液壓與氣壓傳動(dòng)課件_

1、液壓與氣壓傳動(dòng) Hydraulic fluid power & pneumatic fluid power,任課教師： 機(jī)械系 陳東 tel：13554263614 E-mail: chendong_whu@126.com,2024/4/1,武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)學(xué)院機(jī)械系2011教學(xué)課件,本次課教學(xué)內(nèi)容：,本門課程的教

2、學(xué)安排及要求液壓傳動(dòng)的概念液壓傳動(dòng)的工作原理液壓系統(tǒng)的組成液壓技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)液壓技術(shù)的歷史、現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì),2024/4/1,武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)學(xué)院機(jī)械系2011教學(xué)課件,一、課程的性質(zhì)與要求,性質(zhì)：該課程是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化專業(yè)的必修的專業(yè)基礎(chǔ)課要求：1. 要求掌握各種液壓與氣壓元件的結(jié)構(gòu)原理和特點(diǎn)2. 要求掌握各種液壓與氣壓基本回路的功用和組成3. 要求掌握分析系統(tǒng)工作原理的方法學(xué)時(shí)安排：總學(xué)時(shí)數(shù)36,課內(nèi)講授32

3、學(xué)時(shí), 實(shí)驗(yàn)4學(xué)時(shí),2024/4/1,武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)學(xué)院機(jī)械系2011教學(xué)課件,教材及參考書,教材：姜繼海，《液壓與氣壓傳動(dòng)》（第二版），高等教育出版社，2009。參考書：何存興，《液壓傳動(dòng)與氣壓傳動(dòng)》，華中科技大學(xué)出版社。2001。圖書館有關(guān)液壓、氣壓方面的書籍。,2024/4/1,武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)學(xué)院機(jī)械系2011教學(xué)課件,教學(xué)計(jì)劃：,2024/4/1,武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)學(xué)院機(jī)械系2011教學(xué)課件,考核,平時(shí)成績(jī) 20分；包括平時(shí)作業(yè)，

4、到課情況等考核項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)成績(jī) 10分；期末考試成績(jī) 70分。,2024/4/1,武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)學(xué)院機(jī)械系2011教學(xué)課件,,,,二、液壓傳動(dòng)的概念,其中原動(dòng)機(jī)是能源裝置，是主動(dòng)的部分；工作機(jī)是機(jī)器直接對(duì)外作功的部分。傳動(dòng)機(jī)是傳遞或控制原動(dòng)機(jī)的能量并給予工作機(jī)，因此，傳動(dòng)機(jī)包括傳動(dòng)與控制機(jī)構(gòu)；,即：原動(dòng)機(jī)→傳動(dòng)機(jī)→工作機(jī),一部完整的機(jī)器都是由三部分組成,2024/4/1,武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)學(xué)院機(jī)械系2011教學(xué)課件,傳動(dòng)的分類,傳動(dòng)通常分為

5、機(jī)械傳動(dòng)、電氣傳動(dòng)和流體傳動(dòng)。流體傳動(dòng)是以流體為工作介質(zhì)進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換、傳遞和控制的傳動(dòng)。包括液體傳動(dòng)和氣體傳動(dòng)。液體傳動(dòng)是以液體為工作介質(zhì)的流體傳動(dòng)。包括液壓傳動(dòng)和液力傳動(dòng)。液壓傳動(dòng)是只利用液體壓力勢(shì)能的液體傳動(dòng)；液力傳動(dòng)則主要利用液體的動(dòng)能。,2024/4/1,武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)學(xué)院機(jī)械系2011教學(xué)課件,液壓與氣壓傳動(dòng)的概念：,液壓傳動(dòng)是一種以液體為傳動(dòng)介質(zhì)，利用液體的壓力能來(lái)進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換、傳遞和控制的傳動(dòng)方式。氣壓傳動(dòng)是一種以

6、氣體為傳動(dòng)介質(zhì)，利用氣體的壓力能來(lái)進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換、傳遞和控制的傳動(dòng)方式。液壓與氣動(dòng)系統(tǒng)中能量轉(zhuǎn)換和傳遞情況,2024/4/1,武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)學(xué)院機(jī)械系2011教學(xué)課件,,觀看教學(xué)短片,2024/4/1,武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)學(xué)院機(jī)械系2011教學(xué)課件,§1.1 液壓與氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的工作原理和組成,1.液壓與氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的工作原理,,,,（a）活塞右行,2024/4/1,武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)學(xué)院機(jī)械系2011教學(xué)課件,液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的工作原理(2

7、/4),,,,（b）活塞左行,2024/4/1,武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)學(xué)院機(jī)械系2011教學(xué)課件,液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的工作原理(3/4),（c）系統(tǒng)保壓,2024/4/1,武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)學(xué)院機(jī)械系2011教學(xué)課件,液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的工作原理(4/4),（d）系統(tǒng)卸荷,2024/4/1,武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)學(xué)院機(jī)械系2011教學(xué)課件,,,,液壓與氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的基本特征,從例子可以看出： （1）液壓與氣壓傳動(dòng)是分別以液體和氣體作為工作介質(zhì)來(lái)進(jìn)行能量傳遞和轉(zhuǎn)換的； （

8、2）液壓與氣壓傳動(dòng)是分別以液體和氣體的壓力能來(lái)傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的； （3）液壓與氣壓傳動(dòng)中的工作介質(zhì)是在受控制、受調(diào)節(jié)的狀態(tài)下進(jìn)行工作的。,2024/4/1,武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)學(xué)院機(jī)械系2011教學(xué)課件,2.液壓和氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的組成,,,,,液壓和氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)大體上由以下五部分組成：,動(dòng)力裝置 控制調(diào)節(jié)裝置 執(zhí)行元件 　輔助裝置 工作介質(zhì),2024/4/1,武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)學(xué)院機(jī)械系2011教學(xué)課件,§1.2 液壓與氣壓

9、傳動(dòng)的特點(diǎn),1.液壓傳動(dòng)的特點(diǎn),,優(yōu)點(diǎn)： 　 （1）與電動(dòng)機(jī)相比，在同等體積下，液壓裝置能產(chǎn)生更大的動(dòng)力，也就是說(shuō)，在同等功率下，液壓裝置的體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊，即它具有大的功率密度或力密度，力密度在這里指工作壓力。 　 （2）液壓裝置容易做到對(duì)速度的無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，而且調(diào)速范圍大，并且對(duì)速度的調(diào)節(jié)還可以在工作過(guò)程中進(jìn)行。 　 （3）液壓裝置工作平穩(wěn)，換向沖擊小，便于實(shí)現(xiàn)頻繁換向。 　 （4）液壓裝置易于實(shí)

10、現(xiàn)過(guò)載保護(hù)，能實(shí)現(xiàn)自潤(rùn)滑，使用壽命長(zhǎng)。,2024/4/1,武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)學(xué)院機(jī)械系2011教學(xué)課件,（5）液壓裝置易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，可以很方便地對(duì)液體的流動(dòng)方向、壓力和流量進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，并能很容易地和電氣、電子控制或氣壓傳動(dòng)控制結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)和操作。 　 （6）液壓元件易于實(shí)現(xiàn)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化，便于設(shè)計(jì)、制造和推廣使用。,2024/4/1,武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)學(xué)院機(jī)械系2011教學(xué)課件,缺點(diǎn)：,（1）由于液壓傳動(dòng)中的泄漏和

11、液體的可壓縮性使這種傳動(dòng)無(wú)法保證嚴(yán)格的傳動(dòng)比。 （2）液壓傳動(dòng)有較多的能量損失（泄漏損失、摩擦損失等），因此，傳動(dòng)效率相對(duì)低。 （3）液壓傳動(dòng)對(duì)油溫的變化比較敏感，不宜在較高或較低的溫度下工作。（4）液壓傳動(dòng)在出現(xiàn)故障時(shí)不易診斷。,2024/4/1,武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)學(xué)院機(jī)械系2011教學(xué)課件,§1.3 液壓與氣壓傳動(dòng)的概況,1.液壓與氣壓傳動(dòng)的現(xiàn)狀,,液壓傳動(dòng)有許多突出的特點(diǎn)，因此它的應(yīng)用非常廣泛，如一般工業(yè)用的塑料加工機(jī)

12、械、壓力機(jī)械、機(jī)床等；行走機(jī)械中的工程機(jī)械、建筑機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、汽車等；鋼鐵工業(yè)用的冶金機(jī)械、提升裝置、軋輥調(diào)整裝置等；土木水利工程用的防洪閘門及堤壩裝置、河床升降裝置、橋梁操縱機(jī)構(gòu)等；發(fā)電廠用的渦輪機(jī)調(diào)速裝置、核發(fā)電廠等；船舶用的甲板起重機(jī)械（絞車）、船頭門、艙壁閥、船尾推進(jìn)器等；特殊技術(shù)用的巨型天線控制裝置、測(cè)量浮標(biāo)、升降旋轉(zhuǎn)舞臺(tái)等；軍事工業(yè)用的火炮操縱裝置、艦船減搖裝置、飛行器仿真、飛機(jī)起落架的收放裝置和方向舵控制裝置等。,202

13、4/4/1,武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)學(xué)院機(jī)械系2011教學(xué)課件,氣壓傳動(dòng)的應(yīng)用也相當(dāng)普遍，許多機(jī)器設(shè)備中都裝有氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)，在工業(yè)各領(lǐng)域，如機(jī)械、電子、鋼鐵、運(yùn)行車輛及制造、橡膠、紡織、化工、食品、包裝、印刷和煙草等，氣壓傳動(dòng)技術(shù)不但已成為其基本組成部分。在尖端技術(shù)領(lǐng)域如核工業(yè)和宇航中，氣壓傳動(dòng)技術(shù)也占據(jù)著重要的地位。,2024/4/1,武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)學(xué)院機(jī)械系2011教學(xué)課件,2.液壓與氣壓傳動(dòng)的發(fā)展,,液壓傳動(dòng)相對(duì)于機(jī)械傳動(dòng)是一門新學(xué)科。但相對(duì)于

14、計(jì)算機(jī)等新技術(shù)，它又是一門較老的技術(shù)。 如果從17世紀(jì)帕斯卡提出靜壓傳遞原理、18世紀(jì)英國(guó)制成世界上第一臺(tái)水壓機(jī)算起，液壓傳動(dòng)已有二百多年的歷史。只是由于在早期沒(méi)有成熟的液壓傳動(dòng)技術(shù)和液壓元件，而沒(méi)有使它得到普遍的應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，各行各業(yè)對(duì)傳動(dòng)技術(shù)有了不斷的需求。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間，由于軍事上迫切地需要反應(yīng)快、重量輕、功率大的各種武器裝備，而液壓傳動(dòng)技術(shù)適應(yīng)了這一要求，所以使液壓傳動(dòng)技術(shù)獲

15、得了發(fā)展，在戰(zhàn)后的50年代中，液壓傳動(dòng)技術(shù)迅速地轉(zhuǎn)向其它各個(gè)部門，并得到了廣泛地應(yīng)用。,2024/4/1,武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)學(xué)院機(jī)械系2011教學(xué)課件,氣壓傳動(dòng)的應(yīng)用歷史悠久。早在公元前，埃及人就開始用風(fēng)箱產(chǎn)生壓縮空氣助燃，這是最初氣壓傳動(dòng)的應(yīng)用。從18世紀(jì)的產(chǎn)業(yè)革命開始，氣壓傳動(dòng)逐漸被應(yīng)用于各類行業(yè)中。如礦山用的風(fēng)鉆，火車的剎車裝置等。而氣壓傳動(dòng)被應(yīng)用于一般工業(yè)中的自動(dòng)化、省力化則是近些年的事情。目前世界各國(guó)都把氣壓傳動(dòng)作為一種低成本的工

16、業(yè)自動(dòng)化手段。國(guó)內(nèi)外自20世紀(jì)60年代以來(lái)，氣壓傳動(dòng)發(fā)展十分迅速，目前氣壓傳動(dòng)元件的發(fā)展速度已超過(guò)了液壓元件，氣壓傳動(dòng)已成為一個(gè)獨(dú)立的專門技術(shù)領(lǐng)域。,2024/4/1,武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)學(xué)院機(jī)械系2011教學(xué)課件,液壓技術(shù)的進(jìn)展情況,液壓傳動(dòng)從發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，正向著高壓化、高速化、集成化、大流量、大功率、高效率、長(zhǎng)壽命、低噪聲方向發(fā)展。提高液壓系統(tǒng)的工作壓力，既能減少整個(gè)裝置的尺寸和重量，又能提高系統(tǒng)的快速性，統(tǒng)計(jì)資料表明，系統(tǒng)壓力由28MP

17、a提高到35MPa，整個(gè)系統(tǒng)減重10％左右。元件小型化、系統(tǒng)集成化、機(jī)電液（氣）一體化是液壓與液壓技術(shù)的必然發(fā)展趨勢(shì)；元件與系統(tǒng)的CAD/CAT與計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)控制是當(dāng)前的發(fā)展方向。近年來(lái)液壓裝置與電子技術(shù)綜合應(yīng)用的發(fā)展，更推動(dòng)了機(jī)器設(shè)備的省力化、自動(dòng)化和遠(yuǎn)距離操縱?！半娮由窠?jīng)、液壓肌肉”這句早有的格言在今天更具有現(xiàn)實(shí)意義。,中國(guó)液壓氣動(dòng)密封工業(yè)信息網(wǎng)http://sklofp.zju.edu.cn/中國(guó)液壓氣動(dòng)網(wǎng)（北京機(jī)械工業(yè)自動(dòng)

18、化研究所流體傳動(dòng)及控制技術(shù)工程研究中心）http://www.yeyanet.com/,行業(yè)知名網(wǎng)站,2024/4/1,武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)學(xué)院機(jī)械系2011教學(xué)課件,§1.4 液壓與氣壓傳動(dòng)的圖形符號(hào),,,,,用半結(jié)構(gòu)式圖形繪制原理圖時(shí)直觀性強(qiáng)，容易理解，但繪制起來(lái)比較麻煩，特別是在系統(tǒng)中的元件數(shù)量比較多時(shí)更是如此。 所以，在工程實(shí)際中，除某些特殊情況外，一般都是用簡(jiǎn)單的圖形符號(hào)來(lái)繪制液壓與氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)

19、原理圖。 在用圖形符號(hào)來(lái)繪制系統(tǒng)原理圖時(shí)，圖中的符號(hào)只表示元（輔）件的功能、操作（控制）方法及外部連接口，不表示元（輔）件的具體結(jié)構(gòu)和參數(shù)，也不表示連接口的實(shí)際位置和元（輔）件的安裝位置。在用圖形符號(hào)繪圖時(shí)，除非特別說(shuō)明，圖中所示狀態(tài)均表示元（輔）件的靜止位置或零位置，并且除特別注明的符號(hào)或有方向性的元（輔）件符號(hào)外，它們?cè)趫D中可根據(jù)具體情況水平或垂直繪制。,2024/4/1,武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)學(xué)院機(jī)械系2011教學(xué)