液压与气动技术第1章 液压与气压传动基础
液压与气压传动教案
液压与气压传动教案第一章：液压与气压传动概述1.1 教学目标了解液压与气压传动的基本概念掌握液压与气压传动系统的应用领域理解液压与气压传动的工作原理1.2 教学内容液压与气压传动的定义液压与气压传动系统的应用领域液压与气压传动的工作原理1.3 教学方法讲授法：讲解液压与气压传动的基本概念和原理案例分析法：分析实际应用案例，让学生更好地理解液压与气压传动系统的应用1.4 教学评估课堂问答：检查学生对液压与气压传动基本概念的理解小组讨论：让学生通过讨论加深对液压与气压传动系统的应用领域的理解第二章：液压系统的基本元件2.1 教学目标了解液压系统的基本元件及其功能掌握液压系统的组成部分理解液压系统的工作原理2.2 教学内容液压泵的概念与分类液压缸的概念与分类液压控制阀的概念与分类2.3 教学方法讲授法：讲解液压系统的基本元件及其功能互动教学法：引导学生参与课堂讨论，加深对液压系统组成部分的理解2.4 教学评估课堂问答：检查学生对液压系统基本元件的理解小组讨论：让学生通过讨论加深对液压系统组成部分的认识第三章：液压系统的设计与计算3.1 教学目标掌握液压系统的设计原则和方法学会液压系统的计算方法能够应用液压系统的设计与计算解决实际问题3.2 教学内容液压系统的设计原则和方法液压系统的计算方法液压系统设计实例3.3 教学方法讲授法：讲解液压系统的设计原则和方法案例分析法：分析实际液压系统设计实例，让学生更好地理解液压系统的设计与计算方法3.4 教学评估课堂问答：检查学生对液压系统设计原则和方法的理解小组讨论：让学生通过讨论加深对液压系统设计与计算的应用能力第四章：气压传动系统的基本元件4.1 教学目标了解气压传动系统的基本元件及其功能掌握气压传动系统的组成部分理解气压传动系统的工作原理4.2 教学内容气压泵的概念与分类气压缸的概念与分类气压控制阀的概念与分类4.3 教学方法讲授法：讲解气压传动系统的基本元件及其功能互动教学法：引导学生参与课堂讨论，加深对气压传动系统组成部分的理解4.4 教学评估课堂问答：检查学生对气压传动系统基本元件的理解小组讨论：让学生通过讨论加深对气压传动系统组成部分的认识第五章：气压传动系统的应用5.1 教学目标了解气压传动系统的应用领域掌握气压传动系统在实际工程中的应用能够应用气压传动系统的知识解决实际问题5.2 教学内容气压传动系统的应用领域气压传动系统在实际工程中的应用案例5.3 教学方法讲授法：讲解气压传动系统的应用领域和实际工程中的应用案例案例分析法：分析实际应用案例，让学生更好地理解气压传动系统的应用5.4 教学评估课堂问答：检查学生对气压传动系统应用领域的理解小组讨论：让学生通过讨论加深对气压传动系统在实际工程中应用的认识第六章：液压系统的故障诊断与维护6.1 教学目标学习液压系统常见故障的诊断方法理解液压系统故障诊断的基本原则掌握液压系统的维护保养知识6.2 教学内容液压系统故障诊断的方法与步骤液压系统故障诊断的基本原则液压系统的维护保养措施6.3 教学方法讲授法：讲解液压系统故障诊断的方法与步骤案例分析法：分析典型液压系统故障案例，提高学生的故障诊断能力实践教学法：让学生在实验室进行液压系统的维护保养操作6.4 教学评估课堂问答：检查学生对液压系统故障诊断方法的理解故障诊断练习：让学生通过实际操作练习液压系统故障诊断第七章：气压传动系统的故障诊断与维护7.1 教学目标学习气压传动系统常见故障的诊断方法理解气压传动系统故障诊断的基本原则掌握气压传动系统的维护保养知识7.2 教学内容气压传动系统故障诊断的方法与步骤气压传动系统故障诊断的基本原则气压传动系统的维护保养措施7.3 教学方法讲授法：讲解气压传动系统故障诊断的方法与步骤案例分析法：分析典型气压传动系统故障案例，提高学生的故障诊断能力实践教学法：让学生在实验室进行气压传动系统的维护保养操作7.4 教学评估课堂问答：检查学生对气压传动系统故障诊断方法的理解故障诊断练习：让学生通过实际操作练习气压传动系统故障诊断第八章：液压与气压传动的应用案例分析8.1 教学目标了解液压与气压传动在工程实际中的应用案例分析液压与气压传动系统在实际工作中的优势与局限性学会分析液压与气压传动系统的设计与实施方法8.2 教学内容液压与气压传动在工程实际中的应用案例分析液压与气压传动系统在实际工作中的优势与局限性液压与气压传动系统的设计与实施方法8.3 教学方法讲授法：讲解液压与气压传动在工程实际中的应用案例案例分析法：分析液压与气压传动系统在实际工作中的优势与局限性小组讨论法：让学生分组讨论液压与气压传动系统的设计与实施方法8.4 教学评估课堂问答：检查学生对液压与气压传动应用案例的理解小组报告：评估学生在小组讨论中的表现和对设计与实施方法的理解第九章：液压与气压传动的节能与环保9.1 教学目标了解液压与气压传动系统中能量损失的原因学习液压与气压传动系统的节能技术理解液压与气压传动系统对环境的影响及环保要求9.2 教学内容液压与气压传动系统中能量损失的原因及减少能量损失的方法液压与气压传动系统的节能技术液压与气压传动系统对环境的影响及环保要求9.3 教学方法讲授法：讲解液压与气压传动系统中能量损失的原因及节能技术互动教学法：引导学生讨论液压与气压传动系统的环保问题实践教学法：让学生在实验室实践节能与环保的相关技术9.4 教学评估课堂问答：检查学生对液压与气压传动节能与环保知识的理解实践报告：评估学生在实践活动中对节能与环保技术的应用能力第十章：液压与气压传动的现代发展趋势10.1 教学目标了解液压与气压传动技术的最新发展趋势学习现代液压与气压传动系统的创新应用理解液压与气压传动技术在未来的发展方向10.2 教学内容液压与气压传动技术的最新发展趋势现代液压与气压传动系统的创新应用液压与气压传动技术在未来的发展方向10.3 教学方法讲授法：讲解液压与气压传动技术的最新发展趋势案例分析法：分析现代液压与气压传动系统的创新应用案例小组讨论法：让学生分组讨论液压与气压传动技术的未来发展方向10.4 教学评估课堂问答：检查学生对液压与气压传动技术最新发展趋势的理解小组报告：评估学生在小组讨论重点和难点解析1. 液压与气压传动的基本概念和原理：重点关注液压与气压传动的工作原理，以及液压与气压传动系统的应用领域。
液压与气压传动基础
改变流动方向，进而起到使液压缸（工作台）换向的作用。 执行元件，将液压能转化为机械能输出，获得推力和速度。
气压传动的基本定义
气压传动的基本定义：压缩空气，利用被压缩空气所实现的传动。
气
气
动
动
扒
扳
胎
手
机
但气是压，传由动于的气基体本的工压作缩过性程等、原控因制，方气式压与传液动压有传与动液类压似不，同很 的多地可方以，类二推者。的应用场合可以互补。
1.动力粘度 动力粘度是绝对粘度，是指液体在单位速度梯度流 动时的表面切应力。其计算式为
= / du
dy
动力粘度的单位为帕·秒（Pa·s） 1 Pa·s＝10 P（泊）＝103 cP (厘泊)
2.运动粘度 液体的动力粘度μ 与它的密度ρ 之比，用符号ν 表示，
即
=
运动粘度的单位为m2/s，或斯（St）和厘斯（cSt）。 1 m2/s = 104 St (cm2/s) = 106 cSt (mm2/s) 。
液压传动的任务：研究液压系统各类元件的结构、作用、工作原 理、应用方法，以及组成液压系统的特点。掌握液压设备的安装、调 试、维护及操作。
液压与气压传动相对于机械传动来说是一门新兴技术。从 1795 年世 界上第一台水压机 诞生起， 已有几百年的历史， 但液压与气压传动在工 业上被广泛采用和有较大幅度的发展是 20 世纪中期以后的事情。 随着科 学技术的快速发展，液压与气动技术被应用到科学生产中 的各个领域。 在民用工业、在机床、工程机械、冶金机械、塑料机械、农林机械、汽车 、船舶等行业 得到大幅度的应用和发展， 而且发展成为包括传动、 控制 和检测在内的一门完整的自动化技 术。如发达国家生产的 95%的工程机 械、90%的数控加工中心、95%以上的自动线都采用了液 压气动。现今 ，采用液压传动的程度已成为衡量一个国家工业水平的重要标志之一。 液压与气动技术广泛应用了高技术成果，如自动控制技术、计算机技术、 微电子技 术、磨擦磨损技术、可靠性技术及新工艺和新材料，使传统技 术有了新的发展，也使液压与 气动系统和元件的质量、水平有一定的提 高。尽管如此，走向二十一世纪的液压技术不可能 有惊人的技术突破， 应当主要靠现有技术的改进和扩展， 不断扩大其应用领域以满足未来的 要求。
液压与气压传动课件第一章(共26张PPT)
单位：帕·秒 Pa ·S 1Pa ·S=10P(泊）
（2） 运动粘度
定义：动力粘度与其密度的比值 υ= μ/ρ
单位：m2/s =104cm2/s 1cm2/s =1St (斯） 1m2/s =104 St (斯）
液压油的牌号就是以这种油液在40°C时运动粘度的平均值来命名 的
° ° ° h①ξ=流ξ 线•v2:某/2g一瞬时液流△别P中=各用ξρ处v2质E/点220运、动状态E的50和一条条E曲10线0标记。
μ = （Ff /A）（ dy/ du）
定义：受压液体在变化单位压力时引起的液体体积的相对变化量
2010年3-6月 2008机械类专业
1）压力不要过低 2）正确设计结构参数
2010年3-6月 2008机械类专业
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控制体积从AB运动到A’B’时，机械能的变化量为：
ΔE=E2-E1
= EA’B + EBB’ - EAA’ - EA’B
= EBB’- EAA’
EBB’=1/2m2v22+m2gh2 EAA’= 1/2m1v12+m1gh1
ΔE=1/2m2v22+m2gh2 -1/2m1v12-m1gh1
3、危害：
1）产生振动和噪声
2）液压元件产生误动作，损坏设备。
4、防止措施：
1）减少油液动能 2）采取缓冲措施
3）选择动作灵敏响应较快的元件
2010年3-6月 2008机械类专业
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思考题
直径为d, 质量为m的活塞浸在充
满密闭容器的液体中，并在力F的作
x
用下，处于静止状态，若液体密度为
ρ，活塞浸入深度为h，试确定液体在
液压与气动技术液压与气压传动基础
液压与气动技术液压与气压传动基础
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1.3 液压与气压传动的优、缺点
1.3.2 气压传动的优、缺点
1.优点 ①采用空气作为传动介质.来源方便.取之不尽.用后直接排入
大气而不污染环境.且不需回气管路。 ②气动系统结构较简单.安装自由度大.使用、维护方便.使用
液压与气动技术液压与气压传动基础
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1.1 液压与气压传动的工作原理
液压缸1下腔容积减小.油液受挤压.压力升高.关闭单向阀3, 液压缸1腔的压力油顶开单向阀2.油液经排油管进入液压缸6 的下腔.推动大活塞上移顶起重物。如此不断上下扳动杠杆就 可以使重物不断升起.达到起降的目的。
1. 1. 3 气压传动的工作原理
成本低。 ③空气对环境的适应性强.特别是在高温、易燃、易爆、高尘
埃、强磁、辐射及振动等恶劣环境中.比液压、电气及电子控 制都优越。
液压与气动技术液压与气压传动基础
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1.3 液压与气压传动的优、缺点
④空气的黏度很小.在管路中流动时的压力损失小.管道不易 堵塞.空气也没有变质问题.所以节能、高效。它适用于集中 供气和远距离输送。
黏度是衡量液体钻性的指标。常用的黏度有动力黏度、运动 黏度和相对黏度.下面仅介绍前两者。
①动力黏度μ。动力黏度可由式(1.3)导出，即
动力黏度的单位为帕秒(Pa·S)或N·s/m2
（1.4）
液压与气动技术液压与气压传动基础
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1.5 液压与气动技术的基木理论
液压与气动技术液压与气压传动基础
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《液压与气动》电子课件
第1章 绪论
❖1.2.3 液压与气压传动的弱点
传动介质易泄漏和可压缩性会使传动比不能严格保证； 由于能量传递过程中压力损失和泄漏的存在使传动效率 低，特别是气压传动系统输出力较小，且传动效率低。 液压传动系统的工作压力较高，控制元件制造精度高， 系统成本较高，系统工作过程中发生故障不易诊断，特 别是泄漏故障较多。 空气的压缩性远大于液压油的压缩性，因此在动作的响 应能力、工作速度的平稳性方面气压传动不如液压传动。
第1章 绪论
❖1.1 液压与气压传动的工作原理与系统组成
1.1.1 液压传动的工作原理 在我们对液压传动系统还缺 乏认识的情况下，先从液压 千斤顶的工作原理的了解着 手。液压千斤顶是一个常用 的维修工具，它是一个较为 完整的液压传动装置。液压 千斤顶的工作原理如图1-l所 示。
1－油箱 2－放油阀 3－大缸体 4－大活塞5－单向阀6－杠杆手柄 7－小活塞 8－小缸体 9－单向阀
第２章 液压流体力学基础
2．实际液体的伯努利方程 实际液体在流动时是具有粘性的，由此产生的内摩擦力将造成总水 头（三种水头之和）的损失，使液体的总水头沿流向逐渐减小，而 不再是一个常数；而且，在用平均流速代替实际流速进行动能计算 时，必然会产生误差，为了修正这个误差，引入动能修正系数α。 一般层流时取α≈2，紊流时取α≈1，理想时α=1。则修正后的实 际液体的伯努利方程为
简化得
p△A=p0△A＋ρgh△A
p=p0＋ρgh
(2-7)
该式称为液体静力学基本方程。
第２章 液压流体力学基础
液体静力学方程表明了静止液体中的压力分布规律，即： (1)静止液体中任何一点的静压力为作用在液面的压力p0和液体重力 所产生的压力 之和。 (2)液体中的静压力随着深度h的增加而线性增加。 (3)在连通器里，同一种静止液体中只要深度h相同，其压力就相等， 称之为等压面。
液压与气动技术第1章 液压与气压传动基础知识
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四、课程的考核
平时成绩和期末考试
平时成绩（50％）：
平时表现20％＋实验及作业30％
期末考核：50％
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五、本课程的学时安排
第1章 液压传动和流体力学基础
第 2 6学时 章 液 压 动 力
6学时
元 件
第
3
6学时
章
液
压
执
行
元
件
第4章 液压控制元件与液压基本回路 第 5 6学时 第
6
10学时 辅 助 装 置
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第1章 液压传动与流体力 学基础知识
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本章要学习：
什么是液压传动？ 液压传动应用于那些领域？ 液压传动的工作原理如何？ 液压系统是如何组成的？ 液压传动有何特点？ 液压传动的发展和方向。
10
1.1.1 液压传动的基本概念
《液压与气动》电子课件
工作机构运动的实现
任何工作机构（机器）一般主要由四部分组成
我国已经制定了一种用规定的图形符号来表示液压原理图中的各元件和 连接管路的国家标准，即“液压系统图图形符号（GB/T786.1— 1993））”，目前最新的图形符号标准为GB/T786.1—2009）。此 液压系统原理图可简化为图形符号图，如图1-2 (c)所示。使用这些图 形符号可使液压系统图简单明了，且便于绘图。
1
二、主要学习内容
1、液压传动 液压传动基本原理和理论； 液压元件的结构原理和特性； 液压基本回路和系统设计分析； 典型系统应用；
2
二、主要学习内容
2、气压传动（气动技术） 气压传动基本原理和理论； 气动元件的结构原理、特性和应用； 气动基本回路原理和分析； 气动系统程序控制基本设计方法； 典型系统应用；
液压与气动技术全套课件
目录第一章液压传动基础知识绪论第二章液压动力元件第三章液压执行元件第四章液压控制元件第五章液压辅助元件第六章液压基本回路第七章典型液压传动系统第八章液压伺服和电液比例控制技术第九章液压系统的安装和使用第十章液压系统的故障诊断与排除第十一章气源装置及气动辅助元件第十二章气动执行元件第十三章气动控制元件第十四章气动基本回路第十五章气压传动系统实例一、液压与气压传动的研究对象液压与气压传动是以有压流体(压力油或压缩空气)为工作介质，来实现各种机械的传动和自动控制的传动形式。
液压传动传递动力大，运动平稳，但由于液体粘性大，在流动过程中阻力损失大，因而不宜作远距离传动和控制；而气压传动由于空气的可压缩性大，且工作压力低(通常在1.0MPa以下)，所以传递动力不大，运动也不如液压传动平稳，但空气粘性小，传递过程中阻力小、速度快、反应灵敏，因而气压传动能用于远距离的传动和控制。
二、液压与气压传动的工作原理图0-1 液压千斤顶a)液压千斤顶原理图b)液压千斤顶简化模型1－杠杆手柄2－小缸体3－小活塞4、7－单向阀5－吸油管6、10－管道8－大活塞9－大缸体11－截止阀12－通大气式油箱1.力比例关系或(0-1)式中A1、A2分别为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。
在液压和气压传动中工作压力取决于负载，而与流入的流体多少无关。
2.运动关系或(0-2)式中h1、h2分别为小活塞和大活塞的位移。
●从式(O-2)可知，两活塞的位移和两活塞的面积成反比。
将A1h1=A2h2两端同除以活塞移动的时间t得：即(0-3)式中v1、v2分别为小活塞和大活塞的运动速度。
●从式(0-3)可以看出，活塞的运动速度和活塞的作用面积成反比。
(0-4)如果已知进入缸体的流量q ，则活塞的运动速度为：(0-5)●从式(O-5)可得到另一个重要的基本概念，即活塞的运动速度取决于进入液压(气压)缸(马达)的流量，而与流体压力大小无关。
液压与气动技术)第1章液压与气压传动基础知识
工作原理与组成
工作原理
液压与气压传动系统通过密闭工作腔内工作流体的压力能来 传递动力。
组成
液压系统由动力元件、执行元件、控制元件和辅助元件等组 成，气压系统由气源装置、执行元件、控制元件和辅助元件 等组成。
应用领域与发展趋势
应用领域
液压与气压传动广泛应用于工程机械、农业机械、汽车工业、航空航天、智能 装备等领域。
系统性能测试与优化
搭建测试平台
根据系统原理图搭建测试平台，模拟实际工作条件对系统进行测 试。
进行性能测试
通过测试平台对系统的各项性能指标进行测试，如响应时间、稳定 性、效率等。
系统优化
根据测试结果对系统进行优化，改进系统设计或调整元件参数，提 高系统的性能和可靠性。
THANKS FOR WATCHING
液压泵与液压马达
液压泵是液压传动系统中的动力元件，用于将机械能转换为液压能，为系统提供压 力油。
液压马达是液压传动系统中的执行元件，用于将液压能转换为机械能，驱动负载运 动。
液压泵和液压马达的工作原理、结构及性能参数各不相同，根据使用要求进行选择。
液压缸
01
液压缸是液压传动系统中的执行元件，用于将液压能转换为机 械能，驱动负载运动。
气压执行元件
气压执行元件的种类
气压执行元件包括气马达、气缸等，用于将压 缩空气转化为机械能。
气压执行元件的特点
气压执行元件具有结构简单、体积小、重量轻、 动作快等优点。
气压执行元件的应用
气压执行元件广泛应用于各种自动化设备和生产线，实现各种机械运动和动作。
气压控制元件
气压控制元件的种类
气压控制元件包括各种阀门、控制阀等，用于控制压缩空气的流 动和压力。
液压与气压传动基础知识.
第一章 液压与气压传动基础知识液压油是传递动力和运动的工作介质，它还起到润滑、冷却和防锈的作用。
因此，了解油液的基本性质和主要力学规律，正确理解液压传动原理与规律，对于正确使用液压系统都是非常必要的。
第一节 液压传动工作介质一、液压油的性质反应液压油性质的主要参数有粘度、密度、粘温特性等。
液压油的基本性质可由有关资料中查到。
例如，矿物油在15℃时的密度为900Kg/m 3；体积膨胀系数（6.3~7.8）×10-4K -1和比热容（1.7~2.1）×103J/（k g ·K ）等等。
1、 粘性 液体在外力作用下流动（或有流动趋势）时，分子间的内聚力会阻止分子间的相对运动而产生一种内摩擦力，这一特性称为液体的粘性，它是液体重要的物理性质，也是选择液压油的主要依据。
由于粘性表现为一种内摩擦力阻止分子间的相对运动，因此各液压层间液体的运动速度是不相等的，这可以用图2-1示意图来表示。
若两平行平板间充满液体，下平板固定，而上平板以u 0速度向右平动，由于液体的粘性作用，粘连于下平板的液体层速度为零，粘连于上平板的液体层速度为u 0。
而由于粘性作用，中间各层液体速度则从上到下按递减规律，呈线性分布。
实验测定指出，液体流动时相邻液层间的 内摩擦力F 与液层接触面积A 、液层间相对运 动的速度S 梯度d u /d y 成正比F=µ Adydu（2-1）式中 µ——比例常数。
又称为粘性系数或动力粘度。
若以τ表示内摩擦切应力，即液层间在单位面积上的内摩擦力,则τ=A F =µdydu（2-2） 这就是牛顿液体内摩擦定律。
２、粘度 液体粘性的大小用粘度来表示，常用的粘度有三种：即动力粘度、运动粘度、和相对粘度。
（1） 动力粘度 流体粘性的内摩擦系数或绝对粘度，用μ表示。
即dudyτμ= （2-3）３、粘度与压力的关系 压力对液压油的粘度有一定影响。
液体所受的压力增加时，其分子间的距离将减小，于是内聚力增加，粘度也略随之增大，液体的粘度与压力的关系公式 νp =ν(1+0.003p ) （2-8）式中 νp ——压力为p 时液体的运动粘度；ν——压力为一个大气压时液体的运动粘度； p 液体所受的压力。
《液压与气动技术》复习指导
第四章
液压执行元件
• 单作用和双作用液压缸
• 双活塞杆液压缸又称为双作用液压 缸，单活塞杆液压缸又称为单作用 液压缸。（×）
第四章
液压执行元件
• 液压缸推力和速度计算
• 已知单活塞杠液压缸的活塞直径D为活塞直 径d的两倍，差动连接的快进速度等于非差 动连接前进速度的(C )倍。 • A 2 B 4/3 C 4 • 双出杠液压缸，采用活塞杠固定安装，工 作台的移动范围为缸筒有效行程的( C)。 • A 1倍 B 2倍 C 3倍 D 4倍
• 图为齿轮泵及齿轮马达的工作原理图，齿 轮按图示方向旋转，那么齿轮泵及齿轮马 达的进油口分别为（ A ）和 D （ ），出油口 C • 分别为（ ）和（ ）。 B
第三章 液压动力元件
• 叶片式液压马达的工作 原理如右图所示, 转子 按图示方向旋转, • 当其作泵用时，进、出 油口分别为（B）和 （A）； • 当其作液压马达用时,进、 出油口分别为（A）和 （B）。
第五章
液压控制元件
• 图中阀1、2、3的调整压力应满足怎样的关 系？
Py1 Py 2 ; Py1 Py3 ; Py 2 Py3
第五章
液压控制元件
• （a）、（b）图中所示两个基本回路有何 不同？
Py 2、Py 3
因为a)中换向阀、 通过的流量大于b)中换向阀、 通过的流量, 故，a)中换向阀、 的规格大于b)中换向阀、 的规格
D
第三章 液压动力元件
• 轴向柱塞泵和轴向柱塞马达的工作原理图。 当缸体如图示方向旋转时，请判断各油口 D 压力高低，(1)作液压泵用时 _____(2)作 C 油马达用时 _____ • A ａ为高压油口 b为低压油口 • B b 为高压油口 a为低压油口 • C c 为高压油口 d为低压油口 • D d 为高压油口 c为低压油口
液压与气动技术-气压传动技术
第三节 气动执行元件
液 压
一、气缸
与
气 压
薄
传膜
动 技
式
术气 缸
(a)单作用式
(b)双作用式
薄膜式气缸是一种利用膜片在压缩空气作用下
产生变形来推动活塞杆作直线运动的气缸。
薄膜式气缸与活塞式气缸相比较，具有结构紧
凑、简单、成本低、维修方便、寿命长和效率高
等优点。
第三节 气动执行元件
液 压
一、气缸
与 气缸的使用时应注意以下几点：
传
动
技 术
➢ 气马达
第三节 气动执行元件
液 压
一、气缸
与 气
1、气缸分类
压
传
动
技
术
第三节 气动执行元件
液 压
一、气缸
与
气 压
气
传液
动 技
阻
术尼
缸
普通气缸工作时，由于气体的压缩性，当外部载荷 变化较大时，会产生“爬行”或“自走”现象，例 气缸的工作不稳定。为了使气缸运动平稳，普遍采 用气液阻尼缸。
动 正常，各螺栓是否松动，压力表、气阀是否完
技 术
好，压缩机必须安装在来稳牢固的基础上。
压缩机的工作压力不允许超过额定排气压力， 以免超负荷运转而损坏压缩机和烧毁电动机。
一、典型气源系统组成
液 压
1. 空气压缩机（气压发生装置）
与
气 空气压缩机安全技术操作方法
压
传 动
不要用手去触摸压缩机气缸头、缸体、排气
术 在气压传动中使用最广泛的是叶片式
和活塞式马达。
第三节 气动执行元件
液 压
二、气马达
与
气 1、叶片式气马达
液压与气压传动课件-PPT
2、实际流体的伯努利方程：
由于实际流体具有粘性，流动时必然产生内摩擦力且 造成能量的损失，使总能量沿流体的流向逐渐减小， 而不再是一个常数；另一方面由于液体在管道过流截 面上的速度分布并不均匀，在计算中用的是平均流速， 必然会产生误差，为了修正这一误差引入了动能修正
系数α 。
所以，实际的伯努利方程应为
•由此可知动力粘度μ ：是指它在单位速度梯 度下流动时单位面积上产生的内摩擦力。
动力粘度μ的单位：
CGS制中常用 P（泊） 1cP（厘泊）=10-2 P （泊）
SI单位： Pa·s（帕·秒） 1 Pa·s =1 N·s/m2
换算关系： 1 Pa·s =10 P =103 cP
（2） 运动粘度ν ：
第一节 液压油液
在液压系统中，最常用的工作介质是 液压油，液压油是传递信号和能量的工作 介质。同时，还起到润滑，冷却和防锈等 方面的作用。液压系统能否可靠和有效地 工作，在很大程度上取决于液压油。
一、液压油液的性质
（一）密度和重度： 密度ρ：单位 Kg/m3
对匀质液体：单位体积内所含的质量。 ρ = m/V
1）静止液体内某点处的压力由两部分组成：一部分是液体
表面上的压力p0，另一部分是ρg与该点离液面深度h的
乘积。
2）静止液体内的压力沿液深呈直线规律分布。
3）离液面深度相同处各点的压力都相等，压力相等的点组 成的面叫等压面。
同一种液体于连通器内
空气 水
连通但不是同一种液体
汞
水
（二）压力的表示法及单位：
1bar＝105N/m2
例1：已知ρ=900kg/m3 , F=1000N,
A=1 ×10-3 m2 , 求h=0.5m处的静压力p=?
液压与气动技术 第6版 第一章 液压与气压传动概述
推土机、挖掘机、压路机 汽车吊、叉车、港口龙门吊 凿岩机、提升机、液压支架 打桩机、平地机、液压千斤顶 拖拉机、联合收割机 压力机、轧钢机 打包机、注塑机 汽车的转向器和减振器、自卸汽车 模拟驾驶舱、机器人
典型气动系统的组成
控制装置是由若干气 动元件组成的气动逻 辑回路。它可以根据 气缸活塞杆的始末位 置，由行程开关等发 出信号，系统在进行 逻辑判断后执行指令 并控制气缸做下一步 的动作，从而实现规 定的自动工作循环。
液压传动系统的组成
动力元件 —液压 泵（机械能 压力能） 执行元件 —液压缸、马达（压力能 机械能） 控制元件 —液压阀（控制方向、压力及流量） 辅助元件 —油箱、油管、滤油器
气压传动的优点
• １）以空气为工作介质，来源方便，使用后可以直接排入大气中，处理简单，不污染环境。 • ２）由于空气流动损失小，压缩空气便于集中供气和实现远距离传输和控制。 • ３）与液压传动相比较，气压传动具有动作迅速，反应快等优点，液压油在管路中流动 • 速度一般为１～５ｍ／ｓ，而气体流速可以大于10ｍ／ｓ，甚至接近声速，在0.02～0.03ｓ时间内 • 即可以达到所要求的工作压力及速度。此外，气压传动维护简单、管路不易堵塞，且不存在介质变质、
5）液压功率
大活塞上的负载上升所需的功率为：
• 由此可见，液压系统的压力和流量之积就是功率， 称之为液压功率。
液压传动的特点
• 以液体为工作介质 • 能量转换 • 密封容器（密闭系统）内密封容积 • 用液体的压力能来传递动力
第二节 液压与气压传动系统的组成
平面磨床工作台液压传动系统工作原理 如图1-2 液压传动系统的工作原理及组成
第一章液压与气压传动概述
• 第一节 液压与气压传动的工作原理 • 第二节 液压与气压传动系统的组成 • 第三节 液压与气压系统的图形符号 • 第四节 液压与气压传动的特点
《液压与气动技术》课程学习指导
《液压与气动技术》课程学习指导绪论在学习本章时，主要应理解液压与气压传动的工作原理以及液压与气压传动系统的组成，应着重注意以下几点：一、液压与气压传动的工作原理液压与气压传动是采用流体(液压油或压缩空气)作为传动介质来传递力和运动的，在传递力时，运用了流体力学中的帕斯卡原理；而在传递运动时，则运用了在密闭容积中输出与输人流体容积相等的原理(质量守恒定律)。
二、液压与气压传动的两个重要概念液压与气压传动中最基本、最重要的参数：压力和流量(掌握其定义及常用单位)。
液压传动的两个工作特性(贯穿全书，正确理解，熟练掌握)：(1) 在不考虑泄漏的条件下，液压与气压传动中的工作压力取决于外负载。
(2) 执行机构的运动速度取决于输入其流量的大小，而与外负载无关(在忽略泄漏、液体的压缩性及容器、管路变形的条件下)。
三、液压与气压系统的主要组成通常一个完整的液压系统由以下五个部分组成：(1) 动力元件：如液压泵、空气压缩机等。
将原动机的机械能(Fυ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。
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1.5 液压与气动技术的基木理论
1. 5. 1 液压油的性质及选用
1.液压油的用途 ①传递运动与动力:将泵的机械能转换成液体的压力能并传至 各处.由于油本身具有黏度.在传递过程中会产生一定的动力 损失。 ②润滑:液压元件内各移动部位.都可受到液压油充分润滑.从 而减低元件磨耗。
第1章 液压与气压传动基础
1.1 液压与气压传动的工作原理 1.2 液压与气压传动的组成
1.3 液压与气压传动的优、缺点
1.4 液压与气动技术的应用与发展概况
1.5 液压与气动技术的基木理论
1.1 液压与气压传动的工作原理
1. 1. 1 概述
液压与气压传动技术是机械设备中发展速度最快的技术之一 特别是近年来.随着机电一体化技术的发展.与微电子、计算 机技术相结合.液压与气压传动进入了一个新的发展阶段.其 广泛地应用在机械制造业、起重设备、矿山机械、工程机械、 农业机械、化工机械及军事行业中。特别是在机床行业中应 用液压与气压传动技术实现机床往复、机床回转、机床进给、 机床仿行及各种辅助运动。 液压与气压传动技术是以流体—液压油液(或压缩空气)为工 作介质进行能量传递和控制的一种传动形式.它们的工作原理 基本相同。
平行平板间充满液体.下平板不动.而上平板速度u0向右平动。 实验测定指出:液体流动时相邻液层间的内摩擦力Ft与液层接
触面积A、液层间的速度梯度du/dy成正比.即
（1.2）
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1.5 液压与气动技术的基木理论
式中 μ为比例常数· 称为钻性因数或黏度。如以τ表示切应力. 即单位面积上的摩擦力.则 （1.3）
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1.3 液压与气压传动的优、缺点的压力损失小.管道不易 堵塞.空气也没有变质问题.所以节能、高效。它适用于集中 供气和远距离输送。
⑤与液压传动相比.气压传动反应快.动作迅速一般只需0. 02~0. 03 s就可建立起需要的压力和速度因此.它特另al适 用于实现系统的自动控制
严重影响液压系统的工作性能。
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1.5 液压与气动技术的基木理论
③黏性:液体在外力作用下流动时.分子间的内聚力阻碍分子 之间的相对运动而产生一种内摩擦力的这种特性.叫做液体的 钻性。液体只有在流动时才呈现出黏性.静止液体是不呈现黏 性的。
黏性使流动液体内部各处的速度不相等。如图1-5所示.若两
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1.2 液压与气压传动的组成
液压泵的最大工作压力由溢流阀11调定.其调定值为液压缸 的最大工作压力及系统中油液经阀和管道的压力损失的总和。 因此.系统的工作压力不会超过溢流阀的调定值.溢流阀对系 统还起着过载保护作用。工作台的运动速度取决于流量大小. 由流量控制阀4调节。
近年来气动技术的应用领域已从汽车、采矿、钢铁、机械工 业等重工业迅速扩展到化工、轻工、食品、军事工业等各行 各业。和液压技术一样.当今气动技术亦发展成包含传动、控 制与检测在内的自动化技术.成为柔性制造系统(FMS)在包 装设备、自动生产线和机器人等方面不可缺少的重要手段。 由于工业自动化以及FMS的发展.要求气动技术以提高系统 可靠性、降低总成本与电子工业相适应为目标.进行系统控制 技术和机电液气综合技术的研究和开发。显然.气动元件的微 型化、节能化、无油化是当前的发展特点.与电子技术相结合 产生的自适应元件.如各类比例阀和电气伺服阀.使气动系统 从开关控制进入到反馈控制。计算机的广泛普及与应用为气 动技术的发展提供了更加广阔的前景。
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1.1 液压与气压传动的工作原理
1. 1. 2 液压传动的工作原理
液压传动是指用液体作为工作介质.借助于液体的压力能进行 能量传递和控制的一种传动形式。利用各种元件组成不同功 能的基本控制回路.再由基本控制回路根据系统要求组成具有 一定控制机能的液压传动系统。 液压千斤顶是机械行业常用的工具.常用这个小型工具顶起较 重的物体。下面以它为例简述液压传动的工作原理。图1-1 所示为液压千斤顶的工作原理。千斤顶有两个液压缸1和6. 内部分别装有活塞.活塞和缸体之间保持良好的配合关系.不 仅活塞能在缸内滑动.而且配合面之间又能实现可靠的密封。 当向上抬起杠杆时.液压缸1的活塞向上运动.液压缸1的下腔 容积增大形成局部真空.单向阀2关闭.油箱4的油液在大气压 作用下经吸油管顶开单向阀3进入液压缸1下腔.完成一次吸 油动作当向下压杠杆时.液压缸1活塞下移.
气压传动的工作原理是利用空气压缩机将电动机或其他原动 机输出的机械能转变为空气的压力能.然后在控制元件的控制 和辅助元件的配合下.通过执行元件把空气的压力能转变为机 械能.从而完成直线或回转运动并对外做功。
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1.1 液压与气压传动的工作原理
图1-2所示为钻床工作台的工作原理。将工件从手中放到夹 具中.接着按下启动按钮.使夹具气缸冲出.当气缸将工件夹紧 后.钻床对工件钻眼.钻完后钻臂返回，与此同时.喷嘴将碎屑 吹掉.然后夹具气缸松开。
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1.3 液压与气压传动的优、缺点
1.3.2 气压传动的优、缺点
1.优点 ①采用空气作为传动介质.来源方便.取之不尽.用后直接排入 大气而不污染环境.且不需回气管路。 ②气动系统结构较简单.安装自由度大.使用、维护方便.使用 成本低。 ③空气对环境的适应性强.特别是在高温、易燃、易爆、高尘 埃、强磁、辐射及振动等恶劣环境中.比液压、电气及电子控 制都优越。
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1.3 液压与气压传动的优、缺点
2.缺点 ①液压传动不能保证严格的传动比。 ②液压传动在工作过程中常有较多的能量损失。 ③液压传动对油温的变化比较敏感.它的工作稳定性容易受到 温度变化的影响.因此不宜在温度变化很大的环境中工作。 ④为了减少泄漏.液压元件在制造精度上的要求比较高.因此 其造价较高.且对油液的污染比较敏感。 ⑤液压传动出现故障的原因较复杂.而且查找困难。
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1.1 液压与气压传动的工作原理
液压缸1下腔容积减小.油液受挤压.压力升高.关闭单向阀3, 液压缸1腔的压力油顶开单向阀2.油液经排油管进入液压缸6 的下腔.推动大活塞上移顶起重物。如此不断上下扳动杠杆就 可以使重物不断升起.达到起降的目的。
1. 1. 3 气压传动的工作原理
由式(1.2)可知.在静止液体中.速度梯度为零.内摩擦力为零. 故液体在静止状态下是不呈现黏性的。 黏度是衡量液体钻性的指标。常用的黏度有动力黏度、运动 黏度和相对黏度.下面仅介绍前两者。 ①动力黏度μ。动力黏度可由式(1.3)导出，即 （1.4）
动力黏度的单位为帕秒(Pa· S)或N· s/m2
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1.3 液压与气压传动的优、缺点
1. 3. 1 液压传动的优、缺点
1.优点 ①体积小.重量轻.结构紧凑。 ②运动比较平稳.能在低速下稳定运动.易于实现快速启动、 制动和频繁换向。 ③可在大范围内实现无级调速。 ④容易实现自动化.操纵方便。 ⑤易于实现过载保护且液压件能自行润滑.因此使用寿命较长。 ⑥由于液压元件已实现了标准化、系列化和通用化.所以液压 系统的设计、制造、使用都比较方便。
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1.5 液压与气动技术的基木理论
②运动黏度ν。动力黏度μ与液体密度ρ之比叫做运动黏度ν. 即 （1.5） ③相对黏度(又称条件黏度)。常用的有恩氏黏度:200 mL 直径2. 8 mm.同一温度下与蒸馏水的时间比较. ④其他性质。液压油还有其他一些性质.如稳定性(热稳定性、 氧化稳定性、水解稳定性、剪切稳定性等)、抗泡沫性、抗乳 化性、防锈性、润滑性及相容性(对所接触的金属、密封材料、 涂料等作用程度)等.都对它的选择和使用有重要影响。这些 性质需要在精炼的矿物中加入各种添加剂来获得。
⑥调节控制方便.既可组成全气动控制回路.也可一与电气、 液压结合实现混合控制。
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1.3 液压与气压传动的优、缺点
2.缺点
①由于空气的可压缩性大.所以气动系统的稳定性差.负载变 化时对工作速度的影响较大.速度调节较难。
②由于工作压力低.且结构尺寸不易过大.所以气动系统不易 获得较大的输出力和力矩。因此.气压传动不适用于重载系统。 ③空气无润滑性能.故在系统中需要润滑处应设润滑给油装置。 总体来说.液压与气压传动的优点是主要的.其缺点将随着科 学技术的发展会不断得到克服。例如.将液压传动、气压传动、 电力传动、机械传动合理地联合使用.构成气液、电液(气)、 机液(气)等联合传动.以进一步发挥各自的优点.相互补充.弥 补某些不足之处。
化技术现今.采用液压传动的程度已成为衡量一个国家工业化 发展水平的重要标志之一。如发达国家生产的95%的工程
机械、90%的数控加工中心、95%以上的自动生产线都采
用了液压传动。
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1.4 液压与气动技术的应用与发展 概况
随着液压机械自动化程度的不断提高.液压元件应用数量急剧 增加.元件小型化、系统集成化是发展的必然趋势。特别是近 十年来.液压技术与传感技术、微电子技术密切结合.出现了 许多诸如电液比例控制阀、数字阀、电液伺服液压缸等机(液)
从上述例子可以看出一个完整的液压系统由以下4部分组成
①能源装置 ②执行装置
③控制装置
④辅助装置
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1.2 液压与气压传动的组成
1.2.2 气压传动的组成
气压传动的工作原理如图1-4所示。 气压传动的组成部分及各部分的作用如下。 ①气压发生装置:获得压缩空气的能源装置.其主体部分是空 气压缩机。 ②执行机构:将压缩空气的压力能转化为机械能的装置.如气 缸、气马达。 ③控制元件:控制压缩空气的流量、压力、方向以及执行元件 工作程序的元件.如压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀、 逻辑元件等。 ①辅助元件:使压缩空气净化、润滑、消声以及元件间连接等 所需的装置.如过滤器、油雾器等