液压传动教案.

液压与气动教案

朱光力

2004年9月

液压与气动教案

教材：《液压与气压传动技术》朱梅朱光力西安电子科技大学出版社 2004年8月总课时：54 授课班级：01CAD2

教学内容及课时分配

教学内容及课时分配

教学目的：

通过学习本课程，达到以下要求：

１、掌握液压与气压传动的基本原理，基本的计算方法。

２、了解各种泵、阀、缸的结构及应用。

３、能分析一般设备的液压系统回路和气压系统回路，能设计简单的液压传动系统及气压传动系统。

参考教材：《液压与气压传动》左建民主编机械工业出版社 1995、10

《气压传动》 FESTO 公司

绪论

容积式液压传动是将机械能转换为液体的压力能，并依靠压力能来实现能量的传递。

一、液压传动原理及其系统组成

图 0--1 液压系统原理图

液压传动原理的基本要点：

1、采用液体（液压油）作为工作介质；

2、必须在封闭的系统内进行；

3、依靠液体的压力能来传递动力，依靠油缸的容积的变化来传递运动。

液压油的性能指标：

粘度----指液体受到外力作用而流动时，液体内部各层之间所呈现出的内摩擦阻力。国产液压油：20号 30号 40号

中压以下（25--80 105 Pa）油液近似看成是不可压缩。

液压系统一般包括四个组成部分：

1、动力部分：液压泵

2、控制部分：各类控制阀方向、速度、压力

3、执行部分：液压缸

4、辅助部分：油箱、管路、管接头、蓄能器、滤油器等

二、液压传动特点

1、易获得大的力；

2、高速机动和快速换向；

3、实现无级调速；

4、传动平稳

5、泄漏传动比不很准确；

6、元件要求制造精度高。

第一章液压传动基础知识

教学目的：掌握流体力学基本理论；流体压力、流量的传递方式。

§ 1--1 流体力学基础

一、系统中的压力的建立和传递

1、压力 p

p = F/A pa(N/m2 )

1Kgf/cm2= 105pa

统和液压元件的压力分级见表 1--1

2、帕斯卡原理：一压力加于密闭容器中的一部分，则压力以完全一样的大小向容器中所有各点传递。又称静压基本原理。

例图 1--1 图1--2

F2=（F1/A1）×A2面积越大，输出的压力越大。

3、液压系统中的压力形成：图 1--3

系统中的压力是由外界负载引起的，外界负载越大，系统压力也就越高。

当系统中并联有几个负载时，则系统的压力取决于克服负载的各个压力值中的最小值。

二、液流的连续性

1、流量Q：单位时间内流过管路某一截面的液体体积。

Q=V*A

m3/s m/s m2 1m3/s=6*104升/分

当流量不变是，通过管内不同截面的液流速度与其截面的大小成反比。

即管子细的地方流速大，管子粗的地方流速小。

液压元件是按公称流量的标准系列设计制造的。液压元件铭牌上标出的流量为公称流量，又称额定流量。

2、液流的连续性： Q=V1*A1=V2*A2=常数

例 1--1，例 1--2，例 1--3

§ 1--2 液体流动中的压力和流量的损失

一、压力损失

沿程损失：当液体在直径不变的直管中流过一段距离时，因摩擦而产生的压力损失。

局部损失：由于管子截面形状突然变化、液流方向改变或其它形式的液流阻力而引起

的压力损失。

压力损失 = 沿程损失 + 局部损失

所以泵的额定压力 = （1.3…1.5）系统工作时所需的最大压力

二、流量损失

泄漏：1、高压油经间隙流向低压区；2、液压元件密封不完善造成油液向外部泄漏。

所以泵的额定流量 = （1.1…1.3）系统工作所需的最大流量。

§ 1--3 液压冲击和空穴现象

一、液压冲击

液压系统中，当油路突然关闭，会产生急剧的压力升高，这种现象称为液压冲击。主要原因：液压速度急剧变化、工作部件的惯性力及一些液压元件反应不够灵敏。

产生液压冲积时压力瞬间增加好几倍，极易引起系统振动、噪音甚至元件损坏。

二、空穴现象

液流中当某点的压力低于液体的饱和蒸汽压时，液体就汽化形成气泡；同时原来溶于液体中的气体也会分离出来产生气泡，从而使液流呈不连续状态，这就叫空穴现象。

危害：1、引起局部液压冲积，造成噪音和振动；2、造成流量和压力波动；3、影响元件使用寿命；4、造成汽蚀（在油泵、管路、节流装置的地方）。

措施：使液压系统内所有各点的压力均高于液压油的空气分解压力。

例：吸油高度不能太高，吸油管径不能太小；油泵转速不要太高；管路应密封良好；回油管出口应没入油面以下等。

本章重点小结

1、系统压力 p = F/A

2、帕斯卡原理

3、系统中的压力是由外界负载决定

4、液流的连续性： Q = V1*A1=V2*A2=常数

5、压力损失 = 沿程损失 + 局部损失

作业：1-3、1-6、1-7、1-8、1-10、1-12、1-14、1-15、1-16。

第二章液压泵和液压缸

教学目的：1、掌握泵的工作原理、分类、选用；2、了解液压缸的作用，

掌握其基本的计算。

§ 2--1 液压泵

一、泵的工作原理、作用和分类

图2--1 液压泵工作原理图

依靠泵的密封工作腔的容积变化而实现吸油（容积由小变大）和压油（容积由大变小）的，因而称为容积式泵。

流量大小取决于密封工作腔的容积变化的大小和次数。与压力无关。

分类：低压泵齿轮泵定量泵

压力中压泵结构叶片泵流量变量泵

高压泵柱塞泵

二、常用液压泵

1、齿轮泵图2--2

吸油：密封工作腔容积逐渐增大，形成真空，外部油在大气压力作用下被吸入。

压油：密封容积逐渐缩小从而将齿间槽中的油液挤出。

齿轮泵工作时吸油腔与压油腔压差较大，径向压力不平衡，通常采用缩小压油口的办法，相应减小径向力。所以，进、出口不能互换，旋转方向也不能改变。

齿轮泵在中、低压系统中应用普遍，尤其压力为25*105Pa的齿轮泵

齿轮泵为定量泵，流量不能调节。

定量泵的职能符号：

2、叶片泵：

（1）、单作用叶片泵：定子与转子偏心，转子每旋转一周，每个工作空间就完成一次吸油和排油，调节偏心距可达到调节泵的排油量。

单作用叶片泵大多为变量泵。符号：

（2）、双作用叶片泵：定子内表面近似椭圆形，有两个吸油区和两个压油区对称布置。转子每转一周，每个工作空间完成两次吸、压油。

双作用叶片泵大多为定量泵。

叶片泵运转批平稳、压力脉动小、噪音小、制造容易，应用广泛。