第2章液压与气动系统

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1、第第2章章 液压与气动系统液压与气动系统2022-6-11要点概述要点概述 2.1 液压与气动技术的研究对象液压与气动技术的研究对象 2.2 液压与气压传动介质液压与气压传动介质 2.3 压力的传递特性压力的传递特性2022-6-122.1 液压与气动技术的研究对象液压与气动技术的研究对象 液压与气动是以流体（液压油或压缩空气）为工作介质进液压与气动是以流体（液压油或压缩空气）为工作介质进行能量传递和控制的一种传动方式。行能量传递和控制的一种传动方式。 液体传动是以液体（水、油、乳化液）为工作介质来传递液体传动是以液体（水、油、乳化液）为工作介质来传递动力（能量）的过程。包括液压传动（静压力）

2、和液力传动力（能量）的过程。包括液压传动（静压力）和液力传动（动能）。动（动能）。 （1）液压传动主要以液体压力能来传递动力；）液压传动主要以液体压力能来传递动力； （2）液力传动主要以液体流动形成的动能来传递动力。）液力传动主要以液体流动形成的动能来传递动力。 气压传动是以压缩空气的压力能来传递动力。气压传动是以压缩空气的压力能来传递动力。2022-6-132.1 液压与气动技术的研究对象液压与气动技术的研究对象 2.1.1 液压与气压传动的工作原理液压与气压传动的工作原理 液压千斤顶也是利用静压力相等原理，液压传递原理图。液压千斤顶也是利用静压力相等原理，液压传递原理图。 在密封容器内，施

3、加于静止流体上的各点压力将以等值并在密封容器内，施加于静止流体上的各点压力将以等值并同时传递到流体内各点，流体的内部压力将作用于流体的同时传递到流体内各点，流体的内部压力将作用于流体的包裹面，因此其容器内压力方向垂直于内表面。包裹面，因此其容器内压力方向垂直于内表面。 容器内的液体各点压力为：容器内的液体各点压力为： 21WFpAA 2022-6-142.1 液压与气动技术的研究对象液压与气动技术的研究对象 2.1.2 液压与气压传动系统的组成液压与气压传动系统的组成 1.执行机构部分执行机构部分 2.传感器检测机构部分传感器检测机构部分 3.控制机构部分控制机构部分 4.动力源机构部分动力源

4、机构部分 5.机械本体结构机械本体结构2022-6-152.1 液压与气动技术的研究对象液压与气动技术的研究对象 2.1.3 液压与气压传动的异同点液压与气压传动的异同点 1.相同点相同点 液压与气动系统在其传动控制的结构和原理上是相同的。液压与气动系统在其传动控制的结构和原理上是相同的。 2.不同点不同点 （1）传动介质不同）传动介质不同 （2）工作压力不同）工作压力不同 （3）有无对大气环境的泄漏）有无对大气环境的泄漏 （4）系统回路结构不同）系统回路结构不同 （5）基础元件的加工精度和配合精度不同）基础元件的加工精度和配合精度不同2022-6-162.1 液压与气动技术的研究对象液压与气

5、动技术的研究对象 2.1.4 液压与气压传动的优缺点液压与气压传动的优缺点 1.液压与气压传动的优点液压与气压传动的优点 （1）液压传动的优点）液压传动的优点 对于负载而言在相同功率输出的作用条件下，其液压执对于负载而言在相同功率输出的作用条件下，其液压执行元件具有体积小、重量轻、惯性小、结构紧凑、动态特行元件具有体积小、重量轻、惯性小、结构紧凑、动态特性好。即单位功率的执行机构重量轻。性好。即单位功率的执行机构重量轻。 液压系统可在较大范围内实现无级调速。液压系统可在较大范围内实现无级调速。 液压系统能快速起动、制动和频繁换向，具有工作平稳、液压系统能快速起动、制动和频繁换向，具有工作平稳、

6、反应快、冲击小的特点。反应快、冲击小的特点。 液压系统操作控制简便，通过机、电、气、液综合控制，液压系统操作控制简便，通过机、电、气、液综合控制，可以使整体系统的传动结构简单，易于调节并便于实现较可以使整体系统的传动结构简单，易于调节并便于实现较复杂的自动化控制过程。复杂的自动化控制过程。 液压系统的各元件相对运动表面能自行润滑，可以延长液压系统的各元件相对运动表面能自行润滑，可以延长元件的使用寿命。元件的使用寿命。 易于实现过载保护，安全性好。易于实现过载保护，安全性好。2022-6-172.1 液压与气动技术的研究对象液压与气动技术的研究对象（2）气压传动的优点）气压传动的优点空气作为工作

7、介质没有成本且取用方便，作功后的压缩空气可以直空气作为工作介质没有成本且取用方便，作功后的压缩空气可以直接排入大气，不会对周围环境造成污染。接排入大气，不会对周围环境造成污染。空气的黏度很低，流动阻力很小，压力损失少，适合集中供气和远空气的黏度很低，流动阻力很小，压力损失少，适合集中供气和远距离传输。距离传输。气动系统可以在易燃、易爆、多尘埃、强辐射、震动等恶劣工作环气动系统可以在易燃、易爆、多尘埃、强辐射、震动等恶劣工作环境下可靠地工作。境下可靠地工作。由于空气具有的压缩性，其压缩空气的储气罐本身就是气压储能器。由于空气具有的压缩性，其压缩空气的储气罐本身就是气压储能器。易于实现过载保护，安

8、全性好。易于实现过载保护，安全性好。2022-6-182.1 液压与气动技术的研究对象液压与气动技术的研究对象 2.液压与气压传动的缺点液压与气压传动的缺点 （1）液压传动的缺点）液压传动的缺点 以液压油为工作介质的液压传动系统，当出现泄漏时会以液压油为工作介质的液压传动系统，当出现泄漏时会造成环境污染。造成环境污染。 由于油液的粘度大，因而液压传动过程中的摩擦损失和由于油液的粘度大，因而液压传动过程中的摩擦损失和泄漏损失等能量损失相对较大，不宜远距离传动。泄漏损失等能量损失相对较大，不宜远距离传动。 液压油容易氧化，要定期更换，以防止沉淀物堵塞油路。液压油容易氧化，要定期更换，以防止沉淀物堵

9、塞油路。 当液压油中有大量的空气时，其液体具有可压缩性。当液压油中有大量的空气时，其液体具有可压缩性。 液压传动系统中存在惯性冲击问题，因此在执行元件的液压传动系统中存在惯性冲击问题，因此在执行元件的换向过程中，要防止抖动发生。换向过程中，要防止抖动发生。2022-6-192.1 液压与气动技术的研究对象液压与气动技术的研究对象 （2）气压传动的缺点）气压传动的缺点 工作压力低（一般低于工作压力低（一般低于1Mpa），一般用于小功率的场），一般用于小功率的场合。合。 由于空气的可压缩性大，负载变化对气压传动的影响大，由于空气的可压缩性大，负载变化对气压传动的影响大，速度稳定性差。速度稳定性差。

10、 排气噪声大，必须加消声器。排气噪声大，必须加消声器。 2.1.5 液压与气压传动的应用和发展液压与气压传动的应用和发展2022-6-1102.2 液压与气压传动介质液压与气压传动介质 2.2.1 液压传动介质液压传动介质-水和液压油水和液压油 1.液压油的特性液压油的特性 （1）液压油的密度）液压油的密度 单位体积的液体质量称为密度。单位体积的液体质量称为密度。 （2）液体的可压缩性）液体的可压缩性 液体受压力作用后其体积减小的特性称为液体的可压缩性，液体受压力作用后其体积减小的特性称为液体的可压缩性，但在液压系统中，由于液压油的可压缩性极小，所以可认但在液压系统中，由于液压油的可压缩性极小

11、，所以可认为油液是不可压缩的。为油液是不可压缩的。 MV3Kgm2022-6-1112.2 液压与气压传动介质液压与气压传动介质 （3）液压油的粘性）液压油的粘性 液体在外力作用下流动时，其内部分子间因有相对运动而液体在外力作用下流动时，其内部分子间因有相对运动而产生摩擦力，从而对分子流动形成一定的阻力，这种产生产生摩擦力，从而对分子流动形成一定的阻力，这种产生流动阻力特性的内摩擦力称为液体的粘性。粘性只有在流流动阻力特性的内摩擦力称为液体的粘性。粘性只有在流动过程中才能体现，粘性的大小可用粘度来衡量。动过程中才能体现，粘性的大小可用粘度来衡量。 1）动力粘度）动力粘度 2）运动粘度）运动粘度