液压传动简介
哈尔滨铁道职业技术学院毕业论文
毕业题目：液压传动论文
学生：傅立金
指导教师：卜昭海
专业：工程机械
班级：08机械一班
年月
目录
摘要 (3)
一．绪论 (3)
二．液压传动技术的应用简单介绍（行走驱动） (5)
三．液压传动的特点和基本原理 (6)
四．液压传动的常见故障及排除方法 (8)
五．液压传动的广阔前景 (10)
六.总结 (11)
液压传动论文
摘要
液压传动是用液体作为工作介质来传递能量和进行控制的传动方式。液压传动和气压传动称为流体传动，是根据17世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理而发展起来的一门新兴技术，是工农业生产中广为应用的一门技术。如今，流体传动技术水平的高低已成为一个国家工业发展水平的重要标志。
一．绪论
----社会需求永远是推动技术发展的动力，降低能耗，提高效率，适应环保需求，机电一体化，高可靠性等是液压气动技术继续努力的永恒目标，也是液压气动产品参与市场竞争是否取胜的关键。
----由于液压技术广泛应用了高技术成果，如自动控制技术、计算机技术、微电子技术、磨擦磨损技术、可靠性技术及新工艺和新材料，使传统技术有了新的发展，也使液压系统和元件的质量、水平有一定的提高。尽管如此，走向二十一世纪的液压技术不可能有惊人的技术突破，应当主要靠现有技术的改进和扩展，不断扩大其应用领域以满足未来的要求。综合国内外专家的意见，其主要的发展趋势将集中在以下几个方面：
1．减少能耗,充分利用能量
----液压技术在将机械能转换成压力能及反转换方面，已取得很大进展，但一直存在能量损耗，主要反映在系统的容积损失和机械损失上。如果全部压力能都能得到充分利用，则将使能量转换过程的效率得到显著提高。为减少压力能的损失，必须解决下面几个问题：
①减少元件和系统的内部压力损失，以减少功率损失。主要表现在改进元件内部流道的压力损失,采用集成化回路和铸造流道,可减少管道损失,同时还可减少漏油损失。
②减少或消除系统的节流损失，尽量减少非安全需要的溢流量，避免采用节流系统来调节流量和压力。
③采用静压技术，新型密封材料，减少磨擦损失。
④发展小型化、轻量化、复合化、广泛发展3通径、4通径电磁阀以及低功率电磁阀。
⑤改善液压系统性能，采用负荷传感系统，二次调节系统和采用蓄能器回路。
⑥为及时维护液压系统，防止污染对系统寿命和可靠性造成影响，必须发展新的污染检测方法，对污染进行在线测量，要及时调整，不允许滞后，以免由于处理不及时而造成损失。
2．主动维护
----液压系统维护已从过去简单的故障拆修，发展到故障预测，即发现故障苗头时，预先进行维修，清除故障隐患，避免设备恶性事故的发展。
----要实现主动维护技术必须要加强液压系统故障诊断方法的研究，当前，凭有
经验的维修技术人员的感宫和经验，通过看、听、触、测等判断找故障已不适于现代工业向大型化、连续化和现代化方向发展，必须使液压系统故障诊断现代化，加强专家系统的研究，要总结专家的知识,建立完整的、具有学习功能的专家知识库，并利用计算机根据输入的现象和知识库中知识，用推理机中存在的推理方法，推算出引出故障的原因，提高维修方案和预防措施。要进一步引发液压系统故障诊断专家系统通用工具软件，对于不同的液压系统只需修改和增减少量的规则。
----另外，还应开发液压系统自补偿系统，包括自调整、自润滑、自校正，在故障发生之前，进市补偿，这是液压行业努力的方向。
3．机电一体化
----电子技术和液压传动技术相结合，使传统的液压传协与控制技术增加了活力，扩大了应用领域。实现机电一体化可以提高工作可靠性，实现液压系统柔性化、智能化，改变液压系统效率低，漏油、维修性差等缺点，充分发挥液压传动出力大、贯性小、响应快等优点,其主要发展动向如下：
(1)电液伺服比例技术的应用将不断扩大。液压系统将由过去的电气液压on-oE 系统和开环比例控制系统转向闭环比例伺服系统,为适应上述发展,压力、流量、位置、温度、速度、加速度等传感器应实现标准化。计算机接口也应实现统一和兼容。
(2)发展和计算机直接接口的功耗为5mA以下电磁阀，以及用于脉宽调制系统的高频电磁阀(小于3mS)等。
(3)液压系统的流量、压力、温度、油的污染等数值将实现自动测量和诊断,由于计算机的价格降低,监控系统,包括集中监控和自动调节系统将得到发展。
(4)计算机仿真标准化，特别对高精度、“高级”系统更有此要求。
(5)由电子直接控制元件将得到广泛采用，如电子直接控制液压泵，采用通用化控制机构也是今后需要探讨的问题，液压产品机电一体化现状及发展。
液压行业：
----液压元件将向高性能、高质量、高可靠性、系统成套方向发展；向低能耗、低噪声、振动、无泄漏以及污染控制、应用水基介质等适应环保要求方向发展；开发高集成化高功率密度、智能化、机电一体化以及轻小型微型液压元件；积极采用新工艺、新材料和电子、传感等高新技术。
----液力偶合器向高速大功率和集成化的液力传动装置发展，开发水介质调速型液力偶合器和向汽车应用领域发展，开发液力减速器，提高产品可靠性和平均无故障工作时间；液力变矩器要开发大功率的产品，提高零部件的制造工艺技术，提高可靠性，推广计算机辅助技术，开发液力变矩器与动力换档变速箱配套使用技术；液粘调速离合器应提高产品质量，形成批量，向大功率和高转速方向发展。气动行业：
----产品向体积小、重量轻、功耗低、组合集成化方向发展，执行元件向种类多、结构紧凑、定位精度高方向发展；气动元件与电子技术相结合，向智能化方向发展；元件性能向高速、高频、高响应、高寿命、耐高温、耐高压方向发展，普遍采用无油润滑，应用新工艺、新技术、新材料。
（1）采用的液压元件高压化，连续工作压力达到40Mpa，瞬间最高压力达到48Mpa；
（2）调节和控制方式多样化；
（3）进一步改善调节性能，提高动力传动系统的效率；
（4）发展与机械、液力、电力传动组合的复合式调节传动装置；
（5）发展具有节能、储能功能的高效系统；
（6）进一步降低噪声；
（7）应用液压螺纹插装阀技术，紧凑结构、减少漏油。
二．液压传动技术的应用简单介绍（行走驱动）
行走驱动系统是工程机械的重要组成部分。与工作系统相比，行走驱动系统不仅需要传输更大的功率，要求器件具有更高的效率和更长的寿命，还希望在变速调速、差速、改变输出轴旋转方向及反向传输动力等方面具有良好的能力。于是，采用何种传动方式，如何更好地满足各种工程机械行走驱动的需要，一直是工程机械行业所要面对的课题。尤其是近年来，随着我国交通、能源等基础设施建设进程的快速发展，建筑施工和资源开发规模不断扩大，工程机械在市场需求大大增强的同时，更面临着作业环境更为苛刻、工况条件更为复杂等所带来的挑战，也进一步推动着对其行走驱动系统的深入研究。
这里试图从技术构成及性能特征等角度对液压传动技术在工程机械行走驱动系统的发展及其规律进行探讨。
1、基于单一技术的传动方式
工程机械行走系统最初主要采用机械传动和液力机械传动(全液压挖掘机除外)方式。现在，液压和电力传动的传动方式也出现在工程机械行走驱动装置中，充分表明了科学技术发展对这一领域的巨大推动作用。
1.1机械传动
纯机械传动的发动机平均负荷系数低，因此一般只能进行有级变速，并且布局方式受到限制。但由于其具有在稳态传动效率高和制造成本低方面的优势，在调速范围比较小的通用客货汽车和对经济性要求苛刻、作业速度恒定的农用拖拉机领域迄今仍然占据着霸主地位。
1.2液力传动
液力传动用变矩器取代了机械传动中的离合器，具有分段无级调速能力。它的突出优点是具有接近于双曲线的输出扭矩-转速特性，配合后置的动力换挡式机械变速器能够自动匹配负荷并防止动力传动装置过载。变矩器的功率密度很大而负荷应力却较低，大批生产成本也不高等特点使它得以广泛应用于大中
型铲土运土机械、起重运输机械领域和汽车、坦克等高速车辆中。但其特性匹配及布局方式受限制，变矩范围较小，动力制动能力差，不适合用于要求速度稳定的场合。
1.3液压传动
与机械传动相比。液压传动更容易实现其运动参数(流量)和动力参数(压力)的控制，而液压传动较之液力传动具有良好的低速负荷特性。由于具有传递效率高，可进行恒功率输出控制，功率利用充分，系统结构简单，输出转速无级调速，可正、反向运转，速度刚性大，动作实现容易等突出优点，液压传动在工程机械中得到了广泛的应用。几乎所有工程机械装备都能见到液压技术的踪迹，其中不少已成为主要的传动和控制方式。极限负荷调节闭式回路，发动机转速控制的恒压，恒功率组合调节的变量系统开发，给液压传动应用于工程机械行走系提供了广阔的发展前景。
与纯机械和液力传动相比，液压传动的主要优点是其调节的便捷性和布局的灵活性，可根据工程机械的形态和工况的需要，把发动机、驱动轮、工作机构等各部件分别布置在合理的部位，发动机在任一调度转速下工作，传动系统都能发挥出较大的牵引力，而且传动系统在很宽的输出转速范围内仍能保持较高的效率，并能方便地获得各种优化的动力传动特性，以适应各种作业的负荷状态。在车速较高的行走机械中所采用的带闭式油路的行走液压驱动装置能无级调速，使车辆柔和起步、迅速变速和无冲击地变换行驶方向。对在作业中需要频繁起动和变速、经常穿梭行驶的车辆来说这一性能十分宝贵。但与开式回路相比，闭式回路的设计、安装调试以及维护都有较高的难度和技术要求。
液压借助电子技术与液压技术的结合，可以很方便地实现对液压系统的各种调节和控制。而计算机控制的引入和各类传感元件的应用，更极大地扩展了液压元件的工作范围。通过传感器监测工程车辆各种状态参数，经过计算机运算输出控制目标指令，使车辆在整个工作范围内实现自动化控制，机器的燃料经济性、动力性、作业生产率均达到最佳值。因此，采用液压传动可使工程机械易于实现智能化、节能化和环保化，而这已成为当前和未来工程机械的发展趋势。
三．液压传动的特点和基本原理
1.液压传动的介绍
液压传动是用液体作为工作介质来传递能量和进行控制的传动方式。液压传动和气压传动并称为流体传动，是根据17世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理而发展起来的一门新兴技术，是工农业生产中应用广泛的技术。
1795年英国Joseph Braman以水压机的形式将其应用于工业上,诞生了世界上第一台水压机。1905年将工作介质水改为油,又进一步得到改善。
第一次世界大战后液压传动广泛应用,特别是1920年以后,发展更为迅速。
液压元件大约在19世纪末20世纪初的20年间,才开始进入正规的工业生产阶段。
1925年F.Vikers发明了压力平衡式叶片泵,为近代液压元件工业或液压传动的逐步建立奠定了基础。
20世纪初G·Constantimsco对能量波动传递所进行的理论及实际研究;1910年对液力传动(液力联轴节、液力变矩器等)方面的贡献，使这两方面领域得到了发展。
第二次世界大战期间,在美国机床中有30%应用了液压传动。在1955年前后,日本迅速发展液压传动,1956年成立了“液压工业会”。
2.液压传动的特点
液压传动的优点
（1）体积小、重量轻，因此惯性力较小，当突然过载或停车时，不会发生大的冲击；
（2）能在给定范围内平稳的自动调节牵引速度，并可实现无极调速；
（3）换向容易，在不改变电机旋转方向的情况下，可以较方便地实现工作机构旋转和直线往复运动的转换；
（4）液压泵和液压马达之间用油管连接，在空间布置上彼此不受严格限制；（5）由于采用油液为工作介质，元件相对运动表面间能自行润滑，磨损小，使用寿命长；
（6）操纵控制简便，自动化程度高；
（7）容易实现过载保护。
液压传动有许多突出的优点，因此它的应用非常广泛，如一般工业用的塑料加工机械、压力机械、机床等；行走机械中的工程机械、建筑机械、农业机械、汽车等；钢铁工业用的冶金机械、提升装置、轧辊调整装置等；土木水利工程用的防洪闸门及堤坝装置、河床升降装置、桥梁操纵机构等；发电厂涡轮机调速装置等等；船舶用的甲板起重机械、船头门、舱壁阀、船尾推进器等；特殊技术用的控制装置、测量浮标、升降旋转舞台等；军事工业用的火炮操纵装置、船舶减摇装置、飞行器仿真、飞机起落架的收放装置和方向舵控制装置等。
液压传动的缺点
（1）使用液压传动对维护的要求高，工作油要始终保持清洁；
（2）对液压元件制造精度要求高，工艺复杂，成本较高；
（3）液压元件维修较复杂，且需有较高的技术水平；
（4）用油做工作介质，在工作面存在火灾隐患；
（5）传动效率低。
3.液压传动的基本原理
液压传动的基本原理是在密闭的容器内，利用有压力的油液作为工作介质来实现能量转换和传递动力的。其中的液体称为工作介质，一般为矿物油，它的作用和机械传动中的皮带、链条和齿轮等传动元件相类似。液压传动是利用帕斯卡原理！帕斯卡原理是大概就是：在密闭环境中，向液体施加一个力，这个液体会向各个方向传递这个力！力的大小不变！液压传动就是利用这个物理性质，向一个物体施加一个力，利用帕斯卡原理使这个力变大！从而起到举起重物的效果！
液压传动在阀门行业也得到很大的应用，如阀门的机床制造加工设备、阀门液压试验设备、阀门的液压传动装置等。
四．液压传动的常见故障及排除方法
泵常见故障及排除方法
现象:
油泵吸不上油或无压力
产生原因
1，原动机与油泵旋向不一致
排除方法:纠正原动机旋向
2，油泵传动键脱落
排除方法:重新安装传动键
3，进出油口接反
排除方法:按说明书选用正确接法
4，油箱油面过低、吸油管露出液面
排除方法:补充油液
5，原动机转速太低吸力不足
排除方法:提高转速，达到油泵要求最低转速以上
6，油粘度过高
排除方法:选用推荐粘度工作油
7，油温过低，使油粘度过高
排除方法:加温至推荐正常工作油温
8，吸油管道或滤网堵塞造成吸油不畅
排除方法:清洗管道或过滤装置，除去堵塞物，更换或过滤油箱内油液
9，吸油过滤器过滤精度过高造成吸油不畅
排除方法:按说明书正确选用过滤器
10，吸入管道漏气
排除方法:检查吸油管道，密封紧固
流量不足达不到流量值
1，转速不够
排除方法:提高转速
2，系统中有泄漏
排除方法:检查系统，修补泄漏点
3，油泵长时间工作、震动使泵盖螺钉松动
排除方法:适当拧紧螺钉
4，吸油管道漏气
排除方法:检查吸油管道，密封紧固
5，吸油不充分
1油箱内油面过低
排除方法:补充油液
2吸入管道堵塞或通径小
排除方法:清洗管道选用不小于油泵入口通径的吸油管
3吸油口过滤器堵塞或通流量少
排除方法:入口过滤器选用通流量为油泵流量2倍以上的过滤器4油粘度过高
排除方法:选用推荐粘度工作油
压力升不上去
1，油泵不上油或流量不足
排除方法:按前述方法排除
2，溢流阀调整的的压力太低或出现故障
排除方法:从新调整溢流阀压力或修复溢流阀
3，系统中有泄漏
排除方法:检查系统或修复泄漏点
4油泵长时间工作泵盖螺钉松动
排除方法:适当拧紧螺钉
5吸入管道漏气
排除方法:检查各连接处，并予以密封、紧固
吸油不充分
排除方法:同前述排除方法
噪声过大
1吸入管道漏气
排除方法:检查吸油管道，密封紧固
2吸油不充分
排除方法:按前述方法排除
3泵轴与原动机不同心
排除方法:重新安装达到说明书要求精度
4油中有气泡
排除方法:补充油液或采取结构措施把回油口浸油面以下入
5泵转速过高
6泵压力过高
排除方法:是泵的压力降至额定压力以下
7轴密封处漏气
排除方法:更换油封
过渡发热
1油温过高
排除方法:改善油箱散热条件或增设冷却器使油温控制在推荐正常工作油温范围内
2油粘度太低，内泻过大
排除方法:选用推荐粘度工作油
3工作压力过高
排除方法:降压至额定压力以下
4回油口直接接到油泵入口
排除方法:回油口接至油箱液面以下
振动过大
1泵轴与电机轴不同心
排除方法:重新安装达到说明书要求精度
2安装螺钉松动
排除方法:拧紧螺钉
3转速或压力过高
排除方法:调整至许可范围以内
4吸入管道漏气
排除方法:检查管道各连接处，予以密封紧固
5吸油不充分
排除方法:同前处排除方法
6油液中有气泡
排除方法:补充油液或采取结构措施把回油口浸入油面以下
外渗漏
1密封老化或损伤
排除方法:更换密封
2进出油口连接部位松动
排除方法:紧固螺钉或管接头
3密封面磕碰
排除方法:修磨密封面
4外壳体砂眼
排除方法:更换外壳体
五．液压传动的广阔前景
液压传动是用液体作为工作介质来传递能量和进行控制的传动方式。
液压传动和气压传动称为流体传动，是根据17世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理而发展起来的一门新兴技术，是工农业生产中广为应用的一门技术。如今，流体传动技术水平的高低已成为一个国家工业发展水平的重要标志。
液压传动的应用性很强，如装卸堆码机液压系统，它作为一种仓储机械，在现代化的仓库里利用它实现纺织品包、油桶、木桶等货物的装卸机械化工作。也可以应用在万能外圆磨床液压系统等生产实践中。这些系统的特点是功率比较大，生产的效率比较高，平稳性比较好。
六.总结
液压作为一个广泛应用的技术，在未来更是有广阔的前景。随着计算机的深入发展，液压控制系统可以和智能控制的技术、计算机控制的技术等技术结合起来，这样就能够在更多的场合中发挥作用，也可以更加精巧的、更加灵活地完成预期的控制任务。
液压传动基本知识.(DOC)
第一讲 液压传动基础知识 一、 什么是液压传动？ 定义：利用密闭系统中的压力液体实现能量传递和转换的传动叫液压传动。液压传动以液体为工作介质，在液压泵中将机械能转换为液压能，在液压缸（立柱、千斤顶）或液压马达中将液压能又转换为机械能。 二、液压传动系统由哪几部分组成？ 液压传动系统由液压动力源、液压执行元件、液压控制元件、液压辅助元件和工作液体组成。 三、液压传动最基本的技术参数： 1、压力：也叫压强，沿用物理学静压力的定义。静压力：静止液体中单位承压面积上所受作用力的大小。 单位：工程单位 kgf/cm 2 法定单位：1 MPa （兆帕）＝ 106 Pa (帕) 1 MPa （兆帕）≈10 kgf/cm 2 2、流量：单位时间内流过管道某一截面的液体的体积。 单位：工程单位：L / min ( 升/ 分钟 ) 法定单位：m 3 / s 四、职能符号： 定义：在液压系统中，采用一定的图形符号来简便、清楚地表达各种元件和管道，这种图形符号称为职能符号。 作用：表达元件的作用、原理，用职能符号绘制的液压系统图简便直观；但不能反映元件的结构。如图： 操纵阀双向锁 YDF-42/200（G） 截止阀 过滤器 安全阀 千斤顶液控单向阀 五、常用密封件： 1.O 形圈： 常用标记方法： 公称外径（mm ） 截面直径 （mm ） 2.挡圈（O 形圈用）： 3.常用标记方法： 挡圈 A D × d × a
A型（切口式）; D外径（mm）；d内径（mm）；a厚度（mm） 第二讲控制阀；液控单向阀；单向锁 一、控制阀： 1.定义：在液压传动系统中，对传动液体的压力、流量或方向进行调节和控制的液压元件统称为控制阀。 2.分类：根据阀在液压系统中的作用不同分为三类： 压力控制阀：如安全阀、溢流阀 流量控制阀：如节流阀 方向控制阀：如操纵阀液控单向阀双向锁 3.对阀的基本要求： （1）工作压力和流量应与系统相适应； （2）动作准确，灵敏可靠，工作平稳，无冲击和振动现象； （3）密封性能好，泄漏量小； （4）结构简单，制作方便，通用性大。 二、液控单向阀结构与原理： 1.定义：在支架液压系统中用以闭锁液压缸中的液体，使之承载的控制元件为液控单向阀。一般单向阀只能使工作液一个方向流动，不能逆流，而液控单向阀可以由液压控制打开单向阀，使工作液逆流。 2. 3. 作用（以立柱液控单向阀为例）： ①升柱：把操纵阀打到升柱位置，高压液打开液控单向阀阀芯向立柱下腔供液，立柱活塞杆伸出。 ②承载：升到要求高度时继续供液3～5s后停止供液，此时液控单向阀在立柱下腔高压液体的压力作用下，阀芯关闭，闭锁立柱下腔中的液体，阻止立柱下腔的液体回流，使立柱承载。 ③降柱：把操纵阀打向降柱位置，从操作阀过来的高压液一路通向立柱上腔，一路打开液控阀阀芯，沟通立柱下腔回路，立柱下降。 4. 规格型号：
液压传动试题库及答案解析
一、填空题（每空2分，共40分） 1．液压传动中，压力决于___负载__________，速度决定于_____流量________。 2．液压传动中，_ 实际输出流量____和____泵的出口压力__相乘是液压功率 3．我国生产的机械油和液压油采用_40o C时的运动粘度(mm2/s)为其标号。 4．管路系统总的压力损失等于_沿程压力损失_及__局部压力损失__之和。 5．方向控制阀的操纵方式有如下五种形式___手动式_、__机动式___、__电磁式____、_液动式、____电液式_。 6．溢流阀、减压阀、顺序阀都有____直动式______和____先导式_______两种不同的结构形式 7．进油路节流调速回路的功率损失由______溢流损失_________和______节流损失____两部分组成。 二、单选题（每小题2分，共20分） 1．压力对粘度的影响是（ B ） A 没有影响 B 影响不大 C 压力升高，粘度降低 D 压力升高，粘度显着升高 2．目前，90%以上的液压系统采用（ B ） A 合成型液压液 B 石油型液压油 C 乳化型液压液 D 磷酸脂液
3．一支密闭的玻璃管中存在着真空度，下面那个说法是正确的（ B ）A 管内的绝对压力比大气压力大B管内的绝对压力比大气压力小 C 管内的相对压力为正值D管内的相压力等于零 4．如果液体流动是连续的，那么在液体通过任一截面时，以下说法正确的是（ C ）A 没有空隙 B 没有泄漏C 流量是相等的 D 上述说法都是正确的 5．在同一管道中，分别用Re紊流、Re临界、Re层流表示紊流、临界、层流时的雷诺数，那么三者的关系是 （ C ） A Re紊流< Re临界 机械基础实验室简介 1、基础实验室包括下列分室： （1）多功能实验室（6）金相实验室 （2）拉伸实验室（7）制样实验室 （3）机械原理实验室（8）热处理实验 （4）机械设计实验室（9）硬度实验室 （5）动平衡实验室（10）液压实验室 2、实验室总面积: 约500m2 3、实验室面向专业: 机械工程及自动化专业为主，并可供电气工程与自动 化专业做有关机械方面的实验。 4、实验室可开出实验详见各分室介绍. 一多功能实验室简介 1、实验室面积: 82.8m2 2、设备名称: 多功能材料力学实验台ALDT—C 9台附：（1）静态数字电阻应变仪YJ28A—P10R 9台 （2）载荷称重显示仪GGD—B 9台 （3）拉压力传感器BLR—1/1t 27台 3、实验室面向专业: 机械工程及自动化专业 4、实验室可开出实验 （1）梁弯曲正应力实验 （2）弯扭组合变形实验 （3）压杆稳定实验 二拉伸实验室简介 1、实验室面积: 37.4 m2 2、设备名称: （1）液压式万能材料试验机 WE—100 1台 （2）微机控制电子万能试验机 WDW—100 1台 （3）电子扭转试验机 NPS—1 1台（4）相关打印设备 1台 3、实验室面向专业: 机械工程及自动化专业 4、实验室可开出实验 （1）金属及非金属材料的拉伸实验 （2）各种材料的压缩实验 （3）金属材料的扭转实验 三机械原理实验室简介 1、实验室面积: 58 m2 2、设备名称 （1）机械原理陈列柜 1套（2）齿轮范成仪 30套（3）机构测绘模型 2套（4）齿轮参数测量仪 20套（5）机构运动参数测量仪 MEC—B 1套附：(1)曲柄导杆机构调整 1台 (2)四色绘图打印机 PP—40 1台 3、实验室面向专业: 机械工程及自动化专业 4、实验室可开出实验 （1）机械陈列室参观 （2）机构运动简图的测绘与分析实验 （3）齿轮范成及齿轮几何参数测量实验 （4）机构运动参数测试 四机械设计实验简介 1、实验室面积: 72.6 m2 2、设备名称 液压与气压传动知识点复习总结（很全） 一，基本慨念 1，液压传动装置由动力元件，控制元件，执行元件，辅助元件和工作介质（液压油）组成 2，液压系统的压力取决于负载，而执行元件的速度取决于流量，压力和流量是液压系统的两个重要参数 其功率N=PQ 3, 液体静压力的两个基本特性是:静压力沿作用面内法线方向且垂直于受压面;液体中任一点压力大小与方位无关. 4，流体在金属圆管道中流动时有层流和紊流两种流态，可由临界雷诺数（Re=2000～2200）判别，雷诺数（Re ）其公式为Re=VD/υ，（其中D 为水力直径）， 圆管的水力直径为圆管的内经。 5,液体粘度随工作压力增加而增大，随温度增加减少;气体的粘度随温度上升而变大, 而受压力影响小;运动粘度与动力粘度的关系式为ρ μν=， 6，流体在等直径管道中流动时有沿程压力损失和局部压力损失，其与流动速度 的平方成正比.22ρλv l d p =?, 2 2v p ρξ=?. 层流时的损失可通过理论求得λ=64e R ；湍流时沿程损失其λ与Re 及管壁的粗糙度有关；局部阻力系数ξ由试 验确定。 7，忽略粘性和压缩性的流体称理想流体, 在重力场中理想流体定常流动的伯努利方程为γρυ++22 P h=C(常数)，即液流任意截面的压力水头，速度水头和位置 水头的总和为定值，但可以相互转化。它是能量守恒定律在流体中的应用;小孔 流量公式q=C d A t ρp ?2,其与粘度基本无关；细长孔流量q=?l d μπ1284P 。平板缝隙流量q=p l bh ?μ123,其与间隙的 三次方成正比，与压力的一次与方成正比. 8,流体在管道流动时符合连续性原理,即2111V A V A =,其速度与管道过流面积成反 比.流体连续性原理是质量守衡定律在流体中的应用. 9,在重力场中,静压力基本方程为P=P gh O ρ+; 压力表示:.绝对压力=大气压力+表 压力; 真空度=大气压力-绝对压力. 1Mp=10pa 6，1bar=105pa. 10,流体动量定理是研究流体控制体积在外力作用下的动量改变,通常用来求流体 对管道和阀件的作用力;其矢量表达式为:F=)(12V V q dt dmv -=ρ；=F 222z y x f f f ++. f z y x f f ,,分别是F 在三个坐标上的图影。 11，滑阀液动力有稳态液动力和瞬态液动力，稳态力与阀口的开口量成比例，而 瞬态力与开口量的变化率（滑阀移动速度）成比例。稳态液动力方向总是具有使 阀口关闭趋势. 12，液压油牌号如L-HM-32,其中32是在温度40℃时，运动粘度的平均值 13，电磁铁是电气系统与液压系统之间的信号转换元件，按使用电源可分为交流 和直流电磁铁；按衔铁是否侵有油液可分为干式和湿式电磁铁 14，二通插装阀分盖板插装阀和螺纹插装阀。盖板插装阀一般由盖板单元，主阀 单元，插装阀块体和先导阀组成，适应大流量系统。 15，双作用单活塞杆油缸是使用最广泛的一种油缸，其往返速度比λ是设计油缸 的重要参数；双作用单活塞缸组成差动回路时，其速度增大，而推力减小。 16，齿轮泵的泄漏途径为端面，经向和齿轮啮合处，其中以端面泄漏最为严重。 高压齿轮泵采用端面(轴向)补偿以减少端面泄漏和提高油压. 2-6 伯努利方程的意义是什么？该方程的理论式和实际式有什么区别？ 伯努利方程的物理意义：在密闭管道内做恒定运动的理想液体，具有三种形式的能量，即压力能 动能 位能，他们之间可以相互转化，但在管道内任意位置，单位质量的液体包含的这三种能的总和是一定的。 理论式；g h u p g h u p 22 212 11 2 2++=++ρρ 实际式; g h g h a g h p w ++2 = ++ 22 211 11 2 υυαρ 区别：实际液体在管道内流动时，由于液体存在粘性，产生摩擦力，消耗能量，同时管道局部产生形状和尺寸产生变化，所以需要加入修正系数α和能量损失w h 。 2-13,如图所示， d1=20mm.d2=40mm,D1=75mm,D2=125mm,q=25L/min,求v1,v2,q1,q2. s m A q 094.0106010004256=?75????== -21πυ s m A q 034.010 6010004256=?125????==-22πυ 左侧活塞杆运动由两部分产生， 所以q Q d =+4 1 112π υ 得：min 22.23121L d q Q =4 -=1 π υ 同理得；44.222=Q 2-29如图所示，柱塞受F=100N,的固定力作用而下落，缸中油液经缝隙泻出。设缝隙厚度 δ=0.05mm,缝隙长度l=80mm,柱塞直径d=20mm,油的动力粘度μ=50?310-Pa s ?.求柱塞和 缸孔同心时，下落0.1所需要的时间是多少。 02 1u d p l d q δπμδπ-12=3 1 A u q 0= 2 2 4d F A F p π= = 3 联立123得 s m u 401065.1-?= s u l t 2.606== 液压传动第三章3-12 3-16 3-18答案。 3-12.当泵的额定压力和额定流量为已知时，试说明下列各工况下压力表的读数（管道压力损失除图c 为外均忽略不计）。 a:p=0 b:p=F/A c:p= d:p=0 e:p=Pm 3-16.要求设计输出转矩TM=52.5N M,转速nM=30r/min 的液压马达。设液压马达的排量VM=105cm 3/r,求所需要的流量和压力各为多少？（液压马达的机械效率、容积效率均为0.9） 解：（1）q t =V M n M =105×10-3 ×30=3.15L/min 汽车实验室简介 一、实验室概况 本实验室隶属于车辆工程系车辆工程实验中心，成立于2007年1月，位于工程实践中心，占地面积1000 m2，含汽车构造分室、汽车检测分室、汽车发动机分室，固定资产总值196万元，10万元以上设备3台，其中，汽车检测分室由工程学院出资60万元、市安车科技捐赠32万元设备共同建成，占地面积550 m2。 汽车实验室责任人：建华高级工程师，学士。 二、主要实验仪器与设备 1. 现代汽车构造展示系统，包含下列设备： 名称规格数量名称规格数量 重型越野汽车三类底盘解放CA30 6× 6 1台 AT/AMT/CVT自动变速 器 本田系列各1台 小型越野汽车三类底盘BJ2020S 4× 4 1台常规离合器总成桑塔纳2000 1台 转子发动机马自达1台变速器-分动器总成BJ2020 1台共轨柴油机依维柯都灵V 1台转向驱动桥桑塔纳2000 1台电子燃油喷射汽油机帕萨特GSI 1台盘式制动器总成桑塔纳2000 1台油气混合动力发动机桑塔纳2000 1台鼓式制动器总成桑塔纳2000 1台 2. 汽车构造拆装系统，包含下列设备： 3、教学型五工位全自动汽车综合性能检测线，有以下检测工位及实验仪器设备： 4、主要大型设备简介 四、汽车构造开放性实验室简介 1、概况 本实验室隶属于车辆工程系车辆工程实验中心，位于工程实践中心，占地面积60 m2。 2、主要实验仪器与设备 3、开放容 (1) 为“汽车构造”、“汽车底盘构造设计”课程提供课外开放实验教学条件 ①汽车构造课程，提供：“汽车发动机认识与拆装”综合实验、“汽车发动机认识与拆装”综合实验。 ②汽车底盘构造设计课程，提供：“变速器、传动轴、驱动桥拆装认识”综合实验、“制动系、转向系、悬挂等拆装认识”综合实验。 (2) 为感兴趣的学生提供汽车(含发动机、底盘两部分)构造初级拆装实训。 (3) 作为汽车构造等课程常规实验的补充，学生可根据自身掌握程度，选择全部或一部分上述实验容予以实施。 (4) 开放对象：本校学生；②本校教师；③社会上参加汽车职业技能培训的人员；④社会上有关企事业单位。 五、科研服务 教师承担的科研项目 课程介绍 液压传动是机械设计制造及其自动化专业重要的基础课程之一。是与机械传动、电力和气压传动等相并列的一种传动形式，是机械设备设计、使用和维护所必须掌握的基本技术和知识。学生通过本课程的学习，能够深入掌握液压元件、液压基本回路、液压系统的工作原理、性能特点和应用场合，以及液压系统的设计计算方法，最终使学生达到能够自行设计机械产品中液压系统的目的。 理论教学内容：§1 绪论；§2 液压油液；§3 液压泵和液压马达；§3.1概述；§3.2齿轮泵；§3.3叶片泵；§3.4 柱塞泵；§3.5 液压马达；§3.6 摆线马达；§3.7 气穴现象；§3.8液压泵的噪声；§3.9液压泵的选用；§4 液压缸；§4.1液压缸的类型和特点；§4.2液压缸的典型结构和组成；§4.3设计和计算；§5液压阀；§5.1概述；§5.2液压阀上的共性问题；§5.3 方向控制阀；§5.4 压力控制阀；§5.5流量控制阀；§5.6电液伺服阀；§5.7电液比例阀；§6 液压辅助装置；§7 调速回路；§7.1概述；§7.2 节流调速回路；§7.3 容积调速回路；§7.4容积节流调速回路；§7.5三类调速回路的比较和选用；§7.6有级调速型调速回路；§8 其它基本回路；§9 典型液压系统；§10 液压系统设计。 实验教学内容：1、压力形成实验；2、液压元件结构实验；3、液压泵性能实验；4液压马达性能实验；5、调速回路设计实验；6差动快接回路设计实验；7、顺序动作回路设计实验、8、液压系统设计。 教学特点：突出专业特点，加大操作技能和实践能力的培养,树立以“能力培养”为中心的观念；使学生掌握液压传动基本概念、基本理论和解决液压传动问题的基本方法，具备一定的实验技能，培养分析和解决工程实际中有关液压传动问题的能力，使学生具有严谨踏实的科学作风和融洽合作的工作作风。理论与实践结合紧密，在教学的各个环节上都渗透教研科研成果内容，发挥实验设备先进优势，积极开展创新活动，培养学生创新意识。 教学方式：改变过去以教师为中心的讲授为主的单一模式为以学生为中心的多元化教学模式。这种多元化教学模式包括启发式、讨论式、模型教学式、现场实验教学式等多种教学方法。 学习方法：通过液压传动课程网，了解课程的基本内容,对该课程的重点、难点、教学环节有一个大概的认识。课前预习，课上紧跟教师的思路，课后利用实验室开放，结合实验设备及时把理论内容与实际相结合，以达到融会贯通。 考核方式：以考核学生的综合素质为目标，提高学生的综合素质和实践应用能力。成绩由日常考核、理论考核和能力考核三部分组成。 1.什么叫液压传动？液压传动所用的工作介质是什么? 答：利用液体的压力能来传递动力的的传动方式被称之为液压传动。液压传动所用的工作介质是液体。2?液压传动系统由哪几部分组成？各组成部分的作用是什么？ 答：（1）动力装置：动力装置是指能将原动机的机械能转换成为液压能的装置，它是液压系统的动力 源。 （2）控制调节装置：其作用是用来控制和调节工作介质的流动方向、压力和流量，以保证执行元件和 工作机构的工作要求。 （3 ）执行装置：是将液压能转换为机械能的装置，其作用是在工作介质的推动下输出力和速度（或转 矩和转速），输出一定的功率以驱动工作机构做功。 （4 ）辅助装置：除以上装置外的其它元器件都被称为辅助装置，如油箱、过滤器、蓄能器、冷却器、 管件、管接头以及各种信号转换器等。它们是一些对完成主运动起辅助作用的元件，在系统中是必不可少 的，对保证系统正常工作有着重要的作用。 （5）工作介质：工作介质指传动液体，在液压系统中通常使用液压油液作为工作介质。 3.如图所示的液压千斤顶，小柱塞直径d=10 mm行程S=25 mm大柱塞直径D=50 mm重物产生的力=50 000 N，手压杠杆比L 1=500 25,试求：（1）此时密封容积中的液体压力是多少？（2）杠杆端施加力为多少时，才能举起重物？（3）杠杆上下动作一次，重物的上升高度是多少？ 解：（1）p空一50000一25.46 106Pa = MPa A2- （50 10 3）2 4 6 3 2 （2）F pA 25.46 10 （10 10 ）2000 N 4 l 25 F1 F 2000 100 N L 500 A1 d、2 10、2 ’ （3）S2 Si Si （） 25 （） 1 mm A D 50 答：密封容积中的液体压力p= MPa，杠杆端施加力F1 =100 N，重物的上升高度S2=1 mm 实验报告 课程名称：液压与气压传动 实验项目：液压与气压传动测试实验实验班级： 学号，姓名：， 总页数：11 指导教师：李益林刘涵章实验时间：2015.3. ～2015-7. 机电学院液压与气压传动实验室 目录 目录 (2) 实验一液压泵拆装 (3) 1.CB—B10型齿轮泵流量计算 (3) 2.YB1-10双作用叶片泵排量计算 (3) 3.思考题 (4) 实验二液压泵性能测试 (5) 一、叶片泵测试与计算 (5) 二、画P—Q特性曲线图 (5) 实验三液压阀拆装 (6) 实验四溢流阀性能测试 (7) 一、溢流阀测试数据记录及处理 (7) 二、画启闭特性曲线图 (7) 实验五节流阀进油路节流调速回路的速度负载特性测试 (8) 一、测试数据记录及处理 (8) 实验六调速阀进油路节流调速回路的速度负载特性测试 (9) 一、测试数据记录及处理 (9) 画负载特性曲线图 (10) 实验七基本液压传动系统工作原理图绘制 (10) 1.观察S001液压传动系统试验台，标出各种液压元件的名称。 (10) 2.观察S001液压传动系统试验台,完成填充。 (11) 3.液压元件图形符号描述传动系统示意图。 (11) 实验一液压泵拆装 1.CB—B10 型齿轮泵流量计算 1)计算齿轮轴齿数：Z = 个。 2)测量齿顶圆直径D= mm. 3)测量齿轮齿宽： B = mm，CM. 4)计算齿轮模数：m = D / ( Z+ 2 ) = mm，CM. 标准模数m : 数值计算后，应向下面标准模数值靠近取值（mm）。 5)当转速n= 1450 r/min 的电机，泵的容积效率取ηv= 85% 时，计算齿轮泵排量 V = 2π·Ｚ·ｍ2 ·B （mL/r）（齿宽、模数用厘米单位代入计算。） 6)因为实际齿槽容积比齿轮体积稍大一些，通常取V = 6.66Ｚｍ2 B 7)计算齿轮泵流量q v = 6.66·Ｚ·ｍ2·B· n·ηv·10-3 (L/min) （齿宽、模数用厘米单位代入计算。） 2.YB1-10双作用叶片泵排量计算 1)YB1-10双作用叶片泵铭牌参数： 额定压力= Map ，额定转速= 转/分， 排量= 毫升/转。 2)测量定子内表面大圆弧直径D =mm，半径R = CM。 3)测量定子内表面小圆弧直径d =mm，半径r = CM。 4)测量定子宽度：B = mm，CM。 5)测量叶片厚度：δ = mm，CM。 6)计算叶片数： Z = 片。 7)叶片倾角：θ= 13 度。 8)叶片泵转速：n = r/min。（取>1000 ～<1450 ） 9)叶片泵工作区环形体积：V1 = 2π(R2 - r2)B 10)叶片所占容积：V2 = 2·[(R - r)/cosθ]·B·δ·Z 11)双作用叶片泵理论排量V t = V1- V2（mL/r），即 测试题（液压传动） 姓名：得分： 一、填空题（每空 2 分，共 30 分） 1．液压系统中的压力取决于（），执行元件的运动速度取决于（）。 2．液压传动装置由（）、（）、（）和（）四部分组成，其中（）和（）为能量转换装置。 3．仅允许油液按一个方向流动而反方向截止的液压元件称为（）。 4．溢流阀为（）压力控制，阀口常（），先导阀弹簧腔的泄漏油与阀的出口相通。定值减压阀为（）压力控制，阀口常（），先导阀弹簧腔的泄漏油必须单独引回油箱。 5．为了便于检修，蓄能器与管路之间应安装（），为了防止液压泵停车或泄载时蓄能器内 的压力油倒流，蓄能器与液压泵之间应安装（）。 二、选择题（每题 2 分，共 10 分） 1.将发动机输入的机械能转换为液体的压力能的液压元件是（）。 A.液压泵 B. 液压马达 C.液压缸 D. 控制阀 2.溢流阀一般是安装在（）的出口处，起稳压、安全等作用。 A.液压缸 B. 液压泵 C. 换向阀 D. 油箱。 3．液压泵的实际流量是（）。 A. 泵的理论流量和损失流量之和 B. 由排量和转速算出的流量 C.泵的理论流量和损失流量的差值 D.实际到达执行机构的流量 4.泵常用的压力中，（）是随外负载变化而变化的。 A. 泵的输出压力 B. 泵的最高压力 C.泵的额定压力 5.流量控制阀使用来控制液压系统工作的流量，从而控制执行元件的（）。 A. 运动方向 B. 运动速度 C. 压力大小 三、判断题（共20 分） 1．液压缸活塞运动速度只取决于输入流量的大小，与压力无关。（） 2．流量可改变的液压泵称为变量泵。（） 3．定量泵是指输出流量不随泵的输出压力改变的泵。（） 一、填空题（每空1分，共20分） 5．液体流动时的压力损失可以分为两大类，即（沿程）压力损失和( 局部)压力损失。 6．在液流中，由于压力降低到有气泡形成的现象统称为（空穴）现象。 7．双作用叶片泵一般为( 定量泵）；单作用叶片泵一般为( 变量泵）。 9、三位换向阀处于中间位置时，其油口P、A、B、T间的通路有各种不同的联结形式，以适应各种 不同的工作要求，将这种位置时的内部通路形式称为三位换向阀的（中位机能）。 10．压力阀的共同特点是利用（液体压力）和（弹簧力）相平衡的原理来进行工作的。 液压传动是以（压力）能来传递和转换能量的。 1、液压传动装置由（动力元件）、（执行元件）、（控制元件）、和（辅助元件）四部分 组成，其中（动力元件）和（执行元件）为能量转换装置。 2、液体在管中流动时，存在（层流）和（紊流）两种流动状态。液体的流动状态可用（临界 雷诺数）来判定。 3、液压系统中的压力,即常说的表压力，指的是（相对压力）。 4、在液压系统中，由于某一元件的工作状态突变引起油压急剧上升,在一瞬间突然产生很高的压力 峰值，同时发生急剧的压力升降交替的阻尼波动过程称为（液压冲击）。 5、单作用叶片泵转子每转一周，完成吸、排油各（1 ）次，同一转速的情况下，改变它的（偏心距） 可以改变其排量。 6、三位换向阀处于中间位置时，其油口P、A、B、T间的通路有各种不同的联结形式，以适应各种 不同的工作要求，将这种位置时的内部通路形式称为三位换向阀的（中位机能）。 7、压力阀的共同特点是利用（液体压力）和（弹簧力）相平衡的原理来进行工作的。 8、顺序阀是利用油路中压力的变化控制阀口（启闭），以实现执行元件顺序动作的液压元件。 二、选择题（请在所选择正确答案的序号前面划√或将正确答案的序号填入问题的空格内）（每选择 一个正确答案1分，共10分） 1．流量连续性方程是（C ）在流体力学中的表达形式，而伯努利方程是（A ）在流体力学中的表达形式。 A能量守恒定律；B动量定理；C质量守恒定律； D 其他； 2．液压系统的最大工作压力为10MPa，安全阀的调定压力应为（C ） A)等于10MPa；B)小于10MPa；C)大于10MPa 3．（ A ）叶片泵运转时，存在不平衡的径向力；（ B ）叶片泵运转时，不平衡径向力相抵消，受力情况较好。 A 单作用；B、双作用 4. 一水平放置的双杆液压缸，采用三位四通电磁换向阀，要求阀处于中位时，液压泵卸荷，液压缸 浮动，其中位机能应选用（ D ）；要求阀处于中位时，液压泵卸荷，且液压缸闭锁不动，其中位机能应选用（ B ）。 A. O型 B. M型 C 、Y型 D. H型 5．（减压阀）在常态时，阀口是常开的，进、出油口相通；（ A ）、（ C ）在常态状态时，阀口是常闭的，进、出油口不通。 A) 溢流阀；B)减压阀；C)顺序阀 6、有两个调整压力分别为5 MPa和10 MPa的溢流阀串联在液压泵的出口，泵的出口压力为 （ C ）；并联在液压泵的出口，泵的出口压力又为（ A ）。 A、5 MPa； B、10 MPa； C、15 MPa； D、20 MPa； 7．在先导式减压阀工作时，先导阀的作用主要是( C )，而主阀的作用主要作用是( A )。 A、减压； B、增压； C、调压。 三、图形符号识别题（10分） 《液压传动》实验报告 流体传动与控制研究所 编 流体传动与控制实验室 学院： 姓名： 班级： 学号： 指导老师： 武汉科技大学机械自动化学院 二0 年月 一、实验目的 1．熟悉齿轮泵、叶片泵、柱塞泵等。 2．弄清齿轮泵、叶片泵、柱塞泵的内部结构及工作原理。 二、实验内容： 齿轮泵、叶片泵、柱塞泵的拆装。 三、实验思考题 1．容积式泵工作的必要条件(泵工作三要素)是什么？ 2．什么是齿轮泵、叶片泵、柱塞泵的困油现象？在结构上是如何解决的？实验报告要求 1．叙述齿轮泵的结构及工作原理。 2．叙述叶片泵的结构及工作原理。 3．叙述柱塞泵的结构及工作原理。 一、实验目的 1．熟悉换向阀、压力阀、调速阀等。 2．弄清三位四通电磁换向阀、先导式YF型溢流阀、调速阀的结构及工作原理。 二、实验内容 1．单向阀的拆装 2．换向阀的拆装 3．溢流阀的拆装 4．减压阀的拆装 5．顺序阀的拆装 6．节流阀的拆装 7．调速阀的拆装 三、实验思考题 1．对单向阀性能有那些要求？ 2．对电磁换向阀性能有那些要求？ 3．溢流阀有那些用途？ 4．先导式溢流阀在工作中阀芯阻尼孔堵塞，会出现什么现象？ 四、实验报告要求 1．叙述三位四通电磁换向阀的结构及工作原理。 2．叙述先导式YF型溢流阀的结构及工作原理。 3．叙述调速阀的结构及工作原理。 实验三、液压泵容积效率实验 一、实验目的 了解液压泵的主要性能，熟悉实验设备和实验方法，测绘液压泵的性能曲线，掌握液压泵的工作特性。 二、实验器材 YZ-01（YZ-02）型液压传动综合教学实验台。 1台 泵站 1台 节流阀 1个 流量传感器 1个 溢流阀 1个 油管、压力表 若干 三、实验内容及原理 1. 液压泵的流量——压力特性 测定液压泵在不同工作压力下的实际输出流量，得出流量——压力特性曲线 ()p f q q =。 实验原理见图一。 实验中，压力由压力表4直接读出，各种压力时的流量由流量计7直接读出。实验中可使溢流阀5作为安全阀使用，调节其压力值为5MPa ，用节流阀6调节泵出口工作压力的大小，由流量计测得液压泵在不同压力下的实际输出流量。给定不同的出口压力，测出对应的输出流量，即可得出该泵的()p f q q =。 2. 液压泵的容积效率——压力特性 测定液压泵在不同工作压力下，它的容积效率——压力的变化特性()p f V V =η。 因为：() 0) ()()(q q q q V 空载流量输出流量理论流量输出流量理= = η 所以：理q q V = η 由于：)(p f q q = 则：)()(p f q p f V q V ==理 η 式中：理论流量 理q ：液压系统中，通常是以泵的空载流量来代替理论流量（或者 nv =理q ，n 为空载转速，v 为泵的排量） 。 实际流量q ：不同工作压力下泵的实际输出流量。 液压传动系统设计与计算 第九章液压传动系统设计与计算 液压系统设计的步骤大致如下： 1.明确设计要求，进行工况分析。 2.初定液压系统的主要参数。 3.拟定液压系统原理图。 4.计算和选择液压元件。 5.估算液压系统性能。 6.绘制工作图和编写技术文件。 根据液压系统的具体内容，上述设计步骤可能会有所不同，下面对各步骤的具体内容进行介绍。第一节明确设计要求进行工况分析 在设计液压系统时，首先应明确以下问题，并将其作为设计依据。 1.主机的用途、工艺过程、总体布局以及对液压传动装置的位置和空间尺寸的要求。 2.主机对液压系统的性能要求，如自动化程度、调速范围、运动平稳性、换向定位精度以及对系统的效率、温升等的要求。 3.液压系统的工作环境，如温度、湿度、振动冲击以及是否有腐蚀性和易燃物质存在等情况。 位移循环图图9-1 在上述工作的基础上，应对主机进行工况分析，工况分析包括运动分析和动力分析，对复杂的系统还需编制负载和动作循环图，由此了解液压缸或液压马达的负载和速度随时间变化的规律，以下对工况分析的内容作具体介绍。 一、运动分析 主机的执行元件按工艺要求的运动情况，可以用位移循环图(L—t)，速度循环图(v—t)，或速度与位移循环图表示，由此对运动规律进行分析。 1.位移循环图L—t 图9-1为液压机的液压缸位移循环图，纵坐标L表示活塞位移，横坐标t表示从活塞启动到返回原位的时间，曲线斜率表示活塞移动速度。该图清楚地表明液压机的工作循环分别由快速下行、减速下行、压制、保压、泄压慢回和快速回程六个阶段组成。 2.速度循环图v—t(或v—L) 工程中液压缸的运动特点可归纳为三种类型。图9-2为三种类型液压缸的v—t图，第中实线所示，液压缸开始作匀加速运动，然后匀速运动，9-2一种如图 《液压与气压传动》习题解答 第1章液压传动概述 １、何谓液压传动？液压传动有哪两个工作特性？ 答：液压传动是以液体为工作介质，把原动机的机械能转化为液体的压力能，通过控制元件将具有压力能的液体送到执行机构，由执行机构驱动负载实现所需的运动和动力，把液体的压力能再转变为工作机构所需的机械能，也就是说利用受压液体来传递运动和动力。液压传动的工作特性是液压系统的工作压力取决于负载，液压缸的运动速度取决于流量。 ２、液压传动系统有哪些主要组成部分？各部分的功用是什么？ 答：⑴动力装置：泵，将机械能转换成液体压力能的装置。⑵执行装置：缸或马达，将液体压力能转换成机械能的装置。⑶控制装置：阀，对液体的压力、流量和流动方向进行控制和调节的装置。⑷辅助装置：对工作介质起到容纳、净化、润滑、消声和实现元件间连接等作用的装置。⑸传动介质：液压油，传递能量。 ３、液压传动与机械传动、电气传动相比有哪些优缺点？ 答：液压传动的优点：⑴输出力大,定位精度高、传动平稳，使用寿命长。 ⑵容易实现无级调速，调速方便且调速范围大。⑶容易实现过载保护和自动控制。 ⑷机构简化和操作简单。 液压传动的缺点：⑴传动效率低，对温度变化敏感，实现定比传动困难。⑵出现故障不易诊断。⑶液压元件制造精度高，⑷油液易泄漏。 第２章液压传动的基础知识 1、选用液压油有哪些基本要求？为保证液压系统正常运行，选用液压油要考虑哪些方面？ 答：选用液压油的基本要求：⑴粘温特性好，压缩性要小。⑵润滑性能好，防锈、耐腐蚀性能好。⑶抗泡沫、抗乳化性好。⑷抗燃性能好。选用液压油时考虑以下几个方面，⑴按工作机的类型选用。⑵按液压泵的类型选用。⑶按液压系统工作压力选用。⑷考虑液压系统的环境温度。⑸考虑液压系统的运动速度。 ⑹选择合适的液压油品种。 2、油液污染有何危害？应采取哪些措施防止油液污染？ 答：液压系统中污染物主要有固体颗粒、水、空气、化学物质、微生物等杂物。其中固体颗粒性污垢是引起污染危害的主要原因。1)固体颗粒会使滑动部分磨损加剧、卡死和堵塞，缩短元件的使用寿命；产生振动和噪声。2)水的侵入加速了液压油的氧化，并且和添加剂一起作用，产生粘性胶质，使滤芯堵塞。3) 空气的混入能降低油液的体积弹性模量，引起气蚀，降低其润滑性能。4)微生物的生成使油液变质，降低润滑性能，加速元件腐蚀。 污染控制贯穿于液压系统的设计、制造、安装、使用、维修等各个环节。在实际工作中污染控制主要有以下措施：1)油液使用前保持清洁。2)合理选用液压元件和密封元件，减少污染物侵入的途径。3)液压系统在装配后、运行前保持清洁。4)注意液压油在工作中保持清洁。5)系统中使用的液压油应定期检查、补充、更换。6)控制液压油的工作温度，防止过高油温造成油液氧化变质。 3、什么是液压油的粘性和粘温特性？为什么在选择液压油时，应将油液的粘度作为主要的性能指标？ 答：液体流动时分子间相互牵制的力称为液体的内摩擦力或粘滞力，而液体 第一章液压传动基础 流体传动包括液体传动和气体传动，本章仅介绍液体传动的基本知识。为了分析液体的静力学、运动学和动力学规律，需了解液体的以下特性： 连续性假设：流体是一种连续介质，这样就可以把油液的运动参数看作是时间和空间的连续函数，并有可能利用解析数学来描述它的运动规律。 不抗拉：由于油液分子与分子间的内聚力极小，几乎不能抵抗任何拉力而只能承受较大的压应力，不能抵抗剪切变形而只能对变形速度呈现阻力。 易流性：不管作用的剪力怎样微小，油液总会发生连续的变形，这就是油液的易流性，它使得油液本身不能保持一定的形状，只能呈现所处容器的形状。 均质性：其密度是均匀的，物理特性是相同的。 液压传动最常用的工作介质是液压油，此外，还有乳化型传动液和合成型传动液等，此处仅介绍几个常用的液压传动工作介质的性质。 一、液压传动工作介质的性质 1．密度 单位体积液体的质量称为液体的密度。体积为Ｖ，质量为ｍ的液体的密度为 矿物油型液压油的密度随温度的上升而有所减小，随压力的提高而稍有增加，但变动值很小，可以认为是常值。我国采用摄氏20度时的密度作为油液的标准密度。 2．可压缩性 压力为ｐ0、体积为Ｖ0的液体，如压力增大时，体积减小，则此液体的可压缩性可用体积压 缩系数，即单位压力变化下的体积相对变化量来表示 由于压力增大时液体的体积减小，因此上式右边须加一负号，以使成为正值。液体体积压缩系数的倒数，称为体积弹性模量Ｋ，简称体积模量。即Ｋ=１／。 3．粘性 1）粘性的定义 液体在外力作用下流动(或有流动趋势)时，分子间的内聚力要阻止分子相对运动而产生的一种内摩擦 力，这种现象叫做液体的粘性。液体只有在流动(或有流动趋势)时才会呈现出粘性，静止液体是不呈现粘性的。 粘性使流动液体内部各处的速度不相等，以图1-2为例，若两平行平板间充满液体，下平板不动，而上平板以速度向右平动。由于液体的粘性作用，紧靠下平板和上平板的液体层速度分别为零和。通过实验测定得出，液体流动时相邻液层间的内摩擦力Ft，与液层接触面积Ａ、液层间的速度梯度 成正比，即 式中：为比例常数，称为粘性系数或粘度。如以表示切应力，即单位面积上的内摩擦力，则 这就是牛顿的液体内摩擦定律。 2）粘性的度量 (1)动力粘度：又称绝对粘度，单位为Pa·s(帕·秒)，以前沿用的单位为P(泊，dyne·s／)， 1Pa·s=10P=cP(厘泊)。 (2)运动粘度：液体的动力粘度与其密度的比值，称为液体的运动粘度；即 ， 单位为。以前沿用的单位为St(斯)，１=St＝cSt(厘斯)。液压传动工作介质 的粘度等级是以40时运动粘度(以计)的中心值来划分的，如某一种牌号L-HL22普通液压油在40时运动粘度的中心值为22。 液体的粘度随液体的压力和温度而变。对液压传动工作介质来说，压力增大时，粘度增大。在一般液压系统使用的压力范围内，增大的数值很小，可以忽略不计。但液压传动工作介质的粘度对温度的变化十分敏感，温度升高，粘度下降。这个变化率的大小直接影响液压传动工作介质的使用，其重要性不亚于粘度本身。 一.填空题： 1.液压油的主要物理性质有（密度）、（闪火点）、（粘度）、（可压缩性），液压油选择时， 最主要考虑的是油液的（粘度）。 2.液体受压力作用而发生的性质称为液体的可压缩性，当液压油中混有空气时，其抗压缩 能力将（降低）。 3.液压油的常见粘性指标有（运动）粘度、（动力）粘度、和（相对）粘度，其中表示液 压油牌号的是（运动）粘度，其单位是（厘斯）。 4.我国油液牌号以( 40℃)时油液的平均(运动）黏度的（cSt）数表示。 5.我国采用的相对粘度是（恩氏粘度），它是用（恩氏粘度计）测量的。 6.油的粘性易受温度影响，温度上升，（粘度）降低，造成（泄漏）、磨损增加、效率降低 等问题；温度下降，（粘度）增加，造成（流动）困难及泵转动不易等问题。 7.液压传动对油温变化比较敏感，一般工作温度在（15）~（60）℃范围内比较合适。 8.液压油四个主要的污染根源是（已被污染的新油）、（残留）污染、（侵入性）污染和（内 部生成）污染。 9.流体动力学三大方程分别为（连续性方程）、（伯努利方程）和（动量方程）。 10.在研究流动液体时，把假设既（无粘性）又（不可压缩）的液体称为理想流体。 11.绝对压力等于大气压力+（相对压力），真空度等于大气压力－（绝对压力）。 12.根据液流连续性原理，同一管道中各个截面的平均流速与过流断面面积成反比，管子细 的地方流速（大），管子粗的地方流速（小）。 13.理想液体的伯努利方程的物理意义为：在管内作稳定流动的理想液体具有（比压能）、 （比位能）和（比动能）三种形式的能量，在任意截面上这三种能量都可以（相互转化），但总和为一定值。 14.在横截面不等的管道中，横截面小的部分液体的流速（大），液体的压力（小）。 15.液体的流态分为（层流）和（紊流），判别流态的准则是（雷诺数）。 16.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（沿程压力）损 失和（局部压力）损失两部分组成。 17.孔口流动可分为(薄壁)小孔流动和（细长）小孔流动，其中（细长）小孔流动的流量受 （温度）影响明显。 18.液流流经薄壁小孔的流量与（小孔通流面积）的一次方成正比，与（压力差）的1/2 次方成正比。通过小孔的流量对（温度）不敏感，因此薄壁小孔常用作可调节流阀。19.通过固定平行平板缝隙的流量与（压力差）一次方成正比，与（缝隙值）的三次方成正 比，这说明液压元件内的（间隙）的大小对其泄漏量的影响非常大。 20.为防止产生（空穴），液压泵距离油箱液面不能太高。 21.在液压系统中，由于某些原因使液体压力突然急剧上升，形成很高的压力峰值，这种现 象称为（液压冲击）。 二.判断题： 1.液压油具有粘性，用粘度作为衡量流体粘性的指标。（√） 2.标号为N32的液压油是指这种油在温度为40℃时，其运动粘度的平均值为32mm2/s。（√） 3.空气的粘度主要受温度变化的影响，温度增高，粘度变小。（√） 4.液压油的密度随压力增加而加大，随温度升高而减小，但一般情况下，由压力和温度引起的这种变化较小，可以忽略不计。（√） 5.液压系统对液压油粘性和粘温特性的要求不高。（×） 【1】液压传动是以液体作为工作介质，利用液体的压力能来进行能量传递的传动方式。【2】液压传动系统的组成：1，动力元件，将输入的机械能转换为油液的压力能。2，执行元件，将油液的压力能转换为机械能。3，控制元件，在液压系统中各种阀用来控制和调节个部分液体的压力，流量和方向，以满足及其的工作要求，完成一定的工作循环。4，辅助元件，它们有储油用的油箱，过滤油液中杂质的滤油器，油管及管接头，密封件，冷却器和蓄能器等。5，工作介质，即传动油液，通常采用液压油。 【3】液压传动的2个重要准则：1，液压传动中工作压力取决于外负载。2，活塞的运动速度只取决于输入流量的大小，而与外负载无关。 【4】液压传动的优点：1，在相同输出功率的情况下，液压传动装置的重量轻，结构紧凑，惯性小。2，能方便地再很大范围内实现无级调速。3，操纵方便，易于控制。4，液压传动工作安全性好，易于实现过载保护，系统发生的热量容易散发。5，富裕的刚性。6，负载保压容易。7，很容易实现直线运动。8，液压元件易于实现系列化，标准化和通用化，便于设计，制造，维修和推广使用。液压传动的缺点：1，动力损失较大。2，介质动力油对污染很敏感。3，介质动力油性质敏感。4，污染环境。5，有系统破裂的危险性。6，液压传动不能保证严格的传动比。7，造价高。8，使用和维修技术要求较高，出现故障时不易找出原因。 【1】液压冲击：液压系统中的流动油液突然变速活换向时，造成压力在某一瞬间急剧升高，产生一个油压峰值，并形成压力传播于充满油液管路的现象。 【2】气穴现象：在流动液体中，因某点处得压力降低而产生气泡，使系统系统中原来连续的油液变成不连续的状态，从而使液压装置产生噪声和振动使金属表面受到腐蚀的现象称气穴现象。 【1】液压泵的基本工作条件：1，它必须构成密封容积，并且这个密封容积只在不断地变化中能完成吸油和压油过程2，在密封容积增大的吸油过程中油箱必须与大气相通，这样液压泵在大气压力的作用下降油液吸入泵内，这是液压泵的吸油条件。在密封容积减小的过程中液压泵的压力取决于油排除时的阻力即液压泵的压力由外负载决定，这是形成压油的条件3，吸，压油腔要互相分开，并且有良好的密封性。 【2】齿轮泵的结构特点：●泄露。（三条途径：泵体内表面和齿顶径向间隙的泄露；齿面啮合处间隙的泄漏；齿顶端面间隙的泄漏）●●液压径向不平衡力。（减小的三种方法：减小压油口直径；增大泵体内表面与齿轮齿顶圆的间隙；开压力平衡槽）●●●困油现象。在齿轮泵工作时有两对齿轮同时啮合，因此就有一部分油液困在两对齿轮所形成的封闭空腔之内，这个封闭容积先随齿轮转动逐渐减小，以后又逐渐增大。封闭容积的减少会是被困油液受挤压而产生高压，并从缝隙中流出，导致油液发热，轴承等机件也受到附加的不平衡负载作用，封闭容积的增大会造成局部真空，使溶于油液中的气体分离出来，产生气穴，这就是齿轮泵的困油现象。●危害：产生强烈的噪声并引起振动和气蚀，降低容积效率影响工作平稳性，缩短使用寿命。●消除困油现象的方法：在两端的盖板上开一对矩形卸载槽。 【3】柱塞泵与齿轮泵和叶片泵相比的特点：1，工作压力高。2，易于变量。3，流量范围大。 【1】缸有多种形式，（1按其结构特点不同可分为活塞式，柱塞式和摆动式。 按作用方式不同又可分为单作用和双作用两种。 【2】缸筒内孔不需要精加工，工艺性好，成本低 【3】缸由缸体组件，活塞组件，密封件和连接件等基本部件组成金工实验室简介
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