第一章液壓與氣動概論

2022-12-27 21:36:06 字數 3076 閱讀 4789

一、主要概念

1.液壓傳動的定義,液壓傳動的兩個工作特性

【答】液壓傳動的定義: 以液體為介質,依靠流動著液體的壓力能來傳遞動力的傳動稱為液壓傳動。

液壓傳動的兩個工作特性是:①液壓系統的壓力(簡稱系統壓力,下同)大小(在有效承壓面積一定的前提下)決定於外界負載。②執行元件的速度(在有效承壓面積一定的前提下)決定於系統的流量。

這兩個特性有時也簡稱為:壓力決定於負載;速度決定於流量。

2.液壓系統的四大組成部分及其作用

【答】五大組成部分為:

①能源裝置它是將電機輸入的迴轉式機械能轉換為油液的壓力能(壓力和流量)輸出的能量轉換裝置,一般最常見的形式是液壓幫浦。

②執行元件它是將油液的壓力能轉換成直線式或迴轉式機械能輸出的能量轉換裝置,一般情況下,它可以是做直線運動的液壓缸,也可以是做迴轉運動的液壓馬達。

③調節控制項它是控制液壓系統中油液的流量、壓力和流動方向的裝置,即控制液體流量的流量閥(如節流閥等)、控制液體壓力的壓力閥(如溢流閥等)及控制液體流

④輔助元件這是指除上述三項以外的其他裝置,如油箱、濾油器、油管、管接頭、熱交換器、蓄能器等。這些元件對保證系統可靠、穩定、持久的工作有重大作用。

⑤工作介質液體、壓縮空氣。

3.液壓傳動的主要優缺點

【答】和機械、電力等傳動相比,液壓傳動有如下優點:

①能方便地進行無級調速,且調速範圍大。

②功率質量比大。一方面在相同的輸出功率前提下,液壓傳動裝置的體積小、質量輕、慣性小、動作靈敏(這對於液壓自動控制系統具有重要意義);另一方面,在體積或質量相近的情況下,液壓傳動的輸出功率大,能傳遞較大的轉矩或推力(如萬噸水壓機等)。

③調節、控制簡單,方便,省力,易實現自動化控制和過載保護。

④可實現無間隙傳動,運動平穩。

⑤因傳動介質為油液,故液壓元件有自我潤滑作用,使用壽命長。

⑥可採用大推力的液壓缸和大轉矩的液壓馬達直接帶動負載,從而省去了中間的減

速裝置,使傳動簡化。

⑦液壓元件實現了標準化、系列化,便於設計、製造和推廣使用。

液壓傳動的缺點是:

①漏。因傳動介質油液是在一定的壓力下,有時是在較高的壓力下工作的,因此在有相對運動的表面間不可避免的要產生洩漏。同時,由於油液不是絕對不可以壓縮的,油管等也會產生彈性變形,這就使得液壓傳動不宜用在傳動比要求較嚴格的場合。

②振。工作介質油液可使液壓傳動比機械傳動平穩,但液壓傳動中的液壓衝擊和空穴現象又會產生很大的振動和雜訊。

③熱。在能量轉換和傳遞過程中,由於存在機械摩擦、壓力損失、洩漏損失,因而易使泊液發熱、總效率降低。故液壓傳動不宜用於遠距離傳動。

④液壓傳動的效能對溫度較敏感,故不宜在高溫及低溫下工作。液壓傳動裝置對油液的汙染亦較敏感,故要求有良好的過濾設施。

⑤液壓元件要求的加工精度高,在一般情況下又要求有獨立的能源(如液壓幫浦站),這些可能使產品成本提高。

⑥液壓系統出現故障時不易查詢原因,不易迅速排除故障。在上述的優、缺點中,有代表性的,能突出液壓傳動特點的是前三條。

4.液壓系統的圖形符號

【答】液壓系統的圖形符號有兩種,一種是半結構圖,如教材中的圖1-2。在這種圖中,對每個液壓元件只表示出其內部結構原理,外部形狀則一律不表示,故稱為半結構圖。這種圖的優點是:

直觀性強,容易理解,當液壓系統發生故障時查詢方便;缺點是:圖形較複雜,特別是當系統元件較多時繪製更不方便,占地面積也較大。另一種是職能符號圖(教材i中圖1-2)。

在這種圖形中,每個液壓元件都用國家規定的圖形符號(gb/t786.1-93)來表示。這些符號只表示相應元件的職能(作用)、連線系統的通路,不表示元件的具體結構和引數,並規定各符號所表示的都是相應元件的靜止位置或零位置(初始位置)。

這種圖的特點是圖面簡潔,油路走向清楚,對系統的分析、設計都很方便。因此現在世界各國採用的較多(具體表示方法大同小異)。如果某些自行設計的非標準液壓件無法用職能符號表示時,仍可採用半結構圖。

二、重點、難點和解題要領

1.重點及解題要領

本章內容的重點是:①液壓傳動的工作原理,即什麼是液壓傳動。②液壓傳動的兩個工作特性。這兩個概念,尤其是後者貫穿於液壓傳動課程的全過程,是本課程既重要又最基本的概念。

就傳動而言,有機械傳動、電傳動、液壓傳動、氣壓傳動等不同的傳動方式。其中機械傳動,例如齒輪傳動,力和速度從一根軸通過嚙合的齒輪傳到另一根軸上,比較直觀、易懂;而液壓傳動則是通過液體的壓力能來傳遞動力的,工作介質油液在封閉的管道內流動,摸不著,看不見,直觀性差,故較難理解。因此,通過平面磨床工作台往復直線運動的工作原理徹底了解、掌握液壓傳動的工作原理,即如何靠流動著的液體的壓力能來傳遞動力的,這是本課程的基礎。

而液壓系統的兩個工作特性,即壓力決定於負載、速度決定於流量,又是分析液壓系統工作過程和設計液壓系統的理論關鍵。因此,上述①、②兩個概念是本章的重點內容。

2.難點及解題要領

液壓傳動的兩個工作特性,尤其是壓力決定於負載這一特性是本章中的難點。所謂難點是指對初學者來說,很難理解透負載同壓力的"主、從"關係。只有通過課程的不斷深入才能真正消化這一概念。

事實上,要搞清壓力與負載的關係,首先應弄清什麼是負載。從廣義上講,一切阻礙液體(油液)流動的阻力都是負載:液體在油管裡流動,有管路的摩擦阻力----摩擦負載;液體流經各種液壓件,要克服一定阻力,造成壓力降,有液壓件負載;液體進入液壓缸、作用於有效承壓面上,推動液壓缸運動,就要克服外界施加於系統的、阻礙液壓缸運動的阻力----外負載。

前兩種(實際上不止這兩種)負載是內負載,往往都被考慮到系統的能量損失和效率中去;而後者才是系統對外做功、實實在在的、有用的、具體意義上的負載。可以設想,這種負載(即阻力)越大,使液壓缸運動、作用於液壓缸有效承壓面積上的壓力(在有效承壓面積一定的前題下)也越大,反之亦然。如果施加於液壓缸、阻礙其運動的阻力即外負載為零,則作用於液壓缸有效承壓面積上、推動液壓缸運動的油壓力也為零或接近於零。

這就是負載為主,壓力為從的主.從關係。

負載與壓力的上述關係還可以用「皮之不存,毛將焉附」這句話來比喻。

有人錯誤地認為,32mpa額定壓力的高壓幫浦,只要一啟動起來就會輸出32mpa的高壓油。這就是對壓力取決於負載這一基本概念不清所致。事實上,液壓幫浦輸出油液的油壓是靠阻礙油液流動的負載"憋"上去的,若沒有負載,油壓就"憋"不上去。

因此再高額定壓力的幫浦此時所輸出的油壓也是零。

另外,要把壓力決定於負載與壓力閥對壓力的控制區分開來。二者的關係,區別已在教材中有所闡明,故此不再贅述。

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