太原科大考试专用液压重点Word格式.docx
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液体的压缩性是指液体受压后其体积变小的性质。
P6液体的粘度:
温度越高,粘性越小。
(动力粘度u、运动粘度v、相对粘度)
粘度指数VI表示该液体的粘度随温度变化的程度与标准液的粘度变化程度之比。
理想液体:
既无粘性,又不可压缩的假象液体。
3.1什么叫压力?
压力有哪几种表示方法?
液压系统的压力与外界负载有什么关系?
答:
液体在单位面积上所受的法向力称为压力。
压力有绝对压力和相对压力,绝对压力是以绝对真空为基准来度量的,而相对压力是以大气压为基准来进行度量的。
由公式可知液压系统中的压力是由外界负载决定的。
.液体的流态与其判据,临界雷诺数Recr值
液体的流态有两种:
层流和湍流。
层流是指液体质点呈互不混杂的线状或层状流动。
其特点是液体中各质点是平行于管道轴线运动的。
流速较低,受粘性的制约不能随意运动,粘性力起主导作用。
湍流是指液体质点呈混杂紊乱状态的流动。
其特点是液体质点除了做平行于管道轴线运动外,还或多或少具有横向运动,流速较高,粘性的制约作用减弱,惯性力起主导作用。
液体流态的判据是临界雷诺数Recr,Recr=2320(对于光滑的金属圆管)。
当所计算的雷诺数Re<
Recr时,液体为层流;
当只Re>
Recr时,液体为湍流。
(小层,大湍)
雷诺数不仅与平均流速V有关,还和管径d、液体运动粘度有关vRe=Vd/v
3.4解释下述概念:
理想流体、定常流动、通流截面、流量、平均流速、层流、紊流和雷诺数。
既无粘性又不可压缩的假想液体。
定常流动:
流体流动时,流体中任何点处的压力、速度和密度都不随时间而变化,称这种流动为定常流动。
通流截面:
液体在管道中流动时,垂直于流动方向的截面称为通流截面。
流量:
在单位时间内流过某一通流截面的液体体积称为体积流量,简称流量。
平均流速:
流量与通流截面积的比值即为平均流速。
。
层流:
液体质点互不干扰、液体的流动呈线状或层状、且平行于管道轴线。
紊流:
液体质点的运动杂乱无章,除了平行于管道轴线的运动外,还存在剧烈的横向运动。
雷诺数:
由平均流速、管径d和液体的运动粘度三个参数组成的无量纲数用来表明液体的流动状态。
.压力损失
液体在流动时产生的压力损失可以分为两种:
一种是液体在等径直管中流动时因摩擦而产生的压力损失,称为沿程压力损失;
另一种是由于管道的截面突然变化,液流方向改变或其它形式的液流阻力(如控制阀阀口)而引起的压力损失,称为局部压力损失。
P24气穴:
在液压系统中,当流动液体某处的压力低于空气分离压时,原先溶解在液体中的空气就会游离出来,使液体中产生大量的气泡----气穴现象.----因气穴而对金属表面产生腐蚀的现象称为气蚀。
----液压与气动元件中,为了减小缝隙泄露量,应当采取措施,尽量使其配合件处于同心状态。
第二章:
构成液压泵的基本条件:
1.具有密封的工作腔
2.密封工作腔容积大小交替变化,变大时与吸油口相通,变小时与压油口相通。
3.吸油口和压油口不能连通
泵和液压马达的性能参数包括工作压力,排量,流量(理论流量,实际流量),输入转矩(泵),输出转矩(液压马达),机械效率,输入、输出功率,总效率=输出/输入
P26从能量的观点来看,液压泵和液压马达有什么区别和联系?
从结构上来看,液压泵和液压马达又有什么区别和联系?
从能量的观点来看,液压泵是将驱动电机的机械能转换成液压系统中的油液压力能,是液压传动系统的动力元件;
而液压马达是将输入的压力能转换为机械能,输出扭矩和转速,是液压传动系统的执行元件。
它们都是能量转换装置。
从结构上来看,它们基本相同,都是靠密封容积的变化来工作的。
液压泵(或马达)的排量是指在不考虑泄漏的情况下,泵(或马达)每转所输出(或所需输入)液体的体积。
液压泵(或液压马达)的理论流量qtp(或qM)是指在不考虑泄漏的情况下泵(或液压马达)单位时间所输出(或所需输入)液体的体积。
泵(或马达)的实际流量qp,(或qM)是指在考虑泄漏的情况下,单位时间泵(或马达)所输出(或所需输入)液体的体积。
液压泵的容积效率ηVp是泵的实际流量qp与泵的理论流量qtp的比值;
液压马达的容积效率ηVM是马达的理论流量qtM与实际流量qM的比值。
容积效率ηV(或实际流量q)随压力增高而减小,压力p为零时,泄露流量△q为零,容积效率ηV=100%,实际流量q=理论流量qt。
总效率η随工作压力增高而增大,且有一个最高值。
.齿轮泵(外啮合泵)压油——进入啮合,吸油——退出啮合
外啮合齿轮泵几个突出的问题:
1泄露:
一是通过齿顶圆和泵体内孔间的径向间隙;
二是通过齿轮端面与端盖之间的轴向间隙;
三是齿轮轮齿啮合线处的接触间隙。
途径一、三的泄漏量较小,途径二的泄漏量较大,约占总泄漏量的75%一80%。
2径向不平衡力
3困油:
试说明齿轮泵的困油现象与解决办法。
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。
消除困油的办法,通常是在两端盖板上开卸荷槽。
齿轮泵为什么只能作为低压泵:
从齿轮泵的结构和工作原理知道,齿轮泵出油腔的压力总是高于进油腔的压力.这种压力差所带来的径向力(指向齿轮轴线)使齿轮轴变形,从而影响齿轮的正常工作.这种影响随着压力的提高而增大,为了减少这种影响,所以一般齿轮泵做低压泵
P35按泵的排量可否调节分----(变量泵)单作用叶片泵---转子每转一转,完成一次吸油和压油(能变量,高压区高压油、低压区低压油)单作用叶片泵是具有脉动的,但是泵内叶片数越多,流量脉动率越小。
此外,奇数叶片泵的脉动率比偶树叶片脉动率小,一般取13或15叶片。
(定量泵)双作用叶片泵---转子每转一转,完成两次吸油和压油。
(不能变量,全为高压油)
1)单作用叶片泵的压油区和吸油区压力不平衡,其转子受到单向径向不平衡力的作用,叫非平衡式叶片泵。
2)双作用叶片泵的两个吸油区和两个压油区是对称分布的,作用在转子上的液压力径向平衡,叫平衡式叶片泵。
变量泵分:
单作用叶片泵、径向柱塞泵、轴向柱塞泵三种。
其值单作用叶片泵径向柱塞泵通过改变转子、定子的偏心距来实现变量,轴向柱塞泵通过改变斜盘倾角,实现变量。
为什么柱塞泵可作高压泵:
柱塞液压泵是依靠柱塞在缸体孔内作往复运动时产生的容积变化进行吸油和压油的。
由于柱塞和缸体内孔都是圆柱表面,容易得到高精度的配合,密封性能好,在高压下工作仍能保持较高的容积效率和总效率。
P41柱塞泵(轴向柱塞泵、径向柱塞泵)都可变量;
轴向柱塞泵(斜盘<
改变斜盘倾角来实现变量>
第三章:
执行元件
液压缸按结构不同:
可分为活塞缸、柱塞缸、伸缩缸等。
液压泵和液压缸都是能量转换装置,液压缸是液压能转化为机械能,液压泵是机械能转化液压能。
液压缸的输入参数是(流量、压力),输出参数(力和速度),马达输出的是(转矩和扭矩)
活塞式液压缸:
1双杆活塞缸:
2单杆活塞缸:
只有一端有活塞杆,是两腔的有效工作面积不相等,因此在两腔分别输入相同流量的情况下,活塞的往复运动不相等。
3柱塞式液压缸:
单柱塞刚能实现一个方向的运动,反向要靠外力。
液压缸组成:
缸筒和缸盖、活塞和活塞杆、密封装置、缓冲装置、排气装置。
第四章:
控制元件(阀)
常用阀:
方向阀、压力阀、流量阀(用来控制系统中流体的流动方向或调节其压力和流量的)
在结构上,所有的阀都是由阀体、阀心和驱使閥心动作的元、部件组成的。
按机能分类:
压力控制阀,流量控制阀,方向控制阀。
作用在阀芯上的液动力分为稳态液动力,和瞬态液动力。
稳态液动力---阀芯移动完毕,开口固定之后,液流流过阀口因动量变化作用在阀芯上的力。
瞬态液动力----滑阀在移动过程中,阀腔中液流因加速或减速而作用在阀芯上的力(只与阀心移动速度有关)或阀口开度的变化率有关,与阀口开度无关。
卡紧力----(在阀孔和阀心之间有很小缝隙,有油液,移动阀心所需的力只需要克服粘性摩擦力)
引起液压卡紧的原因?
1由于赃物流入缝隙而使阀心移动困难
2油温升高时阀心膨胀而卡死。
3主要原因:
滑阀副几何形状误差和同轴度变化而引起的径向不平衡液压力,即液压卡紧力!
!
1普通单向阀。
(符号:
P1----<
O------P2方向→)
作用普通单向阀的作用是使油液只能从一个方向通过它、反向则不通。
单向阀的这种功能要求油液从p1往p2的正向流通时有较小的压力损失,工作时无异常的撞击和噪声;
而当油液反向流入时,要求在所有的工作压力范围内都能严格地截断油流,不许有渗漏。
为此其弹簧的刚度都较小,阀的开启压力一般在0.03MPa~0.05MPa左右,以降低油液正向流通时的压力损失。
应用单向阀在液压系统中应用比较多。
一般地说,凡是欲使油液在某个方向通过而反向不通时,都可以使用单向阀。
如将单向阀安装在泵的出口处,可以防止由于系统压力突然升高而损坏泵;
单向阀也常用作背压阀以与与节流阀(或调速阀)、顺序阀、减压阀等组合使用,构成单向节流阀、单向顺序阀与单向定值减压阀等,起动旁路作用。
你
2液控单向阀
P1
作用液控单向阀又称单向闭锁阀,具有良好的密封性能,在液压系统中应用很广。
常用于执行元件需要长时间保压,锁闭和作立式液压缸的支撑阀。
③手动换向阀。
作用通过阀芯与阀体相互位置的变化来控制油流的切断、导通或变向,以实现执行元件的停止、启动、运动或换向。
应用手动换向阀的种类很多,其具体应用场合略有差别。
例如,对常用的弹簧自动复位式三位四通手动换向阀适用于动作频繁、工作持续时间较短的场合,操作比较安全,常用于工程机械(如(22—8型汽车起重机液压系统等)。
又如钢球定位式三位四通手动换向阀则常应用于机床、液压机、与工程机械(如Y32-300型四柱万能液压机液压系统等)。
④机动换向阀。
作用机动换向阀又称为行程换向阀,多数是二位二通的,也有二位三通和二位四通的,以实现对某一油路的接通或切断(对于二位二通阀)、接通一个油路同时切断另一个油路(对于二位三通阀)或变换二个油路的方向(对于二位四通阀)。
应用机动换向阀要放在它的操纵件旁,因此这种阀常用于要求换向性能好、布置方便的场合。
⑤电磁式换向阀。
作用和手动式、机动式相同,即通过阀自身的动作控制液流,使液流截止、流动或变向,以实现执行元件的停止、运动或换向运动。
所不同的是这些动作的实现,手动阀靠人工操作;
机动阀由机械操作,而电磁式则由电磁铁控制。
应用电磁阀种类很多,有二位二通、三通、四通,三位三通、四通、五通等多种型式。
电磁阀上的电磁铁亦有直流DC(原E)和交流AC(原D)之分。
直流电磁铁在工作或过载情况下,其电流基本不变,因此不会因阀芯被卡住而烧毁电磁铁线圈、工作可靠,换向冲击、噪声小,换向频率较高(允许120次/rain,最高可达240次/min以上),但需要直流电源,并且启动力小,反应速度较慢,换向时间长。
交流电磁铁电源简单,启动力大,反应速度较快,换向时间较短,但其启动电流大,在阀芯被卡住时会使电磁铁线圈烧毁,换向冲击力大,换向频率不能太高(30次/rain左右),工作可靠性差。
电磁换向阀由电气信号操纵,控制方便、布局灵活,在实现机械自动化方面得到了广泛应用。
但电磁换向阀由于受到磁铁吸力较小的限制,其流量一般在63L/min以下。
故对于要求流量较大、行程较长、移动阀芯阻力较大或要求换向时间能够调节的场合,采用电磁阀是不宜的,此时应采用液动式或电液式换向阀。
P150页各种阀!
压力阀
常用压力阀按功用分有如下类型:
①直动式溢流阀。
作用溢流阀的作用是定压、稳压。
所谓定压就是根据系统(负载)的需要,调定溢流阀入口、即泵出口的压力为某一所需要值。
稳压是指无论外负载如何变化(在保证溢流阀开启的条件下变化),溢流阀都能经过自身的调节把溢流阀入口、即泵的出口压力稳定在初始调定值上不变(严格地说是基本不变)。
应用应用较广泛,分别为:
◆使液压泵出口压力恒定直动式溢流阀与定量泵相配合构成一恒压油源,
◆做安全阀用在定量泵的旁路节流调速系统中。
先导式溢流阀。
作用先导式溢流阀与直动式溢流阀作用完全相同。
应用从总体上来说,上述直动式溢流阀能应用的场合先导式溢流阀都能而相反却不一定。
先导式(定值)减压阀。
减压阀的类型按作用分有:
减压阀分定值、定差和定比减压阀三种。
按结构分有直动式减压阀和先导式减压阀两种。
常用的是先导式(定值)减压阀。
有些减压阀也有类似先导式溢流阀的远程控制口,用来实现远程控制。
其工作原理与先导式溢流阀相同。
下面介绍先导式减压阀。
作用先导式减压阀的作用是减压、稳压。
所谓减压就是将阀人口、较高的一次压力p1,降
出口、较低的二次压力p2。
稳压就是不论负载如何变化(在保证减压阀启动、工作的条件下变化),减压阀通过自身调整都能把其出口压力稳定在初始调定值上不变(严格地说是基本不变)。
应用在液压系统中,若某个支油路所需油压低于主油路时,可在该支路前与主油路
压阀,构成一减压油路、以获得较低压力。
另外,利用减压阀能稳定出口压力这一特点,来稳定系统压力,以减少因压力波动而造成的液控元件(液控阀)的误动作,即减压阀常用于控制油路。
⑥顺序阀。
顺序阀分直动式和先导式,根据控制的压力不同(内控式和外控式)
压力继电器。
作用压力继电器的作用是将液压系统中的压力信号转换成电信号,操纵电气元件(如电磁铁等)动作,以实现执行元件的顺序动作或安全保护等。
1普通节流阀。
作用控制输入液压系统的流量,以达到调节执行元件(液压缸或液压马达)运动速度的目的。
简言之就是控制流量、调节速度。
调速阀。
比节流阀多一个方框!
作用调速阀的作用与节流阀相同,即控制系统流量,调节执行元件的运动速度。
第六章:
基本回路
一、压力控制回路:
利用压力控制阀来控制系统整体或某一部分的压力,以满足液压执行元件对力或转矩要求的回路。
包括:
调压、减压、增压、卸荷、和平衡等多种回路。
1调压回路:
是液压系统整体或部分的压力保持恒定或不超过某个数值。
可通过溢流阀来调节。
有几个法控制系统它就是几级调压回路。
与阀的个数有关。
2减压回路:
是系统中某一部分油路具有较低的稳定压力。
最常见的减压回路采用定值减压阀与主油路相连。
减压阀的最低调整压力不小于0.5Mpa。
3增压回路:
需要压力较高但流量不大的压力油,,可以节省能源,工作可靠,噪声小!
增压回路分三种:
双作用增压缸、单作用增压缸、用液压泵增压回路。
----卸荷回路:
功用:
在液压泵不停止转动时,使其输出的流量在压力很低的情况下流回油箱,以减少功率损耗,降低系统发热,延长泵和电动机的使用寿命。
-----压力卸荷。
卸荷回路:
1换向阀卸荷回路:
(切换时压力冲击小,必须设置单向阀,使系统能保持0.3Mpa左右的压力,控制油路)2先导式溢流阀卸荷回路:
(切换时冲击小)
3插装阀卸荷回路:
(通流能力大,适用于大流量的液压系统)
4多缸系统卸荷回路:
(卸荷指卸功率之荷)
8.调压回路、减压回路各自的特点与典型油路结构
调压回路能控制整个系统或其局部的压力,使压力保持恒定或限定其最高值。
例如,在定量泵系统中用溢流阀调定压力,可使泵在恒压下工作;
在变量泵系统中用溢流阀做安全阀限定最高压力,可防止系统过载。
减压回路用于使系统中的部分油路具有较低的稳定压力。
例如,液压系统中的控制油路、润滑油路和夹紧油路等常与动力油路(主油路)合用一个液压泵而又要求有较低的压力,这种油路就需要减压,常用的减压方法是在需要减压的那部分油路前串联一个定值减压阀。
(1)典型的调压回路
调压回路(定量泵调压回路)的结构型式很多,但从调压级别来分不外如下几种类型:
.
①单级调压回路。
所谓单级调压回路,即只能在泵出油口调出一种压力来。
在进、出口节流调速回路中由溢流阀与定量泵组合在一起便构成了单级调压回路。
如图7—22和图7-23所示。
②双级调压回路。
所谓双级调压回路,就是在泵的出油口可分别调出两种不同的压力来。
图7-23是应用于压力机的双级调压回路实例。
图中,活塞1下降为工作行程,其压力由高压溢流阀4调节;
活塞上升为非工作行程,其压力由低压溢流阀3调节,且只需克服运动部件的自重和摩擦阻力即可。
溢流阀3、4的规格必须按液压泵最大供油量来选择。
③三级调压回路。
图7—23为三级调压回路。
在图示状态下,系统压力由溢流阀1调节(为10MPa);
当1YA带电时,系统压力由溢流阀3调节(为5MPa);
2YA带电时,系统压力由溢流阀2调节(为7MPa),因此系统可得到三种不同的压力——三级压力。
在此图中,三个溢流阀的规格(流量)都必须按泵的最大供油量来0选择。
这种调压回路能调出三级压力的条件是溢流阀1的调定压力必须大于另外两溢流阀的调定值,否则溢流阀2、3将不起作用。
-54
(3)增压回路
在液压系统中,若某一支路的工作压力需要高于主油路时,可采用增压回路。
增压回路可以提高系统中某一支路的压力,采用它可以用较低压力的液压泵得到较高的系统压力。
增压回路压力的增高是由增压器(增压缸)实现的。
保压回路
在执行元件(如液压机、注塑机、机械手夹紧工件的液压缸等)终止运动时,要求液压缸能继续保持一段时间的压力,在这段时间内,不再继续前进,同时也暂不回程,这时就要采取保压回路,以保持那些暂不继续运动的执行元件(工作机构)的系统油压。
保压的方法有:
①用定量泵和溢流阀的保压:
压力由溢流阀调定并保持,与定量泵构成恒压源,如进口节流调速回路,系统简单,可靠,但发热量大(保压时泵的全部流量在溢流阀调定压力下流回油箱),适用于低压小流量系统。
②用蓄能器保压。
③用限压式变量泵保压。
④采用液控单向阀保压。
保压回路需满足保压时间、压力稳定、工作可靠、经济性等多方面的要求。
保压性能要求不高时,可采用密封性较好的液控单向阀保压,其方法简单、经济。
保压性能要求较高时,需采用补油的办法弥补回路的泄漏,以维持回路中压力的稳定。
平衡回路
为了防止直立式液压缸与其相联的工作部件因自重而下落或在下行运动中速度超过液压泵供油所能达到的速度而使工作腔形成真空,在液压系统中要设置平衡回路。
其办法是在立式液压缸下行的回油路上设置一个适当的阻力,使液压缸的回油腔产生一定的背压,以平衡其自重。
容积调速回路是依靠改变泵和(或)液压马达的排量来实现调速的。
与节流调速回路相比,容积调速回路既没有溢流损失,也没有节流损失,所以回路效率较高,发热少。
但变量泵或变量液压马达的结构较定量泵或定量液压马达复杂,并且回路中常需要辅助泵来补油和散热,因此容积调速回路的成本较高,这在一定程度上限制了容积调速回路的使用范围,通常,液压系统功率较大或对发热限制较严时,宜采用容积调速回路。
容积调速多采用闭式回路(也有采用开式回路的),根据泵和液压马达的不同组合,有如下几种类型:
变量泵+液压缸(定量液压马达)的容积调速回路;
定量泵+变量液压马达的容积调速回路;
变量泵+变量液压马达的容积调速回路。
P72液压系统如何调速?
调速元件?
各有什么特点?
解决方法?
改变输入液压执行元件的流量q或改变液压缸的有效面积A(或液压马达的排量Vm)均可达到改变速度的目的,因为改变液压缸的工作面积在实际中是很困难的,因此只能用改变进入液压执行元件的流量或改变液压马达的排量的方法来调速。
方法:
可采用定量泵和流量控制阀并改变通过流量阀流量的方法(节流调速)也可采用改变变量泵或变量马达的方法(容积调速)而同时采用变量泵和流量阀来达到调速目的时,称为容积节流调速。
P74换向阀的中位机能:
当换向阀处于中位,各个油口之间的连通方式叫中位机能。
油箱:
主要用来储存油液,散热,沉淀杂质与分离油中气泡。
过滤器:
过滤混在油液中的杂质,把油液中杂质颗粒大小控制在能保证液压系统正常工作的范围内。
压力阀分(利用作用于阀芯上的液压力和弹簧力相平衡的原理工作的。
减压阀调整的是出口压力,取决于后带负载压力。
蓄能器:
做辅助动力源,液压系统中的脉动冲击吸收器。
减压阀、溢流阀区别:
(溢流阀是防止系统超载,保证安全.
减压阀是在保证系统不过载的前提下,降低系统压力.
可以说溢流阀是被动工作,而减压阀是主动工作.
1,减压阀保持出口处压力不变,而溢流阀保持进口处压力不变;
2,在不工作时,减压阀进出口互通,而溢流阀进出口不通;
3,非工作状态时,减压阀的阀口是常开的,而溢流阀是常闭的)
P94节流调速回路构成工作原理:
通过改变回路中流量控制元件(节流阀或调速阀)通流截面积的大小来控制流入执行元件或自执行元件流出的流量,以调节其运动速度。
压力控制回路分(减压回路,调压回路,增压回路,卸荷回路,保压回路,)
卸荷回路作用:
减少系统中功率损失、发热,延长泵的使用寿命。
速度控制回路(节流调速回路,容积调速回路,容积节流调速)
节流调速:
进油节流调速回路(由定量泵+溢流阀+节流阀组成,有流量控制元件,节流阀)适合于低速轻载,效率低。
容积调速回路:
无流量控制元件,用改变液压泵和液压马达的排量来实现调速。
高负载。
容积节流调速:
用流量控制阀调节进入或流出液压缸的流量来调节速度。
大功率的调速。
顺序阀的应用:
与单向阀组成平衡阀,保持垂直放置的液压缸,不顾自重而下落,由内控顺序阀接在液压缸回油路中,产生背压,使活塞的运动速度稳定。
3.5说明连续性方程的本质是什么?
它的物理意义是什么
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