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液压与气动技术中国航空工业贵州高级技工学校中国航空工业贵州高级技工学校书名：液压与气动技术 作者：武开军出版社：中国劳动社会保障出版社金蓝领技师教育培训教材液压与气动技术中国航空工业贵州高级技工学校中国航空工业贵州高级技工学校 模块一 液压传动基础知识123任务一 认识液压系统任务二 认识压力和流量任务三 液压油选用液压与气动技术中国航空工业贵州高级技工学校中国航空工业贵州高级技工学校 模块一 液压传动基础知识123任务一 认识液压系统能力目标：能力目标：掌握液压传动的基本原理知识准备：知识准备：液压传动的特点 液压系统的组成3液压与气动技术中国航空工业贵州高级技工学校中国航空工业贵州高级技工学校 模块一 液压传动基础知识123任务一 认识液压系统任务引入任务引入看一看，想一想：液压千斤顶体积小巧，却可以将人力放大到足够抬起沉重的汽车。究其根源主要是液压千斤顶所采用的放大力的工作原理与杠杆不同。它是怎么样将力传递放大的呢？利用液压千斤顶给汽车换胎利用液压千斤顶给汽车换胎以液压油液作为工作介质将作用力放大。以力矩平衡和杠杆原理将作用力放大。利用撬棒撬动大石头利用撬棒撬动大石头4液压与气动技术中国航空工业贵州高级技工学校中国航空工业贵州高级技工学校 模块一 液压传动基础知识液压传动的概念液压传动的概念：利用密闭容器中受压液体来传递运动和 动力的一种传动方式（能量转换装置）图 1-1 平面磨床工作示意图图所示的平面磨床，工作台在工作中由液压传动系统带动进行往复运动。什么是液压传动系统？液压传动系统的组成又是什么样的呢？5液压与气动技术中国航空工业贵州高级技工学校中国航空工业贵州高级技工学校一、一、液压传液压传动系统的工作原理及组成动系统的工作原理及组成液压千斤顶的工作原理1、以液压千斤为例讲解 工作原理液压与气动技术中国航空工业贵州高级技工学校中国航空工业贵州高级技工学校（1）液压泵（2）执行元件（3）控制元件（4）辅助元件（1）液压泵）液压泵（2）执行元件）执行元件（3）控制元件）控制元件（4）辅助元件）辅助元件2、以液压千斤为例讲解液压系统的组成 一、一、液压传液压传动系统的工作原理及组成动系统的工作原理及组成液压与气动技术中国航空工业贵州高级技工学校中国航空工业贵州高级技工学校2、以平面磨床工作台液压传动系统为例进行讲解图1-2简化平面磨床工作台液压传动系统1-油箱 2过滤器 3液压泵 4溢流阀 5节流阀 6换向阀 7液压缸 8工作台液压与气动技术中国航空工业贵州高级技工学校中国航空工业贵州高级技工学校二、液压传动系的组成及其作用二、液压传动系的组成及其作用 液压油名称名称作用作用常用元件常用元件系统位置系统位置动力部分 将原动机输出的机械能转换为油液的压力能（液压能）。液压泵始端控制部分 用来控制和调节油液的压力、流量和流动方向。压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀中间执行部分 将液压泵输入的油液压力能转换为带动工机构的机械能。液压缸、液压马达末端辅助部分 将前面三部分连接在一起，组成一个系统，起储油、过滤、测量和密封等作用。管路接头、油箱、过滤器、蓄能器、密封件、控制仪表等任意液压与气动技术中国航空工业贵州高级技工学校中国航空工业贵州高级技工学校三、液压系统表达图三、液压系统表达图 液压元件的图图形符号形符号只表示元件的功能、操作（控制）方法及功能、操作（控制）方法及外部外部连连接口，接口，不表示元件的具体结构参数、连接口的实际位置和元件的安装位置。平面磨床液压系统表过图叉车液压系统表过图液压与气动技术中国航空工业贵州高级技工学校中国航空工业贵州高级技工学校四、液压系统的分类四、液压系统的分类 1、开式系统：平面磨床 2、闭式系统：车驱动系统 3、阀控制：平面磨床 4、泵控制：升降机液压与气动技术中国航空工业贵州高级技工学校中国航空工业贵州高级技工学校五、液压传动的特点五、液压传动的特点优点优点液压元件能够自动润滑液压元件能够自动润滑质量轻、体积小质量轻、体积小承载能力大承载能力大容易实现无级调速容易实现无级调速易于实现过载保护易于实现过载保护传动平稳传动平稳容易实现复杂动作容易实现复杂动作液压与气动技术中国航空工业贵州高级技工学校中国航空工业贵州高级技工学校缺点缺点液压元件制造精液压元件制造精度要求高度要求高实现定比传动困难实现定比传动困难油液受温度的影响油液受温度的影响不适宜远距离不适宜远距离输送动力输送动力油液中混入空气，油液中混入空气，易影响工作性能易影响工作性能油液容易污染油液容易污染发生故障不容易检查与排除发生故障不容易检查与排除五、液压传动的特点五、液压传动的特点液压与气动技术中国航空工业贵州高级技工学校中国航空工业贵州高级技工学校任务实施任务实施举几个实例，学生指出各液压系统由哪几部分组成及各部举几个实例，学生指出各液压系统由哪几部分组成及各部分的作用分的作用换向阀控制部分液压缸执行部分液压泵动力部分油箱辅助部分液压与气动技术中国航空工业贵州高级技工学校中国航空工业贵州高级技工学校1、液压传动技术的应用液压传动技术的应用 由于液压技术有许多突出的优点，因此从民用到国防，由一般传动到精确度很高的控制系统，液压技术都得到了广泛的应用。机床工业 国防工业 冶金工业 工程机械农业机械 汽车工业 轻纺工业 船舶工业知识链接知识链接液压与气动技术中国航空工业贵州高级技工学校中国航空工业贵州高级技工学校2 2、液液压传动的发展概压传动的发展概况况 液压传动起源于1654年帕斯卡提出的静压传动原理，发展于19世纪的石油工业，20世纪60年代后逐步渗透到各个领域中去。当前液压技术正向着高速、高压、大功率、低噪声、长寿命、高度集成化、复合化、数字化、小型化、轻量化等方向发展。我国液压技术起步较晚，始于1952年，液压元件最初应用于机床和锻压设备，后来应用于工程机械。经过多年的艰苦探索和发展，特别是20世纪80年代初期引进美国、日本、德国的先进技术和设备，使我国的液压技术水平上了一个新的台阶。目前，我国已形成门类齐全的标准化、系列化、通用化液压元件系列产品。液压与气动技术中国航空工业贵州高级技工学校中国航空工业贵州高级技工学校3 3、液压与气动技术与世界先进水平的差距液压与气动技术与世界先进水平的差距1）产品品种少，产品结构不合理，高新技术产品比例低。2）产品性能指标不高且为国外的液压、气动适应主机的变型、派生和专用产品。3）产品性能指标不高且国外的相应产品寿命长，没有竞争力。4）设计技术水平不高，缺少必要的试验条件，自主开发能力 薄弱。液压与气动技术中国航空工业贵州高级技工学校中国航空工业贵州高级技工学校人物简历：布莱士帕斯卡（16231662年）是法国数学家、物理学家、思想家。帕斯卡1623年6月19日诞生于法国多姆山省克莱蒙费朗城，自幼聪颖，求知欲极强。他在数学和物理学方面有着很高的成就和贡献。最突出的是著名的帕斯卡定理他在关于圆锥曲线的论文中提出的。1662年8月19日帕斯卡逝世，终年39岁。后人为纪念帕斯卡，用他的名字来命名压强的单位，简称“帕”。布莱士帕斯卡液压与气动技术中国航空工业贵州高级技工学校中国航空工业贵州高级技工学校 模块一 液压传动基础知识123任务二 认识压力和流量能力目标：能力目标：压力的计算 流量的计算 知识准备：知识准备：压力的定义 流量的定义19液压与气动技术中国航空工业贵州高级技工学校中国航空工业贵州高级技工学校 模块一 液压传动基础知识123任务二 认识液压系统任务引入任务引入观察平面磨床在不同速度和不同负载下的运动规律任务分析任务分析液压系统中运动方向、速度、压力如何实现图1-4液压传动系统图1-油箱 2过滤器 3液压泵 4溢流阀 5节流阀 6换向阀 7液压缸 20液压与气动技术中国航空工业贵州高级技工学校中国航空工业贵州高级技工学校 模块一 液压传动基础知识一、压力的一、压力的概念概念：是指当液体相对静止时，液体单位面 积上所受的法向力。PF/A 压力的单位为N/m2(Pa),1MPa 106Pa 21液压与气动技术中国航空工业贵州高级技工学校中国航空工业贵州高级技工学校 模块一 液压传动基础知识二、二、压力的表示力的表示 根据度量方法的不同有所谓的表压力又称相对压力和绝对压力之分。以当地大气压力为基准所表示的压力称为表压力。以绝对零压力作为基准所表示的压力称为绝对压力。如液体中某点处的绝对压力小于大气压力，这时该点的绝对压力比大气压力小的那部分压力值，称为真空度。所以 真空度真空度=大气压力大气压力-绝对压力绝对压力液压与气动技术中国航空工业贵州高级技工学校中国航空工业贵州高级技工学校三、压力的传递三、压力的传递 帕帕斯卡原斯卡原理理 图所示建立了一个很重要的概念，即在液压传动中工作的压力取决于负载，而与流入的流体多少无关。作用在密闭容器中静止液体一部分上的压力，以相等的压力作用在密闭容器中静止液体一部分上的压力，以相等的压力传递到液体的所有部分。传递到液体的所有部分。12/13/2022液压与气动技术中国航空工业贵州高级技工学校中国航空工业贵州高级技工学校 四、工作压力的形四、工作压力的形成（成（前阻后推前阻后推）压力取决于负压力取决于负载载五、流速与流量五、流速与流量1、过流断面油液在管道中流动时，与流动方向垂直的截面。2、流速(v)油液在油管或液压缸内流动时的速度。(m/s)3、流量(qv)单位时间内流过某通流截面的液体的体积称为流量。m3/s qvqvV/tAL/t V V（速度）（速度）qv/A qv/A 当液压缸有效面积一定时，活塞的运动速度取决于输入液压缸的当液压缸有效面积一定时，活塞的运动速度取决于输入液压缸的流量流量。六、液流连续性原六、液流连续性原理理 qvqv=AV=A1V1=A2V2=常量12/13/2022 任务实施任务实施在液压实验室，由教师在液压实台上连接如图在液压实验室，由教师在液压实台上连接如图1-4所示的液压传动系统，所示的液压传动系统，观察压力表和流量表的变化。观察压力表和流量表的变化。1、当F 0时，观察并记录。(不断增加F，观察压力表的读数)2、从零开始逐步打开节流阀，可以看到，当qv 0，v 0，说明速 度取决于流量。液压与气动技术中国航空工业贵州高级技工学校中国航空工业贵州高级技工学校加载缸节流阀负载缸12/13/2022液压与气动技术中国航空工业贵州高级技工学校中国航空工业贵州高级技工学校液液体流动中的压力和流量的损失体流动中的压力和流量的损失（1）压力损失：由于液体具有粘性，在管路中流动时又不可避免地存在着摩擦力，所以液体在流动过程中必然要损耗一部分能量。这部分能量损耗主要表现为压力损失。压力损失有沿程损失和局部损失两种压力损失有沿程损失和局部损失两种。沿程损失是当液体在直径不变的直管中流过一段距离时，因液体内部摩擦力而产生的压力损失。局部损失是由于管子截面形状突然变化、液流方向改变或其它形式的液流阻力而引起的压力损失。总的压力损失等于沿程损失和局部损失之和。由于压力损失的必然存在，所以泵的额定压力要略大于系统工作时所需的最大工作压力，一般可将系统工作所需的最大工作压力乘以一个1.31.5的系数来估算。知识链接12/13/202226液压与气动技术中国航空工业贵州高级技工学校中国航空工业贵州高级技工学校（2）流量损失 在液压系统中,各被压元件都有相对运动的表面,如液压缸内表面和活塞外表面，因为要有相对运动,所以它们之间都有一定的间隙,如果间隙的一边为高压油,另一边为低压油,则高压油就会经间隙流向低压区从而造成泄漏。同时由于液压元件密封不完善，一部分油液也会向外部泄漏。这种泄漏造成实际流量有所减少,这就是我们所说的流量损失。流量损失影响运动速度，而泄漏又难以绝对避免，所以在液压系统中泵的额定流量要略大于系统工作时所需的最大流量。通常也可以用系统工作所需的最大流量乘以一个l.11.3的系数来估算。液体流动中的压力和流量的损失液体流动中的压力和流量的损失12/13/2022液压与气动技术中国航空工业贵州高级技工学校中国航空工业贵州高级技工学校 模块一 液压传动基础知识123任务三 液压油的选用能力目标：能力目标：能正确选择液压油 知识准备：知识准备：液压油的类型 液压油的性质液压与气动技术中国航空工业贵州高级技工学校中国航空工业贵州高级技工学校 模块一 液压传动基础知识 图2-1所示是一台四柱液压机，它主要用于可塑性材料的压制，如冲压、弯曲、翻边、薄板拉伸等。液压机上所使用的液压系统是通过工作介质（液压油）来传递运动和动力,所有设备上的液压系统都是如此,而很多液压系统中的故障都与液压油的使用不当有关,因此，正确选用液压油就显得尤为重要。不同的液压系统对液压油的要求也有不同,所以首先要了解液压油的相关知识。任务引入任务引入29液压与气动技术中国航空工业贵州高级技工学校中国航空工业贵州高级技工学校 模块一 液压传动基础知识任务分析任务分析要正确选用平面磨床液压传动系统的液压油，通常要考液压系统装置本身的性能和工作要求，还要考虑液压设备的工作环境等。液压与气动技术中国航空工业贵州高级技工学校中国航空工业贵州高级技工学校 模块一 液压传动基础知识一、一、液液压油压油的的物理物理性质性质一一液压油密度1液体的密度：单位体积液体的质量。V为体积m3，m为质量kg，为液体密度m3/kg.液压油的密度随温度和压力的变化而发生改变，但其变动值很小，所以常将其视为常量(0)。一般液压油温度为20C时的密度为850900kg/m3。常用液压油的密度如表2-1所示。种类L-HM32液压油L-HM46液压油油包水乳化液水包油乳化液水-乙二醇液通用磷酸酯液密度（kg/m3）870875932997710601150表2-1 液压油的密度液压与气动技术中国航空工业贵州高级技工学校中国航空工业贵州高级技工学校 模块一 液压传动基础知识液压油的主要液压油的主要性质性质一一液压油的黏性2 液体的粘性：液体在外力作用下发生流动或有流动趋势时，分子间的内聚力会阻止分子相对运动而产生内摩擦力的这种性质称为液体的黏性。液体黏性的大小用黏度来表示。动力粘度是用液压油流动时所产生的内摩擦力大小来表示的黏度。动力动力黏度黏度运运动动黏黏度度相相对对黏黏度度液体动力黏度与密度之比为运动黏度1St=10-4m2/s。相对黏度又叫条件黏度，它是采用特定的黏度计在规定条件下测定出来的液体黏度，我国用的是恩氏黏度。黏度度液压与气动技术中国航空工业贵州高级技工学校中国航空工业贵州高级技工学校 模块一 液压传动基础知识液压油的主要液压油的主要性质性质一一液压油的粘性2 液体的粘度随压力和温度的变化而变化。压力升高，液体分子间距减小，内聚力增大，粘度增加；温度升高，分子间距增大，内聚力减小，从而使粘度下降。在液压传动中，由于压力不是特别高，一般不考虑其对粘度的影响。温度对粘度的影响较大，应予以考虑。温度变化造成液体粘度变化的特性称为液压油的粘温特性，一般用粘度指数来度量。粘度指数越高，粘度受温度的影响越小。通常在各种液压油的质量标准中都会给出粘度指数，一般要求液压油的粘度指数应在90以上。常见的工作介质的粘度指数见下表。介质种类介质种类抗磨液压油抗磨液压油L-HM高粘度液压油高粘度液压油L-HR液压导轨油液压导轨油L-HG水包油乳化液水包油乳化液L-HFA油包水乳化液油包水乳化液L-HFB水水-乙二醇液乙二醇液L-HFC粘度指数粘度指数VI9516090130130 170140 170常见工作介质的粘度指数液压与气动技术中国航空工业贵州高级技工学校中国航空工业贵州高级技工学校 模块一 液压传动基础知识液压油的主要液压油的主要性质性质一一液压油的可压缩性3可压缩性：液体体积会随压力的增大而减 小的性质。式中,K 液体的可压缩性 p压力变化量 V变化压力作用下的体积变化量 V压力变化前的液体体积 液压油的可压缩性是钢的100150倍。压缩性会降低运动的精度，增大压力损失而使油温上升，压力信号传递时，会有时间延迟，响应不良的现象。液压油虽具有可压缩性，但在中低压系统中压缩量很小，一般可忽略不计。只有在高压系统和液压系统的动态特性分析中才考虑液体的可压缩性。液压与气动技术中国航空工业贵州高级技工学校中国航空工业贵州高级技工学校 模块一 液压传动基础知识液压油的主要液压油的主要性质性质一一液压油的其他性质4 液体还具有抗燃性、抗凝性、抗氧化性、抗泡沫性、抗乳化性、防锈性、润滑性、导热性、相溶性。液压与气动技术中国航空工业贵州高级技工学校中国航空工业贵州高级技工学校 模块一 液压传动基础知识二二 液压系统对液压系统对液压油的液压油的的要求的要求液压传动对液压油的性能要求12345678质地纯净，杂质少。对金属和密封件有良好的相容性。有良好的抗氧化性、水解性和热稳定性，长期工作不易变质。合适的粘度，较好的粘温特性，以保证液压元件在工作压力和温度变化时得到良好的润滑和密封。体积膨胀系数小，比热容大。抗泡沫性好，抗乳化性好，腐蚀性小，防锈性好，以防止金属表面锈蚀。流动点和凝固点低，燃点和闪点高。对人体无害，成本低。液压与气动技术中国航空工业贵州高级技工学校中国航空工业贵州高级技工学校 模块一 液压传动基础知识液压油的液压油的类型类型三三液压油矿油型液压油矿油型液压油具有润滑性能好，腐蚀性小，粘度较高和化学稳定性好等特点，在液压传动系统中应用广泛。乳化型液压油乳化型液压油有水包油型乳化液和油包水型乳化液。它们的抗燃性好，主要用于有抗燃要求的液压系统。合成型液压油合成型液压油主要有水-乙二醇液、磷酸脂液和硅油等。液压与气动技术中国航空工业贵州高级技工学校中国航空工业贵州高级技工学校 模块一 液压传动基础知识四四 液液压油的压油的选用选用液压油的选择油液的黏度液压系统工作压力环境温度工作部件的运动速度液压油的选择需考虑的因素 当当系统工作压力较大、环境温度较高、工作部件运动速度较低时，为了减小泄漏，宜系统工作压力较大、环境温度较高、工作部件运动速度较低时，为了减小泄漏，宜采采用用黏黏度度较高的液压油。反之，则宜选较高的液压油。反之，则宜选用用黏黏度度较低的液压油。较低的液压油。1.根据液压系统的工作压力选择 当系统工作压力升高后，液压油的各方面性能都应提高，黏度同时也增加。2.根据工作环境选择 当工作条件较恶劣或环境温度较高时，对油液的各种性能都有严格的要求，温度升高，黏度也相应提高。3.根据工作速度选择 当系统工作速度较低时，油液的黏度相应提高。任务实施任务实施下面我们来选用平面磨床的液压油。环境温度15-30工作压力5MPa，每年换一次油，无毒。正确合理正确合理选选液液压压油，是保油，是保证证液液压设备压设备正常和高效率运正常和高效率运转转的前提。通常的前提。通常选选用液用液压压油油时时所考所考虑虑的因素是它的使用的因素是它的使用环环境和化学特性及物理特性。境和化学特性及物理特性。（1）环境条件1）环境温度。主要指热区、寒区、北方、南方、室内、室外等。环境温度与液压泵的启动温度有关系，而泵启动温度又与油的低温黏度 有关系。在低温下要使液压泵顺利启动，应选用在该温度下低温度黏度小的液压油。平面磨床的环境温度一般在5-35范围。2）环境恶劣程度。主要指潮湿（包括有无水接触）、航海、野外作业和温差等。这些条件主要与液压油的防锈性、黏度指数和抗乳化度等指标有密切关系。平面磨床对这项无要求。3）有无靠近火源、易爆气体或高温（3004000C）设备。这主要是考虑应选择矿油型油还是难燃型液。平面磨床对这项无要求。液压与气动技术中国航空工业贵州高级技工学校中国航空工业贵州高级技工学校 模块一 液压传动基础知识液压与气动技术中国航空工业贵州高级技工学校中国航空工业贵州高级技工学校 模块一 液压传动基础知识任务实施任务实施（2）工作条件1）液压泵类型、工作压力、工作油温、油箱中有无加热或冷却设备。液压类型与其工作压力相比主要考虑液压泵的工作压力。凡是中、高压液压系统，必须选用具有良好抗磨性的液压油（液）。工作油温超高、油的变质倾向越大，应选用具有良好氧化。安定性的油。如果油箱中有加热装置，则对油的低温黏度指标要求可放宽些，也不一定选用低温液压油（寒区和严寒区除外）。若油箱中有冷却设备，油温不高，则可适当延长换油期。平面磨床用的泵为齿轮泵，工作压力为5MPa，工作油温3050C，油箱中无加热或冷却设备。2）液压泵的金属材料。这里特别是指柱塞泵（钢对青铜合金摩擦副）应选用高档抗磨型液压油，即应选用抗氧化性、过滤性、水解安定性等指标优良的抗磨型液压油。对于柱塞头镀银的液压泵，应选用对银腐蚀试验合格的抗银液压油或抗氧防锈型液压油。齿轮泵对这项无要求。液压与气动技术中国航空工业贵州高级技工学校中国航空工业贵州高级技工学校 模块一 液压传动基础知识任务实施任务实施（3）其他应考虑伺服阀间隙的大小，是否为开环系统数控机床、液压设备新旧程度、换油期和维修期长短，密封和涂料材料，经济性（油价和管理方便），毒性、有无与食品接触等。综综上所述，平面磨床用的是上所述，平面磨床用的是齿轮泵齿轮泵，工作，工作压压力力5MPa，工作温度，工作温度540C，所，所以从表以从表1-6选选代号代号为为L-HL的普通液的普通液压压油。油。液压与气动技术中国航空工业贵州高级技工学校中国航空工业贵州高级技工学校 模块一 液压传动基础知识三三液压油的污染与控制影响液压油正常使用的因素 水分超标会使液压元件生锈，使液压油乳化变质和生成沉淀物。固体颗粒物会加剧液压元件的磨损，卡在阀芯或其他运动副中会影响整个系统的正常工作，导致机器产生故障。空气混入液压油路中，会形成气蚀，使系统不能正常工作，损伤液压元件。有害的化学物质会导致液压油的化学性质发生变化，使油液再无法使用。因此要对液压油进行定期的检查与保养。知识链接知识链接液压与气动技术中国航空工业贵州高级技工学校中国航空工业贵州高级技工学校 模块一 液压传动基础知识液压油的使用与维护在使用液压油的过程中还需要注意以下情况：1 12 23 34 45 5开机前检查油位和油中是否有气泡存在。应注意液压油的温度。定期过滤液压油，控制油中的杂质含量。定期更换液压油。在机器不使用期间应罩住油箱，以免污染物进入。