液压基本原理介绍精品文稿.ppt

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1、液压基本原理介绍液压基本原理介绍第1页，本讲稿共19页帕斯卡定律帕斯卡定律帕斯卡定律：施加在封闭液体上的压力毫无损失地沿帕斯卡定律：施加在封闭液体上的压力毫无损失地沿所有方向传递，并以相等的力作用在相等的面积上，所有方向传递，并以相等的力作用在相等的面积上，而且与面积成直角而且与面积成直角。1000psi=68.94bar=6.89MPa2第2页，本讲稿共19页能量守恒定律能量守恒定律能量守恒定律：能量既不能创造也不能消灭，所能量守恒定律：能量既不能创造也不能消灭，所以在力上有所得必在距离上有所失以在力上有所得必在距离上有所失。3第3页，本讲稿共19页液压传动的定义和组成液压传动的定义和组成液

2、压技术可定义为通过推动封闭液体来传递动力的一种手段。液压技术可定义为通过推动封闭液体来传递动力的一种手段。系统的输入元件称为泵系统的输入元件称为泵(PUMP)。如柱塞泵、叶片泵、齿轮泵等。如柱塞泵、叶片泵、齿轮泵等。系统的输出元件称为执行器系统的输出元件称为执行器(ACTUATOR)。如油缸。如油缸(直线执行直线执行器器)、马达、马达(旋转执行器旋转执行器)等。等。系统的控制元件称为阀系统的控制元件称为阀(VALVE)。如方向控制阀、压力控制阀、。如方向控制阀、压力控制阀、流量控制阀等。流量控制阀等。系统辅助元件。如油管、滤油器、压力指示器、油箱等。系统辅助元件。如油管、滤油器、压力指示器、油

3、箱等。系统工作介质。如水、空气、矿物油、水基液等。系统工作介质。如水、空气、矿物油、水基液等。4第4页，本讲稿共19页液压传动的定义和组成液压传动的定义和组成5第5页，本讲稿共19页液压技术的优点液压技术的优点能在较大的范围内比较方便地实现无级调速。能在较大的范围内比较方便地实现无级调速。调速范围一般可达调速范围一般可达100100：1 1至至20002000：1 1。单位重量输出功率大、结构紧凑、体积小、重单位重量输出功率大、结构紧凑、体积小、重量轻、惯性小。在同等功率的情况下，液压马量轻、惯性小。在同等功率的情况下，液压马达的重量为电动机的达的重量为电动机的l0l0一一2020;外形尺寸为

4、电外形尺寸为电动机的动机的1515左右。左右。易实现各种复杂的机械动作。如仿形车床的仿易实现各种复杂的机械动作。如仿形车床的仿形刀架、数控铣床的液压工作台以及自动生产形刀架、数控铣床的液压工作台以及自动生产线中的液压系统。线中的液压系统。可以快速反向而无需减速可以快速反向而无需减速6第6页，本讲稿共19页液压技术的优点液压技术的优点易实现过载保护。只要设置一安全阀便能可靠易实现过载保护。只要设置一安全阀便能可靠地实现过载保护，并且当动力源发生故障时，地实现过载保护，并且当动力源发生故障时，可借助蓄能器产生应急动作，避免事故扩大。可借助蓄能器产生应急动作，避免事故扩大。在过载时可停止运动而无损坏

5、，负载减小则立在过载时可停止运动而无损坏，负载减小则立即起动。即起动。操纵简单省力。如果与电器相配合，易于实现操纵简单省力。如果与电器相配合，易于实现远距离操作和自动控制。远距离操作和自动控制。液压元件中相对运动表面有油液，能自行润滑，液压元件中相对运动表面有油液，能自行润滑，因此，液压元件使用寿命较长。因此，液压元件使用寿命较长。液压元件易于实现通用化、标准化、系列化，液压元件易于实现通用化、标准化、系列化，便于设计、制造和推广使用。便于设计、制造和推广使用。7第7页，本讲稿共19页液压技术的缺点液压技术的缺点液压传动是以液体作为传递能量的介质，液压元液压传动是以液体作为传递能量的介质，液压

6、元件在运动面间存在泄漏以及液体流动时的压力损件在运动面间存在泄漏以及液体流动时的压力损失，因此，传动效率较低。考虑到液体的泄漏和失，因此，传动效率较低。考虑到液体的泄漏和液体的可压缩性及元件的弹性变形，液压传动不液体的可压缩性及元件的弹性变形，液压传动不适宜用在传动比要求特别严格的场合。适宜用在传动比要求特别严格的场合。工作油液的粘度随温度变化而变化时，会引起执工作油液的粘度随温度变化而变化时，会引起执行元件运动不稳定，而且在低温和高温场合，不行元件运动不稳定，而且在低温和高温场合，不适于采用液压传动。适于采用液压传动。液压元件的加工精度要求高，对其系统的维护及液压元件的加工精度要求高，对其系

7、统的维护及检修也有较高的技术要求。检修也有较高的技术要求。8第8页，本讲稿共19页液压技术的缺点液压技术的缺点对工作介质的过滤要求严格。这是因为工作介质对工作介质的过滤要求严格。这是因为工作介质中的污染物会直接影响液压元件的寿命和液压系中的污染物会直接影响液压元件的寿命和液压系统工作的可靠性。统工作的可靠性。9第9页，本讲稿共19页液压传动的基本要素液压传动的基本要素1 1、液压油：、液压油：液压系统中最常用的液体是石油基液压油。液压系统中最常用的液体是石油基液压油。液压油能轻易地传递动力是因为它的压缩性很小液压油能轻易地传递动力是因为它的压缩性很小,它在它在1000psi(68.94bar)

8、1000psi(68.94bar)压力下将压缩约压力下将压缩约0.5%0.5%。液压油最理想的性质是它的润滑能力。液压油最理想的性质是它的润滑能力。10第10页，本讲稿共19页液压传动的基本要素液压传动的基本要素2 2、液柱压力、液柱压力(液柱重量液柱重量)：正常情况下，大多数液压油的重量约为正常情况下，大多数液压油的重量约为90009000牛每牛每立方米立方米估计任何自由油柱底部的压力时，只需把高度估计任何自由油柱底部的压力时，只需把高度(m)(m)乘以乘以0.1bar0.1bar。11第11页，本讲稿共19页液压传动的基本要素液压传动的基本要素3 3、大气压力给泵充液、大气压力给泵充液泵的

9、进口通常是靠油箱与泵进口处的压差来充油，泵的进口通常是靠油箱与泵进口处的压差来充油，通常油箱中的压力为大气压力，为通常油箱中的压力为大气压力，为1.01bar1.01bar。故泵。故泵的进口必须有局部真空既更低压力以造成流动。的进口必须有局部真空既更低压力以造成流动。由于液体在真空中气化而使油里含有气泡，在高压由于液体在真空中气化而使油里含有气泡，在高压下气泡以相当大的力溃灭，会引起较大的破坏，大下气泡以相当大的力溃灭，会引起较大的破坏，大大影响泵的工作和寿命。所以泵进口的真空度不能大影响泵的工作和寿命。所以泵进口的真空度不能过大，其真空度通常推荐不超过过大，其真空度通常推荐不超过0.17ba

10、r,0.17bar,约相当约相当于泵进口绝对压力于泵进口绝对压力0.84bar0.84bar。12第12页，本讲稿共19页液压传动的基本要素液压传动的基本要素大气压力给泵充液大气压力给泵充液13第13页，本讲稿共19页液压传动的基本要素液压传动的基本要素4 4、系统流量由泵产生、系统流量由泵产生泵的唯一功用是产生流动。泵的唯一功用是产生流动。对给定排量的泵，除效率变化外，泵的输出对给定排量的泵，除效率变化外，泵的输出是恒定的，与压力无关。压力是由流动阻力是恒定的，与压力无关。压力是由流动阻力引起的。引起的。14第14页，本讲稿共19页液压传动的基本要素液压传动的基本要素5 5、系统压力由负载决

11、定、系统压力由负载决定当液体的流动受到阻力时产生压力。当液体的流动受到阻力时产生压力。阻力来至阻力来至执行器上的负载执行器上的负载管路中的节流（或节流孔）管路中的节流（或节流孔）压力的建立在理论上没有限度。实际上，压力压力的建立在理论上没有限度。实际上，压力无限制的升高时，或者某样东西破坏，或者泵无限制的升高时，或者某样东西破坏，或者泵使原动机堵转。使原动机堵转。任何给定时刻的压力表读数均指示工作负载，任何给定时刻的压力表读数均指示工作负载，（压力表读数通常未考虑大气压力（压力表读数通常未考虑大气压力)15第15页，本讲稿共19页液压传动的基本要素液压传动的基本要素6 6、流体流动的惰性、流体

12、流动的惰性(水往低处流水往低处流)液体的一种固有的特性是它总是选择阻力最液体的一种固有的特性是它总是选择阻力最小的路径。小的路径。当几条并联流路的阻力不同时，压力将仅升当几条并联流路的阻力不同时，压力将仅升高到取较容易的路径所需要的值。所以，当高到取较容易的路径所需要的值。所以，当系统同时连通几个执行器时，需要较低压力系统同时连通几个执行器时，需要较低压力的执行器将首先运动。的执行器将首先运动。16第16页，本讲稿共19页7 7、节流孔通过流量与压降的关系、节流孔通过流量与压降的关系在通常的液压传动系统中，通过节流孔的流在通常的液压传动系统中，通过节流孔的流量和压降大多满足以下公式：量和压降大

13、多满足以下公式：Q:Q:通过节流孔的流量通过节流孔的流量(L/min)(L/min)p:p:通过节流孔的压降通过节流孔的压降(bar)(bar)d:d:节流孔的直径节流孔的直径(mm)(mm)a:a:流动阻力系数流动阻力系数(约为约为0.78)0.78):流体的密度流体的密度(克每立方厘米克每立方厘米)液压传动的基本要素液压传动的基本要素17第17页，本讲稿共19页节流孔是液压管路或元件中用来控制流量或节流孔是液压管路或元件中用来控制流量或产生压降的受节制的通道。由公式可看出节产生压降的受节制的通道。由公式可看出节流孔的压降增大总是伴随着流量的增大。流孔的压降增大总是伴随着流量的增大。如果没有流动，节流孔前后压力是一样的。如果没有流动，节流孔前后压力是一样的。液压传动的基本要素液压传动的基本要素18第18页，本讲稿共19页8 8、执行器的输出力和速度、执行器的输出力和速度执行器的力或扭矩与压力成正比，而与流执行器的力或扭矩与压力成正比，而与流量无关。量无关。执行器的速度取决于油液流量而与压力无执行器的速度取决于油液流量而与压力无关。关。液压传动的基本要素液压传动的基本要素19第19页，本讲稿共19页