山大《氣動與液壓技術》課件第1章 緒論

1、 液壓與氣壓傳動 液壓傳動利用液體壓力能實現(xiàn)運動和動力傳動方式氣壓傳動利用氣體壓力能實現(xiàn)運動和動力傳動方式本章目錄教學要求重點難點第1章 緒 論 教學要求 該課程是機械工程及自動化專業(yè)的必修的專業(yè)基礎課。課程的要求：1. 要求掌握各種液壓與氣動元件的結構原理和特點。2. 要求掌握各種液壓與氣動基本回路的功用和組成。3. 要求掌握分析系統(tǒng)工作原理的方法。 重點難點液壓與氣壓傳動的優(yōu)缺點及應用發(fā)展,掌握液壓與氣壓傳動的特點、原理和組成液壓傳動的原理、特點、組成和作用 本章目錄第二節(jié) 液壓傳動系統(tǒng)的工作原理及組成第三節(jié) 液壓傳動系統(tǒng)的圖形符號第四節(jié) 液壓傳動的優(yōu)缺點及應用第一節(jié) 液壓傳動的發(fā)展第一節(jié)

2、 液壓傳動的發(fā)展發(fā)展階段啟蒙期發(fā)展期成型期成熟期 液壓傳動和機械傳動相比，具有許多優(yōu)點，因此在機械工程中，液壓傳動被廣泛采用。 液壓傳動是以液體作為工作介質(zhì)來進行能量傳遞的一種傳動形式，它通過能量轉換裝置（液壓泵），將原動機（電動機）的機械能轉變?yōu)橐后w的壓力能，然后通過封閉管道、控制元件等，由另一能量裝置（液壓缸、液壓馬達）將液體的壓力能轉變?yōu)闄C械能，以驅(qū)動負載和實現(xiàn)執(zhí)行機構所需的直線或旋轉運動。發(fā)展應用第一階段： 液壓傳動從17世紀帕斯卡提出靜壓傳遞原理、1795年世界上第一臺水壓機誕生，已有200多年的歷史，但由于沒有成熟的液壓傳動技術和液壓元件，且工藝制造水平低下，發(fā)展緩 慢，幾乎停滯。

3、 氣壓傳動早在公元前，埃及人就開始采用風箱產(chǎn)生壓縮空氣助燃。從18 世紀產(chǎn)業(yè)革命開始，逐漸應用于各類行業(yè)中。第二階段： 20世紀30年代，由于工藝制造水平提高，開始生產(chǎn)液壓元件，并首先應用于機床。發(fā)展應用 第三階段： 20世紀50、60、70年代，工藝水平有了很大提高，液壓與氣動技術也迅速發(fā)展，滲透到國民經(jīng)濟的各個領域。 第四階段： 20世紀80年代初期引進美國、日本、德國的先進技術和設備，使我國的液壓技術水平有了很大的提高。 總之：從藍天到水下，軍用到民用，從重工業(yè)到輕工業(yè)，到處都有流體傳動與控制技術的應用。發(fā)展趨勢1）提高元件性能，創(chuàng)制新型元件，體積不斷縮小。為了能在盡可能小的空間內(nèi)傳遞盡

4、可能大的功率，液壓元件的結構不斷地在向小型化方向發(fā)展。2）高度的組合化、集成化和模塊化。液壓系統(tǒng)由管式配置經(jīng)板式配置、箱式配置、集成塊式配置發(fā)展到疊加式配置、插裝式配置，使連接的通道越來越短。也出現(xiàn)了一些組合集成件，如把液壓泵和壓力閥做成一體，把壓力閥插裝在液壓泵的殼體內(nèi)；把液壓缸和換向閥做成一體，只需接一條高壓管與液壓泵相連，一條回油管與油箱相連，就可以構成一個液壓系統(tǒng)。這種組合件不但結構緊湊，工作可靠，而且使用簡單，也容易維護保養(yǎng)。發(fā)展趨勢3）和微電子結合，走向智能化。液壓技術從上世紀70年代中期起就開始和微電子工業(yè)接觸，并相互結合。在迄今不到30年的時間內(nèi)，結合層次不斷提高，有簡單拼裝、

5、分散混合到總體組合，出現(xiàn)了多種形式的獨立產(chǎn)品如數(shù)字液壓泵、數(shù)字閥、數(shù)字液壓缸等。其中的高級形式已發(fā)展到把編了程序的芯片和液壓控制元件、液壓執(zhí)行元件或是能源裝置、檢測反饋裝置、數(shù)模轉換裝置、集成電路等匯成一體。這種匯在一起的聯(lián)結體只要一收到微處理機或微型計算機處送來的信息，就能實現(xiàn)預定的任務。4）水介質(zhì)元件和系統(tǒng) 。能源危機的產(chǎn)物。發(fā)展趨勢液壓技術的智能化實例液壓技術的智能化已經(jīng)開始，從實踐成功的事例來看，成果誘人。例如，駕駛艙模擬器能通過微型計算機控制6個液壓缸，實現(xiàn)快速的（每秒鐘20次）協(xié)調(diào)動作，以使受訓練的波音民航噴氣客機駕駛員不用上天就可以經(jīng)歷6個自由度的顛簸搖擺、座椅振動、著陸彈跳等項

6、的運動感覺，并能對駕駛員的操作作出擬真的響應。第二節(jié) 液壓傳動系統(tǒng)的工作原理及組成 液壓與氣壓傳動是以流體（液壓油液或壓縮空氣）為工作 介質(zhì)進行能量傳遞和控制的一種傳動形式。 下面以液壓千斤頂為例來簡述液壓傳動的工作原理。力的傳遞遵循帕斯卡原理p2=F2/A2 F1=p1A1=p2A1=pA1液壓與氣動系統(tǒng)的工作壓力取決于外負載。運動的傳遞遵照容積變化相等的原則s1A1=s2A2q1=v1A1=v2A2=q2執(zhí)行元件的運動速度取決于流量。壓力和流量是液壓與氣壓傳動中的兩個最基本的參數(shù)。液壓千斤頂二、對液壓傳動實例的分析及結論1、對液壓傳動工作過程的分析 液壓傳動以液體為工作介質(zhì) 液壓傳動以液體

7、的壓力能傳遞動力 液壓傳動以液體的流量傳遞運動 液壓傳動過程中經(jīng)過兩次能量轉換2、結論 液壓傳動是以液體為工作介質(zhì)，以液體的壓力傳遞動力的傳動方式傳動過程中必須經(jīng)過兩次能量轉換 在液壓傳動系統(tǒng)中，系統(tǒng)的工作壓力取決于負載；液壓缸的運動速度取決于流量。傳動必須在密封容器內(nèi)進行，而且容積要發(fā)生變化三、液壓傳動系統(tǒng)的組成 能源裝置 將 機械能轉變?yōu)橐簤耗?執(zhí)行裝置 將 液壓能轉變?yōu)闄C械能 控制調(diào)節(jié)裝置 控制和調(diào)節(jié) 液體的壓力、流量和流向 輔助裝置 液壓系統(tǒng)中的其他裝置 工作介質(zhì) 傳遞動力的媒 介第三節(jié) 液壓傳動系統(tǒng)圖形符號 在機床工作臺液壓系統(tǒng)中，以簡易磨床液壓系統(tǒng)為例說明液壓傳動系統(tǒng)圖形符號表示方

8、法。 電動機帶動液壓泵旋轉，為系統(tǒng)提供壓力油，液壓缸驅(qū)動工作臺作往復運動，換向閥使工作臺換向，節(jié)流閥與溢流閥共同作用，調(diào)節(jié)工作臺的運動速度，再加上油箱、管道、過濾器等保證了系統(tǒng)正常工作。 典型液壓系統(tǒng)原理圖形符號圖 半結構圖原理圖幾點說明：由GB/786.1-1993規(guī)定的圖形符號為液壓元件標準職能符號。以此符號所標示的液壓系統(tǒng)圖為液壓系統(tǒng)原理圖。在液壓系統(tǒng)原理圖中，職能符號只表示液壓元件的種類，不表示元件的實際安裝位置，即性能種類。對于具有特殊性能的非標準液壓元件,允許用半結構圖表示其結構特征。第四節(jié) 液壓傳動的優(yōu)缺點及應用優(yōu)點：易無級調(diào)速且范圍大（100：1）（2000：1 ）功比大（功比

9、=輸出功率/重量） 10% 20 %運動平穩(wěn)，響應快0.10.5秒，400次/秒控制方便，設計制造簡便，電液結合，設計規(guī)范傳動比不定效率不高制造成本較高缺點：應用 液壓與氣動技術應用在機床、工程機械、冶金機械、塑料機械、農(nóng)林機械、汽車、船舶、航天航空等國民經(jīng)濟各行各業(yè)，是自動化技術不可缺少的手段。主要應用領域如下：應用領域:采用液壓技術的機器設備和裝置機械制造及汽車工業(yè) 鑄造機械（鑄造生產(chǎn)線震實臺、離心鑄造機等）；金屬成形設備（液壓機、折彎機、剪切機、帶輪輥軋機、銅鋁屑壓塊機）；焊接設備（焊條壓涂機、自動縫焊機、摩擦焊接劑等）；熱處理設備（各類淬火機及上下料機械手、淬火爐工件傳動機等）；金屬切

10、削機床（自動車床、組合銑床、仿形刨床、平面及外圓磨床、數(shù)控刃磨機床、深孔鉆床、金剛鏜床、拉床、深孔研磨機床、帶鋸機床、沖床等）；汽車摩托車制造設備（轎車座椅泡沫生產(chǎn)線、汽車帶輪旋壓機、發(fā)動機氣缸體加工機床、摩托車車輪壓窩沖孔機、發(fā)動機連桿銷壓裝機、汽車大梁生產(chǎn)線鉚接機、無內(nèi)胎鋁合金車輪氣密性檢測機、汽車零部件試驗臺）應用領域:采用液壓技術的機器設備和裝置計量質(zhì)檢、裝置、特種設備及公共設施 計量與產(chǎn)品質(zhì)量檢驗設備（標準動態(tài)力源裝置、萬能試驗機、商品出入境檢驗試驗機、墻體磚及砌塊試驗機、木材力學試驗機等各種產(chǎn)品質(zhì)量檢驗設備）；特種設備（液壓電梯、純水滅火機等）：公共設施（循環(huán)式客運索道、廣播電視塔

11、天線桅桿提升裝置、大型劇院升降舞臺、各類游藝機、自動捆鈔機、磁卡層壓機、醫(yī)用牽引床、X光機隔室透視站等）；環(huán)保設備（垃圾壓縮車、垃圾破碎機和壓榨機、污泥自卸車等） 應用領域:采用液壓技術的機器設備和裝置家用電器與五金制造家電行業(yè)（顯像管玻殼剪切機、電冰箱壓縮機、電機轉子疊片機、冰箱箱體折彎機、電冰箱內(nèi)膽熱成形機、制冷熱交換器U形管自動成形機等）；五金行業(yè)（制釘機、工具錘裝柄機、門鎖整體成形壓機等） 應用領域:采用液壓技術的機器設備和裝置能源與冶金工業(yè) 電力行業(yè)（電站鍋爐、火電廠大型煙囪頂升設備、變壓器絕緣紙板熱壓成形機組、高壓輸電線間隔棒震擺試驗機、電力導線壓接鉗等）；煤炭工業(yè)（煤礦液壓支架、

12、煤礦多繩絞車、卸煤生產(chǎn)線定位機車等）；石油天然氣探采機械（海洋石油鉆井平臺、石油鉆機、各類抽油機及修井機、絞車、輸油管道閥口啟閉裝置、撈油車、油田管材矯直機及管線試壓裝置等）；冶煉軋制設備（高爐液壓泥炮、冶煉電爐、軋機及板坯連鑄機、熱浸鍍模擬試驗機等）；冶金產(chǎn)品整理（高速線材打捆機、卷材小車、帶材導向器、鋼管鋸機及平頭到棱機、打號機、鋁型材連續(xù)擠壓生產(chǎn)線等）；冶金企業(yè)環(huán)保設備（鋼廠廢水處理自動壓濾機） 應用領域:采用液壓技術的機器設備和裝置輕工、紡織及化工機械輕工機械（表殼熱沖壓成形機、煮糖罐攪拌器、蔗糖生產(chǎn)用自動板框式壓濾機、皮革熨平機、原木屑片輸送機、人造板壓熱機、彎曲木家具多向壓機、紙張

13、復卷機、植物纖維餐具成形機、竹制靜菜盤成形機、骨肉分割機等）；紡織機械（經(jīng)軸裝卸機、紡絲機、印花機、冷壓堆卷布機、毛呢罐蒸機、自動堆染機等）；化工機械（注塑機、吹塑擠出機、橡膠平板硫化機、瓊脂自動壓榨機、催化劑高壓擠條計、乳化炸藥裝藥機、集裝箱塑料顆粒傾斜機等） 應用領域:采用液壓技術的機器設備和裝置建材、建筑、工程機械及農(nóng)林牧機械 建材行業(yè)（衛(wèi)生瓷高壓注漿成形機、石材肥料模壓成形機及石材連續(xù)磨機、墻地磚壓機等）；建筑行業(yè)（鋼筋彎箍機及自動校直切斷機、混凝土泵、液壓錘、自動打樁機等）；工程機械（瀝青道路修補機、重型多軸掛車、沖擊壓路機、越野起重機、起重高空作業(yè)車、公路養(yǎng)護車）；農(nóng)林牧機械（聯(lián)合收割機、拖拉機、玉米及谷物收割機、飼草打包機、飼料壓塊機等） 應用領域:采用液壓技術的機器設備和裝置鐵路公路工程 鐵路工程施工設備（