液压元件及系统简介

2009/01/301IntruductionofHydraulicComponents&Systems液压元件及系统简介6流体传动与控制（液压与气动）FluidPower在密闭的回路（或系统）中，以受压流体为工作介质，进行能量转换、传递、控制和分配的技术。简称“液压及气动”液压传动技术Hydraulics-以液体为工作介质，利用流体静压能实现传动及控制的技术，简称“液压”。在液压传动中，能量通过管路系统以压力液流的形式被控制和传递到液压执行元件上进行做功。气动技术Pneumatics-以压缩空气为工作介质的流体传动及控制技术，简称“气动”液力传动技术Hydrodynamics-利用液体压力势能和动能实现流体传动及控制的技术。简称“液力”液压传动-几个基本术语71力学基本定律牛顿第一定律，静力平衡公式：如果一个物体所受的所有作用力的合力为零，则该物体将保持其原来的运动状态。换言之，如果一个物体处于平衡状态，则其所受全部作用力的合力为零。0FY0F0FZ0FX液压技术的基础知识-力学基本定律0F0YF0ZF0XF8牛顿第二定律-动力学公式物体运动状态的变化与其所受作用力的合力成正比，而与其所含的质量成反比：牛顿第三定律-作用力与反作用力定律两相互作用的物体上所受的力的数量相等而方向相反。(应注意该两个力分别作用在两个物体上)：dtvdmF0FY0F0FZ0FX液压技术的基础知识-力学基本定律21FF9液压技术的基础知识-压力2压力-单位面积上所受的作用力压力单位：公制：Pa(帕N/m2),MPa(兆帕106Pa)或bar(巴10-1MPa)英制：psi(lbs/in2),1psi=0.07bar液体自身重量所产生的压力p=h右图中，不管容器的外形如何，只要所盛液体的高度(h)相等，则容器底面积处的压力相等，即：p1=p2=p3。若底面积相等(A1=A2=A3)，则底面处的作用力亦相等，即：F1=F2=F3APp10液压技术的基础知识-压力外部作用力产生的压力液体内部任意一点的静压力液体不能抵抗切力，故液体静压力垂直于承压表面，作用方向为该表面的内法线方向。液体内任一点所受的静压力在各个方向上均相等。AFphAFp11压力对固体壁面的作用力液体和固体壁面接触时，固体壁面将受到液体静压力的作用当固体壁面为平面时，液体压力在该平面的总作用力为：F=pA方向垂直于该平面。当固体壁面为曲面时，液体压力在曲面某方向上的总作用力为：F=pAXAx为曲面在该方向的投影面积。液压技术的基础知识-压力FpAAXFp12大气压力包围地球的大气是有重量的，大气的重量作用在液体表面所形成的压力称为大气压力。大气压力常用汞柱高度表示(mmHg)表压(压力)以大气压为基(零)点计量的压力值。绝对压力以绝对零压力为基点(零)计量的压力值。(barA)真空度低于大气压力的绝对压力与大气压力的差值。液压技术的基础知识-压力13表压、绝对压力及真空度的关系液压技术的基础知识-压力p1(pa)大气压pa=1barA表压(0)绝对压力表压(正值)真空度表压(负值)绝对压力p2(pa)p0barA表压=绝对压力–1(大气压)真空度=1(大气压)–绝对压力表压=–真空度14液压系统中的压力由负载或元件对油液的阻力所产生。液压泵的本质是泵出流量，而压力体现了负载的反作用力。10000N100bar10cm2)(barxp1001010100001液压技术的基础知识-压力15油液总是进入阻力最小的通路即：对于并联的负载，最轻(要求的工作压力最低)的负载最先动作，动作完成后，其它负载再按轻重依次动作。液压技术的基础知识-压力100barA5000N50barB10000N100bar163帕斯卡(Pascal)原理在密闭容器内的平衡液体中，任意一点的压力如有变化，该压力变化值将传递给液体中的所有各点，且其值不变。压力及力的传递F2=pA2F1F1与F2的做功相等V=A1S1=A2S2W1=F1S1=pA1S1W2=F2S2=pA2S2W1=W22211AFAFp液压技术的基础知识-帕斯卡原理17液压技术的基础知识-帕斯卡原理帕斯卡原理的应用实例–液压千斤顶负载F1作用在大活塞上，在液体内部产生压力：压力传递到小活塞处，在小活塞上产生作用力，为使小活塞保持平衡，必须在小活塞上应施加的力为：由此可见力得到了“放大”(方向也可以改变)，用较小的力(F2)来提升很重的物体(F1)。A2F2A1F1pp11AFp12122AAFpAF205流量流量为单位时间内通过封闭截面的流体体积。液压系统中所用的流量是指容积流量流量单位：公制：Lpm(L/min)英制：gpm,1gpm=3.78L/min在液压系统中流量意味着负载速度的大小。vAtVQ液压技术的基础知识-流量21执行机构或负载(液压缸、液压马达)的速度-取决于流量如：液压缸的活塞杆速度由活塞后的容积被油液充满的速度(即:流量)决定。对单活塞杆液压缸：Vout=4QπD2pout=4FπD2Vin=4Qπ(D2-d2)pin=4Fπ(D2-d2)对液压马达：n=Qqp=20πTq(bar)T–扭矩/Nmq–排量/cm3液压技术的基础知识-流量25RegelventileD31FTM1:2Steuerkolben0125037812.dwgHirschmann-SteckerM1:2DM2011Hirschmann-SteckerM1:2DM2011D31FTM1:2Steuerkolben0125037812.dwgHirschmann-SteckerM1:2DM2011Hirschmann-SteckerM1:2DM2011M61cmCLCLWTD1FB/CSD1FPD3FB/CD3FPD*FH比例方向控制阀ProportionalDirectionalControlValves26电磁(直动式)比例方向控制阀详图简图比例方向控制阀图形符号电磁(直动式)比例方向控制阀27Parker比例方向控制阀成品系列开环操控比例阀OpenLoopControled28Parker比例方向控制阀成品系列闭环操控比例阀ClosedLoopControled29直动式标准型开环操控比例方向控制阀30直动式标准型比例方向控制阀工作原理开环操控比例方向控制阀inDDIkF比例电磁铁推力：XkFSS复位弹簧力：SDFF电磁铁推力与弹簧力平衡，有：XkIkSinD即：ininSDkIIkkX可得：31TAPBXY简图电液比例方向控制阀(先导式)开环操控比例方向控制阀32电液比例方向控制阀(先导式)开环操控比例方向控制阀FCFSinpCIkp比例先导减压阀压力：XkFSS复位弹簧力：SCFF液动推力与弹簧力平衡，有：XkAIkSinP即：ininSPkIIkAkX可得：AIkApFinpCC主阀控制端液压推力：34闭环操控电液比例方向控制阀电液比例阀Y=KVIXIYE驱动放大器I=KXE反馈放大器XB=KBYXB+-E=X-XBD*1FS型电子控制器38ThankYou!