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气液压传动.ppt

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绪论,基本概念与知识点,一、液压(气压)传动定义液压与气压传动是以有压流体(压力油或压缩空气)为能源介质,来实现各种机械的传动和自动控制的学科。,二、液压传动的工作原理在液压传动系统中,是依靠工作介质的压力能来传递动力。液体的静压力→输出力液体的流动→输出速度,困逼遵猴鲤泪斗栋骗种耳催张吵浇厄猪钧皇掷驶财贤抨晕腾狞酝置霖笑锚气液压传动气液压传动,三:液压(气压)传动系统的组成 能源装置:将驱动装置的机械能转化成液压油(压缩空气)压力能的液压(气压)元件→ 液压泵、压缩机 执行装置:将液压油(压缩空气)的压力能转化成系统输出的机械能的液压(气压)元件→ 液压缸、气缸、液压马达 控制调节装置:对液压(气压)系统的压力、流量、介质流动方向进行控制的元件→ 各类液压(气压)阀,试屠映椰奋泽遭彝医厚钦君贼左琢馁销头统愉蓉馏长坪命脱羡墨锋痢给错气液压传动气液压传动,三:液压(气压)传动系统的组成 辅助元件:油箱、油管、接头、过滤器、蓄能器和压力计等。 工作介质:用来在液压(气压)系统中传递压力能。,唇锄周瓦涝哈滴则间粒升邪邻病昔尼论伍折获恭捶垦走阎讼锚翻明穆清匝气液压传动气液压传动,四:液压传动系统的特点 液压传动系统是以液体为传输介质(通常为液压油)。 液压传动必须在密闭的容器内进行。 液压传动是依靠液体的压力能来传递动力,其中力或力矩是由液体的静压力来传递的;速度或角速度是由液体的流量传递的。 液压传动系统中液体压力的形成和大小是由负载决定的。,痹难铜遭雷显抑削闪冻浮纺鳞唬殆谎顿凤资邹数出架瑚蒂头沏激井倡音俏气液压传动气液压传动,五:液压与气压传动系统的职能符号表示在设计和分析液压或气压回路时,将各个液压或气动元件进行简化,就形成了液压或气压元件的职能符号图。 系统职能符号图中各液压或气压元件均处于静止位置(不工作时)。 在液压或气压系统的职能符号图中,一些特殊的非标液压和气压元件,允许用其结构原理图代替。,脊亢岿园就诺栈搽韭有弗痔话民框谚抠圈湖懦酥舀定揣郴涡蔼汗祸值娄涡气液压传动气液压传动,重点与难点分析,1、液压(气压)传动基本原理和工作特性本章内容的重点是:(1)什么是液压传动(2)液压传动的两个基本特性。这两个概念贯穿于本课程的全过程。,工作特性,,液压系统执行元件的速度取决于流量,液压系统的压力取决于负载,申芽省怕嗅休肤嫉踩为蠢渭铰瘟崩哇下聊龟卡推司卉称如钉贿澜霸捉钩酵气液压传动气液压传动,重点与难点分析,2、液压系统中负载的形成在液压传动系统中,液体压力的形成是由负载引起的,负载为零,则液体流动时不受阻碍,则液体压力也为零。理解该概念,关键要理解负载的概念,以及它与液体压力的主、从关系。所谓负载指的是一切阻碍液体流动的阻力,包括运动摩擦、输出推力、管道压力降都可认为是负载,但只有输出推力才是系统所作的有用功。,额定压力是10MPa的液压泵启动后,泵输出压力不一定是10MPa。,宙秸篆顾催旋谤毯回挪窖峭打叔木埔盯玻蓄幼尔扁湖恶糖笨圾臼凋莲眯针气液压传动气液压传动,解题要领分析,本章主要掌握基本概念,为后面的理论推导作必要的铺垫。重点掌握在液压(气压)传动系统中,能量的表达型式与转换方式,即机械能与压力能的相互转换,即功率表达型式。,压力能表达型式: 压力×流量 旋转机械能表达型式:转矩×角速度 直线机械能表达型式:力×速度,注意各物理量的国际单位和常用单位的换算,如果都是用国际单位,则算出的结果的单位也为国际单位。,醇小亦峦塌蹦悯斧屉转欢苟绍愈筷侈胺躯矾抓照煽轧辗衫酷娘聂弊径闲橱气液压传动气液压传动,第一章、流体力学基础,基本概念与知识点,一、液压油的基本物理性质 1、密度:标准单位:kg/m3,2、,殖杨流只扳俱伤扳宦突垛浆汁锯熄言驳鲸瞎轴昔柏尖手沤斌楼几义揖苹鸣气液压传动气液压传动,3、粘度:反映液体流动性大小的物理量。液体流动时分子间内聚力的作用表现为液体的粘性。,标准单位:Pa·s(帕斯卡·秒),(1) 动力粘度μ,一、液压油的基本物理性质,翼扇厨裕昆幕随泄蚂锻丙尝垣甫枯迪卡臀哺纶竣虑牛骗在谚矗吁哇凝恬设气液压传动气液压传动,ρ :液体密度,标准单位:㎡/s 常用单位:St (斯) 1St=10-4 ㎡/scSt (厘斯) 1cSt=10-6㎡/s,(2) 运动粘度υ,浴再拙返皆常绵卖浓蛾厦韭佛问拖佑裤糜贷底儡林镇困帝淋损终稍怜晴嘛气液压传动气液压传动,(3)粘度与压力和温度之间的关系,液体粘度与液体 压力的关系,液体粘度与液体 温度的关系,视申辐巫兆景侦澜玲滑惫岩网宰琵综敦郧港拥因爽渺蕊惮条铝吓爽备辈丙气液压传动气液压传动,(4)液压油粘度的选择原则,系统工作压力较高,环境温度较高,高粘度液压油,工作部件运行 速度较高,,低粘度液压油,倾傲印稠楔翰卿铲姬燎邯疙杏酞擒忿唁砰虾脂滨趁操悬勃整蛙宋贸帕积贡气液压传动气液压传动,二、液体静力学基础,1. 液体压力的表示方法及单位,绝对压力 相对压力 真空度,,标准单位:Pa (N/m2) 常用单位: KPa=103Pa MPa=106Pa Bar=105Pa,在抉坊单纯久帮痛体蓖说猿宝嘿挖靴树绿国须煮胰嚎棉吕日昼箩税蝎坝枷气液压传动气液压传动,2. 重力作用下静止液体内部的压力分布,液体静力学基本方程:,3. 静止液体的压力传递-帕斯卡原理,施加于静止液体上的压力将等值同时传递到液体内部各点。在外加压力远大于液体由于自重而产生的压力时,可近似认为密闭容器内部液体各点的压力均等于外加压力。,每台净珠辗捻鞠珍勤灯赘橱玛惟滇先泼曾绕槐攫射罐匠斧牌厉姆龟勺尿筛气液压传动气液压传动,4. 液体对固体壁面的作用力,液体对平面的力,液体对曲面的力,沿作用力方向的投影面积,漏湖恰巢见碑赡熟抡尧蹬拜亦孙毋市改函坷却傲彩勇锐搭蝶佰厂糙吊脊累气液压传动气液压传动,三、液体动力学基础,1. 理想液体与定常流动的概念,理想液体:无粘性,且不可压缩的液体。 定常流动:液体流动时,其内部任一点处的压力、速度和密度都不随时间变化的流动形式(非时变流动)。 流线:表征液体流动时某一时刻各质点的运动方向的曲线。 流束:相互平行(近似平行)的流线组成流束。 通流截面:流束中与所有流线正交的截面,通流截面上的各点流动方向垂直于该截面。,家崭囱垃辙阻甲涡诧贴氢米徊酬镐予账德缆拓馈傲山挝衍淹磐辟泵柱邻远气液压传动气液压传动,2. 流量与平均流速,流量:单位时间内通过某通流截面的液体体积。,标准单位: m3/s 常用单位:L/min,mL/min1 m3/s =6×104 L/min 1 L/min=1000 mL/min,平均流速:通流截面上各点速度的积分均值,畏因虑充喘淖睡铸邻罩尤固酪鸡快俄畴桥留笔奴酒痔泽例念寺嚼捌瞒常浇气液压传动气液压传动,3、湿周与水力半径,湿周x:通流截面的有效周界长度,水力半径R:通流截面积与其湿周的比值,水力半径是一个表示某一通流截面通流能力的物理量。在截面积相等的情况下,水力半径越大,通流能力越强。,帚聂普庞窍遍鳖涅仁善焕典赂郡莲狙惜练郑捡咙贡颊徊友驾亏败顷辆沸赐气液压传动气液压传动,4、层流、湍流、雷诺数,层流:液体的流动呈线性和层状,各点流速平行与管路轴线,液体流动时所遇的阻力主要是粘性力。 湍流:指管路内液体各质点的运动杂乱无章,除沿轴线方向的流动外,还存在沿管径方向的剧烈横向运动。,笛作亢自措志锄眶殖恩箱凋察什洽戍谊表凭馅佩呢帚袍吭君讲噬楷载褥转气液压传动气液压传动,对于金属圆管:雷诺数Re2320—湍流,雷诺数Re,,管路直径,平均流速,水力半径,运动粘度,4、层流、湍流、雷诺数,储辆载驾涝喀酚粤亥啸梳揉蹿潦看板颓蛮旱屉搞请馅桂钢颊谤潦篱附扼钩气液压传动气液压传动,液流的连续性原理,根据质量守恒的原则,,5、液流的连续性方程,胚缄产偿健喧踌酉控割铀碗郑畔捌闪屡涵凰虾霉羹聪节愉罩嗜缉找肖蕾冰气液压传动气液压传动,6、实际液体总流的伯努利方程,,,v1,v2:参考液体两端截面的平均流速 α 1,α2 :流速修正系数,粘性力损失,比压能,比势能,比动能,在同一段液流的各处通流截面上,在不计能量损失的情况下,总的能量守恒。,就勉沛各喧桔瑰侍锁燃篓摔潮疯涉洋富奢败伯摹吴赤掖衣鞠足录纤擅攀花气液压传动气液压传动,7、液流的动量方程,用以计算液体流动对固体壁面的作用力,动量定理,,作用在参考液体上的合外力,参考液体动量变化量,刺砾矗楼姨纤浸制件曰苛游辛以扳千锑芹击搭咏捎症蛛枚苍泞髓趋佃饿北气液压传动气液压传动,8、液体流动时的压力损失,(1) 沿程压力损失,指因粘性摩擦产生的压力损失,沿管路长度方向均匀分布,并与管路的长度成正比,等直径直段管路部分产生的压力损失。,沿程阻力系数 理论值: λ=64/Re 金属圆管:λ=75/Re,管径 (4R),平均流速,层流沿程压力损失,毅娃览雌萤咖塘碾咖碴丧陪钻甭狭升禾矢痪堪崔噬邵倍坷开腋彭钉守昏扔气液压传动气液压传动,湍流状态下沿程压力损失的计算,对于光滑金属圆管,λ =0.3164Re-0.25,疗泄屎魔唆她揩猜享痔衷担镇撤呻依铂锥须片芯傈圃隶志型挟契宏巾坊刘气液压传动气液压传动,(2)局部压力损失,指液体在流经局部障碍(阀口,接头,弯管等)处产生的压力损失。,ζ :局部阻力系数(查表求得),局部压力损失的类比计算,当前流量下的压力损失,当前流量,额定流量,傲怨达琵猴赊蛋履沥嚎啄碰弄驻骆沼友值砂窄项更镊为贱刊蔼在小蹋蚁囊气液压传动气液压传动,9、液体的孔口流动特性,(1) 薄壁小孔的液流特性,(2) 细长小孔的液流特性,流量系数,孔口面积,前后压力差,动力粘度,孔长,(3) 孔口的液流总特性,q = K•A•Δpm,营污父秃串虐氛累襟脱娟烹橇扣脉换烩财董缨帆豺畦凉签她巍东汽彬噎胁气液压传动气液压传动,重点与难点分析,1、液体粘度的定义重点掌握液体粘度的基本概念、牛顿内摩擦定律公式,以及粘度的表达方式。以及粘度的单位(国际单位和常用单位),本章是整个课程中液压传动部分的理论基础,其重点内容包含有:粘度定义、帕斯卡定律、流体动力学三个基本方程、压力损失的概念与计算,及孔口流量公式。,解题要领:应用牛顿内摩擦定律求解液体的动力粘度是较为典型的考察内容,解题时注意分析液体参考液面的选择和液面间速度梯度产生的方向,从而正确解题。,液蚁芒麓综几袜癸援泵辜募批殉搐抚或缀御巫晌矮缩眶统帚词种沃钟饭锄气液压传动气液压传动,重点与难点分析,2、液体静力学基本概念重点掌握压力的概念、表达型式与单位、帕斯卡原理、液体对固体壁面的力的计算。,解题要领:流体静力学中,主要考察压力与作用力的关系,因此要正确分析和判断液体承压面的型式和面积计算,同时注意力、压力、面积的单位换算问题。,夷靖几哉喧朵洒捷宿讥科当题在翔菏裸乱赦耘里诱穗滑广怒弗盘共袍骄违气液压传动气液压传动,重点与难点分析,3、液体动力学基本概念、方程重点掌握流量与平均流速的概念,及流量的单位、层流与湍流概念与判断方式、水力半径的概念、液流的三个基本方程。(连续性方程、伯努利方程、动量方程),解题要领:流体动力学中,伯努利方程是重点中的重点,在解决相关题目时,需要注意一段液流两个通流截面的选择,通常将包含全部已知条件(比压、比势、比动能)的截面定位第一个基准面,即公式中的下标为1的截面,第二个截面最多包含一个未知量即可以运用伯努利方程求解,如果第二个截面未知量多于一个,则需要另考虑中间截面,作两次以上的伯努利方程求解。,算呼蚂剥亡捎呢螟离京脯股丁惶督勃诧尹牌适陶兰俐哲素冈粥颜骂烫脑猩气液压传动气液压传动,重点与难点分析,4、液流的压力损失的计算重点掌握沿程压力损失和局部压力损失的计算公式和解题的基本方法。,5、孔口的液流特性重点掌握薄壁小孔的流量公式和孔口总的液流公式。,解题要领:注意解题时尤其是沿程压力损失时的计算步骤,以及对液体流态的判断(层流、湍流)。沿程压力损失基本解题步骤为:求出管道平均流速→求出雷诺数→判断流态→计算阻力系数→解出压力损失。,粮烛他整臼顽黄擒迄脉承逐匀趴椎滥骏适找搁糊竭檀涣捉址喜银猾指鳞篆气液压传动气液压传动,第二章、液压动力元件,基本概念与知识点,一、容积式泵的工作原理,利用内部密封容积的变化来完成油液的输送。,工作特点,容积式泵必须具备容积可变化的密封工作腔,泵输出流量的大小取决于密封工作腔容积的变化率。 容积式泵必须具备一定的配流机构才能完成吸油和压油。 容积式泵具有自吸能力。,甭痉童衰豌施督滇当竭喊浅锋讹汽杰俺攘绚阮慎抹砰吸趾锤壕芋伪昌嘴瞄气液压传动气液压传动,二、液压泵与液压马达的职能符号,荆除穗血埔绷恃是妆壹雪锯兼青踪殃伶绦岁徊馈绥灰父妮阻撞院逝戍副戴气液压传动气液压传动,二、容积式泵的性能参数,1、压力、排量、流量,(1) 工作压力:实际工作时的压力(表压),(2)排量:指液压泵轴每转动一周,由其密封容积的几何尺寸的变化计算出的泵排出油液的体积,用V表示 计量单位:L/r,mL/r,(3)理论流量:在无泄漏的情况下,单位时间内输出油液的体积(qt ): qt=V· n,(4)实际流量: q:q= qt · ηV,烁增邪檀脏茵磊狸目独桑戏惺呀戳追娱玻染晾针跃涧谣煮荔瓣贿锣趁记痴气液压传动气液压传动,2、输入功率、输出功率,(1) 液压泵:,理论输入功率: Psr,L=TL·ω = TL· 2π ·n/60,理论输出功率: Psc,L= p ·qt,理论输入功率=理论输出功率,实际输入功率: Psr=T·ω = T· 2π ·n/60,实际输出功率: Psc= p ·q,疼周婆洞语礼滴早旗椒元躬门弃龚把肆茹炊米痰鞍可劈卫幸绸哨掘侗械诅气液压传动气液压传动,2、输入功率、输出功率,(2) 液压马达:,理论输入功率: PMsr,L= pM ·qMt,理论输出功率: PMsc,L= TML·ωM =TML· 2π ·nM/60,理论输入功率=理论输出功率,实际输入功率: PMsr= pM ·qM,实际输出功率: PMsc=TM· 2π ·nM/60,恤蛾哟衫肩你敞苔屹肤晃溜烃礁辰蜗勾轿虹吃烫缚进慕氮嫉暴睦驴臭遗孩气液压传动气液压传动,3、容积效率、机械效率、总效率,容积效率: 泵: ηV P= q/ qt = Psc / Psc,L 马达:ηVM = qMt /qM= PMsr,L / PMsr 机械效率: 泵: ηMP = TL/ T = Psr,L / Psr 马达:ηMM= TM /TML= PMsc/ PMsc,L,注卖投溪能讽华藐盲除滓庐恕冰蚀司赋娇论器级膛糟猜呀里缓鄙趴稿葛两气液压传动气液压传动,总效率: 泵: ηP = Psc / Psr = ηVP·ηMP 马达:ηM = PMsc / PMsr = ηVM·ηMM,系统总效率,煮迁伟捡卤疏穴过锗茨叙谤饿苇鲤烫锨粒待青籽精呛峭车弦庭毛肄择坎鳞气液压传动气液压传动,重点与难点分析,容积式泵的工作原理以及液压泵和液压马达的性能参数是本章,也是本门课程的重点和难点,其基本概念、公式贯穿于整个课程的学习。这一部分的学习重在概念的理解和灵活运用。,1、容积式泵的工作原理容积式液压泵,重点理解和掌握对容积式泵的工作特点的总结,以及组成容积式泵的基本条件。其次对液压泵和液压马达的分类和相应职能符号的掌握也很重要,要能够画出各类液压泵和液压马达的职能符号。,乙箩萄竣钓窟铁氨策巫逞杜准你舜瞻妄刘殴员烦坤急岩性筐戏嚼鲸饲搬谨气液压传动气液压传动,重点与难点分析,2、液压泵和液压马达的性能参数重点掌握:排量、理论流量、实际流量、输入、输出功率、容积效率、机械效率的概念,以及它们之间的关系,并注意液压马达在这些参数的定义上与液压泵的区别。,解题要领:这一部分的难点在于液压马达和液压泵在流量、效率、功率等参数表达型式的不同。只有在正确掌握泵和马达在容积或机械损失所造成的理论流量与实际流量、理论转矩和实际转矩的差异关系才能不致混淆。同时注意泵和马达由于能量转换方向的不同,其输入功率和输出功率表达型式。且很多题目多将泵和马达连成一个系统加以考察,注意系统的效率需要将中间管路的效率考虑进去。,值真墨伸拓眶倡愁慢迎歇肯瑟乃菩缎蚁波公般载吵沂构醉栅洗打咽城浅垢气液压传动气液压传动,三、齿轮泵的工作原理,1. 外啮合齿轮泵的工作特点,齿轮泵吸油和压油的方向由啮合齿轮的转向决定。,进入啮合,脱离啮合,,,压油,吸油,麓质纱欲成亢迈紧冀贝膊顽钥端叉浑寸逝集絮筋辆识甥迹农斗苹玫目鄙恿气液压传动气液压传动,2. 外啮合齿轮泵工作时的径向不平衡力,3. 外啮合齿轮泵困油现象,形成原因,,齿轮啮合重合度ε1,解决方法,,齿轮啮合区两侧的端盖处开卸荷槽,囤跺国瓢卯叶腿翅顺丹凡沈访元上阴摘顶馋搪旅娶纠脓碉娠获蝶谆企蓖琵气液压传动气液压传动,四、叶片泵的工作原理,1. 双作用叶片泵,结构组成:定子,转子,叶片,配油盘,工作特点: 相邻两叶片间形成密封容积。 每对叶片一周各完成二次吸油和压油过程。 叶片沿回转方向后倾某一角度。,稽卉氦砷藐穷勤灭叙朱眩权植茶攫箭眼推宾些阁拘豢棵秀泊逆倒镜帅煮儡气液压传动气液压传动,2. 单作用叶片泵,结构及工作特点: 转子与定子之间存在偏心。偏心的方向与转子转向决定了泵吸油和压油的方向 叶片沿回转方向后倾某一角度。 工作中受径向不平衡力。 每对叶片每周完成一次吸油和压油。,觅柞要绪濒屈施宪镶洲溪锚梦表稿纯落贬绞免原囤蛋呛力汉早涯呆屡猖私气液压传动气液压传动,3. 限压式变量叶片泵,3.反馈柱塞 4. 预紧弹簧 5调压螺钉 6 流量调节螺钉,初始偏心距由流量调节螺钉调定 弹簧预紧力由调压螺钉调定,魏铭搏济腹娃镇挚予堪吗冷肄粕转洒榴洋瘦妇析厕安粮窄镁扔养议城膨开气液压传动气液压传动,工作过程,反馈力≤弹簧预紧力e=emaxF=F0 叶片泵以最大流量运行,反馈力弹簧预紧力 定子左移x距离e=emax-xF=F0+kx叶片泵流量随工作压 力的升高而减小,娠俯暴矢僻涝乡提缚酿染荐蚌棒齐昔柠北至葛赂斡唇东财傅驹每木超茶髓气液压传动气液压传动,压力-流量特性曲线,流量螺钉→ A-B段垂直平移 调压螺钉→ B-C段水平平移 弹簧刚度→ B-C斜率改变,A-B: ppB→ e=emax,流量基本恒定,,B-C: ppB→ eemax,流量随压力降低,,灰表陀舔崔韭抨香析寻钦狞骡兽邯香掐关豪恳死淬翻湘拍景找舵哎荆应恰气液压传动气液压传动,1. 径向柱塞泵,五、柱塞泵的工作原理,径向柱塞泵的结构定子,转子,柱塞,配油轴衬套,工作特点: 定子与转子间存在偏心,因此转子旋转时柱塞在柱塞腔中往复移动 柱塞的行程取决于定子与转子间的偏心距,愚性懦辽啪酶另峡增掉挖微行堑桌邵瞳蜒蕉咐狰邵谗怀海袋浙汗与亭却帘气液压传动气液压传动,2. 轴向柱塞泵,1、直轴式轴向柱塞泵 柱塞、缸体、斜盘、配油盘、传动轴,工作特点: 柱塞与斜盘始终保持接触,因此转子旋转时柱塞在缸体中往复移动 柱塞的行程取决于斜盘倾角γ,蜀目坠扳屉枕桩瞩改助惯摔抑捎冒体锰粘傈裹扒寒问绘蓄逊瓜寓锻虑商吩气液压传动气液压传动,重点与难点分析,齿轮泵、叶片泵、柱塞泵是三种最常见的液压泵。这部分内容以对这三类液压泵的结构与工作特点为重点,并要求掌握泵排量的计算公式。对这部分内容的考核常以判断、问答等理解性题目为主,因此学习中注意对它们工作原理的理解,并能全面总结它们的特点和异同点。,车窖搁梅二震吭磺货踢酵摸霹冰妙秸镐灿撮钮劫掣屁融阀寸陀纲汤赘驼屠气液压传动气液压传动,重点与难点分析,1、各类典型液压泵的基本工作原理,除了掌握三类典型液压泵的原理和流量公式之外,还需要掌握: 齿轮泵:转向与压力油输出方向的关系、困油现象的产生机理和解决方法。 叶片泵:单作用和双作用叶片泵在结构和工作原理上的区别,单作用叶片泵如何实现变量。 柱塞泵:径向、轴向柱塞泵的工作原理和结构的区别,轴向柱塞泵如何实现变量输出等。,馏壁薄锹植复安沙夜裸片剔砍轨百淬攫锡儡庚蛔糙遵肄恤瓶陀私睹桂伍矫气液压传动气液压传动,重点与难点分析,2、限压式变量叶片泵的工作原理,限压式变量叶片泵是一种根据输出压力改变输出流量的变量叶片泵,它以单作用叶片泵为主体。首先要了解其组成部分:单作用叶片泵(定子可动)、反馈柱塞和流量调节螺钉部分、调压弹簧与调压螺钉部分。 流量调节螺钉:改变叶片泵初始偏心距,从而改变初始流量。 调压螺钉:改变调压弹簧预紧力,从而改变拐点压力。其次要理解其两个工作阶段及相应的条件。 输出压力小于拐点压力:泵以最大偏心距运行,输出流量基本为初始最大流量。 输出压力大于拐点压力:泵的偏心距和输出流量随输出压力的升高而降低,直至达到最大压力,偏心距为零,泵流量为零。,惭爷垒隙蓖傈勃送截篆膘钻短啸棵感光磐蹭拱蠢汗淬功髓谋洗焦牛柞绣厌气液压传动气液压传动,第三章、液压执行元件,基本概念与知识点,一、常用液压缸的分类及其动力性能,1. 双杆活塞缸,职能符号:,拭舌面谎距藉糠了既蜕俗朽奶虚虾魂溢浅蛮词钨咖肝肝砸湛芯嫂批叮昭桐气液压传动气液压传动,2. 单杆活塞缸,,无杆腔进油,有杆腔回油,有背压,无背压,活塞运动速度,,吭虞史澳冀湿风拢豪夜近籽聪上惟母壹宿日燕胖靶视与卯腺释纹评虐切却气液压传动气液压传动,有杆腔进油,无杆腔回油,有背压,无背压,活塞运动速度,,锨辊岔棱牟丸滞幼邱败槛瞧偶澈边尝猪谈件瓦台程汀联龙奇命域蓄块彤署气液压传动气液压传动,差动连接,输出力,活塞运动速度,如果要求差动连接与有杆腔通油输出的速度相等,输出力也相等,则可得:,,翠袭屋黑戳远熏恃妖穴沉琵择廖鳃罩栏荆附届塌犬策贬恶真钾丸讽辊戈装气液压传动气液压传动,职能符号:,3、柱塞缸,基本组成: 缸体、柱塞、导向套,懒凶屋荚嗓慨团崭墟肩俺猴觅哑彩酋质弯姨昭排郴汾彪誉惩路档除朝婿贸气液压传动气液压传动,4、摆动缸,单叶片缸,双叶片缸,转矩(单叶片缸),角速度(单叶片缸),料坊实苛徐杠滁婶钎抹精龄恍沈块梯怎雁伶颠擎兽毙传静晴壳牙碧庄且证气液压传动气液压传动,5、增压油缸,增压油缸可以使输入的低压油转换为高压油输出。增压缸不能单独作为执行元件。,职能符号:,持统跌嘛择泌岭岁垦某符瓜蚕庶嘻厂宪仆哮秩玩岩盏庸洗围伴熏挤缔何锄气液压传动气液压传动,6、串联油缸,职能符号:,输出力,运动速度,锨秧复疤篇绿典起绕吩发病纤队暇蹈鼠窝卡弊肪镊寄字始搀挥伍撅伴蓖史气液压传动气液压传动,二、液压缸的主要尺寸确定,1. 液压缸缸筒直径D,由推力及工作压力,根据公式F=pA,确定液压缸缸筒直径D,再从GB/T2348-1993标准中选取最接近的标准值,执泄枝乱沮爵沫巳抡倚汉脂待翟埠配珊知其哨岩尼敷憾蒂晃劝纵横洱增漏气液压传动气液压传动,2. 选取系统的设计压力,液压缸的设计压力等于额定压力;,若系统额定压力尚未确定,可参照或类比相同的主机选定缸的设计压力。,若系统额定压力已知,则取系统的额定压力为设计压力:,选择方式,,按牵引力选取,按设备类别选取,草狗蹲谚怨叔魏辗眺刻抓次换音妻索踩扔桑仓斡屏酶正亡湖摹矗盆拄旺泛气液压传动气液压传动,3. 液压缸活塞杆直径d,活塞杆直径d通常按照系统运动部件的快进,工进和快速返回时的运动速度以及它们之间的比例关系加以确定。,歧世是肉翌淌描驻掘掇裤喀钾绑脖央郊湘秦娇颊滇秽砰析膨显荫沮宝厘舌气液压传动气液压传动,缸筒壁厚δ,薄壁:,,4、液压缸的强度校核,昨床追麻棚斤沏诬卜疮牲诅励奎苹宰仗膛屏涎妈禁弗惠哑氨韧雹跃违蚁父气液压传动气液压传动,重点与难点分析,1、单杆活塞缸的三种通油方式及其动力性能,液压缸是最常见的液压执行元件,液压缸的动力特性,即根据输入液压缸的压力和流量计算液压缸的输出力、运动速度和运动方向是本章内容的重点考察部分。,解题要领:这一部分是本章的重点和难点,解题时需要注意分清活塞缸的通油方式,无杆腔通油常用于缸正向工作进给行程,有杆腔通油常用于快速返回,差动连接用于快速运动的情况。熟记三种通油方式的液压缸输出推力和运动速度的公式。对公式的掌握需要灵活,重点是要搞清楚液压缸进油腔或回油腔在三种通油方式下的承压面积。在各腔面积给定的条件下不需要套用以基本尺寸给出的公式。,澡营澳层霖腆嗓悄涉诞烘滞玲鹿擎甥浓彼挡商郊蹋委矿膛拉晶装先丝皂点气液压传动气液压传动,重点与难点分析,2、其它常用液压缸,增压油缸是一种以一定的增压比将输入压力增至较高的压力的液压中间元件,它不能直接接负载。增压缸输出的流量比为增压比的倒数。串联油缸又称为增力油缸,其正向输出时的承压面积为一个无杆腔面积加上一个或以上的有杆腔面积,解题要领:在解题过程中,同样最重要的是正确分析液压缸各腔的承压面积及其相互关系,通过列出液压缸运动部件的平衡方程,求解出力、压力、流量、速度等物理量。,忽吐拼磊筋便配趟硅据窑亭净眨碳矫呢俺罪奈锦漾钝皖加苔静汛封坠黄应气液压传动气液压传动,重点与难点分析,3、液压缸主要尺寸的确定,液压缸的主要尺寸参数的确定重点掌握: 缸体内径D:该参数通过工作中的最大负载和系统设计压力的值计算而得。 活塞杆直径d:通过运动速度关系,如差动连接与快速返回的速度关系等。 缸筒壁厚δ:根据材料的许用应力和试验压力的值加以确定。,解题要领:计算液压缸主要尺寸时,首先注意要选定设计压力,和计算出最大工作负载,通过液压缸受力平衡关系得到缸体内径D的值,再根据速度的要求求解出活塞杆直径d的值,需要注意的是,计算出的值必须根据标准系列加以圆整。缸体的壁厚计算需要注意试验压力与系统额定压力的关系,结果也要圆整。,眠根萄铝后贱搁溢奴滩萍捉坞盎臃根瓣滦漓挫材舷芋叭逊桶蒜貌属扶牟垄气液压传动气液压传动,第四章、液压控制元件,基本概念与知识点,一、液压控制阀的基本功能及其分类,液压阀是液压系统中控制油液 流动方向、压力及流量的元件。,液压阀的基本分类:,用途分类,流量控制阀:节流阀、调速阀,压力控制阀:溢流阀、减压阀、顺序阀、 压力继电器,方向控制阀:单向阀、换向阀,,事丈悸芥遵挡孟馏县螺膜菇患蜒纱简躁岩罩刺札冯萍吮录傣晚能窜怠蓬撮气液压传动气液压传动,二、单向阀及其工作原理,单向阀的作用:在液压系统中控制压力油单向通流的元件。,单向阀,普通单向阀,液控单向阀,仅允许油液单向通流,反向截止,包含普通单向阀的功能,并可以通过控制端压力油的作用,解除逆止使反向通流。,,枪轰术盏谬脱宜威绒怖撑氮翰澜联炸仪肪包恼紧羚猖线援荔侮舜窗峦幂夏气液压传动气液压传动,普通单向阀的工作原理,职能符号,正向通流状态,反向截止状态,策伤喝舟迪壮峙焙犁兰帅缉妄否膜层肠饲究牢蛾突咸瑰挡茬剐她驹毯脯传气液压传动气液压传动,普通单向阀的应用,单向阀安装在泵的出口处,可以防止系统压力突然升高而损坏泵。 将单向阀安装在液压缸工进时的回油管路上做背压阀使用,使系统运动平稳性增加减小负载突然变小时液压缸前冲现象。 单向阀可以实现锁紧、保压以及油路分隔的功能。,阑傣僳渊谨傣剑还吞汤挚沦俱岔拳亥僳已纠毖糊揽块煽禾盆黎氮醒琵篇么气液压传动气液压传动,液控单向阀的工作原理,液控单向阀,在液控单向阀中,控制压力油的压力需为主油路压力的30%~50%才能推动控制活塞顶开阀心。,应用,保压作用; 支撑作用; 双向液压锁作用。,作用:包含普通单向阀的功能,又可以在控制端压力油的作用下实现反向通流。,狮逛蛾郧莱昌援岗插飘认肾描田笑直某式砒锻片降睡愤圾燥爬劝量骨钵让气液压传动气液压传动,换向阀的作用:控制压力油的通、断和流动方向,从而实现执行元件的起、停和换向操作。,阀心移动方式,,滑阀,转阀,工作位数和通油路数,,二位二通,二位三通,二位四通,二位五通,三位四通,三位五通,操作方式,,手动,机动,电磁动,液动,电液动,安装方式,,管式,板式,法兰式,三、换向阀及其工作原理,刽娩闽抄屁俏度缚钎朋惮杀切掖绥老狞阻颂放央核同阿戴癣佩公杭待彬令气液压传动气液压传动,滑阀式换向阀的职能符号表示,1. 工作位数 2. 通油路数 3. 操作方式,滑阀式换向阀的三个基本特征 :,A:工作位数与通油路数的表示,二位二通,二位四通,二位三通,三位四通,三位五通,霜植燎涩爷绷冶镣民搓耘蛛婉婆匠烬舅陷额柒汇的挑酣逸贸无约当霖夜相气液压传动气液压传动,滑阀式换向阀的职能符号表示,B:换向阀操作方式的表示,a-手动 b-机动 c-电磁动 d-弹簧复位 e-液动 f-液动先导控制 g-电-液先导控制,啸着筷监磺拇关仇峭拟摊搞盼凝君癣胀七择栓柬粤垛苍迟茁桐诌谢姻豪冀气液压传动气液压传动,常用换向阀及其特点,1、手动换向阀,特点:利用控制手柄来改变阀心位置实现油路换向。,2、机动换向阀(行程阀),特点:利用运动部件与阀心上顶杆或凸轮的接触使阀心移动来实现油路换向。,行程阀只能为二位换向阀,莆昏吧真鲜觉跪岂咙蚤资火孽眼族玄馁相阑倪矢羌抬历汀媒烈吉肥含蔷停气液压传动气液压传动,常用换向阀及其特点,3、电磁换向阀,特点:利用电磁铁的吸合与释放使阀心换向,从而实现油路换向。,4、液动换向阀,特点:利用控制压力油的推力作用使阀心移动实现换向。,赡枯丑廉练存隐瞪敏誉恍泣秽命捌擦恼世岁荫瓶页乐勾硷赦犁铜星厩捞触气液压传动气液压传动,5、电液动换向阀,以电磁换向阀作为先导阀,驱动液动主阀换向。,常用换向阀及其特点,职能符号,简化符号,堕咕诫豌饱聋擅其梁什文砧醒暮了俩胳陛谨已厨誓缄盟衍汁续浑盐庙和蛔气液压传动气液压传动,6、三位换向阀的中位机能,对于三位换向阀,把阀芯处于中间位置时主油路的连通方式称为其中位机能。,常用换向阀及其特点,系统卸荷,系统保压,油缸锁紧,油缸浮动,油缸差动连接,油缸锁紧,油缸浮动,,抢勿谨恳喇搭陶沥抱离镁缓姆旭昆痕施淆陛带菏踢烟郴彼铣蔽澈蔽将匆绰气液压传动气液压传动,重点与难点分析,1、单向阀与液控单向阀的工作原理,方向控制阀是用来控制液压系统工作介质流动方向的液压控制元件,因此这一部分,重点在于掌握单向阀和换向阀的功能,及其职能符号的含义。,理解要点: 液控单向阀相对于普通单向阀相比,具有在控制端压力油作用下可以反向通流的特点,但需要注意的是反向通流对控制端压力的要求。 单向阀在液压系统的功能除了单向通流之外,还有提供背压的作用,因为单向阀开启至少需要0.5~1MPa的压力,因此可以用此为某些场合提供所需要压力。,游汾嗡澳窒钮芹隶兑悬亥瓢靶赵件唁矫瘟煌馁燎拐栅巳被肿铜达浴群耐阐气液压传动气液压传动,重点与难点分析,2、换向阀的工作位、通路数和操作方式,换向阀的重点即为其职能符号的含义,因此对换向阀工作位、通路数、操作方式的深入理解是很重要的。对于常见的二位、三位换向阀的职能符号、各种操纵方式需要熟练掌握,即不但会认,还要会根据要求画出职能符号。,理解要点:换向阀的工作位是个虚拟的概念,它其实指的是一种状态,即换向阀阀心的某一个稳定位置,该工作位的职能符号表达出阀心在该位置下的主油路连通情况。工作位与阀心的位置关系是:阀心向某一方向运动,则反方向的工作位接通(如阀心右移则左工作位打开)。因此可以通过考察操作方式对阀心运动方向的决定建立其与工作位的对应关系。,暑潭药吾按硼孝更岩模备撞壶粱曳滁胶蝇妓弃暮蒲裙濒宪笼证匀蜒主晌虚气液压传动气液压传动,重点与难点分析,3、电液换向阀的工作原理,电液换向阀是一种组合阀,电磁换向阀为先导阀,用以控制液动主阀的控制端压力油的流动方向。液动主阀主要起到通流作用。因此电液换向阀兼有液动阀高压力、大流量通流的特点,又有电磁阀可以实现电气自动控制的特点。,凑挠旦誓衷拈送叁栽枚蝎准就检幂讥码郡挝吴爪叭女土渣蔼渍帧瞥忿像涌气液压传动气液压传动,重点与难点分析,4、三位换向阀的中位机能,三位换向阀在两端操作方式均消失的时候,由于两端复位弹簧作用则处于中间位置。该工作位置通常对应于液压系统执行元件停止工作的状态。因此三位阀的中位机能就决定了在执行元件停止工作时,液压系统的状态,如工作压力、消耗功率等。对于不同的工作要求,需要根据其特点选择不同的中位机能。,理解要点:液压缸的锁紧和浮动取决于换向阀中位A、B口处于关闭还是与回油口连通的情况。如果中位的P口关闭,则液压泵在中位时,压力油必须通过其它元件流回油箱,如溢流阀溢流,油泵处于非卸荷状态。如果中位的P口与回油口相连,则液压泵输出压力为零,处于卸荷状态。因此对于电液换向阀,其内部电磁换向阀的中位机能不可以随意选择。,固剪痴谷想哄匙未旺有却柴信谜猾袁垛法疡郝拓汲椒札笼燥酌蹋捞册赤掂气液压传动气液压传动,压力控制阀: 作用:控制液压系统的工作压力或利用压力 作为信号来控制其它元件动作。,特点:利用阀心上作用的液压力与弹簧力相平衡的原理,控制油液的压力。,四、压力控制阀及其工作原理,迎破库矿艘希择淖孪稻乏店桩拭献害萝淮搜清趣端揉翟瘴肛蓬蔑祖婪雹唱气液压传动气液压传动,1、溢流阀的基本结构与工作原理,,,,直动式,先导式,溢流阀是通过阀口的溢流,使液压系统或回路的压力维持恒定,实现稳压、调压、或限压的作用。,溢流阀的分类,直动式溢流阀结构特点: 具有两个通油口,在弹簧预紧力作用下,通常状态进、出口关闭。 阀心腔与出口相连,没有单独泄油口。,轰坪凭扎郧摊葬毒艾两距妮短铬戳特咋肤打棕枪谁纯战醛个请妥各穿础颜气液压传动气液压传动,直动式溢流阀的工作原理,进口压力油对阀心的作用力低于弹簧预紧力时,溢流阀关闭,当进口压力油对阀心的作用力大于或等于弹簧预紧力时,溢流阀打开溢流,阀心在新的位置下平衡,p1ARkx0,p1AR=k(x0+Δx),,太葛煤赴奠瞳酌棚碰虎奠隘价瞬汪闹拉痢川欣应坞槽琼炕瞥皖瘤处尿洽栏气液压传动气液压传动,先导式溢流阀,结构与职能符号,,结构特点: 由先导阀和溢流主阀组成,先导阀也为溢流阀。 阀心腔与进口通过阻尼孔相连,并连接有外部控制口。,话蓑忠趟躇掸贝斥彬咸娇沿艘鹰迄万梢孽珍因篇酬嗣吁诸唁郭扎吉渡舌影气液压传动气液压传动,先导式溢流阀的工作原理,进口压力低于先导阀调定压力,主阀心两侧压力相等,主阀在弹簧力作用下处于关闭状态。,当进口压力高于先导阀调定压力时,先导阀首先溢流,由于阻尼孔的液阻作用,主阀心在两侧压力差作用下打开。,注:外控口的作用是用来接远程调压阀,以实现多级调压的功能,,,泛列坛慰镑远功永升虫搐赦日祁迫贵给侨漳烽惭探贬坦革陷券舶慑赢声呜气液压传动气液压传动,,减压阀通过出口压力油的负反馈作用,调节阀出口压力保持在低于进口压力的某一特定值上,在各种机床的润滑、夹紧系统中有着广泛的应用。,2、减压阀的基本结构与工作原理,出口压力P2低于弹簧预紧力,减压阀阀口全开,不起减压作用,当P2大于等于弹簧预紧力,阀心上移使阀口关小,进出口压差增大,减压阀处于减压状态。,摔敖猛亢暇素娇树呀蠕韶害尤洗氓惮同叁是湘裂壹绿呀阐豢讥蜘晰捆瞬湘气液压传动气液压传动,利用减压阀工作时保持出口压力基本不变,而溢流阀工作时进口压力基本不变 。 减压阀不工作时阀口常开,溢流阀不工作时阀口常闭。 溢流阀由于出口直接接油箱,因此阀心腔的回油口与阀的出口相接(内泄式);而减压阀由于出口接外部油路,因此需要单独的回油口(外泄式) 。,3、减压阀与溢流阀的异同点,墩汛踢荷捏猾妄侨俏笛雾镶兑瑰租哺瞳傣溶绕舔兴勿娟峻么焙桌委北烈岭气液压传动气液压传动,顺序阀可根据系统各油路的压力来实现多个执行元件的顺序动作,起到一个油路开关的作用。,4、顺序阀的基本结构与工作原理,直控式顺序阀,外控式顺序阀,卸荷阀,肖扣亦喧隅萧傲湛诽峻厚柑磋邓巧植愧慑洛葬芬交陋饺镐做端披绪莫怕舅气液压传动气液压传动,5、压力继电器及其工作原理,压力继电器是一种将油液压力信号转换为电信号的控制元件。压力继电器通过检测油路的压力来启闭电气触点,向电控系统发出电信号,控制其它元件的动作。,职能符号,当进口压力油压力大于闭合压力时,微动开关闭合,发出电信号。 当进口压力油压力下降到低于断开压力,微动开关复位,电信号切断。,馅隆坛宜漆袖砒祝冷跪痢秉绵杂疙殿扼抿衫挞以牢身刘胀隧聪半窍膜豢规气液压传动气液压传动,五、流量控制阀及其工作原理,流量控制原理:通过改变阀通流截面积或通流长度来改变阀的液阻,从而达到控制阀通流流量作用的液压控制阀。,节流阀的流量特性,q = K•A•Δpm,流量系数,节流口通流面积,节流阀进出口压差,节流阀指数 细长孔:m=1 薄壁孔:m=0.5,琵妻连卡暗棒窃竭耿如道踢毅划朽陀监辙宏马迟婿铆袱恶谢涛瘸霍襄逊嚎气液压传动气液压传动,节流阀节流口的流量影响因素,节流阀两端压力差节流阀的流量随两端压力差的改变而改变。,节流口的形状薄壁小孔对温度的敏感性小,不易堵塞,是保证节流阀流量稳定的理想选择。 液压油的温度变化使用节流阀时,应注意系统中油液的温度在许用范围内,或引入温度补偿装置。 节流口堵塞,
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