1、1/37,液压与气压传动,复 习,2/37,1.液压与气压传动是以流体（液压油液或压縮空气）为工作介质进行能量传递和控制的一种传动形式。2.液压传动装置由动力元件、执行元件、控制元件和辅助元件四部分组成。3.在密闭容器内，施加于静止液体的压力可以等值地传递到液体各点，这就是帕斯卡原理。也称为静压传递原理。,1.绪论与流体力学知识,3/37,4.压力和流量是液压与气压传动中的两个最基本的参数。液压与气动系统的工作压力取决于外负载。执行元件的运动速度取决于流量。5.在研究流动液体时，把假设既无粘性又不可压缩的液体称为理想流体。6.气压传动的优势：用压缩空气作工作介质，处理方便，无介质费用、无泄漏污
2、染环境、无介质变质、补充方便。,4/37,7.国产液压油的牌号，就是该油液在40时的运动粘度的平均值。 8.温度升高，液压油粘度降低；压力增加，粘度增大。 9.静压力基本方程式 p=p0+gh。法定单位 帕 Pa ( N /m2) 10.绝对压力大气压力相对压力，真空度大气压力绝对压力。,5/37,11.流量连续性方程是质量守恒定律在流体力学中的表达方式。 1 v1 A1 = 2 v2 A212.伯努利方程是能量守恒定律在流体力学中的表达方式。 p1/g + Z1+1v12/ 2g = p2 /g+ Z2+2 v22/ 2g + hw在管内作稳定流动的理想流体具有压力能，势能和动 能三种形式的
3、能量，它们可以互相转换，但其总和不变。13.由于流体具有粘性，液流在管道中流动需要损耗一部分能量，它由沿程压力损失和局部压力损失两部分组成。,6/37,14.液体在管道中存在两种流动状态,层流时粘性力起主导作用,紊流时惯性力起主导作用，液体的流动状态可用雷诺数来判断。 15.通过固定平行平板缝隙的流量与压力差的一次方成正比，与缝隙值的三次方成正比，这说明间隙的大小对泄漏量的影响非常大。 16.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。,7/37,17.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
4、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，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。,8/37,18.气源装置为气动系统提供满足一定质量要求的压缩空气，它是气动系统的一个重要组成部分，气动系统对压缩空气的主要要求有：具有一定的压力和流量，并具有一定的净化程度 。因此必须设置一些除油、除水、除尘的辅助设备。19.压缩空气净化设备一般包括：后冷却器、
5、油水分离器、贮气罐、干燥器。20.空压机铭牌上的流量，是自由空气流量。,9/37,21.在亚声速流动时，管道截面缩小，气流速度增加；在超声速流动时，管道截面扩大，气流速度减小。22.气动三大件是气动元件及气动系统使用压缩空气质量的最后保证。其安装次序依进气方向为分水滤气器、减压阀、油雾器。23.容器的放气过程基本上分为超音速和亚音速两个阶段。 24.一定质量的理想气体在状态变化的某一稳定瞬时，有如下气体状态方程成立 PV/T=常量。,10/37,2.元件部分,1.容积泵的共同工作原理是：吸油腔由容积扩大吸入液体，靠压油腔容积缩小排出液体；即靠容积变化进行工作。2.液压泵排量V：液压泵每转一转理
6、论上应排除的油液体积，又称为理论排量或几何排量。常用单位为cm3/r。排量的大小仅与泵的几何尺寸有关。3.因存在泄漏，因此输入液压马达的实际流量大于其理论流量，而液压泵的实际输出流量小于其理论流量。,11/37,4.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。液压泵产生困油现象的充分且必要的条件是：存在闭死容积且容积大小发生变化。5.在齿轮泵中，为了消除困油现象，在泵的端盖上开卸荷槽。 6.当液压泵的进、出口压力差为零时，泵输出的流量即为理论流量。,12/37,7.按液压泵的结构型式不同分类有齿轮泵（外啮合式、内啮
7、合式）、 叶片泵（单作用式、双作用式）、柱塞泵（轴向式、径向式）、螺杆泵。8. 按排量能否变量分定量泵和变量泵。单作用叶片泵，径向柱塞泵和轴向柱塞泵可以作变量泵。配流轴式径向柱塞泵的排量q与定子相对转子的偏心成正比，改变偏心即可改变排量。 9.在中高压齿轮泵中，为了减少轴向间隙泄露，通常采用浮动轴套或弹性侧板对端面轴向间隙进行自动补偿。,13/37,10.液压缸按结构特点不同可分为:活塞缸，柱塞缸，回转缸（摆动缸）三大类。按作用方式不同可分为：单作用缸，双作用缸。11.差动连接：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。12.油箱的主要功用是：贮存油液、散热、沉淀污物、分离
8、油液中的空气及作为安装平台等。,14/37,13.流体控制阀按其作用和功能分为压力控制阀，流量控制阀和方向控制阀三大类。 14.有两个调整压力分别为5MPa和10MPa的溢流阀串联在液压泵的出口，泵的出口压力为15MPa。并联在液压泵的出口，泵的出口压力又为5MPa 。15.有两个调整压力分别为5MPa和10MPa内控外泄式顺序阀串联在液泵的出口，泵的出口压力为10MPa。,15/37,16.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。17.现有两个压力阀，由于铭牌脱落，分不清哪个是溢流阀，哪个是减压阀，又不希望把阀拆开，
9、如何根据其特点作出正确判断：溢流阀是常闭阀，减压阀是常开阀。对阀口吹气，通气的是减压阀，不通的是溢流阀。,16/37,18.溢流阀为进口压力控制，阀口常闭，先导阀弹簧腔的泄漏油与阀的出口相通。 19.顺序阀是以压力作为控制信号，自动接通或切断油路，控制执行元件作顺序动作的压力阀。顺序阀出口去工作，泄漏油要单独接回邮箱。20.定值减压阀为出口压力控制，阀口常开，先导阀弹簧腔的泄漏油必须单独引回油箱。,17/37,21.滑阀为间隙密封，锥阀为线密封，后者不仅密封性能好而且开启时无死区。22.液控单向阀由单向阀和液控装置两部分组成，液控装置不通油是可做普通单向阀，通控制油时能反方向开启。23.换向阀
10、的位是指改变阀芯与阀体的相对位置时，所能得到的通油口切断和连通形式的种类数，有几种就叫几位；换向阀的通是指阀体上通油口的数目，有几个通油口，就叫几通阀。,18/37,24.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。25.调速阀是由定差减压阀和节流阀串联而成，旁通型调速阀是由差压式溢流阀和节流阀差压式溢流阀而成。26.通过节流阀的流量与节流阀的通流面积和阀两端的压力差大小的关系：当节流阀的通流面积一定时，通过节流阀的流量与阀两端的压力差大小呈正相关；当节流阀两端的压力差一定时，通过节流阀的流量与节流阀的通流面积大小呈正比关系。,19/37,27液压马达和液压泵有
11、哪些相同点和不同点？答：液压马达和液压泵的相同点：1）从原理上讲，液压马达和液压泵是可逆的，如果用电机带动时，输出的是液压能（压力和流量），这就是液压泵；若输入压力油，输出的是机械能（转矩和转速），则变成了液压马达。 2）从结构上看，二者是相似的。 3）从工作原理上看，二者均是利用密封工作容积的变化进行吸油和排油的。对于液压泵，工作容积增大时吸油，工作容积减小时排出高压油。对于液压马达，工作容积增大时进入高压油，工作容积减小时排出低压油。,20/37,液压马达和液压泵的不同点：1）液压泵是将电机的机械能转换为液压能的转换装置，输出流量和压力，希望容积效率高；液压马达是将液体的压力能转为机械能的
12、装置，输出转矩和转速，希望机械效率高。因此说，液压泵是能源装置，而液压马达是执行元件。2）液压马达输出轴的转向必须能正转和反转，因此其结构呈对称性；而有的液压泵（如齿轮泵、叶片泵等）转向有明确的规定，只能单向转动，不能随意改变旋转方向。3）液压马达除了进、出油口外，还有单独的泄漏油口；液压泵一般只有进、出油口（轴向柱塞泵除外），其内泄漏油液与进油口相通。4）液压马达的容积效率比液压泵低；通常液压泵的工作转速都比较高，而液压马达输出转速较低。另外，齿轮泵的吸油口大，排油口小，而齿轮液压马达的吸、排油口大小相同；齿轮马达的齿数比齿轮泵的齿数多；叶片泵的叶片须斜置安装，而叶片马达的叶片径向安装；叶片
13、马达的叶片是依靠根部的燕式弹簧，使其压紧在定子表面，而叶片泵的叶片是依靠根部的压力油和离心力作用压紧在定子表面上。,21/37,28若先导型溢流阀主阀芯或导阀的阀座上的阻尼孔被堵死，将会出现什么故障？答：若阻尼孔完全阻塞，油压传递不到主阀上腔和导阀前腔，导阀就会失去对主阀的压力调节作用，这时调压手轮失效。因主阀芯上腔的油压无法保持恒定的调定值，当进油腔压力很低时就能将主阀打开溢流，溢流口瞬时开大后，由于主阀上腔无油液补充，无法使溢流口自行关小，因此主阀常开、系统建立不起压力。 若溢流阀先导锥阀座上的阻尼小孔堵塞，导阀失去对主阀压力的控制作用，调压手轮无法使压力降低，此时主阀芯上下腔压力相等，主
14、阀始终关闭不会溢流，压力随负载的增加而上升，溢流阀起不到安全保护作用。,22/37,29电液换向阀有何特点？如何调节它的换向时间？答：1）电液换向阀的特点：电液换向阀由电磁换向阀和液动换向阀两部分组成，其中电磁换向阀起先导阀作用，而液动换向阀起主阀作用，控制执行元件的主油路。它换向平稳，但换向时间长；允许通过的流量大，是大流量阀。 2）换向时间的调节：电液换向阀的换向时间可由单向阀进行调节。如图，当1DT通电时，液动换向阀的阀芯向右移动的速度（即换向时间）可用改变节流阀4开度的办法进行调节；2DT通电时，液动换向阀向左移动的速度（即换向时间）可用改变节流阀3的开度的办法进行调节。节流阀开度大，
15、则回油速度高，即换向时间短；反之，则低，换向时间长。,23/37,3.回路部分,1什么是液压基本回路？常见的液压基本回路有几类？各起什么作用？由某些液压元件组成、用来完成特定功能的典型回路，称为液压基本回路。常见的液压基本回路有四大类： 1）方向控制回路，它在液压系统中的作用是控制执行元件的启动、停止或改变运动方向。2）压力控制回路，它的作用利用压力控制阀来实现系统的压力控制，用来实现稳压、减压，增压和多级调压等控制，满足执行元件在力或转矩上的要求。3）速度控制回路，它是液压系统的重要组成部分，用来控制执行元件的运动速度。4）多执行元件控制回路,控制几个执行元件相互间的工作循环 。,24/37
16、,2.液压系统采用定量泵供油，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。 3.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。4.旁通型调速阀（溢流节流阀）只能安装在执行元件的进油路上，而调速阀还可安装在执行元件的回油路和旁油路上。5.进油和回油节流调速低速小负载的速度刚度较高，但效率较低。适用于低压小流量负载变化不大的场合。6.旁路节流调速在速度较高、负载较大时，速度刚度较高，效率也较高。只用在功率较大、速度稳定性要求很低的场合。,25/37,7.背压阀的作用是使液压缸的回油腔具有一定的压力，保证运动部件工作平稳。
17、8.因液控单向阀关闭时密封性能好，故常用在保压回路和锁紧回路中。锁紧回路:通过切断执行元件进油、出油通道而使执行元件准确的停在确定的位置，并防止停止运动后因外界因素而发生窜动。9.卸荷形式：压力卸荷和流量卸荷。,26/37,4. 分析液压回路工作原理,1.图1中是采用行程阀控制的顺序回路。图示位置两液压缸活塞均退至左端点。请分析并写出控制回路完成顺序动作、的工作过程。图示位置两液压缸活塞均退至左端点。电磁阀3左位接入回路后，缸1活塞先向右运动，当活塞杆上挡块压下行程阀4后，缸2活塞才向右运动；电磁阀3右位接入回路，缸1活塞先退回，其挡块离开行程阀4后，缸2活塞才退回。,27/37,2.下图是用
18、顺序阀控制的顺序回路，图示位置两液压缸活塞均退至左端点。钻床液压系统的动作顺序为夹紧工件一钻头进给一钻头退出一松开工件。请分析并写出控制回路完成顺序动作、的工作过程。答：当换向阀5左位接入回路时，夹紧缸活塞向右运动，夹紧工件后回路压力升高到顺序阀3的调定压力，顺序阀3开启，缸2活塞才向右运动进行钻孔。钻孔完毕，换向阀5右位接入回路，钻孔缸2活塞先退到左端点，回路压力升高，打开顺序阀4，再使夹紧缸1活塞退回原位。,28/37,3. 分析用行程阀的速度换接回路原理解：换向阀2 右位，液压缸活塞快进到预定位置，活塞杆上挡块压下行程阀4 ，行程阀关闭，缸右腔油液必须经过节流阀5 才能回油箱，活塞转为慢
19、速工进。换向阀2 左位，压力油经单向阀6 进入缸右腔，活塞快速向左返回。特点：速度切换过程比较平稳，换接点位置准确。,29/37,5.综合分析及计算,1下列供气系统有何错误？应怎样正确布置？解：气动三大件是气动系统使用压缩空气质量的最后保证，其顺序分水滤气器、减压阀、油雾器。图a）用于气阀和气缸的系统，三大件的顺序有错，油雾器应放在减压阀、压力表之后；图b）用于逻辑元件系统，不应设置油雾器，因润滑油会影响逻辑元件正常工作，另外减压阀图形符号缺少控制油路。,30/37,2.如下图所示，管道输送=900kg/m3的液体，已知h=15m，点1处的压力为4.5105Pa，点2处的压力为4105Pa，请
20、列出两点的伯努力方程，并通过计算来判断管中油流的方向。参考答案：以1点为基准点（0点），由管道的11和22建立伯努利方程。计算由1向2方向的机械能损失。正值说明符合由1向2方向（即油流的方向为12）,反之，方向相反。 本题计算结果为负值，故管中油流的方向为21。,31/37,3.如图一所示液压缸的供油压力p=2MPa，供油流量q=30L/min，面积A1=100C、A2=50c ，不计容积损失和机械损失，试确定液压缸的运动方向、运动速度和牵引力。,32/37,4.如图所示为某液压动力滑台的液压系统及工作循环图。该系统在机械和电气的配合下，可实现多种自动工作循环，通常实现的工作循环是：快进第一次
21、工作进给（一工进）第二次工作进给（二工进）死挡铁停留快速退回原位停止。请回答以下问题：1）分别写出快进的进油路线与回油路线；（注：要写流经各序号图形符号所代表的元件名称。 2）说出序号为7、13元件的作用。3）填写以下电磁铁及阀11动作顺序表（用“+”表示电磁铁通电或行程阀压下，“”表示电磁铁断电或行程阀复位）。,33/37,5.如图所示为一夹紧回路。要求解答如下问题：写出图中已标号和未标号的各符号表示的元件名称（可自行增加未编号元件标号）；分别分析液压缸筒固定和活塞杆固定的推力方向；当夹紧缸无杆腔面积为100cm2,减压阀的调定压力为3MPa时，若不计减压阀出口到无杆腔及有杆腔到油箱的压力损
22、失，夹紧力是多少？,34/37,6.在图示的夹紧系统中，已知定位压力要求为10105Pa，夹紧力要求为3104，夹紧缸无杆腔面积1=100cm，试回答下列问题： 1）A，B，C，D各件名称，作用及其调整压力； 2）系统的工作过程。,解：1） A为 内控外泄顺序阀，作用是保证先定位、后夹紧的顺序动作，调整压力略大于10105Pa ；B为卸荷阀，作用是定位、夹紧动作完成后，使大流量泵卸载，调整压力略大于10105Pa ；C为压力继电器，作用是当系统压力达到夹紧压力时，发讯控制其他元件动作，调整压力为30105Pa D 为溢流阀，作用是夹紧后，起稳压作用，调整压力为30105Pa 。 2）系统的工作
23、过程：系统的工作循环是定位夹紧拔销松开。其动作过程：当1DT得电、换向阀左位工作时，双泵供油，定位缸动作，实现定位；当定位动作结束后，压力升高，升至顺序阀A的调整压力值，A阀打开，夹紧缸运动；当夹紧压力达到所需要夹紧力时，B阀使大流量泵卸载，小流量泵继续供油，补偿泄漏，以保持系统压力，夹紧力由溢流阀D控制，同时，压力继电器C发讯，控制其他相关元件动作。,35/37,已做练习题 和教材本身是很重要的 复习材料。,36/37,6.绘制回路,1绘出双泵供油回路，液压缸快进时双泵供油，工进时小泵供油、大泵卸载，请标明回路中各元件的名称。2试用一个先导型溢流阀、两个远程调压阀组成一个三级调压且能卸载的多级调压回路，绘出回路图并简述工作原理。（换向阀任选）,37/37,3试用液控单向阀实现立式液压缸的保压回路，绘出回路图并说明保压原理。4试用两个单向顺序阀实现“缸1前进缸2前进缸1退回缸2退回”的顺序动作回路，绘出回路图并说明两个顺序阀的压力如何调节。,
