机械电子工程原理第五章液压与气动执行装置

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1、机械电子工程原理机械电子工程原理第五章第五章 液压与气动执行装置液压与气动执行装置 2液压与气动执行装置的组成液压与气动执行装置的组成n液压与气动执行装置分别以液体和气体作为工作液压与气动执行装置分别以液体和气体作为工作介质进行能量传动和控制，通常，它们由不同的介质进行能量传动和控制，通常，它们由不同的元件（如阀、缸、马达、泵、管路等）构成基本元件（如阀、缸、马达、泵、管路等）构成基本回路，进而组成为有机整体。回路，进而组成为有机整体。n液压与气动执行装置一般由四部分组成液压与气动执行装置一般由四部分组成 ： 3液压与气动执行装置的组成液压与气动执行装置的组成n能源装置：能源装置：将机械能转换

2、为流体的压力能的装置，将机械能转换为流体的压力能的装置，常见的设备包括空气压缩机和液压泵。常见的设备包括空气压缩机和液压泵。n执行元件：执行元件：将流体的压力能转换为机械能输出的装将流体的压力能转换为机械能输出的装置，它可以是做直线运动的液压缸或气缸，也可以置，它可以是做直线运动的液压缸或气缸，也可以是做回转运动的液压马达或气压马达。是做回转运动的液压马达或气压马达。n控制元件：控制元件：对系统中流体压力、流量和流动方向进对系统中流体压力、流量和流动方向进行控制或调节的装置，还包括实现信号转换、逻辑行控制或调节的装置，还包括实现信号转换、逻辑运算等功能的信号控制元件，主要是指各种阀。运算等功能

3、的信号控制元件，主要是指各种阀。n辅助元件：辅助元件：保证系统正常运行的辅助装置，如液压保证系统正常运行的辅助装置，如液压系统的蓄能器、滤油器、油箱和管件以及气动系统系统的蓄能器、滤油器、油箱和管件以及气动系统的空气过滤器、油雾器、消声器等。的空气过滤器、油雾器、消声器等。4液压与气压传动的优点液压与气压传动的优点 n液压传动具备有液压传动具备有功率密度大功率密度大的突出优点。在同等输出功率下的突出优点。在同等输出功率下具有体积小、质量小、运动惯性小、动态性能好的特点。具有体积小、质量小、运动惯性小、动态性能好的特点。n液压与气动元件的布置不受严格的空间位置限制，系统中各液压与气动元件的布置不

4、受严格的空间位置限制，系统中各部分用管道连接，布局安装有很大的灵活性，能构成用其它部分用管道连接，布局安装有很大的灵活性，能构成用其它方法难以组成的复杂系统。方法难以组成的复杂系统。n可以在运行过程中实现大范围的无级调速。减速比可达可以在运行过程中实现大范围的无级调速。减速比可达2000：1。n液压传动和液气联动传递运动均匀平稳，易于实现快速启动、液压传动和液气联动传递运动均匀平稳，易于实现快速启动、制动和频繁的换向。制动和频繁的换向。n操作控制方便，易于实现自动控制、中远距离控制、过载保操作控制方便，易于实现自动控制、中远距离控制、过载保护。护。n液压与气动元件属机械工业基础件，标准化、系列

5、化、通用液压与气动元件属机械工业基础件，标准化、系列化、通用化程度较高，有利于缩短机器的设计、制造周期和降低成本。化程度较高，有利于缩短机器的设计、制造周期和降低成本。n此外，气压传动还有以空气做工作介质，处理方便、无介质此外，气压传动还有以空气做工作介质，处理方便、无介质费用、泄漏污染环境小、不需要考虑介质变质及补充等问题费用、泄漏污染环境小、不需要考虑介质变质及补充等问题等突出的优点。等突出的优点。5液压与气压传动的缺点液压与气压传动的缺点 n在传动过程中，能量需经两次转换，传动效率偏在传动过程中，能量需经两次转换，传动效率偏低。低。n由于传动介质的可压缩性和泄漏等因素的影响，由于传动介质

6、的可压缩性和泄漏等因素的影响，不能严格保证定比传动。不能严格保证定比传动。n液压传动性能对温度比较敏感，油温变化会引起液压传动性能对温度比较敏感，油温变化会引起液压油的粘度变化，从而影响运动速度；系统不液压油的粘度变化，从而影响运动速度；系统不能在高温下工作，采用石油基液压油作传动介质能在高温下工作，采用石油基液压油作传动介质时还需注意防火问题。时还需注意防火问题。n液压与气动元件制造精度高，系统工作过程中发液压与气动元件制造精度高，系统工作过程中发生故障不易诊断。生故障不易诊断。65.1能源装置能源装置n液压能源装置液压能源装置n气动能源装置气动能源装置75.1.1液压能源装置液压能源装置n

7、液压泵利用容积大小的变化吸油和压油，将机械液压泵利用容积大小的变化吸油和压油，将机械能转变成液压能，是液压系统的主要能源装置。能转变成液压能，是液压系统的主要能源装置。n液压泵的种类很多，按其结构型式，主要有齿轮液压泵的种类很多，按其结构型式，主要有齿轮泵、叶片泵、柱塞泵等类型泵、叶片泵、柱塞泵等类型 。8液压泵的分类液压泵的分类n按照泵的排量能否改变，液压泵分为定量泵和变按照泵的排量能否改变，液压泵分为定量泵和变量泵。量泵。 9常用液压泵的主要性能常用液压泵的主要性能 性性 能能外啮合外啮合齿轮泵齿轮泵双作用双作用叶片泵叶片泵限压式变量限压式变量叶片泵叶片泵径向径向柱塞泵柱塞泵轴向轴向柱塞泵

8、柱塞泵额定压力额定压力/MPa低压低压(2.51.6)中压中压(6.316)中压中压(6.316)高压高压(1020)高压高压(2140)流量调节流量调节不能不能不能不能能能能能能能总效率总效率/(%)低低(6387)较高较高(6582)高高(8592)高高(8183)高高(8188)输出流量脉动输出流量脉动最大最大小小一般一般一般一般一般一般自吸性能自吸性能好好较差较差较差较差差差差差对油污染的敏感性对油污染的敏感性不敏感不敏感较敏感较敏感较敏感较敏感敏感敏感敏感敏感噪声噪声大大小小较大较大大大大大10常用泵符号常用泵符号 n液压泵是向液压系统提供一定流量和压力的油液液压泵是向液压系统提供一

9、定流量和压力的油液的动力元件，它是每个液压系统不可缺少的核心的动力元件，它是每个液压系统不可缺少的核心元件，合理的选好液压泵对于降低液压系统的能元件，合理的选好液压泵对于降低液压系统的能耗、提高系统的效率、降低噪声、改善工作性能耗、提高系统的效率、降低噪声、改善工作性能和保证系统的可靠工作都十分重要和保证系统的可靠工作都十分重要 a) 单向定量泵单向定量泵 b) 双向定量泵双向定量泵 c)单向变量泵单向变量泵 d) 双向变量泵双向变量泵11液压泵的选择液压泵的选择n选择液压泵的原则是：根据主机工况、功率大小和系选择液压泵的原则是：根据主机工况、功率大小和系统对工作性能的要求，首先确定的压泵的类

10、型，然后统对工作性能的要求，首先确定的压泵的类型，然后按系统所要求的压力、流量大小确定其规格型号按系统所要求的压力、流量大小确定其规格型号 。一般在负载小、功率小、精度要求不高的机械设备中，可用一般在负载小、功率小、精度要求不高的机械设备中，可用价格便宜的齿轮泵、双作用叶片泵；价格便宜的齿轮泵、双作用叶片泵；精度较高的机械设备（如磨床）可用螺杆泵、双作用叶片泵；精度较高的机械设备（如磨床）可用螺杆泵、双作用叶片泵；在负载较大并有快速和慢速工作行程的机械设备中（如组合在负载较大并有快速和慢速工作行程的机械设备中（如组合机床）可使用限压式变量叶片泵；机床）可使用限压式变量叶片泵；负载大、功率大的机

11、械设备（如龙门刨床、拉床）可使用柱负载大、功率大的机械设备（如龙门刨床、拉床）可使用柱塞泵，对于功率密度要求高、结构复杂的系统（如飞机发动塞泵，对于功率密度要求高、结构复杂的系统（如飞机发动机地面模拟系统）也多采用价格昂贵的柱塞泵；机地面模拟系统）也多采用价格昂贵的柱塞泵；而机械设备的辅助装置，如机床送料、夹紧等不重要的地方，而机械设备的辅助装置，如机床送料、夹紧等不重要的地方，可使用价廉的齿轮泵。可使用价廉的齿轮泵。12液压泵的选择液压泵的选择n选择液压泵时，按下式确定液压泵的选择液压泵时，按下式确定液压泵的油压油压pp:式中，式中，p1为执行液压件最大工作油压；为执行液压件最大工作油压；