液壓傳動(dòng)考試復(fù)習(xí)重點(diǎn) 教育學(xué)習(xí)

液壓傳動(dòng)總復(fù)習(xí),時(shí)間：6.24(周六）,液壓傳動(dòng)考試通知,第一章液壓傳動(dòng)概述,1.1液壓傳動(dòng)的定義1.2液壓傳動(dòng)發(fā)展概述1.3液壓傳動(dòng)工作原理及組成1.4液壓傳動(dòng)工作特性1.5液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)1.6液壓傳動(dòng)的工業(yè)應(yīng)用,理想液體的能量守恒,伯努力方程,比位能,比壓能,比動(dòng)能,液壓傳動(dòng)：用液體作為介質(zhì)，利用其壓力能實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)傳遞。液力傳動(dòng)：用液體作為介質(zhì)，利用其動(dòng)能實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)傳遞。氣壓傳動(dòng)：用氣體作為介質(zhì)，利用其壓力能實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)傳遞。氣力傳動(dòng)：用氣體作為介質(zhì)，利用其動(dòng)能實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)傳遞。,液壓系統(tǒng)組成,（1）動(dòng)力元件泵（機(jī)械能壓力能）（2）執(zhí)行元件缸、馬達(dá)（壓力能機(jī)械能）（3）控制元件閥（控制方向、壓力及流量）（4）輔助元件油箱、油管、濾油器（）工作介質(zhì)液壓油,力的傳遞遵循帕斯卡原理p2=F2/A2F1=p1A1=p2A1=pA1液壓與氣動(dòng)系統(tǒng)的工作壓力取決于外負(fù)載。運(yùn)動(dòng)的傳遞遵照容積變化相等的原則q1=v1A1=v2A2=q2執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度取決于流量。壓力和流量是液壓與氣壓傳動(dòng)中的兩個(gè)最基本的參數(shù)。,液壓傳動(dòng)的工作特性,機(jī)床工作臺(tái)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)組成,第2章液壓泵及液壓馬達(dá),2.1液壓泵與液壓馬達(dá)作用2.2液壓泵與液壓馬達(dá)工作原理2.3液壓泵與液壓馬達(dá)分類(lèi)2.4液壓泵與液壓馬達(dá)參數(shù)2.5齒輪泵和齒輪馬達(dá)2.6葉片泵和與葉片馬達(dá)2.7柱塞泵和柱塞馬達(dá)2.8液壓泵的性能比較,2.1液壓泵及液壓馬達(dá)的作用,液壓泵是液壓系統(tǒng)的動(dòng)力元件，將原動(dòng)機(jī)輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為壓力能輸出，為執(zhí)行元件提供壓力油。液壓馬達(dá)是將液體壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的裝置,輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，是液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件。,2.2工作原理液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中使用的液壓泵都是容積式的，其工作原理如圖所示.,液壓馬達(dá)的工作原理,液壓系統(tǒng)中使用的液壓馬達(dá)也是容積式的，從原理上講是把容積式泵逆用，即向泵中輸入壓力油，就可使泵軸轉(zhuǎn)動(dòng)，輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，成為液壓馬達(dá)。,液壓泵正常工作的三個(gè)必備條件,必須具有一個(gè)由運(yùn)動(dòng)件和非運(yùn)動(dòng)件所構(gòu)成的密閉容積；密閉容積的大小隨運(yùn)動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)作周期性的變化，容積由小變大吸油，由大變小壓油；密閉容積增大到極限時(shí)，先要與吸油腔隔開(kāi)，然后才轉(zhuǎn)為排油；密閉容積減小到極限時(shí)，先要與排油腔隔開(kāi)，然后才轉(zhuǎn)為吸油。單柱塞泵是通過(guò)兩個(gè)單向閥來(lái)實(shí)現(xiàn)這一要求的。,液壓泵與馬達(dá)結(jié)構(gòu)上的區(qū)別,1.一般泵進(jìn)口尺寸出口尺寸，馬達(dá)則進(jìn)出口尺寸相同。2.泵結(jié)構(gòu)上有自吸能力，而馬達(dá)則無(wú)此能力。3.馬達(dá)需正反轉(zhuǎn)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)一般對(duì)稱(chēng)，泵一般無(wú)此要求。4.馬達(dá)結(jié)構(gòu)及潤(rùn)滑要求要滿足很寬的調(diào)速范圍，泵高速而變化小。5.馬達(dá)需較大的啟動(dòng)扭矩，要求內(nèi)部摩擦小。,液壓泵和液壓馬達(dá)的種類(lèi)按其排量能否調(diào)節(jié)分為：定量泵（定量馬達(dá)）變量泵（變量馬達(dá)）按結(jié)構(gòu)形式可分為：齒輪式葉片式柱塞式螺桿式,一、液壓泵和液壓馬達(dá)的分類(lèi),2.3液壓泵和液壓馬達(dá)的分類(lèi),二、液壓泵和液壓馬達(dá)的圖形符號(hào),a.單向定量液壓泵b.單向變量液壓泵c.單向定量馬達(dá)d.單向變量馬達(dá)e.雙向變量液壓泵f.雙向變量馬達(dá),2.4液壓泵和液壓馬達(dá)的性能參數(shù),流量與排量,二、排量：不考慮泄漏情況下，泵（馬達(dá)）每轉(zhuǎn)一圈所排出液體的體積，一般由其結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算得來(lái)。,三、流量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)流體流過(guò)任意截面的流體的體積。,1）理論流量：2）實(shí)際流量3）額定流量,額定壓力、額定轉(zhuǎn)速下泵輸出的流量,四、轉(zhuǎn)速,公稱(chēng)轉(zhuǎn)速：nn:泵（馬達(dá)）不產(chǎn)生空穴及氣蝕下連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的速度。,最大轉(zhuǎn)速：nmax:泵（馬達(dá)）有零件磨擦限制的短期最高運(yùn)轉(zhuǎn)的速度。,最小轉(zhuǎn)速：nmin:馬達(dá)不產(chǎn)生爬行現(xiàn)象的最低穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)速度。,五、功率,理論輸入功率,實(shí)際輸入功率,理論輸出功率,實(shí)際輸出功率,泵,理論輸入功率,實(shí)際輸入功率,理論輸出功率,實(shí)際輸出功率,馬達(dá),六、效率,容積效率：經(jīng)過(guò)容積損失后實(shí)際輸出功率（流量）與理論輸出功率（流量）之比,泵,馬達(dá),機(jī)械效率：理論輸入功率（轉(zhuǎn)矩）與實(shí)際輸入功率（轉(zhuǎn)矩）之比,容積效率：經(jīng)過(guò)容積損失后理論輸入功率（流量）與實(shí)際輸入功率（流量）之比,機(jī)械效率：實(shí)際輸出功率（轉(zhuǎn)矩）與理論輸出功率（轉(zhuǎn)矩）之比,計(jì)算實(shí)例1,例題21某液壓系統(tǒng)，泵的排量V10mL/r，電機(jī)轉(zhuǎn)速n1200rpm，泵的輸出壓力p=5Mpa泵容積效率v0.92，總效率0.84，求：1）泵的理論流量；2）泵的實(shí)際流量；3）泵的輸出功率(實(shí)際）；4）驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率。,解：1）泵的理論流量qt=vn10-3=10120010-312L/min2)泵的實(shí)際流量qqtv120.9211.04L/min3)泵的輸出功率4）驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率,計(jì)算實(shí)例1,計(jì)算實(shí)例2,已知泵的排量為160mL/r，轉(zhuǎn)速為1000r/min，機(jī)械效率為0.9，總效率為0.85；液壓馬達(dá)排量為140mL/r，機(jī)械效率0.9，總效率為0.8，系統(tǒng)壓力為8.5MPa，不計(jì)管路損失，液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速是多少？其輸出轉(zhuǎn)矩是多少？驅(qū)動(dòng)液壓泵所需的轉(zhuǎn)矩和功率是多少？,泵性能指標(biāo)公式記憶理論轉(zhuǎn)矩記住它,等于排量乘壓差.理論流量記得住,等于排量乘轉(zhuǎn)速.功率等于p乘q,也等轉(zhuǎn)矩乘轉(zhuǎn)速.能流方向分得清,乘除效率不含糊.計(jì)算單位要統(tǒng)一,角度一律用弧度.,泵性能指標(biāo)公式記憶,齒輪泵和齒輪馬達(dá),三、齒輪泵結(jié)構(gòu)特點(diǎn),1.困油現(xiàn)象,困油現(xiàn)象產(chǎn)生的原因齒輪重迭系數(shù)1，在兩對(duì)輪齒同時(shí)嚙合時(shí)，它們之間將形成一個(gè)與吸、壓油腔均不相通的閉死容積，此閉死容積隨齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)其大小發(fā)生變化，先由大變小，后由小變大。,困油現(xiàn)象解決方法,困油現(xiàn)象的危害:閉死容積由大變小時(shí)油液受擠壓，導(dǎo)致壓力沖擊和油液發(fā)熱，閉死容積由小變大時(shí)，會(huì)引起汽蝕和噪聲。卸荷措施:在前后蓋板或浮動(dòng)軸套上開(kāi)卸荷槽,2.徑向力不平衡,齒谷內(nèi)的油液由吸油區(qū)的低壓逐步增壓到壓油區(qū)的高壓。作用在齒輪軸上液壓徑向力和輪齒嚙合力的合力F即為齒輪泵的徑向力,減小徑向力措施,（1)合理選擇齒寬及齒頂圓直徑。（2)縮小壓油腔尺寸。（3)延伸壓油腔或吸油腔。,減小徑向力措施,（4)通過(guò)在蓋板上開(kāi)設(shè)平衡槽，使它們分別與低、高壓腔相通，產(chǎn)生一個(gè)與液壓徑向力平衡的作用。平衡徑向力的措施都是以增加徑向泄漏為代價(jià)。,3.泄漏問(wèn)題,1)泄漏途徑：軸向間隙80%ql徑向間隙15%ql嚙合處5%ql2)危害：v3)防泄措施：a)減小軸向間隙b)軸向間隙補(bǔ)償裝置浮動(dòng)側(cè)板浮動(dòng)軸套,防泄措施,b)軸向間隙補(bǔ)償裝置浮動(dòng)側(cè)板浮動(dòng)軸套,a)減小軸向間隙小流量：間隙0.025-0.04mm大流量：間隙0.04-0.06mm,葉片泵與葉片馬達(dá),葉片泵分類(lèi),優(yōu)點(diǎn)：輸出流量均勻、脈動(dòng)小、噪聲低、體積小。缺點(diǎn)：自吸性能差、對(duì)油液污染敏感、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。,分類(lèi),單作用,雙作用,每轉(zhuǎn)排油一次,每轉(zhuǎn)排油兩次,限壓式變量葉片泵,1.結(jié)構(gòu)特點(diǎn):彈簧、反饋柱塞、限位螺釘。,2.工作原理：靠反饋力和彈簧力平衡，控制偏心距的大小，來(lái)改變流量。,轉(zhuǎn)子中心固定，定子可以水平移動(dòng)外反饋、限壓,下圖左中表示限壓式變量葉片泵的原理，下圖右為其特性曲線。泵的輸出壓力作用在定子右側(cè)的活塞1上。當(dāng)壓力作用在活塞上的力不超過(guò)彈簧2的預(yù)緊力時(shí)，泵的輸出流量基本不變。當(dāng)泵的工作壓力增加，作用于活塞上的力超過(guò)彈簧的預(yù)緊力時(shí)，定子向左移動(dòng)，偏心量減小，泵的輸出流量減小。當(dāng)泵壓力到達(dá)某一數(shù)值時(shí)，偏心量接近零，泵沒(méi)有流量輸出。,限壓式變量葉片泵的特性曲線,段：當(dāng)工作壓力p小于預(yù)先調(diào)定的限定壓力pc,段：泵的供油壓力p超過(guò)預(yù)先調(diào)整的壓力pB,柱塞泵和柱塞馬達(dá),軸向式,徑向式,一、軸向柱塞泵,柱塞沿徑向放置的泵稱(chēng)為徑向柱塞泵，柱塞軸向布置的泵稱(chēng)為軸向柱塞泵。為了連續(xù)吸油和壓油，柱塞數(shù)必須大于等于3。徑向柱塞泵配流軸式徑向柱塞泵閥配流徑向柱塞泵軸向柱塞泵斜盤(pán)式軸向柱塞泵斜軸式無(wú)鉸軸向柱塞泵,1.工作原理,工作原理缸體：均布Z個(gè)柱塞孔，分布圓直徑為D柱塞滑履組：柱塞直徑為d斜盤(pán)：相對(duì)傳動(dòng)軸傾角為配流盤(pán)傳動(dòng)軸,*缸體轉(zhuǎn)動(dòng)*斜盤(pán)、配油盤(pán)不動(dòng),缸體、柱塞、配油盤(pán)、斜盤(pán),*柱塞伸出,低壓油機(jī)械裝置,2.典型結(jié)構(gòu),3.流量計(jì)算,排量:,一個(gè)密封空間:,流量:,式中：d-柱塞直徑D-柱塞分布圓直徑-斜盤(pán)傾角z-柱塞數(shù),qtg,q;q。改變的大小變量泵；改變的方向雙向泵。,流量脈動(dòng)率：,z為奇數(shù),z為偶數(shù),結(jié)論：柱塞數(shù)為奇數(shù)時(shí)流量脈動(dòng)小，柱塞數(shù)越多，脈動(dòng)越小。一般取z=7、9、11,能否變量,壓力,脈動(dòng)率,油液要求,效率,噪聲,外嚙合齒輪泵,雙作用葉片泵,單作用葉片泵,軸向柱塞泵,能,不能,能,不能,低壓,高壓,低壓,低壓,大,小,中等,中等,較低,中等,中等,高,低,中等,中等,高,大,小,中等,中等,液壓泵的性能比較與選用,第3章液壓缸,3.1液壓缸概述及分類(lèi),一、作用：壓力能機(jī)械能,用于實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng),二、液壓缸的類(lèi)型和特點(diǎn),直線運(yùn)動(dòng),擺動(dòng)運(yùn)動(dòng),活塞缸,單桿,雙桿,雙作用,差動(dòng),柱塞缸,伸縮缸,擺動(dòng)缸（擺動(dòng)馬達(dá)）,齒輪缸,單作用,2.2單桿雙作用活塞式液壓缸,一、結(jié)構(gòu),缸體、活塞、活塞桿、密封、缸蓋等,二.工作原理,工作原理：因兩側(cè)有效作用面積或油液壓力不等，活塞在液壓力的作用下，作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。,三、職能符號(hào),單桿單作用活塞缸,單桿雙作用活塞缸,雙向液壓驅(qū)動(dòng),單向液壓驅(qū)動(dòng)，回程靠外力。,(1)速度,同樣q時(shí)，v1F2,結(jié)論2,例：液壓刨床,五、差動(dòng)缸,差動(dòng)連接后，速度大，推力小,代入上式：,推力：,速度：,特點(diǎn)：v3v1；F30.40.5MPa（p0.4MPa時(shí)減壓閥不起作用，和普通節(jié)流閥一樣）,五、節(jié)流閥計(jì)算實(shí)例,液壓泵流量為qB=10L/min，液壓缸無(wú)桿腔與有桿腔面積分別為A150cm2，A2=25cm2，溢流閥調(diào)定壓力Py2.4MPa，通過(guò)節(jié)流閥的流量設(shè)C0.62，=900kg/m3。分別計(jì)算各回路中活塞運(yùn)動(dòng)速度和液壓泵工作壓力。,活塞桿速度及泵工作壓力分別為：,節(jié)流閥進(jìn)出口壓差為：,活塞桿速度,節(jié)流閥進(jìn)出口壓差為：,活塞所需流量,活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)溢流閥處于穩(wěn)定溢流狀態(tài),溢流閥關(guān)閉作安全閥用,活塞桿速度,節(jié)流閥進(jìn)出口壓差為：,活塞所需流量,節(jié)流口太大不起作用,節(jié)流閥實(shí)際流量,5.4方向控制閥,一、作用控制液流方向，從而改變執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)方向。二、分類(lèi)單向閥(普通單向閥、液控單向閥）換向閥,電液動(dòng)換向閥應(yīng)用,電液聯(lián)合控制，彈簧復(fù)位。電磁控制先導(dǎo)閥動(dòng)作，液體控制主閥芯動(dòng)作，節(jié)流閥控制閥芯移動(dòng)速度,簡(jiǎn)化符號(hào)：,應(yīng)用：高壓、大流量的場(chǎng)合。（Q1200L/min),三位四通電液換向閥,中位機(jī)能,三位的滑閥在中位時(shí)各油口的連通方式體現(xiàn)了換向閥的控制機(jī)能，稱(chēng)之為滑閥的中位機(jī)能。不同滑閥機(jī)能的滑閥，閥體是通用的，僅閥芯臺(tái)肩的尺寸和形狀不同。,換向閥小結(jié),職能符號(hào):,位:,閥芯的工作位置;,通:,閥體上油路的通道數(shù);,機(jī)能:,中位時(shí)油路的連通方式。,控制方式:,第8章典型液壓回路,任何液壓系統(tǒng)都是由一些基本回路組成。所謂液壓基本回路是指能實(shí)現(xiàn)某種規(guī)定功能的液壓元件的組合。基本回路按在液壓系統(tǒng)中的功能可分：壓力控制回路控制整個(gè)系統(tǒng)或局部油路的工作壓力；速度控制回路控制和調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的速度；方向控制回路控制執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)方向的變換和鎖停；多執(zhí)行元件控制回路控制幾個(gè)執(zhí)行元件間的工作循環(huán)。,8.1壓力控制回路,調(diào)壓回路減壓回路卸荷回路平衡回路保壓回路,壓力控制回路是利用壓力控制閥來(lái)控制整個(gè)系統(tǒng)或局部支路的壓力，以滿足執(zhí)行元件對(duì)力和轉(zhuǎn)矩的要求，包括以下回路。,壓力回路計(jì)算實(shí)例1,例題1,活塞運(yùn)動(dòng)時(shí),活塞到終端時(shí),解題（1）,負(fù)載力為4200N時(shí),活塞不能被推動(dòng),解題（2）,8.2調(diào)速回路,速度控制回路是討論液壓執(zhí)行元件速度的調(diào)節(jié)和變換的問(wèn)題。調(diào)速回路調(diào)節(jié)執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)速度的回路。定量泵供油系統(tǒng)的節(jié)流調(diào)速回路變量泵（變量馬達(dá)）的容積調(diào)速回路容積節(jié)流調(diào)速回路快速回路使執(zhí)行元件快速運(yùn)動(dòng)的回路。速度換接回路變換執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)速度的回路。,回路特性,qp=q1+qp1A1=Fq1=KATp1/2=KAT1(pp-F/A1)1/2v=q1/A1=KAT1(pp-F/A1)1/2/A1,qp=q1+qppA1=p2A2+Fq2=KATp21/2=KAT2(ppA1/A2-F/A2)1/2v=q2/A2=KAT2(ppA1/A2-F/A2)1/2/A2,流量連續(xù)性方程活塞受力平衡方程節(jié)流閥壓力流量方程速度負(fù)載特性方程,進(jìn)口節(jié)流調(diào)速,出口節(jié)流調(diào)速,采用調(diào)速閥代替節(jié)流閥調(diào)速，可以改善速度-負(fù)載特性，其它特性同節(jié)流閥調(diào)速一樣。,變量泵-變量馬達(dá)式調(diào)速回路,8.3方向控制回路,通過(guò)控制進(jìn)入執(zhí)行元件液流的通、斷或變向，來(lái)實(shí)現(xiàn)執(zhí)行元件的啟動(dòng)、停止或改變運(yùn)動(dòng)方向的回路稱(chēng)為方向控制回路常用的方向控制回路有換向回路鎖緊回路制動(dòng)回路,7.4多缸動(dòng)作回路,順序動(dòng)作回路同步回路多缸快慢速互不干擾回路多缸卸荷回路,液壓系統(tǒng)中，兩個(gè)或兩個(gè)以上（多）缸按照各缸之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系要求進(jìn)行控制，完成預(yù)定功能的回路。,學(xué)習(xí)目的了解液壓技術(shù)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行各業(yè)中的應(yīng)用；熟悉各種液壓元件在液壓系統(tǒng)中的作用及各種基本回路的構(gòu)成；掌握分析液壓系統(tǒng)的步驟和方法。分析液壓系統(tǒng)的步驟了解設(shè)備對(duì)液壓系統(tǒng)的要求；以執(zhí)行元件為中心，將系統(tǒng)分解為若干塊子系統(tǒng)；根據(jù)執(zhí)行元件的動(dòng)作要求對(duì)每個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行分析，搞清楚子系統(tǒng)由哪些基本回路組成；根據(jù)設(shè)備對(duì)各執(zhí)行元件間互鎖、同步、順序動(dòng)作和防干擾等要求，分析各子系統(tǒng)的聯(lián)系；歸納總結(jié)整個(gè)系統(tǒng)的特點(diǎn)。,第9章典型液壓系統(tǒng),組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng),電磁鐵動(dòng)作順序表,1Y2Y3YYJ行程閥快進(jìn)+-導(dǎo)通一工進(jìn)+-切斷二工進(jìn)+-+-切斷死擋鐵停留+-+切斷快退-+-斷通原位停止-導(dǎo)通,液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)分析,1.采用限壓式變量泵和調(diào)速閥組成的容積節(jié)流調(diào)速回路，沒(méi)有溢流功率損失，系統(tǒng)的效率較高。回油路上的背壓閥使滑臺(tái)能承受負(fù)值負(fù)載。2.采用行程閥、液控順序閥進(jìn)行速度切換，在快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)時(shí)，速度切換平穩(wěn)。同時(shí)調(diào)速閥可起加載作用。3.采用了限壓式變量泵和差動(dòng)連接快速回路，解決了快慢速度相差懸殊的問(wèn)題，使能量的利用比較經(jīng)濟(jì)合理。4.采用了三位五通M型中位機(jī)能的電液換向閥換向，提高了換向平穩(wěn)性，沖擊小。5.由于采用了調(diào)速閥串聯(lián)的二次進(jìn)給進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速方式，可使啟動(dòng)和進(jìn)給速度轉(zhuǎn)換時(shí)的前沖量較小，并便于利用壓力繼電器發(fā)出信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)控制。且在工作進(jìn)給結(jié)束時(shí)，采用了死擋鐵停留，工作臺(tái)停留位置精度高。,