液壓傳動(dòng)59366

1、緒論1、 液壓系統(tǒng)的定義：液壓傳動(dòng)是以液體為工作介質(zhì)來進(jìn)行能量傳遞的一種傳動(dòng)形式，它通過能量轉(zhuǎn)換裝置(如液壓泵)，將原動(dòng)機(jī)(如電動(dòng)機(jī))的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w的壓力能，然后通過封閉管道、控制元件等，由另一能量裝置(如液壓缸、液壓馬達(dá))將液體的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，以驅(qū)動(dòng)負(fù)載和實(shí)現(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需的直線或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。2、 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的組成：(1)能源裝置 它把機(jī)械能轉(zhuǎn)變成油液的壓力能。(2)執(zhí)行裝置 它將油液壓力能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能，并對(duì)外做功。(3)控制調(diào)節(jié)裝置 它們是控制液壓系統(tǒng)中油液的壓力、流量和流動(dòng)方向的裝置。(4)輔助裝置 它們是除上述三項(xiàng)以外的其它裝置，它們對(duì)保證液壓系統(tǒng)可靠、穩(wěn)定、持久地工作，有重要

2、作用。(5)工作介質(zhì) 液壓油或其它合成液體。流體力學(xué)基礎(chǔ)(重點(diǎn))1、 液體的粘性：液體在外力作用下流動(dòng)時(shí)，液體分子間的內(nèi)聚力會(huì)阻礙其分子的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，即具有一定的內(nèi)摩擦力，這種性質(zhì)稱為液體的粘性。2、 粘溫特性：油液的粘度對(duì)溫度的變化極為敏感，溫度升高，油液的粘度顯著降低。油的粘度隨溫度變化的性質(zhì)稱為粘溫特性。液壓油粘度與溫度的關(guān)系為：。3、 粘壓特性：液體所受的壓力增大時(shí)，其分子間的距離將減小，內(nèi)摩擦力增大，粘度亦隨之增大。石油型液壓油的粘度與壓力的關(guān)系可表示為：。4、 液體靜力學(xué)基礎(chǔ)：(1)液體的壓力：。(2)重力作用下靜止液體中的壓力分布：，即。(書中例題)5、 液體的流態(tài)：(1)層流：液

3、流是分層的，層與層之間互不干擾。(2)湍流：液流完全紊亂。6、 雷諾數(shù)Re：雷諾數(shù)是液流的慣性力對(duì)粘性力的綱量為1(無綱量)的比值。當(dāng)雷諾數(shù)較大時(shí)，液體的慣性力起主導(dǎo)作用，液體處于湍流狀態(tài)；當(dāng)雷諾數(shù)較小時(shí)，粘性力起主導(dǎo)作用，液體處于層流狀態(tài)。7、 動(dòng)力學(xué)三大方程：(1)連續(xù)性方程：，當(dāng)忽略液體的可壓縮性時(shí)，則，或?qū)懗伞?2)伯努利方程：(a)理想液體微小流束的伯努利方程：。(b)實(shí)際液體總流的伯努利方程：，或，動(dòng)能修正系數(shù)、的值與液體的流態(tài)有關(guān)，湍流時(shí)，層流時(shí)。(3)動(dòng)量方程：，為動(dòng)量修正系數(shù)，湍流時(shí)，層流時(shí)，。為簡(jiǎn)化計(jì)算，通常取。8、 沿程壓力損失：液體在等直徑管中流動(dòng)時(shí)因粘性摩擦而產(chǎn)生的壓

4、力損失。(1)層流時(shí)的沿程壓力損失：，沿程阻力系數(shù)=。(2)湍流時(shí)的沿程壓力損失：，沿程阻力系數(shù)除與雷諾數(shù)有關(guān)，還與管壁的粗糙程度有關(guān)。對(duì)于光滑管，；對(duì)于粗糙管，查表。9、 局部壓力損失：液體流經(jīng)管道的彎頭、管接頭、突變截面以及閥口、濾網(wǎng)等局部裝置時(shí)，液體會(huì)產(chǎn)生漩渦，并發(fā)生強(qiáng)烈的紊動(dòng)現(xiàn)象，由此而造成的壓力損失稱為局部壓力損失。，或者。10、薄壁小孔的流量：，其中，流量系數(shù),收縮系數(shù)，為收縮面的面積，小孔流通截面的面積。當(dāng)液流完全收縮(管道直徑與小孔直徑之比)時(shí)，,這時(shí)，當(dāng)液流不完全收縮(管道直徑與小孔直徑之比)時(shí)，。11、液壓沖擊：在液壓系統(tǒng)中，由于某種原因，系統(tǒng)的壓力在某一瞬間會(huì)突然急劇上升

5、，形成很高的壓力峰值，這種現(xiàn)象稱為液壓沖擊。12、空穴現(xiàn)象：在液壓系統(tǒng)中，如果某處的壓力低于空氣分離壓時(shí)，原先溶解在液體中的空氣就會(huì)分離出來，導(dǎo)致液體中出現(xiàn)大量氣泡現(xiàn)象，稱為空穴現(xiàn)象。液壓泵與液壓馬達(dá)1、 液壓泵類型及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：液壓泵按其在每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)所能輸出(所需輸入)油液體積可否調(diào)節(jié)而分為定量泵和變量泵；按結(jié)構(gòu)形式可分為齒輪式、葉片式和柱塞式三大類。2、 困油現(xiàn)象：齒輪泵出現(xiàn)兩輪同時(shí)嚙合，并有一部分油液被困在兩輪所形成的封閉空腔之間，封閉腔容積的減小會(huì)使被困油液受擠壓而產(chǎn)生很高的壓力，從縫隙中擠出，油液發(fā)熱，并使機(jī)件受到額外的負(fù)載；而密封容積的增大又會(huì)造成局部真空，使油液中溶解的氣體分離，產(chǎn)生

6、空穴現(xiàn)象，這就是困油現(xiàn)象。消除困油的方法通常是在兩側(cè)蓋板上開卸荷槽，使封閉容積減小時(shí)，通過左邊的卸荷槽與壓油腔相通，容積增大時(shí)，通過右邊的卸荷槽與吸油腔相通。3、 泄漏：外嚙合齒輪泵高壓腔的壓力油，可通過三條途徑泄漏到低壓腔中去：(1)通過齒輪嚙合線處的間隙；(2)通過泵體內(nèi)孔和齒頂圓間的徑向間隙；(3)通過齒輪兩側(cè)面和側(cè)蓋板間的端面間隙。采用齒輪端面間隙自動(dòng)補(bǔ)償?shù)姆椒軠p小泄漏。即利用特制的通道把泵內(nèi)壓油腔的壓力油引到軸套外側(cè)，產(chǎn)生液壓作用力，使軸套壓向齒輪端面，減少泵內(nèi)通過端面的泄漏。4、 徑向不平衡力：在齒輪泵中，作用在齒輪頂圓上的壓力是不相等的，在高壓腔和吸油腔處齒輪頂圓和齒廊表面承受

7、著工作壓力和吸油腔壓力，在齒輪和殼體內(nèi)孔的徑向間隙中，可以認(rèn)為壓力由高壓腔壓力逐漸分級(jí)下降到吸油腔壓力。這些液體壓力的綜合作用結(jié)果，相當(dāng)于給齒輪一個(gè)徑向的作用力(即不平衡力)，使齒輪和軸承受載。工作壓力越大，徑向不平衡力越大。徑向不平衡力很大時(shí)能使軸彎曲，齒頂與殼體產(chǎn)生接觸，同時(shí)加速軸承的磨損，降低軸承的壽命。為了減小徑向不平衡力的影響，有的泵上采取了縮小壓油口的辦法，使壓力油僅作用在一個(gè)齒到兩個(gè)齒的范圍內(nèi)，同時(shí)適當(dāng)增加徑向間隙，使齒輪在壓力作用下，齒頂不能與殼體接觸。對(duì)高壓齒輪泵，為減少?gòu)较虿黄胶?，?yīng)開壓力平衡槽。液壓缸1、 液壓缸基本參數(shù)計(jì)算：(1)雙活塞桿缸的計(jì)算：平均流速(活塞的運(yùn)動(dòng)速

8、度) q進(jìn)入缸的液體流量；A活塞的有效面積；D活塞直徑；d活塞桿直徑 活塞桿輸出力 P1進(jìn)油壓力； P2回油壓力（2）單活塞桿缸A、當(dāng)壓力油進(jìn)入無桿腔的流量為，活塞右移速度為、輸出力為 B、當(dāng)壓力油進(jìn)入無桿腔的流量為，活塞左移速度為、輸出力為 活塞兩個(gè)方向上的速度比叫液壓缸的速比 若往單活塞桿缸的無桿腔中提供壓力油，將有桿腔排出的油在接回?zé)o桿腔，則叫做缸油路的差動(dòng)連接，這時(shí)缸兩腔的壓力雖相等，活塞仍向右運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)速度 輸出力為 （2）柱塞缸 柱塞缸輸出的推力和速度分別為 d柱塞直徑；P1進(jìn)油壓力；P2另一柱塞的回油壓力液壓控制閥(重點(diǎn))液壓閥基本工作原理：利用閥芯在閥體內(nèi)作相對(duì)運(yùn)動(dòng)來控制閥口的

9、通斷及閥口的大小，實(shí)現(xiàn)壓力、流量和方向的控制。液壓閥基本結(jié)構(gòu)：包括閥芯、閥體和驅(qū)動(dòng)閥芯在閥體內(nèi)作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的裝置。對(duì)液壓閥性能的基本要求:制造精度要高，閥芯動(dòng)作靈活，工作性能可靠，密封性好，閥的結(jié)構(gòu)緊湊，工作效率高，通用性好。按用途分為：方向控制閥、壓力控制閥、流量控制閥。1、方向控制閥方向控制閥分為單向閥和換向閥。單向閥是用以防止液流倒流的元件，按控制方式不同，可分為普通單向閥和液控單向閥。 普通單向閥職能符號(hào)： p1 p2 p2液控單向閥： K p1換向閥：分為轉(zhuǎn)閥和滑閥 A B P T 換向閥的中位機(jī)能：在三位滑閥中，把閥芯處于中間位置時(shí)主油路的連通方式稱之為滑閥的中位機(jī)能。(表5-1)

10、滑閥的液壓卡緊現(xiàn)象：圓柱形滑閥式液壓閥，若閥芯形狀誤差或位置誤差較大時(shí)，特別是當(dāng)閥芯與閥體間形成偏心環(huán)狀間隙且軸向形成錐形間隙時(shí)，液壓油經(jīng)過此間隙后形成徑向間隙內(nèi)壓力分布不均從而產(chǎn)生徑向不平衡力。此徑向不平衡力將使閥芯靠近閥體，使兩者相對(duì)移動(dòng)時(shí)受到阻礙，有時(shí)甚至卡緊。2、壓力控制閥：控制和調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)中壓力大小的閥類通稱壓力控制閥。 按功能可分為溢流閥、減壓閥、順序閥、壓力繼電器。溢流閥的功用是當(dāng)系統(tǒng)的壓力達(dá)到其調(diào)定值時(shí)，開始溢流，將系統(tǒng)的壓力基本穩(wěn)定在某一調(diào)定的數(shù)值上。 A、溢流閥的性能:動(dòng)態(tài)性能和靜態(tài)性能 靜態(tài)性能：指閥在系統(tǒng)壓力沒有突變的穩(wěn)態(tài)情況下，所控制流體的壓力、流量的變化情況。主要

11、指壓力-流量特性、啟閉特性、壓力調(diào)節(jié)范圍、流量許用范圍、卸荷壓力； 壓力-流量特性：圖5-27；啟閉特性：圖5-28 溢流閥的壓力穩(wěn)定性：衡量溢流閥的壓力穩(wěn)定性用兩個(gè)指標(biāo)：一是在整個(gè)調(diào)壓范圍內(nèi)閥在額定流量狀態(tài)下的壓力波動(dòng)值，二是在額定壓力和額定流量狀態(tài)下，3min內(nèi)的壓力偏移值。上述兩個(gè)指標(biāo)越小，溢流閥的壓力穩(wěn)定性越好。 溢流閥的卸荷壓力：溢流閥的卸荷壓力越小，系統(tǒng)發(fā)熱越少，一般不大于0.2MPa，最大不應(yīng)超過0.45MPa。 壓力調(diào)節(jié)范圍：指溢流閥能夠保證性能的壓力使用范圍，溢流閥在此范圍內(nèi)調(diào)節(jié)壓力時(shí)，進(jìn)口壓力能保持平穩(wěn)變化，無突變、遲滯等現(xiàn)象。實(shí)際中當(dāng)需要過大調(diào)壓范圍時(shí)可通過更換不同剛度的

12、彈簧來實(shí)現(xiàn) 許用流量范圍：一般指額定流量的15%-100%之間。動(dòng)態(tài)性能：圖5-29(1)壓力超調(diào)量：壓力超調(diào)量越小，閥的穩(wěn)定性越好。(2)過渡時(shí)間:越小，閥的靈敏度越高；(3)壓力穩(wěn)定性:閥的壓力振擺小，壓力穩(wěn)定性越好。一般溢流閥的壓力振擺應(yīng)小于0.2MPa溢流閥的應(yīng)用：(1)做溢流閥用；(2)做安全閥用；(3)做背壓閥用；(4)做卸荷閥用(圖5-30至33)B、減壓閥：減壓閥的的功用是能使其出口壓力低于進(jìn)口壓力，并使出口壓力可以調(diào)節(jié)。減壓閥用于液壓系統(tǒng)中某支油路的減壓、調(diào)壓和穩(wěn)壓(減壓回路：圖5-37、穩(wěn)壓回路：圖5-38)C、順序閥:以壓力為控制信號(hào)，自動(dòng)接通或斷開某一支路的液壓閥。按控

13、制方式不同可分為內(nèi)控式和外控式。D、壓力繼電器：液壓系統(tǒng)中的將液壓油的壓力信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)的元件。3、 流量控制閥流量控制閥是通過改變節(jié)流口面積的大小，改變通過閥流量的閥。常見的有節(jié)流閥和調(diào)速閥。帶壓力補(bǔ)償?shù)牧髁块y稱為調(diào)速閥。調(diào)速閥的種類：一是將減壓閥與節(jié)流閥串聯(lián)，稱之為調(diào)速閥；二是將定壓溢流閥與節(jié)流閥并聯(lián)，稱之為溢流節(jié)流閥。溢流節(jié)流閥與調(diào)速閥的比較：1)使用溢流節(jié)流閥的系統(tǒng)效率較高；2)調(diào)速閥較溢流節(jié)流閥應(yīng)用范圍廣；3)溢流節(jié)流閥較調(diào)速閥流量穩(wěn)定性差。第6章 輔助元件過濾器的種類：按過濾機(jī)理可分為機(jī)械過濾器和磁性過濾器。蓄能器的種類：主要有重錘式、充氣式和彈簧式三種第7章 液壓基本回路1、壓力控制回路：調(diào)壓回路、減壓回路、卸荷回路、增壓回路、平衡回路 2、速度控制回路：調(diào)速回路、快速運(yùn)動(dòng)回路、速度換接回路液壓系統(tǒng)的