關(guān)于《液壓傳動及控制》

關(guān)于《液壓傳動及控制》

課程性質(zhì):專業(yè)基礎(chǔ)課課程特點:理論與實際應(yīng)用并重評價指標:期末70%

平時30%

(出勤、作業(yè)、課堂提問等)教材：（機床）液壓傳動

習題：教材科領(lǐng)，復印教學內(nèi)容概述工作介質(zhì)—液壓油流體力學基礎(chǔ)液壓元件基本回路典型系統(tǒng)分析系統(tǒng)設(shè)計第一章緒論液壓傳動發(fā)展概況—歷史與現(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—優(yōu)缺點

液壓傳動在機械工業(yè)中的應(yīng)用1.1歷史與現(xiàn)狀17世紀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)機電液一體化廣泛應(yīng)用—標準化、規(guī)格化、系列化，具有通用性和互換性電液換向—電液比例—電液伺服—數(shù)字控制知識點：基本概念液壓傳動是借助于密封容積的變化，利用液體的壓力能與機械能之間的轉(zhuǎn)換來傳遞能量的

壓力和流量是液壓傳動中兩個最重要的參數(shù)。壓力取決于負載；流量決定執(zhí)行元件的運動速度

研究對象研究以液體為傳動介質(zhì)通過壓力分配與傳遞來實現(xiàn)各種機械傳動和自動控制的學科

元件回路系統(tǒng)介質(zhì)動力信息液壓傳動的基本原理

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到液體各點”重要基本概念一：“工作壓力取決于負載”，而與流入的液體多少無關(guān)

思考：1.若空載，即W=0，則p=？

2.千斤頂?shù)墓ぷ髟砗推渌鼈鲃臃绞降谋容^?2.運動關(guān)系

A1h1=A2h2活塞的運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)

若已知進入缸體的流量q，則活塞運動速度為：重要基本概念二：“活塞的運動速度v取決于進入液壓（氣壓）缸（馬達）的流量q，而與液體壓力p大小無關(guān)”?守恒3.功率關(guān)系

F1v1=Wv2

P=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)，它們相當于機械傳動中的力和速度，它們的乘積即為功率

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機床工作臺液壓傳動系統(tǒng)液壓傳動的工作原理先通過動力元件（液壓泵）將原動機（如電動機）輸入的機械能轉(zhuǎn)換為液體壓力能，再經(jīng)密封管道和控制元件等輸送至執(zhí)行元件（如液壓缸），將液體壓力能又轉(zhuǎn)換為機械能以驅(qū)動工作部件以液體為介質(zhì)、以液體壓力為動力、始終處于受控制狀態(tài)液壓傳動系統(tǒng)組成動力元件：液壓泵，其功能是將原動機輸入的機械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能，為系統(tǒng)提供動力

執(zhí)行元件：液壓缸、液壓馬達，功能是將液體的壓力能轉(zhuǎn)換成機械能，輸出力和速度（或轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速），以帶動負載進行直線運動或旋轉(zhuǎn)運動

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)行元件達到所要求的輸出力（或力矩）、運動速度和運動方向輔助元件：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、過濾器和壓力表等1.3液壓傳動的控制方式按操縱方式—手動與自動實現(xiàn)系統(tǒng)的動作或狀態(tài)按系統(tǒng)形式—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—優(yōu)缺點功率-重量比大、功率大運行平穩(wěn)、速度快、響應(yīng)快調(diào)速范圍大控制方便，易于實現(xiàn)自動化易于實現(xiàn)過載保護設(shè)計、制造、使用方便直線運動的實現(xiàn)特別方便缺點有泄漏，污染環(huán)境效率低，能耗大元件精度高，價格貴要求有單獨的油源對溫度變化比較敏感—油溫不能保證嚴格的傳動比出現(xiàn)故障時不易1.5液壓傳動在機械工業(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)行器不同的使用環(huán)境—室內(nèi)/室外第二章液壓油液液壓油液的特性與選擇液壓油液的污染及其控制2.1液壓油液的特性與選擇液壓油液的種類與特性液壓油液的主要物理性質(zhì)

液壓油液的要求與選擇

液壓油液的種類與特性石油型機械油、汽輪機油、普通液壓油、專用液壓油（抗磨液壓油最常用）難燃型乳化型、合成型液壓油液的主要物理性質(zhì)（1）密度ρ：單位體積液體的質(zhì)量

式中m：液體的質(zhì)量(kg)；

V：液體的體積（m3）；

ρ=900kg/m3

液壓油液的主要物理性質(zhì)（2）可壓縮性：液體受壓力作用而發(fā)生體積變化的性質(zhì)?？捎皿w積壓縮系數(shù)κ或體積彈性模量K表示體積壓縮系數(shù)κ：單位壓力變化所引起的體積相對變化量，（m2/N）

式中V：液體加壓前的體積（m3）；

△V：加壓后液體體積變化量（m3）；△p：液體壓力變化量（N/m2）；體積彈性模量K（N/m2）：液體體積壓縮系數(shù)κ的倒數(shù)

計算時常取K=7×108N/m2

（700MPa）液壓油液的主要物理性質(zhì)（3）液體的粘性：

液體在流動（或有流動傾向）時產(chǎn)生內(nèi)摩擦力的特性

靜止液體則不顯示粘性

液體的粘度：

液體粘性的大小可用粘度來衡量。

粘度是液體的根本特性，也是選擇液壓油的最重要指標常用的粘度有三種不同單位：即動力粘度、運動粘度和相對粘度動力粘度（絕對粘度）μ

牛頓內(nèi)摩擦定律式中μ:稱為動力粘度系數(shù)（Pa·s）

τ:單位面積上的摩擦力（即剪切應(yīng)力）

:速度梯度，即液層間速度對液層距離的變化率物理意義：當速度梯度為1時接觸液層間單位面積上的內(nèi)摩擦力

法定計量單位：帕·秒（Pa·s）運動粘度ν

定義：動力粘度μ與密度ρ之比

ν=μ/ρ法定計量單位：m2/s

由于ν的單位中只有運動學要素，故稱為運動粘度。液壓油的粘度等級就是以其40oC時運動粘度的某一平均值來表示，如L-HM32液壓油的粘度等級為32，則40oC時其運動粘度的平均值為32mm2/s相對粘度（恩氏粘度oΕ）

恩氏粘度：它表示200mL被測液體在toC時，通過恩氏粘度計小孔（ф=2.8mm）流出所需的時間t1，與同體積20oC的蒸餾水通過同樣小孔流出所需時間t2之比值工業(yè)上常用20oC、50oC和100oC作為測定恩氏粘度的標準溫度，分別以oΕ20、oΕ50、oΕ100表示恩氏粘度與運動粘度（m2/s）的換算關(guān)系：

ν=（7.31oΕ-6.31/oΕ)×10-6

oΕ<0.929時，ν<0粘溫特性

定義：粘度隨溫度變化的特性

液壓油的要求與選擇液壓油的要求

合適的粘度、潤滑性好、清潔、對金屬和密封兼有良好的相容性、良好的穩(wěn)定性

液壓油的選擇：工作壓力的高低環(huán)境溫度工作部件運動速度的高低2.2液壓油液的污染及其控制油液本身被其它物質(zhì)污染污染物的種類與危害污染的原因污染的測定污染等級污染控制污染物的種類與危害固體顆?！p、堵塞閥口、濾油器等水—加速油的氧化，產(chǎn)生膠質(zhì)，堵塞空氣—降低彈性模量，引起氣蝕化學物質(zhì)—使金屬氧化微生物—使油液變質(zhì)降低潤滑性污染的原因內(nèi)部產(chǎn)生

裝配前徹底清洗，去除毛刺、切屑保證磨損顆粒順利排出外部侵入

密封、過濾污染的測定—固體顆粒測定稱重法

100mL油液真空過濾—烘干—稱重顆粒記數(shù)法

單位容積中不同尺寸范圍內(nèi)顆粒污染物的顆粒數(shù)—顯微鏡法和自動顆粒計數(shù)法污染