吉林电子信息职业技术学院毕业论文
吉林电子信息职业技术学院电气工程系毕业论文
液压与气动技术论文
（副标题宋体四号）
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摘要：自2O世纪9O年代以来，工程机械进入了一个新的发展时期，新技术的广泛应用使得新结构和新产品不断涌现。随着微电子技术向工程机械的渗透，工程机械日益向智能化和机电一体化方向发展，对工程机械行走驱动装置提出的要求也越来越苛刻。近年来，液压与气动技术迅速发展，液压元件日臻完善，使得液压传动在工程机械传动系统中的应用突飞猛进，液压与气动所具有的优势也日渐凸现。
随着世界工业水平的不断提高，各类液压气动产品的标准化、系列化和通用化也使液压传动技术得到了迅速发展，液压与气动技术开始向高压、高速、大功率、高效率、低噪声、低能耗、高度集成化等方向发展。可以预见，液压与气动技术将在现代化生产中发挥越来越重要的作用。
关键词：液压与气动，新技术，机械，工程
ABSTRACT：2 O century since 9 O s, engineering machinery into a new developing period, wide application of new technologies make new structure and new products continuously emerging. With microelectronics technology to the penetration of engineering machinery, construction machinery increasingly to intelligent and electromechanical integration development direction, and the engineering mechanical travel drive request also more and more demanding. In recent years, the hydraulic and pneumatic technology rapid development, hydraulic components gradually improved, making hydraulic transmission in mechanical transmission system, the application by leaps and bounds, hydraulic and pneumatic's superiority has also become prominent.
With the constant improvement of industry, all kinds of hydraulic pneumatic product standardization and serialization and generalization and hydraulic transmission technology have developed rapidly, hydraulic and pneumatic technology high speed, high voltage, and began to high power, high efficiency, low noise, low energy consumption, highly integrated development direction. Can foresee, hydraulic and pneumatic technology in the modern production will play more and more important role.
Keywords: The hydraulic and pneumatic, new technology, mechanical, engineering
目录
第一章绪论
1.1 液压与气动简介
1.2 液压与气动发展过程
第二章液压与气动技术
2.1 液压传动系统
2.2 气压传动系统
第一章绪论
1.1 液压与气动简介
液压传动和气压传动称为流体传动，是根据17世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理而发展起来的一门新兴技术，是工农业生产中广为应用的一门技术。如今，流体传动技术水平的高低已成为一个国家工业发展水平的重要标志。
液压传动有许多突出的优点，因此它的应用非常广泛，如一般工。业用的塑料加工机械、压力机械、机床等；行走机械中的工程机械、建筑机械、农业机械、汽车等；钢铁工业用的冶金机械、提升装置、轧辊调整装置等；土木水利工程用的防洪闸门及堤坝装置、河床升降装置、桥梁操纵机构等；发电厂涡轮机调速装置、核发电厂等国；船舶用的甲板起重机械（绞车）、船头门、舱壁阀、船尾推进器等；特殊技术用的巨型天线控制装置、测量浮标、升降旋转舞台等；军事工
业用的火炮操纵装置、船舶减摇装置、飞行器仿真、飞机起落架的收放装置和方向舵控制装置等。
气压传动技术应用也相当普遍，许多机器设备中装有气压传动系统，在工业各领域，如机械、电子、钢铁、运输车辆及制造、橡胶、纺织、化工、食品、包装、印刷和烟草领域等，气压传动技术已成为基本组成部分。在尖端技术领域如核工业和宇航中，气压传动技术也占据着重要的地位。
1.2 液压与气动发展过程
1795 年英国约瑟夫·布拉曼(Joseph Braman,1749 -- 1814) ，在伦敦用水作为工作介质, 以水压机的形式将其应用于工业上, 诞生了世界上第一台水压机。1905 年将工作介质水改为油, 又进一步得到改善。
第一次世界大战(1914 -- 1918) 后液压传动广泛应用, 特别是1920 年以后, 发展更为迅速。液压元件大约在19 世纪末20 世纪初的20 年间, 才开始进入正规的工业生产阶段。1925 年维克斯(F.Vikers) 发明了压力平衡式叶片泵, 为近代液压元件工业或液压传动的逐步建立奠定了基础。20 世纪初康斯坦丁·尼斯克(G ·Constantimsco) 对能量波动传递所进行的理论及实际研究;1910 年对液力传动( 液力联轴节、液力变矩器等) 方面的贡献，使这两方面领域得到了发展。
第二次世界大战(1941 -- 1945) 期间, 在美国机床中有30% 应用了液压传动。应该指出, 日本液压传动的发展较欧美等国家晚了近20 多年。在1955 年前后, 日本迅速发展液压传动,1956 年成立了“液压工业会”。近20~30 年间，日本液压传动发展之快，届世界领先地位。
气压传动的应用历史悠久。从18 世纪的产业革命开始, 气压传动逐渐被应用于各类行业中。如矿山用的风钻, 火车的刹车装置等。而气压传动应用于一般工业中的自动化、省力化则是近些年的事情。目前世界各国都把气压传动作为一种低成本的工业自动化手段。国内外自20 世纪60 年代以来, 气压传动发展十分迅速, 目前气压传动元件的发展速度已超过了液压元件, 气压传动
已成为一个独立的专门技术领域。
目前, 它们分别在实现高压、高速、大功率、高效率、低噪声、长寿命、高度集成化、小型化与轻量化、一体化和执行件柔性化等方面取得了很大的进展。同时, 由于与微电子技术密切配合, 能在尽可能小的空间内传递尽可能大的功率并加以准确的控制, 从而更使得它们在各行各业中发挥出了巨大作用。
应该特别提及的是, 近年来, 世界科学技术不断迅速发展, 各部门对液压传动提出了更高的要求。液压传动与电子技术配合在一起, 广泛应用于智能机器人、海洋开发、宇宙航行、地震予测及各种电液伺服系统, 使液压传动的应用提高到一个崭新的高度。目前，液压传动发展的动向, 概括有以下几点:
1. 节约能源, 发展低能耗元件, 提高元件效率;
2. 发展新型液压介质和相应元件, 如发展高水基液压介质和元件, 新型石油基液压介质;
3. 注意环境保护, 降低液压元件噪声;
4. 重视液压油的污染控制;
5. 进一步发展电气－液压控制，提高控制性能和操作性能;
6. 重视发展密封技术，防止漏油;
7. 其它方面，如元件微型化、复合化和系统集成化的趋势仍在继续发展，对液压系统元件的可靠性设计、逻辑设计，与电子技术高度结合，对故障的早期诊断、预测以及防止失效的早期警报等都越来越受到重视。
我国液压、气动和密封件工业发展历程，大致可分为三个阶段，即：20世纪50年代初到60年代初为起步阶段；60~70年代为专业化生产体系成长阶段；80~90年代为快速发展阶段。其中，液压工业于50年代初从机床行业生产仿苏的磨床、拉床、仿形车床等液压传动起步，液压元件由机床厂的液压车间生产，自产自用。进入60年代后，液压技术的应用从机床逐渐推广到农业机械和工程机械等领域，原来附属于主机厂的液压车间有的独立出来，成为液压件专业生产厂。到了60年代末、70年代初，随着生产机械化的发展，特别是在为第二汽车制造厂等提供高效、自动化设备的带动下，液压元件制造业出现了迅速发展的局面，一批中小企业也成为液压件专业制造厂。1968年中国液压元件年产量已接近20万件；1973年在机床、农机、工程机械等行业，生产液压件的专业厂已发
展到100余家，年产量超过100万件，一个独立的液压件制造业已初步形成。这时，液压件产品已从仿苏产品发展为引进技术与自行设计相结合的产品，压力向中、高压发展，并开发了电液伺服阀及系统，液压应用领域进一步扩大。气动工业的起步比液压稍晚几年，到1967年开始建立气动元件专业厂，气动元件才作为商品生产和销售。含橡塑密封、机械密封和柔性石墨密封的密封件工业，50年代初从生产普通O型圈、油封等挤压橡塑密封和石棉密封制品起步，到60年代初，开始研制生产机械密封和柔性石墨密封等制品。70年代，在原燃化部、一机部、农机部所属系统内，一批专业生产厂相继成立，并正式形成行业，为密封件工业的发展成长奠定了基础。
进入80年代，在国家改革开放的方针指引下，随着机械工业的发展，基础件滞后于主机的矛盾日益突出，并引起各有关部门的重视。为此，原一机部于1982年组建了通用基础件工业局，将原有分散在机床、农业机械、工程机械等行业归口的液压、气动和密封件专业厂，统一划归通用基础件局管理，从而使该行业在规划、投资、引进技术和科研开发等方面得到基础件局的指导和支持。从此进入了快速发展期，先后引进了60余项国外先进技术，其中液压40余项、气动7项，经消化吸收和技术改造，现均已批量生产，并成为行业的主导产品。近年来，行业加大了技术改造力度，1991~1998年国家、地方和企业自筹资金总投入共约20多亿元，其中液压16亿多元。经过技术改造和技术攻关，一批主要企业技术水平进一步提高，工艺装备得到很大改善，为形成高起点、专业化、批量生产打下了良好基础。近几年，在国家多种所有制共同发展的方针指引下，不同所有制的中小企业迅猛崛起，呈现出勃勃生机。随着国家进一步开放，三资企业迅速发展，对提高行业水平和扩大出口起着重要作用。目前我国已和美国、日本、德国等国著名厂商合资或由外国厂商独资建立了柱塞泵/马达、行星减速机、转向器、液压控制阀、液压系统、静液压传动装置、液压件铸造、气动控制阀、气缸、气源处理三联件、机械密封、橡塑密封等类产品生产企业50多家，引进外资2亿多美元。
一、现在液压气动的目前状况
(1)基本概况
经过40多年的努力，我国液压、气动和密封件行业已形成了一个门类比较齐全，有一定生产能力和技术水平的工业体系。据1995年全国第三次工业普查统计，我国液压、气动和密封件工业乡及乡以上年销售收入在100万元以上的国营、村办、私营、合作经营、个体、“三资”等企业共有1300余家，其中液压约700家，气动和密封件各约300余家。按1996年国际同行业统计，我国液压行业总产值23.48亿元，占世界第6位；气动行业总产值4.19亿元，占世界第10位。
(2)当前供需概况
通过技术引进，自主开发和技术改造，高压柱塞泵、齿轮泵、叶片泵、通用液压阀门、油缸、无油润滑气动件和各类密封件第一大批产品的技术水平有了明显的提高，并可稳定的批量生产，为各类主机提高产品水平提供了保证。另外，在液压气动元件和系统的CAD、污染控制、比例伺服技术等方面也取得一定成果，并已用于生产。目前，液压、气动和密封件产品总计约有3000个品种、23000多个规格。其中，液压有1200个品种、10000多个规格（含液力产品60个品种、500个规格）；气动有1350个品种、8000多个规格；橡塑密封有350个品种、5000多个规格，已基本能适应各类主机产品的一般需要，为重大成套装备的品种配套率也可达60%以上，并开始有少量出口。
1998年国产液压件产量480万件，销售额约28亿元（其中机械系统约占70%）；气动件产量360万件，销售额约5.5亿元（其中机械系统约占60%）；密封件产量约8亿件，销售额约10亿元（其中机械系统约占50%）。据中国液压气动密封件工业协会1998年年报统计，液压产品产销率为97 .5%（液力为101%），气动为95.9%，密封为98.7%。这充分反映了产销基本衔接。
我国液压、气动和密封工业虽取得了很大的进步，但与主机发展需求，以及和世界先进水平相比，还存在不少差距，主要反映在产品品种、性能和可靠性等方面。以液压产品为例，产品品种只有国外的1/3，寿命为国外的1/2。为了满足重点主机、进口主机以及重大技术装备的需要，每年都有大量的液压、气动和密封产品进口。据海关统计及有关资料分析，1998年液压、气动和密封件产品的进口额约2亿美元，其中液压约1.4亿美元，气动近0.3亿美元，密封约0.3亿美元，比1997年稍有下降。按金额计，目前进口产品的国内市场占有率约为30%。
1998年国内市场液压件需求总量约600万件，销售总额近40亿元；气动件需求总量约500万件，销售总额7亿多元；密封件需求总量约11亿件，销售总额约13亿元。
二、今后发展走势
1、影响发展的主要因素
(1)企业产品开发能力不强，技术开发的水平和速度不能完全满足先进主机产品、重大技术装备和进口设备的配套和维修需要；
(2)不少企业的制造工艺、装备水平和管理水平都较落后，加上质量意识不强，导致产品性能水平低、质量不稳定、可靠性差，服务不及时，缺乏使用户满意和信赖的名牌产品；
(3)行业内生产专业化程度低，力量分散，低水平重复严重，地区和企业之间产品趋同，盲目竞争，相互压价，使企业效益下降，资金缺乏、周转困难，产品开发和技术改造投入不足，严重地制约了行业整体水平的提高以及竞争实力的增强；
(4)国内市场国际化程度日益提高，国外公司纷纷进入中国市场参与竞争，加上国内私营、合作经营、个体、三资等企业的崛起，给国有企业造成愈来愈大的冲击。
2、发展走势
随着社会主义市场经济的不断深化，液压、气动和密封产品的市场供求关系发生较大变化，长期来以“短缺”为特征的卖方市场已基本成为以“结构性过剩”为特征的买方市场所取代。从总体能力看，已处于供大于求的态势，特别是一般低档次液压、气动和密封件，普遍供过于求；而主机急需的技术含量高的高参数、高附加值的高档产品，又不能满足市场需要，只能依赖于进口。在我国加入WTO 后，其冲击有可能更大。因此，“十五”期间行业产值的增长，决不能依赖于量的增长，而应针对行业自身的结构性矛盾，加大力度，调整产业结构和产品结构，也就是应依靠质的提高，促进产品技术升级，以适应和拉动市场需求，求得更大的发展。
第二章液压与气动技术
2.1 液压传动系统
一、液压传动的概念
主要利用密闭系统中的受压液体来传递运动和动力的传动方式称为液压传动。从原理上来说，液压传动所基于的最基本的原理就是帕斯卡原理，就是说，液体各处的压强是一致的，这样，在平衡的系统中，比较小的活塞上面施加的压力比较小，而大的活塞上施加的压力也比较大，这样能够保持液体的静止。所以通过液体的传递，可以得到不同端上的不同的压力，这样就可以达到一个变换的目的。
二、液压传动系统基本原理
液压系统的作用为通过改变压强增大作用力。一个完整的液压系统由五个部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件（附件）和液压油。其中液压动力元件是为液压系统产生动力的部件，主要包括各种液压泵。液压泵依靠容积变化原理来工作，所以一般也称为容积液压泵。齿轮泵是最常见的一种液压泵，它通过两个啮合的齿轮的转动使得液体进行运动。其他的液压泵还有叶片泵、柱塞泵，在选择液压泵的时候主要需要注意的问题包括消耗的能量、效率、降低噪音。
液压执行元件是用来执行将液压泵提供的液压能转变成机械能的装置，主要包括液压缸和液压马达。液压马达是与液压泵做相反的工作的装置，也就是把液压的能量转换称为机械能，从而对外做功。
液压控制元件用来控制液体流动的方向、压力的高低以及对流量的大小进行预期的控制，以满足特定的工作要求。正是因为液压控制元器件的灵活性，使得液压控制系统能够完成不同的活动。液压控制元件按照用途可以分成压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀。按照操作方式可以分成人力操纵阀、机械操纵法、电动操纵阀等。
液压控制系统还需要液压辅助元件。这些元件包括管路和管接头、油箱、过滤器、蓄能器和密封装置。通过以上的各个器件，我们就能够建设出一个液压回
路。所谓液压回路就是通过各种液压器件构成的相应的控制回路。根据不同的控制目标，我们能够设计不同的回路，比如压力控制回路、速度控制回路、多缸工作控制回路等。
一个液压系统的好坏取决于系统设计的合理性、系统元件性能的的优劣，系统的污染防护和处理，而最后一点尤为重要。
三、组成
液压系统主要由：动力元件（油泵）、执行元件（油缸或液压马达）、控制元件（各种阀）、辅助元件和工作介质等五部分组成。
动力元件（油泵）
它的作用是利用液体把原动机的机械能转换成液压力能；是液压传动中的动力部分。
执行元件（油缸、液压马达）
它是将液体的液压能转换成机械能。其中，油缸做直线运动，马达做旋转运动。
控制元件
包括压力阀、流量阀和方向阀等。它们的作用是根据需要无级调节液动机的速度，并对液压系统中工作液体的压力、流量和流向进行调节控制。
辅助元件
除上述三部分以外的其它元件，包括压力表、滤油器、蓄能装置、冷却器、管件各种管接头(扩口式、焊接式、卡套式）、高压球阀、快换接头、软管总成、测压接头、管夹等及油箱等，它们同样十分重要。
四、工作介质
工作介质是指各类液压传动中的液压油或乳化液，它经过油泵和液动机实现能量转换。
五、液压传动分类
由有关液压元件组成，用来完成特定功能的典型油路。任何一个液压传动系统都是由几个基本回路组成的，每一基本回路都具有一定的控制功能。几个基本回路组合在一起，可按一定要求对执行元件的运动方向、工作压力和运动速度进行控制。根据控制功能不同，基本回路分为压力控制回路、速度控制回路和方向控制回路。
压力控制回路
用压力控制阀(见液压控制阀)来控制整个系统或局部范围压力的回路。根据功能不同，压力控制回路又可分为调压、变压、卸压和稳压 4种回路。
①调压回路：这种回路用溢流阀来调定液压源的最高恒定压力，图中的溢流阀就起这一作用。当压力大于溢流阀的设定压力时，溢流阀开口就加大，以降低液压泵的输出压力，维持系统压力基本恒定。
②变压回路：用以改变系统局部范围的压力，如在回路上接一个减压阀则可使减压阀以后的压力降低；接一个升压器，则可使升压器以后的压力高于液压源压力。
③卸压回路：在系统不要压力或只要低压时，通过卸压回路使系统压力降为零压或低压。
④稳压回路：用以减小或吸收系统中局部范围内产生的压力波动，保持系统压力稳定，例如在回路中采用蓄能器。
速度控制回路
通过控制介质的流量来控制执行元件运动速度的回路。按功能不同分为调速回路和同步回路。
①调速回路:用来控制单个执行元件的运动速度,可以用节流阀或调速阀来控制流量。节流阀控制液压泵进入液压缸的流量（多余流量通过溢流阀流回油箱），从而控制液压缸的运动速度，这种形式称为节流调速。也可用改变液压泵输出流量来调速，称为容积调速。
②同步回路：控制两个或两个以上执行元件同步运行的回路，例如采用把两个执行元件刚性连接的方法，以保证同步；用节流阀或调速阀分别调节两个执行
元件的流量使之相等,以保证同步；把液压缸的管路串联,以保证进入两液压缸的流量相同，从而使两液压缸同步。
方向控制回路
控制液压介质流动方向的回路。用方向控制阀控制单个执行元件的运动方向，使之能正反方向运动或停止的回路，称为换向回路，图中的换向阀即起这一作用。在执行元件停止时，防止因载荷等外因引起泄漏导致执行元件移动的回路，称为锁紧回路。
四、液压传动元件的分类
方向控制阀，这类阀，如单向阀和换向阀等，用于控制油流方向，以实现执行元件的启动、停止、前进和后退。插装式，这类阀无单独的阀体，由阀芯、阀套等组成的插装元件插装在插装块体的预制孔中，插装块体起到阀体和管路作用，通过块内通道将几个插将元件组成在一起，即可成回路。通常有开关阀、比例阀、伺服阀和数字阀。开关阀调定后只能在调定状态下工作。比例阀和伺服阀能根据输入信号连接地或按比例地控制系统的参数。数字阀侧用数字信号直接控制阀的动作
液压系统中的执行元件（如液压缸、液压油马达）在工作时，需要经常地启动、制动、换向和调节运动速度及适应外负载的变化，因此就要有一套对机构进行控制和调节的液压元件，通常用控制阀来完成。它对外不做功，仅用于控制执行元件，使其满足主机工作性能要求。
1、控制阀按其功能分类
（1）方向控制阀，这类阀，如单向阀和换向阀等，用于控制油流方向，以实现执行元件的启动、停止、前进和后退。
（2）压力控制阀，这类阀，如溢流阀、减压阀和顺序阀等，用于控制液压系统中的压力，以满足执行元件所需要的力、转矩或工作程序的控制。（3）流量控制阀，这类阀，如节流阀和调速阀等，用于控制液压系统中的油液流量的大小，以实现执行元件所需要的运动速度。
2、控制阀按其连接方式分类
（1）管式连接，管式阀采用螺纹连接，它直接串联在系统的管路上，不
需要专用的连接板。
（2）板式连接，板式阀需要专用的连接板，将阀用螺钉装在连接板上，管子与连接板相连，板的前面安装阀，板的后面接油管。
（3）法兰连接，流量大于300L/min时，用法兰连接。在管子端部焊接法兰盘，用螺钉与阀体连接。
（4）集成块式，集成块是一块通用化的六面体，四周的一面装有与执行元件相连的管接头，其余三面安装阀类元件。集成块的内孔道与各阀相通，组成不同的基本回路。集成块上下面为块与块之间的连接面，几个集成块用长螺栓叠装起来，既形成了整个液压系统。它的特点是：结构紧凑、油管少、便于装卸与维修。
（5）叠加阀式，叠加阀是标准化的液压元件，通过螺栓将阀体叠接在一起，叠加阀互相直接连接即可组成液压系统。每个叠加阀即起控制阀的作用，又起通道体的作用。它的特点是：结构紧凑、油管少、体积小、重量轻、不需要管道连接、压力损失小、节省了大量的油管和管接头。
（6）插装式，这类阀无单独的阀体，由阀芯、阀套等组成的插装元件插装在插装块体的预制孔中，插装块体起到阀体和管路作用，通过块内通道将几个插将元件组成在一起，即可成回路。它的特点是：非常适合用大流量的场合。
3、控制阀按其操纵方式分类
通用有手动、脚踏、机动、气动、电动和液动等方式，有时是几种方式组合的形式。
4、按工作压力分类
按控制阀在液压系统的工作压力分为：低压阀、中压阀和高压阀。
5、按控制原理分类
通常有开关阀、比例阀、伺服阀和数字阀。开关阀调定后只能在调定状态下工作。比例阀和伺服阀能根据输入信号连接地或按比例地控制系统的参数。数字阀侧用数字信号直接控制阀的动作
六、液压传动的优点
（1）体积小、重量轻，例如同功率液压马达的重量只有电动机的10%～20%。因此惯性力较小，当突然过载或停车时，不会发生大的冲击；
（2）能在给定范围内平稳的自动调节牵引速度，并可实现无级调速，且调速范围最大可达1：2000(一般为1：100）。
（3）换向容易，在不改变电机旋转方向的情况下，可以较方便地实现工作机构旋转和直线往复运动的转换；
（4）液压泵和液压马达之间用油管连接，在空间布置上彼此不受严格限制；
（5）由于采用油液为工作介质，元件相对运动表面间能自行润滑，磨损小，使用寿命长；
（6）操纵控制简便，自动化程度高；
（7）容易实现过载保护。
（8)液压元件实现了标准化、系列化、通用化、便于设计、制造和使用。
液压传动的缺点
（1）使用液压传动对维护的要求高，工作油要始终保持清洁；
（2）对液压元件制造精度要求高，工艺复杂，成本较高；
（3）液压元件维修较复杂，且需有较高的技术水平；
（4）液压传动对油温变化较敏感，这会影响它的工作稳定性。因此液压传动不宜在很高或很低的温度下工作，
一般工作温度在-15℃~60℃范围内较合适。
（5）液压传动在能量转化的过程中，特别是在节流调速系统中，其压力大，流量损失大，故系统效率较低。
（6）由于液压传动中的泄漏和液体的可压缩性使这种传动无法保证严格的传动比。
七、应用
液压传动有许多突出的优点，因此它的应用非常广泛，如一般工业用的塑料加工机械、压力机械、机床等；行走机械中的工程机械、建筑机械、
农业机械、汽车等；钢铁工业用的冶金机械、提升装置、轧辊调整液压传动装置等；土木水利工程用的防洪闸门及堤坝装置、河床升降装置、桥梁操纵机构等；发电厂涡轮机调速装置、核发电厂等等；船舶用的甲板起重机械（绞车）、船头门、舱壁阀、船尾推进器等；特殊技术用的巨型天线控制装置、测量浮标、升降旋转舞台等；军事工业用的火炮操纵装置、船舶减摇装置、飞行器仿真、飞机起落架的收放装置和方向舵控制装置等。
、
2.2气压传动系统
一、概念
气压传动是在机械，电气，液压传动之后，近几十年才被广泛应用的一种传动方式，它是以压缩空气为工作介质来进行能量和信号的传递，以实现生产自动化。
二、工作原理
气动传动包含气压传动与控制。其主要原理就是以空气压缩机为动力源，以压缩空气为介质，进行能量、信号的传递和转换，是实现各种生产控制、自动控制的重要手段。具有高效、节能、经济和无污染等优点。主要应用在汽车制造、电子产品制造、包装自动化控制等领域。本节主要介绍气动技术的有关基础知识
三、气压传动系统组成
气源装置
获得压缩空气的设备，空气净化设备。如空压机，空气干燥机等。
执行元件
将气体的压力能转换成机械能的装置，也是系统能量输出的装置。如气缸，气马达等。
控制元件
用以控制压缩空气的压力，流量，流动方向以及系统执行元件工作程序的元件。如压力阀，流量阀，方向阀和逻辑元件等。
辅助元件
起辅助作用，如过滤器，油雾器，消声器，散热器，冷却器，放大器及管件等。
四、气压传动系统的分类
气压传动系统按照选用控制元件来分类，主要可分为如下几类：气阀控制系统，逻辑元件控制系统，射流元件控制系统其中气阀控制系统又分为全气阀控制系统与电子电气控制，电磁阀转换系统在气动系统驱动机械设备时，主要有三种控制：力的大小，运动方向和运动速度。而这三种控制是依靠压力控制阀、方向控制阀和流量控制阀来实现的。把这几种阀按一定控制要求就可组合成各种气动控制回路。
气动阀及基本回路
方向控制阀及其组成回路
方向阀及其所组成的回路功能与液压的同类相似，功能相同。按方
式不同，可分为手动换向、机动换向、电磁换向、气动换向等。按结构
可分为滑柱式、截止式、平面式、旋塞式和膜片式。按作用方式可分为
单向式和换向式。
压力控制阀及其所组成回路
在气动系统中，控制空气压力来控制执行元件的动作顺序的阀统称
为压力控制阀。其特点是利用作用于阀芯上的液体或气体的压力与弹簧
力的平衡关系来工作的。按功能可分为调压阀、顺序阀和安全阀。调压
阀的作用起减压、稳压和调压。顺序阀和安全阀的作用与同类液压阀功
能相同。
压力控制回路
其作用是调节和控制系统压力，使系统压力保持在正常工作范围内。
通常有：
（1）一次压力控制回路
此回路主要用于储气罐的气体压力控制，是通过在储气罐上安装一
个安全阀或带有电气节点的压力表，来实现对压缩机的启停。
（2）二次压力控制回路
是对气源压力的控制，即在回路中，通过对过滤器、调压阀和油雾
剂，以及溢流阀的控制，来实现压力控制。
（3）高低压转换控制回路
此回路主要是由减压阀和换向阀来实现对同系统中输出不同压力的
控制。
流量控制阀及其组成回路
在气动系统中，是通过对气体流量的控制来实现其执行元件的运动
速度。其回路中常用执行元件有节流阀、单向节流阀和排气节流阀等，
其工作原理与液压阀同类产品相似。
在气动系统中还有气液联动回路、延时回路、往复动作回路和安全
保护回路等。
五、气压传动的优缺点
优点
（1）用空气做介质，取之不尽，来源方便，用后直接排放，不污染环境，不需要回气管路因此管路不复杂。
（2）空气粘度小，管路流动能量损耗小，适合集中供气远距离输送。
（3）安全可靠，不需要防火防爆问题，能在高温，辐射，潮湿，灰尘等环境中工作。
（4）气压传动反应迅速。
（5）气压元件结构简单，易加工，使用寿命长，维护方便，管路不容易堵塞，介质不存在变质更换等问题。
缺点
（1）空气可压缩性大，因此气动系统动作稳定性差，负载变化时对工作速度的影响大。
（2）气动系统压力低，不易做大输出力度和力矩。
（3）气控信号传递速度慢于电子及光速，不适应高速复杂传递系统。
（4）排气噪音大。
六、应用
气压传动技术应用也相当普遍，许多机器设备中装有气压传动系统，在工业各领域，如机械、电子、钢铁、运输车辆及制造、橡胶、纺织、化工、食品、包装、印刷和烟草领域等，气压传动技术已成为基本组成部分。在尖端技术领域如核工业和宇航中，气压传动技术也占据着重要的地位。
结论
综上所述，液压与气动技术的出现不是孤立的，它是许多科学技术发展的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。当然，与液压与气动技术相关的技术还有很多，并且随着科学技术的发展，各种技术相互融合的趋势将越来越明显，液压与气动化技术的广阔发展前景也将越来越光明。
致谢
在此特别感谢我的指导老师XX老师和XX老师，感谢XX学院给我们提供这次设计的机会和器材，同时要感谢我班的几位同学，正是因为有了你们的指导和帮助，我的设计才能进行和顺利结束。
参考文献
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7.左健民，《液压与气压传动》（第四版）北京:机械工业出版社
8.李鄂民，《液压与气压传动》北京：机械工业出版社
未来液压与气动技术的发展趋势 摘要：本文对液压与气动技术的当前现状作了说明，积极主动提倡自主创新，发挥中国液压与气动行业的优势如何抓住液压与气动技术发展趋势等问题提出的一些方法和建议。 一液压技术 前言：液压传动由于应用了电子技术、计算机技术、信息技术、自动控制技术、摩擦磨损技术及新工艺、新材料等后取得了新的发展,使液压系统和元件在水平上有很大提高.它已成为工业机械、工程建设机械及国防尖端产品不可缺少的重要手段.是它们向自动化、高精度、高效率、高速化、高功率密度(小型化、轻量化)方向发展,不断提高它和电机械传动竞争能力的关键技术.为了保持现有势头,必需重视液压传动固有缺点的不断改进和更新,走向二十一世纪的液压传动不可能有惊人的突破,除不断改进现有液压技术外,最重要的是移植现有的先进技术,使液压传动创造新的活力,以满足未来发展的需要 1液压技术渗透到很多领域，不断在民用工业、在机床、工程机械、冶金机械、塑料机械、农林机械、汽车、船舶等行业得到大幅度的应用和发展，而且发展成为包括传动、控制和检测在内的一门完整的自动化技术。现今，采用液压传动的程度已成为衡量一个国家工业水平的重要标志之一。如发达国家生产的95%的工程机械、90%的数控加工中心、95%以上的自动线都采用了液压传动技术。近年来，我国液压气动密封行业坚持技术进步，加快新产品开发，取得良好成效，涌现出一批各具特色的高新技术产品。北京机床所的直动式电液伺服阀、杭州精工液压机电公司的低噪声比例溢流阀（拥有专利）、宁波华液公司的电液比例压力流量阀（已申请专利），均为机电一体化的高新技术产品，并已投入批量生产，取得了较好的经济效益。北京华德液压集团公司的恒功率变量柱塞泵，填补了国内大排量柱塞泵的空白，适用于冶金、锻压、矿山等大型成套设备的配套。天津特精液压股份有限公司的三种齿轮泵，具有结构新颖、体积小、耐高压、噪声低、性能指标先进等特点。榆次液压件有限公司的高性能组合齿轮泵，可广泛用于工程、冶金、矿山机械等领域。另外，还有广东广液公司的高压高性能叶片泵、宁波永华公司的超高压软管总成、无锡气动技术研究所有限公司为各种自控设备配套的WPI新型气缸系列都是很有特色的新产品。由此可见液压传动产品等在国民经济和国防建设中的地位和作用十分重要。它的发展决定了机电产品性能的提高。它不仅能最大限度满足机电产品实现功能多样化的必要条件，也是完成重大工程项目、重大技术装备的基本保证，更是机电产品和重大工程项目和装备可靠性的保证。所以说液压传动产品的发展是实现生产过程自动化、尤其是工业自动化不可缺少的重要手段。现在世界各国都重视发展基础产品。近年来，国外液压技术由于广泛应用了高新技术成果，使基础产品在水平、品种及扩展应用领域方面都有很大提高和发展 2但目前国内的需求和国外先进水平相比还有较大差距。包括产品趋同化、构成不合理，性能低、可靠性差，创新和自我开发能力弱，自行设计水平低。具体表现在产品水平、产品体系与市场需求存在较大的结构性矛盾。中国的液压市场很大，用户对产品的要求各异，各种高品质、高性能的液压元件市场需求量很大。而大部分国内企业所能提供的产品，无论在档次上还是种类上，都还远远不能满足这些需求。因此，在众多低档产品压价竞争的同时，不得不让出一块巨大
液压总复习题 何发伟
液压与气动技术总复习题 一、填空 1．液压系统中的压力取决于负载，执行元件的速度取决于流量。 2．空压机产生的压缩空气，还须经过干燥、净化、减压、稳压等一系列的处理才能满足气压系统的要求。 3．在液压传动系统中，液体在管道中流动时，垂直于流动方向的截面即为通流截面。 4．伯努利方程是能量守恒定律在流体力学中的一种具体表现形式。 5．液压泵是依靠密闭容积大小的反复变化进行工作的，所以称其为容积式液压泵。 6．由于液压泵各相邻零件之间存在间隙，会产生泄漏，因此液压泵输出压力越高，实际流量比理论流量越小。 7．气缸和气压马达用压缩空气作为工作介质，所以其输出力和扭矩较小。 8．双叶片摆动缸两叶片对称布置，摆动角度不超过 180。。 9．单向阀的作用是使压力油只能向一个方向流动，不能反方向流动。 10．机动换向阀主要借助于安装在工作台上的挡铁或凸轮来迫使其换向，从而控制油液流动方向。 11．减压阀主要是用来减小液压系统中某一油路的压力，使这一回路得到比主系统低的稳定压力。 12．在气压传动系统中，气动控制元件是用来控制和调节压缩空气的压力、方向、流量以及发送信号的重要元件，利用它们可以组成各种气动控制回路. 13．容积式空气压缩机的工作原理是使单位体积内空气分子的密度增加以提高压缩空气的压力。 14．把节流阀串联在液压缸的回油路上，借助于节流阀控制液压缸的排油量来实现速度调节的回路称 为回油节流调速回路。 15．调速阀能在负载变化的条件下，保证进出口的压力差恒定。 16.在液压技术中,管道内流动的液体常常会因阀门突然关闭停止运动而在管内形成一个很大的压力峰值,这种现象叫做液压冲击。 17.液压传动中压力和流量是最重要的两个参数。压力取决于负载 ;流量决定执行元件的_______速度_____。 18. 液压控制阀的作用是控制液压系统中液流的___压力_____、____流量____和___方向_____。 19.液压马达的容积效率为实际流量与理论流量的比值。 20. 为防止活塞在行程终端发生撞击，在气缸行程终端一般都设有缓冲装置。 21梭阀是两个输入口1中只要有一个有信号输入时，其输出口2就有信号输出。 22.为防止活塞在行程终端撞击端盖而造成气缸损伤和降低撞击噪音，在气缸行程终端一般都设有缓冲 装置。 23.普通气缸是指缸筒内只有一个活塞和一个活塞杆的气缸，有单作用和双作用气缸两 种。 24.气缸的负载率是指气缸的实际负载力F与理论输出力F0之比。 25.以气动符号所绘制的回路图可分为定位和不定位两种表示法。不定位回路图是根据信 号流动方向，从下向上绘制的。 26.在气动回路中，元件和元件之间的配管符号是有规定的。通常工作管路用实线表示，控制管 路用虚线表示。 27.常用障碍信号的消除方法有：单向滚轮杠杆阀、延时阀、中间记忆元 件。
液压与气动技术习题集（附答案） 第四章液压控制阀 一．填空题 1.单向阀的作用是控制液流沿一个方向流动。对单向阀的性能要求是：油液通过时，压力损失小；反向截止时，密封性能好。 2.单向阀中的弹簧意在克服阀芯的摩檫力和惯性力使其灵活复位。当背压阀用时，应改变弹簧的刚度。 3.机动换向阀利用运动部件上的撞块或凸轮压下阀芯使油路换向，换向时其阀芯移动速度可以控制，故换向平稳，位置精度高。它必须安装在运动部件运动过程中接触到的位置。 4.三位换向阀处于中间位置时，其油口P、A、B、T间的通路有各种不同的联接形式，以适应各种不同的工作要求，将这种位置时的内部通路形式称为三位换向阀的中位机能。为使单杆卧式液压缸呈“浮动”状态、且泵不卸荷，可选用 Y型中位机能换向阀。 5.电液动换向阀中的先导阀是电磁换向阀，其中位机能是“Y”，型，意在保证主滑阀换向中的灵敏度（或响应速度）；而控制油路中的“可调节流口”是为了调节主阀的换向速度。 6.三位阀两端的弹簧是为了克服阀芯的摩檫力和惯性力使其灵活复位，并（在位置上）对中。 7.为实现系统卸荷、缸锁紧换向阀中位机能（“M”、“P”、“O”、“H”、“Y”）可选用其中的“M”，型；为使单杆卧式液压缸呈“浮动”状态、且泵不卸荷，中位机能可选用“Y”。型。 8.液压控制阀按其作用通常可分为方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀。 9.在先导式减压阀工作时，先导阀的作用主要是调压，而主阀的作用主要是减压。10．溢流阀的进口压力随流量变化而波动的性能称为压力流量特性，性能的好坏用调压偏差或开启压力比、闭合压力比评价。显然（p s—p k）、（p s—p B）小好， n k和n b大好。 11．将压力阀的调压弹簧全部放松，阀通过额定流量时，进油腔和回油腔压力的差值称为阀的压力损失，而溢流阀的调定压力是指溢流阀达到额定流量时所对应的压力值。 12．溢流阀调定压力P Y的含义是溢流阀流过额定流量时所对应的压力值；开启比指的是开启压力与调定压力的比值，它是衡量溢流阀静态性能的指标，其值 越大越好。 13．溢流阀应用在定量泵节流调速回路中起溢流稳压作用，这时阀口是常开的；而应用在容
液压与气动技术 摘要：液压与气压传动是以有压流体(压力油或压缩空气)为工作介质，来实现各种机械的传动和自动控制的传动形式。 液压传动传递动力大，运动平稳，但由于液体粘性大，在流动过程中阻力损失大，因而不宜作远距离传动和控制；而气压传动由于空气的可压缩性大，且工作压力低(通常在1.0MPa以下)，所以传递动力不大，运动也不如液压传动平稳，但空气粘性小，传递过程中阻力小、速度快、反应灵敏，因而气压传动能用于远距离的传动和控制。 液压传动所用的工作介质为液压油或其他合成液体，气压传动所用的工作介质为空气，由于这两种流体的性质不同，所以液压传动和气压传动又各有其特点。液压传动传递动力大，运动平稳，但由于液体粘性大，且工作压力低（通常在1.0MPa以下），所以传递动力不大，运动也不如液压传动平稳，但空气粘性小，传递过程阻力小，速度快，反应灵敏，因而气压传动能用于远距离的传动和控制。 关键词：液压；气动；能量 一、液压传动工作介质的性质 1.密度 单位体积液体的质量称为液体的密度。体积为V，质量为m的液体的密度ρ为 2.粘性 液体在外力作用下流动(或有流动趋势)时，分子间的内聚力要阻止分子相对运动而产生的一种内摩擦力，这种现象叫做液体的粘性。液体只有在流动(或有流动趋势)时才会呈现出粘性，静止液体是不呈现粘性的。 液体的粘度随液体的压力和温度而变。压力增大时，粘度增太。温度升高，粘度下降。
●对液压传动工作介质的要求 1)合适的粘度， =(15～68)×10-6m2／s，较好的粘温特性。 2)润滑性能好。 3)质地纯净，杂质少。 4)对金属和密封件有良好的相容性。 5)对热、氧化、水解和剪切都有良好的稳定性。 6)抗泡沫好，抗乳化性好，腐蚀性小，防锈性好。 7)体积膨胀系数小，比热容大。 8)流动点和凝固点低，闪点(明火能使油面上油蒸气闪燃，但油本身不燃烧时的温度)和燃点高。 9)对人体无害，成本低。 ●液压系统的污染控制 1.污染的根源 2.污染引起的危害 3.污染的测定 4.污染度的等级 5.工作介质的污染控制 为了减少工作介质的污染，应采取如下一些措施： (1)对元件和系统进行清洗； (2)防止污染物从外界侵入； (3)在液压系统合适部位设置合适的过滤器； (4)控制工作介质的温度； (5)定期检查和更换工作介质。 二、液体静压力及其特性 1)液体静压力的方向总是作用面的内法线方向。
液压与气动技术复习题 一、填空: 1动力元件执行元件控制元件辅助元件 2动力机械能液压能_ 齿轮泵叶片柱塞 3_执行液压能机械能__单杆活塞_ 运动速度 4沿程局部 5层流紊流层流紊流层流 6能量守恒定律压力位能动能7压力机械能 8.0、4 9执行转矩和转速 10两侧面的最高位置 11大于 12不变 13功率 14排量转速15粘性不可压缩 16水平 17进口出口 1、一个完整的液压系统由、、、和工作介质五部分组成。 2、液压泵是_ _元件。是把原动机输入的__ ________转变成__ _______输出的装置。按结构分为_ ______泵，_ ______ 泵和__ _____泵。 3、液压缸是__ ____元件，是把通过回路输入的_ _________转变为__ ______输出的装置。能实现差动连接的液压 缸是__ _______ 液压缸。可以提高_ _______ 。 4、管路内液流的压力损失有___ 压力损失和___ 压力损失。7 5、液体的流动状态有___ 和___ 。当Re≤Re L为___ ，当Re＞Re L为___ 。在液压传动系统设 计中，为使其能量损失小，应使其能量在管道中为___ ___ 状态。 6、伯努利方程是___ 在流体力学中的应用。理想液体的伯努利方程中的三项分别是______能，______ 能和______ 能，三者之和是一个常数。 7．液压传动是利用液体的能的传动；液压传动的过程是将进行转换和传递的过程。 8．某压力容器表压力为0.3Mpa，则压力容器的绝对压力为____Mpa。（大气压力为0. 1Mpa） 9．液压马达是元件，输入的是压力油，输出的是。 10．排气装置应设在液压缸位置。 11．液压泵的理论流量实际流量（大于、小于、等于）。 12．调速阀可使速度稳定，是因为其节流阀前后的压力差。 13．在液压技术中，压力与流量的乘积即为。 14．液压泵的理论流量是和的乘积。 15．将既无又的假想液体称为理想液体。 16．重力作用下静止液体的等压面是一族面。 17．溢流阀能使其压力保持恒定，减压阀能使其压力保持恒定。、 1动力元件执行元件控制元件辅助元件 2动力机械能液压能_ 齿轮泵叶片柱塞 3_执行液压能机械能__单杆活塞_ 运动速度 4沿程局部 5层流紊流层流紊流层流 6能量守恒定律压力位能动能7压力机械能 8.0、4 9执行转矩和转速 10两侧面的最高位置 11大于 12不变 13功率 14排量转速15粘性不可压缩 16水平 17进口出口 二、选择： 1、液压缸是_______元件。 A动力 B执行 C控制 2、溢流阀是_______。 A执行元件 B压力控制阀 C流量控制阀 3、小孔的长径比L/d≤0.5属于_______。A薄壁孔 B细长孔 C短孔 4、仪表所测压力是_______。 A绝对压力 B相对压力 C大气压力 5、双作用叶片泵是_______。 A定量泵 B变量泵 C都不是 1B 2B 3A 4B 5A 6、下面哪一种三位阀的中位机能可以实现卸荷，_______。 A B C 7．右职能符号表示的液压元件是____。 A 先导型溢流阀 B先导型减压阀 C先导型顺序阀 D 直动型顺序阀 8．右图中，溢流阀的作用是_______。 A 作溢流阀用 B作安全阀用 C 作卸荷阀用 D作背压阀用 9、不属于容积调速回路的是_______。A变量泵和液压缸组成的容积调速回路 B定量泵和液压缸组成的容积调速回路 C定量泵和变量马达组成的容积调速回路 D变量泵和变量马达组成的容积调速回路 10、便于实现压力控制的节流调速回路是_______。 A进油路节流调速回路 B回油路节流调速回路 C旁油路节流调速回路 6A 7B 8B 9B 10A
液压与气动技术论文 班级:13级电气自动化学号:1361130002 姓名:邹震导读:液压传动技术在未来加工中的应用前景探索,液压控制软件也可在PLC的标准环境中工作,利用这种液压控制软件可以对内部数据进行读写,所有液压系统的控制信号均可在工业控制局域网的接线柱中测得,利用液压控制技术可以满足各种要求,新的适时以太网解决方案以及与新以太网方案配套的连接元器件可以满足高新技术领域中高,而液压控制系统的I ／O系统也就是少有的高效系统,所有工业液压技术的要求均可以以低廉的资金投入来得以液压传动技术在未来加工中的应用前景探索化工作过程的同步运行更加方便。其控制电路与电气自动化控制基本没有什么区别,它同时也对操作与监控进行调节。另外,液压控制软件也可在PLC的标准环境中工作,而且就是全透明的运行。利用这种液压控制软件可以对内部数据进行读写,最大限度地满足了操作监控与自动化控制的需要。所有液压系统的控制信号均可在工业控制局域网的接线柱中测得。可以被检测的信号包括:实际位置信号,实际压力信号与控制阀的状态、设置参数。利用液压控制技术可以满足各种要求,新的适时以太网解决方案以及与新以太网方案配套的连接元器件可以满足高新技术领域中高精度切削加工机床液压控制系统的所有需要。而液压控制系统的I／O系统也就是少有的高效系统。所有工业液压技术的要求均可以以低廉的资金投入来得以实现。所有液压控制的运动功能,它都可以实现。除此以外,还提供了工作力的调节功能,利用电气伺服对输出的扭矩进行限定、调节。液压系统总体功能的制定,原则上按照实际需要而制定,并以模块的形式接受PLC数据库的控制。现代化的液压自动化控制软件使得自动化工程技术人员可以像使用电气控制软件一样方便自如地进行操作。因为在解除了技术壁垒的封锁之后,各种专项控制技术之间有了很大的融合与统一。操作监控与机床运动的相互集成必须就是更简单、更方便与更高效的。在液压控制技术中不断创新的目标就是:为用户提供更全面、更可靠、更物美价廉的自动化控制解决方案。 1、水压元件及系统 1、1 水压传动技术概述 在某种意义上,液压技术的发展就是一个元件与工作介质互相适应与协调发展的历史。液压介质性能水平的提高对于现代液压技术的发展功不可没。现在所谓的水液压元件企图用普通水或天然海水作为介质,所有技术难点就都集中到了元件本身。液压元件的发展越来越依赖于材料科学与制造技术的进步,这在水液压元件中体现得尤为突出。在现代技术条件下,造出能在密封、自润滑、抗腐蚀等性能方面适应纯水甚至海水介质的液压元件就是可能的。当然,由于无法同时改进介质的相关特性,水液压装置的性能,特别就是性价比较之元件与介 质都经过多年“磨合”与优化的传统液压装置会大打折扣,一般也只能在水的冰点以上才能运行。 水压传动技术就是基于绿色设计与清洁生产技术而重新崛起的一门新技术。就是新型工业化发展进程中出现的一门绿色新技术。由于水具有清洁、无污染、廉价、安全、取之方便、再利用率高、处理简单等突出优点,用其取代矿物油作为液压系统工作介质时不仅能够解决未来因石油枯竭带来的能源危机,而且能够最大限度的解决因矿物油泄漏与排放带来的污染与安全问题,最符合环境保护以及可持续发展的要求。人们开始重新考虑与认识这一清洁能源作为液压系统工作介质的重要性,并已引起普遍关注,成为现代水压传动技术发展的最直接动力。 1、2 水压传动技术特点 (1) 资源丰富,来源广泛,再利用率高。水就是地球上最为丰富的资源,在水压传动系统应用的整个周期内,可多次回收,重复使用,且不易变质。
液压与气动技术发展简史感悟 通过在网上和图书馆查询各种资料，我了解到液压与气动技术相对机械传动来说是一门新兴技术。液压与气动技术就是也要传动和其他传动，统称为流体传动，是根据17世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原来而发展起来的一门新兴技术。1795年，英国约瑟夫·布拉曼在伦敦用水作为工作介质，以水压机的形式将其应用于工业上，诞生了世界上第一台水压机。但液压与气动技术在工业上被广泛采用和有较大幅度的发展是20世纪中期以后的事情。 液压传动中所需要的元件主要有动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件等。其中液压动力元件是为液压系统产生动力的部件，主要包括各种液压泵。液压执行元件是用来执行将液压泵提供的液压能转变成机械能的装置，主要包括液压缸和液压马达。液压控制元件用来控制液体流动的方向、压力的高低以及对流量的大小进行预期的控制，以满足特定的工作要求。正是因为液压控制元器件的灵活性，使得液压控制系统能够完成不同的活动。液压控制元件按照用途可以分成压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀。按照操作方式可以分成人力操纵阀、机械操纵法、电动操纵阀等。 除了上述的元件以外，液压控制系统还需要液压辅助元件。这些元件包括管路和管接头、油箱、过滤器、蓄能器和密封装置。通过以上的各个器件，我们就能够建设出一个液压回路。所谓液压回路就是通过各种液压器件构成的相应的控制回路。根据不同的控制
目标，我们能够设计不同的回路，比如压力控制回路、速度控制回路、多缸工作控制回路等。 在工程机械、冶金、军工、农机、汽车、轻纺、船舶、石油、航空和机床行业中，液压技术得到了普遍的应用。随着原子能、空间技术、电子技术等方面的发展，液压技术向更广阔的领域渗透，发展成为包括传动、控制和检测在内的一门完整的自动化技术。现今，采用液压传动的程度已成为衡量一个国家工业水平的重要标志之一。如发达国家产的95%的工程机械生、90%的数控加工中心、95%以上的自动线都采用了液压传动。 液压技术在工业中一般应用于重型，大型，特大型设备，如冶金行业轧机压下系统，连铸机压下系统等；军工中高速响应场合，如飞机尾舵控制，轮船舵机控制，高速响应随动系统等工程机械，抗冲击，要求功重比较高系统一般都采用液压系统。液压传动控制是工业中经常用到的一种控制方式，它采用液压完成传递能量的过程。因为液压传动控制方式的灵活性和便捷性，液压控制在工业上受到广泛的重视。从原理上来说，液压传动所基于的最基本的原理就是帕斯卡原理，就是说，液体各处的压强是一致的，这样，在平衡的系统中，比较小的活塞上面施加的压力比较小，而大的活塞上施加的压力也比较大，这样能够保持液体的静止。所以通过液体的传递，可以得到不同端上的不同的压力，这样就可以达到一个变换的目的。我们所常见到的液压千斤顶就是利用了这个原理来达到力的传递。 从20世纪70年代开始，电子技术和计算机技术迅速发展并进入
液压与气动技术发展趋势 由于液压技术广泛应用了高技术成果，如自动控制技术、计算机技术、微电子技术、磨擦磨损技术、可靠性技术及新工艺和新材料，使传统技术有了新的发展，也使液压系统和元件的质量、水平有一定的提高。尽管如此，走向二十一世纪的液压技术不可能有惊人的技术突破，应当主要靠现有技术的改进和扩展，不断扩大其应用领域以满足未来的要求。综合国内外专家的意见，其主要的发展趋势将集中在以下几个方面： 1．减少能耗,充分利用能量 ----液压技术在将机械能转换成压力能及反转换方面，已取得很大进展，但一直存在能量损耗，主要反映在系统的容积损失和机械损失上。如果全部压力能都能得到充分利用，则将使能量转换过程的效率得到显著提高。为减少压力能的损失，必须解决下面几个问题： ①减少元件和系统的内部压力损失，以减少功率损失。主要表现在改进元件内部流道的压力损失,采用集成化回路和铸造流道,可减少管道损失,同时还可减少漏油损失。 ②减少或消除系统的节流损失，尽量减少非安全需要的溢流量，避免采用节流系统来调节流量和压力。 ③采用静压技术，新型密封材料，减少磨擦损失。 ④发展小型化、轻量化、复合化、广泛发展3通径、4通径电磁阀以及低功率电磁阀。 ⑤改善液压系统性能，采用负荷传感系统，二次调节系统和采用蓄能器回路。 ⑥为及时维护液压系统，防止污染对系统寿命和可靠性造成影响，必须发展新的污染检测方法，对污染进行在线测量，要及时调整，不允许滞后，以免由于处理不及时而造成损失。2．主动维护 ----液压系统维护已从过去简单的故障拆修，发展到故障预测，即发现故障苗头时，预先进行维修，清除故障隐患，避免设备恶性事故的发展。 ---- 要实现主动维护技术必须要加强液压系统故障诊断方法的研究，当前，凭有经验的维修技术人员的感宫和经验，通过看、听、触、测等判断找故障已不适于现代工业向大型化、连续化和现代化方向发展，必须使液压系统故障诊断现代化，加强专家系统的研究，要总结专家的知识,建立完整的、具有学习功能的专家知识库，并利用计算机根据输入的现象和知识库中知识，用推理机中存在的推理方法，推算出引出故障的原因，提高维修方案和预防措施。要进一步引发液压系统故障诊断专家系统通用工具软件，对于不同的液压系统只需修改和增减少量的规则。 ----另外，还应开发液压系统自补偿系统，包括自调整、自润滑、自校正，在故障发生之前，进市补偿，这是液压行业努力的方向。 3．机电一体化 ---- 电子技术和液压传动技术相结合，使传统的液压传协与控制技术增加了活力，扩大了应用领域。实现机电一体化可以提高工作可靠性，实现液压系统柔性化、智能化，改变液压系统效率低，漏油、维修性差等缺点，充分发挥液压传动出力大、贯性小、响应快等优点,其主要发展动向如下： (1)电液伺服比例技术的应用将不断扩大。液压系统将由过去的电气液压on-oE系统和开环比例控制系统转向闭环比例伺服系统,为适应上述发展,压力、流量、位置、温度、速度、加速度等传感器应实现标准化。计算机接口也应实现统一和兼容。 (2)发展和计算机直接接口的功耗为5mA以下电磁阀，以及用于脉宽调制系统的高频电磁阀(小于3mS)等。
三．分析题 第一章液压流体力学基础 一．填空题 1．液压系统中，当系统压力较高时，往往选用粘度的液压油，因为此时 成了值得突出的问题；而当环境温度较高时，宜选用粘度的油。 2．从粘度方面考虑，选用液压油的原则之一：当执行机构运动速度大时，往往选用粘度液压油，因为这时损失成了主要矛盾，而损失（相对而言）成了次要问题。 4．液体动力粘度μ的物理意义是，其常用单位是。另外运动粘度的含义是，其常用计量单位是。随着温度的增加，油的粘度。 5．液体作用在曲面上某一方向上的力，等于液体的压力与 乘积。 6．液压传动是基于流体力学中的（定律）定理进行工作的。 7．某容积腔中的真空度是0.55×105Pa，其绝对压力是 Pa，相对压力是 Pa。（大气压力是P =1.01×105Pa） 8．液体静力学基本方程式为，其物理意义是 。 9．在研究流动液体时，将假设既无粘性又不可压缩的假想液体，称为理想液体。 11．容积泵正常工作时，希望其吸油腔内的真空度，是越小越好，这样才能尽量避免空穴现象。 13．液体在管道中存在两种流动状态，层流时粘性力起主导作用，紊流时惯性力起主导作用，液体的流动状态可用雷诺数来判断。 14．由于流体具有，液流在管道中流动需要损耗一部分能量，它由沿程损失和局部压力损失两部分组成。 15．在节流元件中，往往都选用作为节流口，主要是因为通过的流量不受的影响。
21．一般情况下，当小孔的通流长度L与孔径d之比称此小孔为薄壁小孔，而称L/d 时的小孔为细长小孔，液流流经薄壁小孔主要产生损失，其流量与压差关系的表达式为，液流流经细长小孔则只产生损失，其流量与压差关系的表达式为。 22．液流流经薄壁小孔的流量与的一次方成正比，与的1/2次方成正比。通过小孔的流量对不敏感，因此薄壁小孔常用作可调节流阀。23．通过固定平行平板缝隙的流量与一次方成正比，与的三次方成正比，这说明液压元件内的的大小对其泄漏量的影响非常大。 24．如图，管道输送γ=9000N/m3液体， 已知h=15m， A点压力为0.4MPa， B点压力为0.45MPa。则管中油流 方向是，管中流体 流动压力损失是。 25．已知h=0.5m，γ=10000N/m3， 则容器内真空度为， 绝对压力为，（大气 压力是P =1.01×105Pa）。 二．判断题 1．冬季宜选用牌号高的液压油，夏季宜选用牌号低的液压油。（） 2．帕斯卡定律仅适用于静止液体。（） 3．当容器内液体绝对压力不足于大气压力时，它可表示为：绝对压力-真空度=大气压力。（） 4．容积泵工作时，希望其吸油腔真空度越大越好，这样自吸能力强。（）5．液体流动时，其流量连续性方程是能量守恒定律在流体力学中的一种表达形式。（） 6．理想流体伯努力方程的物理意义是：在管内作稳定流动的理想流体，在任一截面上的压力能、势能和动能可以互相转换，但其总和不变。（）
2014年10月 总第331期 液压与气动技术课程教学反思 李锋孔佳利 （山东华宇工学院机械工程系，山东德州253034） 教学科研 摘要：本文分析了液压与气动技术教学实践，总结几年来课程教学方式的不断变化，提出课程进一步改革的方向。企业校区的建成，将从根本上转变职业院校人才培养模式。通过企业校区，将理论和实践融合在生产现场的真实环境中，把生产现场作为教学的课堂，实现职业教育培养模式由传统的以学校和课程为中心向以企业和工作为中心转变。 关键词：液压与气动技术；企业校区；教学改革 随着科学技术的综合化，学科或行业间的界限逐渐被打破，社会越来越需要宽专多能的复合型“灰领人才”，即技术技能型、知识技能型或复合技能型人才。这种复合型职业岗位的不断出现，要求高职教育进行课程改革；在国家关于职业教育发展的一系列文件中，也强调要通过课程、教材、教学模式和评价方式的创新，推进就业教育，实现人才培养方式的转变，着力提高学生的职业道德、职业技能和就业创业能力。 液压与气动技术是机械制造类专业一门重要的专业基础课程，也是一门实践性比较强的课程，在实际生产中应用非常广泛。结合教学实践，本课程改革虽已见成效，但是大部分还只停留在浅层面的课程改革与开发阶段，“教、学、做”一体化课程实施基本在校内完成，课程内容更新不及时，与企业实际存在一定差距，教学方式和过程还有待于进一步研究和提高。 一、目前高职院校液压与气动技术课程的教学方式 1.“三中心”教学 即以教师为中心，以课堂为中心，以课本为中心。这种授课模式最大缺点是，作为认知主体的学生在教学过程中主动性意识得不到发挥，不利于创新能力的形成和创造型人才的培养。教材内容更新较慢，实用性不强，导致学生没有学习积极性。这种传统的教学随着职业教育教学的不断改革，已经逐渐被淘汰。 2.模块化教学 在传统教学基础上，重新对课程内容进行一系列整合，遵循启发式和教学相长的原则，按照学生掌握知识循序渐进的规律设计出多个教学模块。模块设置发挥了学生的主体作用，取得了良好的教学效果。在实际模块教学过程中，只是在每个模块中增加实验、实训教学，利用了多媒体辅助教学手段来提高课堂教学效率，但人才培养效果与市场需求存在距离。 3.项目驱动、任务导向教学模式 这是近年来职业教育广泛探讨使用的一种教学模式，它突出教学过程的实践性、开放性和职业性，将“教、学、做”融为一体，提高学生的职业技能和职业素质，取得了显著成效。但在具体实施过程中，其基本在实验室或者教室中完成，只是将教室和实训室合为一体，浅层面上完成了授课过程。如何真正与行业、企业合作确定实际工作项目，走出教室和实训室、走进企业，将教室、实训室和企业合为一体，有待进一步探究。 4.引入FluidSIM软件 FluidSIM软件在液压与气动技术课程仿真教学中得到广泛应用,通过该软件仿真和设计一系列回路，在锻炼学生的综合技能、培养学生的创造性、提高教师的业务水平等方面起到了一定作用，但是软件的开发和利用受到一定限制，无法完整模拟企业实际生产中使用的液压元件和液压系统。 二、液压与气动技术课程教学的改革方向 德州是制造和生产液压原件全国有名的地区，初具规模的液压机具厂有四十多个。同时我院与部分企业签订长期合作关系，校企合作有了坚实基础，对于课程深入研究和开发提供了一定的条件。 校企双方通过订单培养、师资共享等多种途径，共同建设集教学、实习、就业为一体的企业校区。企业校区将理论和实践融合在生产现场的真实环境中，把生产现场作为教学的课堂，学生不但掌握液压原件的工作原理，而且熟悉制造流程，实现职业教育培养模式由传统的以学校和课程为中心向以企业和工作为中心转变。同时，学生在企业校区集中学习过程中，其课堂教学和生活作息制度参照企业管理机制，上课与上岗交替进行。学校教师直接到企业进行专业知识教学，企业技术人员指导学生上岗操作。学校与企业共同对学生学习过程做综合评价。 企业校区拓展了学校的教学基地，共享了社会资源。一方面，学生在专业素质、岗位意识、技术应用能力、社会适应能力等方面有了质的提高。另一方面，为教师提供了到生产一线实践锻炼的机会，而企业得到了量身定做的优秀毕业生。 总之，通过企业校区能够实现企业环境现场化教学，进一步创新教学方法，推动课程改革深入发展，提升教师课程开发和实施能力，促进教师专业成长和队伍建设，培养适合区域经济社会需求的技能型人才，提高职业院校为区域经济服务的能力。 参考文献： [1]刘旭.浅谈高职《液压与气动技术》课程的教学改革[J].神州， 2012（6）. [2]郭联金.液压与气动技术课程时间教学改革与实施[J].实验技术与管理，2014（4）. [3]龙安梅.企业校区模式的创新与实践[J].教育与职业，2012（6）. ·37·
液压与气动技术的发展趋势 摘要：液压技术在工程机械、冶金、军工、农机、汽车、轻纺、船舶、石油、航空和机床行业中，得到了普遍的应用。随着原子能、空间技术、电子技术等方面的发展，液压技术向更广阔的领域渗透，发展成为包括传动、控制和检测在内的一门完整的自动化技术。现今，采用液压传动的程度已成为衡量一个国家工业水平的重要标志之一。由于工业自动化以及FMS发展，要求气动技术以提高系统可靠性、降低总成本与电子工业相适应为目标，进行系统控制技术和机电液气综合技术的研究和开发。显然，气动元件的微型化、节能化、无油化是当前的发展特点，与电子技术相结合产生的自适应元件，如各类比例阀和电气伺服阀，使气动系统从开关控制进入到反馈控制。计算机的广泛普及与应用为气动技术的发展提供了更加广阔的前景。社会需求永远是推动技术发展的动力，降低能耗，提高效率，适应环保需求，机电一体化，高可靠性等是液压气动技术继续努力的永恒目标，也是液压气动产品参与市场竞争是否取胜的关键…… 关键词：液压，气动技术，发展趋势 The Development Trend of Hydraulic and Pneumatic Technology Abstract:With the development of atomic energy, space technology, electronic technology and other aspects of the infiltration, hydraulic technology to a wider area, developed into including the transmission, control and detection of a complete automation technology. Because of industrial automation and the development of FMS, the requirements of pneumatic technology to improve system reliability, reduce the total cost and the electronics industry to adapt to the target, the research and development of system control technology and electromechanical liquid gas comprehensive technology. Obviously, gas, energy saving, miniaturization of pneumatic components of non oil is the current characteristics of the development of electronic technology, and the combination of adaptive element is generated, the pneumatic system into the feedback control from the control switch. To reduce energy consumption, improve efficiency, adapt to the demand of environmental protection, mechanical and electrical integration, high reliability is the hydraulic and pneumatic technology to the eternal goal, the key is the hydraulic and pneumatic products to participate in market competition to win. Key Words:Hydraulic, pneumatic, development
液压与气动技术论文 班级：13级电气自动化学号：1361130002 姓名：邹震 导读：液压传动技术在未来加工中的应用前景探索，液压控制软件也可在PLC的标准环境中工作，利用这种液压控制软件可以对内部数据进行读写，所有液压系统的控制信号均可在工业控制局域网的接线柱中测得，利用液压控制技术可以满足各种要求，新的适时以太网解决方案以及与新以太网方案配套的连接元器件可以满足高新技术 领域中高，而液压控制系统的I／O系统也是少有的高效系统，所有工业液压技术的要求均可以以低廉的资金投入来得以液压传动技术 在未来加工中的应用前景探索化工作过程的同步运行更加方便。其控制电路与电气自动化控制基本没有什么区别，它同时也对操作与监控进行调节。另外，液压控制软件也可在PLC的标准环境中工作，而且是全透明的运行。利用这种液压控制软件可以对内部数据进行读写，最大限度地满足了操作监控和自动化控制的需要。所有液压系统的控制信号均可在工业控制局域网的接线柱中测得。可以被检测的信号包括：实际位置信号，实际压力信号和控制阀的状态、设置参数。利用液压控制技术可以满足各种要求，新的适时以太网解决方案以及与新以太网方案配套的连接元器件可以满足高新技术领域中高精度切削 加工机床液压控制系统的所有需要。而液压控制系统的I／O系统也是少有的高效系统。所有工业液压技术的要求均可以以低廉的资金投入来得以实现。所有液压控制的运动功能，它都可以实现。除此以外，还提供了工作力的调节功能，利用电气伺服对输出的扭矩进行限定、
调节。液压系统总体功能的制定，原则上按照实际需要而制定，并以模块的形式接受PLC数据库的控制。现代化的液压自动化控制软件使得自动化工程技术人员可以像使用电气控制软件一样方便自如地进行操作。因为在解除了技术壁垒的封锁之后，各种专项控制技术之间有了很大的融合与统一。操作监控与机床运动的相互集成必须是更简单、更方便和更高效的。在液压控制技术中不断创新的目标是：为用户提供更全面、更可靠、更物美价廉的自动化控制解决方案。 1.水压元件及系统 1.1 水压传动技术概述 在某种意义上，液压技术的发展是一个元件与工作介质互相适应和协调发展的历史。液压介质性能水平的提高对于现代液压技术的发展功不可没。现在所谓的水液压元件企图用普通水或天然海水作为介质，所有技术难点就都集中到了元件本身。液压元件的发展越来越依赖于材料科学和制造技术的进步，这在水液压元件中体现得尤为突出。在现代技术条件下，造出能在密封、自润滑、抗腐蚀等性能方面适应纯水甚至海水介质的液压元件是可能的。当然，由于无法同时改进介质的相关特性，水液压装置的性能，特别是性价比较之元件和介质都经过多年“磨合”和优化的传统液压装置会大打折扣，一般也只能在水的冰点以上才能运行。 水压传动技术是基于绿色设计和清洁生产技术而重新崛起的一门新技术。是新型工业化发展进程中出现的一门绿色新技术。由于水具有清洁、无污染、廉价、安全、取之方便、再利用率高、处理简单
第1章 液压与气动技术概论 液压与气压传动技术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了一个新的发展阶段。 液压与气压传动技术是以流体—液压油液（或压缩空气）为工作介质进行能量传递和控制的一种传动形式，它们的工作原理基本相同。 机器包括原动机、传动机构和执行机构。原动机有电动机、内燃机、燃气轮机等形式；传动机构有电气传动、机械传动和流体传动，其中，流体传动是利用气体和液体等介质传递动力和能量的，包括气压传动和液体传动。液体传动是利用液体作为工作介质来传递和控制能量的，包括液力传动和液压传动等两种形式；气压传动是利用气体传递和控制能量的。 液压传动是利用密封容积内液体体积的变化来传递和控制能量的；而液力传动是利用非封闭的液体的动能或势能来传递能量和控制能量的。 1.1 液压传动的工作原理 液压千斤顶是机械行业常用的工具，常用这个小型工具顶起较重的物体。下面以它为例简述液压传动的工作原理。图1.1所示为液压千斤顶的工作原理图。有两个液压缸1和6，内部分别装有活塞，活塞和缸体之间保持良好的配合关系，不仅活塞能在缸内滑动，而且配合面之间又能实现可靠的密封。当向上抬起杠杆时，液压缸1活塞向上运动，液压缸1下腔容积增大形成局部真空，单向阀2关闭，油箱4的油液在大气压作用下经吸油管顶开单向阀3进入液压缸1下腔，完成一次吸油动作。当向下压杠杆时，液压缸1活塞下移， 液压缸1下腔容积减小，油液受挤压，压力升高，关闭单向阀3，液压缸1下腔的压力油顶开单向阀2，油液经排油管进入液压缸6的下腔，推动大活塞上移 顶起重物。如此不断上下扳动杠杆就可以使重物不断升起，达到起重的目的。如杠杆停止动作，液压缸6下腔油液压力将使单向阀2关闭，液压缸6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，液压缸6下腔通油箱，液压缸6活塞将在自重作用下向下移，迅速回复到原始位置。设液压缸1和6的面积分别为A l 和A 2，则液 压缸1单位面积上受到的压力p 1 = F /A l ，液压缸6单位面积上受到的压力p 2 = W /A 2。根据流体力学的帕斯卡定律“平衡液体内某一点的压力值能等值地传递到密闭液体内各点”，则有： 图1.1 液压千斤顶工作原理图 1—小液压缸；2—排油单向阀；3—吸油单向阀； 4—油箱；5—截止阀；6—大液压缸
液压或气动技术发展趋势 液压与气压传动相对于机械传动来说是一门新兴技术。在工程机械、冶金、军工、农机、汽车、轻纺、船舶、石油、航空和机床行业中，液压技术得到了普遍的应用。随着原子能、空间技术、电子技术等方面的发展，液压技术向更广阔的领域渗透，发展成为包括传动、控制和检测在内的一门完整的自动化技术。现今，采用液压传动的程度已成为衡量一个国家工业水平的重要标志之一。 一、由于液压技术广泛应用了高技术成果，如自动控制技术、计算机技术、微电子技术、磨擦磨损技术、可靠性技术及新工艺和新材料，使传统技术有了新的发展，也使液压系统和元件的质量、水平有一定的提高。尽管如此，走向二十一世纪的液压技术不可能有惊人的技术突破，应当主要靠现有技术的改进和扩展，不断扩大其应用领域以满足未来的要求。综合国内外专家的意见，其主要的发展趋势将集中在以下几个方面： 1、减少能耗,充分利用能量 液压技术在将机械能转换成压力能及反转换方面，已取得很大进展，但一直存在能量损耗，主要反映在系统的容积损失和机械损失上。如果全部压力能都能得到充分利用，则将使能量转换过程的效率得到显著提高。 2、主动维护
液压系统维护已从过去简单的故障拆修，发展到故障预测，即发现故障苗头时，预先进行维修，清除故障隐患，避免设备恶性事故的发展。 要实现主动维护技术必须要加强液压系统故障诊断方法的研究，当前，凭有经验的维修技术人员的感宫和经验，通过看、听、触、测等判断找故障已不适于现代工业向大型化、连续化和现代化方向发展，必须使液压系统故障诊断现代化，加强专家系统的研究，要总结专家的知识,建立完整的、具有学习功能的专家知识库，并利用计算机根据输入的现象和知识库中知识，用推理机中存在的推理方法，推算出引出故障的原因，提高维修方案和预防措施。要进一步引发液压系统故障诊断专家系统通用工具软件，对于不同的液压系统只需修改和增减少量的规则。另外，还应开发液压系统自补偿系统，包括自调整、自润滑、自校正，在故障发生之前，进市补偿，这是液压行业努力的方向。 3、机电一体化 电子技术和液压传动技术相结合，使传统的液压传协与控制技术增加了活力，扩大了应用领域。实现机电一体化可以提高工作可靠性，实现液压系统柔性化、智能化，改变液压系统效率低，漏油、维修性差等缺点，充分发挥液压传动出力大、贯性小、响应快等优点,其主要发展动向如下： (1)电液伺服比例技术的应用将不断扩大。液压系统将由过去的电气液压on-oE系统和开环比例控制系统转向闭环比例伺服系统,为