《液压与气动技术》学习指导研讨.doc

《液压与气动技术》课程学习指导 绪 论 υ或Tω)转换成液压能(pq)。 (2) 执行元件：如液压缸、气缸等。将液压能转换成机械能。 (3) 控制元件：如各种控制阀。利用这些元件对系统中的液体的压力、流量及方向进行控制或调节，以满足工作装置对传动的要求。 (4) 辅助元件：起辅助作用，如油箱、滤油器、管路、管接头及各种控制、检测仪表等。在有些系统中，为了进一步改善系统性能还采用蓄能器、加热器及散热器等。 (5) 工作介质：液压油或压缩空气，是动力传递的载体。 液压与气压传动系统作为能量转换和传递的装置把机械能(原动机)Tω转化为液压能和气压能(液压泵和空气压缩机的输出) pq，再转化为机械能(执行机构输出) )Tω或 Fυ，系统本身并不能产生能量，而在每个转换和调节环节上都要消耗一定的能量，所以一般的液压与气压传动系统的效率不会很高。 在工程实际中，采用“气动与液压”图形符号(GB/T786．1-1993(2001*)) 绘制液压系统原理图。 四、液压传动的优缺点 1. 液压传动的优点 (1) 液压传动可在运行过程中方便地实现大范围的无级调速，调速范围可达1000:1。 (2) 功率质量比大，即在输出相同功率的情况下，液压传动装置的体积小、质量轻、结 构紧凑、惯性小。因此，液压传动易于实现快速启动、制动及频繁换向，每分钟的换向次数 可达500(左右摆动)、1000(往复移动)。 (3) 易于实现自动化，特别是采用电—液和气—液传动时，可实现复杂的自动控制。 (4) 液压装置易于实现过载保护。 (5) 液压元件已实现了标准化、系列化和通用化，易于设计、制造，其元件的排列布置 也有很大的灵活性。 2. 液压传动的缺点 (1) 不能保证严格的传动比。 (2) 系统工作时，对温度的变化较为敏感。由于液压介质的粘性随温度变化而变化， 从而使液压系统不易保证在高温和低温下都具有良好的工作稳定性。 (3) 在液压传动中，能量需经过两次变换，且液压能在传递过程中存在流量和压力损 失，所以系统能量损失较大，传输效率较低。 (4) 由于液压元件的制造精度高、造价高，对其使用和维护提出了较高的要求。 (5) 出现故障时，比较难于查找和排除，对维修人员的技术水平要求较高。 3. 气压传动的优点 4. 气压传动的缺点 第一章 液压传动基础知识 液压传动是利用液体作为工作介质来传递力和运动的，所用的工作介质一般为普通机械油和专用液压油。液压油的物理、化学性质，尤其是它的力学性质对液压系统的工作影响很大。本章主要讲述液压油的物理性质；液体的静力学和运动学特性；油液在管道流动过程中的阻力损失以及油液通过节流小孔和缝隙时的流动特性。 本章重点： 1) 液压油的物理性质，液体粘度的物理特性。 2) 液体静压力的特性和静力学基本方程。 3) 流动液体的连续性方程和伯努利方程。 4) 液体流动时的沿程压力损失和局部压力损失。 5) 液体流经小孔时的压力损失以及压力损失与流量的关系。 本章难点： 1) 各种度量衡制的相互换算关系。 2) 压力的度量以及绝对压力、相对压力和真空度之间的关系。 3) 流动液体三个基本方程所表示的物理意义及其应用。 4) 液压冲击的概念及压力波的传递。 第一节 液压传动工作介质 一、液压油的密度 液压油的密度ρ是指单位体积内油液的质量，即 ρ = m/V (kg/m3) 二、液压油的可压缩性 液体的可压缩性用体积压缩系数β或其倒数——液体的体积弹性模数K表示。 体积压缩系数： 体积弹性模数： 对于石油基液压液其体积弹性模数K = (1.4~2)×103MPa，是钢的1/(100-170)。 值得注意的是，当液压液中混入气体后，液体的体积弹性模数将大大下降。 由于在液压系统中不可避免地存在一定量的游离空气，因此在分析计算时，对石油基液压液，通常取K = (0.7~1.4)×103MPa。 三、液压油的粘性 流体在外力作用下流动(或有流动趋势)时，由于分子间的内聚力阻止分子间相对运动而产生一种内摩擦力，流体的这种特性称为粘性。粘性的大小可以用粘度来度量。 牛顿内摩擦定律：流体流动时相邻液层间的内摩擦力Ff与液层接触面积A、液层间的速度梯度du/dy成正比，还与液体的种类有关，即 式中 μ—动力粘度(Pa·s)，其值与液体的种类有关。 动力粘度是一种绝对粘度，它的物理意义是：当速度梯度为1时，接触液层间单位面积上