气动/液压技术与应用 主讲：刘长志 辽宁轻工职业学院

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1 气动/液压技术与应用 主讲：刘长志 辽宁轻工职业学院
Liaoning Vocational College of Light Industry 气动/液压技术与应用 主讲：刘长志

2 第一章 液压与气动 Hydraulic & Pneumatic Transmission 概 述 项目一 液压传动概述 导言
概 述 目 录 项目一 液压传动概述 导言 任务一 液压传动工作原理及组成 任务二 液压传动的特点 任务三 液压传动的应用与发展 思考题及习题 辽宁轻工职业学院 Liaoning Vocational College of Light Industry

3 第一章 一、工作机构运动的实现 传动 执行机构 原动机 机构 (能量需求）
液压与气动 Hydraulic & Pneumatic Transmission 第一章 概 述 导 言 一、工作机构运动的实现 传动 机构 执行机构 (能量需求） 原动机 辽宁轻工职业学院 Liaoning Vocational College of Light Industry

4 第一章 二、引例 能量需求 液压与气动 Hydraulic & Pneumatic Transmission
概 述 导 言 二、引例 能量需求 辽宁轻工职业学院 Liaoning Vocational College of Light Industry

5 ? 第一章 消耗能量 （执行机构） 动力源 液压与气动 Hydraulic & Pneumatic Transmission 概 述 导 言
概 述 导 言 消耗能量 （执行机构） 动力源 ? 辽宁轻工职业学院 Liaoning Vocational College of Light Industry

6 第一章 通过机械组合传动 液压与气动 Hydraulic & Pneumatic Transmission 概 述 导 言
概 述 导 言 通过机械组合传动 辽宁轻工职业学院 Liaoning Vocational College of Light Industry

7 第一章 电气传动 液压与气动 Hydraulic & Pneumatic Transmission 概 述 导 言
概 述 导 言 电气传动 辽宁轻工职业学院 Liaoning Vocational College of Light Industry

8 通过液压传动 第一章 流体传动 液压与气动 Hydraulic & Pneumatic Transmission 概 述 导 言
概 述 导 言 流体传动 辽宁轻工职业学院 Liaoning Vocational College of Light Industry

9 第一章 液压与气动 Hydraulic & Pneumatic Transmission 概 述 控 制 导 言 停止 方向 启动 位置
概 述 导 言 控 制 停止 方向 启动 位置 速度 加速度 辽宁轻工职业学院 Liaoning Vocational College of Light Industry

10 第一章 三、动力传动的主要形式 1.机械传动 液压与气动 Hydraulic & Pneumatic Transmission 概 述
概 述 导 言 三、动力传动的主要形式 1.机械传动 包括杠杆、齿轮、链条、皮带、蜗轮蜗杆等； 传动简单、直接、可靠、效率高，但不易调节控制、难于实现自动化； 皮带传动 齿条传动 链条传动 辽宁轻工职业学院 Liaoning Vocational College of Light Industry

11 第一章 2.电气传动 3.流体传动 液压与气动 Hydraulic & Pneumatic Transmission 概 述
概 述 导 言 2.电气传动 以电机为主，多应用于回转运动； 传动快速、控制敏捷、可靠、精度高，但不能过载、难于实现无级 变速和在低速或静态下的大负荷驱动； 3.流体传动 液压传动——利用密闭系统中液体静压力传递运动和动力 液体传动 液力传动——利用非封闭状态下液体动能传递运动和动力 流体传动 气压传动 气体传动 气力传动 辽宁轻工职业学院 Liaoning Vocational College of Light Industry

12 第一章 一、 液压传动的工作原理 以液压千斤顶为例 液压与气动 Hydraulic & Pneumatic Transmission 概 述
概 述 任务一 液压传动工作原理及组成 一、 液压传动的工作原理 以液压千斤顶为例 辽宁轻工职业学院 Liaoning Vocational College of Light Industry

13 a）工作原理 b）泵的吸油过程 c）泵的压油过程
液压与气动 Hydraulic & Pneumatic Transmission 第一章 概 述 任务一 液压传动工作原理及组成 液压千斤顶的工作原理动画 a）工作原理 b）泵的吸油过程 c）泵的压油过程 1－杠杆 2－小活塞 3 －小缸体 4、5－单向阀 6－大缸体 7-大活塞 8－重物 9－卸油阀 10－油箱 辽宁轻工职业学院 Liaoning Vocational College of Light Industry

14 从液压千斤顶的工作过程,可以归纳出液压传动的基本原理:
液压与气动 Hydraulic & Pneumatic Transmission 第一章 概 述 任务一 液压传动工作原理及组成 从液压千斤顶的工作过程,可以归纳出液压传动的基本原理: (1)以液体(液压油)作为传递运动和动力的工作介质； (2)经过两次能量转换,先把机械能转换为便于输送的液体压力能,然后把液体的压力能转换为机械能对外做工； (3)依靠密封的容器(或封闭系统)内容积变化来传递能量。 辽宁轻工职业学院 Liaoning Vocational College of Light Industry

15 第一章 二、 液压传动系统的组成 液压传动系统的 工作原理及组成动画
液压与气动 Hydraulic & Pneumatic Transmission 第一章 概 述 任务一 液压传动工作原理及组成 二、 液压传动系统的组成 液压传动系统的 工作原理及组成动画 1－油箱 2－滤油器 3－液压泵 4－溢流阀 5－节流阀 6－换向阀 7－手柄 8－液压缸 9－工作台 辽宁轻工职业学院 Liaoning Vocational College of Light Industry

16 第一章 （1）动力元件 把原动机输入的机械能转化成液体压力能的装置,常见为各种液压泵。
液压与气动 Hydraulic & Pneumatic Transmission 第一章 概 述 任务一 液压传动工作原理及组成 （1）动力元件 把原动机输入的机械能转化成液体压力能的装置,常见为各种液压泵。 辽宁轻工职业学院 Liaoning Vocational College of Light Industry

17 第一章 （2）执行元件 把液体压力能转化成机械能的装置,包括各类液压缸和液压马达。
液压与气动 Hydraulic & Pneumatic Transmission 第一章 概 述 任务一 液压传动工作原理及组成 （2）执行元件 把液体压力能转化成机械能的装置,包括各类液压缸和液压马达。 辽宁轻工职业学院 Liaoning Vocational College of Light Industry

18 第一章 （3）控制元件 用来控制和调节液体传动系统中油液的压力、流量或方向，主要包括各种液压阀。
液压与气动 Hydraulic & Pneumatic Transmission 第一章 概 述 任务一 液压传动工作原理及组成 （3）控制元件 用来控制和调节液体传动系统中油液的压力、流量或方向，主要包括各种液压阀。 辽宁轻工职业学院 Liaoning Vocational College of Light Industry

19 第一章 （4）辅助元件 指油箱、储能器、油管、管接头、滤油器、压力表及流量计等其它装置。
液压与气动 Hydraulic & Pneumatic Transmission 第一章 概 述 任务一 液压传动工作原理及组成 （4）辅助元件 指油箱、储能器、油管、管接头、滤油器、压力表及流量计等其它装置。 （5）工作介质 在液压传动及控制中起传递运动、动力及信号的作用，包括液压油和其他合成液体。 辽宁轻工职业学院 Liaoning Vocational College of Light Industry

20 第一章 三、液压传动系统的图形符号 半结构式工作原理图：图形 直观性强，容易理解，但难于绘制 图形符号工作原理图：
液压与气动 Hydraulic & Pneumatic Transmission 第一章 概 述 任务一 液压传动工作原理及组成 三、液压传动系统的图形符号 半结构式工作原理图：图形 直观性强，容易理解，但难于绘制 图形符号工作原理图： 便于阅读、分析、设计和绘制液压系统 但 1）图形符号只表示元件的职能和管路的连接，不反 映元件结构和参数； 2）图上所示位置是静态位置或零位。 3）若无法用图形符号表示时，仍允许用半结构原理 图表示 辽宁轻工职业学院 Liaoning Vocational College of Light Industry

21 第一章 三、液压传动系统的图形符号 液压与气动 Hydraulic & Pneumatic Transmission 概 述
概 述 任务一 液压传动工作原理及组成 三、液压传动系统的图形符号 液压传动系统的工作原理 及组成（用图形符号表达） 1－油箱 2－滤油器 3－液压泵 4－溢流阀 5－节流阀 6－换向阀 7－手柄 8－液压缸 辽宁轻工职业学院 Liaoning Vocational College of Light Industry

22 第一章 一、液压传动的优缺点 1、优点 （1）体积小、重量轻、结构紧凑 外形尺寸是同功率电机的12%， 重量是同功率电机的10-20%。
液压与气动 Hydraulic & Pneumatic Transmission 第一章 概 述 任务二 液压传动的特点 一、液压传动的优缺点 1、优点 （1）体积小、重量轻、结构紧凑 外形尺寸是同功率电机的12%， 重量是同功率电机的10-20%。 （2）可以实现无级调速 （3）传递运动平稳、润滑好、寿命长 （4）易于实现自动化 （5）易于实现过载保护 （6）“制造容易” 辽宁轻工职业学院 Liaoning Vocational College of Light Industry

23 第一章 2、缺点 （1）有泄漏，效率低。 （2）油温变化时对传动性能有影响。 （3）制造精度要求高。 （4）故障不易查找。
液压与气动 Hydraulic & Pneumatic Transmission 第一章 概 述 任务二 液压传动的特点 2、缺点 （1）有泄漏，效率低。 （2）油温变化时对传动性能有影响。 （3）制造精度要求高。 （4）故障不易查找。 辽宁轻工职业学院 Liaoning Vocational College of Light Industry

24 液压与气动 Hydraulic & Pneumatic Transmission
第一章 概 述 任务三 液压传动的应用与发展 一、液压传动的发展 第一阶段： 液压传动从17世纪帕斯卡提出静压传递原理、1795年世界上第一 台水压机诞生(1795年英国约瑟夫·布拉曼(Joseph Braman, )，在伦敦用水作为工作介质,以水压机的形式将其应用于工业上,诞生了世界上第一台水压机。1905年将工作介质水改为油,又进一步得到改善。 )，已有 210多年的历史，但由于没有成熟的液压传动技术和液压元件，且工艺制造水平低下，发展缓慢，几乎停滞。 辽宁轻工职业学院 Liaoning Vocational College of Light Industry 24

25 第一章 第二阶段：上世纪30年代，由于工艺制造水平提高，开始生产液压元件，并首先应用于机床。
液压与气动 Hydraulic & Pneumatic Transmission 第一章 概 述 任务三 液压传动的应用与发展 第二阶段：上世纪30年代，由于工艺制造水平提高，开始生产液压元件，并首先应用于机床。 第一次世界大战( )后液压传动广泛应用,特别是1920年以后,发展更为迅速。液压元件大约在19世纪末20世纪初的 20年间,才开始进入正规的工业生产阶段。1925 年维克斯(F.Vikers)发明了压力平衡式叶片泵，为近代液压元件工业或液压传动的逐步建立奠定了基础。 20 世纪初康斯坦丁·尼斯克(G·Constantimsco)对能量波动传递所进行的理论及实际研究；1910 年对液力传动(液力联轴节、液力变矩器等)方面的贡献，使这两方面领域得到了发展。 辽宁轻工职业学院 Liaoning Vocational College of Light Industry 25

26 液压与气动 Hydraulic & Pneumatic Transmission
第一章 概 述 任务三 液压传动的应用与发展 第三阶段： 上世纪50、60、70年代，工艺水平有了很大提高，液压与气动技术也迅速发展，渗透到国民经济的各个领域：从蓝天到水下，从军用到民用，从重工业到轻工业，到处都有流体传动与控制技术。 第二次世界大战( )期间，在美国机床中有30%应用了液压传动。在1955年前后，日本迅速发展液压传动，1956年成立了“液压工业会”。近20~30 年间，日本液压传动发展之快，居世界领先地位。 辽宁轻工职业学院 Liaoning Vocational College of Light Industry 26

27 液压与气动 Hydraulic & Pneumatic Transmission
第一章 概 述 任务三 液压传动的应用与发展 我国液压与气动技术从上世纪60年代开始发展较快，新产品研制开发和先进国家不差上下，但其发展速度远远落后于同期发展的日本，主要由于工艺制造水平跟不上去，制造比较困难，材料性能不能满足设计需要，影响了我国流体传动技术的发展。 辽宁轻工职业学院 Liaoning Vocational College of Light Industry 27

28 第一章 我国液压（含液力，下同）、气动和密封件工业发展历程，大致可分为三个阶段。 20世纪50年代初到60年代初为起步阶段；
液压与气动 Hydraulic & Pneumatic Transmission 第一章 概 述 任务三 液压传动的应用与发展 我国液压（含液力，下同）、气动和密封件工业发展历程，大致可分为三个阶段。 20世纪50年代初到60年代初为起步阶段； 60~70年代为专业化生产体系成长阶段； 80~90年代为快速发展阶段。 其中，液压工业于50年代初从机床行业生产仿苏的磨床、拉床、仿形车床等液压传动起步，液压元件由机床厂的液压车间生产，自产自用。 进入60年代后，液压技术的应用从机床逐渐推广到农业机械和工程机械等领域，原来附属于主机厂的液压车间有的独立出来，成为液压件专业生产厂。 辽宁轻工职业学院 Liaoning Vocational College of Light Industry 28

29 第一章 液压与气动 Hydraulic & Pneumatic Transmission 概 述
概 述 任务三 液压传动的应用与发展 到了60年代末、70年代初，随着生产机械化的发展，特别是在为第二汽车制造厂等提供高效、自动化设备的带动下，液压元件制造业出现了迅速发展的局面，一批中小企业也成为液压件专业制造厂。 进入80年代，在国家改革开放的方针指引下，随着机械工业的发展，基础件滞后于主机的矛盾日益突出，并引起各有关部门的重视。 近年来，行业加大了技术改造力度，1991~1998年 国家、地方和企业自筹资金总投入共约20多亿元，其中液压16亿多元。 目前我国已和美国、日本、德国等国著名厂商合资或由外国厂商独资建立了柱塞泵/ 马达、行星减速机、转向器、液压控制阀、液压系统、静液压传动装置、液压件铸造、气动控制阀、气缸、气源处理三联件、机械密封、橡塑密封等类产品生产企业50 多家，引进外资2亿多美元。 辽宁轻工职业学院 Liaoning Vocational College of Light Industry 29

30 第一章 经过40多年的努力，我国液压、气动和密封件行业已形成了一个门类比较齐全，有一定生产能力和技术水平的工业体系。
液压与气动 Hydraulic & Pneumatic Transmission 第一章 概 述 任务三 液压传动的应用与发展 经过40多年的努力，我国液压、气动和密封件行业已形成了一个门类比较齐全，有一定生产能力和技术水平的工业体系。 据1995年全国第三次工业普查统计，我国液压、气动和密封件工业乡及乡以上年销售收入在 100万元以上的国营、村办、私营、合作经营、个体、“三资”等企业共有 1300余家，其中液压约700家，气动和密封件各约 300余家。 按1996年国际同行业统计，我国液压行业总产值 23.48亿元，占世界第6位；气动行业总产值4.19亿元，占世界第10位。 辽宁轻工职业学院 Liaoning Vocational College of Light Industry 30

31 第一章 二、主要的发展动向： （1）高压、高速、大功率、高效、低噪声、经久耐用、高度集成化；
液压与气动 Hydraulic & Pneumatic Transmission 第一章 概 述 任务三 液压传动的应用与发展 二、主要的发展动向： （1）高压、高速、大功率、高效、低噪声、经久耐用、高度集成化； （2）与计算机科学相结合，新型液压元件和液压系统的计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助测试（CAT）、计算机直接控制（CDC）、计算机实时控制技术、机电一体化技术、计算机仿真技术和优化技术； （3）与其他相关科学结合, 如污染控制技术、可靠性技术等方面也是当前液压技术发展和研究的方向； （4）开辟新的应用领域。 辽宁轻工职业学院 Liaoning Vocational College of Light Industry 31

32 第一章 三、液压传动的应用 液压与气动 Hydraulic & Pneumatic Transmission 概 述
概 述 任务三 液压传动的应用与发展 三、液压传动的应用 工程机械 推土机、挖掘机、压路机 起重运输 汽车吊、叉车、港口龙门吊 矿山机械 凿岩机、提升机、液压支架 建筑机械 打桩机、平地机、液压千斤顶 农业机械 拖拉机、联合收割机 冶金机械 压力机、轧钢机 锻压机械 压力机、模锻机、空气锤 机械制造 组合机床、冲床、自动线、气动扳手 轻工机械 打包机、注塑机 汽车工业 汽车中的转向器、减振器、自卸汽车 智能机械 模拟驾驶舱、机器人 辽宁轻工职业学院 Liaoning Vocational College of Light Industry

33 第一章 固定形式设备（工业液压） 液压与气动 Hydraulic & Pneumatic Transmission 概 述
概 述 任务三 液压传动的应用与发展 固定形式设备（工业液压） 辽宁轻工职业学院 Liaoning Vocational College of Light Industry

34 第一章 液压与气动 Hydraulic & Pneumatic Transmission 概 述 任务三 液压传动的应用与发展
概 述 任务三 液压传动的应用与发展 辽宁轻工职业学院 Liaoning Vocational College of Light Industry

35 第一章 工程机械（行走液压） 液压与气动 Hydraulic & Pneumatic Transmission 概 述
概 述 任务三 液压传动的应用与发展 工程机械（行走液压） 辽宁轻工职业学院 Liaoning Vocational College of Light Industry

36 第一章 液压与气动 Hydraulic & Pneumatic Transmission 概 述 任务三 液压传动的应用与发展
概 述 任务三 液压传动的应用与发展 辽宁轻工职业学院 Liaoning Vocational College of Light Industry

37 第一章 液压与气动 Hydraulic & Pneumatic Transmission 概 述 工程机械 机床应用 船舶航空 娱乐行业
概 述 任务三 液压传动的应用与发展 工程机械 机床应用 船舶航空 娱乐行业 37 辽宁轻工职业学院 Liaoning Vocational College of Light Industry

38 第一章 液压与气动 Hydraulic & Pneumatic Transmission 概 述 任务三 液压传动的应用与发展 38
概 述 任务三 液压传动的应用与发展 辽宁轻工职业学院 Liaoning Vocational College of Light Industry 38

39 第一章 液压与气动 Hydraulic & Pneumatic Transmission 概 述
概 述 任务三 液压传动的应用与发展 生物界也有不少活的液压传动装置，如猪茏草的花瓣、含羞草的枝叶就是靠液压传动完成开合动作的；蜘蛛靠加在腿内的特殊体液上的压力的改变，控制腿的灵活动作。人类根据自然界的这些现象，研制了许多液压传动装置，用于工程实际。 辽宁轻工职业学院 Liaoning Vocational College of Light Industry 39

40 第一章 液压与气动 Hydraulic & Pneumatic Transmission 概 述 一、填空：
概 述 思考题与习题 一、填空： 1.一部完整的机器一般主要由 、 和 三部分组成。 2.液压传动是主要利用 能的液体传动。 3.传动机构通常分为 、 和 。 4.一般地，液压传动系统由 、 、 、 和 五部分组成。 5.液体传动是以液体为工作介质的流体传动，包括 和 。 二、简答： 1.何谓液压传动？液压传动基本原理是什么？ 2.液压传动系统若能正常工作，必须由哪几基本组成部分？各部分的作用是什么？ 辽宁轻工职业学院 Liaoning Vocational College of Light Industry 40

41 Take a Break 第一章 液压与气动 Hydraulic & Pneumatic Transmission 概 述 41
概 述 Take a Break 辽宁轻工职业学院 Liaoning Vocational College of Light Industry 41