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文檔簡介

1、第一章流體力學基礎第一節(jié): 工作介質 一、液體的粘性(一)粘性的物理本質液體在外力作用下流動時,由于液體分子間的內聚力和液體分子與壁面間的附著力,導致液體分子間相對運動而產生的內摩擦力,這種特性稱為粘性,或流動液體流層之間產生內部摩擦阻力的性質 。內摩擦力表達式: Ff = Adu/dy牛頓液體內摩擦定律: 液層間的內摩擦力與液層接觸面積及液層之間的速度成正比。du/dy變化時,值不變的液體液壓油均可看作牛頓液體。靜止液體不呈現粘性1、動力粘度:=·dy/du (N·s/m2) 物理意義:液體在單位速度梯度下流動時,接觸液層間單位面積上內摩擦力 2、運動粘度:動力粘度與液體

2、密度之比值公式: = / (m2/s)單位:m2/s 。單位中只有長度和時間的量綱,類似運動學的量。 三、液體的可壓縮性 1、液體的體積壓縮系數(液體的壓縮率)定義:體積為V的液體,當壓力增大p時,體積減小V,則液體在單位壓力變化下體積的相對變化量公式: = - 1/p×V/V0 物理意義:單位壓力所引起液體體積的變化 2、液體的體積彈性模數 定義:液體壓縮系數的倒數公式: K = 1/= - p V /V 物理意義:表示單位體積相對變化量所需要的壓力增量,也即液體抵抗壓縮能力的大小。一般認為油液不可壓縮(因壓縮性很?。嬎銜r?。篕 =(0.71.4)× 103 MPa。

3、若分析動態(tài)特性或p變化很大的高壓系統,則必須考慮1、 粘度和壓力的關系 : p,Ff, 隨p而,壓力較小時忽略,50MPa以上影響趨于顯著 2、 粘度和溫度的關系 : 溫度, Ff , 粘度隨溫度變化的關系叫粘溫特性,粘度隨溫度的變化較小,即粘溫特性較好,常用粘度指數VI來度量,VI 高,說明粘溫特性好。 2、選擇液壓油粘度慢速、高壓、高溫:大(以q)快速、低壓、低溫:小(以 p)第二節(jié) 液體靜力學 靜止液體: 指液體內部質點之間沒有相對運動,以至于液體整體完全可以象剛體一樣做各種運動。液體的壓力:液體單位面積上所受的法向力,物理學中稱壓強,液壓傳動中習慣稱為壓力靜止液體特性:(1)垂直并指向

4、于承壓表面(2)各向壓力相等1、 液體靜力學基本方程式 物理意義:靜止液體內任何一點具有壓力能和位能兩種形式,且其總和保持不變,即能量守恒,但兩種能量形式之間可以相互轉換絕對壓力:以絕對零壓為基準所測測壓兩基準 ;相對壓力:以大氣壓力為基準所測         關系:絕對壓力 = 大氣壓力 + 相對壓力 或 相對壓力(表壓)= 絕對壓力 - 大氣壓力      注   液壓傳動系統中所測壓力均為相對壓力即表壓力;真空度 = 大氣壓力 -

5、 絕對壓力 1、帕斯卡原理(靜壓傳遞原理)在密閉容器內,液體表面的壓力可等值傳遞到液體內部所有各點p = F / A  。液壓系統的工作壓力取決于負載,并且隨著負載的變化而變化。第三節(jié) 流體動力學 (一)基本概念:1、理想液體:既無粘性又不可壓縮的液體定常流動(穩(wěn)定流動、恒定流動):流動液體中任一點的p、u和都不隨時間而變化的流動一維流動:液體整個作線形流動2、流線-流場中的曲線;流管-由任一封閉曲線上的流線所組成的表面;流束-流管內的流線群 3、通流截面:流束中與流線正交的截面,垂直于液體流動方向的截面 A 流量:單位時間內流過某通流截面的液體的體積 q 平均流速:通流截

6、面上各點流速均勻分布(假想) q = V / t = Al / t = Au液壓缸的運動速度取決于進入液液壓缸的流量,并且隨著流量的變化而變化。 (二)連續(xù)性方程-質量守恒定律在流體力學中的應用1、連續(xù)性原理 :理想液體在管道中恒定流動時,根據質量守恒定律,液體在管道內既不能增多,也不能減少,因此在單位時間內流入液體的質量應恒等于流出液體的質量。2、連續(xù)性方程 :11A1=22A2=q=常數結論:液體在管道中流動時,流過各個斷面的流量是相等的,因而流速和過流斷面成反比。(三)伯努利方程-能量守恒定律在流體力學中的應用1,能量守恒定律:理想液體在管道中穩(wěn)定流動時,根據能量守恒定律,同一管道內任一

7、截面上的總能量應該相等。2、理想液體伯努利方程 物理意義:在密閉管道內作恒定流動的理想液體具有三種形式的能量,即壓力能、位能和動能。在流動過程中,三種能量可以互相轉化,但各個過流斷面上三種能量之和恒為定值。3、實際液體伯努利方程 實際液體具有粘性 液體流動時會產生內摩擦力,從而損耗能量,故應考慮能量損失hw,并考慮動能修正系數,則:   應用伯努利方程時必須注意的問題:(1)斷面1、2需順流向選?。ǚ駝thw為負值),且應選在緩變的過流斷面上。(2)斷面中心在基準面以上時,z 取正值;反之取負值。通常選取特殊位置水平面作為基準面 4,動量定理:作用在物體上的外力等于物體單位時

8、間內的動量變化量即 F =dI/dt=d(mv)/dt考慮動量修正問題,則有: F =q(2v2-1v1)X向動量方程     Fx = qv(22x-1v1x)X向穩(wěn)態(tài)液動力   F'x = -Fx = qv(1v1x-2v2x)結論: 作用在滑閥閥芯上的穩(wěn)態(tài)液動力總是力圖使閥口關閉 第四節(jié) 液體流動時的壓力損失 實際液體具有粘性 流動中必有阻力,為克服阻力,須消耗能量,造成能量損失(即壓力損失) 分類:沿程壓力損失、局部局部損失(一) 液體的流動狀態(tài)層流:液體的流動是分層的,層與層之間互不干擾;湍流:液體的流動不

9、分層,做混雜紊亂流動判斷層流和圖湍流:采用雷諾數 圓形管道雷諾數:Re = vd/過流斷面水力直徑:dH = 4A/x x-濕周;水力直徑大,液流阻力小,通流能力大。Re<Recr為層流;Re > Recr為湍流雷諾數物理意義:液流的慣性力對粘性力的無因次之比 (二) 沿程壓力損失(粘性損失)定義:液體沿等徑直管流動時,由于液體的粘性摩擦和質點的相互擾動作用而產生的壓力損失。產生原因 :外摩擦-液體與管壁間;內摩擦-因粘性,液體分子間摩擦1、層流時的沿程壓力損失(p41,p42)1)通流截面上的流速分布規(guī)律(p41)結論:液體在圓管中作層流運動時,速度對稱于圓管中心線并按拋物線規(guī)律

10、分布。 2)通過管道的流量 3)管道內的平均流速4)沿程壓力損失: p=p = 32l/d2結論: 液流沿圓管作層流運動時,其沿程壓力損失與管長、流速、粘度成正比,而與管徑的平方成反比。 理論值64 / Re;實際值75/Re2、湍流時的沿程壓力損失對于光滑管,當3000<Re<105時, =0.3164Re-0.25 湍流運動時,p比層流大 液壓系統中液體在管道內應盡量作層流運動(三)局部壓力損失 定義:液體流經管道的彎頭、接頭、突變截面以及閥濾網等局部裝置時,液流會產生旋渦,并發(fā)生強烈紊動現象,由此而產生的損失稱為局部損失。 產生原因:碰撞、旋渦(突變管、彎管)產生附加摩擦。

11、附加摩擦-只有紊流時才有,是由于分子作橫向運動時產生的摩擦,即速度分布規(guī)律改變,造成液體的附加摩擦。 公式:p = /2(四)管路系統的總壓力損失p = + 第五節(jié) 孔口和縫隙流量 概述:孔口和縫隙流量在液壓技術中占有很重要的地位,它涉及液壓元件的密封性,系統的容積效率,更為重要的是它是設計計算的基礎,因此,小孔雖小,縫隙雖窄,但其作用卻不可等閑視之,寬度一般在0.1mm以下,直徑一般在1mm以內 (五) 孔口流量 孔口分類 : 薄壁小孔:;  細長小孔:l/d > 4 ; 短孔:0.5 <4短孔、細長孔口流量計算短孔:    &#

12、160;     , Cd = 0.82 ; 細長孔口:結論: q p 反比于 流量受油溫影響較大(T q)(六) 空穴現象和液壓沖擊 1空穴現象:液壓系統中,由于某種原因(如速度突變),使壓力降低而使氣泡產生的現象2液壓沖擊(水錘、水擊)液壓沖擊:液壓系統中,由于某種原因(如速度急劇變化),引起壓力突然急劇上升,形成很高壓力峰值的現象。應搞清的概念:、壓縮性、測壓兩基準(絕對  相對)、壓力表指示壓力(實為表壓力或相對壓力)、理想液體、穩(wěn)定流動、流量概念、動量方程之結論、層流、紊流概念、p沿 ,p局產生原因,小孔類型、縫隙類型。應記

13、住的公式、概念和結論:粘度、粘溫特性、靜力學基本方程及靜壓兩個特性、壓力表達式(p=F/A)及結論、液壓力公式(F=pA)曲面A受力的計算、速度公式(v=q/A)及結論、連續(xù)性方程及結論、伯努利方程及物理意義、雷諾數表達式、薄壁小孔流量公式及特點。第二、三章 液壓泵及液壓馬達一、液壓泵概念1、定義:將原動機輸入的機械能轉換為液體的壓力能向系統供油。2、液壓泵基本工作條件(必要條件):(1)形成密封容積  ;(2)密封容積變化;(3)吸壓油口隔開 3、液壓泵按結構形式分類: 齒輪式 、葉片式 、柱塞式二、液壓泵性能參數1、排量和流量(1) 排量V在沒有泄露的情況下,

14、泵每轉一周所排出的液體體積(2) 理論流量qt不考慮泄露的情況下,單位時間內 qt=Vn(V是排量n是轉速)(3) 實際流量q指泵工作時實際輸出的流量 q = qt-q(q是泄露流量)2、功率理論功率Pt=qpt輸入功率即泵軸的驅動功率 PI = T=2nT(是角速度T是轉矩)輸出功率=pq結論:液壓傳動系統中,液體所具有的功率,即液壓功率等于壓力和流量的乘積。 3、容積效率液壓泵實際流量與理論流量的比值v = q/qt機械效率理論轉矩與實際輸入轉矩之比值總效率泵的輸出功率與輸入功率之比值結論:泵的總效率等于容積效率與機械效率之乘積。 4、效率(液壓泵和液壓馬達)主要性能參

15、數的計算液壓泵液壓馬達理論流量qpt =vp*nqmt=vm*n實際流量qpqm理論輸入功率Pip=p*qptPim=wTmt實際輸入功率Pip=wTpPim=p*qm實際輸出功率Pop=qppPom=wTm理論轉矩TptTmt實際轉矩TpTm理論轉矩與實際轉矩關系Tpt,<TpTmt>Tm容積效率vp=qp/qptvm=qmt/qm機械效率mp=Tpt/Tpmm=Tm/Tmt總效率p=vp*mpm=vm*m三、齒輪泵齒輪泵分類: 按嚙合形式可分為:外嚙合、內嚙合1、外嚙合齒輪泵的突出問題及解決方法(p72)2、泄漏主要來自:(1) 徑向泄漏 (2) 齒側泄漏 (3) 端面泄漏(占

16、主要) 3、徑向不平衡作用力(看書P72) 徑向力的結果:加速軸承磨損,降低軸承壽命,還可能使齒輪軸彎曲,導致齒頂與泵體摩擦加劇,使泵不能正常工作。4、改善措施:1) 縮小壓油口,以減小壓力油作用面積。2) 擴大泵體內高壓區(qū)徑向間隙3) 開壓力平衡槽,但泄漏量增大,容積效率減小。 困油現象 :(定義p72好好看看) 消除困油的方法:在泵蓋(或軸承座)上開卸荷槽為徹底消除困油。 5、內嚙合齒輪泵:漸開線齒形內嚙合齒輪泵和擺線齒輪泵四、葉片泵1、葉片泵 :作用非卸荷式變量泵      雙作用卸荷式 定量泵 單作用葉片泵雙作用葉片泵的工作原理(p76

17、-77)限壓式變量葉片泵的工作原理和特性(p78)三、柱塞泵按柱塞排列方式 :直軸式、斜軸式軸向柱塞泵、徑向柱塞泵柱塞泵共有三對摩擦副:1、柱塞與缸體2、滑履與斜盤3、缸體與配油盤五、液壓缸及液壓馬達液壓缸:實現直線往復運動的執(zhí)行元件液壓馬達:把液壓泵供給的液壓能轉換為機械能而對負載作功。 液壓缸按其結構可分為:活塞式、柱塞式和伸縮缸1、活塞式液壓缸分類:雙桿活塞液壓缸 、單桿活塞液壓缸2、柱塞式液壓缸(p109-110)定義:在缸體內做相對往復運動的組件是柱塞的液壓缸 液壓缸的結構 典型結構:缸體組件(缸筒和缸蓋)、活塞組件(活塞和活塞桿)、密封件、連接件、緩沖裝置、排氣裝置等。注:當兩個液

18、壓馬達串聯時其轉矩T等于單個液壓馬達的轉矩;當兩個液壓馬達并聯時其轉矩T等于單個液壓馬達的轉矩的2倍計算題p106頁2-4,2-5,p134頁3-7,8,9(參考上面的表2-1,仔細獨立完成。)第四章 液壓控制元件1、按用途分 :)方向控制閥)壓力控制閥 )流量控制閥)開關(定值) 2、按控制方式分 :)比例閥 )伺服閥)數字閥3、按結構形式分:)滑閥)錐閥)球閥)轉閥 5)射流管閥4、按安裝連接形式分:)管式連接 )板式連接 )疊加式連接 )插裝式連接工作性能:有壓力、流量、壓力損失、開啟壓力、允許背壓、最小穩(wěn)定流量等。5、按操縱方式分: 1)手動閥2)機動閥3)液動閥4)電動閥5)電、液動

19、閥一、方向控制閥功用:用以控制油液的流動方向或液流的通斷。 分類:單向閥、換向閥一、單向閥 1、單向閥的分類 (普通單向閥、液控單向閥) 2、普通單向閥(逆止閥或止回閥) 功用:只允許油液正向流動,不許反流。工作原理: 液流從進油口流入時, P1 P2 液流從出油口流入時, P1 P2不通 開啟壓力:0.040.1MPa 做背壓閥:pk=0.2 0.6 MPa 單向閥的作用:1)安裝在泵的出口,防止系統壓力對泵的沖擊 2)防止系統油液經泵倒流回油箱 3)分隔油路,防止干擾4)與其它組合,構成復合閥3、液控單向閥功用:正向流通,反向受控流通結構:普通單向閥 + 液控裝置 普通型液控單向閥(外泄)

20、 如采用內泄,則一般適用于p1腔壓力較低場合應用: 液控單向閥具有良好的反密封性 常用于保壓、鎖緊回路二、換向閥作用:變換閥心在閥體內的相對工作位置,使閥體各油口連通或斷開,從而控制執(zhí)行元件的換向或啟停。1 換向閥的要求:壓力損失小,通口間泄漏小,換向平穩(wěn)、可靠 2 滑閥式換向閥 分類: 按工作位置數分:二位、三位、四位 位:閥心相對于閥體的工作位置數。用方格表示,幾位即幾個方格 按通路數分:二通、三通、四通、五通 通: 閥體對外連接的主要油口數(不包括控制油和泄漏油口)通;不通 、 箭頭首尾和堵截符號與一個方格有幾個交點即為幾通。 按控制方式分:電磁換向閥 液動換向閥 電液換向閥 機動換向閥

21、 手動換向閥 油口有固定方位和含義,P進油口(左下),T回油口(右下),A、B與執(zhí)行元件連接的工作油口(左、右上)。    (2) 滑閥的中位機能 滑閥機能:換向閥處于常態(tài)位置時,閥中各油口的連通方式,對三位閥即中間位置各油口的連通方式,所以稱中位機能。中位機能:三位換向閥處于中立位置時,閥中各油口的連通方式。 (3) 換向閥的主要性能:工作可靠,壓力損失小,內泄漏小,換向時間與復位時間,使用壽命長 二、壓力控制閥作用:控制液壓系統壓力或利用壓力作為信號來控制其它元件動作。分類:溢流閥、減壓閥、順序閥、壓力繼電器結構:閥體、閥心、彈簧、調節(jié)螺帽等共同工作原理:利用

22、作用于閥心上的液壓力與彈簧力相平衡的原理進行工作。一、溢流閥作用: 穩(wěn)壓溢流或安全保護。 分類:直動式、先導式 1、溢流閥的結構和工作原理(1) 直動式溢流閥工作原理:當閥口處于某一開度x時:pA = k(x0 + x)p閥進口處壓力; x0彈簧預壓縮量;k彈簧剛度; A閥芯受力面積。p = k(x0 + x) / A,當x遠小于x0時,p基本穩(wěn)定。彈簧作用力直接與液壓力pA平衡,稱直動式。 當壓力較高時,需要k較大當溢流量變化較大時,x變化也會較大,這時p的波動就會較大。主要原因:一個彈簧承擔了“調壓”和“復位”兩個作用另外當p高,q大,k較大先導式溢流閥的結構和工作原理

23、當溢流閥穩(wěn)定工作時,主閥芯開度為x,有:pA = p1A + k (x0 + x)p閥進口處壓力;A主閥芯受力面積;p1導閥進口壓力;x0主閥芯復位彈簧預壓縮量;k主閥芯復位彈簧剛度;p = p1 + k (x0 + x) / A因為經過導閥的溢流量很小所以p1基本穩(wěn)定;當主閥的溢流量變化較大時,由于 k 較小,所以p的波動較小下面兩個圖一定得深入理解,有助于理解溢流閥的真正工作原理2   溢流閥的主要性能靜態(tài)特性:元件或系統在穩(wěn)定工作狀態(tài)下的性能其靜態(tài)特性指標很多,主要是指壓力調節(jié)范圍、壓力-流量特性和啟閉特性。 (1)  壓力調節(jié)范圍定義:調壓彈簧在規(guī)定范圍內

24、調節(jié)時,系統壓力平穩(wěn)上升或下降最大和最小調定壓力差值。3) 啟閉特性啟閉特性:溢流閥從開啟到閉合全過程的p-q特性。 由于閥心移動存在摩擦力 開啟與閉合時的p-q曲線不重合,閉合壓力指閥口完全關閉時的壓力,用pk表示,在相同溢流量下,pc > pk 閉合比:pk 與 pT 之比,一般規(guī)定: 開啟比應不小于90%,閉合比應不小于85%,其靜態(tài)特性較好。 3 、溢流閥應用舉例 (1) 為定量泵系統溢流穩(wěn)壓和定量泵、節(jié)流閥并聯,閥口常開。(2) 變量泵系統提供過載保護和變量泵組合,正常工作時閥口關閉,過載時打開,起安全保護作用,故又稱安全閥。(3) 實現遠程調壓p遠程 &l

25、t; p主調(4) 系統卸荷和多級調壓 和二位二通閥組合(先導式)(5) 形成背壓二、減壓閥功用:降低系統某一支路的油液壓力,使同一系統有兩個或多個不同壓力分類:直動式、先導式* 、定值減壓閥、定差減壓閥、定比減壓閥 減壓原理:利用油液在某個地方的壓力損失,使出口壓力低于進口壓力,并保持恒定,故又稱定值減壓閥。1  減壓閥的結構和工作原理(1)定值減壓閥 減壓原理: 利用油液在某個地方的壓力損失,使出口壓力低于進口壓力,并保持恒定,故稱定值減壓閥。 直動式減壓閥 先導式減壓閥 2) 先導式減壓閥工作原理:p2 < pt時,先導閥關閉,主閥下位,q最大,不減壓。p2 &

26、gt; pt時,先導閥打開,主閥兩端產生壓差,當P < F軟t時,同上;  當P > F軟t時,主閥閥心上移,q,p2;調節(jié)調壓彈簧,改變硬彈簧力,即可改變出口壓力。特點: 在減壓閥出口油液不再流動時,由于先導閥卸油仍未停止,減壓口仍有油液流動,閥就處于工作狀態(tài),出口壓力也就保持調定壓力不變減壓閥與溢流閥比較溢流閥減壓閥保持進口壓力不變出口壓力不變內部卸油外部卸油閥口常閉閥口常開閥心二凸肩閥心三凸肩一般并聯于系統一般串聯于系統(2)  定差減壓閥 (3) 定比減壓閥三、 順序閥1、功用:利用液壓系統壓力變化來控制油路的通斷

27、,從而實現多個液壓元件按一定的順序動作2、分類:1、按結構形式 : 直動式、 先導式 2、按控制油來源:  內控式 、外控式 3、按泄漏方式:內卸式、外卸式3、順序閥的結構和工作原理(1)  直動式順序閥工作原理:pA < Ft,閥口關閉,A B;pA > Ft, 閥口打開,A B,下一個執(zhí)行元件動作。調節(jié)調壓螺釘,改變彈簧力,即可改變開啟壓力。(2)  先導式順序閥    組成:均同于先導式溢流閥,只是順序工作原理: 閥出口通壓力油,必須專門設置一泄漏油口以使其

28、正常工作。4、順序閥的應用(1)  順序動作回路 工作原理:壓力油首先進入I缸,實現順序動作1,到位后,壓力升高,順序閥打開,II缸動作,實現順序動作2;(2) 卸荷閥工作原理:快速輕載時,雙泵同時向系統供油;慢速重載時,小泵供油,大泵卸荷溢流閥、減壓閥、順序閥比較表溢流閥減壓閥順序閥控制壓力從閥的進油端引壓力油去實現控制從閥的出油端引壓力油去實現控制從進油端引或外部油源引壓力油構成內控或外控式連接方式連接溢流閥的油路與主油路并聯;閥出口直通油箱串聯在減壓油路上,出口油到減壓部分去工作當作為卸荷或平衡使用時,出口通油箱;當順序控制時,出口到工作系統。泄漏的回油方式泄漏由內部

29、回油外泄回油(設置外泄口)外泄回油,當卸荷閥使用時內泄回油閥芯狀態(tài)原始狀態(tài)閥口關閉,當安全閥用,閥口是常閉狀態(tài);當溢流閥、背壓閥用,閥口是常開狀態(tài)。原始狀態(tài)閥口開啟,工作過程閥口是微開狀態(tài)。原始狀態(tài)閥口關閉,工作過程閥口常開。作用安全作用;穩(wěn)壓溢流作用;背壓作用;卸荷作用。減壓、穩(wěn)壓作用順序控制作用;卸荷作用;平衡(限速)作用;背壓作用三、流量控制閥 功用:通過改變閥口過流面積來調節(jié)輸出流量,從而控制執(zhí)行元件的運動速度。 分類:節(jié)流閥、調速閥、溫度補償調速閥、分流集流閥一、節(jié)流閥 1、節(jié)流閥的工作原理 結構:閥體、閥心、彈簧、調節(jié)手輪等。 工作原理:調節(jié)手輪,閥心軸向移動,A變化,q變化 特點

30、: 進口壓力油通過彈簧腔徑向小孔和閥體的斜孔同時作用在閥心的上下兩端 即使在高壓下,調節(jié)閥口比較方便。 2 節(jié)流閥的流量特性和影響穩(wěn)定的因素 (1) 節(jié)流閥的流量穩(wěn)定性穩(wěn)定流量:使節(jié)流閥能夠正常工作(指無斷流且流量變化率不大于10%)的最小流量限制值。qmin軸, qmin3050 mL/min 薄刃孔,qmin1015 mL/min (2) 節(jié)流口的堵塞 堵塞:當節(jié)流閥開度很小時,流量會出現不穩(wěn)定,甚至斷流的現象。 產生原因:油液氧化生成物、膠質瀝青質、原有雜質 結果:造成系統執(zhí)行元件速度不穩(wěn)定一般:水力直徑越大,越不易阻塞;越小,越容易阻塞防止堵塞的措施:1、精密過濾油液 2、選擇適當壓差

31、,p0.20.3Mpa3) 壓差p流經薄壁孔的流量不受油溫變化與溫度變化無關。故節(jié)流孔大都采用薄壁小孔二、調速閥 q = CdApm F變化,p變化 ,即使A = C ,q仍變化。 v穩(wěn)定性要求較高時,用調速閥 1、調速閥的工作原理組成:定差減壓閥與節(jié)流閥串聯而成,用來調節(jié)通過的流量自動補償負載變化的影響,使p節(jié)= C,消除負載變化對流量的影響。 特點:調速閥中裝有一行程限位器,其作用如下當調速閥不工作時,減壓閥閥口最大,重新啟動時,瞬時流量很大,出現啟動沖擊,降低加工質量,甚至損壞機件。故有的調速閥裝有可調的行程限位器,新開發(fā)的產品中,在減壓閥無彈簧腔通壓力油,也可起到上述作用。 調速閥雖然

32、解決了負載變化對流量的影響,但溫度變化對流量仍有影響。 第六章 液壓基本回路一、分類:1、方向控制回路:控制執(zhí)行元件運動方向;2、壓力控制回路:控制系統或某支路壓力;3、速度控制回路:控制執(zhí)行元件運動速度;4、多缸運動回路:控制多缸運動。二、基本回路舉例(由于回路較多,此處僅列舉部分常見基本回路,詳情可查閱課本相關章節(jié))1、方向控制回路作用:利用各種方向閥來控制流體的通斷和變向,以便使執(zhí)行元件啟動、停止和換向。 1.1液壓缸換向回路組成:換向閥工作過程:1YA通電時,活塞右移;2YA通電時,活塞左移;換向閥中位時,缸停止,泵卸荷2.壓力控制回路作用:利用壓力控制閥來控制系統整體或系統某一部分壓

33、力。包括調壓回路、減壓回路、增壓回路、保壓回路、卸荷回路、平衡回路、釋壓回路等多種回路。 2.1調壓回路作用:使系統整體或某一部分的壓力保持恒定,或不超過某個數值。 單級液壓調壓回路組成:溢流閥 工作原理:節(jié)閥調速時,溢流閥穩(wěn)壓溢流,調節(jié)泵壓。 2.3減壓回路作用:使系統中某一部分具有較低的穩(wěn)定壓力組成:并聯一個減壓閥3減壓閥的調壓范圍:0.5MPa < p3< p20.5MPa 右圖為減壓回路2.4保壓回路功用:執(zhí)行元件在工作循環(huán)的某一階 段內,需要保持一定壓力。種類:用蓄能器保壓、用液壓泵保壓 、用液控單向閥保壓2.4.1蓄能器保壓 右圖為:蓄能器保壓主換向閥左位工作:油液缸左

34、腔+蓄能器缸右移進行加緊;工作部件停止后:p壓力繼電器發(fā)信號3YA通電 泵卸荷+蓄能器補充泄漏以保持壓力2.5卸荷回路功用:使液壓泵在接近零壓的工況下運轉,以減少功率損失和系統發(fā)熱,延長液壓泵和電動機的使用壽命類型:用電磁溢流閥卸荷、 用三位換向閥卸荷。 2.5.1 電磁溢流閥卸荷 上圖為:卸荷回路工作原理: 電磁溢流閥中的二位二通電磁換向閥得電時,溢流閥的遠程控制口接油箱,溢流閥打開溢流,液壓泵在低壓下(接近零壓)卸荷3、速度控制回路(重點?。┕τ茫焊淖儓?zhí)行元件的運動速度分類:調速回路、快速回路和速度換接回路調速原理:液壓缸:v =q/A 液壓馬達:n =q/V由上兩式知:改變q、V、A,皆

35、可改變v或n,一般A是不可改變的。液壓缸改變q,即可改變v。液壓馬達既可改變q,又 進口節(jié)流閥調速回路可改變V。3.1節(jié)流式調速回路組成:定量泵、流量閥等工作原理:通過改變流量控制閥閥口的通流面積來控制流進或流出執(zhí)行元件的流量,以調節(jié)其運動速度。1、進口節(jié)流閥調速回路節(jié)流閥串聯在泵與執(zhí)行元件之間的進油路上。它由定量泵、溢流閥、節(jié)流閥及 液壓缸(或液壓馬達)組成。2、 旁路節(jié)流閥調速回路組成:將節(jié)流閥裝在與執(zhí)行元件并聯的支路上,即與缸并聯,溢流閥做安全閥。3、調速閥節(jié)流調速回路 特點:節(jié)流閥調速回路速度平穩(wěn)性差的根本原因是采用了節(jié)流閥。 3、 用調速閥代替節(jié)流閥節(jié)流調速回路中的節(jié)流閥,便構成了進

36、口、出口和旁路調速閥調速回路。 旁路節(jié)流閥調速回路 調速閥節(jié)流調速回路節(jié)流調速回路由于存在著節(jié)流損失和溢流損失,回路效率低,發(fā)熱量大,因此,只用于小功率調速系統。 3.2容積調速回路在大功率調速系統中,多采用回路效率高的容積式調速回路。容積式調速回路是通過改變變量泵或變量馬達排量來調節(jié)執(zhí)行元件的運動速度 1、變量泵定量馬達容積調速回路調速原理:變量泵定量馬達容積調速回路由補油泵1、溢流閥2、單向閥3、變量泵4、安全閥5和定量馬達6等組成。改變變量泵的排量Vp ,即可以調節(jié)定量馬達的轉速nm 。安全閥用來限定回路的最高壓力,起過載保護作用。補油泵用以補充由泄漏等因素造成的變量泵吸油流量的不足部分

37、。溢流閥調定補油泵的輸出壓力,并將其多余的流量溢回油箱2、變量泵變量馬達容積調速回路 變量泵定量馬達 變量泵變量馬達調速原理:回路由變量泵、變量馬達、安全閥和補油裝置等組成。實際該回路是變量泵定量馬達和定量泵變量馬達回路的組合3、泵缸開式容積調速回路 調速原理:泵-缸容積調速開式回路由變量泵、液壓缸和起安全作用的溢流閥組成。通過改變液壓泵的排量Vp ,可調節(jié)液壓缸的運動速度u【鑒于本章老師已布置作業(yè),故在此未涉及習題。請同學們結合老師布置作業(yè)復習(作業(yè)中的計算題很用可能考到?。┍菊聭獮橹攸c復習章節(jié)】 泵缸開式容積調速回路 第七章 系統分析與計算YT4543型動力滑臺一系統元件組成:1限壓式變量

38、葉片泵2、7、13單向閥3三位五通液動換向閥4三位四通電磁換向閥3與4合稱三位五通電液動換向閥5溢流閥6液控順序閥8、9調速閥10二位二通電磁換向閥11二位二通機動換向閥12壓力繼電器二速度控制回路1、調速回路:容積節(jié)流調速回路,速度穩(wěn)定性好,功率損失不大;2、快速運動回路:限壓式變量泵+差動連接 效率高;3、速度換接回路:快進工進 行程閥 轉換平穩(wěn),位置精確一工進二工進 電磁閥+串聯調速閥 安裝調節(jié)方便4、換向回路:三位五通電液換向閥 自動化、大流量液體換向、平穩(wěn)無沖擊液壓復習參考題注意:以下題目僅供參考,考試題目并非全部包含其中一、填空題1液壓系統中的壓力取決于( 負載 ),執(zhí)行元件的運動

39、速度取決于( 流量 ) 。 2液壓傳動裝置由( 動力元件 )、( 執(zhí)行元件 )、( 控制元件 )和( 輔助元件 )四部分組成,其中( 動力元件 )和( 執(zhí)行元件 )為能量轉換裝置。 3 液體在管道中存在兩種流動狀態(tài),( 層流 )時粘性力起主導作用,( 紊流 )時慣性力起主導作用,液體的流動狀態(tài)可用( 雷諾數 )來判斷。 4由于流體具有( 粘性 ),液流在管道中流動需要損耗一部分能量,它由( 沿程壓力 ) 損失和( 局部壓力 ) 損失兩部分組成。 5通過固定平行平板縫隙的流量與( 壓力差 )一次方成正比,與( 縫隙值 )的三次方成正比,這說明液壓元件內的( 間隙 )的大小對其泄漏量的影響非常大

40、。 6 變量泵是指( 排量 )可以改變的液壓泵,常見的變量泵有( 單作用葉片泵 )、( 徑向柱塞泵 )、( 軸向柱塞泵 )其中 ( 單作用葉片泵 )和( 徑向柱塞泵 )是通過改變轉子和定子的偏心距來實現變量,( 軸向柱塞泵 ) 是通過改變斜盤傾角來實現變量。 7液壓泵的實際流量比理論流量( 小 );而液壓馬達實際流量比理論流量( 大 ) 。 8斜盤式軸向柱塞泵構成吸、壓油密閉工作腔的三對運動摩擦副為( 柱塞與缸體 )、( 缸體與配油盤 ) 、( 滑履與斜盤 )。 9外嚙合齒輪泵位于輪齒逐漸脫開嚙合的一側是( 吸油 )腔,位于輪齒逐漸進入嚙合的一側是( 壓油 ) 腔。 10為了消除齒輪泵的困油現

41、象,通常在兩側蓋板上開 ( 卸荷槽 ) ,使閉死容積由大變少時與( 壓油 ) 腔相通,閉死容積由小變大時與 ( 吸油 )腔相通。 11齒輪泵產生泄漏的間隙為( 端面 )間隙和( 徑向 )間隙,此外還存在( 嚙合 ) 間隙,其中( 端面 )泄漏占總泄漏量的80%85%。 12雙作用葉片泵的定子曲線由兩段( 大半徑圓弧 )、兩段( 小半徑圓弧 )及四段( 過渡曲線 )組成,吸、壓油窗口位于( 過渡曲線 )段。 13調節(jié)限壓式變量葉片泵的壓力調節(jié)螺釘,可以改變泵的壓力流量特性曲線上( 拐點壓力 )的大小,調節(jié)最大流量調節(jié)螺釘,可以改變( 泵的最大流量 ) 。 14溢流閥為( 進口 )壓力控制,閥口常

42、( 閉 ),先導閥彈簧腔的泄漏油與閥的出口相通。定值減壓閥為( 出口 )壓力控制,閥口常( 開 ),先導閥彈簧腔的泄漏油必須( 單獨引回油箱 )。 15調速閥是由( 定差減壓閥 )和節(jié)流閥( 串聯 ) 而成,旁通型調速閥是由( 差壓式溢流閥 )和節(jié)流閥( 并聯 )而成。 16兩個液壓馬達主軸剛性連接在一起組成雙速換接回路,兩馬達串聯時,其轉速為( 高速 );兩馬達并聯時,其轉速為( 低速 ),而輸出轉矩( 增加 )。串聯和并聯兩種情況下回路的輸出功率( 相同 ) 。 17在變量泵變量馬達調速回路中,為了在低速時有較大的輸出轉矩、在高速時能提供較大功率,往往在低速段,先將 ( 馬達排量 ) 調至

43、最大,用( 變量泵 ) 調速;在高速段,( 泵排量 )為最大,用( 變量馬達 )調速。 18順序動作回路的功用在于使幾個執(zhí)行元件嚴格按預定順序動作,按控制方式不同,分為( 壓力 )控制和( 行程 )控制。同步回路的功用是使相同尺寸的執(zhí)行元件在運動上同步,同步運動分為( 速度 )同步和( 位置 ) 同步兩大類。 19.在研究流動液體時,把假設既( 無粘性 )又( 不可壓縮 )的液體稱為理想流體。 20.液體流動時,液體中任意點處的壓力、流速和密度都不隨時間而變化,稱為恒定流動。 21、壓力控制閥按其用途不同,可分為 溢流閥 、 減壓閥 、 順序閥 和 壓力繼電器 四種基本形式,其符號各是 。22

44、、液壓系統利用液體的_壓力能 來傳遞動力。 23、在容積調速回路中,定量泵和變量馬達式調速回路是恒 功率 調速回路。 24、在采用液控單向閥的雙向鎖緊回路中,為了保證執(zhí)行元件的可靠鎖緊,三位四通換向閥應采用 H 型中位機能。25、流量控制閥在系統中依靠改變閥口的 通流面積 來調節(jié)經過閥口的 流量 ,以控制執(zhí)行元件的 運動速度 ;它分 節(jié)流閥 和 調速閥 兩種,其符號分別是 、 。26、調速回路主要有 節(jié)流調速回路 、 容積調速回路 、 容積節(jié)流調速回路 三種 二、選擇題 1流量連續(xù)性方程是(C )在流體力學中的表達形式,而伯努力方程是( A )在流體力學中的表達形式。 (A)能量守恒定律 (B

45、)動量定理 (C)質量守恒定律 (D)其他 2液體流經薄壁小孔的流量與孔口面積的( A )和小孔前后壓力差的( B )成正比。 (A)一次方 (B)1/2次方 (C)二次方 (D)三次方 3流經固定平行平板縫隙的流量與縫隙值的( D )和縫隙前后壓力差的( A )成正比。 (A)一次方 (B)1/2次方 (C)二次方 (D)三次方 4雙作用葉片泵具有( AC )的結構特點;而單作用葉片泵具有( BD )的結構特點。(A) 作用在轉子和定子上的液壓徑向力平衡 (B) 所有葉片的頂部和底部所受液壓力平衡 (C) 不考慮葉片厚度,瞬時流量是均勻的 (D) 改變定子和轉子之間的偏心可改變排量 5一水平

46、放置的雙伸出桿液壓缸,采用三位四通電磁換向閥,要求閥處于中位時,液壓泵卸荷,且液壓缸浮動,其中位機能應選用( D );要求閥處于中位時,液壓泵卸荷,且液壓缸閉鎖不動,其中位機能應選用( B )。 (A)O型 (B)M型 (C) Y型 (D) H型 6有兩個調整壓力分別為5MPa和10MPa的溢流閥串聯在液壓泵的出口,泵的出口壓力為( C );并聯在液壓泵的出口,泵的出口壓力又為( A )。 (A) 5MPa (B) 10MPa (C)15MPa (D)20MPa 7在下 面幾種調速回路中,( BCD )中的溢流閥是安全閥,( A )中的溢流閥是穩(wěn)壓閥。 (A) 定量泵和調速閥的進油節(jié)流調速回路

47、 (B) 定量泵和旁通型調速閥的節(jié)流調速回路 (C) 定量泵和節(jié)流閥的旁路節(jié)流調速回路 (D) 定量泵和變量馬達的閉式調速回路 8容積調速回路中,( B )的調速方式為恒轉矩調節(jié);( C )的調節(jié)為恒功率調節(jié)。 (A)變量泵變量馬達 (B)變量泵定量馬達 (C)定量泵變量馬達 9已知單活塞杠液壓缸的活塞直徑D為活塞直徑d的兩倍,差動連接的快進速度等于非差動連接前進速度的( D );差動連接的快進速度等于快退速度的(C )。 (A)1倍 (B)2倍 (C)3倍 (D)4倍 10有兩個調整壓力分別為5MPa和10MPa的溢流閥串聯在液壓泵的出口,泵的出口壓力為( C );有兩個調整壓力分別為5MP

48、a和10MPa內控外泄式順序閥串聯在液泵的出口,泵的出口壓力為( B )。 (A)5Mpa B)10MPa (C)15MPa 11用同樣定量泵,節(jié)流閥,溢流閥和液壓缸組成下列幾種節(jié)流調速回路,( B )能夠承受負值負載,( C )的速度剛性最差,而回路效率最高。 (A)進油節(jié)流調速回 (B)回油節(jié)流調速回路 (C)旁路節(jié)流調速回路 12為保證負載變化時,節(jié)流閥的前后壓力差不變,是通過節(jié)流閥的流量基本不變,往往將節(jié)流閥與( B )串聯組成調速閥,或將節(jié)流閥與( D )并聯組成旁通型調速閥。 (A)減壓閥 (B)定差減壓閥 (C)溢流閥 (D)差壓式溢流閥 13在定量泵節(jié)流調速閥回路中,調速閥可以安放在回路的( ABC ),而旁通型調速回路只能安放在回路的( A )。 (A)進油路 (B)回油路 (C)旁油路 14液壓缸的種類繁多,( BC )可作雙作用液壓缸,而( A )只能作單作用液壓缸。 (A)柱塞缸 (B)活塞缸 (C)擺動缸 15下列液壓馬達中,( ABC )為高速馬達,( D

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