液压教案16解决方案.doc

湖北职业技术学院机电工程学院 《绪论绪 论 一、液压与气压传动的研究对象 液压与气压传动是研究利用有压流体(压力油或压缩空气)作为传动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实现传动和控制的方法基本相同，它们都是利用各种元件组成需要的控制回路，再由若干回路组成能够完成一定控制功能的传动系统来完成能量的传递、转换与控制。液压传动所采用的工作介质为液压油或其它合成液体，气压传动所采用的工作介质为压缩空气。 二、液压与气压传动的工作原理 根据液压千斤顶的工作原理即可了解液压传动的工作原理。从图0－1可以看出，当向上提手柄１使小缸活塞３上移时，小液压缸２因容积增大而产生真空，油液从油箱12通过阀4被吸入至小液压缸２中，当按压手柄１使小缸活塞３下移时，则油液通过阀７输入到大液压缸９的下油腔，当油液压力升高到能够克服重物Ｗ时，即可举起重物。彩图液压搬运车的工作原理即如前面所述。图0－1 ??液压千斤顶原理图图0－2　液压千斤顶简化模型图 有关的具体公式推导请见下一页将上一页液压千斤顶工作原理图（图0－1）简化成如下图形（图0－2），并对其进行公式推导：1.力的传递关系 根据帕斯卡原理：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，并根据图0-2的受力情况可推导出式中A1和A2分别为图2中小活塞和大活塞的作用面积；F1为杠杆手柄作用在小活塞上的力；W为被举起的负载。由此建立了一个很重要的基本概念，即在液压和气压传动中，系统的工作压力取决于负载，而与流人的流体多少无关。 2．运动的传递关系 由图2可以看出，当不考虑液体得可压缩性、泄漏的等因素时，依据液体体积不变，可得出式中，h1和h2分别为小活塞和大活塞的位移，将其两端分别除以活塞移动的时间t，则得 由此可见，活塞的运动速度与活塞的面积成反比。进一步推导可得据此可得，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 当不计功率损失的情况下，假设输入功率等于输出功率，由图0-2可得 还可以推导出由以上分析可得，液压传动和气压传动是以流体的压力能来传递动力的。三、液压与气压传动系统的组成1.液压传动系统的组成下图（图0－3）为一驱动机床工作台的液压传动系统，该系统的工作原理为：在图示位置，液压泵3由电动机带动旋转后，从油箱1中吸油，油液经滤油器2进入液压泵3的吸油腔，并经液压泵3、节流阀4、换向阀5进入液压缸7左腔，液压缸7右腔的油液经换向阀5流回油箱，液压缸活塞在压力油的作用下驱动工作台右移。反之，通过换向阀5换向（阀心左移），压力油进入液压缸的右腔，液压缸7左腔的油液经换向阀5流回油箱，液压缸活塞在压力油的作用下驱动工作台左移。图0－3 　机床工作台液压系统工作原理图1-油箱 2-过滤器 3-液压泵 4-节流阀 5-换向阀 7-液压缸 8-工作台 2.气压传动系统的组成 3.液压与气压传动系统的组成 由上面的例子可以看出，液压与气压传动：系统主要由以下几个部分组成：(1：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：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：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：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)介质：系统中传递能量的流体，即液压油或压缩空气。 4.液压与气压传动系统的图形符号上面的图为液压系统原理图，也可以将其用液压图形符号表示，如图0-3所示，详细的液压与气动元件图形符号在后面的课程中有详细介绍。四、液压与气压传动的优缺点 1.液压传动的优点（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）液压装置能在大范围内实现无级调速（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。