第九章-液压系统设计与计算.
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第九章液压传动系统设计与计算液压系统设计的步骤大致如下:1.明确设计要求,进行工况分析。
2.初定液压系统的主要参数。
3.拟定液压系统原理图。
4.计算和选择液压元件。
5.估算液压系统性能。
6.绘制工作图和编写技术文件。
根据液压系统的具体内容,上述设计步骤可能会有所不同,下面对各步骤的具体内容进行介绍。
第一节明确设计要求进行工况分析在设计液压系统时,首先应明确以下问题,并将其作为设计依据。
1.主机的用途、工艺过程、总体布局以及对液压传动装置的位置和空间尺寸的要求。
2.主机对液压系统的性能要求,如自动化程度、调速范围、运动平稳性、换向定位精度以及对系统的效率、温升等的要求。
3.液压系统的工作环境,如温度、湿度、振动冲击以及是否有腐蚀性和易燃物质存在等情况。
图9-1位移循环图在上述工作的基础上,应对主机进行工况分析,工况分析包括运动分析和动力分析,对复杂的系统还需编制负载和动作循环图,由此了解液压缸或液压马达的负载和速度随时间变化的规律,以下对工况分析的内容作具体介绍。
一、运动分析主机的执行元件按工艺要求的运动情况,可以用位移循环图(L—t),速度循环图(v—t),或速度与位移循环图表示,由此对运动规律进行分析。
1.位移循环图L—t图9-1为液压机的液压缸位移循环图,纵坐标L表示活塞位移,横坐标t表示从活塞启动到返回原位的时间,曲线斜率表示活塞移动速度。
该图清楚地表明液压机的工作循环分别由快速下行、减速下行、压制、保压、泄压慢回和快速回程六个阶段组成。
2.速度循环图v—t(或v—L)工程中液压缸的运动特点可归纳为三种类型。
图9-2为三种类型液压缸的v—t图,第一种如图9-2中实线所示,液压缸开始作匀加速运动,然后匀速运动,图9-2 速度循环图最后匀减速运动到终点;第二种,液压缸在总行程的前一半作匀加速运动,在另一半作匀减速运动,且加速度的数值相等;第三种,液压缸在总行程的一大半以上以较小的加速度作匀加速运动,然后匀减速至行程终点。
《液压传动与控制》习题集液压传动课程组兰州工专内部使用前言《液压传动与控制》教材由兰州工业高等专科学校、云南工学院、新疆工学院、陕西工学院四所院校编写,于1994年6月由重庆大学出版社出版。
阅历十余年,液压传动的内容发展很快,所以修订后再出版。
为有利于教学,编了该教材的思考题与习题集,仅供参考。
编者2005年月目录绪论 (4)第一章工作介质及液压流体力学基础 (4)第二章液压泵及液压马达 (7)第三章液压缸 (9)第四章控制阀 (10)第五章液压辅件 (13)第六章液压基本回路 (14)第七章典型液压系统分析 (19)第八章液压系统的设计与计算 (20)第九章液压伺服控制系统 (20)第十章液压系统(设备)的安装、调试、使用及维护 (21)第十一章液压系统的故障诊断及排除 (21)绪论0-1 何谓液压传动?其基本工作原理是怎样的?0-2 结合图0-2所示的液压系统图,说明液压系统由哪几部分组成?各起什么作用? 0-3 液压元件在系统图中是怎样表示的?0-4 液压传动与机械传动、电气传动和气压传动相比较,有哪些优缺点?第一章 工作介质及液压流体力学基础1-1什么是液体的粘性?常用的粘度表示方法有哪几种,并分别叙述其粘度单位。
1-2压力的定义是什么?静压力有哪些特性?压力是如何传递的?1-3什么是绝对压力、相对压力、表压力、真空度?它们之间的关系是什么? 1-4为什么说液压系统的工作压力决定于外负载?液压缸有效面积一定时,其活塞运动速度由什么来决定?1-5伯努利方程的物理意义是什么?该方程的理论式与实际式有何区别?1-6什么是层流?什么是紊流?液压系统中液体的流动希望保持层流状态,为什么? 1-7管路中的压力损失有哪几种?分别受哪些因素影响?1-8有200cm 3的液压油,在50℃时流过恩氏粘度计的时间t 1=153s ;同体积的蒸馏水在20℃时流过的时间t 2=51s 。
该油的恩氏粘度o E 50、运动粘度v 、动力粘度μ各为多少 ? 油液的新、旧牌号各为什么?解:3511532150==t t E =()c s t E E v 12.213/64.830.8/64.80.85050=-⨯=-=()cp v 19109001012.2136=⨯⨯⨯=⋅=-ρμ旧牌号 20 ;新牌号 N321-9某液压油的运动粘度为20cSt ,其密度ρ = 900kg /m 3,求其动力粘度和恩氏粘度各为多少?解:()cp v 1810900102036=⨯⨯⨯=⋅=-ρμ 由 t t E E v/64.80.8-= 导出 064.80.8=--t t E v E()1626204264.88420202±=⨯-⨯⨯-±=t E875.21=t E375.02-=t E (舍去)1-10如图所示直径为d ,重量为G 的柱塞浸没在液体中,并在F 力作用下处于静止状态。
液压与气压传动课程教学大纲课程名称:液压与气压传动(中文)/Hydraulic&pneumaticDriving (英文)课程代码:开课学期:学时/学分:32学时/2学分(课内教学24学时,实验上机8学时,课外学时)先修课程:《高等数学》,《画法几何及制图》,《工程力学》,《机械工程材料》,《金属工艺学》,《机械原理》,《机械设计》,《电工基础》,《电子技术》。
适用专业:机械设计制造及其自动化开课院(系):物理与电子学院一、课程的性质与任务本课程属于专业基础课。
它与机械原理、机械设计、电工学一样在教学中占有相同的地位。
本课程的任务是使学生掌握流体传动的基本理论知识,主要液压元件的工作原理、性能、用途,以便在设计系统时能合理选用元件,使学生具备分析、理解、消化一般液压系统的能力,以及进行液压与气压系统设计计算的能力。
二、课程的教学内容、基本要求及学时分配(一)教学内容及学时分配第一章绪论1学时教学内容:液/气压传动与控制的基本工作原理,系统组成,液/气压传动的特点及应用和发展趋势;第二章液压流体力学基础3学时教学内容:液体静力学、液体动力学、管道中液流的特性、孔口及缝隙的压力流量特性。
液压冲击和气穴现象;第三章液压泵与液压马达4学时教学内容:液压泵的工作原理和类型,各种齿轮泵、叶片泵和柱塞泵的结构特点及工作原理,液压泵选用;第四章液压缸4学时教学内容:液压执行元件的工作原理、特点和类型;各种液压马达、液压缸的结构特点和工作原理及设计计算;第五章液压控制阀6学时教学内容:液压阀基本原理、特点及类型;各种方向控制阀、压力控制阀、流量控制阀、插装阀、叠加间和点液比例阀的结构特点和工作原理;第六章液压辅件(自学)教学内容:液压辅助元件的类型,蓄能器、过滤器、油箱、管件、密封装置的基本结构、工作原理和特点;第七章液压基本回路4学时教学内容:液压基本回路的基本性质、类型及特点,各类方向控制回路,压力控制回路,速度控制回路―调速回路、增速和速度换接回路,多执行元件控制回路的工作原理及特点;第八章典型液压系统(自学)教学内容:介绍组合机床动力滑台液压系统、万能外圆磨床液压系统、液压机液压系统、汽车起重机液压系统和塑料注射成型机液压系统的工作原理及特点;第九章液压系统的设计计算(自学)教学内容:液压系统的设计步骤、液压系统的设计计算举例;第十章气压传动基础知识、系统组成及工作原理2学时教学内容:介绍气源装置和辅助元件、气动控制元件、气动执行元件、气动回路和系统的结构特点及工作原理;(二)基本要求(理论方面的要求从高到低依次为“理解”、“了解”、“知道”;对应用、方法或计算方面的要求从高到低依次为“熟练掌握”、“掌握”、“会”。
液压传动复习第⼀章液压传动概述习题:1、液压传动系统由哪⼏部分组成?各组成部分的作⽤是什么?2、液压传动与机械传动、电传动相⽐有那些优点?为什么有这些优点?讨论题:1、试讨论液压传动系统图形符号的特点。
思考题:1、液压传动与齿轮传动相⽐,传动精度和灵活性如何?第⼆章液压油习题:1、普通液压油与抗磨液压油有什么区别?2、控制液压污染的⽅法?3、什么是⽓⽳现象?4、液压油的选择原则?讨论题:1、试讨论温度对液压油寿命的影响?思考题:1、如何避免⽓蚀?第三章液压泵和液压马达习题:1、简述齿轮泵、液⽚泵、柱塞泵的优缺点及应⽤场合。
2、齿轮泵的模数m=4mm,齿数z=9,齿宽B=18mm,在额定压⼒下,转速n=2000r/min时,泵的实际输出流量Q=30L/min,求泵的容积效率。
3、YB63型叶⽚泵的最⾼压⼒Pmax=6.3MPa,叶⽚宽度B=24mm,叶⽚厚度δ=2.25mm,叶⽚数Z=12,叶⽚倾⾓θ=13?,定⼦曲线长径R=49mm,短径r=43mm,泵的容积效率ηv=0.9,机械效率ηm=0.9,泵轴转速n=960r/min,试求:(1)叶⽚泵的实际流量是多少?(2)叶⽚泵的输出功率是多少?4、斜盘式轴向柱塞泵的斜盘倾⾓β=20?,柱塞直径d=22mm,柱塞分布圆直径D=68mm,柱塞数Z=7,机械效率ηm=0.9,容积效率ηv=0.97,泵转速n=1450r/min,泵输出压⼒p=28MPa,试计算:(1)平均理论流量;(2)实际输出的平均流量;(3)泵的输⼊功率。
讨论题:1、叶⽚泵能否实现正、反转?请说出理由并进⾏分析。
思考题:1、要提⾼齿轮泵的压⼒须解决那些关键问题?通常都采⽤哪些措施?第四章液压缸习题:1、已知单杆液压缸缸筒直径D=50mm,活塞杆直径d=35mm,液压泵供油流量为q=10L/min,试求:(1)液压缸差动连接时的运动速度;(2)若缸在差动阶段所能克服的外负载F=1000N,缸内油液压⼒有多⼤(不计管内压⼒损失)?2、⼀柱塞缸的柱塞固定,缸筒运动,压⼒油从空⼼柱塞中通⼊,压⼒为p=10MPa,流量为q=25L/min,缸筒直径为D=100mm,柱塞外径为d=80mm,柱塞内孔直径为do=30mm,试求柱塞缸所产⽣的推⼒和运动速度。
液压课程设计——平面磨床工作台往复运动液压系统学校:广西科技大学院系:机械工程学院班级:学号:指导老师:目录引言 (3)设计内容及要求 (6)液压系统的设计与计算 (7)液压系统油箱容量与结构设计与计算 (10)结束语 (17)参考文献 (18)引言磨床工作台的运动是一种连续往复直线运动,它对调速、运动平稳性、换向精度、换向频率都有较高的要求,因广泛采用液压传动。
磨床是一种精密加工机床,对液压系统有着较高的要求。
磨床中的平面磨床为精加工机床,磨削力及变化量不大,工作台往复速度较高,调速范围较广,要求换向灵敏迅速,冲击小换向精度要求不高。
液压技术作为一门新兴应用学科,虽然历史较短,发展的速度却非常惊人。
液压设备能传递很大的力或力矩,单位功率重量较轻,结构尺寸小,在同等的功率下,起重量的尺寸仅为直流电机的10%~20%左右;反应速度快、准、稳;又能在大范围内方便的实现无级变速;易实现功率放大;易进行过载保护;能自动润滑,寿命长,制造成本较低。
因此,世界各国均已广泛的应用在锻压机械、工程机械、机床工业、汽车工业、冶金工业、农业机械、船舶交通、铁道车辆和飞机、坦克、导弹、火箭、雷达等国防工业中。
液压传动设备一般由四大元件组成,及动力元件——液压泵;执行元件——液压缸和液压马达;控制元件——各种液压阀;辅助元件——邮箱、蓄能器等。
液压阀的功用是控制液压传动系统的油流方向,压力和流量;实现执行元件的设计动作以及控制、实施整个液压系统及设备的全部工作功能。
(一)现今液压系统的优缺点液压传动的特点:液压传动技术与传统的机械传动相比,液压传动操作方便简单,调速范围广,很容易实现直线运动,具有自动过载保护功能。
液压传动容易实现自动化操作,采用电液联合控制后,可以实现更高程度的自动控制以及远程遥控。
液压传动系统可以灵活的布置各个元件,由于工作介质为矿物油,良好的润滑条件延长了元件的使用寿命。
由于液压传动的工作介质是流体矿物油,因而沿程、局部阻力损失和泄露较大,泄露的矿物油将直接对环境造成污染,有时候还容易引发各种安全事故。
《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。