机电控制技术 教学课件 ppt 作者 吴年美 第一章 第一章.doc

第一章液压传动控制技术第一节液压控制基础一、液压传动的基本概念液压传动是机械设备中应用较早、发展速度最快的传动技术之一。随着机电一体化技术的发展,液压传动与微电子、计算机技术相结合,其进入了一个新的发展阶段。所谓传动,是指能量由动力装置传向工作执行装置,驱动执行装置对外做功。一般工程机械使用的动力传递方式有机械传动、电气传动、气压传动、液压传动以及由它们组合而成的复合运动。液体传动是以液体作为工作介质进行能量传递的传动方式。液体传动分为液力传动和液压传动两种形式。液力传动主要是利用液体的动能来传递能量,而液压传动则是利用液体的压力能来传递能量。本书主要介绍以液压油为工作介质的液压传动技术。二、液压传动的工作原理现以液压千斤顶的工作原理来说明液压传动的工作原理。图1-1为液压千斤顶工作原理图。由1-1可知,大缸体9和大活塞8组成举升液压缸。杠杆手柄1、小缸体2、小活塞3、单向阀4和7组成手动液压泵。提起手柄1,使小活塞3向上移动,小活塞3下端油腔容积增大,形成局部真空,这时单向阀4打开,通过吸油管5从油箱12中吸油;用力压下手柄1,小活塞3下移,小活塞3下腔压力升高,单向阀4关闭,单向阀7打开,小活塞3下腔的油液以管道6输入大缸体9的下腔,迫使大活塞8向上移动,顶起重物。再次提起手柄1吸油时,举升缸下腔的压力油将力图倒流入手动泵内,但此时单向阀7自动关闭,使油液不能倒流,从而保证了重物不会自行下落。不断往复扳动手柄,就能不断地将油液压入举升缸下腔,使重物逐渐升起。打开截止阀11,举升缸下腔的油液通过管道10、截止阀11流回油箱、大活塞8在重物和自重的作用下向下移动,回到起始位置。图1-1液压千斤顶工作原理图1—杠杆手柄2—小缸体3—小活塞4、7—单向阀5—吸油管6、10—管道8—大活塞9—大缸体11—截止阀12—通大气式油箱图1-2(a)为液压千斤顶实物图;图1-2(b)为SYB-2双泵单油路千斤顶实物图。(a)液压千斤顶(b)SYB-2双泵单油路千斤顶图1-2千斤顶实物图三、⑴液体(油)的工作压力比气体工作压力高,,~,。与气压传动相比,单位功率—重量比大,因而惯性力小,结构紧凑、轻巧。⑵液体有不可压缩性,传动刚性较高。⑶可以在较大的调速范围内实现无级调整,还可在运行过程中进行调速。⑷工作平稳,油有吸震能力,便于实现快速启动、快速制动和频繁的换向。⑸易于实现部件过载保护,超负荷时油液可以从安全溢流阀自动溢流。⑹操纵简单,对液体压力、流量或流动方向易于进行调节和控制,便于实现自动化,气液电联合应用时更能发挥各自的优点,以实现复杂的自动工作循环。⑺系统工作时,工作介质(油液)可以自动润滑运动偶件,有利于提高元件使用寿命。⑻易于实现零部件的系列化、通用化、标准化,便于组织专业化生产,液压系统的设计、制造和使用都比较方便。⑴液压系统结构复杂,液压元件制造精度要求高,因而成本比气压元件高。⑵系统很难绝对密封而产生漏油,不但引起压力损失,还会造成工作环境的污染。⑶系统工作时噪声较大。⑷控制部分比气压传动复杂,不适合远距离操纵。⑸油的粘度随温度变化,因此在高温和低温条件下不易正常工作。⑹液压传动系统出现故障时比较难找出原因。四、-3(a)为一驱动某磨床工作台的液压传动系统。其工作原理为:在图示位置,液压泵3由电机带动旋转后,从油箱1中吸油,油液经过过滤器2进入液压泵3的吸油腔,并经液压泵3、节流阀4、转向阀5进入液压缸7左腔,液压缸7右腔的油液经换向阀5流回油箱,液压缸活塞在压力油的作用下驱动工作台右移。反之,通过换言之向阀5换向(阀芯左移),压力油进入液压缸7的右腔,液压缸7左腔的油液经换向阀5流回油箱,液压缸活塞在压力油的作用下驱动工作台左移。图1-3某磨床工作台液压系统工作原理图1—油箱2—过滤器3—液压泵4—节流阀5—换向阀6、9、10、12—管道7—液压缸8—工作台11—溢流阀由此例可知,液压传动系统主要由以下五部分组成。⑴能源装置:将机械能转换成液体的压力能的装置。一般为液压泵,为系统提供压力油液,如图1-3(a)中的液压泵3。⑵执行装置:将液体的压力能转换成机械能的装置。一般指作直线运动的液压缸和作回转运动的液压马达等,如图1-3(a)中的液压缸7。⑶操纵或控制装置:对液压系统中的液体的压力、流量和流动方向进行操纵或控制,从而控制和改变执行元件的力或转矩、速度、方向的装置,如图1-3(a)中的溢流阀11、节流阀4、换向阀5等,这些元件的不同组合即组成了能完成不同功能的液压系统。⑷辅助装置:指除以上三种装置以外的其他装置。如图1-3(a)中的油箱1、过滤器2、蓄能器等,它们对保证液压系统可靠、稳