液压与气动技术

《液压与气动技术》课程学习指导依据教学大纲和专业培育目标要求，编写了〕根本学问、根本理论、根本技能〔2〕综〔3〕分析与计算〔类型举例〕三局部，内容掩盖教学大纲规定的教学内容。编写学习指导的目的是：使同学们全面、系统、深入地理解液〔气〕压传动学问，增加分析理解，多动脑思考，切忌孤立地死记硬背。第一局部第一章液压传动根底一.根本学问、根本概念、根本技能液压传动是依靠液体在密封容积变化中的压力能实现运动和动力传递的。液压传动装置本质上是一种能量转换装置，它先将机械能转换为便于输送的压力能，后又将压力能转换为机械能做功。单位体积液体的质量称为该液体的密度。表示液体黏性大小的物理量称为黏度。常用的黏度有三种，即动力黏度、运动黏度和相对黏度。油液的黏度对温度极为敏感，温度上升，油的黏度下降。液体单位面积上所受的法向作用力称为压力。在密闭容器内，由外力作用所产生的压力将等值地传递到液体各点。液体的压力沿着内法线方向作用于承压面。静止液体内任一点的压力在各个方向上都相等。液体内的压力是由外界负载作用所形成的，即液压系统中的工作压力打算于负载。液压系统中的压力，绝大多数承受压力计测量。在实际的压力测量中，有两种基准，一是以确定真空为基准，另一是以大气压力为基准。当固体壁面为一平面时，液体压力在该平面上的总作用力FP与该平面面积的乘积，其作用方向与平面垂直。XX方向上的总作用力FX

等于液体压力P与曲面在该方向投影面积AX的乘积。40〔mm2/s〕号。液体流淌时，假设液体中任一点处的压力、速度和密度都不随时间而变化，则这种流淌称为恒定流淌。流量—单位时间内流过过流断面的液体体积称为流量。液流的连续性方程，说明液体在管道中流淌时，流过各个断面的流量是相等的〔即流量是连续的，因而流速和过流断面成反比。抱负液体伯努利方程的物理意义是：在密封管道内作恒定流淌的抱负液体具有三种形式的能量，即动能、位能和压力能。三种能量的总和为机械能，是一个常数。但三者之间是可以相互转换的。液体在等径直管中流淌时因黏性摩擦而产生的压力损失，称为沿程压力损失。流体在静止状态下是不呈黏性的。局部压力损失是液体流经如阀口、弯管、突变截面等局部阻力处所引起的压力损失。薄壁孔由于流程很短，沿程阻力格外小，流量受黏度影响小，对油温变化不敏感，且不易堵塞，宜做节流器用。瘦长孔的流量与油液的黏度有关，当温度变化而引起油液黏度变化时，流经瘦长孔的流量也发生变化。另外，瘦长孔较易堵塞。在液压系统中，由于某种缘由引起油液的压力在某一瞬间突然急剧上升，形成很高的压力峰值，这种现象称为压力冲击。液压油；另一种是依据液压系统的具体状况，如工作压力凹凸、工作温度凹凸、运动速度大小、液压元件的种类等因素，全面地考虑选用液压油。二.综合思考题何谓液〔气〕压传动？液〔气〕压传动的根本工作原理是怎样的？液〔气〕压传动系统有那些组成局部？各局部的作用是什么？什么是液体的黏性？什么是液体的黏度？温度对黏度有什么影响？压力对黏度有什么影响？什么是确定压力？什么是相对压力？什么是真空度？什么是抱负液体？什么是实际液体？什么叫恒定流淌？流淌液体连续性方程的含义是什么？用什么来推断液体的流淌状态？雷诺数有什么物理意义？12伯努利方程的物理意义是什么？该方程的理论式和实际式有什么区分？用抱负液体伯努利方程解释液体在水平放置的变径管内流淌时，为什么其管道直径越细的部位其压力越小？什么是液体流淌时的压力损失？压力损失分为哪两类？什么是沿程压力损失？什么是局部压力损失？如何选择液压油？削减液压系统压力损失的主要措施有哪些？为什么要限制液体在管路中流淌的速度？三.分析与计算〔类型举例〕32mm2/s,密度为900kg/m3,其动力黏度是多少？现有一桶机械油，但不知油的牌号。假设从桶中取出200mL，并在40℃时令其从恩氏粘度计的小孔中流出，测出其所用的时间为230s。试计算该油动力黏度和运动黏度的数值，并推断油的牌号。某压力掌握阀如下图，当P1=6MPa时，阀动作。d1=10mm，d2=15mm，P2=0.5MPa。试求：弹簧的预压力Fs；K=10N/mmX。其次章液压动力元件一.根本学问、根本概念、根本技能液压传动系统中使用的液压泵都是容积式液压泵，它是借助配流装置，依靠密闭容积的变化来工作的。PΡ外负载的大小和排油管路上的压力损失，而与液压泵的流量无关。额定压力P—液压泵在正常工作条件下，按试验标准规定连续运转的最高压力称为n液压泵的额定压力。排量V—液压泵主轴每转一周所排出液体的体积。p实际流量q—液压泵在某一具体工况下，单位时间内所排出液体的体积称为实际流p量。理论流量q—是指在不考虑液压泵泄漏流量的条件下，在单位时间内所排出的液体t体积。液压泵的容积效率η —是表征液压泵容积损失的性能参数，它等于泵的实际输出v功率与理论输出功率之比，也等于泵的实际流量与理论流量之比。液压泵的机械效率η —是表征泵的摩檫损失的性能参数，它等于泵的理论输出功m率与输入功率之比，也等于液压泵的理论转矩与实际输入转矩之比。排量可以调整的液压泵称为变量泵，排量不行调整的液压泵则称为定量泵。消退齿轮泵困油现象的方法，通常是在齿轮泵的两侧端盖上铣两条卸荷槽。在转子上的油液压力相互平衡，因此双作用叶片泵又称为卸荷式叶片泵。〔P≈0〕〔q≈0〕运转，使液压泵的输出功率最小，从而节约能源，提高系统寿命，削减发热。法是使泵在接近零压下工作。倾角的方向，就能转变吸油、压油的方向，成为双向变量泵。选择液压泵的原则：依据主机工况、功率大小和系统对工作性能的要求，先确定液压泵的类型，然后按系统所要求的压力、流量大小确定其规格型号。二.综合思考题容积式液压泵是如何工作的？液压泵工作必需满足的根本条件是什么？什么是液压泵的排量？什么是液压泵的理论流量？什么是液压泵的实际流量？理论流量与排量、实际流量与理论流量各是什么关系？液压泵的容积效率和机械效率的物理意义是什么？何谓齿轮泵的困油现象？有何危害？齿轮泵产生径向不平衡力的缘由是什么？有什么危害？削减径向不平衡力在构造上可实行什么措施？说明限压式变量叶片泵的工作原理？液压泵工作油温发生变化时，对其容积效率发生怎样的影响？假设油箱完全封闭，不与大气相通，液压泵是否还能工作？为什么？影响齿轮泵轴承寿命的主要因素是什么？娴熟的画出单向定量泵、双向定量泵、单向变量泵、双向变量泵的职能符号图。解释以下概念：单向泵、双向泵、单作用泵、双作用泵、定量泵、变量泵。三分析题、计算题〔类型举例〕某液压泵的工作压力10MPa，排量为12mL/r，理论流量为24L/min，容积效率为0.9，0.8。试求该泵的转速、输出和输入功率、输入转矩。某液压泵的排量为q=120mL/r1400r/min21.5MPa下，测得实际流量为155L/min，额定工况下的总效率为08.1。求该泵的理论流量、容积效率、机械效率、输到泵轴上的转矩。第三章液压执行元件一．根本学问、根本概念、根本技能〔或回转摇摆〕构。由于液压马达存在泄漏，输入马达的实际流量，必定大于理论流量。4液压缸在工作循环的某一阶段，假设需要保持肯定的工作压力，就应承受保压回路。二．综合思考题液压马达是如何实现能量转换的？什么是液压马达的排量和流量？何谓液压马达的容积效率？差动液压缸的工作原理是什么？假设输入的油压及流量一样时，差动与非差动对所能承受的负载、运动速度有什么不同？三．分析题、计算题〔类型举例〕1．在图示液压系统中，液压缸的无杆腔面积A=100cm2，泵的输出流量q=63l/mm，溢流阀的调定压p力Py=5MPaF=0F=54000N时〔无视任何损失〕求：1〕液压缸的工作压P?2〕活塞的运动速度V和溢流阀的溢流量qy？如下图回路中，设液压缸A=100cm2，1A=50c2P=3MPF=02 p时，有杆控的压力P 是多少？比无杆腔的压力P2 1高多少？又问P的大小由什么来打算，这种回路是2哪一种根本回路？两个构造尺寸完全一样的单活塞杆液压缸p1p2q，而〔b〕为缸体固定，油路为差动连接，进油压力为p1，流量为q，试确定两液压缸的运动方向，运动速度，推力，并将它们分别填入表中相应位置。 〔a〔a〕(b)运动方向〔左或右〕运动速度推力A、BAA，1 2A缸缸体固定，输入压力为P，流量为q；B缸活塞杆固定，输入压力为P，试确定液压缸1 2(A)(B)运动方向运动速度承受负载A、B(A)(B)运动方向运动速度承受负载如下图差动联结液压缸的A=40cm2，有杆腔有1效面积A=20c2液流量q=421033/s压力2P=0．1MPa，问活塞向哪个方向运动？ 运动速度是多少？能抑制多大的工作负载？各液压缸的供油压力P=2MPa，供油量q=30L/min横截面积A =100c2，A =50c2〔不计容积损失和机械1 2损失〕试确定个液压缸的运动方向、运动速度和牵引力，将结果填入表中。图号牵引力KNcm/s运动方向两个一样的液压缸串联使用，它们的无杆腔有效工作面积A =80cm2，有杆腔的有效工作面积1A=50cm2，输入油液压力P=600KPa，输入的流2量q=12L/min，求假设两缸的负载F=2F 时，1 2两缸各能承受多大的负载〔不计一切损失〕？活塞的运动速度各为多少？假设两缸承受一样的负载〔即F=F ，那么该负载的数值为多少？假设缸A1 2〔F1

=0则缸B能承受多大的负载？液压缸活塞面积A=A1

=A =50cm2F2 3 1=3KN，F2

=4KN，F3

=5KN，泵的流量q=25L/min，求三个液压缸的活塞是如何运动的？液压泵的工作压力有何变化？液压缸中活塞的运动速度是多少？三个液压缸都停顿在终点位置时，溢流阀的调定压力是多少？第四章液压掌握元件一．根本学问、根本概念、根本技能液压掌握阀是液压系统中掌握油液流淌方向、压力及流量的元件。换向阀的作用是利用阀芯相对于阀体的运动来掌握液流方向，接通或断开油路，从而转变执行机构的运动方向、启动或停顿。一般单向阀掌握油液只能按一个方向流淌而反向截止，故简称单向阀。先导式溢流阀是由先导阀来掌握和调整溢流压力，而由主阀溢流。调速阀适用于负载变化较大，速度平稳性要求较高的系统。调速阀是由定差减压阀与节流阀串联而成的组合阀。节流阀用来调整通过的流量，量的影响。压力继电器是将液压信号转换为电信号的转换装置。换向阀的“位”——为了转变液流方向，阀芯相对于阀体应有不同的工作位置，这个工作位置叫做“位换向阀的“通”——当阀芯相对于阀体运动时，可转变各阀口之间的连通状况，从而转变了液流的流淌方向通常把换向阀与液压系统油路相连的油口叫做“通挨次阀是利用系统压力来掌握油路的通断，以实现某些液压元件的挨次动作。减压阀主要用来使液压系统某一支路获得较液压泵供油压力低的稳定压力。二．综合思考题1．一般单向阀能否直接作背压阀用？为什么？背压阀的开启压力一般是多少？液控单向阀与一般单向阀有何区分？通常应用在什么场合？使用时应留意哪些问题？换向阀在系统中起什么作用？什么是换向阀的“位”和“通”？何谓滑阀式换向阀的中位机能？说明滑阀式换向阀图形符号的含义？深入理解常用的O、H、Y、P、M五种三位四通换向阀中位机能〔油口状态和特点〕溢流阀在系统中的主要作用是什么？为什么直动式溢流阀适用于低压系统，而先导式溢流阀适用于高压系统？先导式溢流阀的阻尼孔起什么作用？假设将其堵塞或加大，会消灭是么状况？假设误将先导式溢流阀的远程调压口当作泄油口接油箱，会消灭什么问题？为什么？11．Y型溢流阀与减压阀有何区分？现有两个阀由于名牌不请，在不拆开阀的状况下，依据阀的特点如何推断哪个是溢流阀？哪个是减压阀？节流阀和调速阀各适用于什么场合？节流阀为什么能转变流量？依据小孔流量计算通用公式，利用节流概念答复以下问题当节流阀的通流面积不变时，定性分析压力差△P的大小和流量的关系？当节流阀两端压力差△P不变时，定性分析阀的通流面积和流量的关系？对一个薄壁孔节流阀来说在调好某个通流面积时“液阻”会变吗？流量阀的节流口为什么承受薄壁小孔，而不承受瘦长孔？画出溢流阀、减压阀、挨次阀的职能符号，并比较它们不同之处？三．分析题、计算题〔类型举例〕5MPaYA断电，负3MPaYA3MPa时，系统的压力又是多少？试列出图示系统实现“快进—工进—快退—停顿”工作循环的电磁铁动作挨次表〔电磁铁通电记“+”号，断电记“-”号〕并写出快进、工进、快退的油流路线。快进〔差动〕1YA通电〔2YA断电〕2YA通电〔1YA断电〕两种状态下，完成挨次动作①、②、③、④的液压缸A〔或B，活塞移动方向为左状态状态动作运动方向运动方向运动方向运动方向 1YA有电1YA有电2YA有电〔2YA段电〕〔1YA段电〕①②③④缸〔〕缸〔〕缸〔〕缸〔〕在图示回路中，液压缸无杆腔有效面积为A1，有杆腔的有效面积为A2，液压缸的额定流