液压传动考试复习重点.ppt

液压传动总复习,时间：6.24(周六）,液压传动考试通知,第一章液压传动概述,1.1液压传动的定义1.2液压传动发展概述1.3液压传动工作原理及组成1.4液压传动工作特性1.5液压传动的优缺点1.6液压传动的工业应用,理想液体的能量守恒,伯努力方程,比位能,比压能,比动能,液压传动：用液体作为介质，利用其压力能实现运动传递。液力传动：用液体作为介质，利用其动能实现运动传递。气压传动：用气体作为介质，利用其压力能实现运动传递。气力传动：用气体作为介质，利用其动能实现运动传递。,液压系统组成,（1）动力元件泵（机械能压力能）（2）执行元件缸、马达（压力能机械能）（3）控制元件阀（控制方向、压力及流量）（4）辅助元件油箱、油管、滤油器（）工作介质液压油,力的传递遵循帕斯卡原理p2=F2/A2F1=p1A1=p2A1=pA1液压与气动系统的工作压力取决于外负载。运动的传递遵照容积变化相等的原则q1=v1A1=v2A2=q2执行元件的运动速度取决于流量。压力和流量是液压与气压传动中的两个最基本的参数。,液压传动的工作特性,机床工作台液压传动系统组成,第2章液压泵及液压马达,2.1液压泵与液压马达作用2.2液压泵与液压马达工作原理2.3液压泵与液压马达分类2.4液压泵与液压马达参数2.5齿轮泵和齿轮马达2.6叶片泵和与叶片马达2.7柱塞泵和柱塞马达2.8液压泵的性能比较,2.1液压泵及液压马达的作用,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。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。,2.2工作原理液压传动系统中使用的液压泵都是容积式的，其工作原理如图所示.,液压马达的工作原理,液压系统中使用的液压马达也是容积式的，从原理上讲是把容积式泵逆用，即向泵中输入压力油，就可使泵轴转动，输出转矩和转速，成为液压马达。,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。单柱塞泵是通过两个单向阀来实现这一要求的。,液压泵与马达结构上的区别,1.一般泵进口尺寸出口尺寸，马达则进出口尺寸相同。2.泵结构上有自吸能力，而马达则无此能力。3.马达需正反转，内部结构一般对称，泵一般无此要求。4.马达结构及润滑要求要满足很宽的调速范围，泵高速而变化小。5.马达需较大的启动扭矩，要求内部摩擦小。,液压泵和液压马达的种类按其排量能否调节分为：定量泵（定量马达）变量泵（变量马达）按结构形式可分为：齿轮式叶片式柱塞式螺杆式,一、液压泵和液压马达的分类,2.3液压泵和液压马达的分类,二、液压泵和液压马达的图形符号,a.单向定量液压泵b.单向变量液压泵c.单向定量马达d.单向变量马达e.双向变量液压泵f.双向变量马达,2.4液压泵和液压马达的性能参数,流量与排量,二、排量：不考虑泄漏情况下，泵（马达）每转一圈所排出液体的体积，一般由其结构尺寸计算得来。,三、流量：单位时间内流体流过任意截面的流体的体积。,1）理论流量：2）实际流量3）额定流量,额定压力、额定转速下泵输出的流量,四、转速,公称转速：nn:泵（马达）不产生空穴及气蚀下连续运转的速度。,最大转速：nmax:泵（马达）有零件磨擦限制的短期最高运转的速度。,最小转速：nmin:马达不产生爬行现象的最低稳定运转速度。,五、功率,理论输入功率,实际输入功率,理论输出功率,实际输出功率,泵,理论输入功率,实际输入功率,理论输出功率,实际输出功率,马达,六、效率,容积效率：经过容积损失后实际输出功率（流量）与理论输出功率（流量）之比,泵,马达,机械效率：理论输入功率（转矩）与实际输入功率（转矩）之比,容积效率：经过容积损失后理论输入功率（流量）与实际输入功率（流量）之比,机械效率：实际输出功率（转矩）与理论输出功率（转矩）之比,计算实例1,例题21某液压系统，泵的排量V10mL/r，电机转速n1200rpm，泵的输出压力p=5Mpa泵容积效率v0.92，总效率0.84，求：1）泵的理论流量；2）泵的实际流量；3）泵的输出功率(实际）；4）驱动电机功率。,解：1）泵的理论流量qt=vn10-3=10120010-312L/min2)泵的实际流量qqtv120.9211.04L/min3)泵的输出功率4）驱动电机功率,计算实例1,计算实例2,已知泵的排量为160mL/r，转速为1000r/min，机械效率为0.9，总效率为0.85；液压马达排量为140mL/r，机械效率0.9，总效率为0.8，系统压力为8.5MPa，不计管路损失，液压马达的转速是多少？其输出转矩是多少？驱动液压泵所需的转矩和功率是多少？,泵性能指标公式记忆理论转矩记住它,等于排量乘压差.理论流量记得住,等于排量乘转速.功率等于p乘q,也等转矩乘转速.能流方向分得清,乘除效率不含糊.计算单位要统一,角度一律用弧度.,泵性能指标公式记忆,齿轮泵和齿轮马达,三、齿轮泵结构特点,1.困油现象,困油现象产生的原因齿轮重迭系数1，在两对轮齿同时啮合时，它们之间将形成一个与吸、压油腔均不相通的闭死容积，此闭死容积随齿轮转动其大小发生变化，先由大变小，后由小变大。,困油现象解决方法,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,2.径向力不平衡,齿谷内的油液由吸油区的低压逐步增压到压油区的高压。作用在齿轮轴上液压径向力和轮齿啮合力的合力F即为齿轮泵的径向力,减小径向力措施,（1)合理选择齿宽及齿顶圆直径。（2)缩小压油腔尺寸。（3)延伸压油腔或吸油腔。,减小径向力措施,（4)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。平衡径向力的措施都是以增加径向泄漏为代价。,3.泄漏问题,1)泄漏途径：轴向间隙80%ql径向间隙15%ql啮合处5%ql2)危害：v3)防泄措施：a)减小轴向间隙b)轴向间隙补偿装置浮动侧板浮动轴套,防泄措施,b)轴向间隙补偿装置浮动侧板浮动轴套,a)减小轴向间隙小流量：间隙0.025-0.04mm大流量：间隙0.04-0.06mm,叶片泵与叶片马达,叶片泵分类,优点：输出流量均匀、脉动小、噪声低、体积小。缺点：自吸性能差、对油液污染敏感、结构较复杂。,分类,单作用,双作用,每转排油一次,每转排油两次,限压式变量叶片泵,1.结构特点:弹簧、反馈柱塞、限位螺钉。,2.工作原理：靠反馈力和弹簧力平衡，控制偏心距的大小，来改变流量。,转子中心固定，定子可以水平移动外反馈、限压,下图左中表示限压式变量叶片泵的原理，下图右为其特性曲线。泵的输出压力作用在定子右侧的活塞1上。当压力作用在活塞上的力不超过弹簧2的预紧力时，泵的输出流量基本不变。当泵的工作压力增加，作用于活塞上的力超过弹簧的预紧力时，定子向左移动，偏心量减小，泵的输出流量减小。当泵压力到达某一数值时，偏心量接近零，泵没有流量输出。,限压式变量叶片泵的特性曲线,段：当工作压力p小于预先调定的限定压力pc,段：泵的供油压力p超过预先调整的压力pB,柱塞泵和柱塞马达,轴向式,径向式,一、轴向柱塞泵,柱塞沿径向放置的泵称为径向柱塞泵，柱塞轴向布置的泵称为轴向柱塞泵。为了连续吸油和压油，柱塞数必须大于等于3。径向柱塞泵配流轴式径向柱塞泵阀配流径向柱塞泵轴向柱塞泵斜盘式轴向柱塞泵斜轴式无铰轴向柱塞泵,1.工作原理,工作原理缸体：均布Z个柱塞孔，分布圆直径为D柱塞滑履组：柱塞直径为d斜盘：相对传动轴倾角为配流盘传动轴,*缸体转动*斜盘、配油盘不动,缸体、柱塞、配油盘、斜盘,*柱塞伸出,低压油机械装置,2.典型结构,3.流量计算,排量:,一个密封空间:,流量:,式中：d-柱塞直径D-柱塞分布圆直径-斜盘倾角z-柱塞数,qtg,q;q。改变的大小变量泵；改变的方向双向泵。,流量脉动率：,z为奇数,z为偶数,结论：柱塞数为奇数时流量脉动小，柱塞数越多，脉动越小。一般取z=7、9、11,能否变量,压力,脉动率,油液要求,效率,噪声,外啮合齿轮泵,双作用叶片泵,单作用叶片泵,轴向柱塞泵,能,不能,能,不能,低压,高压,低压,低压,大,小,中等,中等,较低,中等,中等,高,低,中等,中等,高,大,小,中等,中等,液压泵的性能比较与选用,第3章液压缸,3.1液压缸概述及分类,一、作用：压力能机械能,用于实现直线往复运动,二、液压缸的类型和特点,直线运动,摆动运动,活塞缸,单杆,双杆,双作用,差动,柱塞缸,伸缩缸,摆动缸（摆动马达）,齿轮缸,单作用,2.2单杆双作用活塞式液压缸,一、结构,缸体、活塞、活塞杆、密封、缸盖等,二.工作原理,工作原理：因两侧有效作用面积或油液压力不等，活塞在液压力的作用下，作直线往复运动。,三、职能符号,单杆单作用活塞缸,单杆双作用活塞缸,双向液压驱动,单向液压驱动，回程靠外力。,(1)速度,同样q时，v1F2,结论2,例：液压刨床,五、差动缸,差动连接后，速度大，推力小,代入上式：,推力：,速度：,特点：v3v1；F30.40.5MPa（p0.4MPa时减压阀不起作用，和普通节流阀一样）,五、节流阀计算实例,液压泵流量为qB=10L/min，液压缸无杆腔与有杆腔面积分别为A150cm2，A2=25cm2，溢流阀调定压力Py2.4MPa，通过节流阀的流量设C0.62，=900kg/m3。分别计算各回路中活塞运动速度和液压泵工作压力。,活塞杆速度及泵工作压力分别为：,节流阀进出口压差为：,活塞杆速度,节流阀进出口压差为：,活塞所需流量,活塞运动时溢流阀处于稳定溢流状态,溢流阀关闭作安全阀用,活塞杆速度,节流阀进出口压差为：,活塞所需流量,节流口太大不起作用,节流阀实际流量,5.4方向控制阀,一、作用控制液流方向，从而改变执行元件的运动方向。二、分类单向阀(普通单向阀、液控单向阀）换向阀,电液动换向阀应用,电液联合控制，弹簧复位。电磁控制先导阀动作，液体控制主阀芯动作，节流阀控制阀芯移动速度,简化符号：,应用：高压、大流量的场合。（Q1200L/min),三位四通电液换向阀,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，称之为滑阀的中位机能。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。,换向阀小结,职能符号:,位:,阀芯的工作位置;,通:,阀体上油路的通道数;,机能:,中位时油路的连通方式。,控制方式:,第8章典型液压回路,任何液压系统都是由一些基本回路组成。所谓液压基本回路是指能实现某种规定功能的液压元件的组合。基本回路按在液压系统中的功能可分：压力控制回路控制整个系统或局部油路的工作压力；速度控制回路控制和调节执行元件的速度；方向控制回路控制执行元件运动方向的变换和锁停；多执行元件控制回路控制几个执行元件间的工作循环。,8.1压力控制回路,调压回路减压回路卸荷回路平衡回路保压回路,压力控制回路是利用压力控制阀来控制整个系统或局部支路的压力，以满足执行元件对力和转矩的要求，包括以下回路。,压力回路计算实例1,例题1,活塞运动时,活塞到终端时,解题（1）,负载力为4200N时,活塞不能被推动,解题（2）,8.2调速回路,速度控制回路是讨论液压执行元件速度的调节和变换的问题。调速回路调节执行元件运动速度的回路。定量泵供油系统的节流调速回路变量泵（变量马达）的容积调速回路容积节流调速回路快速回路使执行元件快速运动的回路。速度换接回路变换执行元件运动速度的回路。,回路特性,qp=q1+qp1A1=Fq1=KATp1/2=KAT1(pp-F/A1)1/2v=q1/A1=KAT1(pp-F/A1)1/2/A1,qp=q1+qppA1=p2A2+Fq2=KATp21/2=KAT2(ppA1/A2-F/A2)1/2v=q2/A2=KAT2(ppA1/A2-F/A2)1/2/A2,流量连续性方程活塞受力平衡方程节流阀压力流量方程速度负载特性方程,进口节流调速,出口节流调速,采用调速阀代替节流阀调速，可以改善速度-负载特性，其它特性同节流阀调速一样。,变量泵-变量马达式调速回路,8.3方向控制回路,通过控制进入执行元件液流的通、断或变向，来实现执行元件的启动、停止或改变运动方向的回路称为方向控制回路常用的方向控制回路有换向回路锁紧回路制动回路,7.4多缸动作回路,顺序动作回路同步回路多缸快慢速互不干扰回路多缸卸荷回路,液压系统中，两个或两个以上（多）缸按照各缸之间的运动关系要求进行控制，完成预定功能的回路。,学习目的了解液压技术在国民经济各行各业中的应用；熟悉各种液压元件在液压系统中的作用及各种基本回路的构成；掌握分析液压系统的步骤和方法。分析液压系统的步骤了解设备对液压系统的要求；以执行元件为中心，将系统分解为若干块子系统；根据执行元件的动作要求对每个子系统进行分析，搞清楚子系统由哪些基本回路组成；根据设备对各执行元件间互锁、同步、顺序动作和防干扰等要求，分析各子系统的联系；归纳总结整个系统的特点。,第9章典型液压系统,组合机床动力滑台液压系统,电磁铁动作顺序表,1Y2Y3YYJ行程阀快进+-导通一工进+-切断二工进+-+-切断死挡铁停留+-+切断快退-+-断通原位停止-导通,液压系统的特点分析,1.采用限压式变量泵和调速阀组成的容积节流调速回路，没有溢流功率损失，系统的效率较高。回油路上的背压阀使滑台能承受负值负载。2.采用行程阀、液控顺序阀进行速度切换，在快进转工进时，速度切换平稳。同时调速阀可起加载作用。3.采用了限压式变量泵和差动连接快速回路，解决了快慢速度相差悬殊的问题，使能量的利用比较经济合理。4.采用了三位五通M型中位机能的电液换向阀换向，提高了换向平稳性，冲击小。5.由于采用了调速阀串联的二次进给进油路节流调速方式，可使启动和进给速度转换时的前冲量较小，并便于利用压力继电器发出信号进行自动控制。且在工作进给结束时，采用了死挡铁停留，工作台停留位置精度高。,