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文檔簡(jiǎn)介
書名:機(jī)電控制技術(shù)ISBN:978-7-111-34653-1作者:吳年美出版社:機(jī)械工業(yè)出版社本書配有電子課件機(jī)電控制技術(shù)緒論緒論第一節(jié)機(jī)電控制技術(shù)概述它是將機(jī)械、電氣、電子、計(jì)算機(jī)和自動(dòng)控制等技術(shù)有機(jī)結(jié)合的一門復(fù)合技術(shù),因此它又被稱為“機(jī)電一體化技術(shù)”
在現(xiàn)代工業(yè)基礎(chǔ)上,綜合運(yùn)用機(jī)械、微電子、自動(dòng)控制、信息、傳感測(cè)試、電力電子、接口、信號(hào)變換以及軟件編程等技術(shù)的群體技術(shù)不是機(jī)械與電子技術(shù)的簡(jiǎn)單疊加,而是從系統(tǒng)論的觀點(diǎn)出發(fā),在信息論、控制論和系統(tǒng)論的基礎(chǔ)上把兩者有機(jī)組合起來的應(yīng)用技術(shù)
機(jī)電控制技術(shù)的基本概念緒論機(jī)電控制技術(shù)的思想蘊(yùn)釀?dòng)?0世紀(jì)70年代,是自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的必然產(chǎn)物二次大戰(zhàn)后,系統(tǒng)工程、控制論和信息論三門科學(xué)幾乎同時(shí)誕生,機(jī)電控制技術(shù)的產(chǎn)生既是微電子技術(shù)與自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的結(jié)果,又是信息論、控制論和系統(tǒng)工程付諸生產(chǎn)實(shí)踐的結(jié)果
在20世紀(jì)70年代,現(xiàn)代化的機(jī)械將電子技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)融為一體,從而使機(jī)電控制技術(shù)進(jìn)人了所謂的大發(fā)展階段
機(jī)電控制技術(shù)的發(fā)展過程機(jī)電控制技術(shù)的產(chǎn)生,并不是孤立的,而是各種技術(shù)互相滲透的結(jié)果
緒論第二節(jié)機(jī)電控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)機(jī)械本體動(dòng)力部分計(jì)算機(jī)部分檢測(cè)傳感部分執(zhí)行機(jī)構(gòu)信息處理單元接口機(jī)電控制系統(tǒng)的組成緒論機(jī)電控制的技術(shù)體系機(jī)械學(xué)電工學(xué)電子學(xué)微電子學(xué)控制論機(jī)電控制的相關(guān)學(xué)科緒論檢測(cè)傳感信息處理自動(dòng)控制伺服傳動(dòng)精密機(jī)械機(jī)電控制的相關(guān)技術(shù)接口系統(tǒng)總體緒論提高設(shè)備制造精度
增強(qiáng)設(shè)備加工功能
提高生產(chǎn)效率,降低成本
機(jī)電控制技術(shù)的重要地位第三節(jié)機(jī)電控制技術(shù)的重要地位及發(fā)展前景簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu),減輕設(shè)備質(zhì)量降低產(chǎn)品價(jià)格節(jié)約能源,降低消耗提高安全性、可靠性改善操作性能減輕勞動(dòng)強(qiáng)度,改善勞動(dòng)條件增強(qiáng)柔性應(yīng)用功能緒論性能上向高精度、高效率、高性能、智能化的方向發(fā)展功能上向小型化、輕型化、多功能方向發(fā)展層次上向系統(tǒng)化、集成化方向發(fā)展機(jī)電控制技術(shù)的發(fā)展前景結(jié)束第一章液壓傳動(dòng)控制技術(shù)第一節(jié)第三節(jié)結(jié)束第二節(jié)第四節(jié)機(jī)電控制技術(shù)——第一章第五節(jié)應(yīng)用舉例第一節(jié)
液壓控制基礎(chǔ)機(jī)電控制技術(shù)—第一章液壓傳動(dòng)的基本概念傳動(dòng)指能量由動(dòng)力裝置傳向工作執(zhí)行裝置,驅(qū)動(dòng)執(zhí)行裝置對(duì)外做功分為機(jī)械傳動(dòng)、電氣傳動(dòng)、氣壓傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)以及由它們組合而成的復(fù)合運(yùn)動(dòng)液體傳動(dòng)指以液體作為工作介質(zhì)進(jìn)行能量傳遞的傳動(dòng)方式分為液力傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)液力傳動(dòng)主要是利用液體的動(dòng)能來傳遞能量液壓傳動(dòng)則是利用液體的壓力能來傳遞能量以液壓千斤頂?shù)墓ぷ髟韥碚f明液壓傳動(dòng)的工作原理動(dòng)畫工作壓力比氣體的高,慣性力小,結(jié)構(gòu)緊湊、輕巧
液壓傳動(dòng)的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)液體有不可壓縮性,傳動(dòng)剛性較高可以在較大的調(diào)速范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)整,還可在運(yùn)行過程中進(jìn)行調(diào)速工作平穩(wěn),油有吸震能力,便于實(shí)現(xiàn)快速啟動(dòng)、快速制動(dòng)和頻繁的換向
待續(xù)易于實(shí)現(xiàn)部件過載保護(hù),超負(fù)荷時(shí)油液可以從安全溢流閥自動(dòng)溢流
優(yōu)點(diǎn)操縱簡(jiǎn)單,對(duì)液體壓力、流量或流動(dòng)方向易于進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制,易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化
系統(tǒng)工作時(shí),油液可以自動(dòng)潤(rùn)滑運(yùn)動(dòng)偶件,有利于提高元件使用壽命
易于實(shí)現(xiàn)零部件的系列化、通用化、標(biāo)準(zhǔn)化,便于組織專業(yè)化生產(chǎn),液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造和使用都比較方便
續(xù)前液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,液壓元件制造精度要求高,因而成本比氣壓元件高
局限性系統(tǒng)很難絕對(duì)密封而產(chǎn)生漏油,不但引起壓力損失,還會(huì)造成工作環(huán)境的污染系統(tǒng)工作時(shí)噪聲較大控制部分較復(fù)雜,不適合遠(yuǎn)距離操縱
油粘度隨溫度變化,高、低溫時(shí)工作易失常
液壓傳動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)比較難找出原因液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及應(yīng)用某磨床工作臺(tái)液壓系統(tǒng)工作原理圖
將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體壓力能液壓系統(tǒng)的組成能源裝置執(zhí)行裝置控制裝置輔助裝置工作介質(zhì)將液體壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能
對(duì)液壓系統(tǒng)中的液體的壓力、流量和流動(dòng)方向進(jìn)行操縱或控制,控制和改變執(zhí)行元件的力或轉(zhuǎn)矩、速度、方向
除以上裝置以外的其他裝置
系統(tǒng)中傳遞能量的液體,即液壓油
液壓傳動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用機(jī)床行業(yè)工程機(jī)械汽車行業(yè)起重運(yùn)輸輕工化工農(nóng)業(yè)機(jī)械冶金機(jī)械礦山機(jī)械建筑機(jī)械鑄造機(jī)械液壓傳動(dòng)的工作介質(zhì)及其選用液壓油的作用將液壓泵的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能并傳至各處傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力潤(rùn)滑冷卻密封對(duì)液壓元件內(nèi)各移動(dòng)部位進(jìn)行充分潤(rùn)滑,降低元件磨損帶走系統(tǒng)中的熱量
黏性對(duì)細(xì)小的間隙有一定密封的作用
主要由石臘基的原油精制而成,再添加抗氧化劑和防銹劑;這是用途最廣的一種,其缺點(diǎn)是耐火性能差
液壓油的種類礦物油系液壓油
耐火性液壓油一種乳化型液壓油,專用于有引起火災(zāi)危險(xiǎn)的場(chǎng)合,有水中油滴型(O/W)和油中水滴型(W/O)兩種;水中油滴型的潤(rùn)滑性差,會(huì)侵蝕油封和金屬;油中水滴型則化學(xué)穩(wěn)定性很差單位體積液體的質(zhì)量
液壓油的物理性質(zhì)密度ρ
可壓縮性黏度液體在壓力作用下其體積發(fā)生變化的性質(zhì)液體在外力作用下流動(dòng)或有流動(dòng)趨勢(shì)時(shí),分子間的內(nèi)聚力要阻止分子相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生一種內(nèi)摩擦力又稱絕對(duì)黏度,符號(hào)μ表示
液體的動(dòng)力黏度與其密度的比值,用符號(hào)v表示動(dòng)力黏度運(yùn)動(dòng)黏度礦物油系工業(yè)液壓油的相對(duì)密度約為0.85~0.95,W/O型的相對(duì)密度約為0.92~0.94,O/W型的相對(duì)密度約為1.05~1.10
液壓油在低、中壓時(shí)可視為非壓縮性液體;在高壓時(shí)純油的可壓縮性是鋼的100~150倍
液壓油牌號(hào)采用在40℃溫度下運(yùn)動(dòng)黏度平均cSt值來標(biāo)號(hào),如某一種牌號(hào)L-HL22普通液壓油,是指其在40℃溫度時(shí)運(yùn)動(dòng)黏度平均值為22cSt
系統(tǒng)壓力增大時(shí),液壓油黏度增大;液壓油黏度對(duì)溫度變化十分敏感,溫度升高則黏度下降,造成泄漏、磨損增加、效率降低等;溫度降低則黏度增大,會(huì)引起液體流動(dòng)困難以及液壓泵轉(zhuǎn)動(dòng)不易等
液壓系統(tǒng)的工作條件:應(yīng)按系統(tǒng)中的液壓元件,主要是液壓泵來確定液壓油的黏度;同時(shí),還應(yīng)考慮工作壓力范圍、油膜承載能力、潤(rùn)滑性、系統(tǒng)溫升程度、液壓油與密封材料和涂料是否相容等要求液壓油的選用液壓系統(tǒng)的工作環(huán)境:主要考慮環(huán)境溫度的變化范圍、有無明火和高溫?zé)嵩础⒖谷夹缘纫?,還應(yīng)考慮環(huán)境污染、毒性和氣味等綜合經(jīng)濟(jì)分析:選擇液壓油時(shí),應(yīng)綜合分析價(jià)格和使用壽命,高質(zhì)量的液壓油從一次購置的角度來看花費(fèi)較大,但從使用壽命、元件更換、運(yùn)行維護(hù)、生產(chǎn)效率的提高等來講,總的經(jīng)濟(jì)效益也許是合算的討論液體在靜止?fàn)顟B(tài)或相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)下受力的平衡問題,屬于流體靜力學(xué)研究的范疇液壓傳動(dòng)的流體力學(xué)基礎(chǔ)液體靜力學(xué)基礎(chǔ)液壓傳動(dòng)是借壓力油的流動(dòng)來傳遞能量的;研究流體與物體相互作用規(guī)律及其應(yīng)用的科學(xué)是流體力學(xué);此處僅討論與液壓傳動(dòng)相關(guān)的流體力學(xué)問題,以幫助理解液壓傳動(dòng)的基本原理和規(guī)律
靜止液體內(nèi)任一點(diǎn)的液體靜壓力在各個(gè)方向上都相等液體靜壓力靜止液體在單位面積上所受的法向壓力稱為靜壓力,用符號(hào)P表示;物理學(xué)中稱為壓強(qiáng),液壓傳動(dòng)中稱為壓力
以絕對(duì)真空作為基準(zhǔn)所表示的壓力稱為絕對(duì)壓力;以大氣壓力作為基準(zhǔn)所表示的壓力稱為相對(duì)壓力重要特性液體靜壓力的方向總是作用面的內(nèi)法線方向帕斯卡原理施加在密閉容器內(nèi)靜止液體上的外加壓力將以等值同時(shí)傳到液體內(nèi)部所有各點(diǎn),稱為靜壓傳遞原理或稱帕斯卡原理
由此可知,液壓系統(tǒng)的壓力是由外界負(fù)載決定的,與流入的液體多少無關(guān)兩點(diǎn)假設(shè)假設(shè)液體是沒有黏性的,即不考慮液體的內(nèi)摩擦力
油液的可壓縮性很小,一般情況下可忽略不計(jì)
液體具有黏性,流動(dòng)狀態(tài)其分子間會(huì)產(chǎn)生摩擦力;流動(dòng)液體分子間的摩擦問題較為復(fù)雜,為簡(jiǎn)化研究,不妨假設(shè)為理想液體液體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)連續(xù)性原理不可壓縮液體作定常流動(dòng)時(shí)的連續(xù)性方程:Q=A1v1=A2v2
理想液體在管內(nèi)作定常流動(dòng)時(shí),根據(jù)物質(zhì)不滅定律,管內(nèi)的液體既不能增多,也不會(huì)減少,因此在單位時(shí)間內(nèi)流過管子每個(gè)截面的液體質(zhì)量一定是相等的流量連續(xù)性方程示意圖伯努利方程描述了管流中的壓力與流速間的關(guān)系,它是能量守恒定律在流動(dòng)液體
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