液壓與氣壓傳動(dòng) (第5版) 課件 劉建明 1.1液壓傳動(dòng)的基本知識(shí)-5.2方向閥

第一章

液壓傳動(dòng)基礎(chǔ)

2024/5/291

知識(shí)目標(biāo)

掌握

1.液壓傳動(dòng)的工作原理，液壓傳動(dòng)的組成和各部分的功用。2.液體靜壓力基本方程、帕斯卡原理。3.液體的連續(xù)性方程、伯努利方程。理解：1.液壓系統(tǒng)的壓力的形成與傳遞。2.理想液體和實(shí)際液體的伯努利方程。了解：1.液壓傳動(dòng)的特點(diǎn)及應(yīng)用。2.流動(dòng)損失。3.液體流經(jīng)小孔和間隙的流量。

技能目標(biāo)

1.

會(huì)用伯努利方程分析生產(chǎn)實(shí)際問題。2.

能正確地選擇液壓油,控制液壓油的污染。2024/5/292第一章液壓傳動(dòng)基礎(chǔ)第一節(jié)

液壓傳動(dòng)的基本知識(shí)第二節(jié)液壓油第三節(jié)液體的靜力學(xué)基礎(chǔ)第四節(jié)液體的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)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2024/5/293

本章的重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn):1.液壓傳動(dòng)的工作原理2.液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的組成和功用

3.液體的連續(xù)性原理和伯努利方程難點(diǎn):1.機(jī)床工作臺(tái)液壓傳動(dòng)工作原理

2.伯努利方程

2024/5/294什么是液壓傳動(dòng)？

液壓傳動(dòng)是以液體為工作介質(zhì)，利用密閉的系統(tǒng)傳遞液體壓力能的一種形式。2024/5/295第一節(jié)液壓傳動(dòng)的基本知識(shí)一、液壓傳動(dòng)的工作原理1．液壓千斤頂?shù)墓ぷ髟?/p>

2024/5/2962024/5/297液壓千斤頂?shù)膭?dòng)畫從液壓千斤頂?shù)墓ぷ髟砜芍?，它是通過密封腔A容積的變化把機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液體的壓力能，再經(jīng)密封腔B容積的變化，把液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能輸出。也就是依靠液體在密封容積變化中的壓力能來實(shí)現(xiàn)能量傳遞。2024/5/2982．機(jī)床工作臺(tái)液壓傳動(dòng)工作原理1—工作臺(tái)2—液壓缸

3—活塞

4、7—換向手柄5、8—換向閥

6—節(jié)流閥9—溢流閥

10—液壓泵11—過濾器12—油箱原理動(dòng)畫2024/5/299二、

液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的組成液壓傳動(dòng)系統(tǒng)由以下五個(gè)部分組成1.動(dòng)力元件功用是把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成流體壓力能，動(dòng)力元件就是液壓泵。2.執(zhí)行元件功用是把液體的壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，指作直線運(yùn)動(dòng)的液壓缸和作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的液壓馬達(dá)。3.控制調(diào)節(jié)元件功用是控制和調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)中流體的壓力、流量和流動(dòng)方向。如溢流閥、節(jié)流閥、換向閥等。4.輔助元件各種油管、油箱、過濾器等元件它們是保證系統(tǒng)正常工作不可缺少的組成部分。

5.工作介質(zhì)傳遞能量的液體，通常指液壓油。2024/5/2910三、液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)1．液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)能方便地實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速，且調(diào)速范圍大。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。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。

2024/5/29112024/5/29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。操作簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。尤其是和電氣控制相結(jié)合，能方便地實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的自動(dòng)工作循環(huán)液壓元件易于實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化，便于設(shè)計(jì)、制造和推廣應(yīng)用。12相同功率的電機(jī)和液壓泵2024/5/2913液壓泵電磁閥油箱

2．液壓傳動(dòng)的缺點(diǎn)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。在工作過程中能量損失較大，傳動(dòng)效率較低。對(duì)油溫變化比較敏感，不宜在很高或很低的溫度下工作。液壓傳動(dòng)出現(xiàn)故障時(shí)，不易診斷。2024/5/2914

3．液壓傳動(dòng)的應(yīng)用與發(fā)展

液壓技術(shù)正向高壓、高速、大功率、高效、低噪聲、經(jīng)久耐用、高度集成化的方向發(fā)展。2024/5/2915液壓與氣壓傳動(dòng)在各類機(jī)械中的應(yīng)用情況行業(yè)名稱應(yīng)用舉例行業(yè)名稱應(yīng)用舉例工程機(jī)械礦山機(jī)械建筑機(jī)械冶金機(jī)械鍛壓機(jī)械機(jī)械制造輕工機(jī)械挖掘機(jī)、裝載機(jī)、推土機(jī)鑿石機(jī)、開掘機(jī)、提升機(jī)、液壓支架打樁機(jī)、液壓千斤頂、平地機(jī)軋鋼機(jī)、壓力機(jī)、步進(jìn)加熱爐壓力機(jī)、橫鍛機(jī)、空氣錘組合機(jī)床、沖床、自動(dòng)線打包機(jī)、注塑機(jī)灌裝機(jī)械汽車工業(yè)鑄造機(jī)械紡織機(jī)械智能機(jī)械食品包裝機(jī)、化肥包裝機(jī)自卸式汽車、汽車起重機(jī)砂型壓實(shí)機(jī)、加料機(jī)、壓鑄機(jī)織布機(jī)、拋砂機(jī)、印染機(jī)折臂式小汽車裝卸器、數(shù)字式體育鍛煉機(jī)、模擬駕駛艙、機(jī)器人等2024/5/2916

小節(jié)習(xí)題

1．圖1-1中液壓千斤頂?shù)男「讓?/p>

轉(zhuǎn)換

。2．液壓系統(tǒng)由

、

、

、

和

五部分組成。3．液壓泵在液壓系統(tǒng)中屬于

元件。4．液壓缸是將液體的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

的能量轉(zhuǎn)換元件，液壓馬達(dá)是將液體的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

的能量轉(zhuǎn)換元件。5．液壓閥功用是控制液壓系統(tǒng)中液體的

、

和

。６.液壓傳動(dòng)有那些優(yōu)缺點(diǎn)。2024/5/2917第二節(jié)液壓油

一、液壓油的主要性質(zhì)

液壓油主要作用是傳遞能量，對(duì)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的液壓元件起潤(rùn)滑和冷卻作用，減少泄漏，防銹。

液壓系統(tǒng)中一般使用礦物油作為工作介質(zhì)，它的基本性質(zhì)可在有關(guān)資料中查到，如礦物油在15℃時(shí)的密度為900kg/m3。液壓油最重要的性質(zhì)為黏性和可壓縮性。2024/5/291.液體的黏性

液體在外力作用下流動(dòng)時(shí),由于液體分子間內(nèi)聚力的作用,而產(chǎn)生阻止流層間的相對(duì)滑動(dòng),這種性質(zhì)稱為黏性。黏性大的液體看上去“稠”，黏性小的液體看上去“稀”。2024/5/29

黏性的大小用黏度來表示，常用的黏度有三種；

動(dòng)力黏度

運(yùn)動(dòng)黏度

相對(duì)黏度2024/5/29（1）動(dòng)力黏度μ

μ表示液體黏性的內(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)力黏度μ、液層間相對(duì)速度成正比，而與液層間的相對(duì)距離成反比。即動(dòng)力黏度越大，流動(dòng)的液體內(nèi)摩擦力也越大。2024/5/29（2）運(yùn)動(dòng)黏度

動(dòng)力黏度與該液體密度的比值稱為運(yùn)動(dòng)黏度，即υ=μ/ρ。在SI中運(yùn)動(dòng)黏度的單位為m2/s。液壓油的牌號(hào)就是以40℃時(shí)的運(yùn)動(dòng)黏度（mm2/s）平均值來標(biāo)號(hào)的。

例如，L-HL32普通液壓油在40℃時(shí)的運(yùn)動(dòng)黏度的平均值為32mm2/s。2024/5/29（3）相對(duì)黏度

又稱條件黏度，是采用特定黏度計(jì)在規(guī)定的條件下測(cè)量出來的黏度。由于測(cè)量?jī)x器和條件不同，各國(guó)采用的相對(duì)黏度單位也不同，中國(guó)及歐洲部分國(guó)家采用恩氏黏度（OE)、美國(guó)采用賽氏黏度（SSU）、英國(guó)采用雷氏黏度（R）。2024/5/29恩氏黏度（oE）用恩氏黏度計(jì)測(cè)定

將200㎝3被測(cè)液體裝入黏度計(jì)的容器內(nèi)，容器周圍充水，電熱器通過加熱水使液體均勻升溫到溫度t℃，測(cè)出液體由容器底部2.8㎜的小孔流盡所需的時(shí)間t1，再測(cè)出同體積蒸餾水在20℃時(shí)流過同一小孔所需時(shí)間t2(通常平均值為t2=51s)，這兩個(gè)時(shí)間的比值即為被測(cè)液體在溫度t℃的恩氏黏度oE，即

2024/5/29（4）黏度與溫度和壓力的關(guān)系液壓油的黏度對(duì)溫度變化十分敏感，溫度升高，黏度將顯著降低。液壓油的黏度隨溫度變化的性質(zhì)稱為黏溫特性，不同種類的液壓油具有不同的黏溫特性。2024/5/29黏溫特性

2024/5/292.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。液體所受壓力增大時(shí)，其分子間距離減小，內(nèi)聚力增大，黏度也隨之增大。但在一般的中、低壓系統(tǒng)中，液壓油的黏度受壓力變化的影響甚微，可忽略不計(jì)。2024/5/29二、液壓油的分類和選用

1.液壓油的種類主要有石油型、乳化型和合成型三大類。

石油型液壓油又分為：抗氧防銹液壓油、抗磨液壓油、液壓導(dǎo)軌油、低溫液壓油、超低溫液壓油、高黏度指數(shù)液壓油等液壓油。2024/5/292024/5/29

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)黏度等級(jí)。石油型液壓油黏度等級(jí)有自15~150等多種規(guī)格。每個(gè)品種由一組字母組成的符號(hào)表示，它構(gòu)成一個(gè)編碼，編碼的第一個(gè)字母（H）表示產(chǎn)品所屬的組別，后面的字母單獨(dú)存在時(shí)本身無含義。液壓油標(biāo)記為：品種代號(hào)

黏度等級(jí)

產(chǎn)品名稱

標(biāo)準(zhǔn)號(hào)示例：L-HL46抗氧防銹液壓油GB11118.12024/5/29

石油型液壓油具有潤(rùn)滑性能好、腐蝕性小、黏度較高和化學(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。2024/5/29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。在一些高溫、易燃、易爆的工作場(chǎng)合，為了安全，應(yīng)使用合成型或乳化型液壓油。2024/5/29

2.液壓油的選用

液壓油的選用包含兩個(gè)方面：品種和黏度。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)來選?；蛘吒鶕?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。

通常是先確定黏度范圍，再選擇液壓油品種。2024/5/29如何選擇液壓油品種在低溫條件下工作的系統(tǒng)宜選用黏度較低的油液，高壓系統(tǒng)則選用抗磨性好的油液。當(dāng)系統(tǒng)的工作壓力較高、環(huán)境溫度較高、工作部件運(yùn)動(dòng)速度較低時(shí)，為了減少系統(tǒng)的泄漏量，宜選用黏度較高的液壓油。工作壓力較低、環(huán)境溫度較低，運(yùn)動(dòng)速度較高時(shí)，為了系統(tǒng)的功率損失，宜用黏度較低的液壓油。2024/5/29三、液壓油的污染與控制（1）液壓油的污染及危害

液壓油污染是液壓系統(tǒng)發(fā)生故障的主要原因，液壓系統(tǒng)的故障有75%以上是由液壓油污染所引起的。液壓油污染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)。

2024/5/29

液壓油污染的危害如下：

1）堵塞過濾器，使泵吸油困難，產(chǎn)生噪聲。

堵塞閥類元件，閥動(dòng)作失靈。微小顆粒還會(huì)加劇零件磨損，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，加速氧化變質(zhì)，產(chǎn)生氣蝕，還會(huì)使液壓系統(tǒng)出現(xiàn)振動(dòng)、爬行等現(xiàn)象。2024/5/29

（2）液壓油污染的原因

2024/5/29外界侵入，有液壓裝置組裝時(shí)的殘留物，周圍混入的空氣、灰塵等。使用中產(chǎn)生的污染物，金屬微粒、銹斑、變質(zhì)后的膠狀物。（3）液壓油污染的控制1）嚴(yán)格清洗元件和系統(tǒng)2）盡量減少外來污染物3）控制液壓油的溫度4）采用高性能的過濾器5）定期檢查和更換液壓油2024/5/29

小節(jié)習(xí)題

1.液體流動(dòng)時(shí),

的性質(zhì),稱為液體的黏性。2.液體黏性用黏度表示，常用的黏度有

、

和

。3.液體的動(dòng)力黏度μ與其密度ρ的比值稱為

，用符號(hào)

表示，其國(guó)際單位為

，常用單位為

。4.工作部件運(yùn)動(dòng)速度較高時(shí)，為減少與液體摩擦而造成能量損失，宜選用

的液壓油。5.我國(guó)液壓油的牌號(hào)是采用

℃時(shí)的

的平均值來表示，單位是

。2024/5/292024/5/296.液壓油的品種分為

、

和

三類型。7.液壓油污染是指液壓油中含有

、

、

及

等雜質(zhì)。8.液壓油污染后將產(chǎn)生什么危害？9.采用那些措施來控制液壓油污染？

第三節(jié)

液體的靜力學(xué)基礎(chǔ)

2024/5/29

第三節(jié)

液體的靜力學(xué)基礎(chǔ)

一、

液體的壓力1．壓力的定義及單位

液體在單位面積上所受的法向力稱為壓力。用p表示，在物理學(xué)中稱為壓強(qiáng)，在液壓傳動(dòng)中通常稱壓力。

p=

2024/5/292024/5/29

2.壓力的單位

在國(guó)際單位制（SI）中壓力的單位為N/m2即Pa。由于Pa單位太小，在工程上常用其倍數(shù)單位表示：

1MPa=103KPa=106Pa

二、液體靜力學(xué)基本方程

p=p0+ρgh

上式稱為液體靜力學(xué)基本方程2024/5/29靜壓力分布特征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，另一部分是液柱和重力所產(chǎn)生的壓力ρgh。當(dāng)液面上只受大氣壓力pa時(shí)，則

p=pa+ρgh2）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。在重力場(chǎng)中靜止液體等壓面是一個(gè)水平面。2024/5/29三、壓力的傳遞

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。在液壓傳動(dòng)中，由外力所產(chǎn)生的壓力要比液體自重形成的壓力大得多，為此可將靜力學(xué)基本方程中的ρgh項(xiàng)忽略不計(jì)，而認(rèn)為靜止液體內(nèi)各點(diǎn)的壓力相等。2024/5/292024/5/29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

=

2024/5/29

若G=0，p=0，表示液壓缸內(nèi)壓力建立不起來。G重量越大，則液壓缸的壓力也越大。得出一個(gè)重要的概念：系統(tǒng)的壓力取決于負(fù)載。2024/5/29四、壓力表示方法壓力表示方法:絕對(duì)壓力是以絕對(duì)真空作為基準(zhǔn)所表示的壓力，相對(duì)壓力是以大氣壓力作為基準(zhǔn)所表示的壓力。絕對(duì)壓力2024/5/29

兩種壓力之間的關(guān)系

絕對(duì)壓力=相對(duì)壓力+大氣壓力真空度=絕對(duì)壓力-大氣壓力

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。2024/5/29

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。

F=pA

（2）作用在曲面上的力

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 2024/5/29第四節(jié)液體的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)

河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院劉建明2024/5/29

一、基本概念

1.理想液體和恒定流動(dòng)由于實(shí)際液體具有黏性可壓縮性，因而在研究流動(dòng)液體黏性時(shí)非常困難。理想液體—無黏性又不可壓縮的液體。恒定流動(dòng)—液體流動(dòng)時(shí)，若液體中任一點(diǎn)處的壓力、流速和密度都不隨時(shí)間變化而變化，則稱為恒定流動(dòng)。若液體中任一點(diǎn)處的壓力、流速或密度中有一個(gè)隨時(shí)間變化而變化，則稱為非恒定流動(dòng)。2024/5/29

二、流量和平均流速

1．流量定義和單位流量是指單位時(shí)間內(nèi)通過流道截面的液體體積，流道就是輸送流體的通道。一般用符號(hào)q來表示,即q=V/t。

在SI制中，流量的單位為m3/s，工程上常用L/min，兩者的換算關(guān)系為：1m3/s=6×104L/min2024/5/292024/5/292.平均流速假設(shè)流道截面上各點(diǎn)的流速均勻分布,稱為平均流速,用V表示。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。3.流態(tài)與雷諾數(shù)液體流動(dòng)狀態(tài)有兩種:（1）層流液體流動(dòng)是分層或呈線狀，且平行于管道軸線，液體質(zhì)點(diǎn)互不干擾。（2）紊流液體質(zhì)點(diǎn)流動(dòng)雜亂無章，除了平行管道軸線外，還存在劇烈的橫向運(yùn)動(dòng)。層流和紊流是兩種不同性質(zhì)的流態(tài)。層流時(shí)液體流速較低，質(zhì)點(diǎn)受黏性制約，黏性力起主導(dǎo)作用。紊流時(shí)，流速高，慣性力起主導(dǎo)作用。2024/5/29（3）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)的平均流速有關(guān)，還與管徑及液體的黏度有關(guān)。無論管徑、液體平均速度和運(yùn)動(dòng)黏度如何變化，液流狀態(tài)可用一個(gè)無量綱組合數(shù)來判斷。也就是用雷諾數(shù)可判斷流動(dòng)狀態(tài)。即

Re=2024/5/292024/5/29

液流由層流轉(zhuǎn)為紊流時(shí)的雷諾數(shù)與紊流轉(zhuǎn)變?yōu)閷恿鞯睦字Z數(shù)不相同的，后者較前者數(shù)值小，故將后者作為液流狀態(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。臨界雷諾數(shù)見表1-3。雷諾實(shí)驗(yàn)介紹二、液體連續(xù)性方程假定液體不可壓縮，則液體在單位時(shí)間內(nèi)流過通道任一通流截面的液體質(zhì)量應(yīng)相等。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。2024/5/29連續(xù)性方程

v1A1=v2A2=常量

q=vA

平均流速

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。2024/5/29兩個(gè)重要參數(shù)

在液壓傳動(dòng)中，壓力和流量是兩個(gè)重要的參數(shù)。系統(tǒng)的壓力取決于作用于液壓缸或液壓馬達(dá)上的負(fù)載大小，負(fù)載大，壓力的就大；執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度取決于進(jìn)入液壓缸的流量或輸入液壓馬達(dá)的流量，流量大，速度就大。2024/5/29三、伯努利方程1.理想液體的伯努利方程

設(shè)密度為ρ的理想液體在圖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+=p2+ρgh2+2024/5/292024/5/29由于截面A1、A2是任意取的，所以上式也可寫成

p+

ρgh+=常數(shù)

2024/5/29上式稱為理想液體的伯努利方程，也稱為理想液體的能量方程。

物理意義：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)際流速在流道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。2024/5/29實(shí)際液體的伯努利方程p1+ρgh1+=p2+ρgh2++Δpw在層流時(shí)α=2，在紊流時(shí)α=1；

Δpw

兩截面間流動(dòng)的液體單位體積的能量損失。2024/5/292024/5/29（1）截面1、2應(yīng)順流向選取，（否則Δpw為負(fù)值），且選在流動(dòng)平穩(wěn)的流通截面上；（2）h和p應(yīng)為流通截面的同一點(diǎn)上的兩個(gè)參數(shù)，在基準(zhǔn)面以上時(shí)，h取正值，反之取負(fù)值，通常選取特殊位置的水平面作為基準(zhǔn)面。

應(yīng)用伯努利方程求解時(shí)需注意以下幾點(diǎn)：2024/5/29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。

2024/5/29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+=p2+ρgh2++Δpw由于p1=0，h1=0，v1

=0，h2=H。上式可簡(jiǎn)化為p2=-（ρgH+

+Δpw）

2024/5/29

當(dāng)泵的安裝高度H>0時(shí)，ρgH++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，為使泵吸油口處真空度不大致過大，一般要求H值不大于0.5m。

第五節(jié)管路中液流的流動(dòng)損失2024/5/29液體流動(dòng)時(shí)的流動(dòng)損失

實(shí)際液體具有黏性

，流動(dòng)中必有阻力，為克服阻力損耗一部分能量，造成能量損失(即流動(dòng)損失）。分類：沿程流動(dòng)損失局部流動(dòng)損失

2024/5/29一、沿程流動(dòng)損失

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，其計(jì)算公式為

2024/5/29二、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。局部流動(dòng)損失計(jì)算公式為

2024/5/29液體流過各種閥類元件的局部損失

━公稱流量；

━公稱流量下的流動(dòng)損失。

2024/5/29三、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△p→熱能→T↑→△q↑→η↓

↓

↓

散逸污染2024/5/29流動(dòng)損失的影響流動(dòng)損失會(huì)造成功率損耗、油液發(fā)熱、泄漏增加，影響系統(tǒng)的工作性能。應(yīng)盡量減少流動(dòng)損失。常采取減小流速，縮短管道長(zhǎng)度，減少管道截面突變和彎曲，合理選用閥類元件等措施，將流動(dòng)損失控制在較小范圍內(nèi)。2024/5/29第六節(jié)液體流經(jīng)小孔及間隙的流量

河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院劉建明2024/5/29一、液體流經(jīng)小孔的流量液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中常用液體流經(jīng)閥的小孔或間隙來控制流量和壓力，以達(dá)到調(diào)速和調(diào)壓目的。

小孔分為三種：l/d≤0.5時(shí)稱為薄壁小孔；l/d>4時(shí)稱為細(xì)長(zhǎng)小孔；0.5≤l/d<4稱為短孔。

2024/5/29

1.流經(jīng)薄壁小孔的流量

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=(1-19)流經(jīng)薄壁小孔的流量與小孔前后的壓差的平方根以及小孔面積A成正比，與黏度無關(guān)，常用作節(jié)流孔口。2024/5/292．流經(jīng)細(xì)長(zhǎng)小孔的流量液體流經(jīng)細(xì)長(zhǎng)小孔時(shí)的流動(dòng)狀態(tài)一般為層流，流量可用下式計(jì)算：q=

流經(jīng)細(xì)長(zhǎng)小孔的流量與動(dòng)力黏度μ成反比，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。2024/5/293．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。2024/5/29

４.流量通用公式

各種孔口的流量計(jì)算公式為當(dāng)m=1為細(xì)長(zhǎng)小孔，當(dāng)m=0.5為薄壁小孔,短孔m=0.5~1。

2024/5/29二、液體流經(jīng)間隙的流量液壓元件中只要有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的部位，都有適當(dāng)?shù)呐浜祥g隙，間隙大小對(duì)系統(tǒng)的性能影響極大，間隙太小會(huì)使元件卡死，間隙過大，會(huì)造成液體泄漏，間隙是造成泄漏的主要原因。

2024/5/29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。2024/5/29間隙類型計(jì)算公式說明平行平板間隙壓差流動(dòng)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)力黏度，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)剪切流動(dòng)是液體在無壓差作用下，間隙的兩平板有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于液體的黏度引起的流動(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)+環(huán)狀間隙同心環(huán)狀間隙將上述公式中的b換成d即得偏心環(huán)狀間隙式中，

稱為偏心率，e為偏心量，δ為無偏心時(shí)的環(huán)狀間隙值2024/5/29

由表1-4中公式可知，通過間隙的流量與間隙高度δ的三次方成正比，可見液壓元件內(nèi)的間隙大小對(duì)泄漏影響很大，故要盡量提高元件的制造精度，以減小泄漏。通過同心環(huán)狀間隙的流量公式是偏心環(huán)狀間隙流量公式在ε=0時(shí)的特例，當(dāng)e=δ、ε=l時(shí)，即完全偏心時(shí)，其流量是同心環(huán)形間隙時(shí)的2.5倍。所以，應(yīng)盡可能使液壓配合元件的軸線處于同心狀態(tài)。2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院劉建明2024/5/29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。2024/5/29液壓沖擊的危害

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。2024/5/292．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。2024/5/29

二、氣穴現(xiàn)象

1．氣穴產(chǎn)生的原因和危害

液壓油總是含有一定量的空氣?？諝饪扇芙庠谝簤河椭?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)從油中分離出來形成氣泡，當(dāng)壓力降至油液的飽和蒸汽壓力以下時(shí)，油液就會(huì)沸騰而產(chǎn)生大量氣泡。這些氣泡混雜在油液中，使得原來充滿導(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。2024/5/29

氣穴產(chǎn)生的危害（1）液流不連續(xù)，流量、壓力脈動(dòng)。（2）系統(tǒng)發(fā)生強(qiáng)烈的振動(dòng)和噪聲。（3）發(fā)生氣蝕。2024/5/292．減小氣穴的措施（1）減小小孔和間隙前后壓力降，一般小孔的壓力比p1/p2

<3.5。（2）增大直徑、降低高度、限制流速。（3）管路要有良好密封性防止空氣進(jìn)入。（4）提高零件抗腐蝕能力，采用抗腐蝕能力強(qiáng)的金屬材料，減小表面粗糙度。（5）整個(gè)管路盡可能平直，避免急轉(zhuǎn)彎間隙，合理配置。2024/5/29第二章液壓泵和液壓馬達(dá)2024/5/29知識(shí)目標(biāo)掌握：1.液壓泵的結(jié)構(gòu)和工作原理。2.液壓泵和液壓馬達(dá)的主要性能參數(shù)的計(jì)算。理解：1.容積式液壓泵的工作原理。2.各類液壓泵密封容積的形成。了解：液壓泵的類型及應(yīng)用,液壓馬達(dá)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

技能目標(biāo)

1.會(huì)分析齒輪泵和葉片泵的結(jié)構(gòu),認(rèn)識(shí)組成零件。

2.能按正確的步驟進(jìn)行液壓泵的拆裝。

2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院液壓泵和液壓馬達(dá)功用液壓泵：電動(dòng)機(jī)或其它原動(dòng)機(jī)輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液體的壓力能，向系統(tǒng)供油。液壓馬達(dá)：將泵輸入的液壓能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能而對(duì)負(fù)載做功。

2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院第2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)葉片泵第四節(jié)柱塞泵第五節(jié)液壓泵的選用第六節(jié)液壓馬達(dá)2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院液壓泵與液壓馬達(dá)的關(guān)系

功用上—

相反

結(jié)構(gòu)上—相似原理上—互逆2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院第一節(jié)液壓泵概述重點(diǎn)：液壓泵工作原理液壓泵工作必備條件液壓泵的主要工作參數(shù)

難點(diǎn)：液壓泵的主要工作參數(shù)的計(jì)算2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院

容積式液壓泵的基本原理

吸油：密封容積增大，產(chǎn)生真空

壓油：密封容積減小，油液被迫壓出2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院第一節(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示為液壓泵的工作原理圖

工作原理動(dòng)圖2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院液壓泵正常工作必備的條件（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，吸壓油腔隔開；（4）吸油時(shí)油箱表面與大氣相通。2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院

2．液壓泵的類型和圖形符號(hào)

按輸出流量能否調(diào)節(jié)：定量變量按結(jié)構(gòu)形式：齒輪式葉片式柱塞式按輸油方向能否改變：?jiǎn)蜗螂p向按使用壓力：低壓中壓中高壓高壓2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院液壓泵的圖形符號(hào)a)單向定量泵b)單向變向泵c)雙向變向泵2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院二、液壓泵的主要工作參數(shù)1．工作壓力和額定壓力

工作壓力是指泵實(shí)際工作時(shí)輸出油液的壓力。

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。額定壓力又稱為公稱壓力、銘牌壓力。2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院

2．排量和流量

什么是排量？

液壓泵的排量（用V表示）是指在無泄漏的情況下，其每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)所能輸出的液體體積。常用單位為cm3

/r。2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院理論流量不考慮泄露的情況下，單位時(shí)間內(nèi)由其密封油腔幾何尺寸變化計(jì)算而得出的所出的液體的體積。

2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院液壓泵的額定流量

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。2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院液壓泵的有效流量

液壓泵的有效流量就是工作時(shí)實(shí)際輸?shù)牧髁俊?/p>

由于泵存在內(nèi)泄漏，所以有效流量小于理論流量。流量單位為L(zhǎng)/min或m3/s。2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院3．功率和效率

液壓泵的理論功率

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

2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院

液壓泵的實(shí)際輸出功率液壓泵的實(shí)際輸出功率等于工作壓力與實(shí)輸出的有效流量乘積公式中的單位

－輸出功率W

p－工作壓力Pa

－有效流量m3/s2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院容積效率液壓泵在能量轉(zhuǎn)換過程中是有損失的。輸出功率小于輸入功率。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)泄漏造成的流量上的損失。

容積效率為：

2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院機(jī)械效率機(jī)械損失是指因摩擦而造成的轉(zhuǎn)矩上的損失，驅(qū)動(dòng)泵的實(shí)際轉(zhuǎn)矩總是大于其理論上需要的轉(zhuǎn)矩。機(jī)械效率為：

2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院總效率液壓泵總效率是輸出功率與輸入功率之比液壓泵的總效率等于容積效率和機(jī)械效率乘積2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院

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）泵的有效流量；（2）泵的輸出功率；（3）電機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率。2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院解：（1）泵的實(shí)際流量

=

（2）泵的輸出功率

=107×0.344×10-6=3.44kw

（3）電機(jī)驅(qū)動(dòng)功率

2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院思考題：液壓泵的壓力為p，通過節(jié)流閥的壓力損失為△p，圖示工況泵的工作壓力各為多少？2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院

小節(jié)習(xí)題

1．圖2-1中的密封容積V增大泵吸油，密封容積V

減小泵壓油。2．液壓泵按結(jié)構(gòu)式可分為齒輪式、葉片式、柱塞式三大類。3．液壓泵由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，輸入量是轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，輸出量是液體的壓力和流量。4．液壓泵的實(shí)際輸出功率等于壓力p與流量

的乘積。5．液壓泵的總效率都等于機(jī)械效率和容積效率的乘積。6．液壓泵正常工作必備的條件是具有密封容積；

密封容積能交替變化；

應(yīng)有配油裝置；吸油時(shí)油箱表面與大氣相通。

2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院第二節(jié)齒輪泵2024/5/29重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)

齒輪泵的原理和結(jié)構(gòu)齒輪泵的三大問題難點(diǎn)

齒輪泵的三大問題

2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院齒輪泵的分類內(nèi)嚙合外嚙合2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院

一、外嚙合齒輪泵

1．齒輪泵的工作原理在齒輪泵的泵體內(nèi)有一對(duì)外嚙合齒輪，齒輪兩側(cè)有端蓋。泵體、端蓋和齒輪的各個(gè)齒間組成了許多密封工作腔。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，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。2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院

工作原理

密封容積形成—齒輪、泵體內(nèi)表面、前后泵蓋圍成齒輪退出嚙合,容積↑吸油密封容積變化

齒輪進(jìn)入嚙合,容積↓壓油吸壓油口隔開—兩齒輪嚙合線及泵蓋(配油)

原理動(dòng)畫

2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院外嚙合齒輪泵2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院2.CB-B型齒輪泵的結(jié)構(gòu)一對(duì)幾何參數(shù)完全相同的齒輪，泵體，前后泵蓋，主、從動(dòng)軸結(jié)構(gòu)原理動(dòng)畫2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院3.齒輪泵的流量計(jì)算齒輪泵流量的精確計(jì)算比較麻煩，實(shí)際計(jì)算如下：假設(shè)：齒槽容積=輪齒體積則排量=齒槽容積+輪齒體積即相當(dāng)于有效齒高和齒寬所構(gòu)成的平面所掃過的環(huán)形體積，則V=πDhb=2πzm2b實(shí)際上∵齒槽容積>輪齒體積∴取V=6.66zm2b2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院理論流量：有效輸出流量：結(jié)論1齒輪泵的理論流量是齒輪幾何參數(shù)和轉(zhuǎn)速的函數(shù)。2∵轉(zhuǎn)速等于常數(shù)，流量等于常數(shù)。

∴定量泵3理論流量與出口壓力無關(guān)。4.外嚙合齒輪泵的三大問題

（1）泄漏

一般齒輪泵泄漏大，要提高齒輪泵的壓力，就必需解決泄漏問題。齒輪泵泄漏的三條路途:端面泄漏—約占齒輪泵總泄漏量的75%~80%徑向泄漏—約占齒輪泵總泄漏量的20%~25%齒側(cè)泄漏—約占齒輪泵總泄漏量的5%總之：泵壓力愈高，泄漏愈大。2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院提高外嚙合齒輪泵壓力措施

問題：

齒輪泵存在間隙p↑△q↑ηv↓提高齒輪泵壓力的方法：浮動(dòng)軸套補(bǔ)償原理：將壓力油引入軸套背面，使之緊貼齒端面，補(bǔ)償磨損，減小間隙。彈性側(cè)板式補(bǔ)償原理：將泵出口壓力油引至側(cè)板背面，靠側(cè)板自身的變形來補(bǔ)償端面間隙。2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院浮動(dòng)軸套式2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院浮動(dòng)軸套浮動(dòng)軸套（2）徑向力不平衡為什么產(chǎn)生徑向不平衡力?

因?yàn)辇X輪受到的徑向液壓力沿圓周從高壓腔到低壓腔，壓力沿齒輪外圓逐齒降低。徑向不平衡力增大齒輪和軸承受到很大的沖擊載荷，產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲。改善措施：縮小壓油口，以減小壓力油作用面積。增大泵體內(nèi)表面和齒頂間隙開壓力平衡槽，會(huì)使容積效率減小。2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院徑向不平衡力圖示2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院（3）困油現(xiàn)象

困油現(xiàn)象

產(chǎn)生原因引起結(jié)果消除的方法2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院困油現(xiàn)象產(chǎn)生原因∵

為保證齒輪連續(xù)平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，又能夠使吸壓油口隔開，齒輪嚙合時(shí)的重疊系數(shù)必須大于1?！嗫傆袃蓪?duì)輪齒同時(shí)嚙合，在齒向嚙合線間形成一個(gè)封閉容積。封閉容積內(nèi)充滿液體。2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院困油現(xiàn)象產(chǎn)生原因

a→b容積縮小

2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院困油現(xiàn)象產(chǎn)生原因

b→c容積增大2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院困油引起的結(jié)果a→b容積縮小

p↑高壓油從一切可能泄漏的縫隙強(qiáng)行擠出，使軸和軸承受很大沖擊載荷，泵劇烈振動(dòng)，同時(shí)無功損耗增大，油液發(fā)熱。b→c容積增大p↓形成局部真空，產(chǎn)生氣穴，引起振動(dòng)、噪聲、汽蝕?？傊河捎诶в同F(xiàn)象，使泵工作性能不穩(wěn)定，產(chǎn)生振動(dòng)、噪聲等，直接影響泵的工作壽命。2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院消除困油的方法

原則：a→b密封容積減小，使之通壓油口

b→c密封容積增大，使之通吸油口

d密封容積最小，隔開吸壓油方法：在泵蓋（或軸承座）上開卸荷槽以消除困油。2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院消除困油的方法2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院二、內(nèi)嚙合齒輪泵2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院

內(nèi)嚙合齒輪泵類型和原理

1．漸開線齒形在漸開線齒形內(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。

動(dòng)畫２．?dāng)[線齒形擺線齒形內(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。2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院內(nèi)嚙合齒輪泵特點(diǎn)

內(nèi)嚙合齒輪泵內(nèi)嚙合齒輪泵具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲小等優(yōu)點(diǎn)，在高速下工作有較高的容積效率。其缺點(diǎn)是制造工藝較復(fù)雜，價(jià)格較貴。2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院

第三節(jié)

葉片泵

2024/5/29重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：1雙作用葉片泵的工作原理

2限壓式變量葉片泵的工作原理難點(diǎn)：限壓式變量葉片泵的特性曲線和應(yīng)用2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院葉片泵

雙作用卸荷式—定量泵分類

單作用非卸荷式—變量泵

2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院一、定量葉片泵

1.定量葉片泵的工作原理

2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院雙作用葉片泵結(jié)構(gòu)

定子、轉(zhuǎn)子、葉片、配油盤、傳動(dòng)軸、泵體等

2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院雙作用葉片泵工作原理V密形成：定子、轉(zhuǎn)子和相鄰兩葉片、配油盤圍成

左下、右上，葉片伸出，V密↑吸油

V密變化：

原理動(dòng)畫(當(dāng)轉(zhuǎn)子順時(shí)轉(zhuǎn))

左上、右下，葉片縮回，V密↓壓油吸壓油口隔開：配油盤上封油區(qū)及葉片2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院雙作用葉片泵特點(diǎn)1）轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，吸、壓油各兩次。

稱雙作用式。

2）吸、壓油口對(duì)稱，徑向力平衡。

稱卸荷式。2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院2．YB1型葉片泵的結(jié)構(gòu)2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院3.雙作用葉片泵的流量為兩倍的環(huán)形體積

即Vt

=2π(R2-r2)B∵葉片有一定厚度δ、葉片的傾角為θ∴葉片所占體積為

雙作用葉片泵的實(shí)際排量為

2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院雙作用葉片泵的理論流量為：

雙作用葉片泵的有效輸出流量為：

4．雙聯(lián)葉片泵

2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院二、變量葉片泵1.變量葉片泵的工作原理單作用葉片泵的結(jié)構(gòu)定子、轉(zhuǎn)子、葉片、∨(偏心安裝)配油盤、傳動(dòng)軸、殼體等原理動(dòng)畫2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院?jiǎn)巫饔萌~片泵的工作原理v密形成：定子、轉(zhuǎn)子、葉片、配油盤圍成右半周，葉片伸出，v密↑，吸油v密變化:

(轉(zhuǎn)子逆時(shí)轉(zhuǎn))

左半周，葉片縮回，v密↓，壓油

吸壓油腔隔開：配油盤上封油區(qū)和葉片2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院2.單作用葉片泵有效輸出流量

D為定子內(nèi)徑，e為定子與轉(zhuǎn)子間的偏心距。單作用葉片泵密封容積的變化是不均勻的，故它的瞬時(shí)流量是脈動(dòng)的，泵內(nèi)葉片數(shù)越多，流量脈動(dòng)越小。此外奇數(shù)葉片的脈動(dòng)率比偶數(shù)葉片脈動(dòng)率小，所以單作用葉片泵的葉片數(shù)一般為13或者15片。單作用葉片泵特點(diǎn)1.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，吸壓油各一次，稱單作用式。

2.吸壓油口各半，徑向力不平衡，稱非卸荷式。2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院2.限壓式變量葉片泵的工作原理

限壓式變量泵利用壓力反饋?zhàn)饔脤?shí)現(xiàn)變量限壓式變量葉片泵的分類

外反饋

內(nèi)反饋2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院外反饋限壓式變量葉片泵結(jié)構(gòu)變量泵主體、限壓彈簧、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（螺釘）、反饋液壓缸。2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院外反饋限壓式變量葉片泵工作原理當(dāng)pA<ksx0時(shí)，定子不動(dòng)，e=e0，q=

qmax當(dāng)pA=ksx0時(shí)，定子即將移動(dòng)。

當(dāng)

p=pB，即為設(shè)定壓力。當(dāng)pA>ksx0時(shí)，定子右移，e↓，q↓2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院限壓式變量葉片泵的特性曲線當(dāng)p<pB時(shí)，pA<ksx0

相當(dāng)于定量泵當(dāng)p>pB時(shí)，pA=ks（x0+x）

開始變量

2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院限壓式變量葉片泵的調(diào)節(jié)過程調(diào)節(jié)螺釘7，可改變qmax，使AB段上下平移調(diào)節(jié)螺釘4，可改變pB，使BC段左右平移更換彈簧，可改變彈簧剛度，使BC段斜率

k大，曲線平緩變化

k小，曲線較陡2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院限壓式變量葉片泵的應(yīng)用

執(zhí)行機(jī)構(gòu)需要有快、慢速運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合，如：組合機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)快進(jìn)、工進(jìn)、快退等

快進(jìn)或快退：用AB段

工進(jìn)：用BC段

2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院第四節(jié)柱塞泵2024/5/29重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)

軸向柱塞泵、液壓馬達(dá)工作原理。難點(diǎn)

軸向柱塞泵的結(jié)構(gòu)和原理。2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院柱塞泵和液壓馬達(dá)分類

柱塞泵按柱塞排列分為

徑向柱塞泵：柱塞徑向排列在轉(zhuǎn)子中軸向柱塞泵：柱塞軸線平行或傾斜于缸體的軸線

2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院

一、

徑向柱塞泵

1．徑向柱塞泵的工作原理

2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院

2．徑向柱塞泵特點(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，這些都限制了它的轉(zhuǎn)速和壓力的提高。2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院二、

軸向柱塞泵

1.軸向柱塞泵的工作原理

2.軸向柱塞泵的結(jié)構(gòu)

2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院1.軸向柱塞泵工作原理

靠柱塞在缸體內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使密封容積變化實(shí)現(xiàn)吸壓油。動(dòng)畫2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院

1.軸向柱塞泵工作原理

V密形成—柱塞和缸體配合而成右半周，V密增大，吸油

V密變化

(缸體逆轉(zhuǎn))

左半周，V密減小，壓油

吸壓油口隔開—配油盤上的封油區(qū)及缸體底部的通油孔

2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院

軸向柱塞泵變量原理

γ=0=0

大小變化，流量大小變?chǔ)?/p>

方向變化，輸油方向變化

斜盤式軸向柱塞泵可作雙向變量泵2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院結(jié)論

1)

=f(

n、γ)

2)

n=c，γ=0，=0

大小變化，流量大小變化

γ

方向變化，輸油方向變化軸向柱塞泵可作雙向變量泵

2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院2.軸向柱塞泵的結(jié)構(gòu)下圖所示為SCY14-1型軸向柱塞泵，由

主體部分和變量機(jī)構(gòu)兩部分組成。2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院2.4.3斜盤式軸向柱塞泵的結(jié)構(gòu)2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院結(jié)構(gòu)原理動(dòng)畫缸體端面間隙的自動(dòng)補(bǔ)償除中心彈簧使缸體緊壓配油盤外，柱塞孔底部的液壓力也使缸體緊貼配油盤，補(bǔ)償端面間隙，提高了容積效率。

2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院

CY14—1軸向柱塞泵變量機(jī)構(gòu)

手動(dòng)

變量機(jī)構(gòu)

自動(dòng)2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院3.斜盤式軸向柱塞泵的流量斜盤式軸向柱塞泵的實(shí)際輸出流量d為柱塞直徑；D為柱塞分布圓直徑；Z為柱塞數(shù)；γ為斜盤的傾角；其余符號(hào)同前。

由于柱塞在缸體孔中運(yùn)動(dòng)的速度不是恒速的，所以輸出流量是脈動(dòng)的，并隨柱塞數(shù)的增加而下降。當(dāng)柱塞數(shù)為奇數(shù)時(shí)，脈動(dòng)率較小。因此一般常用的柱塞泵的柱塞個(gè)數(shù)取7、9和11。2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院柱塞泵特點(diǎn)

加工方便，精度高，密封性好。有如下特點(diǎn)：（1）工作壓力高，效率高。（2）易于變量（3）流量范圍大2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院第五節(jié)

液壓泵的選用一、液壓泵的選用

常用液壓泵的性能與應(yīng)用范圍見表2-2二、液壓泵站2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院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。二、液壓泵站2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院

河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院劉建明第六節(jié)

液壓馬達(dá)2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院

一、

液壓馬達(dá)概述

液壓馬達(dá)的功用將液體的壓力能轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)形式機(jī)械能而對(duì)負(fù)載作功。

2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院1.液壓馬達(dá)分類

液壓馬達(dá)與液壓泵在結(jié)構(gòu)上基本相同，可分為：齒輪式、葉片式、柱塞式按照轉(zhuǎn)速：

高速：額定轉(zhuǎn)速高于500r/min

低速：額定轉(zhuǎn)速低于500r/min2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院2.液壓馬達(dá)主要性能參數(shù)(1)轉(zhuǎn)速和容積效率

2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院

(2)總效率

(3)轉(zhuǎn)矩

二、葉片式液壓馬達(dá)工作原理：當(dāng)壓力油通入壓油腔后，在葉片1、3（或5、7）上，一面作用有壓力油，另一面則為無壓力油，由于葉片1、5受力面積大于葉片3、7，從而由葉片受力構(gòu)成的力矩推動(dòng)轉(zhuǎn)子和葉片作順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院三、軸向柱塞液壓馬達(dá)當(dāng)壓力油通入馬達(dá)后，柱塞受油壓作用壓緊傾斜盤,盤則對(duì)柱塞產(chǎn)生一反作用力，因傾角此力可分解為兩個(gè)Fx與液壓力平衡，F(xiàn)y對(duì)缸體中心產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，使缸體帶動(dòng)馬達(dá)軸旋轉(zhuǎn)。

液壓馬達(dá)輸出的轉(zhuǎn)矩應(yīng)是處于高壓腔柱塞產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的總和。

2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院第三章

液壓缸2024/5/29知識(shí)目標(biāo)掌握：1.液壓缸的主要類型及結(jié)構(gòu)。2.活塞缸的工作特點(diǎn)、速度與輸出力的計(jì)算。理解：1.差動(dòng)缸的特點(diǎn)。

2.活塞式、柱塞式、擺動(dòng)式液壓缸的特點(diǎn)與應(yīng)用。

3.數(shù)字液壓缸的結(jié)構(gòu)和工作原理。了解：增壓缸和伸縮缸的工作特點(diǎn)。技能目標(biāo)1.會(huì)分析活塞缸的結(jié)構(gòu)。2.能按正確的步驟對(duì)活塞缸進(jìn)行拆裝。2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院

重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：

1.活塞液壓缸的結(jié)構(gòu)。2.活塞液壓缸的速度與輸出力的計(jì)算。3.數(shù)字液壓缸的工作原理。難點(diǎn)：1.活塞液壓缸的速度與輸出力的計(jì)算。2.差動(dòng)缸、密封、緩沖、排氣。2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院液壓缸的功用

將液壓泵供給的液壓能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能而對(duì)負(fù)載作功，實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院第一節(jié)

液壓缸的分類和特點(diǎn)

按結(jié)構(gòu)不同可為三類:1.活塞式液壓缸2.柱塞式液壓缸3.擺動(dòng)液壓缸（擺動(dòng)液壓馬達(dá)）

2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院

按運(yùn)動(dòng)形式不同:1.直線運(yùn)動(dòng)活塞缸、柱塞缸2.擺動(dòng)擺動(dòng)缸按作用方式：

1.單作用液壓力只能使液壓缸單向運(yùn)動(dòng)，反向依靠外力。

2.雙作用液壓力可使液壓缸實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)。

一、活塞缸

活塞缸的分類:

按伸出活塞桿不同可分為：雙桿、單桿、無桿。

按固定方式不同可分：為缸體固定、活塞桿固定。

2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院1.雙活塞桿缸（1）工作原理2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院活塞缸輸出力和速度計(jì)算

F=pA

F

=

2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院（2）特點(diǎn)和應(yīng)用

1）特點(diǎn)：因兩腔面積相等，壓力相同時(shí)，輸出力相等，流量相同時(shí)，速度相等。即具有等輸出力等速度特性。2）應(yīng)用：常用于往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度和負(fù)載相同的場(chǎng)合，如磨床。2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院工作過程

實(shí)心雙桿活塞式液壓缸—

缸體固定式

空心雙桿活塞式液壓缸—

桿固定式2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院

實(shí)心雙桿活塞式液壓缸—缸體固定式進(jìn)油腔回油腔運(yùn)動(dòng)方向左右活塞右移右左活塞左移

運(yùn)動(dòng)范圍等于3倍有效行程，適用于小型液壓設(shè)備。進(jìn)油腔位置與活塞運(yùn)動(dòng)方向相反。2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院空心雙桿活塞式液壓缸—桿固定式

進(jìn)油腔回油腔運(yùn)動(dòng)方向左右缸體左移

右左缸體右移

運(yùn)動(dòng)范圍等于2倍有效行程，適用于行程長(zhǎng)的大、中型液壓設(shè)備，

進(jìn)油腔位置與活塞運(yùn)動(dòng)方向相同。2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院2.單活塞桿缸

（1）工作原理2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院結(jié)構(gòu)動(dòng)畫速度、輸出力計(jì)算

無桿腔進(jìn)油時(shí)

有桿腔進(jìn)油時(shí)

差動(dòng)連接

2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院無桿腔進(jìn)油時(shí)

F1=A1p

2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院有桿腔進(jìn)油時(shí)

2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院（2）單桿活塞缸的特點(diǎn)

兩腔面積不等，A1>A2壓力相同時(shí)，輸出力不等。流量相同時(shí)，速度不等。即不具有等輸出力等速度特性。

常把無桿腔進(jìn)油作為工作行程，

把桿腔進(jìn)油作為空載退回行程。2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院（3）差動(dòng)連接式液壓缸

差動(dòng)連接速度、輸出力計(jì)算特點(diǎn)

應(yīng)用2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院差動(dòng)連接

單桿活塞液壓缸兩腔同時(shí)通入油液時(shí)，兩端面積差進(jìn)行工作的連接形式。2024/5/29河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院差動(dòng)連接速度、輸出力計(jì)算

2024/5/29河南機(jī)電職