液壓傳動(dòng)課件第一章

液壓傳動(dòng)課件第一章第1頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期六§

1-1液壓傳動(dòng)的工作原理一、簡(jiǎn)化模型二、力比和速比三、兩個(gè)重要概念四、容積式液壓傳動(dòng)第2頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期六在液壓傳動(dòng)中，人們利用沒(méi)有固定形狀但具有確定體積的液體來(lái)傳遞力的運(yùn)動(dòng)。下圖是一個(gè)經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)化的液壓傳動(dòng)模型。圖中有兩個(gè)直徑不同的液壓缸2和4，缸內(nèi)各有一個(gè)與內(nèi)壁緊密配合的活塞。如圖活塞5上有重物W則當(dāng)活塞1上施加的力F達(dá)到一定大小時(shí)，就能阻止重物W下降。一、簡(jiǎn)化模型第3頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期六1.等壓特性:根據(jù)帕斯卡定律“平衡液體內(nèi)某一點(diǎn)的液體壓力等值地傳遞到液體內(nèi)各處”，即：輸出端的力之比等于二活塞面積之比。

P1=P2=P=F/A1=W/A2

或：W/F=A2/A1

2.等體積特性：假設(shè)活塞1向下移動(dòng)體積L1’則液壓缸被擠出的液體體積為A1L1。這部分液體進(jìn)入液壓缸4，使活塞5上升L2，其讓出的體積為A2L2

。即：A1L1=A2L2或L2/L1=A1/A2二、力比和速比第4頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期六進(jìn)一步認(rèn)為這些動(dòng)作是在時(shí)間t內(nèi)完成，活塞1的速度v1=L1/t，活塞5的速度v2=L2/t，則有：V2/V1=A1/A2這說(shuō)明輸出，輸入的位移和速度都與二活塞面積成反比。上式可寫(xiě)成：A1V1=A2V2這在流體力學(xué)中稱(chēng)為液流連續(xù)性原理，它反映了物理學(xué)中質(zhì)量守恒這一現(xiàn)實(shí)。第5頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期六3.能量守恒特性WV2=FV1

注：等式左邊和右邊分別代表輸出和輸入的功率。這說(shuō)明能量守恒也適用于液壓傳動(dòng)。通過(guò)以上分析，上述模型中兩個(gè)不同面積的活塞和液壓缸相當(dāng)于機(jī)械傳動(dòng)中的杠桿，其面積比相當(dāng)于杠桿比，即A1/A2=b/a。因之采用液壓傳動(dòng)可達(dá)到傳遞動(dòng)力，增力，改變速比等目的，并在不考慮損失的情況下保持功率不變。第6頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期六三、兩個(gè)重要概念

1.

液壓傳動(dòng)中的液體壓力取決于負(fù)載

2.

流量決定速度第7頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期六四、容積式液壓傳動(dòng)圖1-1中主動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)后使一定體積的液體擠出，這些液體進(jìn)入從動(dòng)液壓缸，使從動(dòng)活塞產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，而二者間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系是依靠主動(dòng)件擠出的液體體積與從動(dòng)件所得到的液體體積相等來(lái)保證的。這種傳動(dòng)稱(chēng)為容積式液壓傳動(dòng)。工業(yè)上另外有一種依靠液體的動(dòng)能及其轉(zhuǎn)換來(lái)實(shí)現(xiàn)力和運(yùn)動(dòng)的傳遞的方法，稱(chēng)為動(dòng)力液力傳動(dòng)。返回首頁(yè)結(jié)束第8頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期六§1-2液壓傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)例及液壓系統(tǒng)的組成一、液壓千斤頂二、液壓圖形符號(hào)三、液壓系統(tǒng)的組成第9頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期六一、液壓千斤頂液壓千斤頂原理見(jiàn)下圖。當(dāng)向下壓杠桿1時(shí)，小活塞3使缸2內(nèi)的液體經(jīng)管道6、閥7進(jìn)入大缸9，并使活塞8上升，頂起重物W。適當(dāng)?shù)剡x擇大、小活塞面積和杠桿比，就可以人力升起很重的負(fù)載W。第10頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期六二、液壓圖形符號(hào)第11頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期六下圖為機(jī)床工作臺(tái)液壓系統(tǒng)的圖形符號(hào)圖第12頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2、執(zhí)行元件其作用是將液壓能重新轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，克服負(fù)載，帶動(dòng)機(jī)器完成所需的運(yùn)動(dòng)。三、液壓系統(tǒng)的組成1、動(dòng)力元件

即液壓泵，它可將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成液壓能，是一個(gè)能量轉(zhuǎn)化裝置。4、輔助元件如油箱、油管、濾油器等。5、傳動(dòng)介質(zhì)即液體。3、控制元件如各種閥。其中有方向閥和壓力閥兩種。返回首頁(yè)結(jié)束第13頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期六

§

1-3液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：1、可以在運(yùn)行過(guò)程中實(shí)現(xiàn)大范圍的無(wú)機(jī)調(diào)速。2、在同等輸出功率下，液壓傳動(dòng)裝置的體積小、重量輕、運(yùn)動(dòng)慣量小、動(dòng)態(tài)性能好。3、采用液壓傳動(dòng)可實(shí)現(xiàn)無(wú)間隙傳動(dòng)，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。4、便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)工作循環(huán)和自動(dòng)過(guò)載保護(hù)。5、由于一般采用油作為傳動(dòng)介質(zhì)，因此液壓元件有自我潤(rùn)滑作用，有較長(zhǎng)的使用壽命。6、液壓元件都是標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的產(chǎn)品，便于設(shè)計(jì)、制造和推廣應(yīng)用。第14頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期六缺點(diǎn)：1、損失大、效率低、發(fā)熱大。2、不能得到定比傳動(dòng)。3、當(dāng)采用油作為傳動(dòng)介質(zhì)時(shí)還需要注意防火問(wèn)題。4、液壓元件加工精度要求高，造價(jià)高。5、液壓系統(tǒng)的故障比較難查找，對(duì)操作人員的技術(shù)水平要求高。返回首頁(yè)結(jié)束第15頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期六

§1-4液壓傳動(dòng)采用的油液及其主要性能一、液壓油的某些物理性質(zhì)二、液壓油的選用第16頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期六1、密度ρ和重度γ

=M/V(M-液體的質(zhì)量,V-液體的體積）γ=G/V(G-液體的重量)

液壓油的密度和重度因油的牌號(hào)而異，并且隨著溫度的上升而減小，隨著壓力的提高而稍有增加。2、可壓縮性液體具有比鋼鐵大的多的可壓縮性。體積壓縮系數(shù)k=-1/Δp。(ΔV/V)Δp-壓力的增量，V-被壓縮的液體體積，ΔV-體一、液壓油的某些物理性質(zhì)第17頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期六積的增量。由于ΔV是負(fù)值（體積減小），在式子右邊增加一個(gè)負(fù)號(hào)以保證k為正數(shù)。另外，工程上常用液體體積彈性模量K來(lái)表示其可壓縮性，取K=1/k。純油的可壓縮性隨壓縮過(guò)程、溫度計(jì)其實(shí)壓力的變化而變動(dòng)，但變動(dòng)量不大，可不予考慮。在一般情況下，油的可壓縮性對(duì)液壓系統(tǒng)性能影響不大，但在高壓情況下以及在研究系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能時(shí)則不能忽略。由于空氣的可壓縮性很大，且與工作壓力的改變而大幅度變化，所以游離空氣對(duì)當(dāng)量體積彈性模量影響很大。第18頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期六3、粘性液體在外力作用下流動(dòng)時(shí)，其流動(dòng)受到牽制，且在流動(dòng)截面上各點(diǎn)的流速不同。各層液體間有相互牽制作用，這種相互牽制的力稱(chēng)作液體內(nèi)的摩擦力或粘性力。T=μA.

du/dz或τ=μ.du/dz

μ－液體動(dòng)力粘度；τ－單位面積上地摩擦力；du/dz－速度梯度，此式又稱(chēng)為牛頓內(nèi)摩擦定律。液體動(dòng)力粘度與液體密度之比稱(chēng)為運(yùn)動(dòng)粘度ν

ν=μ/ρ。當(dāng)壓力增加時(shí)，粘度有所增加；液體的粘度對(duì)溫度很敏感，溫度略升高，粘度顯著降低。第19頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期六4、其他性能油的體積隨溫度升高而增加。其膨脹量vt=v0[1+αt(t+t0)]其中vt-溫度t。C時(shí)的油的體積；v0-溫度t0

。C時(shí)的油的體積；αt-油的體積膨脹系數(shù)。第20頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期六對(duì)液壓油的要求：1、良好的化學(xué)穩(wěn)定性。2、良好的潤(rùn)滑性能，以減小元件之間的磨損。3、質(zhì)地純凈，不含或含有極少量的雜質(zhì)、水份和水溶性酸堿等。4、適當(dāng)?shù)恼?/p>