流体力学与液压传动复习课件

,二 液压流体力学基础,粘性的概念与物理本质，粘度与压力、温度的关系。,绝对压力、相对压力、真空度,动力学,3,个方程,方程的物理意义及其实际应用,连续性方程,流速与通流面积的关系,能量方程,位能、压力能、动能之间的关系,动量方程，阻尼长度，稳态、瞬态液动力方向,流态、雷诺数、压力损失；,物理本质；,节流的作用,控制压力或流量；,液压冲击、空穴与气蚀的概念、产生原因、物理本质；,泵的安装高度计算。,二 液压流体力学基础 粘性的概念与物理本质，粘度与压力、温,三 基本液压元件,（结构、原理、性能和应用）,泵和马达,工作原理，基本参数，效率计算，功率计算；,压油腔与吸油腔的判断。,液压控制阀,方向阀,中位机能及主要应用场合；,压力阀,溢流阀：,溢流恒压、限压保护；,2,级调压、卸荷；,减压阀：,减压、减压后恒压,顺序阀：,相当一个压力开关,压力继电器：,液电信号转换器,流量阀,节流阀,的流压特性；,调速阀,的压力补偿原理,三 基本液压元件（结构、原理、性能和应用）泵和马达工作原理,三 基本液压元件,（结构、原理、性能和应用）,液压控制阀,何谓背压？在液压系统中采用哪些阀能形成恒定的背压？,压力阀,溢流阀：,溢流恒压、限压保护；,减压阀：,减压、减压后恒压，但负载产生的压力不能小于调定值,顺序阀：,相当一个压力开关,单向阀：,开启压力,调速阀的工作原理,调速阀如何实现节流阀上的压差恒定不变？,调速阀中的定差减压阀如何实现压力补偿？,可否用定值减压阀与普通节流阀串联起来代替调速阀使用？为什么？,三 基本液压元件（结构、原理、性能和应用）液压控制阀何谓背,四 液压基本回路,（组成、原理、性能和应用）,核心是调速回路,何谓速度,负载特性？速度刚度？物理意义,对调速回路的基本要求？,何谓差动连接？,克服负载液压缸才能运动；,节流调速回路,节流阀上必有压降，才有流量进入缸；,溢流恒压。回路效率。,什么叫卸荷？试画出两种常用的卸荷回路。,回路中的能量损失，措施,四 液压基本回路（组成、原理、性能和应用）核心是调速回,五 系统分析,各动作工况下，系统的油路分析；,各阀在各动作工况下的工作状态；,执行元件的速度、推力计算；系统效率计算；,压力阀调定压力值的确定原则及调压关系；,组成系统的基本回路？系统性能和特点？,分析方法,动作循环、元件作用、走通油路。,分析内容,一些术语和概念：背压、卸荷、爬行、动作顺序表等。,注意,五 系统分析 各动作工况下，系统的油路分析；分析,07,级试卷参考答案,一、（共,10,分）填空题（每空,1,分）,1,、由于流体具有,粘性,，液流在管道中流动需要损耗一部分能量，它由,局部压力损失,和,沿程压力损失,两部分组成。,2,、双作用叶片泵的定子曲线由两段,大半径圆弧,、两段,小半径圆弧,及四段,过渡曲线,组成。,3,、为了消除齿轮泵的困油现象，通常在两侧盖板上开,卸荷槽,，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。,4,、差动连接是指,单杆活塞缸,进出油口同时进油的连接方式。,07级试卷参考答案一、（共10分）填空题（每空1分）1、由于,1,、（,）,2,、（）,3,、（,）,4,、（,）,5,、（）,6,、（）,7,、（,）,8,、（,）,9,、（,）,10,、（,）,二、（共,10,分）判断题（每小题,1,分）,1、（）2、（）3、（）4、（）二,三、（共,30,分）简答题（每小题,10,分）,1.,液体有哪些流动状态？判别标准是什么？它们内部的主导作用力是,什么？相应的动能和动量修正系数各为多少？,答：液体的流动状态有：层流和紊流（,2,分）；以临界雷诺数,Recr,作为判别标准，当液体的雷诺数,p,X,=3.5MPa,，顺序阀开启，其进出口压力相等，故,p,B,=4.5MPa,（,2,分）。,2.,负载压力变为,2MPa,，这时顺序阀开启后，出口压力为负载压力，入口压力为其调定压力，故,p,A,=2MPa,，,p,B,=3.5MPa,（,2,分）。,3.,活塞运动到右端位不动时，泵继续向液压缸供油，缸左腔油压急速升高，直到系统压力升到溢流阀的调定压力，溢流阀溢流恒压（,2,分）。这时，,p,A,=5.5MPa,，,p,B,=5.5MPa,（,2,分）。,五、（共10分）图示回路中顺序阀调定压力为3.5MPa，溢流,六、（共,10,分）思考创新。,图中是一种轴向式柱塞泵的变量机构。请说明：,1.,该变量机构的工作原理（,7,分）；,2.,参照外反馈限压式变量叶片泵的工作原理，使用符号画图说明，如何利用上述变量机构将普通轴向式柱塞泵改造成外反馈限压式轴向柱塞泵？（,3,分）,参考答案：,1.,当伺服阀阀芯,3,向下移动时，上面的阀口打开，,a,腔中的,压力油经孔道,c,通向,b,腔，活塞,2,因上腔面积大于下腔面积而,向下移动，带动斜盘逆时针转动，使排量增大，同时活塞,2,的移动又使上面的阀口关闭，最终式活塞,2,停止运动；当伺服阀阀芯,3,向上移动时，下面的阀口打开，,b,腔的液压油经孔道,d,和,e,流回油箱，活塞,2,在,a,腔压力油的作用下向上移动，带动斜盘顺时针转动，使排量减小，同时，随着活塞,2,的上移，下面的阀口关闭，活塞,2,自行停止运动（回答基本正确得,7,分）。,2.,方法较多，详细答案略（原理基本正确得,3,分）。,六、（共10分）思考创新。参考答案：1.当伺服阀阀芯3向下移,七、（共,18,分）图中是某专用机床的液压系统原理图。该系统有定位油缸、夹紧油缸和工作主油缸。它们的工作循环为：定位夹紧快进工进快退松开、拔销原位停止、泵卸荷。,1,根据动作循环，做出电磁阀,YA,的动作循环表。用符号“,+,”表示电磁阀通电，用符号“”表示电磁阀断电（,7,分）；,2,说明记号为,a,、,b,、,c,的三个阀其分别在系统中所起的作用（,3,分）；,3,液控顺序阀、减压阀、单向顺序阀、溢流阀各自的调压依据是什么？（,8,分）,七、（共18分）图中是某专用机床的液压系统原理图。该系统有定,1,电磁铁（压力继电器）动作顺序表如下：（每工况,1,分，共,7,分）。,1电磁铁（压力继电器）动作顺序表如下：（每工况1分，共7分,流体力学与液压传动复习课件,2,元件,a,：单向阀，主缸工进时隔离低压泵和高压泵的压力（,1,分）；,元件,b,：单向阀，瞬时保压，即防止主缸快进时夹紧缸松动（,1,分）；,元件,c,：顺序阀，实现先定位后夹紧的顺序动作（,1,分）。,3,液控顺序阀：高于快进压力，低于工进压力（,2,分）；,减压阀：按夹紧力要求，但始终低于溢流阀调定压力（,2,分）；,单向顺序阀：能使定位缸动作即可，但始终要低于减压阀调定压力,（,2,分）；,溢流阀：调整系统压力，按工作缸能克服负载所需（,2,分）。,2元件a：单向阀，主缸工进时隔离低压泵和高压泵的压力（1分,2010,2011,学年第,1,学期试卷,参考答案,一、（共,20,分）单项选择题（每小题,2,分）,1.C 2.B 3.B 4.A 5.C 6.C 7.B 8.B 9.B 10.C,二、（共,30,分）简答题（每小题,10,分）,1.,为什么调速阀比节流阀的调速性能好？,答：由于调速阀中节流口两端的压力差基本不变，通过调速阀的流量恒为定值，不受负载的影响，而普通节流阀进出油口间的压力差会因负载的变化而变化，导致普通节流阀在开口一定时，其输出流量随负载变化而变化。,20102011学年第1学期试卷一、（共20分）单项选择题,2.,液压系统中溢流阀的进口、出口接错后会发生什么故障？,答：液压系统中流溢阀的进口、出口接错后，溢流阀始终不能开启，因而将产生超压现象，损坏液压元件。,3.,何谓液压泵的困油？请说明困油引发的后果。,答：液压泵正常工作时变化着的密封容积应该与配油装置的相应吸排油腔相通。由于泵结构的原因而形成的“闭死容积”的现象（因不与吸油腔、排油腔相通而造成的一些现象）叫困油现象。“困油”将导致液体受挤压使压力升高，或产生局部真空造成气浊。其后果是功率损失增加、油温升高、引起噪声和振动，影响泵工作的平稳和寿命。,2.液压系统中溢流阀的进口、出口接错后会发生什么故障？答：,三、（共,10,分）计算题,解：,（,1,）泵吸油口处的流量（公式,1,分，运算结果,1,分）,（,2,）判别流态（公式,1,分，运算结果,1,分）,，层流,=2,。,右图为油泵从高置式油箱中吸油，泵流量为,60L/min,，油液运动粘度,3010,-6,m,2,/s,，密度为,900kg/m,3,，吸油管内径,3cm,，管长,2m,，泵进油口位于油箱液面下,0.5m,（不计油管上弯高度及局部压力损失），若空气分离压为,0.04MPa,，试计算泵进油口处的绝对压力并判断此处是否会产生气穴？,三、（共10分）计算题解：（1）泵吸油口处的流量（公式1分，,（,3,）计算沿程压力损失（公式,1,分，运算结果,1,分）,或,（,4,）求绝对压力,取油箱液面为,1-1,面，并作计算基准，则有,p,1=,p,a,，,z,1,=0,，,v,1,=0,；,取泵吸油口为,2-2,面，则有,p,2,=,？，,z,2,=-0.5m,，,v,2,=1.415m/s,；（,2,分）,列伯努利方程：,所以,=0.994310,5,0.410,5,故不会产生气穴。（,1,分）,（3）计算沿程压力损失（公式1分，运算结果1分）或（4）求绝,四、（共,10,分）论述题,简述卸荷式液控单向阀的“卸荷”原理及意义。,答：当控制油口,K,通入压力油,p,c,，控制活塞,1,上移，先顶开卸荷阀芯,3,，,使主油路卸压，然后再顶开单向阀,2,。（,5,分）,这样可大大减小控制压力，（使其控制压力约为主油路工作压力,的,5%,），因此可用于压力较高的场合；（,3,分）,同时，可避免控制活塞推开单向阀芯时，高压封闭回路内油液压力,的突然释放所产生的较大冲击和噪声。（,2,分）,四、（共10分）论述题简述卸荷式液控单向阀的“卸荷”原理及意,五、（共,10,分）分析与思考,解答：,1.1-,低压大流量泵、,2-,高压小流量泵、,3-,顺序阀、,4-,单向阀、,5-,溢流阀、,6-,二位二通电磁换向阀、,7-,节流阀；（,3,分）,2.,电磁阀,6,得电、,F/A,1,-0.5MPa,溢流阀,5,的设定值（,2,分）；,3.,会开启，因为此时载荷较大、油压较高，油缸运动速度不大，无需低压,大流量泵工作，顺序阀开启，使低压大流量泵处于卸荷状态；（,2,分）,4.,顺序阀,3,的调定值应该小于泵,1,的额定值和溢流阀,5,的设定值而大于油缸,高速运动时克服摩擦阻力所需的压力值（,1,分），溢流阀,5,的设定值,泵,2,的额定压力（,1,分），泵,1,的额定压力,泵,2,的额定压力（,1,分）。,1.,写出图中标有数字的液压元件的名称；,2.,节流阀在什么条件下才能有效工作？,3.,节流阀工作时，顺序阀是否开启？为什么？,4.,怎样确定元件,3,、,5,的预设值？元件,1,、,2,额定压力的关系？,五、（共10分）分析与思考解答：1.1-低压大流量泵、2-,六、（共,20,分）应用题,图中所示是某专用机床的液压系统原理图。该系统有夹紧油缸和主工作油缸两个液压缸。它们的工作循环为：夹紧快进一工进二工进快退松开原位停止、泵卸荷。,1.,根据动作循环，作出电磁阀,YA,的动作循环表。,2.,说明标记为,a,、,b,、,c,的三个阀在系统中所起的作用。,3.,阀,A,和阀,B,哪个通流面积调节得大些？依据是什么？,六、（共20分）应用题图中所示是某专用机床的液压系统原理图。,答案：,1.,（本小题共,4,分）动作顺序见下表,（每行,0.5,分共,3,分），,工作循环：快进一工进二工进死档铁停留快退原位停止快进（下一循环）（,1,分）；,答案：1.（本小题共4分）动作顺序见下表工作循环：快进一工,2.,（本小题每元件,2,分共,14,分）,1-,滤清器（,1,分），过滤液压油中的杂质（,1,分）；