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1、液压与气动技术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） 毕 业 生 姓 名：指导教师、职称： 学 号：专 业 名 称：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

2、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 microel

3、ectronics 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

4、 technology rapid development, hydraulic components gradually improved, making hydraulic transmission in mechanical transmission system, the application by leaps and bounds, hydraulic and pneumatics superiority has also become prominent. With the constant improvement of industry, all kinds of hydrau

5、lic 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 develop

6、ment 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 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

7、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；

8、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

9、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

10、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 2030 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

11、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

12、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

13、分为三个阶段，即：20世纪50年代初到60年代初为起步阶段；6070年代为专业化生产体系成长阶段；8090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

14、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

15、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，19911998年

16、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

17、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

18、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

19、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

20、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

21、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

22、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

23、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

24、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

25、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。

26、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

27、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。 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。 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

28、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。 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。 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。 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。 同步

29、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

30、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

31、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

32、。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