液壓傳動技術 教學PPT課件

液壓傳動技術 教學PPT課件,液壓傳動技術,教學PPT課件,液壓,傳動,技術,教學,PPT,課件 液壓傳動技術液壓傳動技術項目一項目一 認識液壓傳動認識液壓傳動項目導入項目導入液壓傳動以其能量傳遞和控制方式的靈活性和便捷性，廣泛應用于各行各業(yè)：機床工業(yè)（液壓沖床）、工程機械（挖掘機）、汽車行業(yè)（汽車起重機）、冶金行業(yè)（軋鋼機、線材軋制生產線）、農業(yè)機械（聯合收割機）等等那么什么是液壓傳動系統(tǒng)，它又是如何進行運動和動力傳遞和控制呢？任務一目錄CONTENT認識液壓傳動系統(tǒng)認識液壓傳動系統(tǒng)認知液壓傳動原理認知液壓傳動原理CONTENT任務二任務一認識液壓傳動系統(tǒng)認識液壓傳動系統(tǒng)認識液壓傳動系統(tǒng)認識液壓傳動系統(tǒng)學習目標u掌握液壓系統(tǒng)的組成及各組成部分的作用u理解液壓傳動工作原理任務描述觀察由教師構建好的外圓磨床工作臺工作過程，并通過調節(jié)各控制閥，觀察其啟動、停 止、運動方向及運動速度的變化，熟悉液壓系統(tǒng)的組成部分，并能分析各組成部分的作用，理解液壓傳動工作原理液壓傳動的定義液壓傳動的定義液壓傳動是以液體為工作介質，通過動力元件（液壓泵），將原動機的機械能轉換為液體的壓力能，然后通過管道、控制元件把有壓液體輸往執(zhí)行元件（液壓缸或液壓馬達），將液體的壓力能又轉換為機械能，以驅動負載實現直線回轉運動，完成動力傳遞。一、液壓傳動系統(tǒng)組成左圖為萬能外圓磨床，其主要用于磨削外圓柱面和圓錐面，還可以磨削內孔和臺階面等。機床工作臺、砂輪架和尾座的運動均由液壓驅動和控制。其中磨床工作臺液壓系統(tǒng)要驅動工作臺實現慢速向右進給，然后向左快速退回的動作循環(huán)。一、液壓傳動系統(tǒng)組成磨床工作臺液壓系統(tǒng)組成如左圖所示。其工作原理：電動機驅動液壓泵17從油箱19中吸油。油液經濾油器18進入液壓泵，油液在泵腔中從入口低壓到泵出口高壓，在圖（a）所示狀態(tài)下，通過開停閥10、節(jié)流閥7、換向閥5進入液壓缸2左腔，推動活塞帶動工作臺向右移動。這時，液壓缸右腔的油液經換向閥和回油管6排回油箱。如果將換向閥5手柄轉換成圖（b）所示狀態(tài)，則壓力管中的油液將經過開停閥10、節(jié)流閥7和換向閥5進入液壓缸右腔、推動活塞帶動工作臺向左移動，并使液壓缸左腔的油液經換向閥和回油管排回油箱。工作臺的移動速度是通過節(jié)流閥調節(jié)流量來實現，工作臺的換向動作通過換向閥改變液壓油流向來實現，推動液壓缸所需油壓力由溢流閥來調定。一、液壓傳動系統(tǒng)組成由外圓磨床工作臺液壓系統(tǒng)可以看出，一個完整的液壓傳動系統(tǒng)應包括以下五個基本組成五個基本組成部分部分:1.1.動力裝置動力裝置液壓泵液壓泵 其功能是將原動機（常用的有人力機構、電動機和內燃機等）所提供的機械能轉變?yōu)楣ぷ饕后w的液壓能的機械裝置，通常稱為液壓泵或油泵。2.2.執(zhí)行裝置執(zhí)行裝置液壓缸和液壓馬達液壓缸和液壓馬達 其功能是將液壓泵所提供的工作液體的液壓能轉變?yōu)闄C械能的裝置。作直線往復運動的執(zhí)行元件稱為液壓缸或油缸;作連續(xù)旋轉運動的執(zhí)行元件稱為液壓馬達或油馬達。一、液壓傳動系統(tǒng)組成3.3.控制調節(jié)裝置控制調節(jié)裝置液壓控制閥液壓控制閥 其功能是對液壓系統(tǒng)中工作液體的壓力、流量和流動方向進行調節(jié)控制的機械裝置。通常簡稱為液壓控制閥或液壓閥，如壓力控制閥、流量控制閥、方向控制閥等。4.4.輔助裝置輔助裝置 上述三個組成部分以外的其它元件，如油箱、管道、管接頭、密封元件、濾油器、蓄能器、冷卻器、加熱器以及各種液體參數的監(jiān)測儀表等。它們的功能是多方面的，各不相同。5.5.工作介質工作介質 工作介質是液壓傳動中能量傳遞載體，也是液壓傳動系統(tǒng)中最本質的一個組成部分。二、液壓傳動系統(tǒng)的特點1.單位功率的重量輕（比功率大），即在相同功率輸出的條件下，體積小、重量輕、慣性小、結構緊湊、動態(tài)特性好。2.可在較大范圍內實現無級調速。3.工作平穩(wěn)、反應快、沖擊小，能快速起動、制動和頻繁換向。4.容易獲得很大的力和轉矩，可以使傳動結構簡單。5.操作控制方便，調節(jié)簡單，易于實現自動化。當機、電、液配合使用時，易于實現較復雜的自動工作循環(huán)和較遠距離操控。6.易于實現過載保護，安全性好。采用礦物油為工作介質，相對運動表面間能自行潤滑，可以延長元件的使用壽命。7.液壓元件已標準化、系列化和通用化，便于液壓系統(tǒng)的設計、制造和使用。優(yōu)點優(yōu)點二、液壓傳動系統(tǒng)的特點1.液壓傳動以液壓油為工作介質，在相對運動表面間會出現泄漏。2.由于液體不是絕對不可壓縮的，所以液壓傳動不能保證嚴格的傳動比。3.液壓傳動系統(tǒng)的成本比一般機械傳動系統(tǒng)要高一些。4.液壓傳動在工作過程中有較多的能量損失，如摩擦損失、泄漏損失等。故不宜遠距離傳動。5.液壓傳動的故障診斷比較困難，因此對維修人員的要求很高，需要系統(tǒng)地掌握液壓 傳動知識并有一定的實踐經驗。6.隨著高壓、高速、高效率和大流量，液壓元件和系統(tǒng)的噪聲增大，泄漏增多，容易造成環(huán)境污染。缺點缺點三、液壓系統(tǒng)的應用任務實施認識液壓試驗臺和液壓傳動系統(tǒng)認識液壓試驗臺和液壓傳動系統(tǒng) 1.熟悉液壓試驗臺的組成模塊，液壓元件在實訓臺上的安放方法，管路的連接方法和液壓元件的擺放、整理等。2.觀察由教師構建好的外圓磨床工作臺工作過程，并通過調節(jié)各控制閥，觀察其啟動、停止和運動方向及運動速度的變化，分析液壓傳動工作原理。3.對照外圓磨床液壓傳動回路，指出液壓系統(tǒng)中各組成元件的名稱、作用。知識拓展純水液壓傳動純水液壓傳動礦物型液壓油純水工作介質：礦物型液壓油作為液壓傳動介質，存在著嚴重的環(huán)境污染和易燃燒問題l純水價格低廉、來源廣泛、不用運輸倉儲l阻燃性與安全性好、溫升小l純水的壓縮系數小l使用純水的液壓系統(tǒng)維修方便，維護成本低。l可避免或減少產品污染知識拓展純水液壓傳動純水液壓傳動純水液壓傳動面臨的主要技術難題純水液壓傳動面臨的主要技術難題泄漏與磨損；材料腐蝕與老化；液壓沖擊、振動和噪聲；氣蝕；設計理論國內外純水液壓傳動技術的研究與應用國內外純水液壓傳動技術的研究與應用 近年來世界各國特別是工業(yè)發(fā)達國家流體動力界圍繞著純水液壓傳動的材料、元件、液壓器具等方面展開了理論及應用研究，取得了引人注目的成果。任務二認知液壓傳動原理認知液壓傳動原理認知液壓傳動原理認知液壓傳動原理學習目標u理解壓力和流量兩個重要概念u掌握液壓傳動原理任務描述觀察液壓千斤頂的工作過程，分析其壓力的形成和運動、動力的傳遞和變化原理，理解在液壓系統(tǒng)中壓力和流量兩個參數的重要意義和液壓傳動原理一、壓力與流量定義：液壓力是指液體處于靜止狀態(tài)時，單位面積 A 上所承受的作用力 F，用符號 p 表示：p=F/A 靜壓力在液體傳動中簡稱壓力，在物理學中則稱為壓強單位：國際單位-牛頓/米2（N/m 2），即帕斯卡，簡稱帕（Pa）常用單位-牛頓/毫米2（N/mm 2），兆帕（MPa）1 Mpa=106 Pa1.壓力壓力和流量是液壓系統(tǒng)的兩個重要概念壓力和流量是液壓系統(tǒng)的兩個重要概念一、壓力與流量絕對壓力：以絕對真空為基準進行度量的液體壓力。相對壓力：以大氣壓為基準來度量的液體壓力，也稱為表壓力。絕對壓力=相對壓力+大氣壓力（2 2）壓力的表示方法）壓力的表示方法一、壓力與流量真空度：若度量的絕對壓力小于大氣壓力，絕對壓力不足于大氣壓力的那部分壓力值，稱為真空度。真空度=大氣壓力-絕對壓力（2 2）壓力的表示方法）壓力的表示方法一、壓力與流量流量是指單位時間 t 內流過管道某一通流截面的液體體積 V，用符號 q 表示。假設液壓油在通流截面為 A 的管道內，在時間 t 內以流速 v 由1截面流到2截面，則液壓油流過管道的流量為:q=V/t=Avt/t=Av 2.流量q式中：q-流量，在液壓傳動中，流量常用單位為L/min;V-液體體積;t-通過體積 V所需要的時間;A-通流截面積;v-平均流速。二、液壓傳動的基本原理由原理圖可知，該系統(tǒng)由舉舉升升液液壓壓缸缸（大油缸6、大活塞7、單向閥5和卸油閥9）和手手動動液液壓壓泵泵（杠桿手柄1、小活塞2、小油缸3、單向閥4和5）兩部分組成?；钊透左w之間既保持良好的 配合關系，又能實現可靠的密封。以液壓千斤頂為例進行說明：以液壓千斤頂為例進行說明：二、液壓傳動的基本原理 提起手柄1使小活塞2向上移動，小活塞2下端密封的油腔容積增大，形成局部真空，這時單向閥5關閉并阻斷其所在的油路，而單向閥4打開使其所在油路暢通，油箱10中的液壓油就在大氣壓的作用下，通過吸油管道進入并充滿小缸體3，完成一次吸油動作;用力壓下手柄1，小活塞2下移，小活塞2下腔容積減小，腔內壓力升高，這時單向閥4關閉，同時阻斷其所在的油路，當壓力升高到一定值時單向閥5打開，小油缸3中的油液經管道輸入大油缸6的下腔，由于卸油閥9處于關閉狀態(tài)，大油缸6中的液壓油增多，迫使大活塞7向上移動，頂起重物。再次提起手柄吸油時，單向閥5自動關閉，使油液不能倒流，從而保證了重物不會自行下落。不斷地往復扳動手柄，就能不斷地把油液壓入大油缸6下腔，使重物8逐漸地升起。如果打開卸油閥9，大活塞7在其自重和重物8的作用下下移，大油缸6下腔的油液便通過管道流回油箱10中，重物8就向下運動。液壓千斤頂工作過程：液壓千斤頂工作過程：二、液壓傳動的基本原理1.液壓傳動是利用有壓力的液體（液壓油有壓力的液體（液壓油）作為傳遞運動和動力的工作介質工作介質;2.液壓傳動中要經過兩次能能量量轉轉換換，先將機械能轉換成油液的壓力能，再將油液的壓力能轉換成機械能;3.液壓傳動是依靠密封容器或密閉系統(tǒng)中密封容積的變化密封容積的變化來實現運動和動力的傳遞運動和動力的傳遞。由以上分析可得由以上分析可得液壓傳動基本工作原理液壓傳動基本工作原理如下：如下：三、液壓傳動的主要工作特征圖（a）中，假設小油缸3的活塞面積為 A1，驅動力為 F1，液體壓力為 p1，大油缸6的活塞面積為 A2，負載力為 G，液壓力為 p2。穩(wěn)態(tài)時，小油缸3的活塞和大油缸6的活塞的靜力平衡方程式分別為:1.1.力的傳遞是靠液體壓力來實現的力的傳遞是靠液體壓力來實現的F1=p1A1G=p2A2三、液壓傳動的主要工作特征1.1.力的傳遞是靠液體壓力來實現的力的傳遞是靠液體壓力來實現的由流體力學中的帕斯卡原理知，平衡液體內某一點的壓力等值的傳遞到液體各點，則有:p p1 1=p=p2 2=p=F/A=p=F/A1 1=G/A=G/A2 2 -動力傳遞的基本方程式動力傳遞的基本方程式由此得出:液壓系統(tǒng)的工作壓力取決于外負載。由上式整理得到:F/G=A1/A2說明:輸出端、輸入端的力與活塞面積成正比三、液壓傳動的主要工作特征2.2.速度的傳遞是靠液體速度的傳遞是靠液體“容積變化相等容積變化相等”的原則進行的原則進行圖（a）中，假設小活塞2的行程為 S1，大活塞7的行程為 S2。如不考慮泄漏、液體的壓縮、管路的變形，則:小活塞下行時從小油缸擠出的液體體積應等于進入大油缸推動大活塞7上行的液體體積。即:A1S1=A2S2兩式同除以時間：A1S1/t=A2S2/t A1v1=A2v2 或 v1/v2=A2/A1說明:輸出、輸入的位移和速度與活塞面積成反比三、液壓傳動的主要工作特征2.2.速度的傳遞是靠液體速度的傳遞是靠液體“容積變化相等容積變化相等”的原則進行的原則進行整理上式可得出：v v2 2=A=A1 1v v2 2/A/A2 2=A=A1 1/A/A2 2SS1 1/t=/t=V V1 1/(/(A A 2 2t)=t)=q q1 1/A/A2 2 -運動速度傳遞的基本方程式運動速度傳遞的基本方程式由此可得出:執(zhí)行元件的運動速度（或轉速）只與輸入流量大小有關，即速度取決于流量。在實際工作中，泄漏是不可避免的，泄漏量與液體壓力有關，壓力越大，泄漏越多，因此，當負載發(fā)生變化時，由于泄漏量的變化，使實際流量發(fā)生變化，從而影響執(zhí)行元件運動速度的變化。任務實施液壓傳動原理的認知液壓傳動原理的認知由教師在試驗臺上連接好壓力和流量測試回路，改變液壓缸的負載，觀察和記錄壓力表變化;調節(jié)節(jié)流閥的開度，觀察和記錄速度和流量表的變化，通過分析，理解液壓系統(tǒng)中壓力取決于負載，速度取決于流量的液壓傳遞原理。知識拓展液壓傳動工作介質液壓傳動工作介質液壓油是液壓傳動系統(tǒng)中的傳動介質，而且還對液壓裝置的機構、零件起著潤滑、冷卻和防銹作用。液壓傳動系統(tǒng)的壓力、溫度和流速在很大的范圍內變化，因此液壓油的質量優(yōu)劣直接影響液壓系統(tǒng)的工作性能。故此，合理的選用液壓油是很重要的。知識拓展（1 1）礦物油系液壓油）礦物油系液壓油主要由石臘基的原油精制而成，再添加抗氧化劑和防銹劑，為用途最廣的一種。其缺點為耐火性差。（2 2）耐火性液壓油）耐火性液壓油 耐火性液壓油是專用于防止有引起火災危險的乳化型液壓油，有水中油滴型和油中水滴型兩種。水中油滴型的潤滑性差，會侵蝕油封和金屬;油中水滴型化學穩(wěn)定性很差。1.1.液壓油的種類液壓油的種類 知識拓展（1 1）密度）密度 單位體積液體的質量稱為液體的密度。液壓油的密度隨壓力的提高而稍有增加，隨溫度的升高而減小，一般情況下，由壓力和溫度引起的這種變化都較小，可將其近似地認為是常數。液體的密度越大，泵吸入性越差。（2 2）閃火點）閃火點 油溫升高時，部分油會蒸發(fā)而與空氣混合成油氣，此油氣所能點火的最低溫度稱為閃火點，如繼續(xù)加熱，則會連續(xù)燃燒，此溫度稱為燃燒點。.液壓油的性質液壓油的性質 知識拓展（3 3）黏性）黏性 液壓油流動時液體分子間存在內摩擦力的性質，稱為黏性。黏性的大小用黏度來表示。常用的黏度指標有動力黏度、運動黏度和恩氏黏度。習慣上使用運動黏度標志液體的黏度，例如機械油的牌號就是用其在40時的平均運動黏度（m 2/s）來標號的。（4 4）壓縮性）壓縮性 液壓油在低、中壓時可視為非壓縮性液體，但在高壓時壓縮性就不可忽視了，純油的可壓縮性是鋼的100150倍。壓縮性會降低運動的精度，增大壓力損失而使油溫上升，壓力信號傳遞時，會有時間延遲、響應不良的現象。.液壓油的性質液壓油的性質 知識拓展在品種確定的情況下，最主要考慮的是油液的粘度油液的粘度，其選擇主要考慮如下因素:（1 1）液壓系統(tǒng)的工作壓力）液壓系統(tǒng)的工作壓力 工作壓力較高的系統(tǒng)宜選用黏度較高的液壓油，以減少泄露;反之便選用黏度較低的液壓油。例如，當壓力 p=7.020.0MPa時，宜選用N46N100的液壓油;當壓力 p 7.0 MPa時，宜選用N32N68 的液壓油。（2 2）運動速度）運動速度 執(zhí)行機構運動速度較高時，為了減小液流的功率損失，宜選用粘度較低的液壓油。（3 3）液壓泵的類型）液壓泵的類型 在液壓系統(tǒng)中，對液壓泵的潤滑要求苛刻，不同類型的泵對油的粘度有不同的要求，具體可參見有關資料。.液壓油的選用液壓油的選用 知識拓展l污染污染液壓油使用一段時間后會受到污染，常使閥內的閥芯卡死，并使油封加速磨耗及液壓缸內壁磨損。造成液壓油污染的原因有如下三個方面：污染、惡化、泄露。4.4.液壓油的污染與保養(yǎng)液壓油的污染與保養(yǎng) l保養(yǎng)保養(yǎng)液壓油經長期使用，油質必會惡化，一般采用目視法判定油質是否惡化，當油的顏色渾濁并有異味時，須立即更換。液壓油的保養(yǎng)方法有兩種:一種是定期更換;另一種是使用過 濾器定期過濾。謝謝