液壓傳動與控制

關(guān)于液壓傳動與控制第1頁，共20頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)38分，星期五教學(xué)內(nèi)容概述工作介質(zhì)—液壓油流體力學(xué)基礎(chǔ)—基本理論液壓元件—基本原理基本回路典型系統(tǒng)分析—基本分析系統(tǒng)設(shè)計—基本計算第2頁，共20頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)38分，星期五第一章緒論液壓傳動發(fā)展概況—?dú)v史與現(xiàn)狀液壓傳動工作原理及其組成液壓傳動的控制方式液壓傳動的特點(diǎn)—優(yōu)缺點(diǎn)

液壓傳動在機(jī)械工業(yè)中的應(yīng)用第3頁，共20頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)38分，星期五1.1歷史與現(xiàn)狀17世紀(jì)帕斯卡提出靜壓傳遞原理二次大戰(zhàn)中電液伺服控制的出現(xiàn)機(jī)電液一體化廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)—標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化、系列化，具有通用性和互換性靜壓傳遞—液壓傳動—電液控制（伺服—比例—數(shù)字）第4頁，共20頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)38分，星期五知識點(diǎn)：基本概念液—動力傳遞介質(zhì)，液體，油、水、乳化液等壓—動力傳遞方式，壓力能傳動及控制—兩者融合一體，有傳動就有控制，有控制就有傳動液控與電控—動力傳遞與信息傳遞控制方式—開關(guān)量與模擬量第5頁，共20頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)38分，星期五知識點(diǎn)：基本概念液壓傳動：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）

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

壓力損失：動力源—控制元件—執(zhí)行元件第6頁，共20頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)38分，星期五研究對象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)動力信息第7頁，共20頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)38分，星期五液壓傳動的基本原理

第8頁，共20頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)38分，星期五1.力比關(guān)系帕斯卡原理：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：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^?第9頁，共20頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)38分，星期五2.運(yùn)動關(guān)系

A1h1=A2h2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=Avq=A1v1=A2v2

(連續(xù)性方程)

若已知進(jìn)入缸體的流量q，則活塞運(yùn)動速度為：重要概念二：“活塞的運(yùn)動速度v取決于進(jìn)入液壓缸（馬達(dá)）的流量q，而與液體壓力p大小無關(guān)”第10頁，共20頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)38分，星期五3.功率關(guān)系

F1v1=Wv2

P=F1v1=pA1v1=pA2v2=pq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—功率守恒液壓傳動是以液體的壓力能來傳遞動力的

第11頁，共20頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)38分，星期五1.2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）第12頁，共20頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)38分，星期五液壓傳動的工作原理通過動力元件（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。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，效率低以液體為介質(zhì)、以壓力能為動力、始終處于受控制狀態(tài)第13頁，共20頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)38分，星期五液壓傳動系統(tǒng)組成動力元件：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）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

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)動方向輔助元件：保證系統(tǒng)正常工作所需要的輔助裝置，包括管道、管接頭、油箱、過濾器、壓力表和冷卻器等第14頁，共20頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)38分，星期五1.3液壓傳動的控制方式按操縱方式分—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）按控制形式分—開環(huán)與閉環(huán)輸出對輸入有無影響（反饋）第15頁，共20頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)38分，星期五1.4液壓傳動的特點(diǎn)—優(yōu)缺點(diǎn)功率-重量比大、功率大（壓力高）響應(yīng)快、運(yùn)行平穩(wěn)、速度快調(diào)速范圍大（流量控制）控制方便，易于實(shí)現(xiàn)自動化易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)（恒壓系統(tǒng)）設(shè)計、制造、使用方便（標(biāo)準(zhǔn)化）直線運(yùn)動的實(shí)現(xiàn)特別方便（液壓缸）柔性連接，噪音低第16頁，共20頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)38分，星期五缺點(diǎn)有泄漏，污染環(huán)境效率低，能耗大元件精度高，價格貴要求有單獨(dú)的油源，適合中大功率對溫度變化比較敏感—油溫，需冷卻不能保證嚴(yán)格的傳動比，無級調(diào)速出現(xiàn)故障時不易檢查，密閉容腔第17頁，共20頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)38分，星期五1.5液壓傳動在機(jī)械工業(yè)中的應(yīng)用不同的功率—中、大功率不同的精度—換向/比例/伺服不同的控制參數(shù)—位移、力、速度等不同的控制方式—手動/自動，開環(huán)/閉環(huán)不同的結(jié)構(gòu)形式—單/多執(zhí)行器，缸/馬達(dá)不同的使用環(huán)境—室內(nèi)/室外，高溫/低溫種類多，范圍廣第18頁，共20頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)38分，星期五小結(jié)概況：帕斯卡原理，機(jī)電液一體化概念：壓力（力）、流量（速度）、功率系統(tǒng)組