液压与气压传动复习资料.docx

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1、液压与气压传动复习资料液压与气压传动复习内容 液压传动部分 第一章 液压传动概述 1.传动机构的分类 机械传动、电气传动、流体传动 2.液压传动定义，两个工作特性 液压传动是以液体作为工作介质，依靠运动着液体的压力能来传递能量和信号的一种传动形式。 a.液压传动是以液体作为工作介质，依靠运动着液体的压力能来传递能量和信号的一种传动形式 b.执行元件的运动速度由进入执行元件的流量来决定,与外负载无关 F=pA1=WAA1=W1A2A2A1h1=A2h2A1h1Ah=22DtDtA1V1=A2V2Q2=A2V2Q1=Q23.液压系统两个重要参数,液压传动与液力传动的区别. 压力和流量是液压系统的两

2、个重要参数, 流体的能量主要表现有三种方式，即压力能，动能，势能。 在液压传动系统中，依靠工作介质的压力能传递动力，介质的流速，势能相对较低，可以不考虑。又叫做静液压传动。例如常见的油泵，液压阀，油缸马达等等。 在液力传动系统中，依靠工作介质的动能传递动力，介质的压力能，势能相对较低，可以不考虑。常见的液力传动有液力耦合器和液力变矩器。在高档汽车，铁路机车，船舶行业有广泛应用。 4.液压系统组成及其功能 动力源液压泵站 它将电动机输出的机械能转变为工作液体的压力能。一般为液压泵。 执行元件 包括液压缸和液压马达。它把工作液体的压力能重新转变为往复直线运动或回转运动的机械能，推动负载运动。 控制

3、元件 包括对液压系统中液体压力、流量和方向进行控制和调节的压力阀、流量阀和方向阀，实现液压系统的工作循环。 辅助元件 为保证液压系统正常工作所需的上述三类元件以外的装置，在系统中起到输送、贮存、加热、冷却、过滤和测量等作用。包括管路、管接头、油箱、过滤器、蓄能器以及各种指示和控制仪表等。 工作介质 利用它进行能量和信号传递。 5.了解液压传动优缺点 体积小，输出力或力矩大 不会有过负载的危险 输出力调整容易，随负载变化而变化 速度调整容易，调节流量阀开口而改变流量大小 易于自动，与电气相结合 接管不良造成油外泄，除了会污染工作场所外，还有引起火灾的危险。 油温上升时，粘度降低，油温下降时，粘度

4、升高，油的粘度发生变化时，流量也会跟着改变，造成速度不稳定。 系统将电动机的机械能转换成液体压力能，再把液体压力能转换成机械能来做功，能量经两次转换损失较大，能源使用效率比传统机械低。 液压系统大量使用各式控制阀、接头及管子，为了防止泄漏损耗，元件的加工精度要求较高，价格贵。 第二章 液压传动基础 1.油液主要物理性质 密度r 重度g 密度单位体积液体的质量 可压缩性r=900kg/m3Vmg=rgWNg=3Vmr=mkg3体积压缩系数b体积弹性模数K 与压力、温度的关系：T,K；p, K 在一定温度下，每增加一个单位的压力，液体体积的相对变化值 粘性 油液在外力作用下，液层间作相对运动时，产

5、生内摩擦力的性质称为粘性 特点：运动时才呈现粘性，静止油液不表现出粘性。 动力粘度M:物理意义,单位 测试单位运动粘度n:与M关系.单位.1cst=10-6m2/s 条件LLE一种绝对粘度。单位为pa .s. 2. 运动粘度：液体动力粘度与液体密度之比。 m=FfAdudy1. 动力粘度， 其物理意义为： 液体在单位速度梯度下流动时，单位面积上产生的内摩擦力。它是(v=3.相对粘度又称条件粘度。常用的有恩氏粘度：200ml，直径2.8mm，在某一温度(20、50、100度)下与20度蒸馏水的时间比较 压力、温度对粘性影响。 温度上升，粘度显著下降，造成泄漏、效率降低、磨损增加等问题；温度下降，

6、粘度增加，造成流动困难及泵转动不易等问题。 压力变化对粘性同样有影响 2.流体静力学： 液体对壁面作用力的计算 压力单位：绝对压力、相对压力、真空度间关系 1. 压力单位 国际单位：Pa，KPa，MPa 工程单位：kgf/cm或bar 液注高：mmHg，mH2o 22m)r等于压力 p 乘以作用面积 A，即 F = pA 2. 绝对压力、相对压力及真空度 绝对压力 ：以绝对零值为基准测得的压力 相对压力又称表压力：以当地大气压力(atomosphere)为基准测得的压力。 真空度：如液体中某点处的绝对压力小于大气压力，这时该点的绝对压力比大气压力小的那部分压力值。 3流体动力学： 基本概念：

7、真空度=大气压力-绝对压力 稳定流动流体流动时，每一空间点上液体的全部运动参数都不随时间而变化,这样的流动叫稳定流动。稳定流动又叫定常流动、非时变流动。 这些参数中只要有一个是时间 t 的函数，这样的流动叫非稳定流动或时变流动。 理想流体无粘性又不可压缩的液体称为理想液体。有粘性又可压缩的液体称为实际液体 过流断面、流量、平均流速、水力直径 方程 连续性方程： 伯努利方程：理想和实际流体 1.由上式可看出： pu2pu2z+=cg2g2g分别为单位重量液体在某断面处的比压能、比势能和比动能。 (1) h、 g、 (2) 在管内作稳定流动的理想流体具有压力能、势能和动能，它们之间可以相互转换，但

8、在任一截面处其总和不变，即能量守恒。 2. 实际伯努利方程 应用条件：不可压缩液体，稳定流动 引入动能修正系数 动能修正系数的取值情况：流速分布愈均匀, 1, 计算时通常由液体流态决定大小，层 流时=2，紊流时=1。 例题、习题 4液体流动时的压力损失 流态及雷诺判据：当雷诺数Re Rec 时，为紊流,当雷诺数Re Rec 时，为层流 层流：=2 紊流：=1 雷诺数Re求法 压损分类、产生原因、总压损 等于所有沿程损失和所有局部损失之和。 压损公式与实际流体伯努利方程联系在一起 5孔口分类 流经孔口及缝隙流量公式：KADp m实际伯努力方程对理想伯努力方程进行了两个方面的修正：hf 表示液体流

9、动时的机械能损失,pavpavz1+1+11=z2+2+22+hfg2gg2g22Re=vDHnv2x2glv2hf=l+d2g特例：薄壁小孔流量公式CdAT6液压冲击和气穴、气蚀现象 2Dp r 什么是液压冲击，产生原因，危害，减小措施？在液压系统中,由于某种原因使系统或系统局部压力在一瞬间急剧上升，形成很高的压力峰值，并产生振动和噪声，这种现象 产生液压冲击的原因 (1) 液流具有惯性。 (2) 运动部件本身具有惯性。 (1) 极易引起强烈的振动和噪声，并使油温升高 (2) 巨大的压力峰值会损坏某些液压元件,尤其是密封件。 (3) 由于压力冲击产生的高压力可能使某些压力控制元件如压力继电器

10、、顺序阀等）产生误动作,而损坏设备 (1).延缓阀门关闭或运动部件制动、换向时间。 (2) 限制管流速度。 (3) 在冲击源附近设置蓄能器或安全阀。 (4) 在液压元件中设置缓冲装置。 (5) 采用橡胶软管吸收冲击时的能量 什么是气穴、气蚀现象，危害？ 液体在流动过程中，由于压力降低到空气分离压时，溶解在液压油中的空气会游离出来产生气泡的现象称为气穴现象 由气穴现象产生的气泡被液流带到高压区,气泡在较高压力作用下将迅速破裂,从而引起局部液压冲击,造成噪音和振动,另一方面,由于气泡中的氧也会腐蚀金属元件的表面,我们把这种因发生气穴现象而造成的腐蚀叫气蚀现象。 由气穴现象产生的气泡破坏了液流的连续

11、性，降低了油管的通油能力,造成流量和压力的波动,影响系统正常工作。 气蚀现象产生局部液压冲击，其动能迅速转变为压 力能及热能，使局部压力及温度急剧上升，破坏了材料,使液压元件承受冲击载荷，降低其使用寿命。 第三章 液压泵 重点掌握： 1. 泵、马达职能符号 2. 泵、马达工作原理 根据密闭工作腔的容积变化而进行吸油和排油是液压泵的共同特点，因而液压泵也称为容积泵。容积式液压泵的基本工作原理可由图3-1所示的单柱塞泵来说明。 吸油：密封容积增大，产生真空 压油：密封容积减小，油液被迫压出 .hm、.h总，输入功率3. 泵、马达性能参数，能量转换图，流量，hv、一. 齿轮泵 1. 原理 2. 困油

12、现象.消除措施三大问题泄漏途径(3个)径向力不平衡问题困油现象产生原因 为保证齿轮连续平稳运转，又能够使吸压油口隔开，齿轮啮合时的重合度必须大于1 会出现两对轮齿同时啮合的情况，在齿向啮合线间形成一个封闭容积 ab 容积缩小 p 高压油从一切可能泄漏的缝隙强行挤出，使轴和轴承受很大冲击载荷，泵剧烈振动，同时无功损耗增大，油液发热。 bc 容积增大 p 形成局部真空，产生气穴，引起振动、噪声、气蚀等。 总之：由于困油现象，使泵工作性能不稳定，产生振动、噪声等，直接影响泵的工作寿命。 方法：在泵盖上开卸荷槽以消除困油，CB-B形泵将卸荷槽整个向吸油腔侧平移一段距离，效果更好 二. 叶片泵 1. 双

13、作用叶片泵工作原理。 2. 单作用叶片泵工作原理。 3. 限压式单作用叶片泵工作原理，压力-流量特性曲线。 三. 轴向柱塞泵 原理、结构特点 第四章 液压缸 1.类型、职能符号 2.差动液压缸推力、速度的计算及推导；双作用式单杆液压缸F、V的计算。 双杆活塞缸两个方向上输出的推力F1、 F2相等，其值为： F1v1、 v2相等,其值为： v1=v2=4qhVp(D2-d2)=F2=(p1-p2)(D2-d2)4p当压力油以相同的压力 p1 和流量 q 分别进入缸的左右两腔时，活塞杆左右运动时的推力和速度不相等，其值分别为： F3=p1(A1-A2)hm=p4D2-(D2-d2)p1hm=p4d

14、2p1hmv3=(q+q)hvq+=p4(D2-d2)v3hvpD42pD24第五章 液压控制阀 概述： 液压控制阀结构组成.： 液压控制阀分类 一.压力控制阀 比较)工作原理.(直动、先导式定压阀安全阀 1.溢流阀应用(条件)背压阀 对应系统图 远程(多级)调压 卸荷阀 2.减压阀(定压输出式)原理、.职符. .职符(单向阀+顺序阀).应用3.顺序阀:结构、原理、4.压力继电器，原理，职能符号 溢流阀 作定压阀用：如图所示，在定量泵供油的节流调速回路中，常利用流量控制阀调节进入液压缸的流量,多余的压力油可经溢流阀流回油箱，这样可使的工作压力保持定值。 作安全阀用：如图所示液压系统，在正常工作

15、状态下，溢流阀是关闭的，只有在系统压力大于其调整压力时，溢流阀才被打开溢流，对系统起过载保护作用。 作背压阀使用：溢流阀有时串联于执行元件出口的主油路上，使执行元件的出口侧产生较为恒定的背压。 作远程调压阀：从较远距离的地方来控制泵工作压力的回路，如图所示回路，压力调定是由遥控溢流阀所控制，回路压力维持在3MPa。遥控溢流阀的调定压力一定要低于主溢流阀调定压力。 利用溢流阀遥控口卸载的回路 顺序阀的作用是利用油液压力作为控制信号来控制多个执行元件按一定的顺序动作 用于顺序动作回路，起平衡阀的作用，作卸荷阀使用，作背压阀使用 减压阀 压力继电器是利用液体的压力信号来启闭电气触点的液压电气转换元件

16、 二、流量控制阀：节流阀、调速阀、溢流节流阀和分流集流阀等 1. 节流阀，调速阀，溢流节流阀，分流集流阀，原理，职能符号 2. 节流阀，调速阀作性能比较，各自适应场合。 3. 什么叫节流刚度？影响流量稳定性因素有哪些？为什么常用薄壁孔口作节流孔口？ 节流阀的刚度反映了它在负载压力变动时保持流量稳定的能力。一般定义为节流阀开口面积一定时，节流阀前后压力差p的变化量与流经阀的流量变化量之比。 上式表明，刚度越大，流量的稳定性越好。 对公式 D p m 的说明 q = KA K-节流系数，由节流口形状、流体状态、流体性质决定。 对薄壁孔口， = / r ，其中 为流量系数； KC 2对细长孔， K

17、= d /( 32 m L )，由于该式中存在油液粘度，所以细 A-孔口的通流面积 p -孔口的前后压差 m-由节流口形状决定的指数 对薄壁孔口，m=0.5；对细长孔，m=1 影响流量稳定性的因素 流量稳定性与节流口前后压差、油温及节流口形状等因素密切相关 1压差p对流量稳定性的影响 当节流开口A一定时，p越大，刚度越大，但提高p会增大压力损失。 2温度对流量稳定性的影响 油温的变化引起油液粘度的变化，从而对流量发生影响。这在细长孔式阀口上是十分明显的。而对锐边或薄壁孔口来说，当雷诺数Re大于临界值时，流量系数不受油温影响；但当压差小，通流面积小时，流量系数与雷诺数Re有关，流量要受到油温变化

18、的影响。因而阀口应采用锐边或薄壁孔口为好。 3. 节流口形状对流量稳定性的影响 m 越小，刚度越大。 4. 节流开口A 对流量稳定性的影响 当阀口压差p一定，阀口面积调小到一定值时，流量将出现时断时续现象；进一步调小，则可能断流，这种现象称为节流阀的阻塞。每个节流阀都有一个能正常工作的最小稳定流量，其值一般在0.5 L/min左右。 结论： 常采用锐边或薄壁孔口作节流孔口，因为： 1） 受温度影响较小；2） m=0.5，最小。 节流阀的应用1 n 与定量泵、溢流阀组成节流调速回路。 1. 泵的部分油液经溢流阀回油箱，泵的出口压力由溢流阀调定。 2DpT=qT=Dp1-mKAmd长孔流量受温度影

19、响。 进入油缸无杆腔的油液流量由节流阀调定，其稳定性受负载影响 节流阀的应用2 n 起负载阻尼。 1. 顺序阀起平衡作用，防止液压缸活塞的加速下落。 节流阀起阻尼作用，控制顺序阀的启闭，使顺序阀关闭滞后 节流阀的应用3 n 阻尼缓冲 1. 节流阀置于压力表前。 2. 阻尼作用强，可以缓冲系统的压力冲击。 3. 保护压力表。 节流阀的应用4 n 作背压阀 调速阀是采用了压力补偿的节流阀，它由定差减压阀和节流阀串联而成。 溢流节流阀是由定差溢流阀与节流阀并联而成。当负载压力变化时，由于定差溢流阀的补偿作用使节流阀两端压差保持恒定，从而使通过节流阀的流量仅与其通流面积成正比，而与负载压力无关 溢流节

20、流阀功率损耗低，油液发热小，效率高。 由于流经溢流节流阀的流量是油泵的全部流量，较调速阀大，阀芯阻力也较大，故溢流节流阀中溢流阀的弹簧刚度要求大一些，使得溢流节流阀的调速性能较调速阀差。 由于溢流节流阀靠压变工作，而回油路通油箱无压变，所以只能装在进油路，不可装于回油路；调速阀皆可 三、方向控制阀 单向阀：职能符号，作用，原理 液控单向阀：结构，原理，职能符号，应用普通单向阀的基础上多了一个控制口若控制口接压力油，. 则油液可双向流动 换向滑阀：分类，原理，滑阀机能：o.p.m.h.型， 职能符号 补充：哪些阀可作背压阀 第六章 辅助元件 1辅助元件包括那些，其作用分别是什么 蓄能器是液压系统

21、中一种储存油液压力能的装置，其主要功用如下：作辅助动力源或紧急动力源、保压和补充泄漏、吸收压力冲击和消除压力脉动 滤油器可以对污染的油液净化 热交换器包括冷却器和加热器 油箱：储油、散热、沉淀油液中的杂质和逸出渗入油液的空气。 2. 滤油器分类网式滤油器、线隙式滤油器、纸质滤油器、金属烧结式滤油器、磁性滤油器 职能符号过滤精度：过滤掉的杂质颗粒的公称尺寸度量。 按过滤精度分为：粗、普通 、精 、特精过滤器 3蓄能器分类、职能符号。蓄能器按储能方式分，主要有重力加载式、弹簧加载式和气体加载式三种类型。 4油箱作用、职能符号 第七章 液压基本回路 1掌握基本回路工作原理 当系统是由定量泵、溢流阀和

22、流量阀组成节流调速回路时，溢流阀经常开启溢流，溢流阀作定压阀(图a )，泵的出口压力基本恒定；若系统中没有流量阀时，溢流阀作安全阀(图b） 最常见的减压回路通过定值减压阀与主油路相连,如图a所示。回路中的单向阀供主油路压力降低(低于减压阀调整压力)时防止油液倒流，起短时保压之用。 减压回路中也可以采用类似两级或多级调压的方法获得两级或多级减压,图b所示为利用先导型减压阀1的远控口接一远控溢流阀2，则可由阀1、阀2各调得一种低压，但要注意，阀2的调定压力值一定要低于阀1的调定压力值 增压回路图中油泵输出的低压油进入增压缸的左腔，推动活塞右移，使增压缸的右腔输出高压油，进入工作液压缸。如增压缸左腔

23、的油压为p1，通过增压后使右腔的油压为p2，其增压比等于增压器大小活塞的面积比，即 p2p1=A1A2当换向阀换向时，油液进入增压缸大缸的右腔，使活塞向左退。高位油箱5中的油液可通过单向阀6进入增压缸内，以补充高压油的漏损。这种增压缸的缺点是不能获得连续的高压 双向增压 卸荷回路利用换向阀的卸荷回路 采用顺序阀的卸荷回路，这种回路的动力几乎完全是由高压泵在消耗而已，故可达到节约能源的目的 利用先导式溢流阀的卸荷回路 2对进、回油节流调速回路计算其n.F及效率3典型快速运动回路 采用蓄能器的快速运动回路、利用双泵供油的快速运动回路、利用差动连接的快速动作回路 4卸荷回路的作用？试画几种卸荷回路，

24、何谓流量卸荷、压力卸荷？ 其作用是在液压泵不停止转动时，让其输出的流量在很低的压力下直接流回油箱，或者以最小的流量(仅维持泄漏)排出液压油，以减少功率损耗，降低系统发热,延长泵和电机的使用寿命 因为液压泵的输出功率为其流量和压力的乘积，因而，两者任一近似为零，功率损耗即近似为零，因此液压泵的卸荷有流量卸荷和压力卸荷两种，前者主要是使用变量泵，使泵仅为补偿泄漏而以最小流量运转，此方法比较简单，但泵仍处在高压状态下运行，磨损比较严重，压力卸荷的方法是使泵在接近零压下运转 5平衡回路作用、应用场合。 平衡回路的功能是：为防止垂直或倾斜放置的液压缸和与之相连的工作部件因自重而自行下落，在液压缸的下行回

25、油路上设置一个适当的阻力，使之产生一定的背压以便与自重相平衡，并起限速作用 采用平衡阀的平衡回路 图a所示为采用自控式单向顺序阀的平衡回路。这种回路当活塞向下快速运动时功率损失大,锁住时活塞和与之相连的工作部件会因单向顺序阀和换向阀的泄漏而缓慢下落;因此它只适用于工作部件重量不大、活塞锁住时定位要求不高的场合。 图b为采用它控顺序阀的平衡回路。只有上腔进油时活塞才下行,比较安全可靠；缺点是,活塞下行时平稳性较差，因此液控顺序阀始终工作于启闭的过渡状态,因而影响工作的平稳性,这种回路适用于运动部件重量不很大、停留时间较短的液压系统中 采用液控单向阀-单向节流阀的平衡回路 由于液控单向阀是锥面密封

26、，泄漏量极小，故这种平衡回路的锁定性好，工作可靠。 如果图中不设置节流阀，当液控单向阀打开，负载下行时，由于回油路上没有背压，运动部件将会因自重加速下降，致使液压缸上腔因供油不足而失压，液控单向阀也因失压而关闭，活塞停止运动，直到进油路上又建立起压力时，液控单向阀再打开，上述过程又重复一次。这样负载会断续地向下运动，产生剧烈地振动和冲击。当在回路中设置节流阀3后，上述情况便不会发生，负载下行平稳 第八章 组合机床动力滑台液压系统工作原理 气压传动部分 1气压传动的定义，气压传动系统的基本组成及作用。 气压传动是以压缩空气为工作介质，依靠运动着气体的压力能来传递能量和信号的一种传动形式 气压发生

27、装置 其主体部分是空压机或真空泵，它将电动机输出的机械能转变为工作气体的压力能。 执行元件 包括气缸和气马达。它把工作液体的压力能重新转变为往复直线运动或回转运动的机械能，推动负载运动。 控制元件 包括对系统中气体压力、流量和方向进行控制和调节的压力阀、流量阀和方向阀，还包括各种逻辑元件。 辅助元件 为保证系统正常工作所需的上述三类元件以外的装置，包括管路、管接头、油雾器、过滤器、消声器以及各种指示和控制仪表等。 2气压传动的优缺点 3气源装置的组成 4压缩空气污染的主要来源 及处理方法 5空压机工作原理 6.冷却器、油水分离器、储气罐、干燥器、一次过滤器、分水过滤器、油雾器职能符号、原理，气动三联件职能符号 油雾器在安装使用中常与空气过滤器和减压阀一起构成气动三联件，尽量靠近换向阀垂直安装，进出气口不要装反 7气压控制元件 压力控制阀 减压阀、单向顺序阀、安全阀工作原理、职能符号 流量控制阀 节流阀、单向节流阀、排气消声节流阀工作原理、职能符号 方向控制阀 重点掌握梭阀、双压阀、快速排气阀工作原理、职能符号 8气动基本回路