第3章 液压执行元件第2节
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液压与气压传动主编:郭晋荣本书目录第一章绪论第二章液压传动系统的基本组成第三章液压传动基本回路第四章典型液压传动系统第五章气压传动系统的基本组成第六章气压传动基本回路第七章典型气压传动系统第八章液压与气压传动系统的安装调试和故障分析第三章液压传动基本回路第一节方向控制回路第二节压力控制回路第三节速度控制回路第四节多缸动作回路第五节液压伺服系统一、换向回路1.采用双向变量泵的换向回路液压基本回路是指能实现某种规定功能的液压元件组合。
方向控制回路是通过控制进入执行元件的油液的通、断或方向,从而实现液压系统中执行元件的启动、停止或改变运动方向的回路。
在容积调速的闭式回路中,可以利用双向变量泵控制油液的方向来实现执行元件的换向。
如下图所示,控制换向变量泵的方向,即可改变液压马达的旋转方向。
一、换向回路2.采用换向阀的换向回路电磁换向阀换向回路手动换向阀换向回路二、锁紧回路1.用换向阀的锁紧回路锁紧回路的作用是使控制执行元件能在任意位置停留,且停留后不会因外力作用而移动位置。
如下图所示,利用O型或M型中位机能的三位四通换向阀,封闭液压缸两腔进出油口,使液压缸锁紧。
由于换向阀的泄漏,这种锁紧回路能保持执行元件的锁紧时间短,锁紧效果较差。
三位换向阀的锁紧回路图下图是采用液控单向阀的锁紧回路。
换向阀左位工作时,压力油经左液控单向阀进入液压缸左腔,同时将右液控单向阀打开,使缸右腔的油液能流回油箱,活塞向右运动;同理,当换向阀右位工作时,压力油进入缸右腔,同时将左液控单向阀打开,缸左腔回油,活塞向左运动。
当换向阀处于中位或液压泵停止供油时,两个液控单向阀立即关闭,活塞停止运动。
为了保证中位锁紧可靠,换向阀宜采用H型或Y型机能。
由于液控单向阀密封性能好,泄漏少。
因此,锁紧精度高,能保证执行元件长期锁紧。
用液控单向阀的锁紧回路图二、锁紧回路2.用液控单向阀的锁紧回路一、调压回路1.单级调压回路单级调压回路即用单个溢流阀实现调压的回路,这在前面溢流阀的应用中已有2.二级调压回路图(a)所示二级调压回路,先导式溢流阀4的外控口K串接一个二位二通换向阀3和一个远程调压阀2(小规格的溢流阀)。
第四章、液压执行元件第一节液压马达一、液压马达的特点及分类液压马达是把液体的压力能转换为机械能的装置,从原理上讲,液压泵可以作液压马达用,液压马达也可作液压泵用。
但事实上同类型的液压泵和液压马达虽然在结构上相似,但由于两者的工作情况不同,使得两者在结构上也有某些差异。
例如:1.液压马达一般需要正反转,所以在内部结构上应具有对称性,而液压泵一般是单方向旋转的,没有这一要求。
2.为了减小吸油阻力,减小径向力,一般液压泵的吸油口比出油口的尺寸大。
而液压马达低压腔的压力稍高于大气压力,所以没有上述要求。
3.液压马达要求能在很宽的转速范围内正常工作,因此,应采用液动轴承或静压轴承。
因为当马达速度很低时,若采用动压轴承,就不易形成润滑滑膜。
4.叶片泵依靠叶片跟转子一起高速旋转而产生的离心力使叶片始终贴紧定子的内表面,起封油作用,形成工作容积。
若将其当马达用,必须在液压马达的叶片根部装上弹簧,以保证叶片始终贴紧定子内表面,以便马达能正常起动。
5.液压泵在结构上需保证具有自吸能力,而液压马达就没有这一要求。
6.液压马达必须具有较大的起动扭矩。
所谓起动扭矩,就是马达由静止状态起动时,马达轴上所能输出的扭矩,该扭矩通常大于在同一工作压差时处于运行状态下的扭矩,所以,为了使起动扭矩尽可能接近工作状态下的扭矩,要求马达扭矩的脉动小,内部摩擦小。
由于液压马达与液压泵具有上述不同的特点,使得很多类型的液压马达和液压泵不能互逆使用。
液压马达按其额定转速分为高速和低速两大类,额定转速高于500r/min的属于高速液压马达,额定转速低于500r/min的属于低速液压马达。
高速液压马达的基本型式有齿轮式、螺杆式、叶片式和轴向柱塞式等。
它们的主要特点是转速较高、转动惯量小,便于启动和制动,调速和换向的灵敏度高。
通常高速液压马达的输出转矩不大(仅几十牛·米到几百牛·米),所以又称为高速小转矩液压马达。
高速液压马达的基本型式是径向柱塞式,例如单作用曲轴连杆式、液压平衡式和多作用内曲线式等。
绪论一、填空题2、液压传动系统主要由__动力装置_______、_执行装置________、_控制调节装置________、_辅助装置____及传动介质等部分组成。
3、能源装置是把___机械能___转换成流体的压力能的装置,执行装置是把流体的___压力能___转换成机械能的装置,控制调节装置是对液(气)压系统中流体的压力、流量和流动方向进行控制和调节的装置。
二、判断题(×)1、液压传动不容易获得很大的力和转矩。
(√)3、液压传动系统不宜远距离传动。
(×)7、液压传动系统中,常用的工作介质是气油。
三、选择题1、把机械能转换成液体压力能的装置是( A )。
A动力装置、B执行装置、C控制调节装置2、液压传动的优点是( A )。
A比功率大、B传动效率低、C可定比传动3、液压传动系统中,液压泵属于( A ),液压缸属于( B ,溢流阀属于( D ),油箱属于( C )。
A.动力装置B.执行装置C.辅助装置D.控制装置第一章液压传动基础一、填空题1、流体流动时,沿其边界面会产生一种阻止其运动的流体摩擦作用,这种产生内摩擦力的性质称为___粘性______。
6、油液粘度因温度升高而___降低___ ,因压力增大而___增加___ 。
7、液压油是液压传动系统中的传动介质,而且还对液压装置的机构、零件起着__润滑____、__冷却____和防锈作用。
二、判断题(×)3、液压千斤顶能用很小的力举起很重的物体,因而能省功。
(√)4、空气侵入液压系统,不仅会造成运动部件的“爬行”,而且会引起冲击现象(√)9、用来测量液压系统中液体压力的压力计所指示的压力为相对压力。
(×)10、以大气压力为基准测得的高出大气压的那一部分压力称绝对压力。
三、选择题2.在密闭容器中,施加于静止液体内任一点的压力能等值地传递到液体中的所有地方,这称为( D )A.能量守恒原理B.动量守恒定律C.质量守恒原理D.帕斯卡原理5.( A )是液压传动中最重要的参数。
《液压与气动技术》随堂练习题绪论一、单项选择题1. 液压与气压传动是以流体的( B )的来传递动力的。
A.动能 B. 压力能 C. 势能 D. 热能2. 液压与气压传动中的工作压力取决于( C )。
A. 流量B. 体积C. 负载D. 其他二、判断题(在括弧内,正确打“○”,错误打“×”)1. 液压与气压传动中执行元件的运动速度只取决于输入流量的大小,与压力无关。
(○)2. 液压与气压传动中的功率P等于压力p与排量V的乘积。
(×)第一章液压传动基础知识一、单项选择题1. 液压与气压传动的工作原理是基于( D )。
A. 能量守恒定律B. 动量定理C. 质量守恒定律D. 帕斯卡原理2. 流体的粘度随温度变化,对于液体,温度升高,粘度( A )。
A. 下降B. 增大C. 不变D. 其他3. 流体的粘度随温度变化,对于气体,温度升高,粘度( B )。
A. 下降B. 增大C. 不变D. 其他4. 流量连续性方程是( C )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. 帕斯卡原理5. 伯努利方程是( 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. 帕斯卡原理6. 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7. 牌号L-HL-46的国产液压油,数字46表示在( C )下该牌号液压油的运动粘度为46 Cst。
A. 20℃B. 50℃C. 40℃D. 0℃8. 液压阀,阀的额定流量为q n,额定工作压力为p n,流经阀的额定流量时的压力损失为∆p。
当流经阀的流量为q n/3,其压力损失为( D )。
A. ∆p/3B. ∆p/2C. ∆pD. ∆p/9二、判断题(在括弧内,正确打“○”,错误打“×”)1. 理想流体伯努力方程的物理意义是:在管内作稳定流动的理想流体,在任一截面上的压力能、势能和动能可以互相转换,但其总和不变。
第三章液压泵和液压马达第一节液压泵第二节齿轮泵第三节叶片泵第四节柱塞泵第五节液压马达第六节液压泵和液压马达的选用重点:液压泵和液压马达的工作原理、效率功率计算难点:结构教学目的:理解原理,熟悉结构在液压系统中,液压泵和液压马达都是能量转换装置。
液压泵:把驱动电动机的机械能转换成液压系统中油液的压力能,供系统使用;液压马达:把输来的油液的压力能转换成机械能,使工作部件克服负载而对外做功。
工作原理上,大部分液压泵和液压马达是可逆的。
一、液压泵的工作原理二、液压泵的性能参数三、液压泵的分类一、液压泵的工作原理容积式液压泵:靠密封工作腔的容积变化进行工作,其输出流量的大小由密封工作容积变化的大小来决定。
i P T ω=o V P pq =η=ηV按结构形式分为:齿轮式、叶片式、柱塞式三大类。
按输出(输入)流量分为:定量液压泵和变量液压泵。
第一节液压泵三、液压泵的分类a)单向定量液压泵b)双向定量液压泵c)单向变量液压泵d) 双向变量液压泵液压泵的图形符号作业:3-2齿轮泵优点:结构简单紧凑、体积小、质量轻、工艺性好、价格便宜、自吸能力强、对油液污染不灵敏、维修方便及工作可靠,因此在汽车上得到了广泛的应用。
齿轮泵缺点:泄漏较大,流量脉动大,噪声较高,径向不平衡力大,所能达到的额定压力不够高,目前其最高工作压力30MPa 。
第二节齿轮泵齿轮泵按结构形式分为:①外啮合齿轮泵②内啮合齿轮泵泵的泵体内装有一对相同的外啮合齿轮,齿轮两侧靠端盖密封。
泵体、端盖和齿轮的各个齿间一、外啮合齿轮泵1. 外啮合齿轮泵工作原理第二节齿轮泵槽组成了许多密封的工作腔。
b zm Dhb V 22ππ==排量:b zm V 266.6=排量修正:排量近似计算:假设齿间的工作容积与轮齿的有效体积相等,则齿轮每转排量等于主动齿轮的所有齿间容积及其所有轮齿的有效体积之和(1)困油现象:齿轮泵要平稳而连续地工作,齿轮啮合的重合度系数必须大于1,因此总有两对轮齿同时啮合,并有一部分油液被围困在两对轮齿所形成的封闭容积之间,困油容积由大变小,再由小变大,使油压变化,产生振动和噪声。
《液压与气压传动》教学大纲一、课程性质与任务1.课程性质:本课程是车辆工程专业的专业选修课。
2.课程任务:通过本课程的学习使学生了解和掌握液压传动技术的基本知识,典型液压元件的结构特点和工作原理;掌握液压基本回路的组成,典型液压传动系统的工作原理;液压传动系统的设计计算及其在工程实际中的应用等;通过实验课使学生对液压元件结构及液压传动系统有更深刻的认识,并掌握必要的实验技能和一定的分析和解决问题的实际能力。
二、课程教学基本要求通过对液压概念、液压元件和液压系统组成的介绍,让学生理解液压系统以及各组成元件的工作方式、工作原理、结构细节对性能的影响,最终达到自己设计液压系统的目的。
通过必要的理论学习和实验操作,使学生掌握基本的实验方法及实验技能,学习科学研究的方法,帮助学生学习和运用理论处理实际问题,验证消化和巩固基础理论;通过液压传动实验使学生初步具备液压元件、液压回路的调整和测试的综合能力;培养学生正确处理实验数据和分析实验结果的能力,运用所学的理论解决实际问题的能力,提高学生的综合素质。
使学生同时具备将抽象的液压原理用简洁的机构表达出来的能力。
教学中要坚持以学生为主体,教师为主导,充分调动学生学习的主动性和积极性,让学生主动参与教学全过程;课堂教学中要多采用模型、实物和现代教育技术,加强直观性教学,注意理论联系实际,重视培养学生的实际操作能力。
成绩考核形式:平时30%(作业、考勤、练习、实验),期末70%(考试)。
成绩评定采用百分制,60分为及格。
三、课程教学内容第一章绪论1.教学基本要求了解液压传动发展概述;理解压力、流量、速度的基本概念;掌握液压系统的工作原理、组成。
2.要求学生掌握的基本概念、理论通过本章教学使学生初步具有识别简单液压系统的技能,激起学生的学习热情和学习兴趣。
3.教学重点和难点教学重点是液压传动的工作原理,关于压力和流量的两个重要概念。
教学难点是液压系统的组成。
4.教学内容第一节液压与气压传动系统的工作原理1.液压与气压传动的工作原理2.液压与气压传动系统的组成3.液压与气压传动系统的职能符号第二节液压与气压传动的优缺点1.液压与气压传动的优点2.液压与气压传动的缺点第三节液压与气压传动的应用与发展1.液压与气压传动的应用2.液压与气压传动的发展第二章液压油与液压流体力学基础1.教学基本要求了解流体力学三个基本方程式:连续性方程、伯努利方程和动量方程的意义和计算;理解动力学基本概念:理想液体、恒定流动、迹线和流线等;掌握液体静力学基本方程及意义、压力、流量两个重要参数。
第一章绪论一、填空题1 、一部完整的机器一般主要由三部分组成,即 、 、2 、液体传动是主要利用 能的液体传动。
3 、液压传动由四部分组成即 、 、 、 。
4 、液压传动主要利用 的液体传动。
5 、液体传动是以液体为工作介质的流体传动。
包括 和 。
二、计算题:1:如图 1 所示的液压千斤顶,已知活塞 1 、 2 的直径分别为 d= 10mm , D= 35mm ,杠杆比 AB/AC=1/5 ,作用在活塞 2 上的重物 G=19.6kN ,要求重物提升高度 h= 0.2m ,活塞 1 的移动速度 v 1 = 0.5m /s 。
不计管路的压力损失、活塞与缸体之间的摩擦阻力和泄漏。
试求:1 )在杠杆作用 G 需施加的力 F ;2 )力 F 需要作用的时间;3 )活塞 2 的输出功率。
二、课后思考题:1 、液压传动的概念。
2 、液压传动的特征。
3 、液压传动的流体静力学理论基础是什么?4 、帕斯卡原理的内容是什么?5 、液压传动系统的组成。
6 、液压系统的压力取决于什么?第一章绪论答案一、填空题第1空:原动机;第2空:传动机;第3空:工作机;第4空:液体动能; 第5空 :液压泵; 6 :执行元件; 7 :控制元件; 8 :辅助元件; 9 :液体压力能; 10 :液力传动; 11 :液压传动二、计算题:答案:1 )由活塞2 上的重物 G 所产生的液体压力=20×10 6 Pa根据帕斯卡原理,求得在 B 点需施加的力由于 AB/AC=1/5 ,所以在杠杆 C 点需施加的力2 )根据容积变化相等的原则求得力 F 需施加的时间3 )活塞 2 的输出功率第二章液压流体力学基础一、填空题1、油液在外力作用下,液层间作相对运动进的产生内摩擦力的性质,叫做 。
2、作用在液体内部所有质点上的力大小与受作用的液体质量成正比,这种力称为 。
3、作用在所研究的液体外表面上并与液体表面积成正比的力称为 。
4、 液体体积随压力变化而改变。
绪论一、填空题2、液压传动系统主要由__动力装置_______、_执行装置________、_控制调节装置________、_辅助装置____及传动介质等部分组成。
3、能源装置是把___机械能___转换成流体的压力能的装置,执行装置是把流体的___压力能___转换成机械能的装置,控制调节装置是对液(气)压系统中流体的压力、流量和流动方向进行控制和调节的装置。
二、判断题(×)1、液压传动不容易获得很大的力和转矩。
(√)3、液压传动系统不宜远距离传动。
(×)7、液压传动系统中,常用的工作介质是气油。
三、选择题1、把机械能转换成液体压力能的装置是( A )。
A动力装置、B执行装置、C控制调节装置2、液压传动的优点是( A )。
A比功率大、B传动效率低、C可定比传动3、液压传动系统中,液压泵属于( A ),液压缸属于( B ,溢流阀属于( D ),油箱属于( C )。
A.动力装置B.执行装置C.辅助装置D.控制装置第一章液压传动基础一、填空题1、流体流动时,沿其边界面会产生一种阻止其运动的流体摩擦作用,这种产生内摩擦力的性质称为___粘性______。
6、油液粘度因温度升高而___降低___ ,因压力增大而___增加___ 。
7、液压油是液压传动系统中的传动介质,而且还对液压装置的机构、零件起着__润滑____、__冷却____和防锈作用。
二、判断题(×)3、液压千斤顶能用很小的力举起很重的物体,因而能省功。
(√)4、空气侵入液压系统,不仅会造成运动部件的“爬行”,而且会引起冲击现象(√)9、用来测量液压系统中液体压力的压力计所指示的压力为相对压力。
(×)10、以大气压力为基准测得的高出大气压的那一部分压力称绝对压力。
三、选择题2.在密闭容器中,施加于静止液体内任一点的压力能等值地传递到液体中的所有地方,这称为( D )A.能量守恒原理B.动量守恒定律C.质量守恒原理D.帕斯卡原理5.( A )是液压传动中最重要的参数。