资源简介

项目四 液压和气压传动装置
课题一 液压传动装置
任务一 液压传动
【课题名称】
液压传动的基础知识
【教学目标与要求】
一、知识目标
1）了解液压传动的工作原理和组成。
2）熟悉液压传动的特点、图形符号及油液性质。
3）了解液压传动的基本参数、工作特性和压力损失。
二、能力目标
能够读懂液压传动系统图形符号的含义及传动过程。
三、素质目标
了解液压传动的特点及应用场合。
四、教学要求
1）了解液压传动的工作原理及其组成部份。
2）熟悉液压传动的主要特点及应用场合，熟悉图形符号的含义。
3）了解压力、流量和功率等基本参数的关系及工作特性。
4）了解液体流动中压力损失和液压用油的选用。
【教学重点】
液压传动的主要优、缺点和应用场合，能够识读液压图形符号的含义和液压传动的工作过程。
【难点分析】
这是一种全新的传动形式，是靠油液的动力来传递运动的，与机械传动完全不同。压力和流量是液压传递的两个因素，直线运动是液压传动的特点。突破原有的概念是学好本课程的前提，其次是要能读懂液压传动的图形符号，这是学好液压传动的基础。
【分析学生】
由于液压传动中油液是在密封的管道和容器中流动，是看不见的，不如机械传动直观可见，要学会从示意图形上来分析工作过程，这对学生也是一个新的飞跃，要引导学生适应这个变化。只要能读懂各元件的符号和传动系统图，就能较快地学会液压传动知识。
【教学思路设计】
选用讲授方法，突出油液的流动和压力两个重要参数在工作过程的作用。
【教学安排】
2学时（90分钟）
【教学过程】
前面所讲的机械传动是以构件的运动来传递运动的，而液压传动是液压油作为传递介质，由液压缸或活塞杆来执行运动，这两种传动方式有着本质的区别。在学习中要注重液压介质的压力和流量大小，它们是运动的动力。
一、工作原理
液压千斤顶的工作过程为：
F向上—油腔的容积变大—大气压推动单向阀抬起—油液进入油腔；
F向下—油腔的容积变小—油液压力升高—单向阀抬起—油液进入大活塞缸下腔—抬起重物—实现顶起重物的目的。
拧开放油阀—油液流回油腔—重物回到原有位置，这样就实现了一个工作循环。
由此可以看出，液压传递是以油液作为工作介质的，依靠密封容积的变化来传递运动，依靠油液内部的压力来传递动力。
二、液压传动系统的组成
1）动力部分 液压泵，提供压力油源。
2）执行部分 液压缸，执行直线运动。
3）控制部分 控制阀，控制液体压力、流量、流速和方向。
4）辅助部分 油液、管道、邮箱、连接件等。
任何液压传动系统都离不开以上四大部分。
三、液压传动的主要特点
1）执行元件可作无级调速，换向、制动快。
2）结构紧凑、体积小，能获得非常大的工作力。
3）由于压力大，密封性差，容易产生泄漏。
四、液压系统图形符号
液压系统图形符号比较直观，但制图麻烦，分析运动原理不太适用，国家已制定了一套液压元件标准符号，可以比较清晰方便地表达各种类型的液压传动系统，在元件课程中将逐一介绍。
五、液压传动的基本参数
1.压力p
这里所指的压力是物理学上的压强，即MPa ，常用液压传动的压力分成0～2.5 MPa、2.5～10 MPa和大于10MPa三个低、中和高压区域。常用自来水的压力为0.4 MPa。
2.流量
流量是单位时间内流过某管道截面液体的体积,即。
3.功率P
功率是单位时间内所作的功，即P=p，其中p和的单位分别为Pa和，P的单位为瓦，即W。
4.效率
由于传动中不可避免地会出现压力损失、流量泄漏损失和机械损失，所以输出功率要小于输入功率，两者之比为液压传动的效率，即，其中为输出功率。
六、液压传动系统的工作特性
液压传动具有其他传动形式所没有的传动特征。
1.按帕斯卡原理传递力
两活塞腔内的油液是相通的，其压力是相等的，所以
在大活塞缸中产生的推力应当为
从上式可以看出与和成正比，为获得较大的推力，可以增大面积和液压油的压力p。同时，也得出负载大，其压力也大，即液压系统中的压力取决于外载荷的大小，如果外载荷为0，则液压缸内的压力也为0，这一点一定要让学生记住。由于油泵供给的油压受到设备的限制，只能达到某预定的设计值，不可能无限的提高，如齿轮泵的最高压力为2.5 MPa，而叶片泵的压力最高为6.3 MPa。
2.按容积相等的原则传递运动速度
传动中，将油液视为不可压缩的，油泵压出的油液将全部流入液压缸，则必然遵循容积相等的原则，即
式中：和分别为小、大活塞的行程。
上式两边除以时间后得
得出
上式为传递速度的基本公式。可得
上式说明活塞的移动速度与其有效面积成反比，而与流量成正比，即速度取决于流量的大小。
七、压力损失
由于油液具有粘性，在流动时会损耗一部分能量，这种能量损耗表现为压力的损失。
压力损失分为两种情况，一种是液体在直管中流动因自身摩擦而产生的压力损失，称为沿程压力损失；另一种由于管道截面形状突然变化改变液流方向而引起的压力损失，称为局部压力损失。前者是克服内在的阻力而消耗的压力，如输油管道每隔一段需要给予加压的道理一样。后者是克服外在的压力，如管道直角变化一定会给油液产生压力损失。这两者都是不可避免的。
八、液压传动用油
液压油的质量对传动性能有明显的影响，因此对液压油的性质有一定的要求。
1.液压油的性质
1）密度 即单位体积油液的质量。密度大，则油的质量大。温度对密度的影响较大，温度高，密度变小；而压力的增加会使油的密度变大。
2）压缩性和膨胀性 即随压力的变化而使体积发生变化，在一般液压传动中，此特性可忽略不计。
3）粘度 是液压油的重要特性，粘度大则油液稠，反之粘度小则油液稀。
2.液压油的选用
选用液压油时主要参考以下几个方面：
1）粘度适当。
2）化学稳定性好，长期使用不变质。
3）闪点多、凝点低，即不易凝固，不易着火。
应参考用途中的要求选用相应的液压油牌号。
九、小结
1）液压传动的工作原理是靠密封容积的变化来传递运动和动力。压力是靠负载而产生的，没有外载，就没有压力。
2）液压传动主要由四部分组成，其优点是可无级变速，结构紧凑，可获得较大的工作力；主要缺点是会产生泄漏。
3）液压传动的基本参数是压力和流量。工作特性是液体内的等压力和等容积原则。压力损失是由内摩擦力和管道阻力产生的，在流动中是不可避免的。
4）油液选用应有适当的粘度，好的稳定性和高闪点、低凝点。
五、布置作业

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