文档介绍：普通高等教育“九五”国家级重点教材 普通高等工科教育机电类规划教材
液压与气压传动
周国柱主讲第2版
总目录
绪论
第一章流体力学基础
第二章液压动力元件
第三章液压执行元件
第四章液压控制元件
第五章液压辅助元件
第六章液压基本回路
第七章典型液压传动系统
第八章液压伺服和电液比例控制技术
绪论
液压与气压传动是研究以有压流体( 压力油或压缩空气)为能源介
质,来实现各种机械的传动和自动控制的学科。液压与气压传动实现传动
和控制的方法是基本相同的,它们都是利用各种元件组成所需要的各种控
制回路,再由若干回路有机组合成能完成一定控制功能的传动系统来进行
能量的传递、转换与控制。
液压传动所用的工作介质为液压油或其它合成液体,气压传动所用的
工作介质为空气,由于这两种流体的性质不同,所以液压传动和气压传动
又各有其特点。液压传动传递动力大,运动平稳,但由于液体粘性大,在
流动过程中阻力损失大,因而不宜作远距离传动和控制;而气压传动由于
空气的可压缩性大,且工作压力低( 通常在 ),所以传递动
力不大,运动也不如液压传动平稳,但空气粘性小,传递过程中阻力小、
速度快、反应灵敏,因而气压传动能用于远距离的传动和控制。
液压与气压传动的基本工
作原理是相似的,现以图 0-1
所示的液压千斤顶来简述液压
传动的工作原理。由图 0-1 a
可知,大缸体 9和大活塞 8组
成举升液压缸。杠杆手柄 1 、
小缸体 2 、小活塞 3 、单向阀
4 和 7 组成手动液压泵。如提
起手柄使小活塞向上移动,小
活塞下端油腔容积增大,形成
局部真空,这时单向阀 4 打开
通过吸油管 5从油箱 12中吸油;
用力压下手柄,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输入大缸体9的下腔,
迫使大活塞 8向上移动,顶起重
物。再次提起手柄吸油时,举升缸下腔的压力油将力图倒流入手动泵内,但此时单向阀 7 自动关闭,使油液不
能倒流,从而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。如果打开截止阀 11,举升缸下腔的油液通过管道 10 、阀 11流回油箱,大活塞在重物和自重作用
下向下移动,回到原始位置。
图0-1b为液压千斤顶的简化模型,据此可分析两活塞之间的力比例关系、
运动关系和功率关系。
当大活塞上有重物负载 W 时,
大活塞下腔的油液就将产生一定的
压力 p ,P = W/A2 。根据帕斯卡原
理“在密闭容腔内,施加于静止液体上的压力将以等值同时传到液压各点”。
因而要顶起大活塞及其重物负载W,在小活塞下腔就必须要产生一个等值的
压力P,也就是说小活塞上必须施加力F1,F1=pA1,因而有
p =F1/A2=W/A2 或 W/F1=A2/A1 (0-1)
由式(0-1)可知,当负载 W 增大时,流体工作压力P也要随之增大,
亦即 F1 要随之增大;反之,若负载W很小,流体压力就很低,F1 也就很小。
由此建立了一个很重要的基本概念,即在液压和气压传动中工作压力取决于
负载,而与流入的流体多少无关。
如果不考虑液体的可压缩性、漏损和缸体、油管的变形,从图0-1b可
以看出,被小活塞压出的油液的体积必然等于大活塞向上升起后大缸扩大的
体积。即
A1h1=A2h2 或 h2/h1=A1/A2 (0-2)
从式(0-2)可知,两活塞的位移和两活塞的面积成反比,
将A1h1 =A2h2 两端同除以活塞移动的时间t得
A1h1/t=A2h2/t 即 V2/V1=A1/A2 (0-3)
式中V1 、 V2分别为小活塞和大活塞得运动速度。
从式(0-3)可以看出,活塞的运动速度和活塞得作用面积成反比。
Ah/t的物理意义是单位时间内液体流过截面积为A的某一截面的体积,称
为流量q,即
q = AV
因此, A1V1=A2V2 (0-4)
如果已知进入缸体的流量q,则活塞的运动速度为
V=q/A (0-5)
调节进入缸体的流量 q,即可调节活塞的运动速度V,这就是液压与
气压传动能实现无级调速的基本原理。从式( 0-5 )可得到另一个重要
的基本概念。即活塞的运动速度取决于进入液压(气压)缸(马达)的
流量,而与流体压力大小无关。
由式(0-1