液压传动课程设计题目名称液压与气压传动
专业班级2013机械设计制造及自动
化
学生姓名董韬志
学号51501111006指导教师王月英
机械与车辆工程系
二○一六年六月八日
目录
一：任务书 (3)
二：指导老师评阅表 (4)
三：设计内容 (5)
1．分析负载 (5)
2.确定执行元件主要参数 (6)
3.设计液压系统方案和拟定液压系统原理图 (9)
4.选择液压元件 (15)
5.验算液压系统性能 (20)
四：设计小结 (24)
五：参考资料 (25)
蚌埠学院机械与车辆工程系
一：液压传动课程设计任务书
班级：2015机械设计制造及自动化（升本）姓名：董韬志学号：51501111006 指导老师：王月英
1.设计题目：
设计一台卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压传动系统，动力滑台的工作循环是“快进---工进---快退---停止”，液压传动系统的主要性能参数如下：轴向切削力为11000N，移动部件的总重力为10000N，快进行程为100mm，快进与快退速度均为4m/min，工进行程为50mm，工进速度为0.08m/min，加速和减速时间均为0.3s，滑台采用平导轨，静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为0.15，动力滑台可以随时在中途停止运动，设计该组合机床的液压传动系统。2.设计要求：
液压系统图拟定时需要提供两种以上的设计方案的选择比较。从中选择你认为更好的一种进行系统元件选择计算。
3．工作量要求:
a. 液压系统图一张
b. 液压缸装配图一张
c. 设计计算说明书一份系统图与液压缸装配图均使用A1图纸绘制
二：指导老师评阅表
蚌埠学院本科课程设计评阅表
机械与车辆工程系2015级机械设计制造及自动化（升本）专业
三：设计内容
1 分析负载
1) 工作负载：工作负载是在工作过程中由于机械特定的工作情况而产生的负载。对于金属切削机床液压系统来说，沿液压缸轴线方向的切削力即为工作负载 即：
F g =21000N
2) 惯性负载(加减速时）：机床的工作部件的总重力为12000N （g 取9.8kg ）
3) 阻力负载：
机床工作部件对动力滑台导轨的法向力为：
F n =mg=G=10000N
静摩擦阻力：F fs =f s F n =0.2× 10000N=2000N
动摩擦阻力：F fd =f d F n =0.15×10000N=1500N
由此得出液压缸在各工作阶段的负载如表1所示：
表1 液压缸在各工作阶段的负载F (单位：N)
N 1.272N 3
.0604
)8.9/12000()
/(m =??=??=t v g G F
注：不考虑动力滑台上颠覆力矩的作用
按上表数值绘制负载图1a所示：
由于是v1=v3=3.5m/min、L1=100mm、L2=50mm、快退行程L3=L1+L2=150mm，工进速度v2=0.08m/min，由此可绘出速度图如图1b所示。
图1 组合机床液压缸负载图和速度图
a)负载图 b）速度图
2 确定执行元件主要参数
1) 由《液压与气压传动》第2版教材书表8-7，表8-8可知，
组合机床在最大负载约为11000N时液压系统宜取压力P1=2.5Mpa.
2) 动力滑台要求快进，快退速度相等，且是单面钻孔所以这里的
液压缸可选用单活塞杆式，并在快进时做差动连接。这种情况下
液压缸的无杆腔的工作面积A1应为有杆腔动作面积A2的两倍，即
φ=A1/A2=2,而活塞杆直径d与缸筒直径D成d=0.707D的关系。
在钻孔加工时，液压缸回油路上必须具有背压p2，以保证钻孔时滑台的平稳。按《液压与气压传动》第2版教材表8-3取p2=0.6MPa。快进时液压缸作差动连接，管路中有压力损失，有杆腔的压力应略大于无杆腔，但其差值较小，可先按0.4MPa考虑。
快退时回油腔中是有背压的，这时p2也可按0.6MPa估算。液压缸的效率ηm=0.95。
由工进时的负载值按由工进时的负载值按《液压与气压动》第二版教材表8-9中的公式计算液压缸面积：
将这些直径按GB/T2348—2001圆整成就近标准值得：
D=0.07m、d=0.05m
由此求得液压缸两腔的实际有效面积为：
A1=πD/4=54×10-4m2,A2=π(D-d)/4=15×10-4m2
根据上述D和d的值，可估算出液压缸在各个工作阶段中的压力、流量和功率，如表2所示，并据此绘出工况图如图2所示。
表2 液压缸在不同工作阶段的压力、流量和功率值
注：m /'ηF F =。
图2 液压缸工况图
3 设计液压系统方案和拟定系统原理图
1) 设计液压系统方案
工况图表明，所设计组合机床液压系统在整个工作循环过程中所需要的功率较小，系统的效率和发热问题并不突出，因此考虑采用节流调速回路即可。虽然节流调速回路效率低，但适合于小功率场合，而且结构简单、成本低。该机床的进给运动要求有较好的低速稳定性和速度-负载特性，因此有三种速度控制方案可以选择，即进油节流调速、回油节流调速、容积节流调速。钻孔加工属于连续切削加工，加工过程中切削力变化不大，因此钻削过程中负载变化不大，采用节
流阀的节流调速回路即可。但由于在钻头钻入工件表面及孔被钻通时
的瞬间，存在载荷突变的可能，因此考虑在工作进给过程中采用具有压差补偿的进油调速阀的调速方式，且在回油路上设置背压阀。
从工况图中可以得到，在这个液压系统的工作循环内，液压缸要求油源交替地提供低压大流量和高压小流量的油液。快进加快退所需的时间t1和工进所需的时间t2分别为：
亦即是t1/t2=10。
因此从提高系统效率、节省能量角度来看，如果选用单个定量泵作为整个系统的油源，液压系统会长时间处于大流量溢流状态，从而造成能量的大量损失，这样的设计显然是不合理的。如果采用一个大流量定量泵和一个小流量定量泵双泵串联的供油方式，由双联泵组成的油源在工进和快进过程中所输出的流量是不同的，此时液压系统在整个工作循环过程中所需要消耗的功率估大，除采用双联泵作为油源外，也可选用限压式变量泵作油源。但限压式变量泵结构复杂、成本高，且流量突变时液压冲击较大，工作平稳性差，最后确定选用双联液压泵供油方案，有利于降低能耗和生产成本。如图3（a)所示。
2) 选择基本回路
由于不存在负载对系统作功的工况，也不存在负载制动过程，故不需要设置平衡及制动回路。但必须具有快速运动、换向、速度换接以及调压、卸荷等回路。
a 选择快速运动和换向回路
所设计的液压系统对换向平稳性的要求不高，流量不大，压力不高，所以选用价格较低的电磁换向阀控制换向回路即可。为便于实现差动连接，选用三位五通电磁换向阀。为了调整方便和便于增设液压夹紧支路，应考虑选用Y型中位机能。如图3（b）所示。
b 选择速度换接回路
由工况图可知：当滑台从快进转为工进时，输入液压杆的流量由15.38L/min降至6.2L/min,滑台的变化速度较大，可选用行程阀来控制速度的换接，以减小液压冲击，如图3（C）所示。
c 选择调压和卸荷回路
油源中有溢流阀（见图8 3a），调定系统工作压力，因此调压问题已在油源中解决，无须另外再设置调压回路。而且，系统采用进油节流调速，故溢流阀常开，即使滑台被卡住，系统压力也不会超过溢流阀的调定值，所以又起安全作用。
在图8 3a所示的双液压泵自动两级供油的油源中设有卸荷阀，当滑台工进和停止时，低压、大流量液压泵都可经此阀卸荷。
由于工进在整个工作循环周期中占了绝大部分时间，且高压、小流量液压泵的功率较小，故可以认为卸荷问题已基本解决，就不需要再设置卸荷回路。
图3 油源及液压回路的选择
a)液压源 b）换向回路 c）速度换接回路
3）将液压回路综合成液压系统
把上面选出的各种液压回路组合画在一起，就可以得到一张图4所示的液压系统原理图（不包括点划线圆框内的元件）。将此图仔细检查一遍，可以发现，该图所示系统在工作中还存在问题。
为了防止干扰、简化系统并使其功能更加完善，必须对图4所示系统进行如下修整：
图4 液压回路的综合和整理
为了解决滑台工进（阀2在左位）时图中进、回油路相互接通，系统无法建立压力的问题，必须在换向回路中串接一个单向阀a，将进、回油路隔断。
为了解决滑台快进时回油路接通油箱，无法实现液压缸差动连接的问题，必须在回油路上串接一个液控顺序阀b。这样，滑台快进时因负载较小而系统压力较低，使阀b关闭，便阻止了油液返回油箱。
为了解决机床停止工作后回路中的油液流回油箱，导致空气进入系统，影响滑台运动平稳性的问题，必须在电液换向阀的回油口增设一个单向阀c。
为了在滑台工进后系统能自动发出快退信号，须在调速阀输出端增设一个压力继电器d。
若将顺序阀b和背压阀8的位置对调一下，就可以将顺序阀与油源处的卸荷阀合并，从而省去一个阀。
经过修改、整理后的液压系统原理图如图5所示：
1
图5 整理后的液压系统原理图
图6 电磁铁动作顺序表
要实现系统的动作，即要求实现的动作顺序为：快进→工进→快退→停止。则可得出液压系统中各电磁铁的动作顺序如上图6所示。
表中“+”号表示电磁铁通电或行程阀压下；“—”号表示电磁铁断电或行程阀复位。
具体油路分析：
A.快进：油箱→滤油器11 →双泵1 →单向阀10 →阀2左
腔→单向阀6 →行程阀3下腔→缸右腔→缸左腔→阀2左腔
B.工进：油箱→滤油器11 →双泵1 →单向阀10 →阀2左
腔→调速阀4 →缸右腔→缸左腔→阀2左腔→阀8 →阀7 →油箱
C.快退：油箱→滤油器11 →双泵1 →单向阀10 →阀2左
腔→缸右腔→缸左腔→单向阀12 →油箱
D.停止：阀2中位、阀3上腔
4 选择液压元件
1）液压泵
液压缸在整个工作循z环中的最大工作压力为5.6MPa，如取进油路上的压力损失为0.8MPa，为使压力继电器能可靠地工作，
取其调整压力高出系统最大工作压力0.5MPa，则小流量液压泵的
最大工作压力应为：
P p1=(5.6+0.8+0.5)MPa=6.9MPa
大流量液压泵在快进、快速运动时才向液压缸输油，由图2
可知，快退时液压缸的工作压力比快进时大，如取进油路上的压力损失为0.5MPa（因为此时进油不经调速阀故压力损失减小），则大流量液压泵的最高工作压力为：
P p2=(1.676+0.5)MPa=2.176MPa
由图2可知，两个液压泵应向液压缸提供的最大流量为14L/min，因系统较简单，取泄漏系数K L=1.05，则两个液压泵的实际流量应为：
q p=1.05×14L/min=14.7L/min
考虑到溢流阀的最小稳定溢流量为3L/min，而工进时输入液压缸的流量为 6.24L/min，且小流量液压泵单独供油，所以小液压泵的流量规格最少应为9.24L/min。
根据以上压力和流量的数值查阅设计手册，确定选取PV2R12-6/26型双联叶片液压泵，其小液压泵和大液压泵的排量分别为6mL/r和26mL/r，当液压泵的转速np=940r/min时该液压泵的理论流量为30.08L/min，取液压泵的容积效率ηv=0.9，则液压泵的实际输出流量为：
q p=[(9.24+26)×940×0.9/1000]L/min =29.81L/min
由于液压缸在快退时输入功率最大，这时液压泵工作压力为2.176MPa、流量为29.81L/min。按表《液压与气压传动》第2版表8—13取液压泵的总效率ηp=0.75，则液压泵驱动电动机所需
根据此数值查阅电动机产品样本选取Y100L-6型电动机，其额定功率P n=1.5kW，额定转速n n=940r/min。
2）阀类元件及辅助元件
根据阀类及辅助元件所在油路的最大工作压力和通过该元件的最大实际流量，可选出这些液压元件的型号及规格见表3。表
中序号与图5的元件相同。
表3 元件的型号及规则
3）油管
各元件连接管道的规格按液压元件接口处的尺寸决定，液压缸进、出油管则按输入、排出的最大流量计算。由于液压泵选定之后液压缸在各个工作阶段的进、出流量已与原定数值不同，所以要重新计算如表4所示：
由上表可以看出，液压缸在各个工作阶段的实际运动速度符合设计要求。
表4 液压缸的进出流量
根据表4中数值，并按《液压与气压传动》第2版教材第二章
=29.81
= =
= = =
第七节推荐取油液在压油管的速度v=3m/s，按式（2-30）算得与液压缸无杆腔及有杆腔相连的油管内径分别为：
这两根油管都按GB/T2351——2005选用内径Φ15、外径Φ20的冷拔无缝钢管。
4）油箱
油箱容积按《液压与气压传动》第2版教材式（2-19）估算，取经验数据ζ=7，故其容积为：
V=ζq p=7×28.02L=196.14L
按JB/T7938-1999规定，取最靠近的标准值V=200L。
5 验算液压系统性能
1）验算系统压力损失并确定压力阀的调整值
由于系统的管路布置尚未具体确定，整个系统的压力损失无法全面估算，故只能先按《液压与气压传动》第2版教材式（8-13）估算
阀类元件的压力损失，待设计好管路布局图后，加上管路的沿程损失
和局部损失即可。但对于中小型液压系统，管路的压力损失甚微，可
以不予考虑。压力损失的验算应按一个工作循环中不同阶段分别进行。
快进
滑台快进时，液压缸差动连接，由《液压与气压传动》第2版教材表8-22和表8-23可知，进油路上油液通过单向阀10的流量是
22L/min、通过电液换向阀2的流量是29.81L/min，然后与液压缸有
杆腔的回油汇合，以流量58.71L/min通过行程阀3并进入无杆腔。
因此进油路上的总压降为：
此值不大，不会使压力阀开启，故能确保两个泵的流量全部进入液缸。
回油路上，液压缸有杆腔中的油液通过电液换向阀2和单向阀6的量都是24.15L/min，然后与液压泵的供油合并，经行程阀3流入
无杆腔。由此可算出快进时有杆腔压力p2与无杆腔压力p1之差。
此值与原估计值0.4MPa基本相符。
未来液压与气动技术的发展趋势 摘要：本文对液压与气动技术的当前现状作了说明，积极主动提倡自主创新，发挥中国液压与气动行业的优势如何抓住液压与气动技术发展趋势等问题提出的一些方法和建议。 一液压技术 前言：液压传动由于应用了电子技术、计算机技术、信息技术、自动控制技术、摩擦磨损技术及新工艺、新材料等后取得了新的发展,使液压系统和元件在水平上有很大提高.它已成为工业机械、工程建设机械及国防尖端产品不可缺少的重要手段.是它们向自动化、高精度、高效率、高速化、高功率密度(小型化、轻量化)方向发展,不断提高它和电机械传动竞争能力的关键技术.为了保持现有势头,必需重视液压传动固有缺点的不断改进和更新,走向二十一世纪的液压传动不可能有惊人的突破,除不断改进现有液压技术外,最重要的是移植现有的先进技术,使液压传动创造新的活力,以满足未来发展的需要 1液压技术渗透到很多领域，不断在民用工业、在机床、工程机械、冶金机械、塑料机械、农林机械、汽车、船舶等行业得到大幅度的应用和发展，而且发展成为包括传动、控制和检测在内的一门完整的自动化技术。现今，采用液压传动的程度已成为衡量一个国家工业水平的重要标志之一。如发达国家生产的95%的工程机械、90%的数控加工中心、95%以上的自动线都采用了液压传动技术。近年来，我国液压气动密封行业坚持技术进步，加快新产品开发，取得良好成效，涌现出一批各具特色的高新技术产品。北京机床所的直动式电液伺服阀、杭州精工液压机电公司的低噪声比例溢流阀（拥有专利）、宁波华液公司的电液比例压力流量阀（已申请专利），均为机电一体化的高新技术产品，并已投入批量生产，取得了较好的经济效益。北京华德液压集团公司的恒功率变量柱塞泵，填补了国内大排量柱塞泵的空白，适用于冶金、锻压、矿山等大型成套设备的配套。天津特精液压股份有限公司的三种齿轮泵，具有结构新颖、体积小、耐高压、噪声低、性能指标先进等特点。榆次液压件有限公司的高性能组合齿轮泵，可广泛用于工程、冶金、矿山机械等领域。另外，还有广东广液公司的高压高性能叶片泵、宁波永华公司的超高压软管总成、无锡气动技术研究所有限公司为各种自控设备配套的WPI新型气缸系列都是很有特色的新产品。由此可见液压传动产品等在国民经济和国防建设中的地位和作用十分重要。它的发展决定了机电产品性能的提高。它不仅能最大限度满足机电产品实现功能多样化的必要条件，也是完成重大工程项目、重大技术装备的基本保证，更是机电产品和重大工程项目和装备可靠性的保证。所以说液压传动产品的发展是实现生产过程自动化、尤其是工业自动化不可缺少的重要手段。现在世界各国都重视发展基础产品。近年来，国外液压技术由于广泛应用了高新技术成果，使基础产品在水平、品种及扩展应用领域方面都有很大提高和发展 2但目前国内的需求和国外先进水平相比还有较大差距。包括产品趋同化、构成不合理，性能低、可靠性差，创新和自我开发能力弱，自行设计水平低。具体表现在产品水平、产品体系与市场需求存在较大的结构性矛盾。中国的液压市场很大，用户对产品的要求各异，各种高品质、高性能的液压元件市场需求量很大。而大部分国内企业所能提供的产品，无论在档次上还是种类上，都还远远不能满足这些需求。因此，在众多低档产品压价竞争的同时，不得不让出一块巨大
液压与气压传动的课后习题答案精编版 MQS system office room 【MQS16H-TTMS2A-MQSS8Q8-MQSH16898】
第一章习题答案 1-1 填空题 1.液压传动是以（液体）为传动介质，利用液体的（压力能）来实现运动和动力传递的一种传动方式。 2.液压传动必须在（密闭的容器内）进行，依靠液体的（压力）来传递动力，依靠（流量）来传递运动。 3.液压传动系统由（动力元件）、（执行元件）、（控制元件）、（辅助元件）和（工作介质）五部分组成。 4.在液压传动中，液压泵是（动力）元件，它将输入的（机械）能转换成（压力）能，向系统提供动力。 5.在液压传动中，液压缸是（执行）元件，它将输入的（压力）能转换成（机械）能。 6.各种控制阀用以控制液压系统所需要的（油液压力）、（油液流量）和（油液流动方向），以保证执行元件实现各种不同的工作要求。 7.液压元件的图形符号只表示元件的（功能），不表示元件（结构）和（参数），以及连接口的实际位置和元件的（空间安装位置和传动过程）。 8.液压元件的图形符号在系统中均以元件的（常态位）表示。 1-2 判断题 1.液压传动不易获得很大的力和转矩。（×） 2.液压传动装置工作平稳，能方便地实现无级调速，但不能快速起动、制动和频繁换向。（×） 3.液压传动与机械、电气传动相配合时，易实现较复杂的自动工作循环。（√） 4.液压传动系统适宜在传动比要求严格的场合采用。（×） 第二章习题答案 2-1 填空题 1．液体受压力作用发生体积变化的性质称为液体的（可压缩性），可用（体积压缩系数）或（体积弹性模量）表示，体积压缩系数越大，液体的可压缩性越（大）；体积弹性模量越大,液体的可压缩性越（小）。在液压传动中一般可认为液体是（不可压缩的）。 2．油液粘性用（粘度）表示；有（动力粘度）、（运动粘度）、（相对粘度）三种表示方法； 计量单位m2/s是表示（运动）粘度的单位；1m2/s ＝（106）厘斯。 3．某一种牌号为L-HL22的普通液压油在40o C时（运动）粘度的中心值为22厘斯(mm2/s)。 4. 选择液压油时，主要考虑油的（粘度）。（选项：成分、密度、粘度、可压缩性） 5．当液压系统的工作压力高，环境温度高或运动速度较慢时，为了减少泄漏，宜选用粘度较（高）的液压油。当工作压力低，环境温度低或运动速度较大时，为了减少功率损失，宜选用粘度较（低）的液压油。
第一章习题答案 1-1 填空题 1.液压传动是以（液体）为传动介质，利用液体的（压力能）来实现运动和动力传递的一种传动方式。 2.液压传动必须在（密闭的容器内）进行，依靠液体的（压力）来传递动力，依靠（流量）来传递运动。 3.液压传动系统由（动力元件）、（执行元件）、（控制元件）、（辅助元件）和（工作介质）五部分组成。 4.在液压传动中，液压泵是（动力）元件，它将输入的（机械）能转换成（压力）能，向系统提供动力。 5.在液压传动中，液压缸是（执行）元件，它将输入的（压力）能转换成（机械）能。 6.各种控制阀用以控制液压系统所需要的（油液压力）、（油液流量）和（油液流动方向），以保证执行元件实现各种不同的工作要求。 7.液压元件的图形符号只表示元件的（功能），不表示元件（结构）和（参数），以及连接口的实际位置和元件的（空间安装位置和传动过程）。 8.液压元件的图形符号在系统中均以元件的（常态位）表示。 1-2 判断题 1.液压传动不易获得很大的力和转矩。（×） 2.液压传动装置工作平稳，能方便地实现无级调速，但不能快速起动、制动和频繁换向。（×） 3.液压传动与机械、电气传动相配合时，易实现较复杂的自动工作循环。（√） 4.液压传动系统适宜在传动比要求严格的场合采用。（×） 第二章习题答案 2-1 填空题 1．液体受压力作用发生体积变化的性质称为液体的（可压缩性），可用（体积压缩系数）或（体积弹性模量）表示，体积压缩系数越大，液体的可压缩性越（大）；体积弹性模量越大,液体的可压缩性越（小）。在液压传动中一般可认为液体是（不可压缩的）。
2．油液粘性用（粘度）表示；有（动力粘度）、（运动粘度）、（相对粘度）三种表示方法； 计量单位m2/s是表示（运动）粘度的单位；1m2/s ＝（106）厘斯。 3．某一种牌号为L-HL22的普通液压油在40o C时（运动）粘度的中心值为22厘斯(mm2/s)。 4. 选择液压油时，主要考虑油的（粘度）。（选项：成分、密度、粘度、可压缩性） 5．当液压系统的工作压力高，环境温度高或运动速度较慢时，为了减少泄漏，宜选用粘度较（高）的液压油。当工作压力低，环境温度低或运动速度较大时，为了减少功率损失，宜选用粘度较（低）的液压油。 6. 液体处于静止状态下，其单位面积上所受的法向力，称为（静压力），用符号（p ）表示。其国际 单位为（Pa 即帕斯卡），常用单位为（MPa 即兆帕）。 7. 液压系统的工作压力取决于（负载）。当液压缸的有效面积一定时，活塞的运动速度取决于（流量）。 8. 液体作用于曲面某一方向上的力，等于液体压力与（曲面在该方向的垂直面内投影面积的）乘积。 9. 在研究流动液体时，将既（无粘性）又（不可压缩）的假想液体称为理想液体。 10. 单位时间内流过某通流截面液体的（体积）称为流量，其国标单位为（m3/s 即米3/秒），常用单位为（L/min 即升/分）。 12. 液体的流动状态用（雷诺数）来判断，其大小与管内液体的（平均流速）、（运动粘度）和管道的（直径）有关。 13. 流经环形缝隙的流量，在最大偏心时为其同心缝隙流量的（2.5）倍。所以，在液压元件中，为了减小流经间隙的泄漏，应将其配合件尽量处于（同心）状态。 2-2 判断题 1. 液压油的可压缩性是钢的100～150倍。（√） 2. 液压系统的工作压力一般是指绝对压力值。（×） 3. 液压油能随意混用。（×） 4. 作用于活塞上的推力越大，活塞运动的速度就越快。（×） 5. 在液压系统中，液体自重产生的压力一般可以忽略不计。（√） 6. 液体在变截面管道中流动时，管道截面积小的地方，液体流速高，而压力小。（×） 7. 液压冲击和空穴现象是液压系统产生振动和噪音的主要原因。（√） 2-3 问答题 1. 静压力的特性是什么?
液压传动课程设计题目名称液压与气压传动 专业班级2013机械设计制造及自动 化 学生姓名董韬志 学号51501111006指导教师王月英 机械与车辆工程系 二○一六年六月八日
目录 一：任务书 (3) 二：指导老师评阅表 (4) 三：设计内容 (5) 1．分析负载 (5) 2.确定执行元件主要参数 (6) 3.设计液压系统方案和拟定液压系统原理图 (9) 4.选择液压元件 (15) 5.验算液压系统性能 (20) 四：设计小结 (24) 五：参考资料 (25)
蚌埠学院机械与车辆工程系 一：液压传动课程设计任务书 班级：2015机械设计制造及自动化（升本）姓名：董韬志学号：51501111006 指导老师：王月英 1.设计题目： 设计一台卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压传动系统，动力滑台的工作循环是“快进---工进---快退---停止”，液压传动系统的主要性能参数如下：轴向切削力为11000N，移动部件的总重力为10000N，快进行程为100mm，快进与快退速度均为4m/min，工进行程为50mm，工进速度为0.08m/min，加速和减速时间均为0.3s，滑台采用平导轨，静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为0.15，动力滑台可以随时在中途停止运动，设计该组合机床的液压传动系统。2.设计要求： 液压系统图拟定时需要提供两种以上的设计方案的选择比较。从中选择你认为更好的一种进行系统元件选择计算。 3．工作量要求: a. 液压系统图一张 b. 液压缸装配图一张 c. 设计计算说明书一份系统图与液压缸装配图均使用A1图纸绘制
二：指导老师评阅表 蚌埠学院本科课程设计评阅表 机械与车辆工程系2015级机械设计制造及自动化（升本）专业
第一章 1-4 如图所示，一具有一定真空不度的容器用一根管子倒置一液面与大气相通的水槽中，液体与大气相通的水槽中，液体在管中上升的高度h=1m,设液体的密度 为31000/kg m ρ=，试求容器内真空度。 解：取水槽液面为基面。列出静力学基本方程： a p p h g g ρρ+= 则真空度为： 310009.819.810a p p gh ρ-==??=?pa 1-5 1-8 如图所示，已知水深H=10m,截面22120.02,0.04A m A m ==，求孔子的出流流 量以及点２处的表压力（取1?=，不计损失）
1-11泵从一个大的油池中抽吸油液，流量为q＝150L/min,油液的运动粘度 =34×10－6m2/s,油液密度ρ=900 kg/m3。吸油管直径d＝60厘米，并设泵的吸油管弯头处局部阻力系数ξ＝0.2，吸油口粗滤网的压力损失Δp＝ 不大于0.04 MPa，求泵的吸油高度 0.0178MPa。如希望泵入口处的真空度P b h（液面到滤网之间的管道沿程损失可忽略不计）
1-15运动粘度 =40×10－6m2/s的油液通过水平管道，油液密度ρ=900kg/m3，管道内径d=10mm,l=5m,进口压力P 1 ＝4.0MPa, 问流速为3 m/s时，出口压力P 2 为多少？ 解：沿程压力损失：ΔP λ =0.17 MPa 所以P 2＝P 1 －ΔP λ＝4－0.17＝3.83MPa
第二章 2-5设液压泵转速为950r/min ，排量＝168mL/r ，在额定压力29.5MPa 和同样转速下，测得的实际流量为150L/min ，额定工况下的总功率为0.87，试求： (1)泵的理论流量； (2)泵的容积效率； (3)泵的机械效率； (4)泵在额定工况下，所需电机驱动功率； (5)驱动泵的转速。 解：① q t ＝V p n=168×950=159.6 L/min ② ηv =q/q t =150/159.6=93.98% ③ ηm =η/ηv =0.87/0.9398=92.57% ④ Pi=p q/η =29.5×106×150×10-3/（60×0.87）=84.77kw ⑤ T=Pi/ω = Pi/（2лn ） =852.1N.m 第三章 3-1 图示三种结构的液压缸，活塞和活塞杆直径分别为D ，d ，如进入液压缸的 流量为q ，压力为p ，试分析各缸产生的推力，速度大小以及运动方向。 解：对于图a 22()4F p D d π =- 22()4 q q V A D d π= = - 受拉，液压缸左移 对于图b 24F pd π= 2 4 q q V A d π== 受压，液压缸右移 对于图c 24F pd π= 24 q q V A d π== 受压，液压缸右移 3-4差动连接液压缸，无杆腔面积A 1＝100cm2，有杆腔面积A 2＝40 cm2，输入油压力p ＝2 MPa ，输入流量q ＝40 L/min ，所有损失忽略不计，试求：
平顶山学院 补考 课程：液压与气压传动(专升本)总时长：120分钟 1. (填空题) 液压传动主要以液体的____ 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___ ,执行元件的速度决定于____ 。(本题3.0分) 答案: (1) 压力能; (2) 工作负载; (3) 流量; 得分点:未设置 解析: 无 2. (填空题) 液体受压力作用而发生体积缩小的性质称为液体的_____ ,当液压油中混有空气时,其抗压缩能力将降低。(本题1.0分) 答案: (1) 可压缩性; 得分点:未设置 解析: 无 3. (填空题) 液体的粘度通常有三种不同的表示方法,它们是_____ 、_____ 和相对粘度。(本题2.0分) 答案: (1) 动力粘度; (2) 运动粘度; 得分点:未设置 解析: 无
4. (填空题) 温度和压力对液压油的粘度都有影响。温度升高,粘度____ 。压力升高,粘度____ 。(本题2.0分) 答案: (1) 下降; (2) 增大; 得分点:未设置 解析: 无 5. (填空题) 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;分为____ 压力损失和____ 压力损失。(本题2.0分) 答案: (1) 沿程; (2) 局部; 得分点:未设置 解析: 无 6. (填空题) 液压泵是液压系统的动力元件,分为齿轮泵、____ 、____ 和螺杆泵。(本题2.0分) 答案: (1) 叶片泵; (2) 柱塞泵; 得分点:未设置 解析: 无 7. (填空题) 单作用叶片泵的定子和转子之间存在一定的偏心距,调节偏心距的大小,就可以改变泵的___ 。(本题1.0分) 答案: (1) 排量; 得分点:未设置 解析: 无
一、填空题（每空2分，共40分） 1．液压传动中，压力决于_负载_，速度决定于流量。 2．液压传动中，_ 实际输出流量____和____泵的出口压力__相乘是液压功率 3．我国生产的机械油和液压油采用_40o C时的运动粘度(mm2/s)为其标号。 4．管路系统总的压力损失等于_沿程压力损失_及__局部压力损失__之和。 5．方向控制阀的操纵方式有如下五种形式___手动式_、__机动式___、__电磁式____、_液动式、____电液动 式_。 6．溢流阀、减压阀、顺序阀都有____直动式______和____先导式_______两种不同的结构形式 7．进油路节流调速回路的功率损失由______溢流损失_________和______节流损失____两部分组成。 二、单选题（每小题2分，共20分） 1．压力对粘度的影响是（ B ） A 没有影响 B 影响不大 C 压力升高，粘度降低 D 压力升高，粘度显著升 高 2．目前，90%以上的液压系统采用（） A 合成型液压液 B 石油型液压油 C 乳化型液压液 D 磷酸脂液 3．一支密闭的玻璃管中存在着真空度，下面那个说法是正确的（） A 管内的绝对压力比大气压力大B管内的绝对压力比大气压力小 C 管内的相对压力为正值D管内的相对压力等于零 4．如果液体流动是连续的，那么在液体通过任一截面时，以下说法正确的是（ C ）
A 没有空隙 B 没有泄漏 C 流量是相等的 D 上述说法都是正确的 5．在同一管道中，分别用Re紊流、Re临界、Re层流表示紊流、临界、层流时的雷诺数，那么三者的关系是 （ C ） A Re紊流< Re临界 液压与气动技术发展简史感悟 通过在网上和图书馆查询各种资料，我了解到液压与气动技术相对机械传动来说是一门新兴技术。液压与气动技术就是也要传动和其他传动，统称为流体传动，是根据17世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原来而发展起来的一门新兴技术。1795年，英国约瑟夫·布拉曼在伦敦用水作为工作介质，以水压机的形式将其应用于工业上，诞生了世界上第一台水压机。但液压与气动技术在工业上被广泛采用和有较大幅度的发展是20世纪中期以后的事情。 液压传动中所需要的元件主要有动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件等。其中液压动力元件是为液压系统产生动力的部件，主要包括各种液压泵。液压执行元件是用来执行将液压泵提供的液压能转变成机械能的装置，主要包括液压缸和液压马达。液压控制元件用来控制液体流动的方向、压力的高低以及对流量的大小进行预期的控制，以满足特定的工作要求。正是因为液压控制元器件的灵活性，使得液压控制系统能够完成不同的活动。液压控制元件按照用途可以分成压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀。按照操作方式可以分成人力操纵阀、机械操纵法、电动操纵阀等。 除了上述的元件以外，液压控制系统还需要液压辅助元件。这些元件包括管路和管接头、油箱、过滤器、蓄能器和密封装置。通过以上的各个器件，我们就能够建设出一个液压回路。所谓液压回路就是通过各种液压器件构成的相应的控制回路。根据不同的控制 目标，我们能够设计不同的回路，比如压力控制回路、速度控制回路、多缸工作控制回路等。 在工程机械、冶金、军工、农机、汽车、轻纺、船舶、石油、航空和机床行业中，液压技术得到了普遍的应用。随着原子能、空间技术、电子技术等方面的发展，液压技术向更广阔的领域渗透，发展成为包括传动、控制和检测在内的一门完整的自动化技术。现今，采用液压传动的程度已成为衡量一个国家工业水平的重要标志之一。如发达国家产的95%的工程机械生、90%的数控加工中心、95%以上的自动线都采用了液压传动。 液压技术在工业中一般应用于重型，大型，特大型设备，如冶金行业轧机压下系统，连铸机压下系统等；军工中高速响应场合，如飞机尾舵控制，轮船舵机控制，高速响应随动系统等工程机械，抗冲击，要求功重比较高系统一般都采用液压系统。液压传动控制是工业中经常用到的一种控制方式，它采用液压完成传递能量的过程。因为液压传动控制方式的灵活性和便捷性，液压控制在工业上受到广泛的重视。从原理上来说，液压传动所基于的最基本的原理就是帕斯卡原理，就是说，液体各处的压强是一致的，这样，在平衡的系统中，比较小的活塞上面施加的压力比较小，而大的活塞上施加的压力也比较大，这样能够保持液体的静止。所以通过液体的传递，可以得到不同端上的不同的压力，这样就可以达到一个变换的目的。我们所常见到的液压千斤顶就是利用了这个原理来达到力的传递。 从20世纪70年代开始，电子技术和计算机技术迅速发展并进入 液压与气压传动试题 一、填空题（每空2分，共40分） 1．液压传动中，压力决于___负载__________，速度决定于_____流量________。 2．液压传动中，_ 实际输出流量____和____泵的出口压力__相乘是液压功率 3．我国生产的机械油和液压油采用_40o C时的运动粘度(mm2/s)为其标号。 4．管路系统总的压力损失等于_沿程压力损失_及__局部压力损失__之和。 5．方向控制阀的操纵方式有如下五种形式___手动式_、__机动式___、__电磁式____、_液动式、____电液动式_。 6．溢流阀、减压阀、顺序阀都有____直动式______和____先导式_______两种不同的结构形式 7．进油路节流调速回路的功率损失由______溢流损失_________和______节流损失____两部分组成。 二、单选题（每小题2分，共20分） 1．压力对粘度的影响是（ B ） A 没有影响 B 影响不大 C 压力升高，粘度降低 D 压力升高，粘度显著升高 2．目前，90%以上的液压系统采用（） A 合成型液压液 B 石油型液压油 C 乳化型液压液 D 磷酸脂液 3．一支密闭的玻璃管中存在着真空度，下面那个说法是正确的（） A 管内的绝对压力比大气压力大B管内的绝对压力比大气压力小 C 管内的相对压力为正值D管内的相对压力等于零 4．如果液体流动是连续的，那么在液体通过任一截面时，以下说法正确的是（ C ） A 没有空隙 B 没有泄漏 C 流量是相等的 D 上述说法都是正确的 5．在同一管道中，分别用Re紊流、Re临界、Re层流表示紊流、临界、层流时的雷诺数，那么三者的关系是（ C ） A Re紊流< Re临界 《液压与气压传动》第一阶段作业 一、填空题 1．液压系统中的压力取决于（负载），执行元件的运动速度取决于（流量）。 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，其中（动力元件）和（执行元件）为能量转换装置。 3．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。 4．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。 5．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．液流流经薄壁小孔的流量与（小孔通流面积）的一次方成正比，与（压力差）的1/2次方成正比。通过小孔的流量对（温度）不敏感，因此薄壁小孔常用作可调节流阀。 7．通过固定平行平板缝隙的流量与（压力差）一次方成正比，与（缝隙值）的三次方成正比，这说明液压元件内的（间隙）的大小对其泄漏量的影响非常大。 8．变量泵是指（排量）可以改变的液压泵，常见的变量 泵有( 单作用叶片泵、)、( 径向柱塞泵)、( 轴向柱塞泵)其中（单作用叶片泵）和（径向柱塞泵）是通过改变转子和定子的偏心距来实现变量，（轴向柱塞泵）是通过改变斜盘倾角来实现变量。 9．液压泵的实际流量比理论流量（大）；而液压马达实际流量比理论流量（小）。 10．斜盘式轴向柱塞泵构成吸、压油密闭工作腔的三对运动摩擦副为（柱塞与缸体）、（缸体与配油盘）、（滑履与斜盘）。 二、选择题 1．流量连续性方程是（C）在流体力学中的表达形式，而伯努力方程是（A ）在流体力学中的表达形式。 （A）能量守恒定律（B）动量定理（C）质量守恒定律（D）其他 2．液体流经薄壁小孔的流量与孔口面积的（A ）和小孔前后压力差的（B ）成正比。 （A）一次方（B）1/2次方（C）二次方（D）三次方 3．流经固定平行平板缝隙的流量与缝隙值的（D ）和缝隙前后压力差的（A ）成正比。 （A）一次方（B）1/2次方（C）二次方（D）三次方 液压与气动技术发展趋势 由于液压技术广泛应用了高技术成果，如自动控制技术、计算机技术、微电子技术、磨擦磨损技术、可靠性技术及新工艺和新材料，使传统技术有了新的发展，也使液压系统和元件的质量、水平有一定的提高。尽管如此，走向二十一世纪的液压技术不可能有惊人的技术突破，应当主要靠现有技术的改进和扩展，不断扩大其应用领域以满足未来的要求。综合国内外专家的意见，其主要的发展趋势将集中在以下几个方面： 1．减少能耗,充分利用能量 ----液压技术在将机械能转换成压力能及反转换方面，已取得很大进展，但一直存在能量损耗，主要反映在系统的容积损失和机械损失上。如果全部压力能都能得到充分利用，则将使能量转换过程的效率得到显著提高。为减少压力能的损失，必须解决下面几个问题： ①减少元件和系统的内部压力损失，以减少功率损失。主要表现在改进元件内部流道的压力损失,采用集成化回路和铸造流道,可减少管道损失,同时还可减少漏油损失。 ②减少或消除系统的节流损失，尽量减少非安全需要的溢流量，避免采用节流系统来调节流量和压力。 ③采用静压技术，新型密封材料，减少磨擦损失。 ④发展小型化、轻量化、复合化、广泛发展3通径、4通径电磁阀以及低功率电磁阀。 ⑤改善液压系统性能，采用负荷传感系统，二次调节系统和采用蓄能器回路。 ⑥为及时维护液压系统，防止污染对系统寿命和可靠性造成影响，必须发展新的污染检测方法，对污染进行在线测量，要及时调整，不允许滞后，以免由于处理不及时而造成损失。2．主动维护 ----液压系统维护已从过去简单的故障拆修，发展到故障预测，即发现故障苗头时，预先进行维修，清除故障隐患，避免设备恶性事故的发展。 ---- 要实现主动维护技术必须要加强液压系统故障诊断方法的研究，当前，凭有经验的维修技术人员的感宫和经验，通过看、听、触、测等判断找故障已不适于现代工业向大型化、连续化和现代化方向发展，必须使液压系统故障诊断现代化，加强专家系统的研究，要总结专家的知识,建立完整的、具有学习功能的专家知识库，并利用计算机根据输入的现象和知识库中知识，用推理机中存在的推理方法，推算出引出故障的原因，提高维修方案和预防措施。要进一步引发液压系统故障诊断专家系统通用工具软件，对于不同的液压系统只需修改和增减少量的规则。 ----另外，还应开发液压系统自补偿系统，包括自调整、自润滑、自校正，在故障发生之前，进市补偿，这是液压行业努力的方向。 3．机电一体化 ---- 电子技术和液压传动技术相结合，使传统的液压传协与控制技术增加了活力，扩大了应用领域。实现机电一体化可以提高工作可靠性，实现液压系统柔性化、智能化，改变液压系统效率低，漏油、维修性差等缺点，充分发挥液压传动出力大、贯性小、响应快等优点,其主要发展动向如下： (1)电液伺服比例技术的应用将不断扩大。液压系统将由过去的电气液压on-oE系统和开环比例控制系统转向闭环比例伺服系统,为适应上述发展,压力、流量、位置、温度、速度、加速度等传感器应实现标准化。计算机接口也应实现统一和兼容。 (2)发展和计算机直接接口的功耗为5mA以下电磁阀，以及用于脉宽调制系统的高频电磁阀(小于3mS)等。 《液压与气压传动》习题解答 第1章液压传动概述 １、何谓液压传动？液压传动有哪两个工作特性？ 答：液压传动是以液体为工作介质，把原动机的机械能转化为液体的压力能，通过控制元件将具有压力能的液体送到执行机构，由执行机构驱动负载实现所需的运动和动力，把液体的压力能再转变为工作机构所需的机械能，也就是说利用受压液体来传递运动和动力。液压传动的工作特性是液压系统的工作压力取决于负载，液压缸的运动速度取决于流量。 ２、液压传动系统有哪些主要组成部分？各部分的功用是什么？ 答：⑴动力装置：泵，将机械能转换成液体压力能的装置。⑵执行装置：缸或马达，将液体压力能转换成机械能的装置。⑶控制装置：阀，对液体的压力、流量和流动方向进行控制和调节的装置。⑷辅助装置：对工作介质起到容纳、净化、润滑、消声和实现元件间连接等作用的装置。⑸传动介质：液压油，传递能量。 ３、液压传动与机械传动、电气传动相比有哪些优缺点？ 答：液压传动的优点：⑴输出力大,定位精度高、传动平稳，使用寿命长。 ⑵容易实现无级调速，调速方便且调速范围大。⑶容易实现过载保护和自动控制。 ⑷机构简化和操作简单。 液压传动的缺点：⑴传动效率低，对温度变化敏感，实现定比传动困难。⑵出现故障不易诊断。⑶液压元件制造精度高，⑷油液易泄漏。 第２章液压传动的基础知识 1、选用液压油有哪些基本要求？为保证液压系统正常运行，选用液压油要考虑哪些方面？ 答：选用液压油的基本要求：⑴粘温特性好，压缩性要小。⑵润滑性能好，防锈、耐腐蚀性能好。⑶抗泡沫、抗乳化性好。⑷抗燃性能好。选用液压油时考虑以下几个方面，⑴按工作机的类型选用。⑵按液压泵的类型选用。⑶按液压系统工作压力选用。⑷考虑液压系统的环境温度。⑸考虑液压系统的运动速度。 ⑹选择合适的液压油品种。 2、油液污染有何危害？应采取哪些措施防止油液污染？ 答：液压系统中污染物主要有固体颗粒、水、空气、化学物质、微生物等杂物。其中固体颗粒性污垢是引起污染危害的主要原因。1)固体颗粒会使滑动部分磨损加剧、卡死和堵塞，缩短元件的使用寿命；产生振动和噪声。2)水的侵入加速了液压油的氧化，并且和添加剂一起作用，产生粘性胶质，使滤芯堵塞。3) 空气的混入能降低油液的体积弹性模量，引起气蚀，降低其润滑性能。4)微生物的生成使油液变质，降低润滑性能，加速元件腐蚀。 污染控制贯穿于液压系统的设计、制造、安装、使用、维修等各个环节。在实际工作中污染控制主要有以下措施：1)油液使用前保持清洁。2)合理选用液压元件和密封元件，减少污染物侵入的途径。3)液压系统在装配后、运行前保持清洁。4)注意液压油在工作中保持清洁。5)系统中使用的液压油应定期检查、补充、更换。6)控制液压油的工作温度，防止过高油温造成油液氧化变质。 3、什么是液压油的粘性和粘温特性？为什么在选择液压油时，应将油液的粘度作为主要的性能指标？ 答：液体流动时分子间相互牵制的力称为液体的内摩擦力或粘滞力，而液体 液压与气动技术的发展趋势 摘要：液压技术在工程机械、冶金、军工、农机、汽车、轻纺、船舶、石油、航空和机床行业中，得到了普遍的应用。随着原子能、空间技术、电子技术等方面的发展，液压技术向更广阔的领域渗透，发展成为包括传动、控制和检测在内的一门完整的自动化技术。现今，采用液压传动的程度已成为衡量一个国家工业水平的重要标志之一。由于工业自动化以及FMS发展，要求气动技术以提高系统可靠性、降低总成本与电子工业相适应为目标，进行系统控制技术和机电液气综合技术的研究和开发。显然，气动元件的微型化、节能化、无油化是当前的发展特点，与电子技术相结合产生的自适应元件，如各类比例阀和电气伺服阀，使气动系统从开关控制进入到反馈控制。计算机的广泛普及与应用为气动技术的发展提供了更加广阔的前景。社会需求永远是推动技术发展的动力，降低能耗，提高效率，适应环保需求，机电一体化，高可靠性等是液压气动技术继续努力的永恒目标，也是液压气动产品参与市场竞争是否取胜的关键…… 关键词：液压，气动技术，发展趋势 The Development Trend of Hydraulic and Pneumatic Technology Abstract:With the development of atomic energy, space technology, electronic technology and other aspects of the infiltration, hydraulic technology to a wider area, developed into including the transmission, control and detection of a complete automation technology. Because of industrial automation and the development of FMS, the requirements of pneumatic technology to improve system reliability, reduce the total cost and the electronics industry to adapt to the target, the research and development of system control technology and electromechanical liquid gas comprehensive technology. Obviously, gas, energy saving, miniaturization of pneumatic components of non oil is the current characteristics of the development of electronic technology, and the combination of adaptive element is generated, the pneumatic system into the feedback control from the control switch. To reduce energy consumption, improve efficiency, adapt to the demand of environmental protection, mechanical and electrical integration, high reliability is the hydraulic and pneumatic technology to the eternal goal, the key is the hydraulic and pneumatic products to participate in market competition to win. Key Words:Hydraulic, pneumatic, development 一、单选题（每小题2分，共20分） 1．压力对粘度的影响是（ B ） A 没有影响 B 影响不大 C 压力升高，粘度降低 D 压力升高，粘度显著升高 2．目前，90%以上的液压系统采用（ C ） A 合成型液压液 B 石油型液压油 C 乳化型液压液 D 磷酸脂液 3．一支密闭的玻璃管中存在着真空度，下面那个说法是正确的（ D ） A 管内的绝对压力比大气压力大B管内的绝对压力比大气压力小 C 管内的相对压力为正值D管内的相对压力等于零 4．如果液体流动是连续的，那么在液体通过任一截面时，以下说法正确的是（ C ） A 没有空隙 B 没有泄漏 C 流量是相等的 D 上述说法都是正确的 5．在同一管道中，分别用Re紊流、Re临界、Re层流表示紊流、临界、层流时的雷诺数，那么三者的关系是（ C ） A Re紊流< Re临界 制油路的接通或切断 8．旁油路节流调速回路在（ A ）时有较高的速度刚度 A 重载高速 B 重载低速 C 轻载低速 D 轻载高速 9．调速阀可以实现（ D ） A 执行部件速度的调节 B 执行部件的运行速度不因负载而变化 C 调速阀中的节流阀两端压差保持恒定 D 以上都正确 10．可以承受负值负载的节流调速回路是（ C ） A 进油路节流调速回路B旁油路节流调速回路 C 回油路节流调速回路 D 三种回路都可以 填空题（每空1分，共25分） 1．液体静压力沿内法线方向作用于承压面；静止液体内任意点的压力在(各个)方向相等。 2．液体在管道中的流动状态有两种，即(层流)和(紊流)。流态可用(雷诺数)来判断。 3．液压系统的调速方法分为(节流调速)、(容积调速)和(节流容积调速)。 4．定量泵节流调速系统中，泵的供油一部分按速度要求由流量阀调节后流往执行元件，多余油液由(溢流阀)流回油箱，同时也就稳定了泵的供油压力。 1.已知某液压泵的输出压力为5MPa，排量为10mL/r，机械效率为 0.95，容积效率为0.9，转速为1200r/min，求： （1）液压泵的总效率； （2）液压泵输出功率； （3）电动机驱动功率。 解：（1）η=ηVηm=0.95×0.9=0.855 （2）P=pqηv/60=5×10×1200×0.9/(60×1000)= 0.9kW （3）P i=P/η=0.9/(0.95×0.9)=1.05kW 2.如图所示三种形式的液压缸，活塞和活塞杆直径分别为D、d，如 进入液压缸的流量为q，压力为P，若不计压力损失和泄漏，试分别计算各缸产生的推力、运动速度大小和运动方向。 答：（a）错误！未找到引用源。；错误！未找到引用源。；缸体向右运动 （b）答：错误！未找到引用源。；错误！未找到引用源。；缸体向左运动 （c）答：错误！未找到引用源。；错误！未找到引用源。；缸体向左运动 3.写出图示回路有序元件名称。 解：（1）大流量泵（2）小流量泵（3）溢流阀（4）单向阀（5）外控式顺序阀（卸荷阀）（6）调速阀 如图所示的液压回路，要求先夹紧，后进给。进给缸需实现“快进——工进——快退——停止”这四个工作循环，而后夹紧缸松开。（1）指出标出数字序号的液压元件名称。 （2）指出液压元件6的中位机能。 （3）列出电磁铁动作顺序表。（通电“+”，失电“-”） 答：（1）1－减压阀；2－单向阀；3－二位四通电磁换向阀；4－压力继电器； 5－液压缸；6－三位四通电磁换向阀。 （2）O型。 （3） 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。 第1章 液压与气动技术概论 液压与气压传动技术是机械设备中发展速度最快的技术之一，特别是近年来，随着机电一体化技术的发展，与微电子、计算机技术相结合，液压与气压传动进入了一个新的发展阶段。 液压与气压传动技术是以流体—液压油液（或压缩空气）为工作介质进行能量传递和控制的一种传动形式，它们的工作原理基本相同。 机器包括原动机、传动机构和执行机构。原动机有电动机、内燃机、燃气轮机等形式；传动机构有电气传动、机械传动和流体传动，其中，流体传动是利用气体和液体等介质传递动力和能量的，包括气压传动和液体传动。液体传动是利用液体作为工作介质来传递和控制能量的，包括液力传动和液压传动等两种形式；气压传动是利用气体传递和控制能量的。 液压传动是利用密封容积内液体体积的变化来传递和控制能量的；而液力传动是利用非封闭的液体的动能或势能来传递能量和控制能量的。 1.1 液压传动的工作原理 液压千斤顶是机械行业常用的工具，常用这个小型工具顶起较重的物体。下面以它为例简述液压传动的工作原理。图1.1所示为液压千斤顶的工作原理图。有两个液压缸1和6，内部分别装有活塞，活塞和缸体之间保持良好的配合关系，不仅活塞能在缸内滑动，而且配合面之间又能实现可靠的密封。当向上抬起杠杆时，液压缸1活塞向上运动，液压缸1下腔容积增大形成局部真空，单向阀2关闭，油箱4的油液在大气压作用下经吸油管顶开单向阀3进入液压缸1下腔，完成一次吸油动作。当向下压杠杆时，液压缸1活塞下移， 液压缸1下腔容积减小，油液受挤压，压力升高，关闭单向阀3，液压缸1下腔的压力油顶开单向阀2，油液经排油管进入液压缸6的下腔，推动大活塞上移 顶起重物。如此不断上下扳动杠杆就可以使重物不断升起，达到起重的目的。如杠杆停止动作，液压缸6下腔油液压力将使单向阀2关闭，液压缸6活塞连同重物一起被自锁不动，停止在举升位置。如打开截止阀5，液压缸6下腔通油箱，液压缸6活塞将在自重作用下向下移，迅速回复到原始位置。设液压缸1和6的面积分别为A l 和A 2，则液 压缸1单位面积上受到的压力p 1 = F /A l ，液压缸6单位面积上受到的压力p 2 = W /A 2。根据流体力学的帕斯卡定律“平衡液体内某一点的压力值能等值地传递到密闭液体内各点”，则有： 图1.1 液压千斤顶工作原理图 1—小液压缸；2—排油单向阀；3—吸油单向阀； 4—油箱；5—截止阀；6—大液压缸 1、动力粘度的物理意义是单位速度梯度下的切应力。 +ρgh。 2、静压力的基本方程为p=p 3、般齿轮啮合系数ε必须大于1。 4、解决齿轮泵困油现象的方法是在齿轮泵的两侧端盖上铣两条卸荷槽。 5、溢流阀的作用有调节系统的流量，并保持系统的压力基本稳定，用于过载保护，作卸荷阀，远程调压 6、液压传动是利用液体的压力能来做功的。 7、液体在管内流动时有层流和端流两种流态，液体的流态由雷诺数判断。 8、液压系统中的压力损失有局部压力损失和沿程压力损失两种。 9、液压传动系统由动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件及工作介质五部分组成，各部分的作用分别为向系统提供动力源、将液压泵提供的液压能转变为机械能、对液体的流动方向、压力的高低以及流量的大小进行预期的控制、保证液压系统有效地传递力和运动，提高液压系统的工作性能、实现各种不同的控制功能。其中液压泵的作用为将原动机输出的机械能转换为工作液体的压力能。 10、液压传动系统的调速方法有节流调速、容积调速、容积节流调速。 11、齿轮泵的瞬时流量是脉动的，齿轮泵的齿数越少，脉动率越大。 12、液压系统基本控制回路按其功能不同分方向、速度、压力控制回路。 13、油箱分总体式油箱和分离式油箱。油箱的作用是储存油液，散发油液中的热量、逸出混在油液中的气体、沉淀油中的污物。 14、液压泵单位时间内排出液体的体积称为泵的流量，它的大小与泵的排量和转速有关。 15、根据节流阀在油路中的位置，节流调速回路可分为进油节流调速回路，回油节流调速回路，旁路节流调速回路。 16、当柱塞泵的柱塞数为奇数时，流量脉动系数较小。 17、单作用叶片泵通过改变定子和转子之间的偏心距来变量。它能否实现双向变量？能。 18、油液的粘度随温度的升高而降低，随压力的升高而增加。 19、液压控制阀的作用是控制液压系统中执行元件的压力，流量和方向，可分为液压与气动技术发展简史感悟
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