液压传动与气动技术课程教案-液压传动概述与液压传动基础知识

第1章液压传动概述

工作场景1：平面磨床操作

工作场景2：机床导轨磨削加工

一、基本概念

液压传动：以液压油为工作介质传递运动和动力的一种传动方式。

二、工作原理

例一：液压千斤顶

工作过程：小活塞上提时，吸油，大活塞静止；小活塞下压时，压油，大活塞

上移；多次提压小活塞，重物断续上升；打开放油阀，油流回油箱，大活塞下降。

例二：磨床液压系统

液压泵由电动机驱动连续运转，从油箱吸油，将具有压力能的油液输入管路，

通过节流阀，再经换向阀进入液压缸左腔（或右腔），液压缸右腔（或左腔）的油

液则经过换向阀后流回油箱，磨床工作台随液压缸中的活塞实现左右往复移动，

当换向阀处于中位时，工作台停止运动。

结论：液压传动是以液压油为工作介质，依靠密封容积的变化传递运动，依

靠油液内部的压力传递动力的。

视频

动画、视频

三、系统组成

1．动力元件

如液压泵或空气压缩机，它们可以将机械能转换为液体或气体的压力能。

2．执行元件

如液压缸或气缸、液压马达或气动马达，它们可以将液体或气体的压力能转

化为机械能。

3．控制元件

指各种控制阀，它们能控制流体的压力、流量和方向，保证执行元件完成预

期的动作。4．辅助元件

指油管、油箱、滤油器、压力表、空气过滤器、油雾器、消声器等，分别起

到连接、贮油、过滤、测量、空气净化、润滑、消除噪音等作用。

四、图形符号

1．结构原理图：结构原理图直观、易懂，但较复杂。

2．图形符号图：图形符号较简单，但仅表示元件功能，不能反映元件结构。

五、工作特点

优点：

1．液压与气动系统可实现速度、转矩、功率的无级调节，操作简单、方便。

2．液压与气动系统容易实现自动化工作循环。

3．液压与气动系统均能实现过载保护。

4．液压与气动元件易于实现系列化、标准化、通用化，故便于设计、制造。

5．液压传动传递功率大、传动平稳性高。

6．气压传动工作介质资源丰富，经济，无污染。

缺点：

1．液压与气动系统传动比不精确。

2．液压系统因泄漏，易污染环境。

3．气压传动传递功率较小，工作时噪音大。

应用：汽车吊、油压机、液压电梯等

绘制图形

符号图

应用举例

照片、视频

第2章液压传动基础知识

一、液压油的主要性质

目前，在液压系统中—般使用矿物油阼为工作介质，它的基本性质可在有关的资料中查到，液压油最重要的性质为粘性和可压缩性。

1．粘性

粘性：反映流动时液体内摩擦力的大小，也反映出液体的流动性能。

粘庹：表示液体粘性大小。

在实用中，油的牌号就表示了油液的粘度大小。

影响液体粘度的因素是：温度和压力。

当液体所受的压力增加时，其分子间的距离将减小，于是内摩擦力将增加，即粘度也将随之增大，但由于一般在中、低压液压系统中压力变化很小，因而通常压力对粘度的影响忽略不计。

液压油粘度对温度的变化十分敏感，温度升高，粘度下降，液压油的粘度随温度变化的性质称为粘温特性。因此，一般高温应选择粘度大的液压油，以减少泄漏；低温应选择粘度小的液压油，以减小摩擦。

2．可压缩性

液体受压力后其容积发生变化的性质。称为液体的可压缩性。

一般的中、低压液压系统，其液体的可压缩性很小．因而可以认为液体是不可压缩的。而在压力变化很大的高压系统中，就需要考虑液体可压缩性的影响。当液体中混入空气时，其可压缩性将显著增加，并将严重影响液压系统的工作性能，因而在液压系统中应使油液中的空气含量减少到最低限度。

二、液压传动中的两个主要参数

1．压力

1）定义

压力：液体在单位面积上所受的法向作用力，用p表示。举例说明

照片、视频举例说明

视频

计算：P=F/A （单位：Pa或Mpa）

换算：l MPa＝1×106Pa

2）压力的形成与传递

液压系统中的油液处于一种“前阻后推”的状态

下产生，压力的大小取决于负载。

3）静压传递原理

据帕斯卡原理可知，在密闭容器中的静止液体，由外力作用在液面的压力能

等值地传到液体内部的所有各点。

p=F/A

1

=G/A

2

（A

1

=πd2/4 ；A

2

=πD2/4）

4）压力的表示方法

绝对压力、相对压力（表压力、真空度）

学生答问

2．流量

1）定义

流量：单位时间内流过某一通道截面的液体体

积，用q表示。

平均流速：用v表示

计算：v=q/A，速度的大小取决于流量。

常用单位：m3/s、L/min等。

2）连续性方程

理想状态，液体在同一时间内流过同一通道两

个不同通流截面的体积相等，即q=v1A1=v2A2=常量

3．压力损失和流量损失

1）液阻和压力损失

由于流动油液各质点之间以及油液与管壁之间

的摩擦与碰撞会产生阻力，这种阻力叫液阻。

系统存在液阻，油液流动时会引起能量损失，

主要表现为压力损失（包括沿程和局部压力损失）。

图示油液由A处流至B处时，产生压力损失：Δ

p=p A—p B。

2）泄漏和流量损失

从液压元件密封间隙漏过少量油液的现象称泄

漏。

泄漏分内泄漏和外泄漏，泄漏必然引起流量损失。

计算举例：

已知：磨床工作台液压传动系统中，活塞和活塞

杆的直径分别为D=0.1m,d＝0.05m，输入液压缸的流

量q=8.33X10-4m3／s，压力p=2×105Pa。试求活塞带

动工作台运动的速度v=？，所能克服的工作阻力R=？

解：A=π（D2-d2）/4=3.14×（0.12-0.052）/4

=5.89×10-3m2

计算练习v=q/A=8.33X10-4／5.89×10-3

=0.141m/s

R=pA =2×105×5.89×10-3

=1178N

拓展简介：液压冲击和空穴现象