搜索
孝感职业技术学院机电工程系科目：液压传动授课班级：02211时间：2003.9－2004.1主讲教师：陈志雄1第一讲【课题】绪论【授课方法】在液压专业教室对照演示台讲授【目的要求】了解本课程的研究对象；理解液压传动的工作原理；掌握液压传动系统的组成。【重点难点】液压传动系统的组成。【课时分布】研究对象10分钟工作原理30分钟系统的组成30分钟优缺点10分钟小结15分钟答疑10分钟【教学过程】绪论一、液压传动的研究对象液压传动：研究以有压流体（压力油）为能源介质，来实现各种机械的传动和自动控制的学科。利用元件组成各种控制回路，再由若干回路组合成能完成一定控制功能的传动系统。工作介质：液压油或其它合成液体。孝感职业技术学院机电工程系科目：液压传动授课班级：02211时间：2003.9－2004.1主讲教师：陈志雄2特点：传递动力大，运动平稳，但阻力损失大，不宜远距离传动和控制。二、液压传动的工作原理以千斤顶为例。从上图分析三个关系1.力比例关系根据帕斯卡原理“在密闭容器内，施加于静止液体上的压力将以等值同时传动到液体各点”，则有：p=F1/A1=W/A2即：W/F1=A2/A1因为A1、A2不变，故W增大则工作压力p也要增加。结论：在液压传动中，工作压力取决于负载，与流入的液体的多少无关。2.运动关系由体积相等可以推出：A1h1=A2h2h1h2WF1A2pA1p孝感职业技术学院机电工程系科目：液压传动授课班级：02211时间：2003.9－2004.1主讲教师：陈志雄3即：h2/h1=A1/A2(位移与面积成反比)两边同除移动时间则有A1h1/t=A2h2/t即：A1v1=A2v2v1/v2=A1/A2这就是说，活塞的运动速度和活塞的作用面积成反比。注意：Ah/t的物理意义是单位时间内流过的体积称为流量。用符号q表示。q=Avv=q/A可见，调节q就可调v（无级调整的基本原理）结论：活塞的运动速度取决于进入液压缸的流量，与流体压力大小无关。3.功率关系由W/F1=A2/A1和v1/v2=A1/A2→F1v1=Wv2即输出、输入功率相等。由此可推出P=pA1v1=pA2v2=pqp和q为两个基本的、重要的参数，其乘积为功率。绪论：液压传动是以流体的压力能来传递功率的。三、液压系统的组成以演示台为例讲出液压系统的组成及作用。1.能源装置：机械能压力能，如液压泵。2.执行装置：压力能机械能，液压马达，液压缸。孝感职业技术学院机电工程系科目：液压传动授课班级：02211时间：2003.9－2004.1主讲教师：陈志雄43.控制调节装置：对压力、流量、方向进行控制和调节的装置，如溢流阀、节流阀、换向阀等。4.辅助装置：油箱、过虑器、蓄能器。5.传动介质：液压油。四、液压传动的优缺点1.拖动能力：功率不如电力，但出力大，重量轻，惯性小，输出刚度大。2.控制方式性能：操作方便，省力，易于自动化，无级调速，传动比大（100：1），传动平稳，反应速度快，冲击小，能高速起动，制动，换向，过载保护，元件标准化，系列化，通用化好。3.缺点：泄漏、传动比不严格，传动效率低，不能在高温下工作，元件制造精度高，发生故障不易诊断。五、液压传动的应用及发展应用广泛。【小结】1.在液压传动中，工作压力取决于负载，与流入的液体的多少无关。2.活塞的运动速度取决于进入液压缸的流量，与流体压力大小无关。3.液压传动是以流体的压力能来传递功率的。4.液压系统的组成能源装置：机械能压力能，如液压泵。执行装置：压力能机械能，液压马达，液压缸。孝感职业技术学院机电工程系科目：液压传动授课班级：02211时间：2003.9－2004.1主讲教师：陈志雄5控制调节装置：对压力、流量、方向进行控制和调节的装置，如溢流阀、节流阀、换向阀等。辅助装置：油箱、过虑器、蓄能器。传动介质：液压油。【作业】1.液压传动系统由哪几个部分组成？试说说各部分的作用。2.在液压传动中，工作压力取决于什么？与流入的液体的多少有无关系？液压缸活塞的运动速度取决于进入液压缸的什么？与流体压力大小有无关系？液压传动是以流体的什么来传递功率的？【课后记载】孝感职业技术学院机电工程系科目：液压传动授课班级：02211时间：2003.9－2004.1主讲教师：陈志雄6第二讲【课题】液压泵概述、齿轮泵【授课方法】在液压专业教室对照实物模型讲授【目的要求】理解液压泵的工作原理及特点，掌握齿轮泵的工作原理及其结构特点。【重点难点】液压泵的特点及结构特点。【课时分布】复习5分钟泵的工作原理及特点20分钟主要参数15分钟外啮合齿轮泵40分钟小结5分钟答疑15分钟【教学过程】〖复习〗1.液压传动系统由哪几个部分组成？试说说各部分的作用。2.在液压传动中，工作压力取决于什么？与流入的液体的多少有无关系？液压缸活塞的运动速度取决于进入液压缸的什么？与流体压力大小有无关系？液压传动是以流体的什么来传递功率的？§2-1液压泵概述一、液压泵的工作原理及特点孝感职业技术学院机电工程系科目：液压传动授课班级：02211时间：2003.9－2004.1主讲教师：陈志雄71.工作原理依靠密封容积变化工作，也称容积式液压泵。2.特点（也是容积泵存在的条件）①具有若干个密封且又可以周期性变化的空间（输出的流量与空间的容积变化量和单位时间内的变化次数成正比，与其它因素无关）②油箱内液体的绝对压力必须不小于大气压力③具有相应的配流机构容积式液压泵中的油腔处于吸油时称吸油腔，处于压油时为压油腔。吸油腔的压力决定于吸油高度和吸油管路的阻力。吸油高度过高或吸油管路阻力太大，会使吸油腔真空度过高而影响液压泵的自吸性能，压油腔的压力则取决于处负载和排油管路的压力损失，与液压泵的流量无关。定量泵：输出的油液体积不可调。变量泵：输出的油液体积可调。按结构分：齿轮泵、叶片泵、柱塞泵。二、液压泵的主要性能参数1.压力①工作压力：实际工作时的输出压力，取决于处负载的大小。孝感职业技术学院机电工程系科目：液压传动授课班级：02211时间：2003.9－2004.1主讲教师：陈志雄8②额定压力：正常工作条件下，按试验标准规定连续运动的最高压力。③最高允许压力：允许液压泵短暂运行的最高压力。2.排量和流量①排量V：泵每转一周排出的体积，可调的为变量泵。②理论流量：不考虑泄漏的流量。③实际流量：某一工况下的流量④额定流量：正常工作条件下，按试验标准规定的必须保证的流量。3.功率①液压泵的功率损失A、容积损失：流量上的损失。主要原因：高压腔泄漏、油液的压缩及因吸油阻力太大、粘度大及转速过高导致油液不能全部充满密封工作腔。液压泵的容积效率随着液压泵工作压力的增大而减小，且随液压磁的结构类型不同而异。B、机械损失：转矩上的损失。原因：液压泵泵体内相对运动部件之间的机械摩擦和液体的粘性而引起。②液压泵的功率A、输入功率：作用在液压泵主轴上的机械功率。B、输出功率：液压泵工作过程中的实际吸、压油口孝感职业技术学院机电工程系科目：液压传动授课班级：02211时间：2003.9－2004.1主讲教师：陈志雄9间的压差和输出流量的乘积。③液压泵的总效率：容积效率与机械效率的乘积。§2-2齿轮泵一般为定量泵，应用广泛，有外啮合和内啮合，常用的为外啮合。一、外啮合齿轮泵的工作原理图2-3（P39）二、外啮合齿轮泵的排量和流量排量V=6.66zm2B理论流量qt=6.66zm2Bn实际流量q=6.66zm2Bnηv以上为平均流量，瞬时流量是脉动的。流量脉动率σ＝（qmax-qmin）/q一般z减少则脉动率变大。三、外啮合齿轮泵的结构特点和优缺点泄漏、困油和径向力不平衡是影响齿轮泵性能指标和寿命的三大问题。1.泄漏孝感职业技术学院机电工程系科目：液压传动授课班级：02211时间：2003.9－2004.1主讲教师：陈志雄10齿轮外圆和壳体内孔间的泄漏。两个齿轮的齿面啮合处的泄漏。齿轮端面和端盖间的泄漏：占75%-80%，间隙大，泄漏多，容积效率下降，间隙小则机械效率下降。设计和制造时要严格控制轴向间隙。2.困油用实物讲出什么是困油现象。图2-4（41）消除方法：开卸荷槽，当封闭容积减小时，与压油腔相通；当封闭容积增大时，与吸油腔相通。两卸荷槽一般不是对称开设的，往往向吸油腔偏移，但无论怎样，两槽间的距离必须保证在任何时候都不能使吸油腔和压油腔相互串通。3.径向力不平衡齿轮外圆上的压力不相等。力大可使轴弯曲，齿顶与壳体产生接触，加速轴承的磨损，降低轴承寿命。减小方法：缩小压油口、适当增大径向间隙、4.优缺点优点：结构简单，尺寸小，重量轻，制造方便，价格低廉，工作可靠，自吸力强，对油液污染不敏感，维护容易。缺点:径向力不平衡，磨损严重，泄漏大，压力的提高受限制。流量脉动大，压力脉动大及噪声都比较大。四、提高外啮合齿轮泵压力的措施孝感职业技术学院机电工程系科目：液压传动授课班级：02211时间：2003.9－2004.1主讲教师：陈志雄11要提高齿轮泵的压力，必须要减小端面的泄漏，一般采用齿轮端面间隙自动补偿的办法。图2-6（P42）【小结】1.液压泵的特点（容积泵存在的条件）2.影响齿轮泵性能指标和寿命的三大问题及解决办法。3.提高外啮合齿轮泵压力的措施。【作业】1.液压泵有哪些特点（即容积泵存在的条件是什么）？2.影响齿轮泵性能指标和寿命的三大问题是什么？如何解决？3.试说说提高外啮合齿轮泵压力的措施。【课后记载】孝感职业技术学院机电工程系科目：液压传动授课班级：02211时间：2003.9－2004.1主讲教师：陈志雄12第三讲【课题】液压缸【授课方法】在液压专业教室对照演示台讲授【目的要求】掌握液压缸和种类及其结构和组成特点；了解其设计计算方法。【重点难点】单杆式活塞缸的工作原理和差动联接。【课时分布】复习5分钟活塞式35分钟柱塞式5分钟摆动式5分钟其它10分钟典型结构30分钟小结5分钟答疑5分钟【教学过程】〖复习〗1.为什么液压马达和液压泵从能量的观点来看是可逆的，而实际上又不可逆？2.叶片式液压马达在结构上有什么特点？3.为什么液压马达带载启动时比较困难？孝感职业技术学院机电工程系科目：液压传动授课班级：02211时间：2003.9－2004.1主讲教师：陈志雄13§3-2液压缸一、分类结构：活塞式：往复运动、输出推力和速度柱塞式：往复运动、输出推力和速度摆动式：360º以内摆动，输出转矩和角速度。（一）、活塞式液压缸1.双杆式活塞缸两端都有一根直径相等的杆伸出。缸固定：工作台运动范围3l。小型机床用。活塞固定：工作台运动范围2l。大型机床用，要软管连接。F＝A（p1-p2）=π(D2-d2)(p1-p2)/4v=q/A=4q/π(D2-d2)2.单杆式活塞缸工作台移动范围为活塞有效行程的两倍。两端的有效面积不相等。以相同流量的压力油分别进入液压缸的左、右腔，则速度v与面积A成反比。无杆腔慢，有杆腔快。力F与面积A成正比。p2p1DdFAv孝感职业技术学院机电工程系科目：液压传动授课班级：02211时间：2003.9－2004.1主讲教师：陈志雄14无杆腔：F1＝A1p1-A2p2=π[(p1-p2)D2-p2d2]/4v1=q/A1=4q/πD2有杆腔：F2＝A2p1-A1p2=π[(p1-p2)D2-p1d2]/4v2=q/A2=4q/π(D2-d2)由上四式知，由于A1＞A2，则F1＞F2，v1v2若d减小，则速度比λv=v2/v1越接近于1，则v2与v1差越小。由λv和D可定d。若向两缸同时通油，则为差动连接。作差动连接的单出杆缸为差动液压缸。F3＝p1（A1-A2）=p1πd2/4V3=（q+qˊ）/A1=4q/πd2显然，F3小一些，v3大一些。若要V3＝V2则，可求出D＝1.414d。（二）、柱塞缸（自学）（三）、摆动缸（自学）（四）、其它液压缸1.增压缸也称增压器。低压p1推动大活塞带动小活塞输出高压p2。孝感职业技术学院机电工程系科目：液压传动授课班级：02211时间：2003.9－2004.1主讲教师：陈志雄15P2=p1(D/d)2=kp1(p1A1=p2A