液压传动考试复习重点ppt课件.ppt
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1、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
2、 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/A2 F1=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
3、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
4、; 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,
5、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
6、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V10m L/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
7、,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=10120010-312 L/min 2) 泵的实际流量 q qtv120.9211.04 L/min 3)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140 mL/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
8、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
9、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
10、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0.025-0.04 mm 大流量:间隙0.04-0.06 mm,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。
11、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 .
12、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,q tg , 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
13、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
14、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,v1 v2 ;,四、主要参数及计算,结论1,(2) 推力, 一样,F1 F2,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:v3 v1 ;F3 F1 。,活塞只有一个,设此时的速度为v3,结论,差动缸,如令:,则有:,或,1.双作用单杆缸快进时采用差动连接,快退时油液输入液压缸有杆腔,如其快进和快退时速度均为v,列出其快进和快退时运动方程。,差动液压缸计算实例,缸快退时:,缸快进时:,活塞截面积:,P,q,q,两个双作用单杆缸采用并行连
15、接,其中活塞杆固定,活塞及活塞杆截面积分别为A1、A2,不计损失,试求缸筒运动速度及牵引力。,并连液压缸计算实例,缸筒运动速度:,液压缸运动方向:,牵引力为:,左,一、结构特点 两侧有效工作面积一样。,双杆活塞缸,二、基本参数,第5章 液压控制阀,5.1 阀的作用和分类,一、作用 控制液流的方向、压力和流量。二、分类 按用途:压力阀、流量阀、方向阀按连接方式:管式、 板式、法兰式、叠加式等按操纵方式:手动、机动、电动、液动和电液动,5.2 压力控制阀,一、压力控制阀分类,溢流阀 减压阀 顺序阀 平衡阀 滑阀 球阀 锥阀,直动式 先导式,按用途,按阀芯结构,按工作原理,二、溢流阀,(1)作用:防
16、止系统过载,保持系统压力恒定。(2)、工作原理,职能符号:,工作原理:pA Fs ,溢流。Fs 弹簧力,1.直动式溢流阀,DBD型直动式溢流阀,实物图,结构图,2.先导型溢流阀,结构组成 它由先导阀和主阀组成。先导阀实际上是一个小流量直动型溢流阀,其阀芯为锥阀。主阀芯上有一阻尼孔,且上腔作用面积略大于下腔作用面积,其弹簧只在阀口关闭时起复位作用。,N为主阀芯上合力(向下为正)A为上腔有效作用面积,液流不动时,先导型溢流阀工作原理要点,先导阀和主阀阀芯分别处于受力平衡,其阀口都满足压力流量方程。阀的进口压力由两次比较得到,压力值主要由先导阀调压弹簧的预压缩量确定,主阀弹簧起复位作用。通过先导阀的
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