液压与气压传动复习资料很好.docx
- 文档编号:25034182
- 上传时间:2023-06-04
- 格式:DOCX
- 页数:11
- 大小:24.94KB
液压与气压传动复习资料很好.docx
《液压与气压传动复习资料很好.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《液压与气压传动复习资料很好.docx(11页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
液压与气压传动复习资料很好
液压与气压传动复习资料很好
液压与气压传动复习材料
第一章流体力学基础
第一节:
工作介质一、液体的粘性
粘性的物理本质液体在外力作用下流动时,于液体分子间的内聚力和液体分子与壁面间的附着力,导致液体分子间相对运动而产生的内摩擦力,这种特性称为粘性,或流动液体流层之间产生内部摩擦阻力的性质。
内摩擦力表达式:
Ff=μAdu/dy
牛顿液体内摩擦定律:
液层间的内摩擦力与液层接触面积及液层之间的速度成正比。
du/dy变化时,μ值不变的液体液压油均可看作牛顿液体。
静止液体不呈现粘性
1、动力粘度μ:
μ=τ·dy/du
物理意义:
液体在单位速度梯度下流动时,接触液层间单位面积上内摩擦力2、运动粘度ν:
动力粘度与液体密度之比值
公式:
ν=μ/ρ单位:
m2/s。
单位中只有长度和时间的量纲,类似运动学的量。
三、液体的可压缩性
1、液体的体积压缩系数定义:
体积为V的液体,当压力增大△p时,体积减小△V,则液体在单位压力变化下体积的相对变化量公式:
κ=-1/△p×△V/V0物理意义:
单位压力所引起液体体积的变化 2、液体的体积弹性模数定义:
液体压缩系数的倒数公式:
K=1/κ=-△pV/△V 物理意义:
表示单位体积相对变化量所需要的压力增量,也即液体抵抗压缩能力的大小。
一般认为油液不可压缩,计算时取:
K=×103MPa。
若分析动态特性或p变化很大的高压系统,则必须考虑
1、粘度和压力的关系:
∵p↑,Ff↑,μ↑
∴μ随p↑而↑,压力较小时忽略,50MPa以上影响趋于显著2、粘度和温度的关系:
∵温度↑,Ff↓,μ↓
∴粘度随温度变化的关系叫粘温特性,粘度随温度的变化较小,即粘温特性较好,常用粘度指数VI来度量,VI高,说明粘—温特性好。
2、选择液压油粘度慢速、高压、高温:
μ大快速、低压、低温:
μ小第二节液体静力学
静止液体:
指液体内部质点之间没有相对运动,以至于液体整体完全可以象刚体一样做各种运动。
液体的压力:
液体单位面积上所受的法向力,物理学中称压强,液压传动中习惯称为压力静止液体特性:
垂直并指向于承压表面各向压力相等1、液体静力学基本方程式pp0ghp0g(z0z)
物理意义:
静止液体内任何一点具有压力能和位能两种形式,且其总和保持不变,即能量守恒,但两种能量形式之间可以相互转换
绝对压力:
以绝对零压为基准所测测压两基准;相对压力:
以大气压力为基准所测 关系:
绝对压力=大气压力+相对压力或相对压力=绝对压力-大气压力
1/18
液压与气压传动复习材料
注液压传动系统中所测压力均为相对压力即表压力;真空度=大气压力-绝对压力1、帕斯卡原理在密闭容器内,液体表面的压力可等值传递到液体内部所有各点p=F/A。
液压系统的工作压力取决于负载,并且随着负载的变化而变化。
第三节流体动力学基本概念:
1、理想液体:
既无粘性又不可压缩的液体定常流动:
流动液体中任一点的p、u和ρ都不随时间而变化的流动
一维流动:
液体整个作线形流动
2、流线--流场中的曲线;流管--任一封闭曲线上的流线所组成的表面;流束--流管内的流线群3、通流截面:
流束中与流线正交的截面,垂直于液体流动方向的截面A流量:
单位时间内流过某通流截面的液体的体积q平均流速:
通流截面上各点流速均匀分布υ∵q=V/t=Al/t=Au液压缸的运动速度取决于进入液液压缸的流量,并且随着流量的变化而变化。
连续性方程--质量守恒定律在流体力学中的应用
1、连续性原理:
理想液体在管道中恒定流动时,根据质量守恒定律,液体在管道内既不能增多,也不能减少,因此在单位时间内流入液体的质量应恒等于流出液体的质量。
2、连续性方程:
ρ1υ1A1=ρ2υ2A2=q=常数
结论:
液体在管道中流动时,流过各个断面的流量是相等的,因而流速和过流断面成反比。
伯努利方程--能量守恒定律在流体力学中的应用
1,能量守恒定律:
理想液体在管道中稳定流动时,根据能量守恒定律,同一管道内任一截面上的总能量应该相等。
2p1u12p2u22、理想液体伯努利方程z1z2g2gg2g
物理意义:
在密闭管道内作恒定流动的理想液体具有三种形式的能量,即压力能、位能和动能。
在流动过程
中,三种能量可以互相转化,但各个过流断面上三种能量之和恒为定值。
3、实际液体伯努利方程∵实际液体具有粘性∴液体流动时会产生内摩擦力,从而损耗能量,故应考虑能量损失hw,并考虑动能修正系数α,则:
2p1a112p2a22z1z2hw
g2gg2g
应用伯努利方程时必须注意的问题:
断面1、2需顺流向选取,且应选在缓变的过流断面上。
断面中心在基准面以上时,z取正值;反之取负值。
通常选取特殊位置水平面作为基准面4,动量定理:
作用在物体上的外力等于物体单位时间内的动量变化量即∑F=dI/dt=d/dt考虑动量修正问题,则有:
∴∑F=ρq(β2v2-β1v1)
X向动量方程 ∑Fx=ρqv(β22x-β1v1x)
X向稳态液动力F'x=-∑Fx=ρqv(β1v1x-β2v2x)
结论:
作用在滑阀阀芯上的稳态液动力总是力图使阀口关闭第四节液体流动时的压力损失
∵实际液体具有粘性∴流动中必有阻力,为克服阻力,须消耗能量,造成能量损失 分类:
沿程压力损失、局部局部损失液体的流动状态
2/18
液压与气压传动复习材料
层流:
液体的流动是分层的,层与层之间互不干扰;湍流:
液体的流动不分层,做混杂紊乱流动
判断层流和图湍流:
采用雷诺数 圆形管道雷诺数:
Re=vd/
过流断面水力直径:
dH=4A/xx--湿周;水力直径大,液流阻力小,通流能力大。
ReRecr为湍流
雷诺数物理意义:
液流的惯性力对粘性力的无因次之比沿程压力损失
定义:
液体沿等径直管流动时,于液体的粘性摩擦和质点的相互扰动作用而产生的压力损失。
产生原因:
外摩擦--液体与管壁间;内摩擦--因粘性,液体分子间摩擦1、层流时的沿程压力损失
1)通流截面上的流速分布规律(p41)
结论:
液体在圆管中作层流运动时,速度对称于圆管中心线并按抛物线规律分布。
2)通过管道的流量RRp2R4d42qdq2(Rr)rdrpp 004l8l128l
q1R4R2d22ppp3)管道内的平均流速
AR8l8l32l
4)沿程压力损失:
△pλ=△p=32μlυ/d2
结论:
液流沿圆管作层流运动时,其沿程压力损失与管长、流速、粘度成正比,而与管径的平方成反比。
理论值64/Re;实际值75/Re
2、湍流时的沿程压力损失
对于光滑管,当30004;短孔:
Tmηvm=qmt/qmηmm=Tm/Tmtηm=ηvm*ηm三、齿轮泵
齿轮泵分类:
按啮合形式可分为:
外啮合、内啮合1、外啮合齿轮泵的突出问题及解决方法(p72)2、泄漏主要来自:
径向泄漏齿侧泄漏端面泄漏 3、径向不平衡作用力
径向力的结果:
加速轴承磨损,降低轴承寿命,还可能使齿轮轴弯曲,导致齿顶与泵体摩擦加剧,使泵不能正常工作。
4、改善措施:
1)缩小压油口,以减小压力油作用面积。
2)扩大泵体内高压区径向间隙3)开压力平衡槽,但泄漏量增大,容积效率减小。
困油现象:
消除困油的方法:
在泵盖上开卸荷槽为彻底消除困油。
5、内啮合齿轮泵:
渐开线齿形内啮合齿轮泵和摆线齿轮泵四、叶片泵
1、叶片泵:
作用非卸荷式——变量泵 双作用卸荷式——定量泵单作用叶片泵双作用叶片泵的工作原理限压式变量叶片泵的工作原理和特性(p78)三、柱塞泵
按柱塞排列方式:
直轴式、斜轴式轴向柱塞泵、径向柱塞泵
柱塞泵共有三对摩擦副:
1、柱塞与缸体2、滑履与斜盘3、缸体与配油盘五、液压缸及液压马达
液压缸:
实现直线往复运动的执行元件
液压马达:
把液压泵供给的液压能转换为机械能而对负载作功。
液压缸按其结构可分为:
活塞式、柱塞式和伸缩缸
1、活塞式液压缸分类:
双杆活塞液压缸、单杆活塞液压缸
2、柱塞式液压缸定义:
在缸体内做相对往复运动的组件是柱塞的液压缸液压缸的结构
典型结构:
缸体组件、活塞组件、密封件、连接件、缓冲装置、排气装置等。
注:
当两个液压马达串联时其转矩T等于单个液压马达的转矩;当两个液压马达并联时其转矩T等于单个液压马达的转矩的2倍
计算题p106页2-4,2-5,p134页3-7,8,9(参考上面的表2-1,仔细独立完成。
)
第四章液压控制元件
1、按用途分:
1)方向控制阀2)压力控制阀3)流量控制阀4)开关2、按控制方式分:
1)比例阀2)伺服阀3)数字阀
3、按结构形式分:
1)滑阀2)锥阀3)球阀4)转阀5)射流管阀4、按安装连接形式分:
1)管式连接2)板式连接3)叠加式连接4)插装式连接工作性能:
有压力、流量、压力损失、开启压力、允许背压、最小稳定流量等。
5、按操纵方式分:
1)手动阀2)机动阀3)液动阀4)电动阀5)电、液动阀
5/18
液压与气压传动复习材料
一、方向控制阀功用:
用以控制油液的流动方向或液流的通断。
分类:
单向阀、换向阀一、单向阀1、单向阀的分类2、普通单向阀单向阀功用:
只允许油液正向流动,不许反流。
工作原理:
液流从进油口流入时,P1→P2液流从出油口流入时,P1P2不通开启压力:
~ 做背压阀:
pk=~MPa单向阀的作用:
1)安装在泵的出口,防止系统压力对泵的冲击 2)防止系统油液经泵倒流回油箱 3)分隔油路,防止干扰4)与其它组合,构成复合阀
3、液控单向阀
功用:
正向流通,反向受控流通结构:
普通单向阀+液控装置
普通型液控单向阀 如采用内泄,则一般适用于p1腔压力较低场合应用:
∵液控单向阀具有良好的反密封性∴常用于保压、锁紧回路
图6-2液控单向阀二、换向阀
控制活塞2-推杆3-锥阀芯4-弹作用:
变换阀心在阀体内的相对工作位置,使阀体各油口连通或断开,从而控制执行簧元件的换向或启停。
1换向阀的要求:
压力损失小,通口间泄漏小,换向平稳、可靠 2滑阀式换向阀 分类:
按工作位置数分:
二位、三位、四位 位:
阀心相对于阀体的工作位置数。
用方格表示,几位即几个方格按通路数分:
二通、三通、四通、五通 通:
阀体对外连接的主要油口数通——↑;不通——┴、┬箭头首尾和堵截符号与一个方格有几个交点即为几通。
按控制方式分:
电磁换向阀 液动换向阀 电液换向阀 机动换向阀 手动换向阀
ABABABABABPTPTPTPTPT油口有固定方位和含义,P——进油口(左下),T——回油口,A、B——与执行元件连接的工作油口。
滑阀的中位机能
滑阀机能:
换向阀处于常态位置时,阀中各油口的连通方式,对三位阀即中间位置各油口的连通方式,所以称中位机能。
中位机能:
三位换向阀处于中立位置时,阀中各油口的连通方式。
换向阀的主要性能:
工作可靠,压力损失小,内泄漏小,换向时间与复位时间,使用寿命长
二、压力控制阀
6/18
液压与气压传动复习材料
作用:
控制液压系统压力或利用压力作为信号来控制其它元件动作。
分类:
溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继电器结构:
阀体、阀心、弹簧、调节螺帽等
共同工作原理:
利用作用于阀心上的液压力与弹簧力相平衡的原理进行工作。
一、溢流阀
作用:
稳压溢流或安全保护。
分类:
直动式、先导式
1、溢流阀的结构和工作原理直动式溢流阀工作原理:
当阀口处于某一开度x时:
pA=k(x0+x)p—阀进口处压力;x0—弹簧预压缩量;k—弹簧刚度;A—阀芯受力面积。
p=k(x0+x)/A,当x远小于x0时,p基本稳定。
弹簧作用力直接与液压力pA平衡,称直动式。
当压力较高时,需要k较大当溢流量变化较大时,x变化也会较大,这时p的波动就会较大。
主要原因:
一个弹簧承担了“调压”和“复位”两个作用另外当p高,q大,k较大
先导式溢流阀的结构和工作原理
当溢流阀稳定工作时,主阀芯开度为x,有:
pA=p1A+k(x0+x)
p—阀进口处压力;A—主阀芯受力面积;p1—导阀进口压力;x0—主阀芯复位弹簧预压缩量;k—主阀芯复位弹簧刚度;p=p1+k(x0+x)/A
因为经过导阀的溢流量很小所以p1基本稳定;当主阀的溢流量变化较大时,于k较小,所以p的波动较小
下面两个图一定得深入理解,有助于理解溢流阀的真正工作原理
7/18
液压与气压传动复习材料
题4-5(a) P221题4-4P2212溢流阀的主要性能
静态特性:
元件或系统在稳定工作状态下的性能其静态特性指标很多,主要是指压力调节范围、压力--流量特性和启闭特性。
压力调节范围
定义:
调压弹簧在规定范围内调节时,系统压力平稳上升或下降最大和最小调定压力差值。
3)启闭特性
启闭特性:
溢流阀从开启到闭合全过程的p-q特性。
∵于阀心移动存在摩擦力∴开启与闭合时的p-q曲线不重合,闭合压力指阀口完全关闭时的压力,用pk表示,在相同溢流量下,pc>pk 闭合比:
pk与pT之比。
一般规定:
开启比应不小于90%,闭合比应不小于85%,其静态特性较好。
3、溢流阀应用举例
为定量泵系统溢流稳压和定量泵、节流阀并联,阀口常开。
变量泵系统提供过载保护和变量泵组合,正常工作时阀口关闭,过载时打
开,起安全保护作用,故又称安全阀。
实现远程调压p远程pt时,先导阀打开,主阀两端产生压差,当△PF软t时,主阀阀心上移,q↓,p2↓;调节调压弹簧,改变硬弹簧力,即可改变出口压力。
特点:
在减压阀出口油液不再流动时,于先导阀卸油仍未停止,减压口仍有油液流动,阀就处于工作状态,出口压力也就保持调定压力不变
减压阀与溢流阀比较溢流阀保持进口压力不变内部卸油阀口常闭阀心二凸肩一般并联于系统减压阀出口压力不变外部卸油阀口常开阀心三凸肩一般串联于系统定差减压阀 定比减压阀三、顺序阀
1、功用:
利用液压系统压力变化来控制油路的通断,从而实现多个液压元件按一定的顺序动作
2、分类:
1、按结构形式:
直动式、先导式2、按控制油:
内控式、外控式3、按泄漏方式:
内卸式、外卸式
3、顺序阀的结构和工作原理先导式顺序阀
组成:
均同于先导式溢流阀,只是顺序
工作原理:
阀出口通压力油,必须专门设置一泄漏油口以使其正常工作。
4、顺序阀的应用顺序动作回路工作原理:
压力油首先进入I缸,实现顺序动作1,到位后,压力升高,顺序阀打开,II缸动作,实现顺序动作2;
9/18
液压与气压传动复习材料
卸荷阀工作原理:
快速轻载时,双泵同时向系统供油;慢速重载时,小泵供油,大泵卸荷
溢流阀、减压阀、顺序阀比较表控制压力溢流阀从阀的进油端引压力油去实现控制连接溢流阀的油路与主油路并联;阀出口直通油箱泄漏内部回油减压阀从阀的出油端引压力油去实现控制串联在减压油路上,出口油到减压部分去工作顺序阀从进油端引或外部油源引压力油构成内控或外控式当作为卸荷或平衡使用时,出口通油箱;当顺序控制时,出口到工作系统。
连接方式泄漏的回油方式阀芯状态外泄回油外泄回油,当卸荷阀使用时内泄回油原始状态阀口关闭,工作过程阀口常开。
原始状态阀口关闭,当安全阀原始状态阀口开启,工用,阀口是常闭状态;当溢流阀、作过程阀口是微开状背压阀用,阀口是常开状态。
态。
安全作用;稳压溢流作用;背压作用;卸荷作用。
减压、稳压作用作用顺序控制作用;卸荷作用;平衡作用;背压作用三、流量控制阀
功用:
通过改变阀口过流面积来调节输出流量,从而控制执行元件的运动速度。
分类:
节流阀、调速阀、温度补偿调速阀、分流集流阀一、节流阀
1、节流阀的工作原理
结构:
阀体、阀心、弹簧、调节手轮等。
工作原理:
调节手轮,阀心轴向移动,A变化,q变化
特点:
∵进口压力油通过弹簧腔径向小孔和阀体的斜孔同时作用在阀心的上下两端 ∴即使在高压下,调节阀口比较方便。
2节流阀的流量特性和影响稳定的因素 节流阀的流量稳定性
稳定流量:
使节流阀能够正常工作的最小流量限制值。
qmin轴△,qmin=30—50mL/min 薄刃孔,qmin=10—15mL/min
节流口的堵塞
堵塞:
当节流阀开度很小时,流量会出现不稳定,甚至断流的现象。
产生原因:
油液氧化生成物、胶质沥青质、原有杂质 结果:
造成系统执行元件速度不稳定
一般:
水力直径越大,越不易阻塞;越小,越容易阻塞
防止堵塞的措施:
1、精密过滤油液 2、选择适当压差,△p=——3)压差△p
∴流经薄壁孔的流量不受油温变化与温度变化无关。
故节流孔大都采用薄壁小孔二、调速阀
∵q=CdA△pmF变化,△p变化,即使A=C,q仍变化。
∴v稳定性要求较高时,用调速阀
1、调速阀的工作原理
组成:
定差减压阀与节流阀串联而成,用来调节通过的流量自动补偿负载变化的影响,使△p节=C,消除负载变化
10/18
液压与气压传动复习材料
对流量的影响。
↓
特点:
调速阀中装有一行程限位器,其作用如下当调速阀不工作时,减压阀阀口最大,重新启动时,瞬时流量很大,出现启动冲击,降低加工质量,甚至损坏机件。
故有的调速阀装有可调的行程限位器,新开发的产品中,在减压阀无弹簧腔通压力油,也可起到上述作用。
∵调速阀虽然解决了负载变化对流量的影响,但温度变化对流量仍有影响。
第六章液压基本回路
一、分类:
1、方向控制回路:
控制执行元件运动方向;2、压力控制回路:
控制系统或某支路压力;3、速度控制回路:
控制执行元件运动速度;4、多缸运动回路:
控制多缸运动。
二、基本回路举例1、方向控制回路
作用:
利用各种方向阀来控制流体的通断和变向,以便使执行元件启动、停止和换向。
液压缸换向回路组成:
换向阀
工作过程:
1YA通电时,活塞右移;2YA通电时,活塞左移;换向阀中位时,缸停止,泵卸荷
2.压力控制回路
作用:
利用压力控制阀来控制系统整体或系统某一部分压力。
包括调压回路、减压回路、增压回路、保压回路、卸荷回路、平衡回路、释压回路等多种回路。
调压回路
作用:
使系统整体或某一部分的压力保持恒定,或不超过某个数值。
单级液压调压回路组成:
溢流阀
工作原理:
节阀调速时,溢流阀稳压溢流,调节泵压。
减压回路
作用:
使系统中某一部分具有较低的稳定压力组成:
并联一个减压阀3
减压阀的调压范围:
p拐点时,随着负载压力上升,泵的输出流量;当恒功率变量泵工作压力p>p拐点时,随着负载压力上升,泵的输出流量。
增加 呈线性规律衰减 呈双曲线规律衰减基本不变 21.在减压回路中,减压阀调定压力为pj,溢流阀调定压力为py,主油路暂不工作,二次回路的负载压力为pL。
若py>pj>pL,减压阀进、出口压力关系为;若py>pL>pj,减压阀进、出口压力关系为。
进口压力p1=py,出口压力p2=pj进口压力p1=py,出口压力p2=pL
p1=p2=pj,减压阀的进口压力、出口压力、调定压力基本相等
p1=p2=pL,减压阀的进口压力、出口压力与负载压力基本相等
22.当控制阀的开口一定,阀的进、出口压力差Δp<ⅹ105Pa时,随着压力差Δp变小,通过节流
阀的流量;通过调速阀的流量。
增加减少基本不变无法判断 23.当控制阀的开口一定,阀的进、出口压力相等时,通过节流阀的流量为;通过调速阀的流量为。
0某调定值某变值无法判断
24.在调速阀旁路节流调速回路中,调速阀的节流开口一定,当负载从F1降到F2时,若考虑泵内泄漏变化
因素时液压缸的运动速度v;若不考虑泵内泄漏变化的因素时,缸运动速度v可视为。
增加减少不变无法判断
25.在定量泵-变量马达的容积调速回路中,如果液压马达所驱动的负载转矩变小,若不考虑泄漏的影响。
试判断马达转速;泵的输出功率。
增大减小基本不变无法判断
三、名词解释
1.层流2.紊流3.沿程压力损失
4.局部压力损失
5.液压卡紧现象
6.液压冲击
7.气穴现象;气蚀
8.排量
9.变量泵
17/18
液压与气压传动复习材料
10.困油现象
11.差动连接12.滑阀的中位机能
13.溢流阀的压力流量特性
14.节流阀的刚性q15.节流调速回路
16.容积调速回路17.速度刚性kvFLv四、计算题
五、综合题 20XX年5月29日星期六
18/18
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 液压 气压 传动 复习资料 很好