液压与气压传动

发布时间：2009/09/22 来源：扬子工具集团 浏览次数:7338

液压与气压传动，又称液压气动技水，是机械设备中发展速度最快的技术之一．特别是近年来，随着机电一体化技术的发展，与微电子、计算机技术相结合，液压与气压传动进入一个新的垃展阶段。液压与气压传动尾以流体(液压油或压缩窜气)为工作介质进行能量传递和控制的一种传动形式。它们通过备种元件组成不同功能的基本回路，再由若干基本回路有机地组合成H有一定控制功能的传动系统。
 一、液压与气压传动的工作原理特征
 液压与气压传动的基本工作原理是相似的，现以图0-1所示液压千斤顶来简述谴压传动的工作原理。

    如图示，当向上抬起杠杆时，手动液压泵的小活塞向上运动．小液压缸l下腔容积增大形成局部真空，单向阀2关闭，油箱4的油液在人气压作用F经吸油管顶开单向阀3进入小液压缸下腔。当向下压杠杆时孙液压缸下腔容积减小，油液受
挤压，压力升高．关闭单向阀3，顶开单向阔2．油液经排油管进入大液压缸5的F腔，推动大活塞上移顶起重物。如此不断上下扳动杠杆，则不断有油液进人大液压缸下腔，使重物逐渐举升。如杠杆停止动作，大蔽压缸下腔油液压力将使单向阀2关闭，大活塞连同重物一起被自锁不动．停止在举升位置。如打开截止阀5，大撒压缸下腔通油箱，大活塞将在自重作用下向下移．迅速回复到原始位置。
    由液压千斤顶的工作原理得知，(1)液压缸1与单向阀2、3一起完成吸油与排油，将杠杆的机械能转换勾油液的压力能输出，秫为(手动)液碰图o l液压千斤项工作原理煳小＆Ⅲ缸2排{哇lmⅢ阔3 m∞$m月4～∞镕5一截t月6大《《n泵。大液压缸6将油液的压力能转换为机械能输出，抬起重物，称为(举升)液压缸。在这
里大、小液压缸组成r最简单的液压传动系统，实现了力和运动的传递。
    1力的传递
    设液压缸活塞面积为A。．作用在活塞上的负载力为n。该力在液压缸中所产生的液体压力为P：--F。／A：。根据帕斯卡原理，“在密闭容器内，施加于静止液体上的压力将U等值同时传到液体各点”，液压泵的排油压力P，应等于蔽压缸中的液体压力，即P．一P。一P．蔽压泉的排油压力叉称为系统压力。
    为r克服负载力使液压缸活塞运动，作用在液压泵活塞上的作用力F．应为
系统中的压力P也越高，所需的作用力F也越大，即系统压力与外负载密切相关。这是液压与气压传动工作原理的第一个特征：液压与气压传动中上作压力取决于外负载。
 2运动的传递
 如果不考虑液体的呵压缩陛、漏损和缸体、管路的变形，液压泵排出的液体体积必然等于进入液压缸的液体体积。设液压泵活塞位移为m液压缸活塞位移为S。，则有    s．Al一j 2A2    (2)
卜式两边同除以运动时间t．得    v一…lA J—o 2A。=q，    (3)
式巾 n、一液压泵活寒和液压缸活塞的平均运动速度；
    q、q：一一液压泉输出的平均流量和液压缸输入的平均流量。
    由卜述可见，液压与气压传动是靠密闭工作容积变化相等的原则实现运动(速度和位移)传递的。调节进入液压缸的流量q，即可调节活塞的运动速度”．这是液压与气压传动工作原理的第二个特征擂塞的运动速度只取决f输入流量的大小，m】与外负载无关。
    矾r面的讨论还可以看出．与外负载山相对应的流体参数是流体压力，与运动速度相对应的流体参数是流体流量。因此，压力和流量是液压与气压传动中两个最基本的。
    二、液压与气压传动系统的组成
    工程实际中的液压传动系统，在液压泵 谴压缸的基础上还设置有控制液压缸的运动方向、运动速度和最大推力的装置，F面以图0 2所示典型液压系统为倒，说明其组成。
    液压泵3由电动机驱动旋转．从油箱l经过滤器2吸油。当换向阀5阀芯处于图示位置时，压力油经阀4、阀5和管道9进入液压缸7的左腔，推动活塞向右运动。液压缸
右腔的油液经管道6、阀5和管道l0流回油箱．改变阀5阔芯l。作位置，使之处十左端
位置时，液压缸活塞反向运动。
    改变流量控制阀4的开口，可以改变进
八液压缸的流量，从而控制棱睚缸活塞的运动速度。液压泵排出的多余油液经溢流阔11和管
道12流刚油箱。液压缸的t作压力取决于负载。液压泵的最大工作压力由溢流阀】l调定，其
调定值应为液压缸的最大t作压力及系统中油液流经阀和管道的压力损失之总和。因此，彖
统的工作压力水会超过溢流阀的明定值，溢流阀对系统还起着过载保护作用。
    气压传动系统与液压传动系统相似．在气压发生装旨和气缸之间有控制压缩空气的压力、
流量和流动方向的各种动力控，刚元件干u逻辑运算、检测、自动控制等一类的信号控制儿=件，以
受使压缩空气净化、润滑、消卢和传输所需的一些装置。
    从}：日的例子可以看出．液压与气压传动系统主要由以F四个部分组成：
    、¨能源装置把机械能转换战流体压力能的装置。常见的是液压泵或空气压缩机，给
系统提供压力油或压埔宅气，
    (2)执行元件把流体的压力能转换成机械能输出的装氍。它可以是作直线运动的蔽压
缸或气缸，也可以是作回转运动的液压马达或气压马达。
    (3)控制元件对系统中流体压力、流量和流动方向进行摔制或调节的装置，以及进行
信号转换、逻辑运算和放天等功能的信号控制元件．如上例中的溢流阀、流量控制阀、换向
阀等。
    (4)辅助元件保证系统正常工作昕需的上进三种以外的装置。如油箱、过滤器、分水
过滤器，徊雾器、消声器、管件等。
    为了简化液压与气动系统的表示方法，通常采用网形符号来绘制系统原理图。图形符号脱离r元件的具体结构，只表示元件的职能，用来表达系统中各元件的作用和整个系统的工作原理，简单明了，便于绘制。我国已制定“气动与液压”图形符号标准GB／T786—93，见附录。图0 3就是按GB／T?86 93绘制的围0 2所示液压系统原理冈。
    三、液压与气压传动的优缺点
    与机械传动和电力拖动系统相比，液压与气压传动具有以下优苣：
    1)液压与气动元件的布置不受严格的空间位置限制，系统中各部分用管道连接，布局安装有很大的灵活性．能构成用其他方法难以组成的复杂系统。
    2)可以在运行过程中实现大范围的无级调速，调速范围可达2000：1。
    3)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、制动干¨频繁的换向。
    4)操作控制方便、省力，易于实现自动控制、中远程距离控制、过载保护。与电气控制、电于控制相结合，易于实现自动工作循环和自动过载保护。
    5)液压与气动元件属机械工业基础件，标准化、系列化和通用化程度较高．有利于缩短机器的设计、制造刚o 3典型液压系缝原理图形符目图
周期和降低制造成本。
    除此之外，液压传动突出的比点还有单位质量输出功率大。因为液压传动的动力元件可
采用很高的压力(一般可达32MPa，个刖场合更高)，因此，在同等输出功率下具有体积小、
质量小、运动惯陛小、动态性能好的特电。
    气压传动突出的优点还自以空气作[作介质，处理方便，无介质费用、世漏污染环境、介
质变质及补克等问题，
   

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