液压与气动复习大纲2012年

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,液压与气动复习大纲2012年,试卷题型及分值,一、填空题（ 20分，每空1分）：主要是基本概念、常识,二、选择题（ 10分，每题1分）,三、判断题（ 10分，每题1分）,四、液压/气压元件职能符号。 （ 12分）,1.根据所给出的职能符号写出液压/气压元件名称（ 4分，每题1分）,2.根据所给出的名称画出液压/气压元件的职能符号,（ 8分，每题2分）,2,试卷题型及分值,五、计算分析题（34分，共4题）,六、综合题（14分，共1题）,试卷形式：A、B卷（A、B卷重复内容很少，但主要考点类似）,试卷使用：一套期末考试，一套补考（教务处随机抽取）,注意与平时作业的差异。,3,试卷具体内容,六、综合题（14分，共1题）,根据液压传动系统原理图和动作循环图列出电磁铁、阀的工作表,（,用“+”表示电磁铁得电或阀上位工作，用“-”表示电磁铁断电或阀下位工作,），指出此系统由哪些基本回路所组成,（至少几个）。,参考第七章第一节，第七章第三节，习题7-2,4,习题,7-2,5,基本回路：,1、容积节流调速回路：限压式变量叶片泵+回油路节流调速,2、快速运动回路：差动连接,3、换向回路：电液换向阀,4、快速运动和工作进给的换接回路,5、两种工作进给的换接回路：两个调速阀串联,6、M型中位机能的电液换向阀的卸荷回路,6,差动回路,7,试卷具体内容,五、计算分析题（34分，共4题）,1、运用“连续性方程、伯努利方程、流动状态（层流、湍流）”计算压力（包括相对压力、绝对压力、真空度），参考习题1-9，1-14，文丘利流量计的流量计算。,8,推导如下图所示的文丘利流量计的流量公式。,文丘利流量计,9,解：设,伯努利方程,静压力平衡方程,连续性方程,10,试卷具体内容,2、溢流阀、减压阀、顺序阀是否工作及对系统压力的影响，参考习题4-4，4-5,11,溢流阀的调整压力为5MPa ，减压阀的调整压力为2.5MPa ，试分析下列情况，并说明减压阀阀口处于什么状态？,1、当泵压力等于溢流阀调整压力时，夹紧缸使工件夹紧后，A、C点的压力各为多少？,12,溢流阀的调整压力为5MPa ，减压阀的调整压力为2.5MPa ，试分析下列情况，并说明减压阀阀口处于什么状态？,2、当泵压力由于工作缸快进压力降到时（工件原先处于夹紧状态）A、C点的压力各为多少？,3、夹紧缸在夹紧工件前作空载运动时，A、B、C三点的压力各为多少？,13,图示液压系统，液压缸的有效面积,，缸负载F = 35000N,缸运动时负载为零。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:,求在下列三种情况下A、B、C三点的压力。,1) 液压泵启动后，两换向阀处于中位，,2) 1DT通电，液压缸I活塞运动时及活塞运动到终端后；,3) 1DT断电，2DT通电，液压缸活塞运动时及活塞碰到固定挡块时。,14,15,1、液压泵启动后，两换向阀处于中位。,溢流阀开启A(4MPa)，B(4MPa)，C(2MPa),2、1DT通电，液压缸I活塞运动时及活塞运动到终端后。,F/A=(3.5MPa ),运动时A(3.5MPa)，B(3.5MPa)， C(2MPa）,到终端A(4MPa)，B(4MPa)，C(2MPa),3、1DT断电，2DT通电，液压缸活塞运动时及活塞碰到固定挡块时。,运动时A0，B0， C0 减压阀不起作用,到终端A(4MPa)，B(4MPa)，C(2MPa),16,溢流阀的调定压力为4MPa，若阀芯阻尼小孔造成的损失不计，试判断下列情况下压力表读数各为多少？,Y断电，负载为无限大时；（ 4MPa ）,Y断电，负载压力为,2MPa时； （ 2MPa ）,Y通电，负载压力为,2MPa时。 （ 0 ）,17,溢流阀、减压阀的串并联油路,18,如两个不同调整压力的减压阀并联时，出口压力又决定于较大一个减压阀。,两个不同调整压力的减压阀串联后的出口压力决定于较小一个减压阀的调整压力。前大后小决定于第二个；前小后大，后一个不起作用。,如两个不同调整压力的溢流阀串联时，进口压力为两个溢流阀调整压力之和；如两个不同调整压力的溢流阀并联时，进口压力又决定于较小一个溢流阀。,19,试卷具体内容,3、调压回路（二级、三级）,20,图示系统中，巳知两溢流阀的调整压力分别为,：,试问活塞向左和向右运动时,油泵可能达到的最大工作压力各是多少?,21,说明图示三级压力控制回路的工作原理,1DT、2DT均断电，泵供油压力为,7Mpa,，,活塞向上移动；,2DT通电，泵供油压力为,3Mpa,，活塞向上移动；,1DT、2DT均通电，泵供油压力为,5Mpa,活塞向下移动.,22,试卷具体内容,4、进/回油节流调速回路，参考习题6-4，6-5,23,试卷具体内容,四、液压/气压元件职能符号。,24,一、泵和马达,25,二、单向阀,1、普通单向阀,2、液控单向阀,26,三、换向阀,同时要撑握常用的三位阀中位机能,27,三、换向阀,图4-5 换向阀操纵方式符号,28,四、阀流阀,五、减压阀（定值输出、定差输出、定比输出）,六、顺序阀,直动式、先导式,29,七、节流阀、调速阀、溢流节流阀,30,八、气动逻辑元件,或门型梭阀,与门型梭阀,或门逻辑元件,是门逻辑元件,与门逻辑元件,非门逻辑元件,禁门逻辑元件,31,基本概念,32,绪论,1、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：,压力,决定于,负载,；,速度,决定于,流量,。,33,2.,液压系统的五大组成部分及其作用,能源装置,电机输入的回转式机械能转换为油液的压力能,(,压力和流量,),，最常见液压泵。,执行元件,它是将油液的压力能转换成直线式或回转式机械能输出的能量转换装置，一般情况下，它可以是做直线运动的液压缸，也可以是做回转运动的液压马达。,调节控制元件,它是控制液压系统中油液的流量、压力和流动方向的装置，即控制液体流量的流量阀,(,如节流阀等,),、控制液体压力的压力阀,(,如溢流阀等,),及控制液体流,辅助元件,这是指除上述三项以外的其他装置，如油箱、滤油器、油管、管接头、热交换器、蓄能器等。对保证系统可靠、稳定、持久的工作有重大作用。,传动介质,34,可压缩性,流体受压力作用其体积会减小的性质称为压缩性。,用体积压缩系数 来表示。,单位压力下体积的相对变化量,压缩系数的倒数称为,体积弹性模量,，用符号来表示。,温度增加，K值减小。,压力增大，K值增大。,如混有气泡时，K值大大减小。,35,流体的,粘性的概念,液体在外力作用下流动时，液体分子间的内聚力会阻碍其分子间的相对运动，因而产生一种内摩擦力，这一特性称作液体的粘性。,粘度:单位速度梯度下流动时单位面积上产生的内摩擦力。,油的粘度随温度的升高而降低（影响较大），随压力的增加而增加（变化不大）,36,在机床液压传动中，液压油有三方面的作用：,1.传递动力的介质,2.运动件间的润滑剂,3.散热,37,选用液压油时首先考虑的是它的粘度。因为粘度既与系统泄漏有关，又对功率损失有影响。考虑因素： 工作压力的高低； 环境温度的高低； 工作部件运动速度的高低。,选择液压油的依据是什么？,38,当系统在高压下工作若环境温度较高，或工作部件运动速度较慢时，为了减少泄漏，宜采用粘度较高的液压油。反之，当工作压力较低，环境温度也较低，或工作部件运动速度较快时，为了减少功率损失，宜采用粘度较低的液压油。,机床液压系统中，冬季选用,10#,机械油，夏季采用,20#,机械油。,39,第二节 液体静力学,一、液体静压力及其性质（,帕斯卡原理,）,静止液体：液体内部质点与质点无相对运动，,不呈现粘性而言。,如果法向力F，均匀地作用于面积A上，则压力可表示为,液体静压力有两个重要性质：,1、液体静压力垂直于作用面，其方向永远沿着作用面的法线方向。,2、在静止液体中任意一点的静压力在各个方向上均相等。,40,四、帕斯卡原理-静压传递原理,在密闭容器内，施加于静止液体上的压力将以等值同时传到液体各点。,如果增大到足以克服重力就可以将重物举起。,如果 为零，则 必然为零，压力建立不起来。,液压系统中的工作压力决定于外负载。,41,第三节 液体动力学,一、基本概念,1、理想液体、定常流动和一维流动,理想液体,：,是指一种假想的没有粘性，不可压缩的液体,。（,注意与理想气体的差别,）,定常流动,：是指液体运动参数仅是空间坐标的函数，不随时间变化，即液体流动时，液体中任何一点的压力、速度和密度都不随时间而变化。,一维流动,：流动参量是一个坐标的函数的流动。,严格来说，一维流动要求液流截面上各点处的速度矢量完全相同，但当管道截面积变化很缓慢，管道轴心线的曲率不大，管道每个截面取液流速度平均值时，可近似地按一维流动处理。,42,二、连续性方程流动液体质量守恒定律,在不可压缩的定常流动的液流中，通过各截面的流量相等，或通流截面面积与平均流速成反比。,流量连续方程,43,1、压力作用在两端面上的力为,三、伯努利方程流动液体能量守恒定律,沿流线方向的压力梯度,理想液体定常流动条件下在重力场中沿流线运动时其力的平衡关系。,2、重力为,;,，,3、加速度,44,1、理想流体的伯努利方程,伯努利方程：,物理意义：,理想的不可压缩液体在重力场中作定常流动时，沿流线各点的位能、压力能和动能之和为常数。,45,三、压力的表示方法及单位,绝对压力=相对压力+大气压力,真空度=大气压力-绝对压力,单位：,46,二、流体的流动状态、雷诺数,（a）层流，指液体流动时，液体质点没有横向运动，互不混杂，呈线状或层状的流动,粘性力起主导作用.,（c）湍流，指液体流动时，液体质点有横向流动（或产生小漩涡），作混杂紊乱的流动状态,惯性力起主导作用.（紊流）,第三节 流体动力学,47,四、动量方程（定常流动）,动量方程是刚体力学中动量定理在流体力学中的应用。动量方程是用来分析流动液体与限制其流动的固体壁面间相互作用力的大小及其方向的。（定常流动时）,48,二、流量公式,当小孔的,通流长度与孔径d之比,l,时称之为薄壁小孔。液体流经薄壁小孔时，因Dd,通流截面1-1的流速较低，流过小孔时液体质点突然加速，在惯性力作用下，流过小孔后的液流形成一个收缩截面2-2，对圆形小孔，此收缩截面离孔口的距离约为d/2，然后再扩散，这一过程，造成能量损失，并使油液发热，收缩截面面积A0和孔口截面积A的比值称为收缩系数Cc。,（2）薄壁小孔流量公式（l/d大于4）,49,通常D/d较大，一般在7以上，液流为完全收缩，液流在小孔处呈湍流状态，雷诺数较大，薄壁小孔的收缩系数Cc取，速度系数Cv取0.98,这时Cd；当不完全收缩时，。,50,油液流经薄壁小孔的流量q与小孔前后压差的平方根成正比，摩擦阻力作用极小，流量受粘度影响也很小，因而油温变化对流量影响也很小，并不易堵塞。适用与流量控制阀。,（2）细长小孔流量公式（l/d大于4）,加工方便，适合于固定节流孔用。,51,m为由孔口形状决定的指数，薄壁小孔m0.5 ；细长孔m1,K为孔口的形状系数 ，薄壁小孔 ；细长孔,式（1-51）在分析不同孔口的流量及其特性时经常用到。,52,1-5 液压冲击及空穴现象,一、液压冲击,在液压系统中，管路内流动的液体常常会因很快地换向和阀门的突然关闭，在管路内形成一个很高的压力峰值，这种现象称为液压冲击。液压冲击会引起振动和噪声，导致密封装置、管路和元件的损坏。有时还会使某些元件产生误动作，影响系统正常工作。,1、管路内阀门迅速关闭时的液压冲击,2、运动部件制动时产生的液压冲击,53,2、运动部件制动时产生的液压冲击,在液压系统中，当液压缸的排油管路被关闭以使高速运动的部件制动时，由于运动部件的惯性作用，也会引起液压冲击。,采取措施：,缓慢关闭阀门；,缩短管子长度；,限制管中液体的流速；,在靠近液压冲击源处安装安全阀、蓄能器等装置。,54,二、空穴现象,在大气压下正常溶解于油液中的空气，当压力低于大气压时，就成为过饱和状态，在一定的温度下，如压力降低到某一值时，过饱和的空气将从油液中分离出来形成气泡，这一压力值称为该温度下的,空气分离压,。,当液压油在某温度下的压力低于某一数值时，油液本身迅速汽化，产生大量蒸汽气泡，这时的压力低于液压油在该温度下的,饱和蒸汽压。,一般来说，液压油的饱和蒸汽压相当小，比空气分离压小得多，因此，要使液压油不产生大量气泡，它的压力最低不得低于液压油所在温度下的空气分离压。,55,采取措施：,1、减小液流在间隙处的压力降，一般希望间隙前后压力比,2、正确确定液压泵管径，对流速加以限制，降低吸油高度，对高压泵采取辅助泵供油。,3、整个管路应尽可能做到平直，避免急弯和局部窄缝，配置要合理。,56,动力元件起着向系统提供动力源的作用，是系统不可缺少的核心元件。液压系统是以液压作为向系统提供一定的流量和压力的动力元件，液压泵将原动机输出的机械能转换为工作液体的压力能，是一种能量转换装置。,掌握液压泵的工作原理和基本结构。,57,液压泵分类,容积式液压泵排油的理论流量取决于液压泵的有关几何尺寸和转速，而与排油压力无关，但排油压力要影响泵的内泄漏和油液的压缩量，从而影响泵的实际输出流量，,液压泵按其在单位时间内所能输出的油液的体积是否可调节而分为,定量泵和变量泵,两类；,按结构形式可分为,齿轮式、叶片式、和柱塞式,三大类。,58,液压泵都是依靠密封容积变化的原理来进行工作的，故一般称为容积式液压泵,2.液压泵的特点,(1)具有若干个密封且又可以周期性变化空间。,液压泵的输出流量与此空间的容积变化量和单位时间内的变化次数成正比，,(2)油箱内液体的绝对压力必须恒等于或大于大气压力。,这是容积式液压泵能吸入油液的外部条件。因此为保证液压泵能正常吸油，油箱必须与大气相通，或采用密闭的充压油箱。,(3)具有相应的配流机构，将吸油腔和排液腔隔开，保证液压泵有规律地、连续地吸、排液体。,59,泵/马达(,能根据旋转/运动方向判断进油口、出油口,),60,1、泄漏 齿轮端面和端盖轴向间隙,间隙过大，泄漏量增多，容积效率降低。间隙过小，机械摩擦过大，机械效率降低。,2、困油,油液受挤压，齿轮和轴承受到很大的径向力。,容积增大，局部真空，气体分解，气穴现象。,61,两个啮合点A、B 处于节点两侧的对称位置时，如图 2-4b 所示，这时封闭容积减至最小。由于油液的可压缩性很小，当封闭空间的容积减小时，被困的油液受挤压，压力急剧上升，油液从零件接合面的缝隙中强行挤出，使齿轮和轴承受到很大的径向力。,当齿轮继续旋转，这个封闭容积又逐渐增大到如图2-4c所示的最大位置，容积增大时又会造成局部真空，使油液中溶解的气体分离，产生气穴现象，这些都将使齿轮泵产生强烈的噪声。,62,泄荷槽,63,3、,径向液压作用力的不平衡,使轴弯曲，齿顶与壳体产生接触，同时加速轴承的磨损，降低轴承的寿命。,缩小压油口的办法，使压力油仅作用在一个齿到两个齿的范围内，同时适当增大径向间隙。,64,第三节 叶片泵,一、单作用叶片泵,65,一、双作用叶片泵 1、双作用叶片泵,定子内表面近似为椭圆柱形，处在小圆弧上的密封空间过渡曲线面运动到大圆弧的过程中，叶片外伸，密封空间的容积增大要吸入油液；再从大圆弧经过渡曲线运动到小圆弧的过程中，,叶片被定子内壁逐渐压进槽内，密封空间变小，将油液从压油口压出。因而，转子每转一周，每个工作空间要完成,两次吸油和压油.,66,图218 双级叶片泵的工作原理,双级叶片泵是由两个普通压力的单级叶片泵装在一个泵体内，在油路上串接而成的，如果单级泵的压力可达 7.0MPa, 双级泵的工作压力就可以达 14.0MPa.,双级叶片泵,67,双联叶片泵,双联叶片是由两个单级叶片泵装在一个泵体内在油路上并联组成。两个叶片泵的转子由同一传动轴带动旋转，并各有,独立的出油口,。,双联叶片泵常用于快进和工作进给要求的机械加工用专用机床中，这时双联泵由一小流量泵和一大流量泵组成，当快速进给时，两个泵同时供油（此时压力较低），当工作进给时，由小流量泵供油（此时压力较高）。,68,第四节 柱塞泵,一、径向柱塞泵的工作原理,顺时针方向旋转时，柱塞绕经上半周时向外伸出，柱塞底部的容积逐渐增大，形成部分真空，经过衬套3上的油孔从配油轴5的吸油口b吸油；当柱塞转到下半周时，定子内壁将柱塞向里推，柱塞底部的容积逐渐减小，向配油轴的压油口c压油。,69,二、轴向柱塞泵,斜盘的作用，迫使柱塞在缸体内作往复运动，并通过配油盘的配油窗口进行吸油和压油。,70,第六节 液压泵的选用,表2-1 机床常用液压泵性能比较,71,第三章 液压执行元件,72,学习重点和学习目标,液压执行元件是将液压泵提供的液压能转变为机械能的能量转换装置，它包括液压缸和液压马达。液压马达习惯上是指输出旋转运动的液压执行元件，而把输出直线运动 ( 其中包括输出摆动运动 ) 的液压执行元件称为液压缸。,73,1、首先液压马达应能够正、反转，因而要求其,内部结构对称,；,2、液压马达的转速范围需要足够大，特别对它的最低稳定转速有一定的要求。因此，它通常都采用,滚动轴承或静压滑动轴承,；,3、其次液压马达由于在输入压力油条件下工作，因而,不必具备自吸能力,，但需要一定的初始密封性，才能提供必要的起动转矩。,虽然液压马达和液压泵在结构上比较相似，但,不能可逆工作,。,74,3-1 液压缸的类型和特点,75,3-1 液压缸的类型和特点,76,1、双杆式液压缸,缸筒固定式和活塞杆固定式两种,缸筒固定式-工作台的运动范围为3l.,活塞杆固定式-工作台的运动范围为2l.,77,1、无杆腔,2、有杆腔,3、差动,2,3,2,2,1,3,4,),(,4,D,v,d,D,q,A,q,q,v,p,p,-,+,=,+,=,78,差动连接时液压缸的推力比非差动连接时小，速度比非差动连接时大，正好利用这一点，可使在不加大油源流量的情况下得到较快的运动速度，这种连接方式被广泛应用于组合机床的液压动力滑台和其它机械设备的快速运动中。,79,伸缩缸,80,第四章 控制阀,81,4-1 概述,阀在液压系统中起控制调节作用。,分为：方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀。,82,方向控制阀,83,84,换向阀中阀芯相对而言于阀体的运动需要有外力操纵来实现。,图4-5 换向阀操纵方式符号,85,86,87,4-3 压力控制阀,这类阀的共同点是利用作用在阀芯上的液压力和弹簧力相平衡的原理工作的。,在液压系统中，控制液体压力的阀（溢流阀、减压阀等）和控制执行元件及电气元件等在某一调定压力下动作的阀（顺序阀、压力继电器等），这些阀通称为压力控制阀。,88,一、溢流阀,溢流阀的作用,1、维持定压,常用于节流调速系统中，和流量控制阀配合使用，保持系统的压力基本恒定。如图，溢流阀2并联于系统中，进入液压缸4的流量由节流阀3调节。由于定量泵1的流量大于液压缸4所需的流量，油压升高，将溢流阀2打开，多余的油液经溢流阀2流回油箱。,89,2、用于过载保护一般称为安全阀。,如图所示的变量泵调速系统。在正常工作时，安全阀2 关闭，不溢流，只有在系统发生故障压力升至安全阀的调整时，阀口才打开，使变量泵排出的油液经阀2 流回油箱，以保证液压系统的安全。,90,直动式溢流阀,依靠系统中的压力油直接作用在阀芯上与弹簧力等相平衡，以控制阀芯的启闭动作，,1-螺帽,2- 弹簧,3-阀芯,91,2）先导式溢流阀,92,二、减压阀,减压阀是使出口压力（二次压力）低于进口压力（一次压力）的一种压力控制阀。,作用是用来减低液压系统中某一回路的油液压力，使用一个油源能同时提供两个或几个不同压力的输出。,根据减压阀所控制的压力不同，它可分为定值输出减压阀、定差减压阀和定比减压阀。,93,先导减压阀与先导溢流阀的主要区别,（1）减压阀保持出口压力基本不变，而溢流阀保持进口处压力基本不变。,（2）在不工作时，减压阀进、出油口互通，而溢流阀进出油口不通。,（3）减压阀感应出口油的压力，溢流阀感应进口油的压力变化。,94,三、顺序阀,顺序阀是利用油路中的压力的变化来控制阀门启闭，以实现各工作部件依次顺序动作的液压部件。,1）直控式顺序阀,2）液控式顺序阀,前者一般用于低压系统，后者用于中高系统。,95,顺序阀和溢流阀的结构基本相似，,不同的只是顺序阀的出油口通向系统的另一压力油路，而溢流阀的出油口通油箱。,由于顺序阀的进、出油口均为压力油，所以它的泄油口L必须单独外接油箱。,顺序阀和溢流阀区别,96,四、压力继电器,压力继电器是将液压讯号转变为电讯号的一种讯号转换元件，当油液压力达到压力继电器的调定压力时，即发出电信号，以控制电磁铁、电磁离合器、继电器等元件动作，或关闭电动机，使系统停止工作，起安全保护作用等。,97,从压力继电器下端进油口通入的油液压力达到调定压力值时，推动柱塞1上移，此位移通过杠杆2放大后推动开关4动作，改变弹簧3的压缩量即可以调节压力继电器的动作压力。,98,4-4 流量控制阀,流量控制阀是在一定的压差下依靠改变通流截面的大小来改变液阻，从而控制通过流量的多少，以改变执行机构（液压缸或液压马达）运动速度的液压元件。,99,m为由孔口形状决定的指数，薄壁小孔m0.5 ；细长孔m1,K为孔口的形状系数 ，薄壁小孔 ；细长孔,式（1-51）在分析不同孔口的流量及其特性时经常用到。,节流阀的节流口通常有三种基本形式：薄壁小孔、细长小孔和厚壁小孔。,100,三、节流阀的压力和温度补偿,普通节流阀由于刚性差,不能保持执行元件运动速度的稳定,只适用于工作负载变化不大和速度稳定性要求不高的场合,为了改善调速系统的性能,通常是对节流阀进行压力补偿 ,即采取措施使节流阀前后压力差在负载变化时始终保持不变。,由,可知,当P保持不变时,通过节流阀的流量只由其开口大小来决定。,节流阀的压力补偿有两种方式：一种是将定差减压阀与节流阀串联起来,组合而成,调速阀；,另一种是将稳定溢流阀与节流阀并联起来,组织成,溢流节流阀。,101,三、调速阀,在节流阀2前面串联一个定差减压阀1。P1由溢流阀决定，P2由液压缸负载决定。油液经减压阀将压力降到P2，节流阀的出口压力P3经通道a作用到减压阀的上腔b,阀芯在弹簧力, P2和P3作用下处于平衡位置。,102,溢流节流阀,溢流阀阀芯3的上端a腔同节流阀4后的油液相通，压力为P2；腔b和下端腔c同溢流阀阀芯3的油液相通，压力为泵的压力P1,负载力F增大时，P2升高，使阀芯 3下移，关小溢流口，使液压泵的供油压力P1增加，使节流阀4的前、后压差P1-P2基本保持不变；同理，当负载力减小时，压力差不变，附带一个安全阀2,避免系统过载,。,103,第六章 液压基本回路,所谓基本回路就是能够完成某种特定控制功能的液压元件和管道的组合。,104,四、卸荷回路,在液压泵驱动电机不频繁启闭的情况下，使液压泵在功率损耗接近于零的情况下运转，以减少功率损耗，降低系统发热，延长泵和电机的寿命。,此时，泵仅为补偿泄漏而以最小流量运转，但泵仍在高压下运行，磨损较严重。,105,（1）换向阀卸荷回路,M、H和K型中位机能时，三位换向阀处于中位时，泵即卸荷，回路中必须设置单向阀,以使系统能保持左右的压力,供操纵控制油路之用。,106,107,（2）用先导型溢流阀卸荷的卸荷回路,108,109,第二节 速度控制回路,液压传动系统中速度控制回路包括调节液压执行元件的速度的调速回路、使之获得快速运动的快速回路、快速运动和工作进给速度以及工作进给速度之间的速度换接回路。,用定量泵和流量阀来调速时，称为节流调速；,用改变变量泵或变量液压马达的排量调速时，称为容积调速；,用变量泵和流量阀来达到调速目的时，则称为容积节流调速。,110,一、节流调速回路,通过改变流量控制阀阀口的开度（通流面积），调节与控制进入执行元件的流量，实现执行元件工作速度的调节。,特点：,结构简单，成本低，使用维护方便；,能量损失大，效率低，发热大，一般用于功率不大的场合。,根据在回路中的位置不同，分,进油节流调速、回油节流调速和旁路节流调速,三种。前两种供油压力不随负载变化而变化又被称为,定压式,节流调速回路，后一种供油压力随负载的变化而变化又称为,变压式,节流调速回路。,111,二、容积调速回路,容积调速回路是用改变泵或马达来实现的排量来实现调速的。,优点是没有节流损失和溢流损失，因而效率高，油液温升小，适用于高速、大功率调速系统。缺点是变量泵和变量马达的结构较复杂，成本较高。,根据油路的循环方式，容积调速回路可以分为,开式回路或闭式回路,。,开式回路中液压泵从油箱吸油，液压执行元件的回油直接回油箱。,闭式回路中，执行元件的回油直接与泵的吸油腔相连.,112,1、变量泵和定量执行元件的容积调速回路,图a的执行元件为液压缸。图b的执行元件为液压马达，该回路为闭式回路，溢流阀3起安全作用，为了补充泵和液压马达的泄漏，增加了补油泵2和溢流阀4，溢流阀4用来调节补油泵的补油压力，同时置换部分已发热的油液，降低系统的温升。,113,1、变量泵和定量执行元件组成的容积调速回路,qt为变量泵的理论流量，kl为变量泵的泄漏系数,变量泵有泄漏，活塞运动速度会随负载的加大而减小。低速下活塞会停止运动，变量泵的理论流量等于泄漏量，在低速下的承载能力是很差的。,负载转矩恒定时，马达输出转矩和回路工作压力P都恒定不变，马达的输出功率与转速,n,m,成正比，称为,恒转矩调速。,114,2、定量泵和变量液压马达组成的容积调速回路,115,在各种转速下，泵的供油量不变，且其最大工作压力由安全阀调定，故泵的最大输出功率恒定。如不考虑系统效率，则液压马达的输出功率在整个调速范围内亦恒定，故称,恒功率调速。,调速范围很小，且不能用来使马达实现平稳的反向。因为反向时，双向液压马达的偏心量（或倾角）要经变小、为零、反向增大，即排量变小、为零、变大，转速变高、输出转距太小而不能带动负载转矩，甚至不能克服摩擦转距而反向。,116,3、变量泵和变量液压马达组成的容积调速回路,双向变量泵和双向变量马达的容积调速回路。是上述两种调速回路的组合，由于泵和马达的排量均可改变，故扩大了调速范围，并扩大了液压马达转距和功率输出的选择余地。,6、8用于使辅助泵4能双向补油,7、9使安全阀3在两个方向都能起过载保护作用,117,先将液压马达的排量调为最大（使马达能获得最大输出转距），然后改变泵的输油量，当变量泵的排量由小变大，液压马达转速随之升高，输出功率线性增加，此时液压马达处于恒转距状态；若要进一步加大马达转速，可将变量马达的排量由大变小，输出转距随之降低，泵则处于最大功率输出状态不变，液压马达亦处于恒功率输出状态。,118,二、 快速运动回路,1、差动连接回路,二位三通换向阀实现差动连接回路，阀1和阀3在左位时，液压缸差动连接作快进运动，当阀3通电，差动连接即被切除，液压缸回油经过调速阀，实现工进，阀1切换至右位后，缸快退。泵的流量和有杆腔排出的流量合在一起流过的阀和管路应按合成流量来选择。,119,2、 采用蓄能器的快速运动回路,采用蓄能器的目的是可以用流量较小的液压泵，当系统中短期需要大流量时，换向阀5的阀芯是处于左端或右端位置，就由泵1和蓄能器4共同向缸 6 供油，当系统停止工作时，换向阀5处在中间位置，泵经单向阀3向蓄能器供油，蓄能器压力升高后，控制卸荷阀2，打开阀口，使液压泵卸荷,。,120,3、双泵供油回路,1为大流量泵，用以实现快速运动；2为小流量泵，用以实现工作进给，在快速运动时，泵1输出的油液经单向阀4与泵2输出的油液共同向系统供油，工作行程时，系统压力升高，打开卸荷阀3使大流量泵1卸荷，由泵2向系统单独供油。系统的压力由溢流阀5调整，单向阀4在系统压力下关闭。,121,4、增速缸的快速运动回路,当三位四通换向阀左位得电，压力油经增速缸中的柱塞1的孔进入B腔，活塞2伸出，获得快速，A腔中所需油液经液控单向阀3从辅助油箱吸入，活塞2伸出到工作位置时由于负载加大，压力升高，打开顺序阀4，高压油进入A腔，同时关闭单向阀。因有效面积加大，速度变慢而使推力加大，这种回路常被用于液压机的系统中。回油打开液控单向阀3,122,123,第十章气压传动基础知识,124,气压传动是以,压缩空气作为工作介质,进行能量的传递和控制的一种传动形式。除了具有与液压传动一样，操作控制方便，易于实现自动控制、中远程控制、过载保护等优点外，还具有工作介质处理方便，无介质费用、泄漏污染环境、介质变质及补充等优势。但空气的压缩性极大的限制了气压传动传递的功率，一般工作压力较低（1,MPa,），总输出力不宜大于1040,kN,，且工作速度稳定性较差。 应用非常广泛，尤其是轻工、食品工业、化工,125,理想气体的状态方程,理想气体的状态方程,不计粘性的气体称为理想气体,。,空气可视为理想气体。,一定质量的理想气体在状态变化的瞬间，有如下气体状态方程成立,PV,= m,RT,或,Pv=RT v=V/m,P为气体的绝对压力；v为空气的比体积m,3,/kg；R为气体常数，干空气Nm、水蒸气 Nm(kgk)；T为空气的热力学温度(K)；m为空气的质量(kg)；V为气体的体积(m,3,)。,126,空气压缩机是气动系统的动力源，它把电动机输出的机械能转换成气压能输送给气动系统。,工作原理主要分为容积式和速度式(叶片式)两类,。在容积式压缩机中，气体压力的提高是由于压缩机内部的工作容积被缩小；在速度式压缩机中，气体压力的提高是由于气体分子在高速流动时突然受阻而停滞下来，使动能转化为压力能而达到的。,容积式压缩机按结构不同又可分为,活塞式、膜片式和螺杆式,等；,速度式按结构不同可分为,离心式,和,轴流式,等；,目前，使用最广泛的是,活塞式压缩机,。,127,1、空气过滤器,空气中所含的杂质和灰尘，进入机体和系统中，加剧相对滑动件的磨损，加速润滑油的老化，降低密封性能，使排气温度升高，功率损耗增加，从而使压缩空气的质量大为降低。须经过,空气过滤器,，以滤去其中所含的,灰尘和杂质。,根据固体物质和空气分子的大小和质量不同，利用惯性、阻隔和吸附的方法将灰尘和杂质与空气分离。,第二节 气源净化装置,128,2、除油器(,注意与油雾器的区别,),除油器用于分离压缩空气中所含的油分和水分。当压缩空气进入除油器后产生,流向和速度,的急剧变化，再依靠惯性作用，将密度比压缩空气大的油滴和水滴分离出来，,压缩空气进入除油器后，气流转折下降，然后上升，依靠转折时的离心力的作用析出油滴和水滴。,129,3、空气干燥器,空气干燥器是吸收和排除压缩空气中的水分和部分油分与杂质，使湿空气变成干空气的装置，从压缩机输出的压缩空气经过冷却器、除油器和储气罐的初步净化处理后已能满足一般气动系统的使用要求。但对一些精密机械、仪表等装置还不能满足要求。为此需要进一步净化处理，为防止初步净化后的气体中的含湿量对精密机械、仪表产生锈蚀，为此要进行干燥和再精过滤。,130,谢谢大家！,结 语,