵，并监听其运转声音，确保无异常。正常操作流程演示异常情况处理方案若发现油压过高或过低，应立即停机检查，排除故障后方可继续运行。油压异常若液压系统温度过高，应检查冷却系统是否正常工作，并采取措施降低油温。如遇电气故障，应切断电源后进行检查和修复，确保安全后再恢复供电。系统过热一旦发现液压管路或接头泄漏，应立即关闭相应阀门，进行紧固或更换密封件。泄漏处理电气故障维护保养周期和方法定期更换液压油根据设备使用情况和液压油品质，制定合理的换油周期，并确保使用合格的液压油进行更换。检查密封件定期检查液压管路和接头的密封件，发现磨损或老化应及时更换。清洁液压系统定期对液压系统进行清洁，去除油污和杂质，保持系统内部清洁度。维护保养记录建立详细的维护保养记录，包括保养时间、内容和结果等，以便追踪和优化设备性能。04液压设备系统故障诊断与排除油液中混入杂质、水分或空气，导致系统性能下降或元件损坏。预防措施包括定期更换油液、使用高精度过滤器等。油液污染液压泵、马达、阀门等元件因长时间使用而磨损，影响系统性能。预防措施包括定期检查、更换磨损元件，保持系统清洁。元件磨损液压系统长时间高负荷运行，导致油温过高，影响系统稳定性和元件寿命。预防措施包括优化系统设计、提高散热效率、降低系统负荷等。过热问题常见故障原因分析及预防措施通过倾听液压系统运行声音，判断是否存在异常噪声或振动，从而初步判断故障部位。观察液压系统各部位是否有漏油、冒烟、异常磨损等现象，有助于准确定位故障点。通过触摸液压元件表面，感受其温度和振动情况，进一步缩小故障范围。使用专业检测仪器对液压系统进行全面检测，如压力表、流量计等，提高故障诊断的准确性。故障诊断方法与技巧分享听觉诊断视觉诊断触觉诊断仪器检测故障排查：按照故障诊断方法逐步排查故障点，确定维修方案。维修前准备：了解液压系统工作原理和故障现象，准备必要的维修工具和备件。维修实施：按照维修方案进行拆卸、清洗、更换元件等操作，注意保持现场清洁和元件摆放有序。维修后测试：维修完成后对液压系统进行全面测试，确保系统性能恢复正常。优化建议：针对维修过程中发现的问题，提出改进意见和优化措施，预防类似故障再次发生。维修流程和优化建议某液压设备出现压力不稳定故障，通过听觉和触觉诊断发现液压泵存在异常振动和噪声。经拆卸检查发现液压泵内部元件磨损严重，更换新元件后故障排除。案例一某液压系统出现油温过高故障，通过视觉诊断发现散热系统存在堵塞现象。经清洗散热器和更换新油液后，油温恢复正常。案例二某液压设备在运行过程中突然停机，通过仪器检测发现系统压力骤降为零。经检查发现液压管路破裂漏油，紧急更换新管路后设备恢复正常运行。案例三案例分析：成功解决故障实例05液压设备系统性能优化策略提高系统效率的方法探讨选择合适的液压泵根据系统需求和工作条件，选用高效、可靠的液压泵，以提高系统整体效率。优化管路设计定期维护保养减少管路弯曲和接头，降低流体阻力，提高系统效率。保持液压设备的清洁和良好状态，定期检查并更换磨损的密封件和滤芯，以减少内泄和外泄，提高系统效率。03减少空载运行时间合理安排工作计划，减少设备空载运行时间，从而降低能耗。01合理调整系统压力根据实际需求，适当调整系统压力，避免过高的压力造成能耗浪费。02采用节能技术应用变频调速技术、负载敏感技术等节能技术，有效降低液压设备的能耗。降低能耗的实用技巧使用符合要求的优质液压油，减少设备磨损和故障率，延长使用寿命。选用高质量液压油保持液压油温度在适宜范围内，避免过高或过低的油温对设备造成损害。控制油温定期检查设备的运行状态，及时发现并处理潜在问题，以延长设备使用寿命