《液压与气压传动》复习和总结

2010-12-10第1章液压传动概述1.1液压传动的工作原理是（帕斯卡）定律。即密封容积中的液体既可以传递（力），又可以传递（运动）。1.2用液体作为工作介质来进行能量传递的传动方式被称之为液体传动。液体传动按照工作原理不同分为液压传动和液力传动。液压传动是利用液体的压力能来传递能量，而液力传动则利用液体的动能来传递能量。1.3液压传动系统由以下五部分组成：液压动力元件、液压执行元件、液压控制调节元件、液压辅助元件、液压工作介质。其中液压动力元件和液压执行元件为能量转换装置。第2章液压流体力学基础2.1液压油液1可压缩性体积压缩系数：液体在单位压力变化下的体积相对变化量被称为体积压缩系数。􀂅体积弹性模量：液体产生单位体积相对变化量所需要的压力增量。2粘性：液体在外力作用下流动或有流动趋势时，液体内分子间产生阻止分子相对运动的内摩擦力。粘度：液体粘性的大小用粘度来表示。液体粘度有三种：动力粘度、运动粘度、相对粘度。粘度的换算关系:ρμγºEt=t1/t2υ=（AºE—B/ºE）*(cm2/s)610习题：20℃时200mL蒸馏水从恩氏粘度计中流尽的时间为51s，如果200mL的某液压油在40℃时从恩氏粘度计中流尽的时间为232s，已知该液压油的密度为900kg/m3，求该液压油在40℃时的恩氏粘度、运动粘度和动力粘度各是多少？20号液压油在40℃时，其运动粘度的平均值约为（20）cSt。2.2流体静力学1、压力的表示方法：以绝对真空为基准进行度量的压力叫做绝对压力；以大气压力为基准来进行度量的压力叫做相对压力。（仪表指示的压力都是相对压力。）2、静压传递原理（帕斯卡原理）：密闭容器内，施加于静止液体上的压力可以等值的传递到液体内各点。3、压力决定于负载。4、压力的单位：1Pa=1N/m2,1MPa=1x106Pa2.3液体动力学1、流量：单位时间内流过某一通流截面的液体体积成为体积流量，简称流量。q=V/t(m3/s)2、平均流速：v=q/A3、理想液体：既无粘性又不可压缩的假想液体。4、定常流动（恒定流动）：液体流动时，液体中任一空间点处的压力、速度、密度等都不随时间的变化而变化。5、连续性方程（根据质量守恒定律）：q=V1A1=V2A2=const（忽略液体可压缩性）111222vAvA可压缩性流体恒定流动时的连续方程（质量流量），适用于气体、液体。6、伯努利方程理想液体的伯努利方程􀂅实际液体的伯努利方程2211221222pvpvzzcgggg212pvmvmghc22pvghc221112221222wpvpvzzhgggg伯努利方程的物理意义：理想液体做恒定流动时，任一微小流束上的能量由比位能、比压能及比动能组成。对任一截面，三种能量可互相转换，但三者之和为一定值。7、动量方程2211()Fqvv恒定流动时流体的动量方程以此式计算出的力为外力对控制体液体的作用力，液体对壁面的作用力是作用力和反作用力的关系。2.4液体在管道中的流动1、液体的流动状态层流：液体流速低，液体质点受粘性约束不能随意运动，粘性力起主导作用，液体的能量主要消耗在液体之间的摩擦损失上。紊流：液体流速较高，惯性力起主导作用，液体的能量主要消耗在动能损失上。2、雷诺数：平均流速、水力半径、液体运动粘度组成的无量纲数。临界雷诺数=2320※雷诺数的物理意义：雷诺数是液流的惯性作用对粘性作用的比。当雷诺数较大时，惯性力起主导作用，这是液体处于紊流状态；当雷诺数较小时，说明粘性力起主导作用，液体处于层流状态。Dv粘性力惯性力Re3、液体流动时的压力损失22lvpd（Pa）沿程压力损失：局部压力损失：液压阀的压力损失：λ如何确定？22vp（Pa）2)1(21AA2()rnnqppq4、孔口和缝隙流量孔口流量薄壁孔、短孔：细长孔流量：缝隙流量平行平板圆环缝隙（同心）圆环缝隙（偏心）0022ccvcdqAvCCApCAp4128dqpl30122bbqpvl30122ddqpvl320(11.5)122ddqpvl5、液压冲击冲击压力：运动部件制动时产生的冲击压力：maxEpvCvtAvmp6、气穴现象及其危害􀂅流动液体中，某处压力低于空气分离压，溶解在液体中的空气分离出来导致液体中出现大量气泡。当出现气穴现象时，大量气泡破坏了液流的连续性，从而形成流量和压力的脉动，同时气泡随液流进入高压区时急剧破灭，所产生的高温、高压会使金属剥蚀，产生气蚀使液压元件工作性能变坏，缩短元件寿命。第3章液压泵液压泵定量泵变量泵齿轮泵叶片泵柱塞泵单作用叶片泵径向柱塞泵轴向柱塞泵单作用叶片泵双作用叶片泵径向柱塞泵轴向柱塞泵斜盘式斜轴式斜盘式斜轴式限压式变量叶片泵第3章液压泵1、液压泵是一种将机械能转换为液压能的能量转换装置。它为液压系统提供具有一定压力和流量的液体。（TWpq）构成液压泵的基本条件是：l）具有密封的工作腔。2）密封工作腔容积大小交替变化，变大时与吸油口相通，变小时与压油口相通。3）吸油口和压油口不能连通。2、液压泵主要性能参数的计算：泵的工作压力；排量；流量；功率和效率。3、齿轮泵的困油现象什么是外啮合齿轮泵的困油现象？有什么危害？怎样消除困油现象？4、提高齿轮泵工作压力措施：首要的问题是解决轴向泄漏以及径向不平衡力。5、定量泵工作原理：齿轮泵，双作用叶片泵。变量泵工作原理：单作用叶片泵，柱塞泵。6、限压式变量叶片泵的工作原理。例如（1）齿轮泵产生泄漏的间隙为（端面）间隙、（径向）间隙和（啮合）间隙，其中（端面）泄漏占总泄漏量的80%～85%。（2）外啮合齿轮泵位于轮齿逐渐脱开啮合的一侧是（吸油）腔，位于轮齿逐渐进入啮合的一侧是（压油）腔。（3）双作用叶片泵的定子曲线由两段（大半径圆弧）、两段（小半径圆弧）及四段（过渡曲线）组成，吸、压油窗口位于（过渡曲线）段。（4）斜盘式轴向柱塞泵构成吸、压油密闭工作腔的三对运动摩擦副为（柱塞与缸体）、（缸体与配油盘）、（滑履与斜盘）。（5）轴向柱塞泵如图示，试指出各零件的名称，并简述工作原理。第4章执行元件1、液压缸是将输入的液体压力能转化为机械能输出，且实现直线往复运动的执行元件。液压缸按其结构形式可以分为活塞缸、柱塞缸和伸缩缸等。（pq---FV）。2、液压缸的典型结构：缸体组件，活塞组件，密封装置，缓冲装置，排气装置。3、液压马达是输入的液体压力能转化为机械能，且实现连续旋转或摆动的执行元件。（pq----TW）。4、各种液压缸输出力和速度的计算差动液压缸5、液压马达的主要性能参数的计算dD2第5章控制元件液压控制阀方向控制阀压力控制阀流量控制单向阀换向阀溢流阀顺序阀减压阀压力继电器节流阀调速阀分流集流阀定值减压阀定差减压阀定比减压阀普通单向阀液控单向阀其它阀类插装阀比例阀伺服阀数字阀1．溢流阀的结构原理及在系统中的应用，减压阀的结构原理及保证出口压力稳定的条件，先导型溢流阀与先导型减压阀的差别，内控、外控、内泄、外泄顺序阀的应用，压力继电器的结构原理；2．节流阀、调速阀、旁通型调速阀的结构原理、性能及其在系统中的应用，尤其是调速阀的组成及工作原理；3．单向阀、液控单向阀、电磁换向阀、电液换向阀的结构原理和应用；换向滑阀的中位机能及其应用；4．插装阀的基本组件及插装式换向阀的组成；5．各类液压阀的图形符号。例题（1）试说明图示回路中液压缸往复移动的工作原理。为什么无论是进还是退，只要负载G一过中线，液压缸就会发生断续停顿的现象？为什么换向阀一到中位，液压缸便左右推不动？（2）图示阀组，各阀调定压力示于符号上方。若系统负载为无穷大，试按电磁铁不同的通断情况将压力表读数填在表中。（3）已知顺序阀的调整压力为4MPa，溢流阀的调整压力为6MPa，当系统负载无穷大时，分别计算图a和图b中A点处的压力值。解：（1）当px＞pY时，因负载无穷大，故在顺序阀人口油压憋高到顺序阀调定压力时，顺序阀打开并接通溢流阀入口。当溢流阀入口油压达到其调定压力时，溢流定压，使其入口即顺序阀出口油压为较低的pY值。顺序阀的入口、即泵的出口油压则为pP＝px；当pYpx时，在顺序阀开启接通的瞬间，泵的压力为px，但因负载无穷大，泵的流量在不断输出，故当泵出口油压憋高到溢流阀的调定值时，溢流阀打开，溢流定压。故此时泵的压力为溢流阀的调定值：pP＝py(2)两阀的位置互换后两阀互换后，当顺序阀导通时，其入口油压为其开启压力px，而此压力又经溢流阀出口、溢流阀体内孔道h、g进入其阀芯上腔。如题解16-1图所示。这样溢流阀开启时，其入口油压必须大于等于其调定压力与顺序阀的开启压力之和，即泵的压力为pP＝py＋px。4.图示之回路，顺序阀和溢流阀串联，其调整压力分别为pX和pY。求①当系统负载趋向无穷大时，泵的出口压力pp为多少?②若将两阀的位置互换一下，泵的出口压力又是多少？（4）在滑阀阀芯或轴向柱塞泵柱塞的表面上加工有三道或更多的很窄的环形浅槽，试问其用途是什么？※这些环形浅槽称为均压槽，主要用以减少或避免阀芯或柱塞在工作时发生液压卡紧问题。工作时，当液体在阀芯两端压差下沿环形缝隙流过时，环槽内的液体压力沿周向均布，从而减小了阀芯或柱塞所受到的径向不平衡力。（5）现有两个压力阀，由于铭牌脱落，分不清哪个是溢流阀，哪个是减压阀，在不拆开阀的情况下如何根据其特点作出正确判别？※因为溢流阀主阀口常闭，而减压阀主阀口常开，因此可以对着一个阀口吹气或通烟，如果另一阀口有气或烟冒出，则为减压阀，否则为溢流阀。再者，也可通过阀的外形去判别。因为减压阀有外泄油口，而溢流阀没有外泄油口。（6）在节流调速系统中，如果调速阀的进、出油口接反了，将会出现怎样的情况？试分析之。※调速阀是由定差减压阀与节流阀串联结合而成，若调速阀进出油口接反了，则节流阀进油压力作用在定差减压阀阀弹簧腔，出口压力作用在定差减压阀阀芯无弹簧腔，因节流阀口的节流阻力很小，所以减压阀阀芯两腔作用力几乎相等，阀芯在弹簧力作用下，移动到极端位置，减压阀口开度最大，起不到减压作用，也就起不到对节流阀前后压差的补偿作用。（7）将调速阀中的定差减压阀改为定值减压阀，是否仍能保证执行元件速度的稳定性？试分析之。※不能。因为改为定值减压阀后，节流阀前后的压力差不能维持为近似恒定值，而是随着负载变化而变化，因此在节流阀开度调定时，流量会随变化而波动，相应的执行元件的速度也会发生波动。（8）电液比例压力先导阀中弹簧的作用是什么？该弹簧的刚度对阀的启闭特性有无影响？※弹簧的作用是作为传力元件，是将比例电磁铁输出的电磁力传递到先导阀阀芯上，且具有一定的导向作用，因此，此处的弹簧不同于一般先导型压力阀中的调压弹簧。※弹簧的刚度要求较高。若弹簧刚度低，变形大，将使得传力过程中比例电磁铁的衔铁行程增加，而通常衔铁的输出力线性工作行程较小，否则会使线性度降低；如果考虑到压力阀的动态特性要求，弹簧刚度低也会使阀的动态响应频率降低。（9）如何实现三级调压？并绘画说明。第6章液压辅件蓄能器、过滤器、热交换器、油箱、管件、密封装置的功用和安装使用（或设计）中应注意的问题。液压基本回路方向控制回路压力控制回路速度控制回路换向回路锁紧回路调压回路卸荷回路增压回路减压回路调速回路增速回路泄压回路保压回路平衡回路速度换接回路多缸运动回路顺序运动回路同步运动回路互不干扰回路第7章液压基本回路1.各种压力控制回路（调压、减压、卸载、平衡、保压）、快速运动（差动连接、双泵供油、充液增速）回路及速度换接回路、换向回路和锁紧回路、多执行元件控制回路（顺序动作、同步回路）的功用、组成、回路中各元件的作用及回路的应用场合；2.进油、回油、旁路的定量泵节流调速回路的组成、调速原理、速度负载特性（液压缸的速度、液压泵的压力）和功率特性（回路效率）的分析比较与计算；3