液压与气压传动知识点例题

液压泵基本参数,排量：V 每一转应排出的油的体积,扭矩：T 转速：n 输入功率：,压力：p 实际流量：Q 输出功率：,理论流量： 理论液压功率：,理论机械功率： 理论扭矩：,理论功率：,容积损失： 容积效率：,扭矩损失： 机械效率：,总效率：,液压油带出的 热功率,例1 某液压泵的输出压力 p=10MPa，泵转速 n=1450r/min，排量 V=46.2mL/r ，容积效率 v=0.95，总效率 =0.9。试求液压泵的输出功率和驱动泵的电动机功率。,解：,(1)求液压泵的输出功率 液压泵输出的实际流量为：,则液压泵的输出功率为,(2)求电动机的功率 电动机功率即泵的输入功率为：,例2 某液压泵的额定流量 QH=32L/min，额定压力 p=2.5MPa，额定转速 nH=1450r/min，泵的机械效率m=0.85。由实验测得，当泵的出口压力近似为零时，其流量Q=35.6L/ min 。求该泵的容积效率和总效率是多少？ 如果在额定压力下泵的转速为500r/min时，估算泵的流量为多少？该转速下泵的容积效率为多少？两种转速下，泵的驱动功率又是多少？,解：,(1)泵的容积效率和总效率 液压泵出口压力为零时的流量为理论流量，即 Qt=35.6L/ min。 液压泵的容积效率为：,液压泵的总效率为：,(2)液压泵的流量和容积效率 液压泵的排量为：,于是液压泵的额定转速 nH=500r/min时，其理论流量,因为额定压力不变，所以液压泵的容积效率不变，故液压泵的输出流量,(3)液压泵的驱动功率, nH=1450r/min时液压泵的驱动功率,nH=500r/min时液压泵的驱动功率,1.已知液压泵输出油压p=10MPa，泵的机械效率m=0.95，容积效率V=0.9，排量V=10mL/r，转速n=1500r/min；液压马达的排量VM=10mL/r，机械效率mM=0.95，容积效率VM=0.9。求液压泵的输出功率、驱动液压泵的电动机功率、液压马达输出转速、输出扭矩和功率各是多少？,（1）液压泵的输出功率,解：,1）液压泵的输出流量,2）输出功率,（2）电动机功率,（3）液压马达的输出转速,1）液压马达的理论流量,2）液压马达转速,（4）液压马达的输出扭矩,（5）液压马达的输出功率,例1. 图所示系统，已知F, D, d, A1, A2,求输入油液压力 p.,P1,P1,解： 设A1面积上作用的液压力为p1,P1,小活塞受力平衡方程,F,所以,大活塞受力平衡方程,故,例2 液压缸的几种连接方式如图所示。已知供油压力p=2MPa，供油量q=30L/min，活塞和活塞杆的截面积分别为A1=100cm2、A2=50cm2，不计容积损失和机械损失。试确定各液压缸的运动方向、运动速度和牵引力，将结果填入表中。,a) 柱塞缸 b)并联柱塞缸（图示两缸速度相等） c)差动液压缸 d)串联柱塞缸（图示两缸牵引力相等）,10,10,左,20,2.5,左,10,10,左,5,10,右,例3.液压系统如图所示。已知A1=80cm2，A2=50cm2，输入油液压力p=600kPa，输入流量Q=12L/min。不计一切损失。求（1）F1=2F2时，两缸各能承受多大的负载？活塞的运动速度各为多少？（2）F1=F2时，该负载的数值为多少？（3）F1=0时，缸2能承受多大的负载？,(1)F1=2F2,(2)F1=F2,(3)F1=0,1.液压传动的定义，液压传动的两个工作特性 【答】 液压传动的定义： 以液体为介质，依靠流动着液体的压力能来传递动力的传动称为液压传动。 液压传动的两个工作特性是：液压系统的压力大小(在有效承压面积一定的前提下)决定于外界负载。执行元件的速度(在有效承压面积一定的前提下)决定于系统的流量。这两个特性有时也简称为：压力决定于负载；速度决定于流量。,第一章 绪论,2.液压传动系统的组成： 动力元件、控制元件、执行元件、辅助元件,3.液压传动系统优缺点 液压传动的优点是： (1) 体积小, 重量轻 (2) 调速范围大,可方便地实现无级变速 (3) 布置灵活 (4) 容易实现自动控制 (5) 容易实现过载保护 (6）容易实现快速启停和换向 液压传动的缺点是： (1) 传动效率低,有泄漏 (2) 性能对温度敏感 (3) 噪声大 (4) 元器件对油的污染敏感 (5) 价格高，对操作人员的技术要求高 (6) 元器件的加工精度高,液压油的功能 液压油的选用,1.液压油的粘度随液压油的温度和压力而变，当压力增大时，液压油粘度 ；当液压油温度升高时，液压油的粘度 。,2.液压油的牌号是采用在 温度时的 粘度的平均值来标号的。,3.液压传动系统一般由几部分组成？各部分起什么作用？,4.液压系统的故障大多数是_引起的 A油液黏度不适应B油温过高C油液污染 D系统漏油,增加,降低,42,运动,C,第二章 液压泵,重点掌握泵的基本原理及效率计算 掌握柱塞泵基本结构与工作原理 了解叶片泵、齿轮泵的基本结构与工作原理,1.容积式泵的工作原理 形成若干个密闭的工作腔，当密闭工作腔的容积从小向大变化时，形成部分真空、吸油；当密闭工作腔的容积从大向小变化时，进行压油(排油)。,2.基本工作条件 密闭容积周期性变化 吸油阀和排油阀协调启闭 油箱内绝对压力不小于大气压 吸油腔和排油腔必须隔开，即不能同时相互沟通,4.柱塞泵的输油能力(输出流量的大小) 由密闭工作腔的数目、容积变化的大小及容积变化的快慢决定。 柱塞泵：,5.液压泵的基本参数,对额定压力为2.5MPa的齿轮泵进行性能试验，当泵输出的油液直接通向油箱时，不计管道阻力，泵的输出压力为_。,答：液压泵的泄漏量随压力的升高而增加。柱塞泵的工作腔是规则的圆柱面配合，密封性好，泄漏少，即使在高压下工作也可获得较高的效率。,2.为什么柱塞泵一般比齿轮泵或叶片泵能达到更高压力,3.变量泵是指_ _可以改变的液压泵，常见的变量泵有_ _ _ 、 _ _ _ _ 、 _ _ _ _其中 _ _ _ _和_ _ _ _是通过改变转子和定子的偏心距来实现变量, _ _ _ _ 是通过改变斜盘倾角来实现变量。,0,排量,单作用叶片泵,径向柱塞泵,轴向柱塞泵,单作用叶片泵,径向柱塞泵,轴向柱塞泵,马达的符号,将液体压力能转换为机械能的液压装置是液压执行元件。实现连续旋转运动的液压执行元件称为液压马达。,第三章 液压马达,第三章 液压马达,第三章 液压马达,1.液压马达与液压泵 互逆使用,2. 额定转速高于 的属高速液压马达，额定转速低于 的属于低速液压马达。,3.齿轮马达进油口和出油口大小_。,不可以,500r/min,500r/min,相等,第四章 液压缸,掌握活塞式液压缸的基本结构、工作原理、分类和基本参数计算 。,单杆活塞缸,柱塞缸,差动缸,双杆活塞缸,1.在工作行程很长的情况下，使用_液压缸最合适,2.柱塞式液压缸的运动速度与缸筒内径_,3.当液压系统中液压缸的有效面积一定时，其内的工作压力P由 来决定。活塞运动的速度由 决定 。,4.单活塞杆液压缸作为差动液压缸使用时，若使其往复运动速度相等，其活塞面积应为活塞杆面积的 倍。,5.液压缸中常用的密封形式主要有： ， ， 。,间隙密封,活塞环密封,密封圈密封,柱塞式,无关,负载,流量,2,3.图为两个单柱塞缸。已知缸筒内径D，柱塞直径d，在输入两缸的流量q和压力p相同时，问当缸筒固定或柱塞固定时，它们产生的速度和推力是否相等?如何计算它们的推力和速度?,缸筒固定,柱塞固定,柱塞缸柱塞固定，缸筒运动，压力油从空心柱塞中通人，内孔直径为d0，试求柱塞缸所产生的推力和运动速度。,p,q,4.在图所示的液压系统中，液压泵的铭牌参数为q18L/min，p6.3MPa 设活塞直径D=90 mm，活塞杆直径d60 mm，在不计压力损失且F28000 N时，试求在各图示情况下压力表的指示压力。,0,P1=(F+P2A2)/A1,P1=F/A1,第四章 液压阀,控制元件,液压输出,液压输入,机械输出,可用于控制液流的压力、方向和流量的元件或装置称为液压控制阀。,由此可以看出，各类阀在本质上是相同的，仅仅是由于某个方面得到了特殊的发展，才演变出各种不同的阀。,尽管液压阀存在着各种各样不同的类型，它们之间还是保持着一些基本共同之点的。,在结构上，所有的阀都有阀体、阀芯和控制动力组成 。,从阀的工作原理来看，都是利用阀芯和阀体的相对位移来改变阀口通流面积，从而控制压力、流量和流向。,各种阀都可以看成是在油路中的一个液阻，只要有液体流过，都会产生压力降和温度升高等现象。,用在液压系统中控制液流方向的阀称为方向控制阀。,功用：用以控制油液的流动方向或液流的通断。,4.1方向控制阀,单向阀,换向阀,普通单向阀,液控单向阀,符号,普通单向阀+液控装置,应用实例 液压锁 保持压紧力回路 快速下降回路,4.1.1 单向阀,直通式单向阀,直角式单向阀,三位四通O型电磁阀,4.1.2 换向阀,滑阀机能 滑阀式换向阀处于中间位置或原始位置时，阀中各油口的连通方式称为换向阀的滑阀机能。 两位阀和多位阀的机能是指阀芯处于原始位 置时,阀各油口的通断情况。 三位阀的机能是指阀芯处于中位时,阀各油 口的通断情况。三位阀有多种机能现只介绍最常 用的几种。,无,保压,锁紧,能,大,小,卸荷,卸荷,液压缸浮动,否,小,有,无,能,小,小,无,否,小,有,卸荷,保压,锁紧,能,大,小,卸荷,液压缸浮动,两腔互通压力油,单出杆时不能,双出杆时能,在分析和选择中位机能时，通常考虑一下因素：,（1）系统卸荷。当阀处于中间位置时，P口能够通畅地与O口连通，使系统处于卸荷状态，既节约能量，又防止油液发热，如中位机能为M和H型；,（2）执行机构浮动。当阀处于中间位置时，如果A、B两油口互通，执行机构处于浮动状态，可通过其他机构移动调整其位置，如中位机能为U、Y和H型；,（3）执行机构在任意位置停止。当阀处于中间位置时，如果A、B两油口封闭，则可使执行机构在任意位置停止，如O和M型；,（4）系统保压。当P口被封闭时，系统保压，液压泵能够用于多缸系统；,（5）换向平稳性和精度。当阀处于中间位置时，如果A、B两油口封闭，换向过程不平稳，易产生液压冲击，但换向精度高。反之，A、B两油口都与O口连通时，换向过程中工作部件不易制动，换向精度低，但液压冲击小；,（6）起动平稳性。阀在中间位置时，液压缸的一个腔如果接通油箱，则起动时该腔因无油液起缓冲作用，起动不太平稳。,根据改变阀芯位置的操纵方式不同，换向阀可分为：手动、行程、电磁、液动和电液换向阀。换向阀职能符号是按照不同的位数、通道及操纵方式组合而成。,阀的结构形式 安装形式 应用实例 三位四通O型阀换向回路 电磁换向阀控制的顺序回路,4.1.2 换向阀,6、在采用液控单向阀的双向锁紧回路中，为了保证执行元件的可靠锁紧，三位四通换向阀应采用“O” 或“M”型中位机能。（ ）,4、滑阀机能为_型的换向阀，在换向阀处于中间位置时液压泵卸荷;而_型的换向阀处于中间位置时可使液压泵保持压力,1、在结构上，所有液压阀都是由 、 和 组成。 2、液压控制阀按其用途来分可分为 ， ， 。 3、方向控制阀的工作原理是利用 相对位置改变，实现油路与油路间的 ，以满足系统对油流方向的要求。,5、一换向回路，如果要求液压缸停位准确，停止后液压泵卸荷，那么换向阀中位机能应选择_ A O型 B H型 C P 型 D M型,控制动力,阀体,阀芯,阀体和阀芯,通断,H和M,D,O和Y,液压系统中除了动力元件、执行元件、控制元件外，油箱、过滤器、蓄能器、压力表、密封装置、管件等，都称为液压系统辅助元件。,功用：创造必要条件，保证液压系统可靠、稳定、 持久地工作。,符号,冷却器,加热器,20:21,图所示的液压系统中，各溢流阀的调定压力分别为PA=4MPa，PB=3MPa，PC=2MPa，求在系统的负载趋于无限大时，液压泵的工作压力。,（a）,（b）,P=9MPa,P=PC=2MPa,P=6MPa,20:21,7,20:21,+,7,6,20:21,+,5,+,7,6,20:21,+,+,4,+,5,+,7,6,20:21,+,3,+,+,4,+,5,+,7,6,20:21,+,+,2,+,3,+,+,4,+,5,+,7,6,20:21,+,+,1,+,+,2,+,3,+,+,4,+,5,+,7,6,20:21,+,+,1,+,+,2,+,3,+,+,4,+,5,+,7,6,+,+,+,0,20:21,图回路中，溢流阀的调定压力分别是PA=6.3MPa，PB=5MPa，PC=3MPa。当主油路闭死，不计阀口损失时，问: 1)泵的排油口压力P为多大？ 2)当A阀的遥控口被堵死时，泵的排油口压力P为多大？ 3)当B阀的遥控口被堵死时，泵的排油口压力P为多大？,3MPa,6.3MPa,5MPa,20:21,图回路中，溢流阀的调定压力分别是PA=3MPa，PB=2MPa，PC=1.4MPa。当主油路闭死，不计阀口损失时，问: 1)泵的排油口压力P为多大？ 2) 当B阀的遥控口被堵死时，泵的排油口压力P为多大？,1.4MPa,3MPa,20:21,在图所示的系统中，溢流阀的调定压力为4MPa ，如果阀芯阻尼小孔造成的损失不计，试判断下列情况下压力表的读数是多少？ (1) YA断电，负载为无穷大； (2) YA断电，负载压力为 2MPa； (3) YA通电，负载压力为 2MPa。,4MPa,2MPa,0MPa,20:21,如图所示系统的外负载趋于无限大时，系统的压力P=？当电磁IDT通电时，系统的压力P1=？各溢流阀的调整压力如图所示。,13MPa,6.5MPa,如图所示，液压缸大腔有效作用面积A=5010-4m2，负载F=10000N，其他参数如图。求：液压缸运动中和行程到终点时，B、C点压力各位多少。,行程中Pb=Pc=2MPa；终点时，Pb=6.3MPa，Pc=4MPa,图中所示两种情况，最大负载压力PL分别为多大？,2.5MPa,4MPa,图所示，溢流阀的调定压力为5MPa，顺序阀的调定压力为3MPa。求： 1)A、B点压力各为多大？ 2)当调换两阀的位置后，A、B点压力各为多大？,PA=8MPa, PB=3MPa,PA=5MPa, PB=5MPa,如果将调整压力分别为10MPa和5MPa的顺序阀A和B串联或并联使用，试分析进口压力为多少？,10MPa,5MPa,10MPa,10MPa,PL,PL10MPa, P=PL,一夹紧油路如图所示，若溢流阀的调定压力p16MPa，减压阀的调定压力p23MPa，试分析夹紧缸活塞空载时A，B两点的压力各为多少？减压阀的阀芯处于什么状态？夹紧时活塞停止运动后，A,B两点压力又各为多少？减压阀阀芯又处于什么状态？（忽略活塞运动时的摩擦力，惯性力，管路和流过溢流阀损失）,p16MPa,p23MPa,如图所示的液压系统， 油缸伸出时无杆腔的压力为3.5MPa，油缸伸出时无杆腔的压力为0，不计摩擦阻力、惯性力和管路损失。溢流阀、顺序阀和减压阀的调整压力分别为4.0MPa，3.0MPa和2.0MPa。求下列三种情况下A、B和C点的压力。,（1）液压泵启动后，两换向阀处于中位。 （2）油缸伸出时及活塞运动到终点时。（油缸不动） （3）油缸伸出时及活塞杆碰到固定挡铁时。（油缸不动）,4MPa,3MPa,2MPa,功用：控制液压系统压力或利用压力作为信号来控制其它 元件动作。 分类：溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继电器 结构：阀体、阀芯、弹簧、调节螺帽等 共同工作原理：利用作用于阀芯上的液压力与弹簧力相平 衡的原理进行工作。,5.2 压力控制阀,保证进口压力恒定,保证出口压力恒定,直控式顺序阀是通过调定弹簧的压力控制进油路的压力，而液控式顺序阀由单独油路控制压力,出油口与油箱相连,出油口与减压回路相连,出油口与工作油路相连,内泄式,外泄式,外泄式,常闭,常开,常闭,进出油口相通，进油口压力为调定压力,出口压力低于进口压力，出口压力稳定在调定值上,进出油口相通，进油口压力允许继续升高,并联,串联,实现顺序动作时串联 作卸荷阀用时并联,限压、保压、稳压,减压、稳压,不控制系统的压力，只利用系统的压力变化控制油路的通断,利用作用于阀芯上的液压力与弹簧力相平衡的原理，改变滑阀移动的开口量，通过开口量的大小来控制系统的压力,2、当不考虑阀芯自重，摩擦力和液动力的影响时，直动式溢流阀 压力不变，而减压阀的 压力不变。,1. 压力阀主要是通过 和 平衡的原理来工作的。,3.减压阀是使出口压力_进口压力的压力控制阀。,4.对同一个溢流阀，其开启特性总是_闭合特性。先导式溢流阀的启闭特性_直动式溢流阀。,5.在图示的回路中，阀1和阀2的作用是 。 A.阀1起溢流作用，阀2起安全作用 B.阀1起安全作用，阀2起溢流作用 C.均起溢流作用 D.均起安全作用,弹簧力,液压力,进口,出口,小于,优于,优于,B,6.现在有三个阀，由于铭牌脱落（或不清楚），无法判断哪个是溢流阀，哪个是减压阀，哪个是顺序阀，又不希望把阀拆开，如何根据其特点作出正确的判断？,进油和回油节流调速系统效率低，主要损失是_ _。,2.存在超负载（动力性负载），应采用_调速。 A进油节流 B回油节流 C旁路节流,溢流损失和节流损失,B,当A1=100cm2，A2=50cm2，负载F=25kN，求节流阀压降P=0.3MPa时，溢流阀的调整压力Pp是多少？ 当溢流阀按照上述调好后，负载F由25kN降至15kN时，液压泵工作压力有何变化？液压缸速度有何变化？,负载F由25kN降至15kN,当负载F由25kN降至15kN时，液压泵的工作压力没有变化，在进口节流调速回路中液压泵的工作压力取决于溢流阀的调定压力。,当A1=100cm2，A2=50cm2，负载F=25kN，求节流阀压降P=0.3MPa时，溢流阀的调整压力Pp是多少？ 当溢流阀按照上述调好后，负载F由25kN降至15kN时，液压泵工作压力有何变化？液压缸速度有何变化？,负载F1=25kN时，液压缸运动速度,负载F2=15kN时，液压缸运动速度,当A1=100cm2，A2=50cm2，负载F=25kN，求节流阀压降P=0.3MPa时，溢流阀的调整压力Pp是多少？ 当溢流阀按照上述调好后，负载F由