液壓與氣壓傳動總結(jié)

第一章

1．液壓與氣壓傳動定義：液壓與氣壓傳動是研究以有壓流體（壓力油或壓縮空氣）為能源介質(zhì)，以實(shí)現(xiàn)各種機(jī)械的傳動和自動控制的科學(xué)。液壓與氣壓傳動都是利用各種控制元件組成所需要的各種控制回路，再由若干回路組合成能完成一定控制功能的傳動系統(tǒng)來進(jìn)行能量的傳遞、轉(zhuǎn)換、與控制。

2.液壓與氣壓傳動系統(tǒng)組成：能源裝置、執(zhí)行裝置、控制調(diào)節(jié)裝置、輔助裝置、傳動介質(zhì)3.液壓與氣壓傳動的優(yōu)缺點(diǎn)：

4.液壓傳動的工作原理和兩個重要概念：

第二章

1.液壓油的密度：單位體積液壓油的質(zhì)量。

傳動介質(zhì)：液壓油、乳化性傳動液、合成型傳動液液體粘度：是指它在單位速度梯度下流動時單位面積上產(chǎn)生的內(nèi)摩擦。它是衡量液體粘性的指標(biāo)。（10）壓力增大時，粘度增大（范圍小可忽略）；溫度升高，粘度下降（其變化率直接影響液壓傳動工作介質(zhì)的使用，其重要性不亞于粘度本身）。2.流體靜壓力基本方程：

壓力表示方法：絕對壓力=相對壓力+大氣壓力真空度=大氣壓力-絕對壓力

液體靜壓力的兩個重要特性：1）液體靜壓力的方向總是作用面的內(nèi)法線方向；2）靜止也體內(nèi)任意一點(diǎn)的液體靜壓力在各個方向上都相等。

3.連續(xù)性方程：是質(zhì)量守恒定律在流體力學(xué)中的一種表達(dá)形式。伯努利方程：是能量守恒定律在流動液體中的一種表達(dá)形式。

4.沿程壓力損失：油液沿等直徑直管流動時所產(chǎn)生的壓力損失（由液體流動時的內(nèi)、外摩擦力所引起）

局部壓力損失：油液流經(jīng)局部障礙（彎管、接頭、管道截面突然變化以及閥口等處）時，由于液流方向和速度的突然變化，在局部產(chǎn)生漩渦引起油液質(zhì)點(diǎn)間，以及質(zhì)點(diǎn)與固體壁面間

相互碰撞和劇烈摩擦而造成的壓力損失液壓沖擊：在液壓系統(tǒng)中，因某些原因液體壓力在一瞬間突然升高，產(chǎn)生很高的壓力峰值，這種現(xiàn)象稱為液壓沖擊。原因：1）管道中的液體因突然停止運(yùn)動而導(dǎo)致動能向壓力能的瞬間轉(zhuǎn)變2）液壓系統(tǒng)中運(yùn)動著的工作部件突然制動或換向時，由你工作部件的動能將引起液壓執(zhí)行元件的回油腔和管路內(nèi)的油液產(chǎn)生液壓激振，導(dǎo)致液壓沖擊3）液壓系統(tǒng)中某些元件的動作不夠靈敏，也會產(chǎn)生液壓沖擊。

空穴現(xiàn)象：在液壓元件中，只要某點(diǎn)處的壓力低于液壓油所在溫度的空氣分離壓，就會產(chǎn)生空穴現(xiàn)象。

氣穴現(xiàn)象；氣蝕：在液壓系統(tǒng)中，若某點(diǎn)處的壓力低于液壓油液所在溫度下的空氣分離壓時，原先溶解在液體中的空氣就分離出來，使液體中迅速出現(xiàn)大量氣泡，這種現(xiàn)象叫做氣穴現(xiàn)象。當(dāng)氣泡隨著液流進(jìn)入高壓時，在高壓作用下迅速破裂或急劇縮小，又凝結(jié)成液體，原來氣泡所占據(jù)的空間形成了局部真空，周圍液體質(zhì)點(diǎn)以極高速度填補(bǔ)這一空間，質(zhì)點(diǎn)間相互碰撞而產(chǎn)生局部高壓，形成壓力沖擊。如果這個局部液壓沖擊作用在零件的金屬表面上，使金屬表面產(chǎn)生腐蝕。這種因空穴產(chǎn)生的腐蝕稱為氣蝕。

第三章

容積式液壓泵的工作原理：容積式液壓泵是依靠密封工作油腔的容積不斷變化來進(jìn)行工作

的。因此它必須具有一個或多個密封的工作油腔，當(dāng)液壓泵運(yùn)轉(zhuǎn)時，該油腔的容積必須不斷由小逐漸加大，形成真空，油箱的油液才能被吸入，當(dāng)油腔容積由大逐漸減小時，油被擠壓在密封工作油腔中，壓力才能升高，壓力的大小取決于油液從泵中輸出時受到的阻力（如單向閥的彈簧力）。這種泵的輸油能力（或輸出流量）的大小取決于密封工作油腔的數(shù)目以及容積變化的大小和頻率，故稱容積式泵。容積式液壓泵的特點(diǎn)：1）具有若干個密封且又可以周期性變化的空間。2）油箱內(nèi)液體的絕對壓力必須恒等于或大于大氣壓力。3）具有相應(yīng)的配流機(jī)構(gòu)

2容積式液壓泵的性能參數(shù)及計(jì)算：

3容積式液壓泵分類：1）按液壓泵輸出的流量能否調(diào)節(jié)分類有定量泵和變量泵。定量泵：液壓泵輸出流量不能調(diào)節(jié)，即單位時間內(nèi)輸出的油液體積是一定的。變量泵：液壓泵輸出流量可以調(diào)節(jié)，即根據(jù)系統(tǒng)的需要，泵輸出不同的流量。

2）按液壓泵的結(jié)構(gòu)型式不同分類：齒輪泵（外嚙合式、內(nèi)嚙合式）、葉片泵（單作用式、雙作用式）、柱塞泵（軸向式、徑向式）螺桿泵。4齒輪泵、葉片泵的工作原理及特點(diǎn)：

齒輪泵的工作原理:齒輪泵是容積泵的一種，由兩個齒輪、泵體與前后蓋組成兩個封閉空間，當(dāng)齒輪轉(zhuǎn)動時，齒輪脫開側(cè)的空間的體積從小變大，形成真空，將液體吸入，齒輪嚙合側(cè)的空間的體積從大變小，而將液體擠入管路中去。吸入腔與排出腔是靠兩個齒輪的嚙合線來隔開的。

葉片泵的工作原理:由轉(zhuǎn)、定子，葉片，配油盤組成。轉(zhuǎn)子有徑向斜槽，內(nèi)裝葉片，配油盤裝在轉(zhuǎn)子兩邊，旋轉(zhuǎn)時慣性和油壓力的作用使葉片緊靠定子，使其形成多個密封空間。配油盤有吸油窗和壓油窗，是工作時葉片神出，密封容積增大行成真空從吸油窗吸油，葉片逐漸壓入，油從壓油窗出

外嚙合齒輪泵優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)）結(jié)構(gòu)簡單，尺寸小，重量輕制造方便，價格低廉，工作可靠，自吸能力強(qiáng)（容許的吸油真空度大），對油液污染不敏感，維護(hù)容易。缺點(diǎn)）一些幾件承受不平衡徑向力，磨損嚴(yán)重，泄露大，工作壓力的提高受到限制，此外它的流量脈動大，因而壓力脈動和噪聲都比較大。

葉片泵的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)）工作壓力較高，且流量脈動小，工作平穩(wěn)，噪聲較小，壽命較長。結(jié)構(gòu)緊湊，尺寸小，流量大。缺點(diǎn)）其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，吸油特性不太好，對油液的污染也比較敏感。

5限壓式變量葉片泵的工作原理及流量壓力特性曲線（如圖所示）。

限壓式變量葉片泵系{單作用}油泵，泵的定子可以沿一定的方向作平移運(yùn)動，工作時，根據(jù)系統(tǒng)負(fù)載的變化通過分別位于葉片泵定子兩邊的變量活塞和預(yù)緊彈簧的力平衡原理，可以改變變量泵定子與變量泵轉(zhuǎn)子的偏心距，從而改變了變量葉片泵的流量。

優(yōu)缺點(diǎn)：1）限壓式變量葉片泵根據(jù)負(fù)載大小，自動調(diào)節(jié)輸出流量，因此功率損耗較小，

可以減少油液發(fā)熱。2）液壓系統(tǒng)中采用變量泵，可節(jié)省液壓元件的數(shù)量，從而簡化了油路系統(tǒng)。3）泵本身的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，泄漏量大，流量脈動較嚴(yán)重，致使執(zhí)行元件的運(yùn)動不夠平穩(wěn)。4）存在徑向力不平衡問題，影響軸承的壽命，噪音也大。（64）

第四章

1.液壓馬達(dá)與液壓缸的功用：將液壓泵提供的液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，液壓馬達(dá)指輸出旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的液壓執(zhí)行元件；液壓缸：輸出直線運(yùn)動（其中包括輸出擺動運(yùn)動）的液壓執(zhí)行元件�；钊�缸的主要組成：缸筒和缸蓋、活塞和活塞桿、密封裝置、緩沖裝置、排氣裝置2.活塞缸的輸出推力與速度、液壓馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速計(jì)算（77-80）

3.單桿式活塞缸的三中連接方式（有桿腔進(jìn)油、無桿腔進(jìn)油、差動連接）及相關(guān)計(jì)算（80）

第五章

1換向閥工作原理、圖形符號（93）

2三位閥的中位機(jī)能:對各種操作方式的三位四通和五通的換向滑閥，閥芯在中間位置時各油口的連通情況稱為換向閥的中位機(jī)能。

選擇三位換向閥的中位機(jī)能時應(yīng)考慮哪些問題？

1）系統(tǒng)保壓當(dāng)換向閥的P口被堵塞時，系統(tǒng)保壓。這時液壓泵能用于多執(zhí)行元件液壓系統(tǒng)。

2）系統(tǒng)卸載當(dāng)油口P和O相通時，整個系統(tǒng)卸載。

3）換向平穩(wěn)性和換向精度當(dāng)工作油口A和B各自堵塞時，換向過程中易產(chǎn)生液壓沖擊，換向平穩(wěn)性差，但換向精度高。反之，當(dāng)油口A和B都與油口O相通時，換向過程中機(jī)床工作臺不易迅速制動，換向精度低，但換向平穩(wěn)性好，液壓沖擊也小。

4）啟動平穩(wěn)性換向閥中位，如執(zhí)行元件某腔接通油箱，則啟動時該腔因無油液緩沖而不能保證平穩(wěn)啟動。

5）執(zhí)行元件在任意位置上停止和浮動當(dāng)油口A和B接通，臥式液壓缸和液壓馬達(dá)處于浮動狀態(tài)，可以通過手動或機(jī)械裝置改變執(zhí)行機(jī)構(gòu)位置；立式液壓缸則因自重不能停止在任意位置。

3壓力閥的功用及圖形符號，壓力閥的共同特性

在液壓傳動系統(tǒng)中控制油液壓力高低的液壓閥稱之為壓力控制閥，簡稱壓力閥。共同點(diǎn)：是利用作用在閥芯上的液壓力和彈簧力相平衡的原理工作的4溢流閥、減壓閥、順序閥的工作原理

溢流閥是利用被控壓力作為信號來改變彈簧的壓縮量，從而改變閥口的通流面積和系統(tǒng)的溢流量來達(dá)到定壓的目的的。

順序閥是用來控制液壓系統(tǒng)中個執(zhí)行元件動作的先后順序

減壓閥是使出口壓力（二次壓力）低于進(jìn)口壓力（一次壓力）的一種壓力控制閥。其作用是被用來減低液壓系統(tǒng)中某一回路的油液壓力使用一個油源能同時提供兩個或幾個不同壓力的輸出。此外，擋油液壓力不穩(wěn)定時，在回路中串入一減壓閥可得到一個穩(wěn)定的較低的壓力。5溢流閥的啟閉特性曲線，調(diào)整壓力、開啟壓力、閉合壓力、調(diào)壓偏差、開啟比等名詞概念及與溢流閥靜態(tài)特性的關(guān)系；特性；

6溢流閥與減壓閥的區(qū)別

1）減壓閥保持出口壓力基本不變，而溢流閥保持進(jìn)口壓力基本不變；2）在工作時，減壓閥進(jìn)、出油口互通，而溢流閥進(jìn)、出油口不通；3）為保證減壓閥出口壓力調(diào)定值恒定，他的導(dǎo)閥彈簧腔需通過泄油口單獨(dú)外接油箱；溢流閥的出油口是通油箱的，所以他的導(dǎo)閥彈簧腔和泄漏油可通過閥體上的通道和出油口相通，不必單獨(dú)外接油箱。

相同點(diǎn)：溢流閥與減壓閥同屬壓力控制閥，都是由液壓力與彈簧力進(jìn)行比較來控制閥口動作；兩閥都可以在先導(dǎo)閥的遙控口接遠(yuǎn)程調(diào)壓閥實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)控或多級調(diào)壓。7影響節(jié)流閥的流量穩(wěn)定性的因素有哪些？

1)節(jié)流閥前后壓力差的影響。壓力差變化越大，流量q的變化也越大。

2）指數(shù)m的影響。m與節(jié)流閥口的形狀有關(guān)，m值大，則對流量的影響也大。節(jié)流閥口為細(xì)長孔（m=1）時比節(jié)流口為薄壁孔（m=0.5）時對流量的影響大。

3)節(jié)流口堵塞的影響。節(jié)流閥在小開度時，由于油液中的雜質(zhì)和氧化后析出的膠質(zhì)、瀝青等以及極化分子，容易產(chǎn)生部分堵塞，這樣就改變了原來調(diào)節(jié)好的節(jié)流口通流面積，使流量發(fā)生變化。一般節(jié)流通道越短，通流面積越大，就越不容易堵塞。為了減小節(jié)流口堵塞的可能性，節(jié)流口應(yīng)采用薄壁的形式。

4)油溫的影響。油溫升高，油的粘度減小，因此使流量加大。油溫對細(xì)長孔影響較大，而對薄壁孔的影響較小。

8節(jié)流閥、調(diào)速閥的工作原理及圖形符號113

9閥的連接方式管式連接、板式連接、集成式（集成塊式、疊加閥式、插裝錐閥式）

第六章

1密封裝置分類：間隙密封、O形密封圈、唇形密封圈、組合式密封裝置、回轉(zhuǎn)軸的密封裝置。

2蓄能器是液壓系統(tǒng)中的儲能元件，它儲存多余的液壓油液，并在需要時釋放出來供給系統(tǒng)。（重力式，彈簧式、充氣式）其功用：作輔助動力源，保壓和補(bǔ)充泄露，緩和沖擊、吸收壓力脈動。安裝：1.氣囊是儲能器應(yīng)垂直安裝，油口向下，2.用于吸收沖擊和壓力脈動的儲能器應(yīng)盡可能安裝在振源附近，3.裝在管路上的儲能器須用支板或支架固定，4.儲能器與液壓泵之間應(yīng)安裝單向閥，防止液壓泵停止時，儲能器儲存的壓力油倒流而使泵反轉(zhuǎn)。儲能器與管路之間也應(yīng)該安裝截止閥，供充氣和檢修之用。

3過濾器功用：過濾混在液壓油中的雜質(zhì)，是進(jìn)入到液壓系統(tǒng)中去的油液的污染度降低，保證系統(tǒng)正常工作。過濾精度是指過濾器濾芯濾去雜質(zhì)的粒度大小，以其直徑公稱尺寸（

μ

m）。粒度越小，精度越高。精度分粗（d>=100）、普通d>=10-100、精d>=5-10、特精d>=1-5.

過濾器要求：1.有足夠的過濾精度，2.有足夠的過濾能力3.過濾應(yīng)有一定的機(jī)械強(qiáng)度不因液壓力的作用而破壞。3.濾芯抗腐蝕性能好，并能在規(guī)定的溫度下持久的工作。4.濾芯要利于清洗和更換，便于拆裝和維護(hù)。

過濾器安裝：1.安裝在液壓泵的吸油口2.安裝在液壓泵的出口油路上3.安裝在系統(tǒng)的回油路上4.安裝在系統(tǒng)的分支油路上5.單獨(dú)過濾系統(tǒng)6.過濾器不要安裝在液油方向可能變換的油路上。必要時油路中要增設(shè)單向閥和過濾器以保證雙向過濾。

4.油箱功用：主要是儲存油液，此外還起著散發(fā)油液中熱量，溢出混在油液中的氣體、沉淀油中的污物等作用。

第七章

1.調(diào)壓回路的功用是使液壓系統(tǒng)整體或部分的壓力保持恒定或不超過某個數(shù)值。

減壓回路的功用是使系統(tǒng)中的某一部分油路具有較低的穩(wěn)定壓力。

卸荷回路的功用是在液壓泵驅(qū)動電動機(jī)不頻繁啟閉的情況下，使液壓泵在功率損耗接近于零的情況下運(yùn)轉(zhuǎn)，以減少功率損耗，降低系統(tǒng)發(fā)熱，延長液壓泵河電動機(jī)的壽命。

2.

擴(kuò)展閱讀：液壓與氣動技術(shù)自己總結(jié)

液壓與氣動技術(shù)（自己總結(jié)）甘機(jī)電學(xué)院一．判斷題（每小題2分，共20分）

1．液壓缸活塞運(yùn)動速度只取決于輸入流量的大小，與壓力無關(guān)�！�

2．薄壁小孔因其通流量與油液的粘度無關(guān)，即對油溫的變化不敏感，因此，常用作調(diào)節(jié)流量的節(jié)流器�！�3．雙作用葉片泵的排量可調(diào)�！�

4．雙作用葉片泵因兩個吸油窗口、兩個壓油窗口是對稱布置，因此作用在轉(zhuǎn)子和定子上的液壓徑向力平衡，軸承承受徑向力小、壽命長�！�

5．溢流閥作安全閥使用時，系統(tǒng)正常工作時其閥芯處于半開半關(guān)狀態(tài)。×6．雙活塞桿液壓缸又稱為雙作用液壓缸，單活塞桿液壓缸又稱為單作用液壓缸。

×

7．滑閥為間隙密封，錐閥為線密封，后者不僅密封性能好而且開啟時無死區(qū)。

二、選擇題（每小題1分，共15分）

1．液壓系統(tǒng)的工作壓力是由(A)。

A負(fù)載決定B溢流閥調(diào)定C液壓泵的額定壓力決定。2．液壓控制閥可分為三大類，它們是(A)

A壓力閥/方向閥/流量閥B單向閥/比例閥/伺服閥C球閥/截止閥/閘閥3．外嚙合齒輪泵吸油口比壓油口做得大，其主要原因是(B)。

A防止困油

B增加吸油能力C減少泄露D減少徑向不平衡力

4．外嚙合齒輪泵中齒輪進(jìn)入嚙合的一側(cè)是(B)。

A吸油腔B壓油腔C吸油腔或壓油腔。5．(C)節(jié)流調(diào)速回路可以承受負(fù)值負(fù)載

A進(jìn)油B旁路C回油

6．中位機(jī)能為(C)型的三位四通換向閥可實(shí)現(xiàn)中位卸荷。

AOBPCMDY7．在以下調(diào)速回路中，(C)的回路效率最高。

A進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速B旁油路節(jié)流調(diào)速C容積調(diào)速8．高壓系統(tǒng)宜采用(C)

D容積節(jié)流調(diào)速A齒輪泵B葉片泵C柱塞泵。

9．雙出杠液壓缸，采用活塞杠固定安裝，工作臺的移動范圍為缸筒有效行程的(C)。

A1倍B2倍C3倍D4倍10．調(diào)速閥由（B）與節(jié)流閥串聯(lián)組成。

A減壓閥B定差減壓閥C溢流閥D差壓式溢流閥11．液壓傳動中所用的油液，隨著油液溫度的升高，其粘度將(D)

A不變

B略有上升C顯著上升

D顯著下降

12．壓力機(jī)液壓系統(tǒng)為防止液壓沖擊需設(shè)置(A)回路。

A泄壓B增壓C減壓

三、問答題（每小題5分，共25分）

1．什么叫液壓泵的排量，理論流量，實(shí)際流量和額定流量？它們之間有什么關(guān)系？

液壓泵的排量V是指泵軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)所排出油液的體積，取決于液壓泵密封腔的幾何尺寸。理論流量qt是指不考慮液壓泵泄漏損失情況下，液壓泵在單位時間內(nèi)輸出油液的體積，排量和理論流量之間的關(guān)系是：qt=nV。（n液壓泵的轉(zhuǎn)速）

實(shí)際流量q是指考慮液壓泵泄漏損失時，液壓泵在單位時間內(nèi)實(shí)際輸出的油液體積。由于液壓泵在工作中存在泄漏損失，所以液壓泵的實(shí)際輸出流量小于理論流量。

額定流量qs是指泵在額定轉(zhuǎn)速和額定壓力下工作時，實(shí)際輸出的流量。泵的產(chǎn)品樣本或銘牌上標(biāo)出的流量為泵的額定流量。

2．齒輪泵的液壓徑向力不平衡是怎樣產(chǎn)生的?會帶來什么后果?消除徑向力不平衡的措施有哪些?

齒輪泵產(chǎn)生的液壓徑向力不平衡的原因有二個方面：一是液體壓力產(chǎn)生的徑向力。二是困油現(xiàn)象產(chǎn)生的徑向力，致使齒輪泵徑向力不平衡現(xiàn)象加劇。

齒輪泵由于徑向力不平衡，把齒輪壓向吸油一側(cè)，使齒輪軸受到彎曲作用，影響軸承壽命，同時還會使吸油腔的齒輪徑向間隙變小，從而使齒輪與泵體內(nèi)產(chǎn)生摩擦或卡死，影響泵的正常工作。

消除徑向力不平衡的主要措施：開壓力平衡槽等。

四、計(jì)算題（每小題15分，共30分）

1.液壓泵的額定壓力為31.5MPa，排量V=168mL/r，轉(zhuǎn)速n=950r/min。在額定壓力下實(shí)測流量為150L/min，額定工況下的總效率=0.88。試求：1)泵的理論流量；2)額定工況下，泵的容積效率；3）額定工況下，泵的機(jī)械效率；4)額定工況下，泵的輸出功率；5）額定工況下，泵所需電動機(jī)的驅(qū)動功率；6)額定工況下，驅(qū)動泵的轉(zhuǎn)矩。

1)qt＝Vpn＝168×10-3×950＝159.6L/min（2分）2)ηv＝q/qt＝150/159.6＝94％（2分）3）ηm＝η/ηv＝0.88/0.94＝94％（2分）

4）Po=pq＝（31.5×106）×（150×103/60）＝78.75kw（3分）5）Pi＝Po/η＝78.75/0.88＝89.49kw（3分）

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6)TiP89.49（900Nm2n23.14950/

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