太原理工 采矿工程 王义亮 液压复习.doc

第一二章1.液压传动：利用封闭系统中的压力液体实现能量传递和转换的传动叫做液压传动。2.压力和流量是液压传动中的两个最基本的参数。3.系统压力：液压泵出口的液体压力。其大小取决于外负载，但一般都由溢流阀调定。4.液压传动系统的组成;动力源元件、执行元件、控制元件、辅助元件、工作介质 5.液压传动的优缺点：布置方便灵活；无级调速，调速范围可达2000：1；传动平稳，易于实现快速启动、制动和频繁换向；操作控制方便，易于实现自动控制、中远距离控制和过载保护；标准化、系列化、通用化程度高，有利于縮短设计周期、制造周期和降低成本；传动效率不高；维护要求较高。6.对液压油液的要求：粘温特性好；有良好的润滑性；成分要纯净；有良好的化学稳定性；抗泡沫性和抗乳化性好；材料相容性好；无毒，价格便宜7.液压冲击：因某些原因液体压力在一瞬间会突然升高，产生很高的压力峰值（管道阀门突然关闭时的液压冲击、运动部件制动时产生的液压冲击）8.减少液压冲击的措施：延长阀门关闭和运动部件制动换向的时间;限制管道流速及运动部件的速度;适当增大管径，以减小冲击波的传播速度;尽量缩短管道长度，减小压力波的传播时间;用橡胶软管或设置蓄能器吸收冲击的能量。9.气穴现象:液压系统中，某点压力低于液压油液所在温度下的空气分离压时，原先溶于液体中的空气会分离出来，使液体产生大量的气泡。（气穴现象多发生在阀口和泵的吸油口）。10.气穴现象的危害：大量气泡使液流的流动特性变坏，造成流量和压力不稳定；气泡进入高压区，高压会使气泡迅速崩溃，使局部产生非常高的温度和冲击压力，引起振动和噪声；当附着在金属表面的气泡破灭时，局部产生的高温和高压会使金属表面疲劳，时间一长会造成金属表面的侵蚀、剥落，甚至出现海绵状的小洞穴，这种气蚀作用会缩短元件的使用寿命，严重时会造成故障11.减少气穴现象的措施：减小阀孔前后的压力降，一般使压力比p1/p23.5；尽量降低泵的吸油高度，减少吸油管道阻力；各元件联接处要密封可靠，防止空气进入；增强容易产生气蚀的元件的机械强度。12.沿程压力损失：液体在等径圆管流动时，由于液体的粘性摩擦和质点相互扰动而产生的压力损失。局部损失：液体经管道的弯头、接头、突变截面、阀口等时，液流方向和流速发生变化，产生漩涡、气穴、撞击，由此造成的压力损失。13.液压传动的两个基本特点：液压系统中力的传递是依靠液体压力来实现的，其大小取决于外载，一般有溢流阀调定；运动速度的传递是按“容积变化相等”的规律进行。 第三章1.液压泵是液压系统的动力元件，将原动机输入的机械能转换为压力能输出，为执行元件提供压力油。2.液压泵正常工作的三个必备条件:必须具有一个由运动件和非运动件所构成的密闭容积；密闭容积的大小随运动件的运动作周期性的变化，容积由小变大吸油，由大变小压油；密闭容积增大到极限时，先要与吸油腔隔开，然后才转为排油；密闭容积减小到极限时，先要与排油腔隔开，然后才转为吸油。3.排量：液压泵每转一转理论上应排除的油液体积。理论排量（实际排量）：不计泄漏的排量。排量的大小仅与泵的几何尺寸跟工作原理有关。4.流量：泵在单位时间内理论上排出的油液体积。（流量=转速x排量）5.容积效率：实际排量与理论排量的比值。v= q /q t =（q t - q）/ q t=1-q /qt=1-kp /nV （k 为泄漏系数）6.额定流量 q s ：泵在额定压力，额定转速下允许连续运转的流量。7.额定压力：泵在额定压力和最大排量下能连续运转的工作压力。最大压力：泵在短时间内超载允许的极限压力。工作压力：泵在工作时所能达到的具体的压力值，大小取决于负载。8.额定转速 n s：额定压力下能连续长时间正常运转的最高转速。最高转速 n max：额定压力下允许短时间运行的最高转速。最低转速n min：正常运转允许的最低转速。9.输入功率 P r： 驱动泵轴的机械功率为泵的输入功率，P r= T。输出功率 P：泵输出液压功率， P = p q（输出压力为p时的流量为q）总效率p ：p = P / P r= p q / T=vm（式中m为机械效率，v为容积效率）。10.液压泵分类：按运动部件的形状和运动方式分为齿轮泵，叶片泵，柱塞泵，螺杆泵。齿轮泵又分外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵；叶片泵又分双作用叶片泵（只能做定量泵），单作用叶片泵和凸轮转子泵；柱塞泵又分径向柱塞泵（配流轴式径向柱塞泵、阀配流径向柱塞泵）和轴向柱塞泵（斜盘式轴向柱塞泵、斜轴式无铰轴向柱塞泵）。按排量能否变量分定量泵和变量泵。单作用叶片泵，径向柱塞泵和轴向柱塞泵可以作变量泵。11.外啮合齿轮泵的工作原理：两啮合的轮齿将泵体、前后盖板和齿轮包围的密闭容积分成两部分，轮齿进入啮合的一侧密闭容积减小，经压油口排油，退出啮合的一侧密闭容积增大，经吸油口吸油。内啮合齿轮泵原理：一对相互啮合的小齿轮和内齿轮与侧板所围成的密闭容积被轮齿啮合线分割成两部分，当传动轴带动小齿轮旋转时，轮齿脱开啮合的一侧密闭容积增大，为吸油腔；轮齿进入啮合的一侧密闭容积减小，为压油腔（无困油现象、流量脉动小、噪声小）。12.齿轮节圆直径一定时，为增大泵的排量，应增大模数，减小齿数。齿轮泵的齿轮多为修正齿轮。13.齿轮泵噪声根源：瞬时理论流量是脉动的。为减小脉动可同轴安装两个错开半个齿距的齿轮。14.齿轮泵的三大问题：（1）泄露。（端面泄露80%到85%、径向泄露、齿轮啮合处泄露）端面间隙补偿采用静压平衡措施：在齿轮和盖板之间增加一个补偿零件，如浮动轴套或浮动侧板，在浮动零件的背面引入压力油，让作用在背面的液压力稍大于正面的液压力，其差值由一层很薄的油膜承受；（2）不平衡径向力，液压径向力的平衡措施之一：通过在盖板上开设平衡槽，使它们分别与低、高压腔相通，产生一个与液压径向力平衡的作用。（3）困油现象。形成原因：重叠系数大于1，存在闭死容积且大小周期性变化。困油现象的危害：闭死容积由大变小时油液受挤压， 导致压力冲击和油液发热，闭死容积由小变大时，会引起汽蚀和噪声。卸荷措施：在前后盖板或浮动轴套上开卸荷槽。开设卸荷槽的原则：两槽间距a为最小闭死容积，而使闭死容积由大变小时与压油腔相通，闭死容积由小变大时与吸油腔相通。15.双作用叶片泵工作原理：由定子内环、转子外圆和左右配流盘组成的密闭工作容积被叶片分割为四部分，传动轴带动转子旋转，叶片在离心力作用下紧贴定子内表面，因定子内环由两段大半径圆弧、两段小半径圆弧和四段过渡曲线组成，故有两部分密闭容积将减小，受挤压的油液经配流窗口排出，两部分密闭容积将增大形成真空，经配流窗口从油箱吸油。16.双作用叶片泵的结构特点:(1)径向力平衡;(2)为保证叶片自由滑动且始终紧贴定子内表面，叶片槽根部全部通压力油;(3)合理设计过渡曲线形状和叶片数（z8），可使理论流量均匀，噪声低;(4)定子曲线圆弧段圆心角配流窗口的间距角 叶片间夹角（= 2/ z ）;(5)为减少两叶片间的密闭容积在吸压油腔转换时因压力突变而引起的压力冲击，在配流盘的配流窗口前端开有减振槽。单作用叶片泵的结构特点：（1）可以通过改变定子的偏心距 e 来调节泵的排量和流量；（2）叶片槽根部分别通油，叶片厚度对排量无影响；（3）因叶片矢径是转角的函数，瞬时理论流量是脉动的。叶片数取为奇数，以减小流量的脉动。17.配流轴式径向柱塞泵结构特点：（1）配流轴配流，因配流轴上与吸、压油窗口对应的方向开有平衡油槽，使液压径向力得到平衡，容积效率较高。（2）柱塞头部装有滑履，滑履与定子内圆为面接触，接触面比压很小。（3）可以实现多泵同轴串联，液压装置结构紧凑。（4）改变定子相对缸体的偏心距可以改变排量，且变量方式多样。18.斜盘式轴向柱塞泵的结构特点:(1)三对磨擦副：柱塞与缸体孔，缸体与配流盘，滑履与斜盘。容积效率较高，额定压力可达31.5MPa。(2)泵体上有泄漏油口。(3)传动轴是悬臂梁，缸体外有大轴承支承。(4)为减小瞬时理论流量的脉动性，取柱塞数为奇数：5，7，9。19.斜轴式无铰轴向柱塞泵:(1)工作原理与斜盘式轴向柱塞泵类似，只是缸体轴线与传动轴不在一条直线上，它们之间存在一个摆角，柱塞与传动轴之间通过连杆连接。传动轴旋转通过连杆拨动缸体旋转，强制带动柱塞在缸体孔内作往复运动。(2)特点：柱塞受力状态较斜盘式好，不仅可增大摆角来增大流量，且耐冲击、寿命长。第四章1.液压马达是将液体压力能转换为机械能的装置,输出转矩和转速，是液压系统的执行元件。2.液压马达跟液压泵不能互逆使用的原因（结构差别）：（1）液压马达能正反运行，内部结构对称，而液压泵通常单向旋转，无这一特点；（2）液压泵通常要有自吸能力，液压马达无此要求，但要具备变化容积的初始密封性，保证提供启动力矩；（3）液压马达转速范围足够大，而液压泵在高速下稳定工作，转速基本不变；（4）为改善液压泵吸液性能跟避免出现气蚀，通常吸油口比排油口大，而液压马达无此要求。3.课本40页性能参数及图形符号。4.齿轮马达结构特点：进出油口相等，有单独的泄油口；为减少摩擦力矩，采用滚动轴承；为减少转矩脉动，齿数较泵的齿数多。应用：由于密封性能差，容积效率较低，不能产生较大的转矩，且瞬时转速和转矩随啮合点而变化，因此仅用于高速小转矩的场合，如工程机械、农业机械及对转矩均匀性要求不高的设备。5.叶片马达结构特点:进出油口相等，有单独的泄油口；叶片径向放置，叶片底部设置有燕式弹簧;在高低压油腔通入叶片底部的通路上装有梭阀。应用：转动惯量小，反应灵敏，能适应较高频率的换向。但泄漏大，低速时不够稳定。适用于转矩小、转速高、机械性能要求不严格的场合。6.轴向柱塞马达结构特点：轴向柱塞泵和轴向柱塞马达是互逆的；配流盘为对称结构。应用： 作变量马达。改变斜盘倾角，不仅影响马达的转矩，而且影响它的转速和转向。斜盘倾角越大，产生的转矩越大，转速越低。7.液压缸与马达一样，也是将液压能转变为机械能的装置，它将液压能转变为直线运动或摆动的机械能。8.液压缸的分类：按结构形式分：活塞缸（又分单杆活塞缸、双杆活塞缸）；柱塞缸；摆动缸（又分单叶片摆动缸、双叶片摆动缸）。按作用方式分：单作用液压缸 (一个方向的运动依靠液压作用力实现，另一个方向依靠弹簧力、重力等实现)；双作用液压缸(两个方向的运动都依靠液压作用力来实现)；复合式缸(活塞缸与活塞缸的组合、活塞缸与柱塞缸的组合、活塞缸与机械结构的组合等)。9.单杆活塞缸（1）普通油路连接速度推力特性：（课本49页）向右运动速度 v1 qv /A1 4 qv /D 2 向右运动推力 F1 （A1p1 A2p2）m 向左运动速度v2 qv /A2 4 qv /（D 2 d 2） 向左运动推力 F2 （A2 p1 A1p2）m 往返速比 v v2 / v11/1（d /D）2 式中v为缸的容积效率，m为缸的机械效率（2）差动连接 单活塞杆缸两腔同时通压力油，称为差动连接。差动连接的缸只能一个方向运动。 运动速度 v3 q /（A1A2）4 q /d 2 活塞推力 F3 p1（A1A2）m10.伸缩液压缸：它由两个或多个活塞式缸套装而成，前一级活塞缸的活塞杆是后一级活塞缸的缸筒。各级活塞依次伸出可获得很长的行程，当依次缩回时缸的轴向尺寸很小。11.齿条活塞缸是活塞缸与齿轮齿条机构组成的复合式缸。它将活塞的直线往复运动转变为齿轮的旋转运动，用在机床的进刀机构、回转工作台转位、液压机械手等。第五章1.液压控制阀在液压系统中被用来控制液流的压力、流量和方向，以满足执行机构对压力、速度、换向的要求2.液压阀基本结构：阀芯、阀体和驱动装置。3.液压阀基本工作原理：利用在阀体内作相对运动来控制阀口的通断及阀口的大小，实现压力、流量和方向阀芯的控制。4.液压控制阀分类:根据结构形式分：滑阀、锥阀、球阀。根据用途不同分类：压力控制阀 (用来控制和调节液压系统液流压力的阀类，如溢流阀、减压阀、顺序阀压力及电器等）；流量控制阀(用来控制和调节液压系统液流流量的阀类，如节流阀、调速阀、分流集流阀、 比例流量阀、溢流节流阀等);方向控制阀(用来控制和改变液压系统液流方向的阀类，如单向阀、液控单向阀、换向阀等)。5.溢流阀按结构形式分：直动型溢流阀、先导型溢流阀6.直动型溢流阀工作原理要点：（1）对应调压弹簧一定的预压缩量 xo，阀的进口压力 p 基本为一定值；（2）弹簧腔的泄漏油经阀内泄油通道至阀的出口引回油箱，若阀的出口压力不为零，则背压将作用在阀芯上端，使阀的进口压力增大。先导型溢流阀工作原理要点：(1)压力值主要由先导阀调压弹簧的预压缩量确定，主阀弹簧起复位作用；(2)通过先导阀的流量很小，是主阀额定流量的1%;(3)主阀芯开启是利用液流流经阻力孔形成的压力差。阻力孔一般为细长孔，孔径很小=0.81.2mm，孔长l = 812mm，因此工作时易堵塞，一旦堵塞则导致主阀口常开无法调压;(4)先导阀前腔有一控制口，用于卸荷和遥控。7.先导型溢流阀结构组成:它由先导阀和主阀组成。先导阀实际上是一个小流量直动型溢流阀，其阀芯为锥阀。主阀芯上有一阻尼孔，且上腔作用面积略大于下腔作用面积，其弹簧只在阀口关闭时起复位作用。8.溢流阀的功用：定压阀：溢流阀旁接在泵的出口，用来保证系统压力恒定，称为定压阀。常开且调定压力较低。安全阀：溢流阀旁接在泵的出口，用来限制系统压力的最大值，对系统起保护作用，称为安全阀。常闭且调定压力为系统最高压力。作卸荷阀用：只有先导式溢流阀才行。9.减压阀是利用液流流过缝隙产生压力损失，使其出口压力低于进口压力的压力控制阀。减压阀功用在液压系统中获得压力低于系统压力的二次油路上，如夹紧回路、润滑回路和控制回路。必须说明，减压阀出口压力还与出口负载有关，若负载压力低于调定压力时，出口压力由负载决定，此时减压阀不起减压作用。10.减压阀与先导型溢流阀比较：（1）减压阀是出口压力控制，保证出口压力为定值；溢流阀是进口压力控制，保证进口压力为定值；（2）减压阀阀口常开；溢流阀阀口常闭；（3）减压阀有单独的泄油口；溢流阀弹簧腔的泄漏油经阀体內流道內泄至出口；（4）减压阀与溢流阀一样有遥控口。11.顺序阀是一种利用压力控制阀口通断的压力阀。按控制油来源不同分内控和外控，按弹簧腔泄漏油引出方式不同分内泄和外泄。12.压力继电器是一种将液压系统的压力信号转换为电信号输出的元件。其作用是实现执行元件的顺序控制或安全保护。按结构特点分为柱塞式、弹簧管式、膜片式和波纹管式。13.流量控制阀是通过改变阀口大小来改变液阻实现流量调节的阀。(节流元件的节流口结构有锥形、三角槽形、矩形、三角形等)。14.节流阀主要零件有阀芯、阀体和螺母。15.调速阀是由定差减压阀与节流阀串连而成（不能反向工作）。调速阀的应用及特点：（1）调速阀用于调节执行元件运动速度，并保证其速度的稳定；（2）为保证定差减压阀的压力补偿作用，调速阀的进出口压力差应大于弹簧力Ft 和液动力Fs 所确定的最小压力差。否则无法保证流量稳定。通常要求（p2-p3）（0.40.5）MPa；（3）调速阀中的定差减压阀在反向流动时不起作用，因此调速阀只能单方向使用；（4）调速阀与单向阀并联可以组成单向调速阀。16.方向控制阀用在液压系统中控制液流的方向及通断。方向控制阀分类它包括单向阀和换向阀。单向阀分类有普通单向阀和液控单向阀。换向阀的分类:按结构形式可分：滑阀式、转阀式、球阀式。按阀体连通的主油路数可分：两通、三通、四通等。按阀芯在阀体内的工作位置可分：两位、三位、四位等。按操作阀芯运动的方式可分：手动、机动、电磁动、液动、电液动等。按阀芯定位方式分：钢球定位式、弹簧复位式17.普通单向阀工作原理：左端进油，压力油作用在阀芯左端，克服右端弹簧力使阀芯右移，阀口开启，油液从右端流出；若右端进油，压力油与弹簧同向作用，将阀芯紧压在阀座孔上，阀口关闭，油液被截止不能通过。普通单向阀的应用：（1）常被安装在泵的出口，一方面防止压力冲击影响泵的正常工作，另一方面防止泵不工作时系统油液倒流经泵回油箱；（2）被用来分隔油路以防止高低压干扰；（3）与其他的阀组成单向节流阀、单向减压阀、单向顺序阀等，使油液一个方向流经单向阀，另一个方向流经节流阀等；（4）安装在执行元件的回油路上，使回油具有一定背压。作背压阀的单向阀应更换刚度较大的弹簧，其正向开启压力为（ 0.30.5）MPa。18.换向阀是利用阀芯在阀体孔内作相对运动，使油路接通或切断而改变油流方向的阀。19.滑阀的中位机能:三位的滑阀在中位时各油口的连通方式体现了换向阀的控制机能。不同滑阀机能的滑阀，阀体是通用的，仅阀芯台肩的尺寸和形状不同。滑阀机能的应用:使泵卸载的有H、K、M型；使执行元件停止的有O、M型；使执行元件浮动的有H、Y型；使液压缸实现差动的有P型。第六章1.液压辅件包括蓄能器、过滤器、油箱、热交换器、管件、密封装置、压力表装置等。2.密封装置用来防止系统油液的内外泄漏，以及外界灰尘和异物的侵入，保证系统建立必要压力。分为接触密封和间隙密封。3.油箱的功用：储存系统所需的足够油液；散发油液中的热量；逸出溶解在油液中的空气；沉淀油液中的污物；对中小型液压系统，泵装置及一些液压元件还安装在油箱顶板上。3.过滤器的功用：滤去油中杂质，维护油液清洁，防止油液污染，保证系统正常工作。4.过滤器的选用及要求：过滤精度应满足系统要求；要有足够的通油能力；要有一定的机械强度，不因液压力而破坏；要考虑一些特殊要求，如抗腐蚀、磁性、发讯、不停机更换滤芯等；要清洗更换方便。5.过滤器的安装:(1)安装在泵的吸油口，用于保护泵，可选择粗滤器，防止产生气穴现象；(2)安装在泵的出口，须选择精滤器，以保护泵以外的元件，要求能承受油路上的工作压力和压力冲击；(3)安装在系统的回