液压与气压传动复习

一 、课程的性质与任务

液压与气动技术是一门重要的学科。掌握本课程中的流体力学基础理论，并用于解决机械工程中的系统分析问题。掌握液压气动基本元件的结构、工作原理、工作性能原理及应用，掌握典型基本回路，了解液压气动控制系统的设计方法。液压与气动技术是一门实用的技术基础课。 二 、课程的基本要求

1.要求学生掌握液压与气动技术基本原理组成及应用发展，了解课程特点和学习方法。

2.要求学生掌握工作介质的特性及计算，掌握帕斯卡定理液体静力分布规律，掌握流量连续性方程，能量方程，动量方程的应用，圆管，孔口缝隙流动计算，压力损失的计算，流态判别，了解空穴现象及液压冲击。

3.液压泵原理结构特点应用及有关计算 4. 掌握马达及油缸结构特点。

5.掌握液压阀的分类，液压阀的工作原理结构特点及应用。 6.了解典型液压附件。

7.掌握典型回路原理特点及应用。 8.会分析典型液压系统工作原理。

9.能设计液压气动控制系统并进行设计计算。 10.了解气动元件结构特点及应用。

11.有一定的实验动手能力，独立完成配套实验。

绪 论

一、液压与气压传动的研究对象

液压与气压传动是研究以有压流体(压力油或压缩空气)为能源介质，来实现各种机械的传动和自动控制的学科。液压传动与气压传动系统能完成能量的传递、转换与控制。

二、液压与气压传动的工作原理 1.力的传递—力的比例关系

“在密闭容器内，施加于静止液体上的压力将以等值同时传到液体各点”。 在液压和气压传动中工作压力取决于负载，而与流人的流体多少无关。

2．运动的传递--运动关系

v2A1 ? (0-3)

v1A2 Av?Av (0—4)

1122qv? (0—5)

A活塞的运动速度取决于进入液压(气)缸(马达)的流量，而与流体压力大小无关。 3．功率关系

P?pA1v1?pA2v2?pq (0—7)

液压传动和气压传动是以流体的压力能来传递动力的。

液压与气压传动系统主要由以下几个部分组成：

(1)能源装置 把机械能转换成流体的压力能的装置,一般最常见的是液压泵或空气压缩机。

(2)执行装置 把流体的压力能转换成机械能的装置，一般指作直线运动的液(气)压缸、作回转运动的液(气)压马达等；

(3)控制调节装置 对液(气)压系统中流体的压力、流量和流动方向进行控制和调节的装置。例如溢流阀、节流阀、换向阀等。这些元件的不同组合组成了能完成不同功能的液(气)压系统。

(4)辅助装置 指除以上三种以外的其它装置，如油箱、过滤器、分水滤气器、油雾器、能器等，它们对保证液(气)压系统可靠和稳定地工作有重大作用。

(5)传动介质 传递能量的流体，即液压油或压缩空气。

四、液压与气压传动的优缺点 1．拖动能力

液压传动最突出的优点是出力大、重量轻、惯性小以及输出刚度大，可用以下指标来表示： (1) 功率一质量比大 (2)力一质量比 2．控制方式性能

操作方便、省力、系统结构空间的自由度大，易于实现自动化，内实现无级调速，传动比可达100；1至2000：1。如与电气控制相配合，可较方便地实现复杂的程序动作和远程控制。此外，流体传动还具有传递运动均匀平稳，反应速度快，冲击小，能高．速起动、制动和换向易 于实现过载保护；流体控制元件标准化、系列化和通用化程度高，有利于缩短机器的设计、制造周期和降低制造成本。

缺点:如传动介质易泄漏和可压缩性会使传动比不能严格保证；由于能量传递过程中压力损失和泄漏的存在使传动效率低；流体传动装置不能在高温下工作；流体控制元件制造精度高以及系统工作过程中发生故障不易诊断等。

液压传动有以下一些优点：

1)在同等的体积下，液压装置能比电气装置产生出更多的动力。在同等的功率下，液压装置的体积小，重量轻，功率密度大，结构紧凑。液压马达的体积和重量只有同等功率电动机的12％左右。

2)液压装置工作比较平稳。由于重量轻、惯性小、反应快，液压装置易于实现快速启动、制动和频繁的换向。

3)液压装置能在大内实现无级调速(调速范围可达2000)，它还可以在运行

的过程中进行调速。

4)液压传动易于自动化，它对液体压力、流量或流动方向易于进行调节或控制。当将液压控制和电气控制、电子控制或气动控制结合起来使用时，整个传动装置能实现很复杂的顺序动作，也能方便地实现远程控制。

5)液压装置易于实现过载保护。液压缸和液压马达都能长期在堵转状态下工作而不会过热，这是电气传动装置和机械传动装置无法办到的。

6)由于液压元件已实现了标准化、系列化和通用化，液压系统的设计、制造和使用都比较方便。

7)用液压传动实现直线运动远比用机械传动简单。

液压传动的缺点是：

1)液压传动在工作过程中常有较多的能量损失

2)液压传动对油温变化比较敏感，它的工作稳定性很易受到温度的影响。 3)为了减少泄漏，液压元件在制造精度上的要求较高，因此它的造价较贵，而且对工作介质的污染比较敏感。

4)液压传动出现故障时不易找出原因。

第一篇 液压传动

第一章 液压传动基础-液压流体力学

第一节 液压传动工作介质

液体是液压传动的工作介质。最常用的工作介质是液压油。此外，还有

乳化型传动液和合成型传动液。

一、液压传动工作介质的性质

1．密度

单位体积液体的质量称为液体的密度。体积为V，质量为m的液体的密度为

?

2．可压缩性

液体的可压缩性可用体积压缩系数来表示

?，即单位压力变化下的体积相对变化量

1?V ??? (1-2)

?pV0? 液体体积压缩系数的倒数，称为体积弹性模量K，简称体积模量。即K=1／。

液压传动工作介质的体积模量和温度、压力有关：温度增加时，K值减小，在液压传动工作介质正常的工作范围内，K值会5％一25％的变化；压力增大时，K值增大，但这种变化不呈线性关系，当p≥3MPa时，K值基本上不再增大。液压传动工作介质中如、混有气泡时，K值将大大减小.

液压传动工作介质的可压缩性对在动态工作的液压系统来说影响极大；但当液压系统在静态下(稳态)工作时，一般可以不予考虑。

3．粘性

液体在外力作用下流动(或有流动趋势)时，分子间的内聚力要阻止分子相对运动而产生的一种内摩擦力，这种现象叫做液体的粘性。液体只有在流动(或有流动趋势)时才会呈现出粘性，静止液体是不呈现粘性的。

du F??A (1-4)

tdy式中?为比例常数，称为粘性系数或粘度。如以?表示切应力，即单位面积上的

内摩擦力， 则

Ftdu ?? (1-5) ??Ady这就是牛顿的液体内摩擦定律。

液体的粘度是指它在单位速度梯度下流动时单位面积上产生的内摩擦力；

粘度是衡量液体粘性的指标。

粘度的单位: (1) 粘度称为动力粘度(绝对粘度)

? 国际单位为Pa·s(帕·秒) 工程单位为P(泊，dyne·s／泊)。

cm2) ， 1Pa·s=10P=

103cP(厘