液压与气压传动
液压与气压传动技术
液压与气压传动是以流体为工作介质并以其（）来进行能量传递和转换一种传动方式。
流动的动能静压力势能总机械能总动量标准答案：B点击后给该试题增加标记2、在先导式减压阀工作时，其先导阀的作用主要是（）。
减压；增压调压变压。
标准答案：C点击后给该试题增加标记3、蓄能器可以作为辅助动力源，能够输出稳定油压的蓄能器是（）。
弹簧式蓄能器，重锤式蓄能器，充气式蓄能器，活塞式蓄能器。
标准答案：B点击后给该试题增加标记4、在液压系统中，不能用压力控制阀来实现的压力控制是（）。
调压减压增压稳压标准答案：C点击后给该试题增加标记5、溢流阀是一种（）。
流量控制阀；压力控制阀；方向控制阀；速度控制阀。
标准答案：B点击后给该试题增加标记6、液压泵的总效率在数值上等于其机械效率与容积效率的（）之和，之差，乘积，比值。
标准答案：C点击后给该试题增加标记7、液压系统中的压力是由（）决定的，这是液压传动的一个重要概念。
外界负载油泵液压阀液压油标准答案：A点击后给该试题增加标记8、根据不同小孔的特点可知，短孔特别适合于（）。
作调节流量的元件作固定的节流器使用作阻尼器使用可用作任何液压元件标准答案：B点击后给该试题增加标记9、有两个调整压力分别为5 MPa和10 MPa的溢流阀串联在液压泵的出口，泵的出口压力应为（）；5 MPa；10 MPa；15 MPa；20 MPa；标准答案：C点击后给该试题增加标记10、外啮合齿轮泵的泄露是导致其输出压力不能太高的主要原因，在液压泵的各种泄露途径种，最最主要的泄漏途径是（）。
齿轮轴与轴承配合间隙的泄露三是齿轮轮齿啮合出间隙的泄露齿顶圆与泵体内孔间隙的泄露齿轮端面与泵盖配合间隙的泄露标准答案：D点击后给该试题增加标记11、理论上讲执行元件带动负载运动的速度与负载的大小无关，但实际上，在液压传动中执行元件的速度随负载增大而减小，速度随载荷变化主要是因为系统中（）。
运动部件间存在摩擦，液压系统不可避免存在泄露。
液压与气压传动
液压技术正在向高压、高速、大流 量、高效率、低噪音，集成比方向发展； 新的液压元件和液压系统的计算机辅助 设计、优化设计数字仿真、微机控制等 新技术也日益发展、应用，并取得了很 多显著成果。，提高
元件效率。 二、液压与微电子、计算机技术结合， 提高控制性能和操作性能。 三、提高液压传动的可靠性。 四、发展新型液压介质和相应元件。 五、高度集成化。
不考虑液体的可压缩性、 漏损和缸体、管路的变形， 则容积变化量必然是相等的。 |ΔV1|=|ΔV2| 液压传动本质上是容积传动。
液压传动装置的组成：
液压千斤顶是一个简单又较完整的
液压传动装置。 组成部分:
（1）能源装置 （2）执行装置 （3）控制调节装置 （4）辅助装置 （5）工作介质
第三节 液压传动的特点及应用
一、特点 优点： 1、液压传动能在运行中实现大范围的无级调速，
调速方便。 2、液压传动工作比较平稳，反应快，冲击小，能 高速启动，制动和换向。易于实现往复直线运动。 3、在同等功率的情况下，液压传动装置的体积小， 重量轻，惯性小，结构紧凑，而且能传递较大的 力或转矩。 4、液压传动装置的控制、调节比较简单，操纵比 较方便、省力。
重
物
2 1
6 3 5 7
4
图1-1 油压千斤顶工作原理图
图1-1 油压千斤顶工作原理图 图1-1 油压千斤顶工作原理图
1.小油缸
2.大油缸
3.截止阀
4.油箱
5、6.单向阀
7.安全阀
小活塞和单向阀5、6一起完成吸油和排油，
将杠杆的机械能转换为油液的压力能输出。 习惯上将机械能转换为压力能的元件称为动 力元件。（液压泵） 大活塞将油液的压力能转换为机械能输出， 抬起重物。将压力能转换为机械能的元件称 为执行元件。（液压缸、液压马达） 大、小活塞组成了最简单的液压传动系统， 实现了力和运动的传递 。 这个过程表示为： 机械能→液体的压力能→机械能
液压与气压传动
液压与气压传动液压与气压传动是工业现代化生产的重要组成部分，液压与气压作为传动介质，已经广泛应用于各种机械、工具、设备、以及各类工业自动化系统和生产流水线上。
本文将主要从液压与气压传动的基本原理、特点以及优缺点等方面进行探讨。
一、液压气压传动基本原理液压传动系统的基本组成部分主要包括：液压泵、液压缸、液压阀、液压油箱、油管、以及液压控制阀等。
液压系统中，液压泵负责将机械能转换成液压能，由液压泵产生的液压能作为有效载荷传递到被控制的液压元件上，通过控制液压阀的开启和关闭来实现各种运动控制。
气压传动系统也是由几个部分组成的，主要包括压缩机、气缸、气阀、压力表、以及一个气槽等。
气压系统中，压缩机负责将机械能转换成压缩空气，通过气缸所传递的空气压力，实现各种运动控制。
二、液压气压传动的特点1、液压传动特点液压传动系统比气压传动系统在各方面都更加稳定和可靠。
由于液压能储存时间较长，且油液受热膨胀系数小，不易泄漏，因此液压传动系统运行起来比气压传动稍微安全。
此外，液压传动系统可实现无级调速功能，同时承受的荷载也能大于气压传动系统。
2、气压传动特点相对于液压传动，气压传动具有价格较为便宜的优势。
气压传动的另一个优势是气缸行程大，且行程能通过重复拼接的方式实现无级调节。
此外，气压传动还具有快速响应的特点，当工作中的负荷突然增加时，气压传动能够响应自如，更快地完成加速和减速操作。
三、液压气压传动优缺点比较1、液压传动系统优缺点液压传动系统具有加速、减速平稳、静音、开关灵活、精确度高等优点，此外使用寿命比较长，维护成本较低。
但是，液压传动系统也存在着以下缺点：传动过程中会产生噪音，维护操作人员需要具备一定的技能和经验。
另外还需要经常维护常规保养，以及防止油液泄漏等问题。
2、气压传动系统优缺点气压传动系统具有价格低廉，适用范围广、安全性高的优点。
此外，气压传动系统操作简单，无需专业技能。
但是，气压传动系统存在传动路途中能量损失较大，且响应速度慢，不能实现调速等缺点。
液压与气压传动
• 3)水分和空气的混入会降低液压油的润滑性， 加速其氧化变质，产生气蚀 , 使液压元件加 速损坏。 • (3)液压油污染的控制 • 1)减少外来污染 • 2)滤除系统产生的杂质 • 3)控制液压油的工作温度 • 4)定期检查更换液压油
• 2.2 液体静力学 • 2.2.1 静止液体的压力
• 2.2.2 静止液体中的压力分布
图1.3 用图形符号表示的机床 工作台液压系统传动原理图 1—油箱；2—过滤器； 3—液压泵；4—溢流阀； 5—开停阀；6—节流阀； 7—换向阀；8—液压缸； 9—工作台
• • • • • • •
1.2 液压传动系统的组成 1)动力装置 2)执行装置 3)控制调节装置 4)辅助装置 5)工作介质 1.3 液压元件的表示方法
• • • •
2)侵入物的污染 3)生成物的污染 (2)液压油污染的危害 1)固体颗粒和胶状生成物堵塞过滤器，使液 压泵吸油不畅、运转困难、产生噪声。堵 塞阀类元件的小孔或缝隙，使阀类元件动 作失灵。 • 2)微小固体颗粒会加速相对滑动零件表面的 磨损，使液压元件不能正常工作。同时， 还会划伤密封件，使泄漏流量增加。
• 2.4.3 局部压力损失
• 2.4.4 管路系统总压力损失
• 2.5 液体流经孔口及缝隙的流量
• 2.5.1 孔口流量 • (1)薄壁孔口流量
图2.16 流经薄壁小孔的液流
• (2)短孔、细长孔口流量
• 2.5.2 缝隙流量 • (1)固定平行平板缝隙流量
图2.17 固定平行平板的缝隙流量
• (1)理想液体、定常流动和一维流动
图2.9 流线、流管、流束
• (2)流线、流管、流束 • (3)通流截面、流量和平均流速
• 2.3.2 连续性方程
液压与气压传动
二、 连续性方程 连续性方程是质量守恒定律在流体力学中的一种具体表现 形式。对定常流动而言，液体在单位时间内通过管内任一截面 的液体质量必然相等。 m1 = m2 1v1 A1 2v2 A2
若忽略液体可压缩性 ρ1=ρ2 =ρ 则 v1A1 = v 2A2 或 q = vA = 常数 结论：液体在管道中流动时，流过各个断面的流量是相等 的，因而流速和过流断面A成反比。 运动速度取决于流量，而与流体的压力无关。
二、 静止液体中的压力分布 如图2.1所示。在垂直方向上力平衡方程式
pA p0 A ghA
式中，ρgh△A为小液柱的重力， ρ—液体的密度
△A
上式化简后得：
p p0 gh （2-7)
上式即为液体静压力的基本方程。 如上表面受到大气压力pa作用,则
p pa gh
液体静力学基本方程说明什么问题： （1） 静止液体中任何一点的静压力为作用在液面的 压力Po和液体重力所产生的压力ρ gh之和。 （2） 液体中的静压力随着深度h 而线性增加。 （3）在连通器里，静止液体中只要深度h 相同其压 力都相等。由压力相等的组成的面称为等压面。 在重力作用下静止液体中的等压面是一个水平面。
将流管截面无限缩小趋近于零，便获 得微小流管或微小流束。微小流束截面各 点处的流速可以认为是相等的。 流线彼此平行的流动称为平行流动。 流线间夹角很小，或流线曲率很大的流动 称为缓变流动。平行流动和缓变流动都可 认为是一维流动。 （ 3）通流截面、流量和平均流速 通流截面：在流束中与所有流线正交的截 面。在液压传动系统中，液体在管道中流 动时，垂直于流动方向的截面即为通流截 面，也称为过流断面。
q A
液压缸的运动速度
A v
液压与气压传动
第一章液压传动概述第一节液压传动发展概况一、液压传动的定义一部完整的机器由原动机部分、传动机构及控制部分、工作机部分（含辅助装置）组成。
原动机包括电动机、内燃机等。
工作机即完成该机器之工作任务的直接工作部分，如剪床的剪刀、车床的刀架等。
由于原动机的功率和转速变化范围有限，为了适应工作机的工作力和工作速度变化范围变化较宽，以及性能的要求，在原动机和工作机之间设置了传动机构，其作用是把原动机输出功率经过变换后传递给工作机。
一切机械都有其相应的传动机构借助于它达到对动力的传递和控制的目的。
(举例说明机器的组成及传动机构在机器中的作用及能量在机器工作过程中输入、输出的转换形式。
)传动机构通常分为机械传动、电气传动和流体传动机构。
机械传动是通过齿轮、齿条、蜗轮、蜗杆等机件直接把动力传送到执行机构的传递方式。
电气传动是利用电力设备，通过调节电参数来传递或控制动力的传动方式。
流体传动是以流体为工作介质进行能量转换、传递和控制的传动。
它包括液压传动、液力传动和气压传动。
液压传动和液力传动均是以液体作为工作介质进行能量传递的传动方式。
液压传动主要是利用液体的压力能来传递能量；而液力传动则主要是利用液体的动能来传递能量。
(举例说明液压传动和液力传动的区别)由于液压传动有许多突出的优点，因此被广泛用于机械制造、工程建筑、石油化工等各个工程技术领域。
液压传动——利用液体静压力传递动力液体传动液力传动——利用液体静流动动能传递动力流体传动气压传动气体传动气力传动二、液压传动的发展概况自18世纪末英国制成世界上第一台水压机算起，液压传动技术已有二三百年的历史。
直到20世纪30年代它才较普遍地用于起重机、机床及工程机械。
在第二次世界大战期间，由于战争需要，出现了由响应迅速、精度高的液压控制机构所装备的各种军事武器。
第二次世界大战结束后，战后液压技术迅速转向民用工业，液压技术不断应用于各种自动机及自动生产线。
本世纪60年代以后，液压技术随着原子能、空间技术、计算机技术的发展而迅速发展。
气压传动与液压传动的比较分析
气压传动与液压传动的比较分析气压传动和液压传动都是常见的工业传动方式，它们在工业领域广泛应用。
本文将对气压传动和液压传动进行比较分析，从能源效率、控制系统、维护成本等方面进行对比，以便更好地了解两者的差异与适用场景。
一、能源效率气压传动和液压传动在能源效率方面有一定的差异。
气压传动系统使用的是压缩空气作为动力源，而液压传动则使用液体作为动力源。
由于压缩空气具有较低的能量传输效率，气压传动在同等功率下的能源效率相对较低。
液压传动系统由于液体的高传输效率，在同等条件下能够实现更高的能源转换效率。
二、控制系统在控制系统设计方面，气压传动和液压传动也存在一些不同。
气压传动系统的控制相对简单，往往采用开关控制或者调节阀控制来实现运动的启停和速度的调节。
而液压传动系统采用的是流量控制技术，可以实现精确的运动控制，例如速度控制、位置控制等。
液压传动的控制系统较为复杂，但也具备更高的控制精度和灵活性。
三、维护成本从维护成本的角度看，气压传动和液压传动也有一些区别。
由于气压传动系统相对简单，其维护成本相对较低。
气压传动系统不需要液体介质，维护过程中无需更换油液或者进行液压系统的排气等工作。
液压传动系统则需要定期更换液体介质，并进行液压系统的检修和保养。
液压传动的维护成本较高，但在可靠性和稳定性方面更具优势。
结论综上所述，气压传动和液压传动在能源效率、控制系统和维护成本等方面存在一定的差异。
气压传动适用于对精度要求不高的简单控制系统，维护成本相对较低；而液压传动适用于对精度要求高、需要精确控制的系统，虽然维护成本较高但相对更稳定可靠。
在实际应用中，需要根据具体需求和条件来选择合适的传动方式。
总之，气压传动与液压传动都是在工业领域中常见的传动方式。
对于不同的应用场景，根据能源效率、控制系统和维护成本等方面的比较分析，我们可以选择更适合的传动方式，以提高工作效率和降低成本。
在未来的发展中，也有可能出现新的传动方式，我们需要密切关注并进行适时的技术更新与应用。
液压与气压传动
液压系统的 基本组成
动力元件：液压泵。
执行元件：液压缸、液压马达。
控制调节元件：控制和调节液压系统的压力、 流量及液流方向的装置，如各类液压阀等。
液压传动系统组成
两次能 量转化
动力元件（液压泵）将机械能转换为液体的压力能；
对环境的适应性好。如：易燃易爆、高温场合、 食品、医药医疗。
气压传动的特点
相比之下，空气介质具有无成本、流动阻力小、较易压缩、环境适应强等特点
压力小，动力性能不如液压，执行件尺寸较大。
气压传动 的特点为
系统稳定性差、调速性能差。
某些情况气源处理装置花费大
液压传动的基本应用
工程机械
1
2 金属切削机床、压力机
液压与气动传动的工作原理
液压传动的工作原理： 如图1-1是液压千斤顶的工作原理图。提起手柄→小活塞 上移→小活塞下端油腔容积增大(形成局部真空)→单向阀 4打开→经吸油管5从油箱12中吸油; 压下手柄→小活塞下移→小活塞下腔压力升高→单向阀4 关闭，单向阀7打开→下腔的油液经管道6、单向阀7输入 油缸9的下腔→迫使大活塞8上移→顶起重物。再提手柄 吸油时→单向阀7自动关闭→油液不能倒流→保证了重物 不会自行下落。不断地往复扳动手柄，就能不断地把油液 压入举升缸下腔，使重物逐渐地升起。如打开截止阀11→ 举升缸下腔的油液经管道10、截止阀11流回油箱→重物 就向下移动。这就是液压千斤顶的工作原理。
执行元件（液压缸、液压马达等）将液体的压力能转 化为机械能输出，以得到既定的运动和力的形式。
工作介质：通常为液压油
液压系统的 基本组成
辅助元件：如油管、管 接头、油箱、过滤器、 蓄能器和压力表等。
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液压与气压传动项目报告液压系统原理图设计
组长：刘德龙
组员：刘凯、曾博泰
许朋、张金星
指导教师：高殿荣
日期：2011/10/17
目录
摘要 (1)
一、设计任务 (1)
二、设计思路 (1)
三、相关参数的确定 (1)
四、液压回路原理简述 (2)
1、液压缸上升阶段 (3)
2、液压缸在任意位置停止阶段 (3)
3、液压缸下降阶段 (3)
五、液压元件及型号的选取 (4)
六、设计总结 (4)
摘要：液体传动是以液体为工作介质进行能量传递和控制的一种传动系统。
液压系统的设计师整个机器设计的一部分，它的任务是根据机器的用途、特点和要求，利用液压传动的基本原理，拟定出合理的液压系统图，再经过必要的计算来确定液压系统的参数，然后按照这些参数来选用液压元件的规格和进行系统的结构设计。
一、设计任务
已知两液压缸的规格为，它们的活
塞杆端与一横梁刚性地连接在一起，所
要克服的载荷F=1.2×105N，液压缸工
作的最大行程速度为0.04m/s，速度可
调。
要求两个液压缸运动过程中位置同
步，并能在任意位置上停止不动。
设计
满足以上条件的液压系统原理图。
二、设计思路
由给出的条件，速度要求可调，且能保持运动过程中位置同步，所以需要调速阀。
要求能在任意位置上停止不动，由于液控单向阀具有良好的密封性能，即使在外力作用下也能使执行元件长期锁紧，故选用锁紧回路，为了保证在三位换向阀中位时锁紧，换向阀采用Y型机
能。
为了实现快速返回，故和调速阀
并联一个单向阀，使回油过程中直接
通过单向阀回油箱，不经过调速阀，
减少回油阻力。
为了使能量充分利用
和保证油质，选用囊式蓄能器和吸油
滤油器。
采用溢流阀保证系统安全。
故设计右图液压系统原理图，其中：
1 油箱
2 滤油器3叶片泵 4 单
向阀 5 囊式蓄能器 6 电磁换向
阀7调速阀8液控单向阀9 液
压缸10 溢流阀
三、相关参数的确定
计算过程如下：
P1=F1/A1=（F/2）/（πD2/4）=（0.6
×105×4）/（3.14×0.092）=9.4MPa
由V max=0.04m/s
所以q1=V max·A1=0.04×（3.14×
0.092/4）=0.00025434m3/s
所以q=2q1=0.00051 m3/s；初步确定泵的转速为1000r/min。
：
则泵的排量V
排
V排=（1.2~1.3）q/n=（1.2~1.3）×0.00051×60×1000/1000=（0.037~0.040）L/r 由于叶片泵输出流量均匀，脉动小、噪声小，故选择叶片泵。
叶片泵功率计算：
P=p·q/η总=（p·q）（ηm·ηv）=（9.4×106×0.00051）/0.9=5.3kW
油箱的体积：
V=（5~10）q p=（2.8L~5.7L）
四、液压回路原理简述
1、液压缸上升阶段：
开启电机，带动叶片泵工作，电磁换向阀得电，此时平行位工作，油箱中的油经叶片泵，通过滤油器向液压回路
及蓄能器中供油，通过调速阀来调整
管路中的流量，进而实现两液压缸速
度可调，且能使两液压缸运动过程中
保持位置同步，液压缸中回油经液控
单向阀可顺利实现回油。
工作状态见
下图：
2、液压缸在任意位置停止阶段：
此时电磁换向阀断电，选择中位
工作，由于锁紧回路的作用能使液压
杆长时间处于悬停阶段，而且能保证
因突然断电而造成液压杆失去控制造
成人员伤亡。
而液压泵继续供油向蓄
能器供油，当达到溢流阀开启压力时，
油液则通过溢流阀将压力卸下，防止
压力过高损坏泵。
单向阀的作用是防
止因突然断电而出现的蓄能器中油液
回流到液压泵。
工作状态见下图：
3、液压缸下降阶段：
电磁铁得电，叉位工作，此时液压泵供出的油经液控单向阀流向上腔，而下
腔中的油液则经过与调速阀相并联的单向阀回油箱，由于经单向阀时压力损失小，固可实现快速返回。
工作状态见上图：
五、液压元件及型号的选取
1、选电机：型号Y160M-6，功率7.5KW，转速970r/min，重量119kg。
一个。
2、选管材：干路中选10通径，支路中选6通径。
3、选吸油滤油器：型号：RFB-40*C/Y，公称流量40L/min，重量4.8kg，过滤精
度5微米。
一个
4、选三位四通电磁换向阀：型号：4WEBJ60。
一个
5、选调速阀:型号：2FRE6，通径6，压力至21MPa，流量至25L/min。
两个。
6、单向阀：型号：s6K110B 两个，s10K110B一个。
7、液控单向阀：型号：SVG10……B，四个。
设计过程中像锁紧回路中的液控单向阀，调速阀，三位四通电磁换向阀，液压泵等基本实现了设计要求，但考虑到能量利用，安全性等方面又增加了蓄能器，溢流阀，滤油器，单向阀等元件，以使回路趋于安全，稳定，节能的目的，增加其可操作性。
六、设计总结
为期一周的液压与气压传动课程设计结束了，通过这次的课程设计，让我们每一个人都获益良多，既系统地体验了液压传动设计的基本方法和基本设计过程，同时还深深地明白到自己在各方面的不足之处。
在这段课程设计实习的时间里，通过对设计任务的准备工作、查阅参考书籍、液压系统设计的说明计算、利用绘图软件CAXA绘制工作图、整理资料等等所
有工作的安排，这都让我们大大地巩固了以前所学知识，从不同的方面去扩展了我们的专业知识面，不仅仅是液压方面的知识，还有像机械设计等等之类的专业知识，而且还进一步培养提升了我们的通过不同途径查阅参考书籍的能力、设计计算能力、利用CAXA绘图的能力等，在一定程度上这次实习可以说是锻炼了
我们的系统设计能力、创新能力。
最重要得是，这次的设计任务的完成，不仅充分地展现了各组员的特点，更体现了我们组员之间互助互勉，通力合作的团队精神，这对于将来我们在工作和学习方面会有很大的帮助，是一次十分有意义的实践活动。
所以，在此衷心地感谢我们这一组的组员们，在整个实习过程中，大家一齐认真准备、讨论、研究，分工合作，精益求精，共同完成了这次的设计任务；此外，特地衷心地感谢我们的指导老师——高殿荣老师，是他严谨的教学态度、敬业的教导才使我们能够顺利完成这一次的课程设计，让我们从中学到了不少理论和实际的专业知识，着实锻炼了我们的综合能力，受益不浅。