液壓與氣壓傳動(dòng) 第5版 教案全套 劉建明 第1-16周 液壓傳動(dòng)基礎(chǔ) -氣動(dòng)機(jī)械手氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)

教師課堂教學(xué)備課紙首頁(yè)，共頁(yè)授課班級(jí)授課時(shí)間出勤情況課題名稱授課方式理論章節(jié)課題第一章液壓傳動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)第一節(jié)液壓傳動(dòng)的基本知識(shí)第二節(jié)液壓油教學(xué)目的1掌握液壓傳動(dòng)的工作原理和液壓系統(tǒng)的組成。2掌握液壓油的性質(zhì)會(huì)選用液壓油；教具、掛圖、課件多媒體課件重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)液壓傳動(dòng)工作原理難點(diǎn)機(jī)床工作臺(tái)液壓系統(tǒng)課后作業(yè)課后回顧任課教師簽名：教研室主任審閱簽名：第1章液壓傳動(dòng)基礎(chǔ)第一節(jié)液壓傳動(dòng)的基本知識(shí)液壓傳動(dòng)的工作原理液壓千斤頂?shù)墓ぷ髟韴D1-1為液壓千斤頂?shù)墓ぷ髟韴D，當(dāng)提升杠桿1時(shí)，活塞3上移，密封腔A容積增大，腔內(nèi)壓力下降，形成局部真空。這時(shí)，油箱12中的油液在大氣壓力作用下，通過吸油管進(jìn)入A腔，實(shí)現(xiàn)吸油。當(dāng)壓下杠桿1時(shí)，活塞3下移，密封腔A容積減小，腔內(nèi)壓力升高，單向閥4關(guān)閉，單向閥7開啟，油液進(jìn)入B腔，推動(dòng)活塞9上移，將重物頂出一段距離。圖1－1圖1－22．機(jī)床工作臺(tái)液壓傳動(dòng)工作原理圖1-2為機(jī)床工作臺(tái)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)圖，液壓泵10由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，從油箱12中吸油，經(jīng)過濾油器11進(jìn)入液壓泵，經(jīng)換向閥5壓入液壓缸左腔，推動(dòng)活塞及工作臺(tái)向右移動(dòng)，這時(shí)液壓缸右腔的油液經(jīng)換向閥5排回油箱。當(dāng)換向閥5處于圖1-2b所示狀態(tài),油液經(jīng)換向閥壓入液壓缸右腔,推動(dòng)活塞及工作臺(tái)向左移動(dòng),這時(shí)液壓缸左腔的油液經(jīng)換向閥5排回油箱。通過換向閥改變油液的通路,便能實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)液壓缸的運(yùn)動(dòng)換向。二、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的組成從機(jī)床工作臺(tái)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)可知,液壓傳動(dòng)系統(tǒng)一般由以下五個(gè)部分組成。（1）動(dòng)力元件；（2）執(zhí)行元件；（3）控制調(diào)節(jié)元件；（4）輔助元件；（5）工作介質(zhì)；三、液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用1．液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)1）能方便地實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，且調(diào)速范圍大。2）容易實(shí)現(xiàn)較大的力和轉(zhuǎn)矩的傳遞。在輸出功率相同時(shí)，液壓傳動(dòng)裝置的體積小、重量輕、運(yùn)動(dòng)慣性小。3）液壓傳動(dòng)裝置工作平穩(wěn)，反應(yīng)速度快，換向沖擊小，便于實(shí)現(xiàn)頻繁換向。4）易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，而且工作油液能實(shí)現(xiàn)自行潤(rùn)滑，從而提高元件的使用壽命。5）操作簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。能方便地實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的自動(dòng)工作循環(huán)。6）液壓元件易于實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化。2．液壓傳動(dòng)的缺點(diǎn)1）液體的泄漏和可壓縮性使液壓傳動(dòng)難以保證嚴(yán)格的傳動(dòng)比。2）在工作過程中能量損失較大，傳動(dòng)效率較低。3）對(duì)油溫變化比較敏感，不宜在很高或很低的溫度下工作。4）液壓傳動(dòng)出現(xiàn)故障時(shí)，不易診斷。3．液壓傳動(dòng)的應(yīng)用與發(fā)展第二節(jié)液壓油一、液壓油的主要性質(zhì)液壓系統(tǒng)中一般使用礦物油作為工作介質(zhì)，液壓油最重要的性質(zhì)為粘性和可壓縮性。1.液體的粘性液體在外力的作用下流動(dòng)時(shí)，由于液體分子間內(nèi)聚力（稱為內(nèi)摩擦力）的作用，而產(chǎn)生阻止液層間的相對(duì)滑動(dòng)，液體的這種性質(zhì)稱為粘性。粘性的大小用粘度來(lái)表示，常用的粘度有動(dòng)力粘度、運(yùn)動(dòng)粘度和相對(duì)粘度。1）動(dòng)力粘度μ：它是表示液體粘性的內(nèi)摩擦系數(shù)，由實(shí)驗(yàn)得出，流動(dòng)液體液層間的內(nèi)摩擦力的大小與液層間的接觸面積、液體的動(dòng)力粘度μ。2）運(yùn)動(dòng)粘度υ：動(dòng)力粘度與該液體密度的比值稱為運(yùn)動(dòng)粘度，即υ=μ/ρ，液壓油的牌號(hào)就是以40℃時(shí)的運(yùn)動(dòng)粘度（mm2/s）平均值來(lái)標(biāo)號(hào)的。3）粘度與溫度和壓力的關(guān)系：液壓油的粘度對(duì)溫度變化十分敏感，溫度升高，粘度將顯著降低。液壓油的粘度隨溫度變化的性質(zhì)稱為粘溫特性，不同種類的液壓油具有不同的粘溫特性。當(dāng)液體所受壓力增大時(shí)，其分子間距離減小，內(nèi)聚力增大，粘度也隨之增大。2.液體的可壓縮性液體受到壓力作用后其容積發(fā)生變化的性質(zhì)，稱為液體的可壓縮性。對(duì)一般的中、低壓液壓系統(tǒng)，其液體的可壓縮性是很小的，可以認(rèn)為液體是不可壓縮的。而在壓力變化很大的高壓系統(tǒng)中，就需要考慮液體可壓縮性的影響。二、液壓油的選用1.液壓油的種類液壓油主要有石油型、乳化型和合成型三大類。石油型液壓油又分為：普通液壓油、液壓-導(dǎo)軌油、抗磨液壓油、低溫液壓油、高粘度指數(shù)液壓油以及專用液壓油。石油型液壓油具有潤(rùn)滑性能好、腐蝕性小、粘度較高和化學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中應(yīng)用最廣。合成型液壓油主要有水—乙二醇、磷酸酯液和硅油等，乳化型液壓油分為水包油乳化液（L—HFAE）和油包水乳化液（L—HFB）兩大類。2.液壓油的選用選用液壓油時(shí)，一般根據(jù)液壓元件產(chǎn)品樣本和說明書所推薦的工作介質(zhì)來(lái)選。或者根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作條件（系統(tǒng)壓力、運(yùn)動(dòng)速度、工作溫度）和環(huán)境條件等全面考慮?？蓞⒖急?-2選擇液壓油。液壓系統(tǒng)工作介質(zhì)的種類是由品種代號(hào)和后面的數(shù)字組成，代號(hào)中L是石油產(chǎn)品的總分類號(hào)“潤(rùn)滑劑和有關(guān)產(chǎn)品”，H表示液壓系統(tǒng)的工作介質(zhì)，數(shù)字表示該工作介質(zhì)的某個(gè)粘度等級(jí)。石油型液壓油粘度等級(jí)有自15~150等多種規(guī)格。液壓油標(biāo)記為：品種代號(hào)粘度等級(jí)產(chǎn)品名稱標(biāo)準(zhǔn)號(hào)示例：L-HL46抗氧防銹液壓油GB11118.1三、液壓油的污染與控制液壓油的污染是液壓系統(tǒng)發(fā)生故障的主要原因，液壓系統(tǒng)的故障有75%以上是由工作介質(zhì)污染所引起。液壓油的污染及危害液壓油污染是指液壓油中含有水分、空氣、微小固體顆粒及膠質(zhì)狀生成物等雜質(zhì)。液壓油污染后將產(chǎn)生以下危害：1）堵塞過濾器，使液壓泵吸油困難，產(chǎn)生噪聲；堵塞閥類元件小孔或縫隙，使閥動(dòng)作失靈；微小固體顆粒還會(huì)加劇元件的磨損，使泄漏增加。2）水分和空氣混入會(huì)降低液壓油的潤(rùn)滑能力，加速氧化，產(chǎn)生氣蝕，出現(xiàn)振動(dòng)，爬行等。（2）液壓油污染的原因外界侵入和使用產(chǎn)生（3）液壓油污染的控制1）嚴(yán)格清洗元件和系統(tǒng)2）盡量減少外來(lái)污染物3）控制油溫，一般系統(tǒng)工作溫度控制在65℃以下。機(jī)床液壓系統(tǒng)控制在55℃以下。4）采用高性能的過濾器，并定期檢查、清洗和更換濾芯。5）定期檢查和更換液壓油。教師課堂教學(xué)備課紙首頁(yè)，共頁(yè)授課班級(jí)授課時(shí)間出勤情況課題名稱授課方式理論章節(jié)課題第一章液壓傳動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)第三節(jié)液壓靜力學(xué)基礎(chǔ)第四節(jié)液體的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)（1）教學(xué)目的1液壓連續(xù)性原理2液體流動(dòng)狀態(tài)判斷教具、掛圖、課件多媒體課件重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)壓力、流量的概念，連續(xù)性原理難點(diǎn)連續(xù)性原理課后作業(yè)P181、2課后回顧任課教師簽名：教研室主任審閱簽名：第三節(jié)液體靜力學(xué)基礎(chǔ)一、液體的壓力液體在單位面積上所受的法向力稱為壓力。(1-4)在國(guó)際單位制（SI）中壓力的單位為N/㎡即pa。1Mpa=103Kpa=106pa二、液體靜力學(xué)基本方程如圖密度為ρ的液體在容器內(nèi)處于靜止?fàn)顟B(tài)，作用在液面上的壓力為p0,如計(jì)算距液面深度為h處A點(diǎn)壓力p。p.ΔA=p0.ΔA+ρghΔA故p=p0+ρgh（1-5）上式稱為液體靜力學(xué)基本方程。由方程可知：（1）靜止液體內(nèi)任一點(diǎn)處的壓力由兩部分組成；一部分是液面上的壓力p0，另一部分是液柱的重力所產(chǎn)生的壓力ρgh。（2）靜止液體內(nèi)部的壓力隨液體深度呈線性規(guī)律遞增。（3）距液面深度相同的各點(diǎn)壓力相等。由壓力相等的各點(diǎn)組成的面稱為等壓面。三、壓力的傳遞由液體靜力學(xué)基本方程可知，靜止液體內(nèi)任一點(diǎn)處的壓力都包含了液面上的壓力p0。這說明在密封容器內(nèi)，施加于靜止液體上的壓力，能等值地傳遞到液體中各點(diǎn)，這就是液體壓力傳遞原理，也稱為帕斯卡原理。例1-1圖1-4所示，在兩個(gè)相互連通的液壓缸密封腔中充滿油液，已知大缸的內(nèi)徑D=100㎜，小缸內(nèi)徑d=20㎜，大活塞上放一重物G=2×104N。問在小活塞應(yīng)加多在的作用力F才能使大活塞頂起重物？根據(jù)帕斯卡原理則有p1=p2，相應(yīng)有=頂起重物時(shí)在小活塞上應(yīng)加的力為=×2×104=800N若G=0，p=0，表示液壓缸內(nèi)壓力建立不起來(lái)。G重量越大，則液壓缸的壓力也越大，由此得出一個(gè)重要的概念：系統(tǒng)的壓力取決于負(fù)載。四、壓力表示方法壓力表示方法有兩種，即絕對(duì)壓力和相對(duì)壓力。絕對(duì)壓力是以絕對(duì)真空作為基準(zhǔn)所表示的壓力，而相對(duì)壓力是以大氣壓力作為基準(zhǔn)所表示的壓力。當(dāng)測(cè)量基準(zhǔn)為大氣壓力時(shí)，所得的壓力值稱為相對(duì)壓力。相對(duì)壓力為正值時(shí)稱為表壓力，為負(fù)值是稱為真空度。五、靜止液體作用在固體壁面上的力（1）作用在平面上的力靜止液體作用在平面的力F等于靜壓力p與平面面積A的乘積。其方向垂直于該平面。F=pA(1-6)（2）作用在曲面上的力當(dāng)固體壁面為一曲面時(shí)，靜止液體在x方向?qū)υ撉娴淖饔昧x等于靜壓力p與曲面在x方向上投影面積Ax的乘積。Fx=pAx第四節(jié)液體的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)一、基本概念1．理想液體和恒定流動(dòng)假定液體沒有黏性且不可壓縮，一般把既無(wú)黏性又不可壓縮的假想液體稱為理想液體。液體流動(dòng)時(shí)，若液體中任一點(diǎn)處的壓力、流速和密度不隨時(shí)間變化而變化，則稱為恒定流動(dòng)（也稱穩(wěn)定流動(dòng)或定常流動(dòng)）；反之，若液體中任一點(diǎn)處的壓力、流速或密度中有一個(gè)參數(shù)隨時(shí)間變化而變化，則稱為非恒定流動(dòng)。2．流量和平均流速流量和平均流速是描述液體t動(dòng)的兩個(gè)基本參數(shù)。流量單位時(shí)間通過流道截面的液體的體積。一般用q表示，q=V/t。由于黏性的作用，在流道截面上各點(diǎn)的流速u是不相等的，因此計(jì)算通過整個(gè)流道截面A的實(shí)際流量應(yīng)用積分法，即q=（1－7）（2）平均流速假設(shè)流通截面上各點(diǎn)的流速均勻分布，稱為平均流速，用v表示。（1－8）在工程實(shí)際中，液壓缸工作時(shí)，活塞的運(yùn)動(dòng)速度就等于缸內(nèi)液體的平均流速。當(dāng)液壓缸有效面積一定時(shí)，活塞運(yùn)動(dòng)速度取決于輸入液壓缸的流量。3．流態(tài)與雷諾數(shù)（1）層流和紊流層流時(shí)，液體流動(dòng)是分層的或呈線狀，且平行于管道軸線，液體質(zhì)點(diǎn)互不干擾；而在紊流時(shí)，液體質(zhì)點(diǎn)流動(dòng)雜亂無(wú)章，除了平行于管道軸線的運(yùn)動(dòng)外，還存在著劇烈的橫向運(yùn)動(dòng)。（2）雷諾數(shù)實(shí)驗(yàn)證明，液體在圓管中的流動(dòng)狀態(tài)不僅與管內(nèi)的平均流速v有關(guān)，還與管徑d及液體的黏度有關(guān)。無(wú)論管徑d、液體平均流速v和液體運(yùn)動(dòng)黏度如何變化，液流狀態(tài)可用一個(gè)無(wú)量綱組合數(shù)來(lái)判斷。這三個(gè)參數(shù)所組成的一個(gè)無(wú)量綱數(shù)，叫雷諾數(shù)Re，它可決定流動(dòng)狀態(tài)。即Re=（1－9）液流由層流轉(zhuǎn)變?yōu)槲闪鲿r(shí)的雷諾數(shù)與紊流轉(zhuǎn)變?yōu)閷恿鞯睦字Z數(shù)是不相同的。后者較前者數(shù)值小，故將后者作為判別液流狀態(tài)的依據(jù)，稱為臨界雷諾數(shù)Rec。當(dāng)Re<Rec時(shí)，液流為層流，當(dāng)Re>Rec時(shí)，液流為紊流。二、流量連續(xù)性原理假定液體不可壓縮，則液體在單位時(shí)間內(nèi)通過流道任一通流截面的液體質(zhì)量應(yīng)相等。設(shè)液體在圖1-6所示的流道內(nèi)流動(dòng)。任取兩截面1和2其截面積分別為A1和A2，并且在兩截面處的流速分別為v1和v2。根據(jù)連續(xù)性原理可知，在單位時(shí)間內(nèi)流過兩截面的液體的體積應(yīng)相等，即v1A1=v2A2=常量(1-10)q=vA平均流速（1-11）活塞運(yùn)動(dòng)速度取決于輸入液壓缸的流量的大小，流量大，速度就大。這是與壓力取決于負(fù)載同樣重要的又一基本概念。教師課堂教學(xué)備課紙首頁(yè)，共頁(yè)授課班級(jí)授課時(shí)間出勤情況課題名稱授課方式理論章節(jié)課題第一章液壓傳動(dòng)基礎(chǔ)第四節(jié)液體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)（2）第五節(jié)管路中液流的流動(dòng)損失第六節(jié)液體流經(jīng)小孔及間隙的流量第七節(jié)液壓沖擊和氣穴現(xiàn)象教學(xué)目的1掌握液體流動(dòng)損失2掌握實(shí)際液體的伯努利方程3會(huì)分析小孔的流量的影響因素教具、掛圖、課件多媒體重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：流動(dòng)損失計(jì)算，伯努利方程難點(diǎn)：實(shí)際液體伯努利方程課后作業(yè)課后回顧任課教師簽名：教研室主任審閱簽名：三、伯努利方程伯努利方程是能量守恒定律在流體力學(xué)中的一種表達(dá)形式。理想液體的伯努利方程設(shè)密度為ρ的理想液體在如圖1-7所示的管道內(nèi)做恒定流動(dòng)。在管道上任取兩個(gè)截面A1、A2，截面的位置高度分別為h1、h2，平均流速分別為v1、v2，壓力分別為p1、p2。根據(jù)能量守恒定律，由理論推導(dǎo)可得理想液體的伯努利方程為p1+ρgh1+v=p2+ρgh2+v（1-12）由于截面A1、A2是任意取的，所以式（1-11）也可寫成P+ρgh+v2=常數(shù)（1-13）式（1-11）和式（1-12）均稱為理想液體的伯努利方程，也稱為理想液體的能量方程。其物理意義是：在密閉的管道中做恒定流動(dòng)的理想液體具有三種形式的能量，分別是壓力能、位能、動(dòng)能，它們之間可以相互轉(zhuǎn)化，但在任一截面處，三種能量的總和為一常數(shù)。2．實(shí)際液體的伯努利方程實(shí)際液體在管道中流動(dòng)時(shí)，由于液體的具有黏性，會(huì)產(chǎn)生內(nèi)摩擦力；同時(shí)管道局部形狀和尺寸的變化會(huì)使液壓系統(tǒng)產(chǎn)生攏動(dòng)，造成能量損失；另外由于實(shí)際流速在管道通流截面上分布是不均勻的，若用平均流速代替實(shí)際流速計(jì)算動(dòng)能，必然會(huì)產(chǎn)生誤差，因此必須對(duì)動(dòng)能部分進(jìn)行修正，設(shè)動(dòng)能修正系數(shù)為α，則實(shí)際液體的伯努利方程為p1+ρgh1+v=p2+ρgh2+v+Δpw（1-14）式中，、為動(dòng)能修正系數(shù)，在層流時(shí)取=2，在紊流時(shí)取=1；Δpw為兩截面間流動(dòng)的液體單位體積的能量損失。例1-2如圖1-8所示液壓泵裝置，油箱和大氣相通，試分析液壓泵安裝高度H對(duì)泵工作性能的影響。解取油箱液面為1-1截面，并定為基準(zhǔn)，泵的吸油口處為2-2，列出兩截面的伯努利方程：p1+ρgh1+v=p2+ρh2+v+Δpw由于p1=0，h1=0，v=0，h2=H。上式可簡(jiǎn)化為p2=-（ρgH+v+Δpw）由上式可知，當(dāng)泵的安裝高度H>0時(shí)，ρgH+v+Δpw>0，則p2<0，此時(shí)泵吸油口處具有真空，油液靠大氣壓力壓入泵內(nèi)；當(dāng)泵安裝于液面以下，且>+v+Δpw時(shí)，則，泵吸油口處沒有形式真空，油液依靠自重灌入泵內(nèi)。3．液體流動(dòng)時(shí)的流動(dòng)損失實(shí)際液體具有黏性，因而流動(dòng)時(shí)必然要損耗一部分能量，這種能量損耗表現(xiàn)為液體的流動(dòng)損失。流動(dòng)損失可分為兩類，即沿程流動(dòng)損失和局部流動(dòng)損失。（1）沿程流動(dòng)損失是液體在等徑直管中流動(dòng)時(shí)，因內(nèi)外摩擦而產(chǎn)生的流動(dòng)損失。它主要取決于液體流速v、動(dòng)力黏度μ、管路的長(zhǎng)度l以及內(nèi)徑d等。其計(jì)算公式為Δ_p=（1-15）（2）局部流動(dòng)損失液體流經(jīng)管路的彎頭、接頭、突變截面以及閥口時(shí)，致使流速的方向和大小發(fā)生劇烈變化，形成旋渦，使液體質(zhì)點(diǎn)相互撞擊，造成能量損失。稱為局部流動(dòng)損失,局部流動(dòng)損失計(jì)算公式為Δ=（1-16）式中：為局部阻力系數(shù)，其值可查有關(guān)手冊(cè)；v為液體流速。液體流過各種閥類元件在公稱流量qn下的流動(dòng)損失值Δpn，可直接從產(chǎn)品樣本中查得。當(dāng)實(shí)際通過的流量不等于公稱流量時(shí)，局部流動(dòng)損失可按下式計(jì)算：Δp=Δpn(1-17)（3）管路系統(tǒng)的總流動(dòng)損失管路系統(tǒng)的總流動(dòng)損失為所有沿程流動(dòng)損失和所有局部流動(dòng)損失之和，即ΔΔ+Δ（1-18）第六節(jié)液體流經(jīng)小孔及間隙的流量一、液體流經(jīng)小孔的流量小孔分為三種：當(dāng)小孔的長(zhǎng)度l與孔徑d之比l/d≤0.5時(shí)稱為薄壁小孔；當(dāng)l/d>4時(shí)稱為細(xì)長(zhǎng)小孔；當(dāng)0.5≤l/d<4稱為短孔。圖1-9流經(jīng)薄壁小孔液流1．流經(jīng)薄壁小孔的流量如圖1-9所示，根據(jù)伯努利方程和連續(xù)性方程可以推得通過薄壁小孔的流量為q=CqA(1-19)式中，Cq為流量系數(shù)，一般由實(shí)驗(yàn)確定。其值隨液流的雷諾數(shù)而定，但當(dāng)Re>105時(shí)，Cq變化很小，可視為常數(shù)，計(jì)算時(shí)一般取Cq=0.6~0.62。流經(jīng)薄壁小孔的流量與小孔前后的壓差Δp的平方根以及小孔的面積A成正比，而與粘度無(wú)關(guān)，流量受溫度和粘度的影響小，且不易堵塞，因而流量穩(wěn)定，故薄壁小孔常用作節(jié)流孔口。2．流經(jīng)細(xì)長(zhǎng)孔的流量液體流經(jīng)細(xì)長(zhǎng)孔時(shí)的流動(dòng)狀態(tài)一般為層流，流經(jīng)細(xì)長(zhǎng)孔的流量可用下式計(jì)算：q=（1-20）從上式可看出，流經(jīng)細(xì)長(zhǎng)小孔的流量與動(dòng)力粘度μ成正比，因而流量受油溫變化的影響較大。細(xì)長(zhǎng)小孔常用作控制閥的阻尼孔。3．流經(jīng)短孔的流量短孔是介于細(xì)長(zhǎng)小孔和薄壁孔之間的孔，短孔的流量也可用薄壁孔的流量公式計(jì)算，但流量系數(shù)Cq不同，一般取Cq=0.82。由于短孔制造要比薄壁小孔容易得多，所以常用作固定節(jié)流器。4．流量通用公式以上各種小孔的流量壓力特性，可綜合用下式表示：二、液體流經(jīng)間隙的的流量產(chǎn)生泄漏的原因有兩個(gè)：一是間隙兩端的壓力差引起壓差流動(dòng)；二是組成間隙的兩個(gè)配合面有相對(duì)運(yùn)動(dòng)引起的剪切流動(dòng)。這兩種同時(shí)存在較為常見，稱為聯(lián)合流動(dòng)。常見間隙的流量公式見表1-4。表1-4常見間隙流量計(jì)算公式間隙類型計(jì)算公式說明平行平板間隙壓差流動(dòng)q=壓差流動(dòng)是液體在兩平板相對(duì)靜止的間隙中的流動(dòng)，由間隙兩端的壓差引起的流動(dòng)式中，μ為液體的動(dòng)力粘度，l、b、δ分別為間隙長(zhǎng)、寬、高，Δp為間隙兩端的壓力差剪切流動(dòng)q=剪切流動(dòng)是液體在無(wú)壓差作用下，間隙的兩平板有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于液體的粘度引起的流動(dòng)，聯(lián)合流動(dòng)則是壓差流動(dòng)和剪切流動(dòng)同時(shí)存在的流動(dòng)式中，vo為兩平板的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度。它的方向與壓差方向相同時(shí)，等式右邊第二項(xiàng)取“+”，反之取“–”聯(lián)合流動(dòng)q=±環(huán)狀間隙同心環(huán)狀間隙q=將上述公式中的b換成d即得偏心環(huán)狀間隙q=(1+1.5)式中，稱為偏心率，e為偏心量，δ為無(wú)偏心時(shí)的環(huán)狀間隙值第七節(jié)液壓沖擊和氣穴現(xiàn)象一、液壓沖擊1．液壓沖擊產(chǎn)生的原因和危害在液壓系統(tǒng)工作過程中，因管路中流動(dòng)的液體，會(huì)因執(zhí)行部件換向或閥門關(guān)閉，而突然停止運(yùn)動(dòng)，由于液流和運(yùn)動(dòng)部件的慣性，在系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生很大的瞬間壓力峰值，這種現(xiàn)象稱為液壓沖擊。液壓沖擊會(huì)引起振動(dòng)和噪聲，其壓力峰值可超過工作壓力的幾倍。有時(shí)使某些液壓元件，如壓力繼電器、順序閥等產(chǎn)生錯(cuò)誤動(dòng)作而影響系統(tǒng)正常工作，甚至可能使某些液壓元件、密封裝置和管路損壞。2．減小液壓沖擊的措施緩慢開關(guān)閥門，限制管道中液體的流速，在系統(tǒng)中設(shè)置蓄能器和安全閥，在液壓元件中設(shè)置緩沖裝置。采用軟管，以增加系統(tǒng)的彈性。二、氣穴現(xiàn)象1．氣穴產(chǎn)生的原因和危害液壓傳動(dòng)中，液壓油總是含有一定量的空氣?？諝饪扇芙庠谝簤河椭校部梢詺馀莸男问交旌显谝簤河椭?。如果某一處的壓力低于空氣分離壓力時(shí)，溶解于油中的空氣就會(huì)從油中分離出來(lái)形成氣泡，這些氣泡混雜在油液中，使得原來(lái)充滿導(dǎo)管和元件容腔中的油液成為不連續(xù)狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為氣穴現(xiàn)象。這種因氣穴現(xiàn)象而產(chǎn)生的零件腐蝕，稱為氣蝕。2．減小氣穴的措施采取以下措施；減小流經(jīng)節(jié)流小孔前后的壓力差，一般小孔前后的壓力比p1/p2<3.5。限制吸油管中液流的速度，應(yīng)盡量避免油道狹窄處或急劇轉(zhuǎn)彎，接頭要有良好的密封，過濾器要及時(shí)清洗或更換濾芯以防堵塞，增加零件的機(jī)械強(qiáng)度，提高零件表面質(zhì)量等，以提高抗腐蝕能力。教師課堂教學(xué)備課紙首頁(yè)，共頁(yè)授課班級(jí)授課時(shí)間出勤情況課題名稱授課方式理論章節(jié)課題第二章液壓泵和液壓馬達(dá)第一節(jié)液壓泵概述第二節(jié)齒輪泵第三節(jié)葉片泵（一）教學(xué)目的1掌握液壓泵正常工作必備的條件2掌握液壓泵的性能參數(shù)的計(jì)算3會(huì)分析齒輪泵的結(jié)構(gòu)和原理4雙作用葉片泵的結(jié)構(gòu)和原理教具、掛圖、課件多媒體重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：液壓泵的性能參數(shù)計(jì)算，齒輪的原理難點(diǎn)：液壓泵性能參數(shù)課后作業(yè)課后回顧任課教師簽名：教研室主任審閱簽名：第二章液壓泵和液壓馬達(dá)第一節(jié)液壓泵概述一、液壓泵的工作原理及分類1．液壓泵的工作原理圖2-1所示為液壓泵的工作原理圖，柱塞2在彈簧4的作用下緊壓在偏心輪1上，當(dāng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)偏心輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，柱塞2與泵體3形成的密封腔V的容積交替變化。液壓泵是通過密封腔的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)吸油和壓油的。其排油量的大小取決于密封腔的變化量，因而又稱容積泵。圖2-1[要點(diǎn)]液壓泵正常工作必備的條件是：（1）具有密封容積；（2）密封容積能交替變化；（3）應(yīng)有配油裝置；（4）吸油時(shí)油箱表面與大氣相通。2．液壓泵的類型和圖形符號(hào)液壓泵和按輸出流量是否可調(diào)節(jié)分為定量泵和變量泵兩類；按結(jié)構(gòu)形式可分為齒輪式、葉片式、柱塞式三大類。圖2-2二、液壓泵的主要工作參數(shù)1．工作壓力和額定壓力液壓泵的工作壓力是指泵實(shí)際工作時(shí)輸出油液的壓力。液壓泵的額定壓力是指泵在正常工作條件下按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的最高工作壓力。2．排量和流量液壓泵的排量（用V表示）是指泵每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，由其密封油腔幾何尺寸變化所計(jì)算得出的輸出液體的體積，即在無(wú)泄漏的情況下，其每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)所能輸出的液體體積。液壓泵的理論流量（用表示）是指泵在單位時(shí)間內(nèi)由其密封油腔幾何尺寸變化計(jì)算而得出的輸出的液體體積，泵的轉(zhuǎn)速為n時(shí)，泵的理論流量為（2－1）液壓泵的額定流量是指在正常工作條件下，按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定必須保證的流量。即在額定轉(zhuǎn)速和額定壓力下由泵輸出的流量。液壓泵的有效流量（用表示）是液壓泵工作時(shí)實(shí)際輸出的流量，由于泵存在內(nèi)泄漏，所以有效流量小于理論流量。3．功率和效率液壓泵由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，輸入量是轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，輸出量是液體的壓力和流量。如果不考慮液壓泵在能量轉(zhuǎn)換過程中的損失，則輸出功率等于輸入功率，也就是它們的理論功率（2－2）液壓泵的輸出功率等于有效輸出流量與工作壓力的乘積（2－3）液壓泵在能量轉(zhuǎn)換過程中是有損失的，兩者之差值即是功率損失，功率損失可以分為容積損失和機(jī)械損失兩部分，容積損失是因?yàn)閮?nèi)泄漏而造成的流量上的損失。液壓泵輸出壓力增大時(shí)內(nèi)泄漏加大，泵實(shí)際輸出有效流量減小。設(shè)泵的內(nèi)泄漏為Δq，泵的容積效率為：（2－4）機(jī)械損失是指因摩擦而造成的轉(zhuǎn)矩上的損失。用機(jī)械效率來(lái)表示泵的機(jī)械損失時(shí)，（2－5）液壓泵總效率是輸出功率與輸入功率之比，（2－6）例2-1某液壓系統(tǒng)，泵的排量V＝15mL/r，電機(jī)轉(zhuǎn)速n＝1450r/min，泵的輸出壓力p=10Mpa，泵容積效率＝0.95，總效率＝0.9，求：（1）泵的有效輸出流量；（2）泵的輸出功率；（3）電機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率。解：（1）泵的有效輸出流量（2)泵的輸出功率107×0.344×10-6=3.44kw

（3）電機(jī)驅(qū)動(dòng)功率第二節(jié)齒輪泵一、外嚙合齒輪泵1．齒輪泵的工作原理圖2-3所示為外嚙合齒輪泵的工作原理。當(dāng)齒輪按圖示方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，右側(cè)吸油腔由于相互嚙合的輪齒逐漸脫開，密封工作腔容積增大，形成部分真空，油箱中的油液被吸進(jìn)來(lái)，將齒間槽充滿，并隨著齒輪旋轉(zhuǎn)，把油液帶到左側(cè)壓油腔去。在壓油區(qū)一側(cè)，由于輪齒逐漸進(jìn)入嚙合，密封工作腔容積不斷減小，油液便被擠出去。吸油腔和壓油腔由相互嚙合的輪齒以及泵體分隔開的。圖2－3齒輪泵工作原理圖2．CB—B型齒輪泵的結(jié)構(gòu)CB—B型齒輪泵是三片式結(jié)構(gòu)的低壓齒輪泵，其結(jié)構(gòu)如圖2-4所示。三片是指泵體7和泵蓋4、8，主動(dòng)軸10裝有主動(dòng)軸齒輪，從動(dòng)軸1裝有從動(dòng)齒輪。圖2－4CB－B型齒輪泵齒輪泵工作時(shí)，壓油腔的壓力高，吸油腔的壓力很低，這樣對(duì)齒輪產(chǎn)生不平衡徑向力，使軸彎曲變形，軸承磨損加快。為了減小徑向力對(duì)泵帶來(lái)的不良影響，CB型泵采取了縮小壓油口的辦法。3．齒輪泵的流量計(jì)算實(shí)際輸出流量的近似計(jì)算為=6.66Zm2Bnηv（2-7）式中：m為齒輪的模數(shù)；Z為齒數(shù)；B為齒寬；n為齒輪泵轉(zhuǎn)速；ηv為齒輪泵容積效率4．外嚙合齒輪泵的三大問題（1）泄漏問題一般的齒輪泵泄漏大，齒輪泵壓油腔的壓力油向吸油腔泄漏有三條路徑。一是通過齒輪嚙合處的間隙；二是泵體內(nèi)表面與齒頂圓間的徑向間隙；三是通過齒輪兩端面的軸向間隙。其中通過端面泄漏約占75%～85%，而且泄漏量隨工作壓力的提高而增大。在高壓齒輪泵中，采用自動(dòng)補(bǔ)償端面間隙裝置，常用的有浮動(dòng)軸套式和彈性側(cè)板式兩種。（2）徑向力不平衡齒輪泵在工作時(shí)，徑向力由兩部分組成，一是油液壓力沿齒頂圓作用而產(chǎn)生的徑向力，由于壓油腔的油壓高、吸油腔的油壓低而形成兩腔壓差大；二是泵體內(nèi)表面與齒頂外圓面之間存在徑向間隙，所以壓力油經(jīng)此間隙泄漏形成壓力變化。這兩個(gè)力的合力是沿吸油腔到壓油腔逐漸升高的，使齒輪和軸承受到的徑向力不平衡。為減小徑向不平衡力的影響，CB型齒輪泵采取縮小壓油口的方法，使壓油腔的壓力油僅作用在一個(gè)到兩個(gè)齒的范圍內(nèi)以減小作用面積。（3）困油現(xiàn)象齒輪泵在平穩(wěn)工作，齒輪嚙合的重疊系數(shù)必須大于1，于是總有兩對(duì)輪齒同時(shí)嚙合，并有一部分油液被圍困在兩對(duì)輪齒所形成的封閉空腔之間，如圖2-7所示。這個(gè)封閉的容積隨著齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)在不斷地發(fā)生變化。封閉容積由大變小時(shí)，被封閉的油液受擠壓并從縫隙中擠出而產(chǎn)生很高的壓力，油液發(fā)熱，并使軸承受到額外負(fù)載；而封閉容積由小變大，又會(huì)造成局部真空，使溶解在油中的氣體分離出來(lái)，產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象。這些都將使泵產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng)和噪聲，這就是齒輪泵的困油現(xiàn)象。消除困油的方法，通常是在兩側(cè)蓋板上開卸荷槽，封閉容積減少時(shí)與壓油腔相通，封閉容積增大時(shí)與吸油腔相通。二、內(nèi)嚙合齒輪泵內(nèi)嚙合齒輪泵有漸開線齒形和擺線齒形兩種，其工作原理見圖2-6，當(dāng)小齒輪按圖示方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，輪齒退出嚙合容積增大而吸油，進(jìn)入嚙合容積減小而壓油。在漸開線齒形內(nèi)嚙合齒輪泵腔中，小齒輪和內(nèi)齒輪之間要裝一塊月牙形隔板，把吸油腔和壓油腔隔開（圖2-6a）。擺線齒形內(nèi)嚙合泵又稱擺線轉(zhuǎn)子泵，由于小齒輪和內(nèi)齒輪相差一齒，因而不需設(shè)置隔板（圖2-6b）。教師課堂教學(xué)備課紙首頁(yè)，共頁(yè)授課班級(jí)授課時(shí)間出勤情況課題名稱授課方式理論章節(jié)課題葉片泵柱塞泵第五節(jié)液壓泵的選用第六節(jié)液壓馬達(dá)教學(xué)目的1掌握單作用葉片泵的結(jié)構(gòu)和原理2掌握柱塞泵的結(jié)構(gòu)和原理3會(huì)液壓泵的選用4了解液壓馬達(dá)原理和性能參數(shù)教具、掛圖、課件重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)1限壓式變量葉片泵的原理2軸向柱塞泵的結(jié)構(gòu)和原理難點(diǎn)1限壓式變量葉片泵的原理課后作業(yè)課后回顧任課教師簽名：教研室主任審閱簽名：第三節(jié)葉片泵一、定量葉片泵1．工作原理定量葉片泵的工作原理如圖2-9所示，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，葉片在離心力和根部壓力油的作用下，而緊貼在定子內(nèi)表面，由葉片、定子的內(nèi)表面、轉(zhuǎn)子的外表面和兩側(cè)配油盤間形成若干個(gè)密封工作容積，密封的容積在左上角和右下角處密封工作容積增大，吸入油液；在右上角和左下角處密封工作容積變小，將油液從壓油口壓出。當(dāng)轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周，每個(gè)工作容積要完成兩次吸油和壓油，所以稱之為雙作用葉片泵，雙作用葉片泵由于有兩個(gè)對(duì)稱的吸油腔和兩個(gè)壓油腔，所以作用在轉(zhuǎn)子上的油液壓力相互平衡，因此雙作用葉片泵又稱為平衡式葉片泵。圖2－9雙作用葉片泵工作原理圖2．YB1型葉片泵的結(jié)構(gòu)YBI型葉片泵結(jié)構(gòu)如圖2-10所示。圖2－10YBI型葉片泵3．雙作用葉片泵的流量雙作用葉片泵實(shí)際輸出的流量(2-8)4．雙聯(lián)葉片泵由兩個(gè)單級(jí)葉片泵組成，其主要工作部件裝在一個(gè)泵體內(nèi)，由同一根傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)，泵體有一個(gè)共同的吸油口，兩個(gè)各自獨(dú)立的出油口。圖2－11雙聯(lián)葉片泵二、變量葉片泵1．變量葉片泵的工作原理單作用葉片泵的工作原理如圖2-12所示，當(dāng)轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)時(shí)，由于離心力的作用，使葉片緊貼在定子內(nèi)壁，這樣在定子、轉(zhuǎn)子、葉片和兩側(cè)配油盤間就形成若干個(gè)密封容積，當(dāng)轉(zhuǎn)子按圖示的方向回轉(zhuǎn)時(shí)，在圖的右部，葉片逐漸伸出，葉片間的密封容積逐漸增大，從吸油口吸油。在圖的左部，葉片被定子內(nèi)壁逐漸壓進(jìn)槽內(nèi)，密封容積逐漸縮小，將油液從壓油口壓出，在吸油腔和壓油腔之間，有一段封油區(qū)，把吸油腔和壓油腔隔開。這種葉片泵在轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周，每個(gè)工作空間完成一次吸油和壓油，稱為單作用葉片泵。在結(jié)構(gòu)上轉(zhuǎn)子與定子的偏心量是可調(diào)節(jié)的，所以單作用葉片泵也是變量泵。圖2－12變量葉片泵的工作原理圖2.單作用葉片泵的流量單作用葉片泵實(shí)際輸出流量=2DeBnηv(2-9)3．限壓式變量葉片泵的工作原理如圖2-13所示為外反饋限壓式變量葉片泵的工作原理。當(dāng)油壓較低，定子被彈簧推在最左邊的位置上，此時(shí)偏心量最大，泵輸出流量也最大。柱塞6的一端緊貼定子，另一端則通壓力油。柱塞對(duì)定子的推力隨油壓升高而加大，當(dāng)它大于調(diào)壓彈簧3的預(yù)緊力時(shí)，定子向右偏移，偏心距減小。其流量壓力特性曲線如圖2-14所示。在圖2-14中，曲線AB段是泵的不變量段，曲線BC段是泵的變量段，泵的實(shí)際輸出流量隨工作壓力的增加迅速下降。曲線上B點(diǎn)的壓力是pB，由彈簧3的預(yù)緊力確定。調(diào)節(jié)螺釘7可調(diào)節(jié)最大偏心量(初始偏心量)的大小。改變泵的最大輸出流量qA，特性曲線AB段上下平移，當(dāng)泵的供油壓力p超過預(yù)先調(diào)整的壓力pB時(shí)，其變化規(guī)律如特性曲線BC段所示。特性曲線BC段左右平移。當(dāng)定子和轉(zhuǎn)子之間的偏心量為零時(shí)，系統(tǒng)壓力達(dá)到最大值，泵向系統(tǒng)的輸出流量為零。圖2－13外反饋?zhàn)兞咳~片泵工作原理圖2－14限壓式變量葉片泵的特性曲線第四節(jié)柱塞泵柱塞泵按柱塞的排列和運(yùn)動(dòng)方向不同，可分為徑向柱塞泵和軸向柱塞泵兩大類。一、徑向柱塞泵1．工作原理徑向柱塞泵的工作原理如圖2-15所示，配油軸固定不動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)子按圖示方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于定子和轉(zhuǎn)子之間有偏心距e，轉(zhuǎn)子在上半周時(shí)柱塞向外伸出，柱塞底部的容積逐漸增大，形成部分真空，經(jīng)過襯套3上的油孔，從配油軸5的吸油腔b吸油；當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到下半周時(shí)，定子內(nèi)壁將柱塞向里推，柱塞底部的容積逐漸減小，經(jīng)配油軸的壓油腔c的孔d向外壓油，當(dāng)轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周，每個(gè)柱塞底部的密封容積完成一次吸壓油，轉(zhuǎn)子連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，即完成吸壓油工作。圖2－15徑向柱塞泵工作原理圖2．特點(diǎn)徑向柱塞泵的性能穩(wěn)定，耐沖擊性能好，工作可靠；但其徑向尺寸大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，自吸能力差，且配油軸受到不平衡液壓力的作用，容易磨損。二、軸向柱塞泵1．軸向柱塞泵的工作原理軸向柱塞泵的柱塞平行于缸體的軸心線，圖2-16所示為斜盤式軸向柱塞泵的工作原理，斜盤1的法線和缸體軸線間的交角為。當(dāng)傳動(dòng)軸按圖示方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于斜盤和壓板的作用，迫使柱塞作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。柱塞在其自下而上回轉(zhuǎn)的半周內(nèi)（0～）逐漸向外伸出，使缸體內(nèi)密封工作腔容積不斷增大，產(chǎn)生局部真空，從而將油液經(jīng)配油盤10上的配油窗口吸入；柱塞在其自上而下回轉(zhuǎn)的半周內(nèi)（～2）又逐漸向里推入，使密封工作腔容積不斷減小，將油液從配油盤窗口向外壓出。缸體每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，每個(gè)柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次，完成一次吸壓油。圖2－16軸向柱塞泵工作原理2．軸向柱塞泵的結(jié)構(gòu)圖2-17所示為SCY14-1型軸向柱塞泵，其結(jié)構(gòu)分兩部分，主體部分和變量機(jī)構(gòu)。（1）主體部分：缸體5由傳動(dòng)軸8帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，在缸體的七個(gè)柱塞孔內(nèi)裝有柱塞9，柱塞的球形頭部裝在滑履12的孔內(nèi)并可作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。傳動(dòng)軸8通過左邊的花鍵帶動(dòng)缸體5旋轉(zhuǎn),由于滑履12貼緊在斜盤表面上,柱塞在隨缸體旋轉(zhuǎn)的同時(shí)在缸體中作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。缸體中柱塞底部的密封工作容積是通過配油盤6與泵的進(jìn)出口相通的。隨著傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng),液壓泵就連續(xù)地吸油和壓油。(2)變量機(jī)構(gòu)：變量柱塞沿導(dǎo)向鍵作軸向運(yùn)動(dòng)，并帶動(dòng)斜盤繞鋼球的中心轉(zhuǎn)動(dòng)，從而調(diào)節(jié)了斜盤的傾角，也就改變了柱塞泵的排量。當(dāng)流量達(dá)到要求時(shí),可用鎖緊螺母13鎖緊。這種變量機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但操縱不輕便,且不能在工作過程中變量。斜盤式軸向柱塞泵的實(shí)際輸出流量=(2-10)圖2－17SCY14-1型軸向柱塞泵第五節(jié)液壓泵的選用一、液壓泵的選用由于各類液壓泵的特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)、性能各不相同,選擇液壓泵時(shí)，應(yīng)滿足設(shè)備對(duì)液壓系統(tǒng)的工況要求，首先確定液壓泵的類型，然后再根據(jù)系統(tǒng)要求的額定壓力、流量、轉(zhuǎn)速范圍、效率等性能來(lái)確定型號(hào)，表2-2列出了常用液壓泵的性能與應(yīng)用范圍。表2-2常用液壓泵的性能與應(yīng)用范圍二、液壓泵站液壓泵站又稱液壓站，適用于主機(jī)與液壓裝置可分離的各種機(jī)械，如機(jī)床液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。液壓站由液壓泵裝置、集成塊或閥組合、油箱、電氣盒構(gòu)成。第六節(jié)液壓馬達(dá)一、液壓馬達(dá)概述1．液壓馬達(dá)的分類液壓馬達(dá)與液壓泵在結(jié)構(gòu)上是基本相同的，常用液壓馬達(dá)按結(jié)構(gòu)可分為齒輪式、葉片式、柱塞式。按液壓馬達(dá)的額定轉(zhuǎn)速分為高速和低速兩大類，額定轉(zhuǎn)速高于500r／min的屬于高速液壓馬達(dá)，額定轉(zhuǎn)速低于500r／min的屬于低速液壓馬達(dá)。2．液壓馬達(dá)的主要性能參數(shù)（1）轉(zhuǎn)速和容積效率若液壓馬達(dá)的排量為V，液壓馬達(dá)入口處的流量q（又稱實(shí)際流量），容積效率為理論流量和實(shí)際流量之比，則（2－11）n=（2－12）（2）總效率液壓馬達(dá)的總效率為輸入功率與輸出功率之比，它等于機(jī)械效率與容積效率的乘積，即（2－13）（3）轉(zhuǎn)矩T液壓馬達(dá)輸入為液壓能，其輸出為機(jī)械能，（2－14）實(shí)際上因?yàn)榇嬖跈C(jī)械效率與容積效率問題，因而上式可寫成得（2－15）二、葉片式液壓馬達(dá)圖2-19所示為葉片式液壓馬達(dá)的工作原理。葉片式液壓馬達(dá)體積小，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，動(dòng)作靈敏，但泄漏量較大，低速工作時(shí)不穩(wěn)定。因此葉片式液壓馬達(dá)一般用于轉(zhuǎn)速高、轉(zhuǎn)矩小和動(dòng)作要求靈敏的場(chǎng)合。圖2－19葉片式液壓馬達(dá)工作原理三、軸向柱塞馬達(dá)如圖2-20所示軸向柱塞液壓馬達(dá)的工作原理，當(dāng)壓力油輸入時(shí)，處于高壓腔中的柱塞伸出，壓在斜盤上。設(shè)斜盤對(duì)柱塞的反作用力為F，力F的軸向分力與柱塞上的液壓力平衡，而徑向分力Fy則使處于高壓腔中的柱塞都對(duì)轉(zhuǎn)子中心產(chǎn)生一個(gè)轉(zhuǎn)矩，使缸體和馬達(dá)軸旋轉(zhuǎn)。如果改變液壓馬達(dá)壓力油的輸入方向，馬達(dá)軸則反轉(zhuǎn)。圖2－20軸向柱塞液壓馬達(dá)工作原理教師課堂教學(xué)備課紙首頁(yè)，共頁(yè)授課班級(jí)授課時(shí)間出勤情況課題名稱授課方式章節(jié)課題第三章液壓缸液壓缸的分類和特點(diǎn)液壓缸的結(jié)構(gòu)數(shù)字液壓缸教學(xué)目的1了解液壓缸的分類和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)2會(huì)計(jì)算活塞缸的輸出力和速度3對(duì)活塞設(shè)計(jì)方法有所了解。教具、掛圖、課件重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：活塞缸的結(jié)構(gòu)和輸出力、速度計(jì)算?；钊自O(shè)計(jì)與計(jì)算難點(diǎn)：差動(dòng)缸，活塞缸輸出力、速度計(jì)算。課后作業(yè)課后回顧任課教師簽名：教研室主任審閱簽名：第三章液壓缸第一節(jié)液壓缸的分類和特點(diǎn)液壓缸按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為活塞缸、柱塞缸、擺動(dòng)缸三類,按運(yùn)動(dòng)形式可分為直線運(yùn)動(dòng)和擺動(dòng)。一、活塞缸活塞缸可分為雙活塞桿和單活塞桿兩種結(jié)構(gòu)，其固定方式有缸體固定和活塞桿固定兩種。雙活塞桿缸（1）工作原理圖3-1為雙活塞桿缸原理圖，其活塞的兩側(cè)都有伸出桿。圖3-1a為缸體固定式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，圖3-1b為活塞桿固定式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。圖3－1雙桿活塞缸（2）特點(diǎn)和應(yīng)用當(dāng)兩活塞缸直徑相同、缸兩腔的供油壓力和流量相等時(shí)，活塞（或缸體）兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)速度和輸出力也都相等。缸體固定式其工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)范圍大于活塞有效行程的三倍，活塞桿固定式其工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)范圍略大于缸有效行程的兩倍。雙活塞桿缸的的輸出力和速度可按下式計(jì)算：F=Ap=p（3-1）V=（3-2）2．單活塞桿缸（1）工作原理圖3-2為單活塞桿缸原理圖，活塞的一端有活塞桿伸出，所以兩腔的有效工作面積不同。圖3－2單桿活塞缸 當(dāng)無(wú)桿腔進(jìn)壓力油，有桿腔回油時(shí)（圖3-2a），活塞輸出力F1和運(yùn)動(dòng)速度v1分別為F（3-3）v（3-4）當(dāng)有桿腔進(jìn)壓力油，無(wú)桿腔回油時(shí)（圖3-2b），活塞輸出力F2和運(yùn)動(dòng)速度v2分別為：F（3-5）v（3-6）（2）特點(diǎn)和應(yīng)用由于＞,所以v＜v,F＞F。常把壓力油進(jìn)入無(wú)桿腔的情況作為工作行程，而把壓力油進(jìn)入有桿腔的情況作為空行程（3）差動(dòng)連接如圖3-3所示，當(dāng)壓力油同時(shí)進(jìn)入液壓缸的左、右兩腔，差動(dòng)連接單活塞桿缸簡(jiǎn)稱為差動(dòng)缸。由于無(wú)桿腔工作面積比有桿腔工作面積大，壓力雖相等，活塞仍向右運(yùn)動(dòng)。若A2=A1/2,即D=，則差動(dòng)連接缸的快進(jìn)v3與快退v2的運(yùn)動(dòng)速度相等。差動(dòng)連接時(shí)，活塞的輸出力F3為：F（3-7）活塞的運(yùn)動(dòng)速度v:v（3-8）圖3－3單桿活塞缸的差動(dòng)連接例3-1有一雙作用單桿活塞液壓缸，已知缸內(nèi)徑D=100mm，活塞桿直徑d=70mm，進(jìn)入液壓缸的流量q=40L/min，進(jìn)油壓力p1=5Mpa，回油壓力p2=0，計(jì)算在無(wú)桿腔進(jìn)油、有桿腔進(jìn)油、差動(dòng)連接三種情況下，液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度大小和方向，輸出力的大小和方向。解：（1）無(wú)桿腔進(jìn)油F=v=運(yùn)動(dòng)方向由無(wú)桿腔向有桿腔運(yùn)動(dòng)，輸出力方向和運(yùn)動(dòng)方向相同。（2）有桿腔進(jìn)油F=20.018kNv=運(yùn)動(dòng)方向由有桿腔向無(wú)桿腔運(yùn)動(dòng)，輸出力方向和運(yùn)動(dòng)方向相同。（3）差動(dòng)連接F=0.192kNv==0.173二、柱塞缸工作原理如圖3-4a所示，當(dāng)壓力油進(jìn)入缸筒時(shí)，推動(dòng)柱塞運(yùn)動(dòng)。柱塞缸只能實(shí)現(xiàn)單向運(yùn)動(dòng)，它的回程需借自重或其他外力（彈簧力）來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)，為了使工作臺(tái)得到雙向運(yùn)動(dòng)，柱塞缸常成對(duì)使用，如圖3-4b所示。圖3－4柱塞缸三、擺動(dòng)缸1．葉片式舞動(dòng)缸擺動(dòng)缸是輸出轉(zhuǎn)矩并實(shí)現(xiàn)往復(fù)擺動(dòng)的液壓缸，又稱擺動(dòng)液壓馬達(dá)，有單葉片和雙葉片兩種形式。圖3-5a、圖3-5b為其工作原理圖，定子塊固定在缸體上，葉片與輸出軸連為一體。當(dāng)兩油口交替通入壓力油時(shí)，葉片即帶動(dòng)輸出軸作往復(fù)擺動(dòng)。圖3－5擺動(dòng)缸2．齒輪齒條式擺動(dòng)缸齒輪齒條式擺動(dòng)缸的原理是將液壓缸的往復(fù)運(yùn)動(dòng)通過齒條帶動(dòng)齒輪，轉(zhuǎn)化成齒輪軸的正反向擺動(dòng)旋轉(zhuǎn)，同時(shí)將往復(fù)缸的輸出力轉(zhuǎn)化成齒輪軸的輸出扭矩。結(jié)構(gòu)型式有單齒條、雙齒條兩種。圖3-6是條式擺動(dòng)缸。3-6四、其他液壓缸1．增壓缸增壓缸能將輸入的低壓油轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏河?，向液壓系統(tǒng)中的某一支路供油。它由大、小直徑分別為D和d的復(fù)合缸筒及有特殊結(jié)構(gòu)的復(fù)合活塞組成，如圖3-7所示。圖3－7增壓缸若輸入增壓缸大端的油壓為p1，由小端輸出的油壓為p2，則p式中是增壓比，即增壓倍數(shù)。增壓缸只能將高壓端輸出油通入其他液壓缸以獲取大的輸出力，其本身不能直接作為執(zhí)行元件，所以安裝時(shí)應(yīng)盡量使它靠近執(zhí)行元件。2.伸縮缸圖3-8為多級(jí)伸縮套筒式液壓缸。這種缸的特點(diǎn)是活塞桿伸出行程大，收縮后結(jié)構(gòu)尺寸小?；钊斐鲰樞蚴窍却蠛笮?，相應(yīng)的輸出力也是由大到小，伸出時(shí)的速度是由慢到快?；钊s回時(shí)的順序，一般是先小后大，縮回速度是由快到慢。圖3－8伸縮缸第二節(jié)液壓缸的結(jié)構(gòu)一、缸體組件缸體組件包括缸筒、前后缸蓋和導(dǎo)向套等，缸體組件中缸筒與端蓋的連接形式很多，如圖3-9圖示。圖3－9缸筒與端蓋的連接形式法蘭式連接，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，易于加工和裝配，連接可靠，缺點(diǎn)是外形尺寸較大。鑄鐵、鑄鋼和鍛鋼制的缸體多采用法蘭式（圖3-9a）。用無(wú)縫鋼管制作的缸筒，常用半環(huán)式連接（圖3-9b）和螺紋連接（圖3-9d）。這兩種連接方式，結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕。但半環(huán)式連接，須在缸筒上加工環(huán)形槽，削弱缸筒的強(qiáng)度；螺紋連接，須在缸筒上加工螺紋，端部的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，一般用于外形尺寸小、重量輕的場(chǎng)合。較短的液壓缸常采用拉桿式連接（圖3-9c）。這種連接具有加工和裝配方便等優(yōu)點(diǎn)，其缺點(diǎn)是外形尺寸和重量較大，拉桿受力后會(huì)拉伸變長(zhǎng)，影響密封性。還有焊接式連接，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸小，強(qiáng)度高，密封性好，但焊接時(shí)易引起缸筒變形，也不易加工，故使用較少。二、活塞組件活塞組件包括活塞和活塞桿，活塞和活塞桿連接形式有多種,如圖3-10所示。整體式連接（圖3-10a）和焊接式連接（圖3-10b），結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、軸向尺寸小，但損壞后需整體更換，常用于小直徑液壓缸。錐銷連接（圖3-10c）易加工、裝配簡(jiǎn)單，但承載能力小，且需有防止錐銷脫落的措施，適用于輕載液壓缸。螺紋連接（圖3-10d）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝拆方便，一般需要有螺紋防松裝置。由于加工螺紋削弱了活塞桿的強(qiáng)度，因此不適用于高壓系統(tǒng)。卡環(huán)式（圖3-10e）的強(qiáng)度高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、裝卸方便，用于高壓和振動(dòng)較大的液壓缸。圖3－10活塞與活塞桿的連接形式三、液壓缸的緩沖液壓缸的緩沖裝置是為了防止活塞在行程終了時(shí)和缸蓋發(fā)生撞擊。常見的緩沖裝置如圖3-11所示。（1）環(huán)狀間隙式緩沖裝置圖3-11a為圓柱形環(huán)隙式緩沖裝置，活塞端部有緩沖柱塞，當(dāng)柱塞運(yùn)行至液壓缸端蓋上的圓柱孔內(nèi)時(shí)，缸筒內(nèi)的油液只能從環(huán)形間隙δ處擠出去，這時(shí)活塞減速制動(dòng)，從而減緩了沖擊。圖3-11b為圓錐形環(huán)隙式，環(huán)形間隙δ將隨伸入端蓋孔中距離增長(zhǎng)而減小，從而獲得更好的緩沖效果。（2）可變節(jié)流式緩沖裝置圖3-11c為可變節(jié)流式緩沖裝置。在其緩沖柱塞上開有幾個(gè)均布的三角形節(jié)流溝槽。隨著柱塞伸入孔中距離的增長(zhǎng)，其節(jié)流面積減小，沖擊壓力小，制動(dòng)位置精度高。（3）可調(diào)節(jié)流式緩沖裝置圖3-11d為可調(diào)節(jié)緩沖裝置。當(dāng)緩沖柱塞伸入端蓋上的內(nèi)孔后，活塞與端蓋間的油液須經(jīng)節(jié)流閥2流出?？筛鶕?jù)液壓缸的負(fù)載及速度的不同對(duì)節(jié)流口大小進(jìn)行調(diào)整，能獲得理想的緩沖效果。當(dāng)活塞反向時(shí)，壓力油經(jīng)單向閥1進(jìn)入活塞端部，使其迅速啟動(dòng)。圖3－11液壓缸的緩沖四、液壓缸的排氣液壓系統(tǒng)中混入空氣后會(huì)使其工作不穩(wěn)定，產(chǎn)生振動(dòng)、噪聲、低速爬行及啟動(dòng)時(shí)突然前沖現(xiàn)象。對(duì)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性要求較高的液壓缸，兩端有排氣塞，圖3-12所示為排氣塞結(jié)構(gòu)。圖3－12排氣塞第三節(jié)數(shù)字油缸數(shù)字油缸與伺服液壓系統(tǒng)不同之處在于數(shù)字油缸的運(yùn)動(dòng)特性完全被數(shù)字化，即:電脈沖的頻率與油缸的運(yùn)動(dòng)速度對(duì)應(yīng)，電脈沖的數(shù)量與油缸的行程對(duì)應(yīng)，而這種對(duì)應(yīng)關(guān)系是通過數(shù)字油缸內(nèi)部的設(shè)計(jì)、制造過程確定好的，無(wú)需任何外部的諸如:傳感器、調(diào)節(jié)器、調(diào)節(jié)參數(shù)等來(lái)保障。一、數(shù)字油缸的特點(diǎn)1．可以實(shí)現(xiàn)單缸多段調(diào)速、多點(diǎn)定位、兩缸或兩缸以上進(jìn)行差補(bǔ)運(yùn)動(dòng)，完成曲線軌跡運(yùn)動(dòng)。2．動(dòng)力大，用步進(jìn)電機(jī)作為信號(hào)輸出，使液壓缸活塞桿完全按照步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)，又有幾百、幾千噸的推力。因3．控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單，一臺(tái)微機(jī)或可編程邏輯控制器(PLC)就可以完成單或多缸的多點(diǎn)、多速控制，也可完成多缸的同步、插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)。操作簡(jiǎn)單、實(shí)用性好。4．液壓系統(tǒng)高度簡(jiǎn)化，只需油泵、溢流閥(或數(shù)字壓力閥)組成的液壓源就可接管使用，無(wú)需任何方向閥、流量閥、調(diào)速閥、單向閥、同步閥等液壓元件。5．具備總線控制和連續(xù)控制功能。二、數(shù)字油缸的結(jié)構(gòu)工作原理數(shù)字油缸有多種形式，結(jié)構(gòu)不盡相同。圖3-13是三通閥控缸式數(shù)字缸結(jié)構(gòu)原理圖，它由步進(jìn)電機(jī)和液壓放大器兩部分組成。數(shù)字油缸執(zhí)行機(jī)構(gòu)一般采用差動(dòng)液壓缸，有桿腔供油壓力ps,無(wú)桿腔油壓pc受三通滑閥式伺服閥控制。當(dāng)閥芯右移時(shí)，滑閥控制邊a工作，pc與供油腔的閥口開大，液壓油進(jìn)入缸的右腔，由于Ac面積大于Ar，Ar/Ac＝1/2?；钊蜃笠苿?dòng)，帶動(dòng)活塞桿外伸，在活塞向左移的同時(shí)，同活塞聯(lián)成一體的反饋螺母帶動(dòng)閥芯左移，減小閥開口，實(shí)現(xiàn)了直接位置負(fù)反饋，閥口關(guān)小，開口量又恢復(fù)到初始狀態(tài)。輸入連續(xù)脈沖，則步進(jìn)電機(jī)連續(xù)旋轉(zhuǎn)，隨著活塞桿外伸，若輸入負(fù)脈沖時(shí)，步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)，剛閥芯左移，滑閥控制邊b工作，pc腔與回油腔的閥口開啟，活塞向右運(yùn)動(dòng)，活塞桿縮回，螺桿為空心結(jié)構(gòu)，以便將沿螺紋泄漏的到活塞桿內(nèi)腔的油引回油箱。教師課堂教學(xué)備課紙首頁(yè)，共頁(yè)授課班級(jí)授課時(shí)間出勤情況課題名稱授課方式章節(jié)課題液壓輔助元件油管及管接頭過濾器蓄能器油箱和熱交換器密封裝置教學(xué)目的1掌握過濾器、蓄能器的結(jié)構(gòu)和工作原理。2各種過濾器的適用場(chǎng)合3會(huì)使用熱交換器，控制油溫在正常范圍教具、掛圖、課件多媒體重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)蓄能器的結(jié)構(gòu)和原理過濾器的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用范圍課后作業(yè)課后回顧任課教師簽名：教研室主任審閱簽名：第四章液壓輔助元件第一節(jié)油管及管接頭一、油管油管用于在液壓系統(tǒng)中輸送油液，液壓系統(tǒng)中常用的油管有鋼管、銅管、橡膠軟管、尼龍管、塑料管等多種類型。需根據(jù)安裝位置、工作壓力來(lái)選用。在高壓系統(tǒng)中常用無(wú)縫鋼管，鋼管安裝時(shí)不易彎曲，常用在拆卸方便處。紫銅管在安裝時(shí)可根據(jù)需要彎曲成任意形狀，適用于小型設(shè)備及內(nèi)部安裝不方便處，一般用在中、低壓系統(tǒng)中。在兩個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)件之間用橡膠軟管，尼龍管和塑料管價(jià)格便宜，但承壓能力差，可用于回油路、泄油路等處。二、管接頭管接頭用于油管與油管、油管與元件之間的連接件。管接頭的形式很多，圖4-1所示為常用的幾種類型。圖4-1a為擴(kuò)口式管接頭，適用于銅管、薄壁鋼管、尼龍管和塑料管等低壓管路的連接。圖4-1b為焊接式管接頭，用來(lái)連接管壁較厚的鋼管。圖4-1c為卡套式管接頭，擰緊接頭螺母，卡套發(fā)生彈性變形而將油管夾緊，這種管接頭裝拆方便，但對(duì)于油管的尺寸精度要求較高。圖4-1d為所示為扣式管接頭，用來(lái)連接高壓軟管。4－1在經(jīng)常需要裝拆處，常使用快速接頭。圖4-2所示。圖4－2第二節(jié)過濾器一、過濾器的結(jié)構(gòu)過濾器的功用是清除油液中的各種雜質(zhì)，以免其劃傷、磨損、甚至卡死有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的元件，或堵塞零件上的小孔及縫隙，影響系統(tǒng)的正常工作，降低液壓元件的壽命。過濾比是單位體積的流入液體與流出液體中大于規(guī)定尺寸的顆粒數(shù)量之比，用β表示。以顆粒尺寸等級(jí)作為β下標(biāo)。如β10＝75表示液體中大于10顆粒數(shù)量在過濾器上游是下游的75。1．網(wǎng)式過濾器如圖4-3所示，網(wǎng)式過濾器由筒形骨架2上包一層或兩層銅絲網(wǎng)3組成，過濾精度由網(wǎng)孔的大小和層數(shù)決定，有80、100、180μm三個(gè)規(guī)格。網(wǎng)式過濾器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，清洗方便，通油能力大，壓力損失小,常用于泵的吸油管路對(duì)油液進(jìn)行粗濾。圖4－3圖4－4線隙式過濾器如圖4-4所示，由用銅線或鋁線繞在筒形芯架1的外部而成的濾芯2和殼體3組成。流入殼體內(nèi)的油液經(jīng)線間縫隙流入濾芯內(nèi)，再?gòu)纳喜靠椎懒鞒觥＿^濾精度為30～100μm，常安裝在壓力管路上。其特點(diǎn)通油能力大，但不易清洗。3．紙芯式過濾器圖4-5所示，紙芯式過濾器的結(jié)構(gòu)與線隙式過濾器相似，只是濾芯為紙質(zhì)，它的結(jié)構(gòu)緊湊，通油能力大，但無(wú)法清洗，需經(jīng)常更換濾芯。圖4－5圖4－64．燒結(jié)式過濾器圖4-6所示，濾芯3通常由青銅等顆粒狀金屬燒結(jié)而成，利用顆粒間的微孔進(jìn)行過濾。過濾比較高，抗腐蝕，濾芯強(qiáng)度大，能在較高油溫下工作，但易堵塞，難于清洗，顆粒易脫落。5．磁性過濾器磁性過濾器是利用磁鐵吸附油液中的鐵質(zhì)微粒，但一般結(jié)構(gòu)的磁性過濾器對(duì)其他污染物不起作用，所以常把它用作復(fù)式過濾器的一部分。圖4－7所示為強(qiáng)磁性過濾器，它采用高矯頑力的強(qiáng)磁性材料和阻濾網(wǎng)組合而成。圖4-7二、過濾器的安裝位置1）安裝在液壓泵的吸油管路上：過濾器浸沒在油箱液面以下，使泵不致吸入較大的雜質(zhì)，可根據(jù)泵的要求用粗或普通精度的過濾器。2）安裝在壓油管路上：這種安裝方式可以有效濾除可能進(jìn)入閥類元件的雜質(zhì)，一般采用過濾比高的過濾器，但由于過濾器是在高壓下工作，濾芯需要有較高的強(qiáng)度。3）安裝在回油路：這種方式可以把系統(tǒng)內(nèi)油箱或管壁氧化層的脫落或液壓元件磨損所產(chǎn)生的顆粒過濾，以保證油箱內(nèi)液壓油清潔使泵及其他元件受到保護(hù)。第三節(jié)蓄能器蓄能器是液壓系統(tǒng)中的儲(chǔ)能元件，它儲(chǔ)存液體的壓力能，并在需要時(shí)釋放出來(lái)供給系統(tǒng)。蓄能器常用有活塞式和氣囊式兩種，以氣囊式蓄能器最為常用。1．蓄能器結(jié)構(gòu)圖4-7為氣囊式蓄能器，氣囊3用耐油橡膠制成，固定在耐高壓殼體2的上部，氣體由充氣閥充入氣囊內(nèi)。提升閥是一個(gè)用彈簧加載的菌形閥，壓力油全部排出時(shí)，該閥能防止氣囊膨脹擠出油口。這種蓄能器氣囊慣性小，反應(yīng)靈敏，容易維護(hù)，但容量較小，制造比較困難。圖4－82.蓄能器的功用1）作輔助動(dòng)力源：可采用一個(gè)蓄能器與一個(gè)較小流量的泵配合，在短時(shí)間內(nèi)由蓄能器與泵同時(shí)供油；所需流量較小時(shí)，泵將多余的油液向蓄能器充油。在有些場(chǎng)合為防止停電或驅(qū)動(dòng)液壓泵的電機(jī)發(fā)生故障，蓄能器可作應(yīng)急能源短期使用。2）保壓和補(bǔ)充泄漏：當(dāng)液壓系統(tǒng)要求較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保壓時(shí)，可采用蓄能器，補(bǔ)充其泄漏，使系統(tǒng)壓力保持在一定的范圍內(nèi)。3）吸收壓力脈動(dòng)：當(dāng)閥門突然關(guān)閉或換向時(shí)，系統(tǒng)中產(chǎn)生的沖擊壓力?？捎砂惭b在產(chǎn)生沖擊處的蓄能器來(lái)吸收，使液壓沖擊的峰值降低，起緩沖作用。3．蓄能器的安裝與使用1）蓄能器應(yīng)將油口向下垂直安裝，裝在管路上的蓄能器必須用支架固定。2）蓄能器與泵之間應(yīng)設(shè)置單向閥，以防止壓力油向泵倒流。蓄能器與系統(tǒng)之間應(yīng)設(shè)截止閥，供充氣、調(diào)整和檢修時(shí)使用。3）用于吸收壓力脈動(dòng)和液壓沖擊的蓄能器，應(yīng)盡量安裝在接近發(fā)生壓力脈動(dòng)或液壓沖擊的部位。4）蓄能器是壓力容器，使用時(shí)必須注意安全，搬運(yùn)和拆裝時(shí)應(yīng)先排出壓縮氣體。第四節(jié)油箱和熱交換器一、油箱油箱的用途是貯油、散熱、分離油中空氣和沉淀油中的雜質(zhì)。在液壓系統(tǒng)中，油箱有總體式和分離式兩種。分離式油箱單獨(dú)構(gòu)成一個(gè)供油泵站，與主機(jī)分離，散熱性、維護(hù)性優(yōu)于總體式。圖4-8所示為一個(gè)分離式油箱的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。圖4－8油箱正常工作溫度在30℃～50℃之間，最高不超過65℃。在環(huán)境溫度變化較大的場(chǎng)合要安裝熱交換器。二、熱交換器1.冷卻器圖4-10為冷卻器實(shí)物，圖4-10a為風(fēng)冷式，圖4-10b為水冷式。圖4-11所示為最簡(jiǎn)單的蛇形冷卻器，它直接安裝在油箱內(nèi)，蛇形管內(nèi)通冷卻水，將油液的熱量帶走，這種冷卻效果較差，耗水量大。圖4-10圖4-11圖4-12為強(qiáng)制對(duì)流式多管冷卻器，油液從油口C進(jìn)入，從油口B流出，冷卻水從右端蓋4上的孔D進(jìn)入，通過多根水管3從左端蓋1上的孔A流出，油液在水管外面流過，三塊隔板2用來(lái)增加油液的循環(huán)距離，以改善散熱條件，冷卻效果好，它在液壓系統(tǒng)中應(yīng)用較廣。也可用風(fēng)冷式的冷卻器進(jìn)行冷卻，但冷卻效果較水冷卻式差。圖4-12圖4-13冷卻器一般都安裝在回油路及低壓管路上，冷卻器常用的連接方式如圖4-13所示。安全閥6對(duì)冷卻器起保護(hù)作用，當(dāng)系統(tǒng)不需要冷卻時(shí)，可將截止閥4打開，使油液直接流回油箱。圖4-14圖4-152加熱器液壓系統(tǒng)中油溫過低時(shí)可使用加熱器，一般常采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能按需要自動(dòng)調(diào)節(jié)最高最低溫度的電加熱器。它在油箱中的安裝方式如圖4-14所示。冷卻器和加熱器的圖形符號(hào)如圖4-15所示。4－17第五節(jié)密封裝置一、對(duì)密封裝置的要求1）在工作壓力和一定的溫度范圍內(nèi)，應(yīng)具有良好的密封性能，并隨著壓力的增大能自動(dòng)提高密封性能。2）密封裝置和運(yùn)動(dòng)件之間的摩擦力要小，摩擦系數(shù)要穩(wěn)定。3）抗腐蝕能力強(qiáng)，不易老化，工作壽命長(zhǎng)，耐磨性好，磨損后在一定程度上要能自動(dòng)補(bǔ)償。4）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用、維護(hù)方便，成本低。二、密封裝置的類型和特點(diǎn)1．間隙密封間隙密封是靠相對(duì)運(yùn)動(dòng)件配合面之間的微小間隙來(lái)進(jìn)行密封的。如圖4-9所示，間隙密封常用于柱塞、活塞或閥的圓柱配合副中。圖4－9密封圈密封密封圈密封在液壓系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛。圖4-10a為O形密封圈，裝在槽內(nèi)的O形密封圈是靠橡膠的初始變形及油液壓力作用引起的變形來(lái)消除間隙而實(shí)現(xiàn)密封的。壓力增大時(shí)，O形密封圈工作面與密封表面的接觸壓力能自動(dòng)增大而提高密封能力。圖4-10b為Y形密封圈，它是依靠液壓力而使唇邊緊貼于密封表面實(shí)現(xiàn)密封的，隨著壓力增大能自動(dòng)增大唇邊與密封表面的接觸壓力，提高密封能力，且磨損后能自動(dòng)補(bǔ)償。Y形密封圈安裝時(shí)，唇口端應(yīng)對(duì)著壓力高的一側(cè)。圖4-10c為V形密封圈。V形圈裝置由支承環(huán)1、密封環(huán)2和壓環(huán)3組成。工作原理與Y形密封圈相似。安裝時(shí)，密封圈的唇口應(yīng)面向壓力高的一側(cè)，V形密封圈的摩擦力及結(jié)構(gòu)尺寸都較大。圖4－10教師課堂教學(xué)備課紙首頁(yè)，共頁(yè)授課班級(jí)授課時(shí)間出勤情況課題名稱授課方式理論章節(jié)課題液壓控制閥和基本回路第一節(jié)液壓閥的分類第二節(jié)方向控制閥及方向控制回路教學(xué)目的1掌握方向閥的位、通道和操縱方式、中位機(jī)能2各種的方向閥的結(jié)構(gòu)和原理教具、掛圖、課件多媒體重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：各種方向閥的結(jié)構(gòu)和原理，應(yīng)用。難點(diǎn)：電液閥的結(jié)構(gòu)和原理課后作業(yè)課后回顧任課教師簽名：教研室主任審閱簽名：第五章液壓控制閥和基本回路第一節(jié)液壓閥的分類1.根據(jù)用途不同，液壓控制閥可分為三大類。1）方向控制閥：?jiǎn)蜗蜷y、換向閥等。2）壓力控制閥：溢流閥、減壓閥、順序閥等。3）流量控制閥：節(jié)流閥、調(diào)速閥等。2.按操縱方式分類液壓閥按操縱方式不同可分為：手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、電磁動(dòng)、液動(dòng)和電液動(dòng)等多種。3.按連接方式可分類液壓閥按連接方式可以分為：管式（螺紋式）連接、板式連接、插裝式連接。第二節(jié)方向控制閥及方向控制回路一、單向閥1．普通單向閥普通單向閥控制油液只能按單一方向流動(dòng)，不允許倒流，簡(jiǎn)稱單向閥。圖5－12．液控單向閥圖5-2a為液控單向閥，它比普通單向閥多一控制口，當(dāng)控制口C不通壓力油時(shí)，其工作和普通單向閥一樣。正向通過，反向截止。當(dāng)控制油口通壓力油時(shí)，控制活塞1便頂開閥芯2，使油液在正反方向上均可流動(dòng)。圖5－2當(dāng)P2油腔壓力較高時(shí)，頂開錐閥所需要的控制壓力可能很高。為了減少控制油口C的開啟壓力，在錐閥內(nèi)部可增加了一個(gè)卸荷閥芯3，見圖5-2c，在控制活塞1頂起錐閥2之前，先頂起卸荷閥芯3，使上下腔油液經(jīng)卸荷芯上的缺口溝通，使P2的壓力油泄到下腔，壓力降低。此時(shí)控制活塞便可以較小的力將錐閥芯頂起，使P1和P2兩腔完全連通。3．充液閥充液閥是一種液控單向閥，圖5-3a)所示碟形充液閥實(shí)物，廣泛應(yīng)用于高速?zèng)_床、大中型壓力機(jī)、注塑機(jī)等。作用是加大供油量，使主缸活塞快速下降。充液閥安裝在上油箱和主缸之間，工作原理如圖5-3b)所示。

圖5－3二、換向閥換向閥是利用改變閥芯與閥體的相對(duì)位置，控制相應(yīng)油路接通、切斷或變換油液的方向，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)方向的控制。1．換向閥的分類換向閥的種類很多，其分類見表5-1。表5-1換向閥的分類分類方式類型按閥芯結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)方式按閥的工作位置和通路數(shù)按閥的操縱方式按閥的安裝方式滑閥、轉(zhuǎn)閥、錐閥二位二通、二位三通、二位四通、三位四通、三位五通手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、電磁動(dòng)、液動(dòng)、電液動(dòng)管式、板式、法蘭式等2．換向閥的工作原理及圖形符號(hào)滑閥式換向閥是利用閥芯在閥體內(nèi)做軸向滑動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)換向作用的。圖5-3所示滑閥式換向閥，P為進(jìn)油口，T為回油口，而A和B則通液壓缸兩腔。當(dāng)閥芯處于5-3a位置時(shí)，P與B、A與T相通，活塞向左運(yùn)動(dòng)。當(dāng)閥芯向右移動(dòng)至圖5-3b位置時(shí)，P與A、B與T相通，活塞向右運(yùn)動(dòng)。圖5－3換向閥換向原理表5-2列出幾種常用的滑閥式換向閥的結(jié)構(gòu)原理圖以及相對(duì)應(yīng)的圖形符號(hào)。圖形符號(hào)表示的含義為：（1）用方格數(shù)表示換向閥的“位”，即閥芯在閥體內(nèi)有幾個(gè)工作位置，三個(gè)方格即三個(gè)工作位置。（2）在一個(gè)方格內(nèi)，箭頭“↑”或堵塞符號(hào)“⊥”與方格的相交點(diǎn)數(shù)為油口通路數(shù)。箭頭“↑”表示兩油口相通，并不表示實(shí)際流向；“⊥”表示該油口不通流。（3）P表示進(jìn)油口，T表示通油箱的回油口，A和B表示連接其他兩個(gè)工作油路的油口。（4）控制方式和復(fù)位彈簧的符號(hào)畫在方格的兩側(cè)。（5）三位閥的中位，二位閥靠有彈簧的那一方格為常態(tài)位，常態(tài)指當(dāng)換向閥沒有操縱力作用時(shí)處于的狀態(tài)。3．三位換向閥的中位機(jī)能三位換向閥中位時(shí)各油口的連通方式稱為它的中位機(jī)能。圖5－4機(jī)動(dòng)換向閥圖形符號(hào)及機(jī)能特點(diǎn)和作用4．幾種常用換向閥的結(jié)構(gòu)（1）機(jī)動(dòng)換向閥機(jī)動(dòng)換向閥又稱行程閥，它是通過行程擋塊或凸輪推動(dòng)閥芯實(shí)現(xiàn)換向的。機(jī)動(dòng)換向閥通常為二位閥，它有二通、三通、四通等幾種。二位二通閥又有常開與常閉兩種形式。圖5-4所示為二位三通機(jī)動(dòng)換向閥的結(jié)構(gòu)及圖形符號(hào)。常態(tài)時(shí)，P與A相通；當(dāng)行程擋塊壓下滾輪時(shí)，P與B相通。機(jī)動(dòng)換向閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)作可靠，換向位置精度高。電磁換向閥電磁換向閥簡(jiǎn)稱電磁閥，它利用電磁鐵吸力控制閥芯動(dòng)作實(shí)現(xiàn)換向。電磁閥包括滑閥和電磁鐵兩部分，按電源不同，電磁鐵可分為交流電磁鐵和直流電磁鐵兩種。按電磁鐵的銜鐵是否浸泡在油里，電磁鐵可分為干式和濕式兩種。干式電磁鐵不允許油液進(jìn)入電磁鐵內(nèi)部，因此推動(dòng)閥芯的推桿要有可靠的密封。1）采用干式交流電磁鐵。圖示位置為電磁鐵不通電狀態(tài)，即常態(tài)位，此時(shí)P與A相通；當(dāng)電磁鐵通電時(shí)，推桿1將閥芯2推向右端，P與B相通，A口斷開。三位四通電磁換向閥圖5-5c、d所示為三位四通換向閥的結(jié)構(gòu)及圖形符號(hào)。二位三通電磁閥換向閥圖5-5a、b所示為二位三通電磁換向閥的結(jié)構(gòu)及圖形符號(hào)圖5－5電磁換向閥液動(dòng)換向閥液動(dòng)換向閥利用控制油路的壓力油推動(dòng)閥芯實(shí)現(xiàn)換向。圖5-6所示為三位四通液動(dòng)換向閥的結(jié)構(gòu)及符號(hào)。圖5－6三位四通液動(dòng)換向閥（4）電液動(dòng)換向閥電液換向閥是由電磁閥和液動(dòng)閥組成的復(fù)合閥。液動(dòng)閥實(shí)現(xiàn)主油路的換向，稱為主閥；電磁閥控制主閥，稱為先導(dǎo)閥。圖5-7為電液動(dòng)換向閥的結(jié)構(gòu)與圖形符號(hào)，當(dāng)先導(dǎo)閥兩端的電磁鐵均不通電時(shí)，電磁閥處于中位，控制油液被切斷，主閥芯兩端均不通控制壓力油，在彈簧的作用下處于中位，此時(shí)各油口均關(guān)閉。圖5－7電液動(dòng)換向閥（5）手動(dòng)換向閥手動(dòng)換向閥是用手動(dòng)杠桿操縱閥芯換向。它有自動(dòng)復(fù)位式和鋼球定位式兩種。圖5-8a為自動(dòng)復(fù)位式，可用手操縱使閥在左位或右位工作，但當(dāng)操縱力取消后，閥芯便在彈簧力作用下自動(dòng)恢復(fù)至中位，停止工作。圖5-8b為鋼球定位式手動(dòng)換向閥，其閥芯端部的鋼球定位裝置可使閥芯分別停止在左、中、右三個(gè)不同的位置上，當(dāng)松開手柄后，閥仍保持在原來(lái)的工作位置上，可用于工作時(shí)間較長(zhǎng)的場(chǎng)合。圖5－8手動(dòng)換向閥三、方向控制回路方向控制回路的功用是利用各種方向閥來(lái)控制液流的通、斷或換向，使執(zhí)行元件啟動(dòng)或停止。常用的方向控制回路有換向回路、鎖緊回路、制動(dòng)回路。1．換向回路各種類型的換向閥都可組成換向回路，只是性能和應(yīng)用場(chǎng)合不同。2.鎖緊回路鎖緊回路可使液壓缸活塞在任一位置停止，并可防止其停止后因外界影響而發(fā)生漂移或竄動(dòng)。圖5-9為采用液控單向閥的鎖緊回路，為了保證中位鎖緊可靠，三位閥應(yīng)采用H和Y型機(jī)能。圖5－9鎖緊回路教師課堂教學(xué)備課紙首頁(yè)，共頁(yè)授課班級(jí)授課時(shí)間出勤情況課題名稱授課方式理論章節(jié)課題液壓控制閥及基本回路第三節(jié)壓力控制閥及壓力控制回路教學(xué)目的1掌握溢流的結(jié)構(gòu)和原理2掌握減壓閥結(jié)構(gòu)和原理3了解順序閥和壓力繼電器的結(jié)構(gòu)和原理4會(huì)分析壓力控制回路教具、掛圖、課件重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：1溢流閥的結(jié)構(gòu)和原理，應(yīng)用。2壓力控制回路。難點(diǎn)：先導(dǎo)式溢流閥的原理。課后作業(yè)課后回顧任課教師簽名：教研室主任審閱簽名：第三節(jié)壓力控制閥及壓力控制回路一、溢流閥1．溢流閥的結(jié)構(gòu)原理（1）直動(dòng)式溢流閥直動(dòng)式溢流閥是依靠系統(tǒng)中的壓力油直接作用在閥芯上與彈簧力相平衡，以控制閥的啟閉。圖5-12a為低壓直動(dòng)式溢流閥。進(jìn)油口處壓力p的大小由彈簧力決定，可通過調(diào)整螺母1調(diào)整彈簧的預(yù)壓力。圖5-12c是閥芯為錐閥的溢流閥。圖5－12直動(dòng)式溢流閥（2）先導(dǎo)式溢流閥先導(dǎo)式溢流閥由先導(dǎo)閥和主閥兩部分組成，先導(dǎo)閥調(diào)壓、主閥溢流。圖5-13a和圖5-13b分別為高壓、中壓先導(dǎo)式溢流閥的結(jié)構(gòu)圖。通過調(diào)節(jié)螺母可調(diào)節(jié)調(diào)壓彈簧的預(yù)壓力，從而調(diào)定液壓系統(tǒng)的壓力。閥體上有一個(gè)遠(yuǎn)程控制口x，當(dāng)x口通過二位二通閥接油箱時(shí)，主閥芯在很小的液壓力作用下便可移動(dòng)，打開閥口，實(shí)現(xiàn)溢流，這時(shí)系統(tǒng)稱為卸荷。若x口接另一個(gè)遠(yuǎn)程調(diào)壓閥，便可對(duì)系統(tǒng)壓力實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。圖5－13先導(dǎo)式溢流閥電磁溢流閥電磁溢流閥是電磁換向閥與先導(dǎo)式溢流閥的組合，用于系統(tǒng)的多級(jí)壓力控制或卸荷。圖5-14為電磁溢流閥，圖5-14a）為電磁溢流閥結(jié)構(gòu)原理圖符號(hào)。5-14b）為常閉型二位二通電磁閥組合的電磁溢流閥符號(hào)。5-14c）為常開型二位二通電磁閥組合的電磁溢流閥符號(hào)。圖5－142．溢流閥的應(yīng)用及調(diào)壓回路（1）調(diào)壓溢流在圖5-15a中，溢流閥和定量泵組合使用，起調(diào)壓溢流作用。（2）過載保護(hù)在圖5-15b中，溢流閥和變量泵組合使用，起過載保護(hù)作用，稱其為安全閥。（3）作背壓閥用在圖5-15c中，將溢流閥安置在液壓缸的回油路上，可以產(chǎn)生背壓力，宜用低壓溢流閥。（4）使泵卸荷在圖5-15d中,用二位二通閥3與先導(dǎo)式溢流閥組合可起卸荷作用。（5）遠(yuǎn)程調(diào)壓在圖5-15e中，將先導(dǎo)式溢流閥1的控制口接一遠(yuǎn)程調(diào)壓閥4，主溢流閥1的設(shè)定壓力必須大于遠(yuǎn)程調(diào)壓閥的4的設(shè)定壓力。圖5－15溢流閥的應(yīng)用二、減壓閥1．減壓閥的結(jié)構(gòu)原理減壓閥的作用是降低液壓系統(tǒng)中某一支路的油液壓力，使用一個(gè)油源能同時(shí)提供兩個(gè)或多個(gè)不同壓力的輸出。定值減壓閥簡(jiǎn)稱減壓閥，能使出油口壓力低于進(jìn)油口壓力，并能保持出口壓力近似恒定。減壓閥也分為直動(dòng)式和先導(dǎo)式，其中先導(dǎo)式減壓閥應(yīng)用較廣。圖5-16為先導(dǎo)式減壓閥的結(jié)構(gòu)圖和圖形符號(hào)。圖5－16先導(dǎo)式減壓閥2．減壓回路當(dāng)泵的輸出壓力是高壓而支路要求低壓時(shí)，可以采用減壓回路，如機(jī)床液壓系統(tǒng)中的定位、夾緊、回路分度以及液壓元件的控制油路等。圖5－17減壓回路如圖5-17a所示為夾緊油路上的減壓回路，夾緊缸所需壓力由減壓閥3調(diào)節(jié)，單向閥4的作用，當(dāng)主油路壓力降低時(shí)防止油液倒流，起保壓作用。減壓回路中也可以兩級(jí)或多級(jí)減壓。圖5-17b所示為利用先導(dǎo)型減壓閥5的遠(yuǎn)控口接一遠(yuǎn)控溢流閥2，則可由閥5、閥2各調(diào)得一種低壓。三、順序閥1．順序閥的結(jié)構(gòu)與原理順序閥是以壓力為控制信號(hào)，自動(dòng)接通或斷開某一支路的液壓閥，可以控制各執(zhí)行元件動(dòng)作的先后順序。按控制方式的不同，順序閥又可分為內(nèi)控式和外控式兩種。按結(jié)構(gòu)不同，有直動(dòng)式和先導(dǎo)式兩種。由圖5-18和圖5-19分別是直動(dòng)式和先導(dǎo)式順序閥，順序閥和溢流閥的結(jié)構(gòu)和工作原理基本相似。圖5－18直動(dòng)式順序閥圖5－19先導(dǎo)式順序閥2．溢流閥、減壓閥、順序閥的比較3．順序閥的應(yīng)用（1）順序動(dòng)作回路圖5-20為機(jī)床夾具用單向順序閥先定位后夾緊的順序動(dòng)作回路。圖5-20順序動(dòng)作回路（2）平衡回路為了防止立式液壓缸及工作部件在停止時(shí)因自重而下滑，或在下行時(shí)超速，可在活塞下行的回油路上設(shè)置順序閥，使其產(chǎn)生適當(dāng)?shù)淖枇?，以平衡運(yùn)動(dòng)部件的重量。圖5-21所示是用單向順序閥組成的平衡回路，圖5-21a為直動(dòng)式順序閥平衡回路，圖5-21b為液控順序閥的平衡回路。