液壓與氣壓傳動(dòng)技術(shù)課件 單元一 緒論

緒論液壓與氣壓傳動(dòng)技術(shù)液壓與氣壓傳動(dòng)技術(shù)是自動(dòng)控制領(lǐng)域的一門重要學(xué)科，已有二三百年的發(fā)展歷史。近年來(lái)，隨著機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，液壓與氣壓傳動(dòng)技術(shù),已經(jīng)成為包括傳動(dòng)、控制、檢測(cè)在內(nèi)的一門完整的自動(dòng)控制技術(shù)。它是實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化的一種重要手段，具有廣闊的發(fā)展前景。緒論定義：液壓與氣壓傳動(dòng)是以流體（液壓油液、壓縮空氣）為工作介質(zhì)，進(jìn)行能量和信號(hào)的傳遞，控制各種機(jī)械設(shè)備。又稱流體傳動(dòng)及控制。0.1液壓與氣壓傳動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用1.液壓與氣壓傳動(dòng)技術(shù)應(yīng)用實(shí)例從民用到國(guó)防，由一般傳動(dòng)到精確度很高的控制系統(tǒng)都得到了廣泛的應(yīng)用。如圖0-1所示：在航空航天、國(guó)防、海洋運(yùn)輸、公路及鐵路運(yùn)輸、機(jī)械加工、電子工業(yè)、輕化工和醫(yī)藥食品等領(lǐng)域都用到了液壓與氣壓傳動(dòng)技術(shù)。圖0-1液壓與氣壓傳動(dòng)的應(yīng)用實(shí)例0.1液壓與氣壓傳動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用圖0-2機(jī)器的組成2.液壓與氣壓傳動(dòng)技術(shù)在機(jī)器中的應(yīng)用一臺(tái)完整的機(jī)械設(shè)備由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、工作機(jī)構(gòu)三部分組成。原動(dòng)機(jī)：機(jī)械的動(dòng)力源，如：電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)。工作機(jī)構(gòu)：完成該機(jī)械工作任務(wù)的直接工作部分。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：傳遞能量和控制。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括機(jī)械傳動(dòng)、電氣傳動(dòng)、流體傳動(dòng)三類。機(jī)械傳動(dòng)：通過(guò)齒輪齒條、蝸輪蝸桿、帶、凸輪等機(jī)件直接將動(dòng)力傳遞到工作機(jī)構(gòu)的傳遞形式。電氣傳動(dòng)：利用電氣設(shè)備，通過(guò)調(diào)節(jié)電流、電壓等參數(shù)來(lái)傳遞、控制動(dòng)力的控制方式。流體傳動(dòng)：以有壓流體(液壓油或壓縮空氣)為傳動(dòng)介質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)能量傳遞和控制的一種傳動(dòng)形式。0.1液壓與氣壓傳動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用0.1液壓與氣壓傳動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用圖0-4氣壓傳動(dòng)示意圖圖0-3液體傳動(dòng)（a）液壓傳動(dòng)（b）液力傳動(dòng)液壓傳動(dòng)：是以液體壓力能來(lái)傳遞動(dòng)力的。液力傳動(dòng)：是以液體動(dòng)能來(lái)傳遞動(dòng)力的。氣壓傳動(dòng)：是以壓縮空氣的壓力能來(lái)傳遞動(dòng)力的。1.液壓與氣壓傳動(dòng)技術(shù)的工作原理0.2液氣技術(shù)的工作原理及組成圖0-5液壓千斤頂工作原理示意圖液壓傳動(dòng)具有以下基本特點(diǎn):1)以液體為傳動(dòng)介質(zhì)來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。2)液壓傳動(dòng)必須在密閉的容器內(nèi)進(jìn)行。3)依靠密閉容器的容積變化傳遞運(yùn)動(dòng)。4)依靠液體的靜壓力傳遞動(dòng)力。工作原理：液壓傳動(dòng)系統(tǒng)是依靠液體在密封容積的變化實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞的。液壓傳動(dòng)裝置從本質(zhì)上講是一種能量轉(zhuǎn)換裝置，它先將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為便于輸送的液壓能，然后再將液壓能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能做功。

0.2液氣技術(shù)的工作原理及組成2.液壓與氣壓傳動(dòng)的組成與實(shí)例圖0-6機(jī)床工作臺(tái)液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖（a）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖（b）液壓系統(tǒng)圖形符號(hào)圖工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)速度由節(jié)流閥調(diào)節(jié),并與溢流閥配合實(shí)現(xiàn)。節(jié)流閥的主要功用是控制進(jìn)入液壓缸的流量，進(jìn)而控制液壓缸活塞的運(yùn)動(dòng)速度。溢流閥的主要功用是調(diào)節(jié)和穩(wěn)定系統(tǒng)的最大工作壓力。0.2液氣技術(shù)的工作原理及組成圖0-7氣動(dòng)剪切機(jī)的工作原理圖（a）結(jié)構(gòu)原理圖（b）圖形符號(hào)圖0.2液氣技術(shù)的工作原理及組成1)動(dòng)力元件：將原動(dòng)機(jī)輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為壓力能，向系統(tǒng)提供壓力介質(zhì)。

如：液壓泵、空壓機(jī)。2)執(zhí)行元件：是將介質(zhì)的壓力能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置。

液壓缸、氣缸（直線運(yùn)動(dòng)）——輸出力、位移；

液壓馬達(dá)、氣馬達(dá)（回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)）——輸出轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速。3)控制元件：對(duì)壓力、方向、流量控制的元件。4)輔助元件：油箱、管路、壓力表等。5)工作介質(zhì)：液壓油、空氣。3.液壓與氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的組成0.3液壓與氣壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)1.液壓傳動(dòng)的基本特點(diǎn)(1)液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)1)單位功率的重量輕(比功率大)、結(jié)構(gòu)緊湊、慣性小、動(dòng)態(tài)特性好。2)可在較大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，調(diào)速范圍大。3)傳遞運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、反應(yīng)快、沖擊小，能快速起動(dòng)、制動(dòng)和頻繁換向。4)容易獲得很大的力和轉(zhuǎn)矩。5)操作控制方便，調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。當(dāng)機(jī)、電、液配合使用時(shí)，易于實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的自動(dòng)工作循環(huán)和較遠(yuǎn)距離的操控。6)易于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)，安全性好。相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面間能自行潤(rùn)滑，延長(zhǎng)元件的使用壽命。7)液壓元件已實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化，便于液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造和使用。液壓元件的排列布置也具有較大的靈活性。(2)液壓傳動(dòng)的缺點(diǎn)1)液壓系統(tǒng)中的漏油、油液的可壓縮性、油管變形等都會(huì)影響運(yùn)動(dòng)的傳遞準(zhǔn)確性，故不易用于對(duì)傳動(dòng)比要求精確的場(chǎng)合。2)液壓油對(duì)溫度比較敏感，油溫變化容易引起工作性能的改變。故液壓傳動(dòng)系統(tǒng)不宜用于溫度變化范圍較大的場(chǎng)合。油液對(duì)污染較為敏感，不宜用于環(huán)境差、粉塵多的場(chǎng)合。3)工作過(guò)程中有較多的能量損失，因此,液壓傳動(dòng)的效率不高，不宜用于遠(yuǎn)距離傳動(dòng)。4)為減少泄漏，液壓元件的制造精度要求較高，制造成本較大。液壓系統(tǒng)的故障較難診斷與排除。0.3液壓與氣壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)2.氣壓傳動(dòng)的基本特點(diǎn)(1)氣壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)1)工作介質(zhì)是空氣，取用方便，用后的空氣可以直接排入大氣，不會(huì)污染環(huán)境。2)空氣粘度小，流動(dòng)時(shí)壓力損失小，適宜集中供氣和遠(yuǎn)距離傳輸與控制。3)對(duì)工作環(huán)境適應(yīng)性好，在易燃、易爆、多灰塵、強(qiáng)輻射、振動(dòng)等惡劣工作環(huán)境下，仍能可靠地工作。4)氣壓傳動(dòng)有較好的自保持能力。即使壓縮機(jī)停止工作，氣閥關(guān)閉，氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)仍可以維持穩(wěn)定的壓力。5)維護(hù)簡(jiǎn)單方便，管道不易堵塞，使用安全可靠，并不易發(fā)生過(guò)熱現(xiàn)象。(2)氣壓傳動(dòng)的缺點(diǎn)1)工作壓力低(一般低于1MPa)，用于小功率場(chǎng)合。在相同輸出力的情況下,氣壓傳動(dòng)裝置比液壓傳動(dòng)裝置的尺寸大。2)由于空氣的可壓縮性大，氣壓傳動(dòng)的速度穩(wěn)定性差，給系統(tǒng)的位置和速度控制精度帶來(lái)很大影響，一般采用氣液聯(lián)動(dòng)以獲得較理想的效果。3)排氣噪聲大，需加消聲器。4)與液壓系統(tǒng)相比，氣壓