液压与气压传动问答题考点总结.docx
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液压与气压传动问答题考点总结
液压与气压传动问答题考点总结
吉林大学液压与气压传动
问答题考点
1.容积泵基本的工作条件?
答:
(1)必须能构成密闭容积。
(2)密闭容积不断变化,以此完成吸油和压油过程。
(3)要有配油装置
2.液压传动系统由哪几部分组成?
各组成部分的作用是什么?
1液压泵:
把机械能转换为液体压力能的原件。
2执行元件:
把液体压力能转换为机械能的元件。
3控制元件:
通过对流体的压力、流量、方向的控制,来实现对执行元件的运动速度、方向、作用力的控制,也用于过载保护、程序控制等。
4辅助元件:
上述三个组成部分以外的其他元件,如管道、接头、油箱、滤油器等均为辅助元件。
3液压传动的主要优缺点是什么?
答:
优点:
(1)体积小,重量轻,能容量大
(2)调速范围大,可方便的实现无级调速(3)可方便灵活的布置传动机构(4)与微电子技术结合,易于实现自动控制(5)可实现过载保护。
缺点:
1传动效率低,且有泄漏2工作时受温度变化的影响较大3噪声较大4液压元件对污染敏感5价格较贵,对操作人员的要求较高
4提高泵自吸能力的措施:
1使油箱液面高于液压泵2采用压力油箱3采用补油泵供油
5试比较溢流阀和减压阀的异同点。
答:
相同点:
溢流阀与减压阀同属压力控制阀,都是由液压力与弹簧力进行比较来控制阀口动作;两阀都可以在先导阀的遥控口接远程调压阀实现远控或多级调压。
区别:
1)主阀芯结构不同,溢流阀的阀口是常闭的,而减压阀的阀口是常开的2)溢流阀的先导阀弹簧腔的油液直接与回油口相通,而减压阀由于出口接负载,因此先导阀弹簧腔的油液单独接油箱,与进出孔道不连通;3)溢流阀主阀芯的控制油是从进口处引过来的,而减压阀主阀芯的控制油是从出口处引过来的4)溢流阀通常并联在系统中,控制其进口压力,出口接油箱;而减压阀通常串联在系统中,控制其出口压力,出口接负载6齿轮泵的困油现象及其消除措施?
答:
齿轮泵要正常工作,齿轮的啮合系数必须大于1,于是总有两对齿轮同时啮合,并有一部分油液因困在两对轮齿形成的封闭油腔之内。
当封闭容积减小时,被困油液受挤压而产生高压,并从缝隙中流出,导致油液发热并使轴承等机件受到附加的不平衡负载作用;当封闭容积增大时,又会造成局部真空,使溶于油液中的气体分离出来,产生气穴,这就是齿轮泵的困油现象
消除困油现象的方法,通常是在齿轮的两端盖板上开卸荷槽,使封闭容积减小时卸荷槽与压油腔相通,封闭容积增大时通过左边的卸荷槽与吸油腔相通。
在很多齿轮泵中,两槽并不对称于齿轮中心线分布,而是整个向吸油腔侧平移一段距离,实践证明,这样能取得更好的卸荷效果。
7溢流阀、顺序阀、减压阀的主要区别溢流阀顺序阀减压阀阀口常闭常闭常开有无泄漏油口控制油引出点无有有入口入口出口在系统中安装方式及作用并联在系统中,控制入口压力串联在系统中,控制通断串联在系统中,控制出口压力8试说明叶片泵的工作原理。
并比较说明双作用叶片泵和单作用叶片泵各有什么优缺点。
答:
叶片在转子的槽内可灵活滑动,在转子转动时的离心力以及通入叶片根部压力油的作用下,叶片顶部贴紧在定子内表面上,于是两相邻叶片、配油盘、定子和转子间便形成了一个个密封的工作腔。
当转子旋转时叶片向外伸出,密封工作腔容积逐渐增大,产生真空,于是通过吸油口和配油盘上窗口将油吸入。
叶片往里缩进,密封腔的容积逐渐缩小,密封腔中的油液往配油盘另一窗口和压油口被压出而输到系统中去,这就是叶片泵的工作原理。
双作用叶片泵结构复杂,吸油特性不太好,但径向力平衡;单作用叶片泵存在不平衡的径向力。
9液压缸为什么要设缓冲装置?
答:
当液压缸拖动质量较大的部件作快速往复运动时,运动部件具有很大的动能,这样,当活塞运动到液压缸的终端时,会与端盖发生机械碰撞,产生很大的冲击和噪声,引起液压缸的损坏。
故一般应在液压缸内设置缓冲装置,或在液压系统中设置缓冲回路。
常用的缓冲装置有环状间隙式、、节流口可调式、节流口可变式三种形式。
10溢流阀在液压系统中有何功用?
答:
1)起稳压溢流作用2)起安全阀作用3)作卸荷阀用4)作远程调压阀用5)作多级控制用6)作背压阀用
11进口节流调速回路与出口节流调速回路的不同之处:
(1)承受负值负载的能力:
回油节流调速回呼的节流阀使液压缸回油腔形成一定的背压,在负值负载时,背压能阻止工作部件的前冲,由于回油腔没有背压力,因而不能在负值负载下工作。
(2)停车后的启动性能:
长期停车后液压缸油腔内的油液会流回油箱,当液压泵重新向液压缸供油时,在回油节流调速回路中,由于没有节流阀控制流量,会使活塞前冲;而在进油节流调速回路中,由于进油路上有节流阀控制流量,故活塞前冲很小,甚至没有前冲。
(3)实现压力控制的方便性:
进油节流调速回路中,进油腔的压力将随负载而变化,当工作部件碰到止挡块而停止后,其压力将升到溢流阀的调定压力,而回油节流调速回路中,只有回油腔的压力才会随负载而变化,当工作部件碰到止挡块后,其压力将降至零。
(4)发热及泄漏的影响:
进油节流调速回路,湍流是经节流阀直接进入进油腔,而回油节流调速回路中,是经过节流阀发热后的液压油将直接流回油条冷却。
(5)运动平稳性:
回油节流调速由于存在背压力,可起阻尼作用,平稳性比进油节流调速好。
进口节流调速:
范围大、效率低、稳定性差
出口节流调速:
范围大、效率低、稳定性好,可接负值负载旁路节流调速:
范围小、效率高、稳定性最差共同缺点:
低速轻载时效率低
12蓄能器作用:
1短时间内大量供油2吸收液压冲击和压力脉动3维持系统压力13油箱的用途:
储油、散热和分离液压油中的空气、杂质等。
14滤油器的主要性能指标:
过滤精度、通油能力、机械强度
15滤油器在液压系统中安装位置:
1要装在泵的吸油口处2安装在泵的出口油路上3安装在系统的回油路上4安装在系统分支油路上。
5单独过滤系统
扩展阅读:
液压与气压传动总结考试重要考点
液压与气压传动概念
1.液压与气压传动系统的工作原理:
1).液压与气压传动是分别以液体和气体作为工作介质来进行能量传递和转换的;2).液压与气压传动是分别以液体和气体的压力能来传递动力和运动的;3).液压与气压传动中的工作介质是在受控制、受调节的状态下进行的。
2.液压与气压传动系统的组成:
动力装置、控制及调节装置、执行元件、辅助装置、工作介质。
3.液压与气压传动系统的组成部分的作用:
1)动力装置:
对液压传动系统来说是液压泵,其作用是为液压传动系统提供压力油;对气压传动系统来说是气压发生装置(气源装置),其作用是为气压传动系统提供压缩空气。
2)控制及其调节装置:
用来控制工作介质的流动方向、压力和流量,以保证执行元件和工作机构按要求工作;3)执行元件:
在工作介质的作用下输出力和速度(或转矩和转速),以驱动工作机构作功;4)辅助装置:
一些对完成主要工作起辅助作用的元件,对保证系统正常工作有着重要的作用;5)工作介质:
利用液体的压力能来传递能量。
4.液压传动的特点:
1)与电动机相比,在同等体积下,液压装置能产生更大的动力;2)液压装置容易做到对速度的无极调节,而且调速范围大,并且对速度的调节还可以在工作过程中进行;3)液压装置工作平稳,换向冲击小,便于实现频繁换向;4)液压装置易于实现过载保护,能实现自润滑,使用寿命长;5)液压装置易于实现自动化,可以很方便地对液体的流动方向、压力和流量进行调节和控制,并能很容易地和电气、电子控制、气压传动控制或其它传动控制结合起来,实现复杂的运动和操作;6)液压元件易于实现系列化、标准化和通用化,便于设计、制造和推广使用;7)液压传动无法保证严格的传动比;8)液压传动有较多的能量损失(泄露损失、摩擦损失等),因此,传动效率相对低;9)液压传动对油温的变化比较敏感,不宜在较高或较低的温度下工作;10)液压传动在出现故障时不易诊断。
5.在液压传动技术中,液压油液最重要的特性是它的可压缩性和粘性。
6液体的粘性:
液体在外力作用下流动或有流动趋势时,液体内分子间的内聚力要阻止液体分子的相对运动,由此产生一种内在摩擦力,这种现象为液体的粘性。
7常用液体粘度表示方法有三种,即动力粘度、运动粘度和相对粘度。
8我国液压油的牌号就是用在温度为40℃时的运动粘度平均值来表示的。
例如32号液压油,就是指这种油在40℃时的运动粘度平均值为32mm2/。
9粘温特性:
温度升高,粘度显著下降。
10气压工作介质主要是压缩空气。
11相对湿度表示湿空气中水蒸气含量接近饱和的程度,故也称为饱和度。
12气压传动技术中规定,各种阀内空气相对湿度不得大于90%。
13静止液体的压力性质:
1)液体的压力沿着内法线方向上相等;2)静止液体内任一点处的压力在各个方向上都相等。
14液体静力学基本方程式:
3/和L/min。
55排量是由泵密封容腔几何尺寸变化计算而得到的泵每转排出油液的体积,单位mL/r。
56效率:
因泄漏而产生的损失是容积损失,因摩擦而产生的损失是机械损失。
:
是液压泵实际流量与理论流量之比。
:
是泵所需要的理论转矩Tt与实际转矩T之比。
:
是泵输出功率Po与输入功率Pi之比。
60齿轮泵:
主要特点是结果简单,制造方便,成本低,价格低廉,体积小,重量轻,自吸性能好,对油液污染不敏感和工作可靠;主要缺点是流量和压力脉动大,噪声大,排量不可调节(是定量泵)。
61齿轮在啮合过程中由于啮合点位置不断变化,吸、压油枪在每一瞬时的容积变化率是不均匀的,所以齿轮泵的瞬时流量是脉动的。
62齿轮泵(低压泵)的结构特点:
1泄漏泵体内表面和齿顶径向间隙的泄漏、齿面啮合处间隙的泄漏、齿轮端面间隙的泄漏(解决措施:
选择适当的间隙进行控制,,,高压齿轮泵往往通过在泵的前、后端盖间增设浮动轴套或浮动侧板的结构措施,以实现轴向间隙的自动补偿);2)液压径向不平衡力(解决措施:
a缩小压油口的直径;b增大泵体内表面与齿轮齿顶圆的间隙,使齿轮在径向不平衡力的作用下,齿顶也不能和泵体相接触;c开压力平衡槽)3)困油现象(消除困油方法:
在两端盖板上开一对矩形卸荷槽)63叶片泵(中压泵):
具有结构紧凑、流量均匀、噪声小、运转平稳等优点,结构复杂、吸油能力差、对油液污染比较敏感等缺点。
64叶片泵按其结构来分有单作用式和双作用式两大类。
65单作用式主要作变量泵(有偏心距,叶片取奇数);双作用式作定量泵(叶片数一般取偶数12或16),其径向力平衡,流量均匀、寿命长,有其独特的优点。
66限压式变量叶片泵:
1)外反馈限压式变量叶片泵:
是由出油口引出的压力油作用在柱塞上来控制变量的;2)内反馈限压式变量叶片泵:
是依靠压油腔压力直接作用在定子上来控制变量的。
67柱塞泵特点(变量泵、高压泵):
1)工作压力高2)易于变量3)流量范围大;其缺点是对油污染敏感、滤油精度要求高、结构复杂、加工精度高、价格较高等缺点。
68柱塞泵按其柱塞排列方式不同,可分为径向柱塞泵和轴向柱塞泵两大类。
69在选用各种液压泵时最主要的是应满足使用要求,其次要考虑的是价格、维修保养是否方便等原因。
70气源装置(动力元件)的主体是空气压缩机,空气压缩机产生的压缩空气,还必须经过降温、净化、减压、稳压等一系列的处理才能满足气压系统的要求。
71选择空压机主要依据气压系统的工作压力和流量两个主要参数。
72泵是动力元件,马达是执行元件。
73液压与气压传动执行元件有各种缸和马达,它们都是将液体或气体的压力能转换成机械能并将其输出的装置。
缸主要是输出直线运动和力,但有的是输出往
复摆动运动和扭矩,马达则是输出连续旋转运动和扭转。
74用液体作为工作介质的缸和马达称为液压缸和液压马达。
液体的工作压力高,因此液压缸和液压马达常用于需要获得大的输出力和扭矩的场合。
气缸和马达用压缩空气作为工作介质,其工作压力小,所以输出力和扭矩较小,但压缩空气不污染环境,并且气压元件反应迅速,动作快,因此在自动化生产中,尤其是在电子工业和食品工业中十分广泛。
75活塞缸是液压和气压传动中最常用的一种执行元件。
76活塞式缸可分为双杆活塞缸和单杆活塞缸两种结构形式。
其固定方式有缸筒固定和活塞杆固定两种。
77差动连接:
在供油流量q不变的情况下,要使单杆活塞式液压缸的活塞杆伸出速度相等和回程速度相等,油路应该差动连接,而且活塞杆的直径d与活塞直径D的关系为:
D=(根号2)乘以d
78单叶片式摆动缸的最大回转角度小于360度,一般不超过280度;双叶片式摆动缸则小于180度,一般不超过150度。
当输入工作介质的压力和流量不变时,双叶片摆动缸摆动轴输出转矩是单叶片摆动缸的两倍,而摆动角度速度则是单叶片摆动缸的一半。
79摆动缸结构紧凑,输出转矩大,但密封困难,一般只用在低中压系统中作往复摆动、转位或间歇运动的工作场合。
80缸:
由缸体组件(缸筒、端盖等)、活塞组件(活塞、活塞杆等)、密封件和连接件等基本部分组成。
此外,根据需要缸还设有缓冲装置和排气装置。
81缸体组件:
由缸筒、缸底、缸盖、导向环和支承环等组成(要有足够的强度、较高的表面精度和可靠的密封性)。
82设置缓冲装置的原因:
当缸拖动负载的质量较大、速度较高时,必要时还需要在液压和气压传动系统中设置缓冲回路,以免在行程终端发生过大的机械碰撞,致使缸损坏。
83缓冲的原理:
使活塞或缸筒在其走向行程终端时,在出口腔内产生足够的缓冲压力,即增大工作介质出口阻力,从而降低缸的运动速度,避免活塞与缸盖相撞。
84设置排气装置的原因:
液压传动系统往往会混入空气,使系统工作不稳定,产生振动、爬行或前冲等现象,严重时会使系统不能正常工作,因此设计液压缸时必须考虑空气的排除。
(对于要求不高的液压缸,往往不设计专门的排气装置,而是将油口布置在缸筒端的最高处,这样能使空气随油液往邮箱,再从邮箱逸出)85液压与气压传动控制调节元件主要是指各类阀。
它们的功能是控制和调节流体的流动方向、压力和流量,以满足执行元件所需要的启动、停止、运动方向、力或力矩、速度或转速、动作顺序和克服负载等要求,从而使系统按照指定的要求协调地工作。
86无论是哪类阀对它们的基本要求都是动作灵敏,使用可靠,密封性能好,结构紧凑,安装调整、使用维护方便,通用性强等。
87控制阀按用途分类:
方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀。
88控制阀的性能参数:
额定压力和额定流量。
89方向控制阀的主要作用是控制系统中流体的流动方向,其工作原理是利用阀心和阀体之间相对位置的改变来实现通道的接通或断开,以满足系统对通道的不同要求。
90方向控制阀可分为单向阀(普通单向阀、液控单向阀)和换向阀两大类。
91单向阀控制流体只能向一个方向流动、反向截止或有控制的反向流动。
92普通单向阀简称单向阀,它是控制流体只能正向流动,不允许反向流动的阀,又称逆止阀或止回阀。
93液控单向阀是一种通入控制压力油后即允许流体双向流动的单向阀。
94换向阀是借助于阀心与阀体之间的相对位置变化,使阀体相连的各通道之间实现接通或断开来改变流体流动方向的阀。
95滑阀式换向阀:
1按阀心移动后可以停留的工作位置不同可分为:
二位阀、三位阀和多位阀等;2按滑阀通道数的不同可分为:
二通阀、三通阀、四通阀、五通阀和多路阀等;3换向阀的名称按其工作位置和通道数称为几位几通换向阀。
4不同的位数和通道数是由阀体上的沉割槽和阀心上台肩的不同组合形成的。
96滑阀的中位机能:
三位滑阀在中间位置时各通道的连接状态称为滑阀的中位机能。
97在分析和选择滑阀的中位机能时要考虑以下五点:
1)系统保压2)系统卸荷3)执行机构换向精度与平稳性4)启动平稳性5)执行机构“浮动”和任意位置停止。
98压力控制阀:
用于实现系统压力控制的阀统称为压力控制阀。
常用的压力控制阀有溢流阀、减压阀、顺序阀和压力继电器等。
(它们都是利用流体的压力与阀内的弹簧力相平衡的原理来工作的)
99溢流阀用途:
1)用于调压,当系统压力超过或等于溢流阀的调定压力时,系统的液体或气体通过阀口溢出一部分,保证系统压力恒定;2)在系统中作安全阀用,在系统正常工作时,溢流阀处于关闭状态,只有在系统压力大于或等于其调定压力时才开启溢流,对系统起过载保护作用。
100溢流阀按其结构原理分为直动式和先导式两种。
101先导式溢流阀是由先导调压阀(调压作用)和溢流阀(溢流作用)两部分组成。
102定值减压阀作用:
使进入阀体的压力减低后输出,并保持输出的压力值恒定。
103定差减压阀作用:
可使阀进出口压力差保持为恒定值。
104顺序阀的作用:
在液压系统中犹如自动开关,用来控制多个执行元件的顺序动作。
它以进口压力(内腔式)或(外腔式)为信号,当信号压力达到调定值时,阀口开启,使所在通道自动接通。
(另外,通过改变控制方式、泄漏方式和二次通道的接法,顺序阀还可以构成其它功能的阀,如作背压阀、平衡阀或卸荷阀等用)
105顺序阀(工作原理):
依靠气路中压力的作用而控制执行元件按顺序动作的压力控制阀。
106压力继电器:
一种液-电信号转换元件,它能将压力信号转换为电信号。
107常用的压力继电器有:
柱塞式、膜片式、弹簧管式和波纹管式。
108流量控制阀是通过改变节流口通过流截面积的大小或通流通到底长短来改变局部阻力的大小,从而实现对流量的控制。
109常用的流量控制阀有节流阀、调速阀和分流集流阀等。
110调速阀:
由定差减压阀与节流阀串联而成的组合阀。
111调速阀的作用:
节流阀用来调节通过阀的流量,定差减压阀则自动补偿负载变化的影响,使节流阀前后的压差为定值,消除了负载变化对流量的影响。
112调速阀的工作原理:
调速阀是进行了压力补偿的节流阀。
节流阀前后的压力
2和3分别引到减压阀阀芯左、右两端,当负载压力3增大时,作用在定差减压阀阀心左端的压力增大,阀心右移,减压口加大,压降减小,使2也增大,从而使节流阀的压差d德尔塔P=2-3)保持不变;反之亦然。
这样就使调速阀的流量不受负载影响,流量恒定不变。
113任何机械设备的液压与气压系统,都是由一些基本回路组成的。
所谓基本回路,就是由相关元件组成的用来完成特定功能的典型管路结构。
它是液压与气压传动系统的基本组成单元。
通常来讲,一个液压与气压传动系统由若干个基本回路组成。
114一般按功能对液压与气压传动基本回路进行分类。
用来控制执行元件运动方向的称为方向控制回路;用来控制系统或某支路压力的称为压力控制回路;用来控制执行元件运动速度的称为调速回路;用来控制多缸运动的称为多缸运动回路等。
115方向控制回路的作用是利用各种方向阀来控制流体的通断和变向,以便使执行元件启动、停止和换向。
116一般方向控制回路只需要回路只需在动力元件与执行元件之间采用普通换向阀。
117压力控制回路是利用压力控制阀来控制系统或系统某一部分的压力。
压力控制回路主要有调压回路、减压回路、增压回路、保压回路、卸荷回路、平衡回路和释压回路等。
118调压回路作用:
使系统整体或某一部分的压力保持恒定或不超过某个数值。
119减压回路作用:
使系统中某一部分具有较低的稳定压力。
120增压回路作用:
使系统中某一部分具有较高的稳定压力,它能使系统中的局部压力高于液压泵的输出压力。
121保压回路作用:
执行元件在工作循环的某一阶段内,需要保持一定压力时,则应采用保压回路。
122卸荷回路作用:
使液压泵在接近零压的工况下运转,以减小功率损失和系统发热,延长液压泵和电动机的使用寿命。
123平衡回路作用:
为了防止垂直油缸及其工作部件因自重自行下落或下行运动中因自重造成的失控失速,常设平衡回路。
通常用平衡阀(单向顺序阀)和液控单向阀来实现平衡控制。
124释压回路作用:
使高压大容量液压缸中存储的能量缓慢释放,以免在突然释放时产生很大的液压冲击。
125速度控制回路(调速回路)原理:
改变流入(或流出)执行元件的流量q,或改变缸的有效作用面积A、马达的排量V,均可调节执行元件的运动速度。
126调速回路按改变流量的方法不同可分为三类:
节流调速回路、容积调速回路和容积节流调速回路。
127节流调速回路:
是由定量泵和流量阀组成的调速回路,可以通过调节流量阀通流截面积的大小来控制流入或流出执行元件的流量,以此来调节执行元件的运动速度。
128节流调速回路由于存在着节流损失和溢流损失,回路效率低,发热量大,因此,只用于小功率调速系统。
在大功率的调速系统中,多采用回路效率高的容积式调速回路。
129容积式调速回路是通过改变变量泵或变量马达的排量来调节执行元件的运动速度。
在容积式调速回路中,液压泵输出的液压油全部直接进入液压缸或液压
马达,无溢流损失和节流损失,而且液压泵的工作压力随负载的变化而变化,因此,这种调速回路效率高,发热量少。
容积调速回路多用于工程机械、矿山机械、农业机械和大型机床等大功率的调速回路系统中。
130工作机构在一个工作循环过程中,空行程速度一般较高,常在不同的工作阶段要求有不同的运动速度和承受不同的负载。
131快速回路的特点是负载小(压力小),流量大。
132常用的快速回路有:
1)液压缸差动连接差动回路2)液压蓄能器辅助供油快速回路3)双液压泵供油快速回路。
133速度换接回路:
主要是用于使执行元件在一个工作循环中,从一种速度变换到另一种速度,如两种进给速度换接回路等。
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