液压传动与控制课件
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第一章液压传动与控制
• 易于设计、制造和选用；
二、液压传动的优缺点
• 缺点:
• 1、泄漏；（影响传动精度并污染环境） • 2、元件制造精度要求高—造价高； • 3、抗污染能力弱； • 4、实现定比传动困难（泄漏，压缩）； • 5、油液受油温影响； • 6、液压系统的故障原因不易查找，故障不易及时 • 排除。
思考题
• 什么叫液压传动？ • 什么叫巴斯卡原理？ • 液压传动的工作特征？ • 液压传动系统由哪几部分组成？ • 什么叫液压传动原理图？ • 什么叫压力？ • 液压传动有哪些主要的优缺点？
• 2、响00~1000次/min ；
• 3、调速范围大，能方便地进行无级调速
•
200：1~1000：1；
• 4、能传递较大的力或力矩；
• 5、易于实现功率放大；30万倍
• 6、操作、控制、调节方便，工作平稳；
• 7、易于实现过载保护；
• 8、标准化程度高（系列化、标准化、通用化）
作业
结语
谢谢大家！
机械、电子（计算机） 、液压 三者相结合的机电液一体化技术
•
电子是神经， 液压是肌肉， 机械是骨头。
液压技术的分类
• 1. 液压传动技术：利用液体的压力能传递
力和功率；
• 2. 液压控制技术：精度开关控制，比例控
制，伺服控制
能量在液压设备中的转变情况
§1-2 液压传动的工作原理 和工作特性
• 一、工作原理 • 假设：1）工作中流速较低，即工作中动能
与压力能相比很小，忽略动能引起的损失； 2）没有泄漏；3）油液没有压缩性；4）结 构绝对刚性。
液压传动的基本方式
（一）工作原理——运动分析
（一）工作原理——运动分析
• 流量
液压传动与控制实用技术课件：液压控制与辅助元件 -
(2)動態性能
定義最高暫態壓力峰值與額定壓力調定值的差值△P為壓力超調 量，它是衡量溢流閥動態定壓誤差的一個重要指標。
圖3.17所示t1稱之為回應時間，t2稱之為過渡時間。t1越小， 溢流閥的回應越快；t2越小，動態回應過程時間越短。
2．順序閥
順序閥是利用油路中壓力的變化來控制閥口啟閉，以實現各工 作部件依次順序動作的液壓元件，常用在控制多個執行元件 的順序動作，故名順序閥。順序閥按結構不同分為直動式和 先導式兩種，一般先導式用於壓力較高的場合。當順序閥利 用外來液壓力進行控制時，稱液控順序閥。不論是直動式還 是先導式順序閥都和對應的溢流閥原理相類似，主要不同為 溢流閥的調壓彈簧腔的洩漏油和出油口相連，而順序閥單獨 接回油箱。
液控單向閥按控制活塞背壓腔的泄油方式不同，分為內泄式和 外泄式。內泄式如圖3.2，控制活塞的背壓腔通過內泄油孔a 連通單向閥的P1口；外泄式如圖3.3，控制活塞的背壓腔通過 外泄油孔a直接通油箱。一般情況下在反向出油口的壓力P1較 低時採用內泄式，較高時採用外泄式，以減小所需控制壓力。
如圖3.4，卸載式液控單向閥帶有卸載閥，當控制活塞向右運動 時首先頂開卸載閥的小閥芯，使主油路油壓P2卸壓，繼續運 動再頂開單向閥芯，反向導通油路。這樣可大大減小控制壓 力，實際應用這種結構的液控單向閥可以使控制壓力與工作 壓力之比降低到4.5％左右，常用於高壓系統。
1．單向閥
單向閥有普通單向閥和液控單向閥等。
1）普通單向閥
如圖3.1a和3.1b，分別是管式連接的直通式單向閥和板式連接的 直角式單向閥。 。圖3.1c為單向閥的圖形符號。
2）液控單向閥
除普通單向閥外，還有液控單向閥，它是液壓系統經常使用的 液壓元件。如圖3.2，液控單向閥由閥體2、閥芯5、彈簧6、 控制活塞3、推杆4等組成。閥芯為一般錐芯，彈簧的剛度較 小。
定義最高暫態壓力峰值與額定壓力調定值的差值△P為壓力超調 量，它是衡量溢流閥動態定壓誤差的一個重要指標。
圖3.17所示t1稱之為回應時間，t2稱之為過渡時間。t1越小， 溢流閥的回應越快；t2越小，動態回應過程時間越短。
2．順序閥
順序閥是利用油路中壓力的變化來控制閥口啟閉，以實現各工 作部件依次順序動作的液壓元件，常用在控制多個執行元件 的順序動作，故名順序閥。順序閥按結構不同分為直動式和 先導式兩種，一般先導式用於壓力較高的場合。當順序閥利 用外來液壓力進行控制時，稱液控順序閥。不論是直動式還 是先導式順序閥都和對應的溢流閥原理相類似，主要不同為 溢流閥的調壓彈簧腔的洩漏油和出油口相連，而順序閥單獨 接回油箱。
液控單向閥按控制活塞背壓腔的泄油方式不同，分為內泄式和 外泄式。內泄式如圖3.2，控制活塞的背壓腔通過內泄油孔a 連通單向閥的P1口；外泄式如圖3.3，控制活塞的背壓腔通過 外泄油孔a直接通油箱。一般情況下在反向出油口的壓力P1較 低時採用內泄式，較高時採用外泄式，以減小所需控制壓力。
如圖3.4，卸載式液控單向閥帶有卸載閥，當控制活塞向右運動 時首先頂開卸載閥的小閥芯，使主油路油壓P2卸壓，繼續運 動再頂開單向閥芯，反向導通油路。這樣可大大減小控制壓 力，實際應用這種結構的液控單向閥可以使控制壓力與工作 壓力之比降低到4.5％左右，常用於高壓系統。
1．單向閥
單向閥有普通單向閥和液控單向閥等。
1）普通單向閥
如圖3.1a和3.1b，分別是管式連接的直通式單向閥和板式連接的 直角式單向閥。 。圖3.1c為單向閥的圖形符號。
2）液控單向閥
除普通單向閥外，還有液控單向閥，它是液壓系統經常使用的 液壓元件。如圖3.2，液控單向閥由閥體2、閥芯5、彈簧6、 控制活塞3、推杆4等組成。閥芯為一般錐芯，彈簧的剛度較 小。
液气压传动与控制PPT课件
与气压传动系统中的控制元件。 阀是用来控制系统中流体的流动方向或调节其压力
和流量的，因此可以分为方向阀、压力阀、流量阀三大 类。
34
阀性能的基本要求
1）、动作灵活，使用可靠，工作时冲击和振动小，噪音 小，寿命长。 2）、流体流过时压力损失小。 3）、密封性好。 4）、结构紧凑，安装、调整、使用、维修方便，通用性 大。
32
柱塞式液压缸
单杆塞缸只能实现一个方向运动，反向要靠外力，用 两个柱塞缸组合，也能用压力油实现往复运动。如动画所 示的双柱塞缸：
动画演示
伸缩式液压缸
伸缩式液压缸由两个或多个活塞套装而成，前一级缸 的活塞杆是后一级缸的缸筒。如动画所示的多级缸：
动画演示
33
3、控制元件 液压阀、气动阀、气动逻辑控制元件等均属于液压
流动方向进行控制或调节的元件。例如溢流阀、节流阀、换 向阀、开停阀等。
4）辅助元件——上述三部分以外的其他元件，例如油 箱、过滤器、油管等。
22
1、能源装置
1）、能源装置的组成 能源装置有两大类：液压能源装置和气源装置。液压能
源装置用来向液压系统输送具有一定压力和流量的清洁的工 作介质；而气源装置则向气动系统输送一定压力和流量的清 洁的压缩空气。液压能源装置可以是和主机分离的单独的液 压泵站，也可以是和主机在一起的液压泵组；而气源装置一 般都是单独的。
液流从进油口 流入经节流口后， 从阀的出油口流出 。本阀的阀芯3的 锥台上开有三角形 槽。转动调节手轮 1，阀芯3产生轴向 位移，节流口的开 口量即发生变化。 阀芯越上移开口量 就越大。
调节 手轮 螺帽 阀芯 阀体
动画演示
38
换向阀
旋转移动式 手动换向阀
手动换向阀主要有 弹簧复位和钢珠定 位两种型式。
和流量的，因此可以分为方向阀、压力阀、流量阀三大 类。
34
阀性能的基本要求
1）、动作灵活，使用可靠，工作时冲击和振动小，噪音 小，寿命长。 2）、流体流过时压力损失小。 3）、密封性好。 4）、结构紧凑，安装、调整、使用、维修方便，通用性 大。
32
柱塞式液压缸
单杆塞缸只能实现一个方向运动，反向要靠外力，用 两个柱塞缸组合，也能用压力油实现往复运动。如动画所 示的双柱塞缸：
动画演示
伸缩式液压缸
伸缩式液压缸由两个或多个活塞套装而成，前一级缸 的活塞杆是后一级缸的缸筒。如动画所示的多级缸：
动画演示
33
3、控制元件 液压阀、气动阀、气动逻辑控制元件等均属于液压
流动方向进行控制或调节的元件。例如溢流阀、节流阀、换 向阀、开停阀等。
4）辅助元件——上述三部分以外的其他元件，例如油 箱、过滤器、油管等。
22
1、能源装置
1）、能源装置的组成 能源装置有两大类：液压能源装置和气源装置。液压能
源装置用来向液压系统输送具有一定压力和流量的清洁的工 作介质；而气源装置则向气动系统输送一定压力和流量的清 洁的压缩空气。液压能源装置可以是和主机分离的单独的液 压泵站，也可以是和主机在一起的液压泵组；而气源装置一 般都是单独的。
液流从进油口 流入经节流口后， 从阀的出油口流出 。本阀的阀芯3的 锥台上开有三角形 槽。转动调节手轮 1，阀芯3产生轴向 位移，节流口的开 口量即发生变化。 阀芯越上移开口量 就越大。
调节 手轮 螺帽 阀芯 阀体
动画演示
38
换向阀
旋转移动式 手动换向阀
手动换向阀主要有 弹簧复位和钢珠定 位两种型式。
液压传动与控制PPT幻灯片课件
第二次世界大战 兵器（功率大、反应快） 战后转向民用 机械、工程、农业、汽车 20世纪60年代后 发展为一门完整的自动化技术 • 现在国外 95%工程机械、90%数控加工中心、
95%以上的自动线采用液压传动。 采用液压传动的程度成为衡量一个国家工业水平 的重要标志
2
二、液压技术的应用
• 工程机械 推土机、挖掘机、压路机 • 起重运输 汽车吊、叉车、港口龙门吊 • 矿山机械 凿岩机、提升机、液压支架 • 建筑机械 打桩机、平地机、液压千斤顶 • 农业机械 拖拉机、联合收割机 • 冶金机械 压力机、轧钢机 • 锻压机械 压力机、模锻机 • 机械制造 组合机床、冲床、自动线、气动扳手 • 轻工机械 打包机、注塑机 • 汽车工业 汽车中的转向器、减振器、自卸汽车 • 智能机械 模拟驾驶舱、机器人
3
装载机
4
钮荷兰拖拉机，
5
汽车起重机
6
工程机械液压缸
7
联合收割机
8
液压翻斗车
9
铲运机
10
数控机床
11
液压摊铺机
12
液压平地机
13
小松挖掘机主液压泵
14
液压主泵
15
驱动马达
16
转向及先导控制
17
液压辅件
18
本课程的任务 1、了解液压元件的结构和工作原理，
以正确熟练的选用液压元器件 2、了解各种液压元器件的控制性能及
29
二.液压系统的组成
上面我们讨论了液压系统的工作原理及其特征, 那么液压系统主要由哪几部分组成的呢?首先,要使 液体具有压力 p和流量Q就必须有相应的装置,在液 压上,我们称之为:
1.动力元件:泵.为系统提供动力液,将发动机的 机械 能转化为液体的压力能,即, M,n→p,Q。
95%以上的自动线采用液压传动。 采用液压传动的程度成为衡量一个国家工业水平 的重要标志
2
二、液压技术的应用
• 工程机械 推土机、挖掘机、压路机 • 起重运输 汽车吊、叉车、港口龙门吊 • 矿山机械 凿岩机、提升机、液压支架 • 建筑机械 打桩机、平地机、液压千斤顶 • 农业机械 拖拉机、联合收割机 • 冶金机械 压力机、轧钢机 • 锻压机械 压力机、模锻机 • 机械制造 组合机床、冲床、自动线、气动扳手 • 轻工机械 打包机、注塑机 • 汽车工业 汽车中的转向器、减振器、自卸汽车 • 智能机械 模拟驾驶舱、机器人
3
装载机
4
钮荷兰拖拉机，
5
汽车起重机
6
工程机械液压缸
7
联合收割机
8
液压翻斗车
9
铲运机
10
数控机床
11
液压摊铺机
12
液压平地机
13
小松挖掘机主液压泵
14
液压主泵
15
驱动马达
16
转向及先导控制
17
液压辅件
18
本课程的任务 1、了解液压元件的结构和工作原理，
以正确熟练的选用液压元器件 2、了解各种液压元器件的控制性能及
29
二.液压系统的组成
上面我们讨论了液压系统的工作原理及其特征, 那么液压系统主要由哪几部分组成的呢?首先,要使 液体具有压力 p和流量Q就必须有相应的装置,在液 压上,我们称之为:
1.动力元件:泵.为系统提供动力液,将发动机的 机械 能转化为液体的压力能,即, M,n→p,Q。
第6章压传动及其控制技术-PPT精品文档
1-活塞杆、2-导向套、3-前盖板、4-缸体、5-活塞、6-螺母、7-钢球、8-后盖板、9-密封圈 图6.3.2 单出杆液压缸
1-进油口、2-缸筒、3-柱塞 图6.3.3 柱塞缸
a) 双出杆液压缸
b) 单出杆液压缸
c) 柱塞缸
图6.3.4 液压缸图形符号
6.4 液压阀
表6.4.1 换向阀的结构原理图与图形符号
a)工作原理图
b)图形符号
图6.4.9 直动型比例溢流阀
a)工作原理图 图6.4.10 直动型比例调速阀
b)图形符号
a)工作原理图 图6.4.11 插装阀
b)图形符号
a）单向阀
b）二位三通阀 图6.4.12插装阀应用示例
c）溢流阀
6.5 常用回路
图6.5.1 二级调压回路
图6.5.2 三级调压回路
图6.5.8 限压式变量泵加调速阀的容积调速回路
图6.5.9 用行程阀的速度换接的回路
图6.5.10 用行程阀的速度换接回路
图6.5.11 用行程开关控制的顺序动作回路
表6.5.2 电磁铁动作顺序表
1Y 2Y
动作 ＋ － 1
动作 ＋ ＋ 2
动作 － ＋ 3
动作 － － 4
注：“＋”电磁铁动作或通电 “－”电磁铁不动作或失电
b)图形符号
a) J型减压阀结构
c) 减压阀应用
1-螺帽、2-柱塞、3-弹簧、4-锥阀、5-泄油孔、6-孔、7-弹簧
8-阀芯、a-进油口、b-出油口、g-阻尼孔、δ-开口
图6.4.6 J型减压阀
a) 节流阀结构 图6.4.7 节流阀
b) 图形符号
a) 调速阀结构原理图 图6.4.8 调速阀
b)图形符号
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知识点：基本概念
液—动力传递介质，液体，油、水、乳 化液等 压—动力传递方式，压力能 传动及控制—两者融合一体，有传动就 有控制，有控制就有传动 液控与电控—动力传递与信息传递 控制方式—开关量与模拟量
知识点：基本概念
液压传动：借助于密闭容积的变化，利用 液体的压力能与机械能之间的转换来传递 动力（能量） 压力和流量：液压传动中两个最重要的参 数。压力取决于负载；流量决定执行元件 的运动速度 压力损失：动力源—控制元件—执行元件
研究对象
研究以液体为传动介质通过压力与流量 的分配与传递来实现各种机械传动和自 动控制的学科 元件 回路 系统 介质 动力
信息
液压传动的基本原理
1. 力比关系
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递到液体各点。
p F1 W A1 A2
W A2 F1 A1
压力p和流量q是流体传动中最基本、最重要的 两个参数，它们相当于机械传动中的力和速度， 它们的乘积即为功率—功率守恒 液压传动是以液体的压力能来传递动力的
1.2液压传动的工作原理及其组成
图1-1、1-2 机床工作台液压传动系统 (a) 结构原理图 (b) 功能符号原理图（常用）
液压传动的工作原理
1.5 液压传动在机械工业中的应用
不同的功率—中、大功率 不同的精度—换向/比例/伺服 不同的控制参数—位移、力、速度等 不同的控制方式—手动/自动，开环/闭环 不同的结构形式—单/多执行器，缸/马达 不同的使用环境—室内/室外，高温/低温 种类多，范围广
小结
概况：帕斯卡原理，机电液一体化 概念：压力（力）、流量（速度）、功率 系统组成：动力元件、控制元件、执行元 件、辅助元件 系统工作原理：动力元件—控制元件—执 行元件（以液体为介质，以压力能传递） 系统特点：优点和缺点
关于《液压传动及控制》课程
课程性质: 专业骨干课 课程特点: 理论与实际应用并重 评价指标: 期末50%
大型作业（报告）20%（两次） 平时30%
(出勤、作业、课堂提问等)
教材：（机床）液压传动 习题：每章附后
教学内容
概述 工作介质—液压油 流体力学基础—基本理论 液压元件—基本原理 基本回路 典型系统分析—基本分析 系统设计—基本计算
流量q (Ah/t):单位时间内流过某一截面积为A的流体体积
q=Av 重要概念二：
q=A1v1=A2v2
(连续性方程)
q A
若已知进入缸体的流量q，则活塞运动速度为： v
“活塞的运动速度v取决于进入液压缸（马达）的 流量q，而与液体压力p大小无关”
3. 功率关系
F1v1=Wv2
P=F1v1=pA1v1=pA2v2=pq
习题
1-1 1-2 1-4来自功率-重量比大、功率大（压力高） 响应快、运行平稳、速度快 调速范围大（流量控制） 控制方便，易于实现自动化 易于实现过载保护（恒压系统） 设计、制造、使用方便 （标准化） 直线运动的实现特别方便（液压缸） 柔性连接，噪音低
缺点
有泄漏，污染环境 效率低，能耗大 元件精度高，价格贵 要求有单独的油源，适合中大功率 对温度变化比较敏感—油温，需冷却 不能保证严格的传动比，无级调速 出现故障时不易检查，密闭容腔
动力元件：液压泵，其功能是将原动机输入的机械能转换成
液体的压力能，为系统提供动力 （液压源、油源）
执行元件：液压缸、液压马达，功能是将液体的压力能转换
成机械能，输出力和速度（或转矩和转速），以带动负载实现直 线运动或旋转运动
控制元件：压力、流量和方向控制阀，作用是控制和调节系
统中液体的压力、流量和流动方向，以保证执行元件达到所要求 的输出力（或力矩）、运动速度和运动方向
辅助元件：保证系统正常工作所需要的辅助装置，包括管道、
管接头、油箱、过滤器、压力表和冷却器等
1.3 液压传动的控制方式
按操纵方式分—手动与自动（机动、电动） 实现系统的动作或状态（开关、快慢）
按控制形式分—开环与闭环 输出对输入有无影响（反馈）
1.4 液压传动的特点—优缺点
第一章 绪论
液压传动发展概况—历史与现状 液压传动工作原理及其组成 液压传动的控制方式 液压传动的特点—优缺点 液压传动在机械工业中的应用
1.1 历史与现状
17世纪帕斯卡提出静压传递原理 二次大战中电液伺服控制的出现 机电液一体化 广泛应用的基础—标准化、规格化、系 列化，具有通用性和互换性 静压传递—液压传动—电液控制（伺 服—比例—数字）
通过动力元件（液压泵）将原动机（电动机） 输入的机械能转换为液体压力能，再经密闭管 道和控制元件输送至执行元件（液压缸和液压 马达），将液压能又转换为机械能以驱动负载。 能量转换 动力元件：机械—液压 执行元件：液压—机械 损失大，效率低 以液体为介质、以压力能为动力、始终处于受 控制状态
液压传动系统组成
重要概念一：
“工作压力取决于负载”，而与流入的液体多少无 关 思考：1.若空载，即W=0，则p=？
2.液压千斤顶的工作原理和其它千斤顶传动方式的比较?
2. 运动关系
A1h1=A2h2
h2 A1 h1 A2
A1
h1 h A2 2 t t
v2 A1 v1 A2
活塞的运动速度和活塞的作用面积成反比