液压千斤顶的传动解读.doc

液压千斤顶的传动解读.doc

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1、情境一简单机械的液压传动任务1液压千斤顶的传动一、结构与工作情况1、结构液压千斤顶常用于顶升重物,如顶起汽车以便拆换轮胎,是一个简单的液压传动装置。外形图:图1-1液压千斤顶外形结构图: 图1-2液压千斤顶结构1-小柱塞 2-小油缸 3-密封圈 4-顶帽 5-液压油 6-调节螺杆 7-大柱塞 8-大油缸 9-外壳 10密封圈 11-底座原理图:   图1-3液压千斤顶的液压系统1-手柄 2-小缸 3-小活塞 4、7-单向阀 5、6、10-油管 8-大活塞 9-大缸 11-开关 12-油箱2、动作运行录相与动画在开关关闭的情况下,当提起手柄1时,小油缸中

2、小活塞3上移,使其工作容积增大而 形成真空,油箱时的油便在大气压作用下通过单向阀4进入小油缸;压下手柄时,小活塞下移,挤压小油缸下腔的油液,推动在活塞上移,从而顶起重物。单向阀7保证了油液不会倒流到小油缸,从而使重物不会自动落下。结论是:小油缸的作用是将手动的机械能转换为油液的压力能;大油缸则将油液的压力能转换为顶起重物的机械能。二、液压系统的组成1、认识其中的元件液压千斤顶的系统中,小缸、小活塞以及单向阀4和7组合在一起,就可以不断从油箱中吸油和将油压入大缸,这个组合体的作用是向系统中提供一定量的压力油液,称为液压泵。大活塞和缸用于带动负载,使之获得

3、所需运动及输出力,这个部分称为执行机构。放油阀门11的启闭决定执行元件是否向下运动,是一个方向控制阀。另外,液压系统要能正常工作,还必须有储存油的容器——油箱12,有连接各元器件的管道5、6、10等,这些称为辅助元件。还有一种传递运动和动力的载体,即传动介质-液压油。2、什么是液压传动?――是以液体为工作介质,通过驱动装置将原动机的机械能转换为液压的压力能,然后通过管道、液压控制及调节装置等,借助执行装置,将液体的压力能转换为机械能,驱动负载实现直线或回转运动。三、千斤顶在工作过程中所体现出的特征1、系统传递力由原理图简化得以下图1-4:如果活塞5上有

4、重物W,则当活塞1上施加的F力达到一定大小时,就能阻止重物W下降,这就是说可以利用密封容积中的液体传递力。   由帕斯卡原理可知,密封容器中压力处处相等,即:                             或:                  图1-4  简化模型由上例可知液压装置具有力的放大作用。若G=0,则p=0。G重量越大,液压缸中压力也越大,推力也越大,这就说明了液压统的工作压力是由外负载决定的。2、系统传递运动当活塞1在力F力作用下向下运动时,重物将随之上升,这说明密封容积中的液体不仅可以传递力,还可以传递运动。由于不存在泄露及忽

5、略液体的可压缩性,所以在Δt时间里从液压缸2中挤出的液体体积,将等于通过管道3挤入液压缸4的体积。即:两边同除Δt,则:      即:以上说明,大活塞上升的距离与其负载无关,而活塞移动的速度与其面积成反比。四、液压传动的基本参数1、液体的压力当液体相对静止时,液体单位面积上所受的法向力称为压力,压力通常用p表示。P=N/m2在SI制中压力的单位为牛/米2(Pa帕斯卡)。由于Pa单位太小,工程使用不便,因而常采用kPa(千帕)和MPa(兆帕)。1MPa=103kPa=106Pa在液压技术中,原来采用的压力单位有巴(bar)和千克力每平方厘米(kgf/c

6、m2)可按下式换算成Mpa:1bar=1.02kgf/cm2=102kPa=0.1MPa液体静压力的特性1)液体的静压力垂直于承压面,其方向与该面的内法线方向一致。2)静止液体内任一点处所受到的静压力在各方向上相等。2、流量流量和平均流速是描述液体流动的主要参数,液体在管道中流动时,通常将垂直于液体流动方向的截面称为通流截面或称过流断面。1)流量单位时间流过某一通流截面的液体体积称为流量,用表示单位为m3/s或L/min、ml/min2)平均流速由于液体都具有粘性,液体在管中流动时,在同一截面上各点的流速是不相等的,分布规律为抛物线体,如图1-5所示。

7、为了计算方便,因而引入一个平均流速概念,即假设通流截面上各点的流速均匀分布.设液体质点在t时间内流过的距离为用S表示,即单位为m/s或m/min.若把上式分子和分母各乘以通流截面积A则得   图1-5 实际流速与平均流速在实际工程中,平均流速具有应用价值.液压缸工作时,活塞运动的速度就等于缸内液体的平均流速。3、功和功率在物理学中已知,若一个物体在力F的作用下,沿力F的方向移动了距离S,则力F对这个物体做的功W为:W=FS单位时间内做的功叫做功率P,所以五、液压传动的优缺点液压传动与其它传动方式相比,有以下优缺点。1、液压传动的优点1)液压传动可以输出

8、大的推力或大的转距,可实现低速大吨位运动,这是其它传动方式所不能比的突出优点。2)液压传动能很

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