液壓傳動與控制課件

1、關(guān)于液壓傳動及控制課程 n課程性質(zhì): 專業(yè)骨干課n課程特點(diǎn): 理論與實(shí)際應(yīng)用并重n評價指標(biāo): 期末50% 大型作業(yè)（報告）20%（兩次） 平時30% (出勤、作業(yè)、課堂提問等)n教材：（機(jī)床）液壓傳動 n習(xí)題：每章附后教學(xué)內(nèi)容n概述n工作介質(zhì)液壓油n流體力學(xué)基礎(chǔ)基本理論n液壓元件基本原理n基本回路n典型系統(tǒng)分析基本分析n系統(tǒng)設(shè)計基本計算第一章 緒論n液壓傳動發(fā)展概況歷史與現(xiàn)狀n液壓傳動工作原理及其組成n液壓傳動的控制方式 n液壓傳動的特點(diǎn)優(yōu)缺點(diǎn) n液壓傳動在機(jī)械工業(yè)中的應(yīng)用1.1 歷史與現(xiàn)狀n17世紀(jì)帕斯卡提出靜壓傳遞原理n二次大戰(zhàn)中電液伺服控制的出現(xiàn)n機(jī)電液一體化n廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格

2、化、系列化，具有通用性和互換性n靜壓傳遞液壓傳動電液控制（伺服比例數(shù)字）知識點(diǎn)：基本概念n液動力傳遞介質(zhì)，液體，油、水、乳化液等n壓動力傳遞方式，壓力能n傳動及控制兩者融合一體，有傳動就有控制，有控制就有傳動n液控與電控動力傳遞與信息傳遞n控制方式開關(guān)量與模擬量知識點(diǎn)：基本概念n液壓傳動：借助于密閉容積的變化，利用液體的壓力能與機(jī)械能之間的轉(zhuǎn)換來傳遞動力（能量） n壓力和流量：液壓傳動中兩個最重要的參數(shù)。壓力取決于負(fù)載；流量決定執(zhí)行元件的運(yùn)動速度 n壓力損失：動力源控制元件執(zhí)行元件研究對象n研究以液體為傳動介質(zhì)通過壓力與流量的分配與傳遞來實(shí)現(xiàn)各種機(jī)械傳動和自動控制的學(xué)科 元件 回路 系統(tǒng) 介質(zhì)

3、動力信息液壓傳動的基本原理 211AWAFp121AAFW 1. 力比關(guān)系n帕斯卡原理帕斯卡原理：在密閉容器內(nèi)，施加于靜止液體上的壓力將以等值同時傳遞到液體各點(diǎn)。重要概念一：“工作壓力取決于負(fù)載”，而與流入的液體多少無關(guān) 思考：思考：1.若空載，即W=0，則p=？ 2.液壓千斤頂?shù)墓ぷ髟砗推渌Ы镯攤鲃臃绞降谋容^?2. 運(yùn)動關(guān)系 A1h1=A2h22112AAhhthAthA22112112AAvv活塞的運(yùn)動速度和活塞的作用面積成反比 流量q (Ah/t):單位時間內(nèi)流過某一截面積為A的流體體積q=Av q=A1v1=A2v2 (連續(xù)性方程) Aqv 若已知進(jìn)入缸體的流量q，則活塞運(yùn)動速度為

4、： 重要概念二：“活塞的運(yùn)動速度速度v取決于取決于進(jìn)入液壓缸（馬達(dá)）的流量流量q，而與液體壓力p大小無關(guān)” 3. 功率關(guān)系n F1v1=Wv2 n P=F1v1=pA1v1=pA2v2=pq n壓力p和流量q是流體傳動中最基本、最重要的兩個參數(shù)，它們相當(dāng)于機(jī)械傳動中的力和速度，它們的乘積即為功率功率守恒n液壓傳動是以液體的壓力能來傳遞動力的 1.2液壓傳動的工作原理及其組成圖1-1、1-2 機(jī)床工作臺液壓傳動系統(tǒng)(a) 結(jié)構(gòu)原理圖 (b) 功能符號原理圖（常用）液壓傳動的工作原理n通過動力元件（液壓泵）將原動機(jī)（電動機(jī)）輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液體壓力能，再經(jīng)密閉管道和控制元件輸送至執(zhí)行元件（液壓缸

5、和液壓馬達(dá)），將液壓能又轉(zhuǎn)換為機(jī)械能以驅(qū)動負(fù)載。n能量轉(zhuǎn)換 動力元件：機(jī)械液壓 執(zhí)行元件：液壓機(jī)械損失大，效率低n以液體為介質(zhì)、以壓力能為動力、始終處于受控制狀態(tài)液壓傳動系統(tǒng)組成n動力元件：液壓泵，其功能是將原動機(jī)輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能，為系統(tǒng)提供動力 （液壓源、油源）n執(zhí)行元件：液壓缸、液壓馬達(dá)，功能是將液體的壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，輸出力和速度（或轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速），以帶動負(fù)載實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動 n控制元件：壓力、流量和方向控制閥，作用是控制和調(diào)節(jié)系統(tǒng)中液體的壓力、流量和流動方向，以保證執(zhí)行元件達(dá)到所要求的輸出力（或力矩）、運(yùn)動速度和運(yùn)動方向 n輔助元件：保證系統(tǒng)正常工作所需要的輔助裝置

6、，包括管道、管接頭、油箱、過濾器、壓力表和冷卻器等1.3 液壓傳動的控制方式n按操縱方式分手動與自動（機(jī)動、電動） 實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的動作或狀態(tài)（開關(guān)、快慢）n按控制形式分開環(huán)與閉環(huán) 輸出對輸入有無影響（反饋）1.4 液壓傳動的特點(diǎn)優(yōu)缺點(diǎn)n功率-重量比大、功率大（壓力高）n響應(yīng)快、運(yùn)行平穩(wěn)、速度快n調(diào)速范圍大（流量控制）n控制方便，易于實(shí)現(xiàn)自動化n易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)（恒壓系統(tǒng)）n設(shè)計、制造、使用方便 （標(biāo)準(zhǔn)化）n直線運(yùn)動的實(shí)現(xiàn)特別方便（液壓缸）n柔性連接，噪音低缺點(diǎn)n有泄漏，污染環(huán)境n效率低，能耗大n元件精度高，價格貴n要求有單獨(dú)的油源，適合中大功率n對溫度變化比較敏感油溫，需冷卻n不能保證嚴(yán)格的傳動比，無級調(diào)速n出現(xiàn)故障時不易檢查，密閉容腔1.5 液壓傳動在機(jī)械工業(yè)中的應(yīng)用n不同的功率中、大功率n不同的精度換向/比例/伺服n不同的控制參數(shù)位移、力、速度等n不同的控制方式手動/自動，開環(huán)/閉環(huán)n不同的結(jié)構(gòu)形式單/多執(zhí)行器，缸/馬達(dá)n不同的使用環(huán)境室內(nèi)/室外，高溫/低溫種類多，范圍廣小結(jié)n概況：帕斯卡原理，機(jī)電液一體化n