液壓與氣壓傳動(dòng)山東理工大學(xué)孟建兵授課計(jì)劃總學(xué)時(shí)：32課堂授課：28實(shí)驗(yàn)授課：4考核方式考試成績：80%平時(shí)成績：20%綜合成績：考試*80%+平時(shí)*20%2013-09-01山東理工大學(xué)精密模具實(shí)驗(yàn)室本課程的任務(wù)1、了解液壓元件的結(jié)構(gòu)和工作原理，以便正確、熟練地選用液壓元器件。2、了解各種液壓元器件的控制性能及特點(diǎn)，以及它們組成的回路的特性。3、在以上兩點(diǎn)的基礎(chǔ)上能夠設(shè)計(jì)液壓回路，解決使用及維修方面的問題。一部完整的機(jī)器是由以下幾部分組成：

原動(dòng)機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)工作機(jī)輔助裝置控制部分傳動(dòng)分類：機(jī)械傳動(dòng)：以機(jī)械元件傳遞能量

帶傳動(dòng)

鏈傳動(dòng)

齒輪傳動(dòng)

電傳動(dòng)：以電流、電壓借助導(dǎo)體傳遞能量

流體傳動(dòng)：以流體為工作介質(zhì)傳遞動(dòng)力或能量

液體傳動(dòng)：液體為工作介質(zhì)傳遞動(dòng)力

液壓傳動(dòng)：主要以液體壓力能傳遞動(dòng)力

液力傳動(dòng)：主要以液體動(dòng)能來傳動(dòng)動(dòng)力

氣體傳動(dòng)：壓縮空氣的壓力能傳遞動(dòng)力

2013-09-01山東理工大學(xué)精密模具實(shí)驗(yàn)室第一章緒論第一節(jié)液壓傳動(dòng)的發(fā)展及應(yīng)用用液體作為工作介質(zhì)，在密封的回路里，以液體的壓力能進(jìn)行能量傳遞的傳動(dòng)方式，稱為液壓傳動(dòng)。

液壓傳動(dòng)技術(shù)是在水力學(xué)、工程力學(xué)和機(jī)械制造技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門應(yīng)用技術(shù)，它廣泛地應(yīng)用于工、農(nóng)業(yè)和國防部門。相對機(jī)械傳動(dòng)來說，是一門新技術(shù)。2013-09-01山東理工大學(xué)精密模具實(shí)驗(yàn)室17世紀(jì)中葉：帕斯卡提出靜壓傳遞原理18世紀(jì)末：英國制成第一臺水壓機(jī)19世紀(jì)：炮塔轉(zhuǎn)位器、六角車床和磨床第二次世界大戰(zhàn)兵器（功率大、反應(yīng)快）戰(zhàn)后轉(zhuǎn)向民用機(jī)械、工程、農(nóng)業(yè)、汽車20世紀(jì)60年代后：發(fā)展為一門完整的自動(dòng)化技術(shù)現(xiàn)在國外：95%工程機(jī)械90%數(shù)控加工中心95%以上的自動(dòng)線采用液壓傳動(dòng)采用液壓傳動(dòng)的程度成為衡量一個(gè)國家工業(yè)水平的重要標(biāo)志。一、液壓技術(shù)的發(fā)展2013-09-01山東理工大學(xué)精密模具實(shí)驗(yàn)室（1）正向著高壓、高速、大功率、高效、低噪聲、經(jīng)久耐用、高度集成化的方向發(fā)展；（2）與計(jì)算機(jī)科學(xué)相結(jié)合：新型液壓元件和液壓系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）、計(jì)算機(jī)輔助測試（CAT）、計(jì)算機(jī)直接控制（CDC）、計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)控制技術(shù)、機(jī)電一體化技術(shù)、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)和優(yōu)化技術(shù)；（3）與其他相關(guān)科學(xué)結(jié)合，如污染控制技術(shù)、可靠性技術(shù)等方面也是當(dāng)前液壓技術(shù)發(fā)展和研究的方向；（4）開辟新的應(yīng)用領(lǐng)域。液壓技術(shù)的發(fā)展方向2013-09-01山東理工大學(xué)精密模具實(shí)驗(yàn)室二、液壓技術(shù)的應(yīng)用蜘蛛的腿里沒有肌肉，它是依靠調(diào)節(jié)液體的壓力來控制8條腿的運(yùn)動(dòng)。人類是仿照蜘蛛的腿部動(dòng)作原理，發(fā)明了液壓傳動(dòng)來操縱機(jī)器。全液壓自控游藝機(jī)、飛行模擬器2013-09-01山東理工大學(xué)精密模具實(shí)驗(yàn)室裝載機(jī)工程機(jī)械推土機(jī)、挖掘機(jī)、壓路機(jī)挖掘機(jī)2013-09-01山東理工大學(xué)精密模具實(shí)驗(yàn)室鏟運(yùn)機(jī)2013-09-01山東理工大學(xué)精密模具實(shí)驗(yàn)室工程機(jī)械液壓缸2013-09-01山東理工大學(xué)精密模具實(shí)驗(yàn)室起重運(yùn)輸汽車吊、叉車、港口龍門吊汽車起重機(jī)世界上最大的液壓起重機(jī)3800噸國產(chǎn)液壓履帶式起重機(jī)QUY600（2010）“舉重”600噸、自重1000噸；“身高”190米、中聯(lián)重科研發(fā)；鞍鋼遼寧營口鋼廠；運(yùn)費(fèi)100萬、運(yùn)輸車輛20多臺。2013-09-01山東理工大學(xué)精密模具實(shí)驗(yàn)室鈕荷蘭拖拉機(jī)農(nóng)業(yè)機(jī)械拖拉機(jī)、聯(lián)合收割機(jī)2013-09-01山東理工大學(xué)精密模具實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合收割機(jī)2013-09-01山東理工大學(xué)精密模具實(shí)驗(yàn)室數(shù)控機(jī)床機(jī)械制造組合機(jī)床、沖床、自動(dòng)線2013-09-01山東理工大學(xué)精密模具實(shí)驗(yàn)室液壓攤鋪機(jī)建筑機(jī)械打樁機(jī)、平地機(jī)、液壓千斤頂2013-09-01山東理工大學(xué)精密模具實(shí)驗(yàn)室液壓平地機(jī)2013-09-01山東理工大學(xué)精密模具實(shí)驗(yàn)室挖掘機(jī)主液壓泵2013-09-01山東理工大學(xué)精密模具實(shí)驗(yàn)室驅(qū)動(dòng)馬達(dá)2013-09-01山東理工大學(xué)精密模具實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)向及先導(dǎo)控制2013-09-01山東理工大學(xué)精密模具實(shí)驗(yàn)室液壓翻斗車汽車工業(yè)汽車中的轉(zhuǎn)向器、減振器、自卸汽車2013-09-01山東理工大學(xué)精密模具實(shí)驗(yàn)室輕工機(jī)械注塑機(jī)、打包機(jī)應(yīng)用舉例——國家體育場“鳥巢”

鋼結(jié)構(gòu)施工時(shí)的支撐和調(diào)整應(yīng)用舉例——大樓整體“搬家”

應(yīng)用舉例——汽車液壓剎車系統(tǒng)

應(yīng)用舉例——美國“未來戰(zhàn)士”

類似《鐵甲威龍》中的機(jī)械戰(zhàn)警可視頭盔：接受戰(zhàn)場圖像全能軍裝：防彈防火防生化腿裝液壓活塞：腿部力量增強(qiáng)3倍2013-09-01山東理工大學(xué)精密模具實(shí)驗(yàn)室工程機(jī)械推土機(jī)、挖掘機(jī)、壓路機(jī)起重運(yùn)輸汽車吊、叉車、港口龍門吊建筑機(jī)械打樁機(jī)、平地機(jī)、液壓千斤頂農(nóng)業(yè)機(jī)械拖拉機(jī)、聯(lián)合收割機(jī)機(jī)械制造組合機(jī)床、沖床、自動(dòng)線汽車工業(yè)汽車中的轉(zhuǎn)向器、減振器、自卸汽車輕工機(jī)械打包機(jī)、注塑機(jī)智能機(jī)械模擬駕駛艙、機(jī)器人礦山機(jī)械鑿巖機(jī)、提升機(jī)、液壓支架冶金機(jī)械壓力機(jī)、軋鋼機(jī)鍛壓機(jī)械壓力機(jī)、模鍛機(jī)液壓技術(shù)的應(yīng)用小結(jié)2013-09-01山東理工大學(xué)精密模具實(shí)驗(yàn)室第二節(jié)液壓傳動(dòng)的工作原理及組成

一、液壓傳動(dòng)的工作原理、基本特征

一般來說，原動(dòng)機(jī)的輸出特性不能滿足工作機(jī)械對力和速度(大小、方向)要求的，這就需要有一個(gè)中間裝置，把原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)連結(jié)起來，使之滿足要求，這個(gè)中間裝置就稱為傳動(dòng)裝置。傳動(dòng)裝置主要包括機(jī)械傳動(dòng)、電力傳動(dòng)和流體傳動(dòng)，或者是它們的組合；而流體傳動(dòng)又包括液壓傳動(dòng)、液力傳動(dòng)和氣壓傳動(dòng)。2013-09-01山東理工大學(xué)精密模具實(shí)驗(yàn)室手動(dòng)液壓千斤頂?shù)墓ぷ髟韴DWA1

p1A2

p2l1l2Pp122013-09-01山東理工大學(xué)精密模具實(shí)驗(yàn)室液壓千斤頂工作過程吸油過程壓油-重物舉升過程卸荷-重物落下過程基本組成元件：1-杠桿手柄；2-小缸體；3-小活塞；4-單向閥；5-吸油管；6-管道；7-大活塞；8-大缸體；9-截止閥；10-油箱。動(dòng)畫演示磨床工作臺液壓系統(tǒng)的工作原理圖向右向左動(dòng)畫演示2013-09-01山東理工大學(xué)精密模具實(shí)驗(yàn)室液壓系統(tǒng)與其它傳動(dòng)形式比較有以下特征:1.以液體作為工作介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)。主要是靠液體的壓力和流速(流量)來傳遞能量。即它將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能（M，n)→液壓能(p，Q)→機(jī)械能(M’，n’)。

2.在密閉容器內(nèi)(油泵，管路，閥，油缸等組成)，以靜壓傳遞原理進(jìn)行工作(忽略管路，閥處的損失)。系統(tǒng)壓力由外載來建立，系統(tǒng)壓力大小與外載大小有關(guān)（注意負(fù)載的含義很廣泛）。

（靜壓傳遞原理--帕斯卡定律：在密閉容器內(nèi)的平衡液體中，任一點(diǎn)壓力若有變化，則該點(diǎn)壓力的變化將傳給系統(tǒng)內(nèi)任一點(diǎn)，其值不變。）2013-09-01山東理工大學(xué)精密模具實(shí)驗(yàn)室根據(jù)這一原理，上面的千斤頂A2>>A1，L1+L2>L2，P可以很小，就能頂起很重的重物。

2013-09-01山東理工大學(xué)精密模具實(shí)驗(yàn)室3.工作機(jī)(執(zhí)行元件)的運(yùn)動(dòng)速度，通常由系統(tǒng)中的`(動(dòng)力元件容積變化)來決定的。設(shè)在△t時(shí)間內(nèi)，活塞A1移動(dòng)了距離S1，活塞A2移動(dòng)了距離S2

，則由于液體不可壓縮，有：

A1S1=A2S2→A1S1/△t=A2S2/△t→A1V1=A2V2

以Q為油缸1(或稱為泵，看成一個(gè)手動(dòng)泵)的流量，即系統(tǒng)的流量，Q=A2V2

所以V2=Q/A2

可見，V2∝Q

，Q變化時(shí),V2也隨之變化，因此，工作機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)速度是由流量Q來滿足的，這是液壓傳動(dòng)一個(gè)很重要的特點(diǎn)。2013-09-01山東理工大學(xué)精密模具實(shí)驗(yàn)室4.系統(tǒng)的功率決定于系統(tǒng)的流量和壓力。

N=WV2=(pA2)V2=p(A2V2)=

pQ

p-系統(tǒng)壓力，Q-系統(tǒng)流量上式說明，對油泵來說，它把發(fā)動(dòng)機(jī)（手）的能量（機(jī)械能）轉(zhuǎn)換為液體的能量；對工作機(jī)來說，把液體的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。

綜上所述，液壓傳動(dòng)是靠密閉容器內(nèi)受靜壓力的液體來傳遞運(yùn)動(dòng)的一種方式，它是由油泵把發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液體能，再由油缸等液動(dòng)機(jī)將液壓能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，以滿足工作部件對運(yùn)動(dòng)和力的要求。2013-09-01山東理工大學(xué)精密模具實(shí)驗(yàn)室

兩個(gè)最重要概念

1.系統(tǒng)壓力決定于外負(fù)載。如前述千斤頂中，如果W＝0，則p＝0。主動(dòng)力是加不上去的。負(fù)載是第一性的，壓力是第二性的。

2.運(yùn)動(dòng)速度決定于流量。

V2=Q/A22013-09-01山東理工大學(xué)精密模具實(shí)驗(yàn)室

二、液壓系統(tǒng)的組成上面我們討論了液壓系統(tǒng)的工作原理及其特征，那么液壓系統(tǒng)主要由哪幾部分組成的呢?首先，要使液體具有壓力p和流量Q就必須有相應(yīng)的裝置，在液壓傳動(dòng)中，稱之為:1.動(dòng)力元件：泵：為系統(tǒng)提供動(dòng)力液，將發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液體的壓力能，即,M,n→p,Q。齒輪泵柱塞泵

要滿足工作對象對力和運(yùn)動(dòng)的要求，還必須有一定的裝置，將液體能量變?yōu)闄C(jī)械能，這就是：2013-09-01山東理工大學(xué)精密模具實(shí)驗(yàn)室2.執(zhí)行元件：

油缸，液壓馬達(dá)等。即p,Q→M,n（液壓能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，帶動(dòng)負(fù)載運(yùn)動(dòng)）。液壓缸

要滿足工作機(jī)的工作要求，還必須有另外一些元件來調(diào)節(jié)、限定系統(tǒng)中的壓力、流量，改變液流方向，這就是：液壓馬達(dá)2013-09-01山東理工大學(xué)精密模具實(shí)驗(yàn)室溢流閥換向閥3.控制元件:

控制元件是用來控制系統(tǒng)的壓力、流量和液流方向的各種控制閥，它包括壓力控制閥、流量閥、方向閥等。2013-09-01山東理工大學(xué)精密模具實(shí)驗(yàn)室4.輔助元件：管線、油箱、濾網(wǎng)、蓄能器等，改善液壓系統(tǒng)的工作條件，保證液壓系統(tǒng)的正常工作。2013-09-01山東理工大學(xué)精密模具實(shí)驗(yàn)室動(dòng)力元件控制元件執(zhí)行元件輔助元件液壓系統(tǒng)組成方塊圖2013-09-01山東理工大學(xué)精密模具實(shí)驗(yàn)室第三節(jié)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的圖形符號

上面的液壓系統(tǒng)圖，稱為半結(jié)構(gòu)式原理圖，可以想象一個(gè)完整的液壓系統(tǒng)由很多液壓元件和管路連接而成，用元件的結(jié)構(gòu)示意圖來表達(dá)一個(gè)液壓系統(tǒng)往往因元件的縱橫排列、管路的交錯(cuò)，既看不清楚，繪制又復(fù)雜，使用也不方便，所以國家規(guī)定用統(tǒng)一的圖形符號繪制（GB/T786.1-1993）。附錄中是一些常用的液壓與氣動(dòng)元（附）件的圖形符號，要求能夠認(rèn)識,記住。

（1）無特殊說明，都以靜止位或零位表示；（2）只表明原理，參數(shù)另列；（3）水平或垂直繪制。2013-09-01山東理工大學(xué)精密模具實(shí)驗(yàn)室磨床工作臺液壓系統(tǒng)的圖形符號2013-09-01山東理工大學(xué)精密模具實(shí)驗(yàn)室第四節(jié)液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：（與機(jī)械傳動(dòng)相比較，液壓傳動(dòng)具有如下優(yōu)點(diǎn)）

1.液壓元件尺寸小，結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕（相對于電傳動(dòng)，同功率相比），與同功率電機(jī)相比，液壓傳動(dòng)的泵的重量為電機(jī)的1/10~1/20,如：飛機(jī)上的泵:q=0.209kg/kw

現(xiàn)代電機(jī):q=1.5~2kg/kw2.運(yùn)動(dòng)形式變化方便：液壓傳動(dòng)可以很方便的將發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)閳?zhí)行機(jī)構(gòu)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，也可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的空間角轉(zhuǎn)動(dòng)。2013-09-01山東理工大學(xué)精密模具實(shí)驗(yàn)室3.易獲得較大的力：如油缸直徑為d=30cm，推力為F=140噸時(shí)，所需要的液壓力僅為p=200kg/cm2。

4.可在較大范圍內(nèi)調(diào)速，100:1~2000:1，而且是無級調(diào)速，調(diào)速方便。

5.可獲得復(fù)雜的動(dòng)作(即運(yùn)動(dòng)形式多種多樣)，從而可以很容易地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制、過載保護(hù)等。

6.由于用油作為工作介質(zhì)，因此潤滑性能良好，液壓元件壽命長。

7.大部分液壓元件是標(biāo)準(zhǔn)的，設(shè)計(jì)系統(tǒng)比較方便。2013-09-01山東理工大學(xué)精密模具實(shí)驗(yàn)室

缺點(diǎn):

1.不適于遠(yuǎn)距離傳遞（