1、液压与气压传动 第五学期期末复习材料 一、 1液压传动主要以液体的压力能进行工作。对于结构及尺寸确定的液压系统，其执行元件的工作压力决定于 工作负载 ，执行元件的速度决定于 流量 。 2液体受压力作用而发生体积缩小的性质称为液体的可压缩性，当液压油中混有空气时，其抗压缩能力将降低。 3 限压式变量叶片泵 是利用工作压力的反馈作用实现的，它具有 内反馈 和 外反馈 两种形式。当其出口压力超过泵的限度压力，输出流量将显著地减少 (降低 )。 4. 液体的粘度通常有三种不同的表示方法，它们是动力粘度dydu= ，运动粘度= _， 相对粘度。 P11 温度对粘度的影响，温度升高，粘度下降，粘度指数高，
2、说明粘度随温度变化小，其粘温特性好。压力对粘度的影响，气泡对粘度的影响。 5、液力传动是主要利用液体动能或位能的传动；液压传动是主要利用液体 压力 能的传动。 6、液体在管道中流动由于存在液阻，就必须多消耗一部分能量克服前进道路上的阻力，这种能量消耗称为 压力 损失；液流在等断面 直管中流动时，由于具有粘性，各质点间的运动速度不同，液体分子间及液体与管壁之间产生摩擦力，为了克服这些阻力，产生的损失称之为 沿程压力 损失。液体在流动中，由于遇到局部障碍而产生的阻力损失称为 局部压力 损失。 P43 沿程压力损失： 2Re64=,=Re 2vdlpvd雷诺系数， 2= 2vp7、对于泵来说流量是变
3、量，不同的泵，其 (排 )量不同，但选定适当的转速，可获得相等的 _流 _量。 8、实际工 作时，溢流阀开口的大小是通过 压力 的变化来自动调整的。 9、轴向柱塞泵主要有驱动轴、斜盘、柱塞、缸体和配油盘五大部分组成，改变 _斜盘的倾角 _，可以改变泵的排量。 10、马达是 _执行 _元件，输入的是压力油，输出的是 _转矩 _和 _转速 _。 11、减压阀是利用液流通过 _缝隙 _产生压降的原理，使出口压力低于进口压力，并使出口压力保持基本不变的压力控制阀。 二、 1（ ）连续性方程是能量守定律在流体力学中的一种表达形式。 2（ ）绝对压力是以绝对真空为基准的压力，用压力表测得的压力 数值就是绝
4、对压力。 3（ ）在没有泄漏的情况下，根据泵的几何尺寸计算而得到的流量称为理论流量，它等于排量、转速和泵的容积效率三者之乘积。 4（ ）先导式溢流阀的调压弹簧是主阀芯上的弹簧。 5（ ）调速阀是由定差减压阀与节流阀串联而成的组合阀。 6（ ）轴向柱塞泵是通过调节斜盘来调节泵的排量。 7、 () 在液压传动系统中，为了实现机床工作台的往复运动速度一样，采用单出杆活塞式液压缸。 8、 () 三位换向阀的阀芯未受操纵时，其所处位置上各油口的连通方式就是它的滑阀机能。 9（ ）与机械传动相比，液压 传动的优点是可以得到严格的传动比。 10（ ）对同一定量泵，如果输出压力小于额定压力且不为零，转速不变，
5、则实际流量小于额定流量。 11（ ）齿轮泵多用于高压系统，柱塞泵多用于中压系统，叶片泵多用于低压系统。 12（ ）减压阀的主要作用是使出口压力低于进口压力且保证进口压力稳定。 13（ ）换向阀是通过改变阀芯在阀体内的相对位置来实现换向作用的。 14（ ）在某一液压设备中需要一个完成很长工作行程的液压缸，宜采用双杆式液压缸。 15（ ）不考虑泄漏的情况下，根据液压泵的几何尺寸计算而得 到的排量称为理论流量。 三、 1、液压泵能实现吸油和压油，是由于泵的 c变化。 a、动能； b、压力能； c、密封容积； d、流动方向 2、用定量泵和变量马达的容积调速方式，又称为 d调速。 a、 开式油路 b、闭
6、式油路 c、恒转矩回路 d、恒功率回路 3、外圆磨床液压系统因为采用了 c换向回路，从而使工作台运动获得了良好的换向性能，提高了换向精度。 a、 压力控制制动； b、时间控制制动； c、行程控制制动； d、电气控制制动 4、在变量泵的出口处与系统并联一溢流阀，其作用是 c。 a、 溢流； b、稳压； c、 安全； d、调压。 5、液压油 d常常是液压系统发生故障的主要原因。 a、温升过高； b、粘度太小； c、粘度太大； d、受到污染。 6、双作用叶片泵从转子 _b_平衡考虑，叶片数应选 _c_；单作用叶片泵的叶片数常选_d_，以使流量均匀。 (a) 轴向力、 (b)径向力； (c) 偶数；
7、(d) 奇数。 7、 _a_叶片泵运转时，存在不平衡的径向力； b叶片泵运转时，不平衡径向力相抵消，受力情况较好。 (a) 单作用； (b) 双作用。 8、对于斜盘式（直轴式）轴向柱塞泵，其流量脉动程度随柱塞数增加而 _b_， _c_柱塞数的柱塞泵的流量脉动程度远小于具有相邻 d柱塞数的柱塞泵的脉动程度。 (a) 上升； (b) 下降。 (c) 奇数； (d) 偶数。 9、液压泵的理论输入功率 _a_它的实际输出功率；液压马达的理论输出功率 b 其输入功率。 (a) 大于； (b) 等于； (c) 小于。 10、溢流阀在执行工作的时候，阀口是 _a_的，液压泵的工作压力决定于溢流阀的调整压力且
8、基本保持恒定。 (a) 常开； (b) 常闭。 四、 1、 图中定量泵的输出流量 q、 P 为一定值，若改变泵出口处节流阀的开口大 小，问活塞运动速度会不会发生变化？流过 a、 b、 c 三点处的流量各是多少？ 答：活塞运动速度不会发生变化。因为液压泵输出的流量为定值，进入液压缸的流量保持不变。 a. c 处的流量为： q. b 处的流量为： 2、简单说明液压传动系统的组成。 答：动力装置。是把机械能转换为液体压力能的装置。 执行元件。是将液体的压力能转换为机械能的装置。 控制调节元件。是指控制或调节系统压力、流量、方向的元件。 辅助元件。是在系统中起散热、贮油、蓄能、连接、过滤、测压等等作用
9、的元件。 工作介质。在系统中起传递运动、动力及信号 的作用。 3、简述伯努利方程的物理意义。 答：其物理意义是：在密闭的管道中作恒定流量的理想液体具有三种形式的能量（动能、位能、压力能），在沿管道流动的过程中，三种能量之间可以相互转化，但是在管道任一断面处三种能量总和是一常量。 4、试述液压泵工作的必要条件。 答： 1）必须具有密闭容积。 2）密闭容积要能交替变化。 3）吸油腔和压油腔要互相隔开，并且有良好的密封性。 5、为什么说先导式溢流阀的定压精度比直动式溢流阀高？ 答：先导式溢流阀将控制压力的流量与主油路分开，从而减少了弹簧力变化以及液动力等对所控制压力 的干扰。 四 、 帕斯卡原理（静
10、压传递原理） （在密闭容器内，施加于静止液体上的压力将以等值同时传到液体各点。） 系统压力 （系统中液压泵的排油压力。） 运动粘度 （动力粘度和该液体密度之比值。） 液动力（流动液体作用在使其流速发生变化的固体壁面上的力。） 层流 （粘性力起主导作用，液体质点受粘性的约束，不能随意运动，层次分明的流动状态。） 紊流 （惯性力起主导作用，高速流动时液体质点间的粘性不再约束质点，完全紊乱的流动状态。） 沿程压力损失（液体在管中流动时因粘性摩擦 而产生的损失。） 局部压力损失 （液体流经管道的弯头、接头、突然变化的截面以及阀口等处时，液体流速的大小和方向急剧发生变化，产生漩涡并出现强烈的紊动现象，由
11、此造成的压力损失） 液压卡紧现象（当液体流经圆锥环形间隙时，若阀芯在阀体孔内出现偏心，阀芯可能受到一个液压侧向力的作用。当液压侧向力足够大时，阀芯将紧贴在阀孔壁面上，产生卡紧现象。） 液压冲击 （在液压系统中，因某些原因液体压力在一瞬间突然升高，产生很高的压力峰值，这种现象称为液压冲击。） 气穴现象；气蚀 （在液压系统中，若某点处的压力低于液压油液所在温度下的空气分离压时，原先溶解在液体中的空气就分离出来，使液体中迅速出现大量气泡，这种现象叫做气穴现象。当气泡随着液流进入高压时，在高压作用下迅速破裂或急剧缩小，又凝结成液体，原来气泡所占据的空间形成了局部真空，周围液体质点以极高速度填补这一空间
12、，质点间相互碰撞而产生局部高压，形成压力冲击。如果这个局部液压冲击作用在零件的金属表面上，使金属表面产生腐蚀。这种 因空穴产生的腐蚀称为气蚀。） 12排量（液压泵每转一转理论上应排出的油液体积；液压马达在没有泄漏的情况下，输出轴旋转一周所需要油液的体积。） 13自吸泵 （液压泵的吸油腔容积能自动增大的泵。） 14变量泵 （排量可以改变的液压泵。） 15恒功率变量泵 （液压泵的出口压力 p 与输出流量 q 的乘积近似为常数的变量泵。） 16困油现象 （液压泵工作时，在吸、压油腔之间形成一个闭死容积，该容积的大小随着传动轴的旋转发生变化，导致压力冲击和气蚀的现象称为困油现 象。） 17差动连接 （
13、单活塞杆液压缸的左、右两腔同时通压力油的连接方式称为差动连接。） 18往返速比（单活塞杆液压缸小腔进油、大腔回油时活塞的运动速度 v2 与大腔进油、小腔回油时活塞的运动速度 v1 的比值。） 19滑阀的中位机能 （三位滑阀在中位时各油口的连通方式，它体现了换向阀的控制机能。） 20溢流阀的压力流量特性 （在溢流阀调压弹簧的预压缩量调定以后，阀口开启后溢流阀的进口压力随溢流量的变化而波动的性能称为压力流量特性或启闭特性。） 21节流阀的刚性 （节流阀开口面积 A 一定时， 节流阀前后压力差 p 的变化量与流经阀的流量变化量之比为节流阀的刚性 T： qpT 。） 22节流调速回路 （液压系统采用定
14、量泵供油，用流量控制阀改变输入执行元件的流量实现调速的回路称为节流调速回路。） 23容积调速回路（液压系统采用变量泵供油，通过改变泵的排量来改变输入执行元件的流量，从而实现调速的回路称为容积调速回路。） 24功率适应回路（负载敏感调速回路）（液压系统中，变量泵的输出压力和流量均满足负载需要的回路称为功率适应回路。） 25速度刚性 （负载变 化时调速回路阻抗速度变化的能力。 vFk Lv ） 26相对湿度 （在某一确定温度和压力下，其绝对湿度与饱和绝对湿度之比称为该温度下的相对湿度。 %100 bxx） 27气动元件的有效截面积 （气体流过节流孔时，由于实际流体存在粘性，其流束的收缩比节流孔实际
15、面积还小，此最小截面积称为有效截面积） 28马赫数 （气流速度 v 与当地声速 c 之比称为马赫数。） 29非时序逻辑系统 （系统的输出只与输入变量的组合有关，与变量取值的先后顺序无关 。） 30时序逻辑系统 （系统的输出不仅与输入信号的组合有关，而且受一定顺序的限制。也称为顺序控制或程序控制系统。） 五、 请绘制进、回油路节流调速的液压回路原理图。六、 1、 （ 6 分）如下图所示的液压系统中，液压泵的铭牌参数为 q=18 L min， = 6.3 MPa，设活塞直径 D=90mm，活塞杆直径 d=60 mm，在不计压力损失且 F=28 000N 时，试在各图示情况下压力表的指示压力。 解：
16、 a)P1=4.4106Pa 、 b)P1=5.5106Pa 、 c)P1=0 2、（ 14 分）如下图所示的液压回路，限压式变量叶片泵调定后的流量压力特性曲线如图所示，调速阀的调定流量为 3L min，液压缸两腔的有效面积 A1=2A2=60 cm2，不计管路损失。试求：（ 1）液压泵的工作压力 ；（ 2）当负载 F 0 N 和 F=10000 N 时的小腔压力 2；（ 3）设液压泵的总效率为 0 8，求液压系统的总效率。 解：（ 1） v=q2/A2=3*1000/30=100cm/min; q1=vA1=100*60=6000cm/min=6L/min 由此，从图中可知： p1=3.3M
17、P; (2)F=0, P1A1=P2A2 P2=P1A1/A2=3.3*2=6.6.MP; F=10000N, P2=(P1A1-F)/A2=(3.3*106*60*10-4-10000)/30*10-4=3.267MP 3)泵的输出功率： Po=P1xq1=3.3x10-6x6x10-3/60=330(w) 损耗的功率： Pc=P2xq2=3.267x10-6x3x10-3/60=163(w) 有用功率： Pe=330-163=167(w) 除泵以外，系统的效率： =167/330=0.51.系统的总效率： =0.51x0.8=0.41 分析题 1如图所示定量泵输出流量为恒定值 qp ，如在
18、泵的出口接一节流阀，并将阀的开口调节的小一些，试分析回路中活塞运动的速度 v 和流过截面 P， A， B 三点流量应满足什么样的关系（活塞两腔的面积为 A1和 A2，所有管道的直径 d 相同）。 解：图示系统为定量泵，表示输出流量 qP不变。根据连续性方程，当阀的开口开小一些，通过阀口的流速增加，但通过节流阀的流量并不发生改变， qA= qp ，因此该系统不能调节活塞运动速度 v，如果要实现调速就须在节流阀的进口并联一 溢流阀，实现泵的流量分流。 连续性方程只适合于同一管道，活塞将液压缸分成两腔，因此求 qB不能直接使用连续性方程。根据连续性方程，活塞运动速度 v = qA/A1， qB =
19、qA/A1=（ A2 / A1） qP 2如图所示节流阀调速系统中，节流阀为薄壁小孔，流量系数 C=0.67，油的密度 =900kg/ cm3，先导式溢流阀调定压力 py=12 105Pa，泵流量 q=20l/min，活塞面积 A1=30cm2，载荷 =2400N。试分析节流阀开口（面积为 AT）在从全开到逐渐调小过程中，活塞运动速度如何变化及 溢流阀的工作 状态。 解：节流阀开口面积有一临界值 ATo。当 ATATo 时，虽然节流开口调小，但活塞运动速度保持不变，溢流阀阀口关闭起安全阀作用；当 ATATo 时，活塞运动速度随开口变小而下降，溢流阀阀口打开起定压阀作用。 液压缸工作压力 PaAFp 5411 108)1030(2400 液压泵工作压力 pppp 1 式中 p 为节流阀前后压力差，其大小与通过的流量有关。
