项目1液压与气压传动系统的认知（课件）-《液压与气压传动》同步教学（机械工业版）

知识准备 一、液压与气压传动技术的历史 1. 发展历程 第一阶段：液压传动从17世纪帕斯卡提出静压传递原理到1795年世界上第一台水压机诞生，已有200多年的历史，但由于缺少成熟的液压传动技术和液压元件，且工艺制造水平低下使其发展缓慢，几乎停滞。气压传动早在公元前，埃及人就开始采用风箱产生压缩空气助燃，从18世纪的产业革命开始逐渐应用于各类行业中。 第二阶段：20世纪30年代，由于工艺制造水平的提高，开始生产液压元件，并首先应用于机床。 第三阶段：20世纪50～70年代，工艺制造水平有了很大提高，液压与气压传动技术也迅速发展，国民经济各个领域：从蓝天到水下，从军用到民用，从重工业到轻工业到处都应用有液压与气压传动术，且其应用水平高低已成为一个国家工业发展水平的标志。如：火炮跟踪，飞机和导弹的动炮塔稳定，海底石油探测平台固定，煤矿矿井支承，矿山用的风钻，火车的刹车装置，液压装载，起重、挖掘、轧钢机组，数控机床，多工位组合机床，全自动液压车床，液压机械手等。 我国的液压与气压传动技术从20世纪60年代开始发展较快，但其发展速度还是落后于同期发展的日本，主要由于工艺制造水平跟不上，尽管新产品研制开发水平和发达国家不差上下，但制造比较困难，希望我们能用自己所学为液压与气压传动技术发展做出贡献。 项目1 液压与气压传动系统的认知 2. 发展趋势 液压与气压传动技术向高压、高速、高效率、大流量、大功率、微型化、低噪声、低能耗、经久耐用、高度集成化、机电一体化方向发展。 二、帕斯卡原理 帕斯卡原理又称静压传递原理，指加在密闭液体任何一部分上的压强，必然按照其原来的大小由液体向各个方向传递。只要液体仍保持其原来的静止状态不变，液体中任一点的压强均将发生同样大小的变化。这就是说，在密闭容器内，施加于静止液体上的压强将同时传到各点。帕斯卡原理是流体力学中的基本定律之一，由法国数学家、物理学家帕斯卡于1653年提出，在流体机械工程中广泛应用。 液压千斤顶就是依据帕斯卡原理制作的。如图1-2所示，当某人在小活塞上跳跃，他就向液压系统施加压力，压力也同样作用于大的活塞。在较大的区域，压力所产生的作用力能将车辆顶起。 压力可以用下面公式计算：P=F/A 式中 P——液体静压力，单位为N/m2或Pa。 图 1-2 液压千斤顶的工作原理 a)施加力前 b)施加力后 三、液压与气压传动的特点 1. 液压传动的特点 （1）优点 1）体积小、重量轻、结构紧凑。液压传动系统的外形尺寸是同功率电动机的12%，重量是同功率电动机的10%～20%。 2）可以实现无级调速.. 。 3）传递运动平稳、润滑好、寿命长。 4）易于实现自动化。 5）易于实现过载保护。 6）相对来说制造容易。 （2）缺点 1）液压传动系统有泄漏，效率低。 2）油温变化时对传动性能有影响。 3）制造精度要求高。 4）故障不易查找。 2. 气压传动的特点 （1）优点 1）以空气为工作介质，来源方便，且用后可直接排入大气而不污染环境。 2）空气的黏性很小，其损失也很小，节能、高效，适于远距离输送。 3）动作迅速、反应快、维护简单、不易堵塞。 4）工作环境适应性好，安全可靠。 5）成本低、过载能自动保护。 （2）缺点 1）工作速度稳定性稍差。 2）不易获得较大的推力或转矩。 3）有较大的排气噪声。 4）因空气无润滑性能，需在气路中设置给油润滑装置。 四、液压系统的构成 液压系统主要由五部分组成，有动力元件（液压泵）、执行元件（液压缸或液压马达）、 控制元件（各种阀类）、辅助元件和工作介质（液压油），如图1-3所示。 1）动力元件（液压泵）的作用是将原动机所提供的机械能转变为工作介质压力能，是液压传动中的动力部分。 2）执行元件包括液压油缸和液压马达，可以通过油缸的直线运动，或者马达的旋转运动将液体的液压能再转换成另一机械能，这就是液压传动系统，将一个力通过介质传导到其他地方做间接力作用。 3）控制元件包括压力控制阀、流量阀和方向阀等。它们的作用是根据需要无级调节原动机的速度，并对液压系统中工作液体的压力、流量和流向进行调节控制。 4）辅助元件指除上述三部分以外的其他元件，包括压力表、滤油器、蓄能装置、冷却器、管件（主要包括：各种管接头、高压球阀、快换接头、软管总成、测压接头、管夹、油箱等），它们同样十分重要。 5）工作介质指各类液压传动中的液压油或乳化液，它们经过油泵和电动机实现能量转换。 综上所述，它们共同组成一个完整的液压传动系统。 实践操作 一、原理图的识读与元器件的选择 1. 识读液压千斤顶的原理图 如图1-4所示，用一根管子将两个充满液体（水或油）的容器连起来，其中一个容器截面很大，另一个容器截面则很小，假设它比大的截面小1000倍。如果用一个活塞A