第5章 液压控制元件教案

第5章 液压控制元件教案
第5章 液压控制元件教案

项目5:液压控制元件

项目目标: 1.液压阀的种类、工作原理、结构;

2.液压阀的应用。

3.掌握常见液压阀的故障排除方法。

教学任务:1.液压阀的种类、工作原理、结构;

2.液压阀的应用。

学时数:10

教学重点:液压阀的种类、工作原理、结构;

难点:常见液压阀的故障排除方法。

教学方法:讲授法

教学媒体:多媒体

教学过程:

第5章液压控制元件

在液压传动系统中,液压控制元件主要用来控制液压执行元件运动的方向、承载的能力和运动的速度,以满足机械设备工作性能的要求。按其用途可分为方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀三大类。

5.1液压控制元件概述

液压控制阀是液压系统的控制元件,其作用是控制和调节液压系统中液体流动的方向、压力的高低和流量的大小,以满足执行元件的工作要求。

5.1.1对液压控制元件的基本要求

(1)动作灵敏,使用可靠,工作时冲击和振动小,使用寿命长。

(2)油液通过液压控制阀时压力损失小。

(3)密封性能好,内泄漏少,无外泄漏。

(4)结构简单紧凑,体积小。

(5)安装、维护、调整方便,通用性好。

5.1.2液压控制阀的分类

1.按用途分

液压控制阀可分为方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀。这三类阀还可根据需要互相组合成为组合阀,使得其结构紧凑,连接简单,并提高了效率。

2.按控制原理分

液压控制阀可分为开关阀、比例阀、伺服阀和数字阀。

3.按安装连接形式分

(1)管式连接

(2)板式连接

(3)叠加式连接

(4)插装式连接

5.2方向控制阀

方向控制阀用以控制液压系统中液流的方向和通断,分为单向阀和换向阀两类。

5.2.1单向阀

1.普通单向阀

普通单向阀简称单向阀,其作用是控制油液只能按一个方向流动,而反向截止。如图5-1所示,它由阀体1、阀芯2、弹簧3等零件组成。图5-1(a)所示为管式单向阀,图5-1(b)所示为板式单向阀。压力油从进油口P1流入,作用于锥形阀芯2上,当克服弹簧3的弹力时,顶开阀芯2,经过环形阀口(对于图5-1(a)还要经过阀芯上的四个径向孔)从出油口P2流出。当液流反向时,在弹簧力和油液压力作用下,阀芯锥面紧压在阀体的阀座上,则油液不能通过。

图5-1普通单向阀

1—阀体;2—阀芯;3—弹簧

为了保证单向阀工作灵敏可靠,单向阀中的弹簧刚度一般都较小。单向阀的开启压力为0.035~0.05MPa,通过其额定流量时的压力损失一般不超过0.1~0.3MPa。若更换刚度较大的弹簧,使其开启力达到0.2~0.6MPa,则可作背压阀使用。

2.液控单向阀

图5-2(a)所示为液控单向阀,它由普通单向阀和液控装置两部分组成。当控油口K不通入压力油时,其作用与普通单向阀相同。当控油口K通入压力油时,推动活塞1、顶杆2,将阀芯3顶开,使P2和P1接通,液流在两个方向可以自由流动。为了减小活塞1移动的阻力,设有一外泄油口L。

图5-2液控单向阀

1—活塞;2—顶杆;3—阀芯

液控单向阀具有良好的反向密封性,常用于执行元件需长时间保压、锁紧的场合。

5.2.2换向阀

换向阀的作用是利用阀芯和阀体相对位置的改变,来控制各油口的通断,从而控制执行元件的换向和启停。换向阀的种类很多,其分类见表5-1。

1.换向阀的工作原理

图5-3所示为换向阀的工作原理。在图示状态下,液压缸两腔不通压力油,活塞处于停止状态。若使阀芯1左移,阀体2的油口P和A连通、B和T连通,则压力油经P、A进入液压缸左腔,右腔油液经B、T流回油箱,活塞向右运动;反之,若使阀芯右移,

则油口P和B连通、A和T连通,活塞便向左运动。

图5-3换向阀的工作原理

1—阀芯;2—阀体

表5-2列出了几种常用换向阀的结构原理和图形符号。换向阀图形符号的含义如下:(1)方格数表示换向阀的阀芯相对于阀体所具有的工作位置数,二格即二位,三格

即三位。

(2)方格内的箭头表示两油口连通,但不表示流向,符号“⊥”和“”表示此油口不连通。箭头、箭尾及不连通符号与任一方格的交点数表示油口通路数。

(3)P表示压力油的进口,T表示与油箱相连的回油口,A和B表示连接其他工作油路的油口。

(4)三位阀的中间方格和二位阀靠近弹簧的方格为阀的常态位置。在哪边推阀芯,通断情况就画在哪边的方格中。在液压系统图中,换向阀的符号与油路的连接一般应画在常态位置上。

2.换向阀的滑阀机能

换向阀处于常态位置时,其各油口的连通方式称为滑阀机能。三位换向阀的常态为中位,因此,三位换向阀的滑阀机能又称为中位机能。不同机能的三位阀,阀体通用,仅阀芯台肩结构、尺寸及内部通孔情况有区别。

表5-3列出三位四通换向阀常用的五种中位机能。

3.几种常用的换向阀

(1)机动换向阀

机动换向阀又称行程阀。它一般是利用安装在运动部件上的行程挡块压下顶杆或滚轮,使阀芯移动来实现油路切换的。机动换向阀常为二位阀,用弹簧复位,有二通、三通、四通等几种。二位二通又分常开(常态位置两油口连通)和常闭(常态位置两油口不通)两种形式。

图5-4(a)所示为二位二通常闭式机动换向阀的结构原理图。在图示状态(常态)下,阀芯2被弹簧3顶向上端,油口P和A不通。当挡块压下滚轮1经推杆使阀芯移到下端时,油口P和A连通。

图5-4二位二通常闭式机动换向阀

1—滚轮;2—阀芯;3—弹簧

(2)电磁换向阀

如图5-5(a)所示为三位四通电磁换向阀的结构原理图。阀的两端各有一个电磁铁和一个对中弹簧。阀芯在常态时处于中位。当右端电磁铁通电时,右衔铁6通过推杆将阀芯4推至左端,阀右位工作,油口P通B、A通T;当左端电磁铁通电时,阀芯移至右端,阀左位工作,油口P通A、B通T。

图5-5三位四通电磁换向阀

1—阀体;2—弹簧;3—弹簧座;4—阀芯;5—线圈;6—衔铁;7—隔套;8—壳体;9—插头组

电磁换向阀操纵方便,布局灵活,有利于提高设备的自动化程度,因而应用十分广泛。按使用电源不同,电磁换向阀可分为交流和直流两种。交流电压常用220V或380V,直流电压常用24V。

(3)液动换向阀

电磁换向阀布置灵活,易实现程序控制,但受电磁铁尺寸限制,难以用于切换大流量(63L/min以上)的油路。

图5-6(a)所示为三位四通液动换向阀的结构原理图。当其两端控制油口K1和K2均不通入压力油时,阀芯在两端弹簧的作用下处于中位(图示位置);当K1进压力油、K2接油箱时,阀芯移至右端,阀左位工作,其通油状态为P通A、B通T;反之,当K2进压力油、K1接油箱时,阀芯移至左端,阀右位工作,其通油状态为P通B、A通T。

图5-6三位四通液动换向阀

(4)电液换向阀

如图5-7(a)所示为三位四通电液换向阀的结构原理图。上面是电磁阀(先导阀),下面是液动阀(主阀)。其工作原理可用详细图形符号加以说明,如图5-7(b)所示。常态时,先导阀和主阀皆处于中位,主油路中A、B、P、T油口均不相通。当左电磁铁通电时,先导阀左位工作,控制油由K经先导阀到主阀芯左端油腔,操纵主阀芯右移,使主阀也切换至左位工作,主阀芯右端油腔回油经先导阀及泄油口L流回油箱。此时主油路口P与A相通、B与T相通。同理,当先导阀右电磁铁通电时,主油路油口换接,P与B相通、A与T相通,实现了油液换向。图5-7(c)所示为三位四通电液换向阀的

简化符号。

图5-7三位四通电液换向阀

若在液动换向阀的两端盖处加调节螺钉,则可调节液动换向阀阀芯移动的行程和各主阀口的开度,从而改变通过主阀的流量,对执行元件起粗略的速度调节作用。

(5)手动换向阀

手动换向阀是用手动杆操纵阀芯换位的换向阀。图5-8(a)所示为弹簧复位式手动换向阀,放开手柄1,阀芯2在弹簧3的作用下自动回复中位。如果将该阀阀芯右端弹簧3的部位改为图5-8(b)所示的形式,即可成为可在三个位置定位的手动换向阀。手

动换向阀结构简单,动作可靠,常用于持续时间较短且要求人工控制的场合。

图5-8手动换向阀

1—手柄;2—阀芯;3—弹簧

(6)多路换向阀

多路换向阀是一种集中布置的组合式手动换向阀,常用于工程机械等要求集中操纵多个执行元件的设备中。多路换向阀的组合方式有并联式、串联式和顺序单动式三种,符号如图5-9所示。

当多路换向阀为并联式组合(图5-9(a))时,泵可以同时对三个或单独对其中任一个执行元件供油。在对三个执行元件同时供油的情况下,由于负载不同,三者将先后动作。当多路换向阀为串联式组合(图5-9(b))时,泵依次向各执行元件供油,第一个阀的回油口与第二个阀的压力油口相连。各执行元件可单独动作,也可同时动作。在三个执行元件同时动作的情况下,三个负载压力之和不应超过泵压。当多路换向阀为顺序单动式组合(图5-9(c))时,泵按顺序向各执行元件供油。操作前一个阀时,就切

断了后面阀的油路,从而可以防止各执行元件之间的动作干扰。

图5-9多路换向阀

5.2.3方向控制阀的常见故障及其排除方法

表5-4列出了换向阀的常见故障及其排除方法。

5.3压力控制阀

压力控制阀是控制液压系统压力或利用压力变化来实现某种动作的阀的统称。这类阀的共同特点是利用阀芯上液体压力与弹簧力相平衡的原理来进行工作的。压力控制阀按用途不同可分为溢流阀、顺序阀、减压阀和压力继电器等。

5.3.1溢流阀

1.溢流阀的结构和工作原理

溢流阀按其结构原理可分为直动式和先导式。直动式用于低压系统,先导式用于中、高压系统。

(1)直动式溢流阀

图5-10(a)所示为直动式溢流阀的结构原理图。来自进油口P的压力油经阀芯3上的径向

孔和阻尼孔a通入阀芯的底部,阀芯的下端便受到压力为p的油液作用,若作用面积为A,则压力油作用于该面上的力为pA。调压弹簧2作用在阀芯上的预紧力为F s。当进油压力较小(pAF s时,阀芯上移,调压弹簧进一步被压缩,油口P和T相通,溢流阀开始溢流。当溢流阀稳定工作时,若不考虑阀芯的自重以及摩擦力和液动力的影响,则p=F s/A,由于F s变化不大,故可以认为

溢流阀进口处的压力p基本保持恒定,这时溢流阀起定压溢流作用。

图5-10直动式溢流阀

1—调节螺母;2—调压弹簧;3—阀芯

调节螺母1可以改变弹簧的预压缩量,从而调定溢流阀的溢流压力。阻尼小孔a的作用是增加液阻以减小滑阀的振动(移动过快而引起)。泄油口b可将泄漏到弹簧腔的油液引到回油口T。

(2)先导式溢流阀

图5-11(a)所示为先导式溢流阀的结构原理图,该阀由先导阀和主阀两部分组成。压力油从进油口(图中未示出)进入进油腔P后,经主阀芯5的轴向孔f进入主阀芯的下端,同时油液又经阻尼小孔e进入主阀芯上端,再经孔c和b作用于先导阀的锥阀芯3上,此时远程控制口K不接通。当系统压力较低时,先导阀关闭,主阀芯两端压力相等,主阀芯在平衡弹簧的作用下处于最下端(图示位置),主阀溢流口封闭。若系统压力升高,主阀上腔压力也随之升高,直至大于先导阀调压弹簧2的调定压力时,先导阀被打开,主阀上腔的压力油经锥阀阀口、小孔a、油腔T流回油箱。由于阻尼小孔e的作用,在主阀芯两端形成的一定压力差的作用下,克服平衡弹簧的弹力而上移,主阀溢流阀口开启,P和T接通实现溢流作用。调节螺母1即可调节调压弹簧2的预压缩量,从

而调整系统压力。

图5-11先导式溢流阀

1—调整螺母;2—调压弹簧;3—锥阀芯;4—平衡弹簧;5—主阀芯

2.溢流阀的应用

根据溢流阀在液压系统中所起的作用,溢流阀可作溢流阀、安全阀、卸荷阀和背压阀使用。

(1)作溢流阀用在采用定量泵供油的液压系统中,由流量控制阀调节进入执行元件的流量,定量泵输出的多余油液则从溢流阀流回油箱。在工作过程中溢流阀口常开,

系统的工作压力由溢流阀调整并保持基本恒定,如图5-12(a)所示的溢流阀1。

图5-12溢流阀的应用

(2)作安全阀用图5-12(b)所示为一变量泵供油系统,执行元件的速度由变量

泵自身调节,系统中无多余油液,系统工作压力随负载变化而变化。正常工作时,溢流

阀口关闭。一旦过载,溢流阀口立即打开,使油液流回油箱,系统压力不再升高,以保

障系统安全。

(3)作卸荷阀用如图5-12(c)所示,将先导式溢流阀远程控制口K通过二位二

通电磁阀与油箱连接。当电磁铁断电时,远程控制口K被堵塞,溢流阀起溢流稳压作用。当电磁铁通电时,远程控制口K通油箱,溢流阀的主阀芯上端压力接近于零,此时溢流阀口全开,回油阻力很小,泵输出的油液便在低压下经溢流阀口流回油箱,使液压泵卸荷,而减小系统功率损失,故溢流阀起卸荷作用。

(4)作背压阀用如图5-12(a)所示,溢流阀2接在回油路上,可对回油产生阻力,即形成背压,利用背压可提高执行元件的运动平稳性。

5.3.2顺序阀

1.顺序阀的工作原理与结构

如图5-13(a)所示为直动式顺序阀的结构原理图。常态下,进油口P1与出油口P2不通。进油口油液经阀体3和下盖1上的油道流到活塞2的底部,当进油口油液压力低于弹簧5的调定压力时,阀口关闭。当进油口油液压力高于弹簧的调定压力时,控制活塞在油液压力作用下克服弹簧力将阀芯4顶起,使P1与P2相通,压力油便可经阀口流出。弹簧腔的泄漏油从泄油口L流回油箱。因顺序阀的控制油液直接从进油口引入,故称为内控外泄式顺序阀,其图形符号如图5-13(b)所示。

图5-13直动式顺序阀

1—下盖;2—活塞;3—阀体;4—阀芯;5—弹簧;6—上盖

2.顺序阀的应用

图5-14所示为机床夹具上用顺序阀实现工件先定位后夹紧的顺序动作回路。

图5-14顺序阀的应用

5.3.3减压阀

1.减压阀的工作原理与结构

图5-15(a)所示为先导式减压阀的结构原理图。它在结构上和先导式溢流阀类似,也由先导阀和主阀两部分组成。压力油从阀的进油口(图中未示出)进入进油腔P1,经减压阀口x减压后,再从出油腔P2和出油口流出。出油腔压力油经小孔f进入主阀芯5的下端,同时经阻尼小孔e流入主阀芯上端,再经孔c和b作用于锥阀芯3上。当出油口压力较低时,先导阀关闭,主阀芯两端压力相等,主阀芯被平衡弹簧4压在最下端(图示位置),减压阀口开度为最大,压降为最小,减压阀不起减压作用。当出油口压力达到先导阀的调定压力时,先导阀开启,此时P2腔的部分压力油经孔e、c、b、先导阀口、孔a和泄漏口L流回油箱。由于阻尼小孔e的作用,主阀芯两端产生压力差,主阀芯便在此压力差作用下克服平衡弹簧的弹力上移,减压阀口减小,使出油口压力降低至调定压力。若由于外界干扰(如负载变化)使出油口压力变化,减压阀将会自动调整减压阀口的开度以保持出油压力稳定。调节螺母1即可调节调压弹簧2的预压缩量,从而调定减压阀出油口压力。中压先导式减压阀的调压范围为2.5~8.0MPa,适用于中、低压

系统。

图5-15先导式减压阀

1—调整螺母;2—调压弹簧;3—锥阀芯;4—弹簧;5—主阀芯

2.减压阀的应用

减压阀在夹紧油路、控制油路和润滑油路中应用较多。图5-16所示为减压阀用于夹紧油路的原理图,液压泵除供给主油路压力油外,还经分支油路上的减压阀为夹紧缸

提供较泵供油压力低的稳定压力油,其夹紧力大小由减压阀来调节控制。

图5-16减压阀的应用

5.3.4压力继电器

压力继电器是将油液的压力信号转变为电信号的转换元件。它利用液压系统压力的

变化来控制电路的接通或断开,以实现自动控制或安全保护。

压力继电器种类很多,如图5-17(a)所示为单柱塞式压力继电器的结构原理图。

压力油从油口P进入压力继电器,作用在柱塞1底部,当系统压力达到调定压力时,作

用在柱塞上的液压力克服弹簧力,推动顶杆2上移,使微动开关4的触点闭合而发出电

信号。调节螺钉3可改变弹簧的压缩量,相应就调节了发出电信号时的控制油压力。当

系统压力降低时,在弹簧力作用下柱塞下移,压力继电器复位而切断电信号。压力继电器发出电信号时的压力称为开启压力,切断电信号时的压力称为闭合压力。由于摩擦力的作用,开启压力高于闭合压力,其差值称为压力继电器的灵敏度,差值小则灵敏度高。图5-17(b)所示为单柱塞式压力继电器的图形符号。

图5-17单柱塞式压力继电器

1—柱塞;2—顶杆;3—调节螺钉;4—微动开关

5.3.5压力控制阀的性能比较及常见故障排除方法

表5-5列出了溢流阀、减压阀、顺序阀的性能比较,表5-6列出了先导式溢流阀的常见故障及其排除方法。

5.4流量控制阀

常用的流量控制阀有节流阀和调速阀两种。

5.4.1流量控制阀的特性

1.节流口的流量特性公式

通过节流口的流量与其结构有关,实际应用的节流口都介于理想薄壁孔和细长孔之间,故其流量特性可用式(2-28),即小孔流量通用公式q V=CA TΔp?来描述。当C、Δ

p和?一定时,只要改变节流口的通流面积A T,就可调节通过节流口的流量q V。

2.影响节流小孔流量稳定性的因素

(1)负载变化的影响节流口前后的压力差Δp随执行元件所受负载的变化而变化,Δp的变化会引起通过节流口的流量变化,且?越大Δp变化对流量影响越大。薄壁孔?值最小,因此节流口常采用薄壁孔。

(2)温度变化的影响油温变化引起油的黏度变化,小孔流量通用公式中的系数C 值就发生变化,从而使流量发生变化。显然,节流小孔越长,则影响越大;薄壁孔长度短,对温度变化最不敏感。

(3)节流口的阻塞油液中的杂质及因氧化而生成的胶质和沥青等胶状物质会堵塞节流口或聚积在节流口上,聚积物有时又会被高速液流冲掉,使节流口面积时常变化而影响流量稳定性。通流面积越大,水力直径越大,节流通道越短,节流口就越不容易堵塞,流量稳定性也就越好。流量控制阀有一个保证正常工作的最小流量限制值,称为最小稳定流量。

3.节流口的形式

图5-18所示为常用的三种节流口形式。图5-18(a)所示为针阀式节流口,针阀做轴向移动,改变通流面积,以调节流量,其结构简单,但流量稳定性差,一般用于要求不高的场合。图5-18(b)所示为偏心式节流口,阀芯上开有截面为三角形或矩形的偏心槽,转动阀芯就可改变通流面积以调节流量,其阀芯受径向不平衡力,适用于压力较低的场合。图5-18(c)所示为轴向三角槽式节流口,阀芯端部开有一个或两个斜三角槽,在轴向移动时,阀芯就可改变通流面积的大小,其结构简单,可获得较小的稳定流量,应用广泛。

图5-18常用的节流口形式

5.4.2节流阀的结构及特点

图5-19(a)所示为普通节流阀的结构原理图,它的节流口是轴向三角槽式。打开节流阀时,压力油从进油口P1进入,经孔a、阀芯1左端的轴向三角槽以及孔b和出油口P2流出。阀芯1在弹簧力的作用下始终紧贴在推杆2的端部。旋转手轮3,可使推杆沿轴向移动,改变节流口的通流面积,从而调节通过阀的流量。

节流阀结构简单、体积小、使用方便、成本低,但负载和温度的变化对其流量稳定性的影响较大,因此只适用于负载和温度变化不大或速度稳定性要求不高的液压系统。

图5-19普通节流阀

1—阀芯;2—推杆;3—手轮;4—弹簧

5.4.3调速阀的工作原理及特点

调速阀是由定差减压阀与节流阀串联而成的组合阀。节流阀用来调节通过的流量,定差减压阀则自动调节,使节流阀前后的压差为定值,消除了负载变化对流量的影响。如图5-20(a)所示,定差减压阀1与节流阀2串联,定差减压阀左右两腔也分别与节流阀前后端沟通。设定差减压阀的进口压力为p1,油液经减压后出口压力为p2,通过节流阀又降至p3进入液压缸。p3的大小由液压缸负载F决定。若负载F变化,则p3和调速阀两端压差p1-p3随之变化,但节流阀两端压差p2-p3却不变。例如F增大使p3增大,减压阀芯弹簧腔液压作用力也增大,阀芯右移,减压口开度x加大,减压作用减小,使p2

有所增加,结果压差p2-p3保持不变。反之亦然,调速阀通过的流量因此就保持恒定了。

图5-20调速阀的工作原理和符号

1—定差减压阀;2—节流阀

图5-21所示为节流阀和调速阀的流量特性曲线,图中曲线1表示的是节流阀的流量与进出油口压差Δp的变化规律。根据小孔流量通用公式q V=CA TΔp 可知,节流阀的流量随压差变化而变化;图中曲线2表示的是调速阀的流量与进出油口压差Δp的变化规律。调速阀在压差大于一定值后流量基本稳定。调速阀在压差很小时,定差减压阀阀口全开,减压阀不起作用,这时调速阀的特性和节流阀相同。可见要使调速阀正常工作,应保证其最小压差(一般为0.5MPa左右)。

图5-21流量控制阀的流量特性曲线

1—节流阀;2—调速阀

5.4.4流量控制阀的常见故障及其排除方法

表5-7列出了流量控制阀的常见故障及其排除方法。

5.5比例阀、插装阀和叠加阀

5.5.1比例阀

比例阀由直流比例电磁铁与液压阀两部分组成。其液压阀部分与一般液压阀差别不大,所不同的是直流比例电磁铁和一般电磁阀所用的电磁铁不同,采用直流比例电磁铁可得到与给定电流成比例的位移输出和吸力输出。

比例阀按其控制的参量可分为比例压力阀、比例流量阀、比例方向阀三大类。

1.比例阀的结构及工作原理

如图5-22(a)所示为先导式比例溢流阀的结构原理图。当输入电信号(通过线圈2)时,直流比例电磁铁1便产生一个相应的电磁力,它通过推杆3和弹簧作用于先导阀芯4,从而使先导阀的控制压力与电磁力成比例,即与输入信号电流成比例。由溢流阀主阀芯6上的受力分析可知,进油口压力和控制压力、弹簧力等相平衡(其受力情况与普通溢流阀相似),因此该阀进油口压力的升降与输入信号电流的大小成比例。若输入信号电流是连续地按比例或按一定程序进行变化,则该阀所调节的系统压力也连续地按比例或按一定程序进行变化。

图5-22先导式比例溢流阀

1—直流比例电磁铁;2—线圈;3—推杆;4—先导阀芯;5—先导阀座;6—主阀芯

2.比例阀的应用举例

图5-23(a)所示为利用比例溢流阀调压的多级调压回路,图中1为比例溢流阀,2为电子放大器,改变输入电流即可控制系统获得多级工作压力。它比利用普通溢流阀多级调压回路所用的液压元件数量少,回路简单,且能对系统压力进行连续控制。

图5-23(b)所示为采用比例调速阀的调速回路,改变比例调速阀的输入电流即可使液压缸获得所需要的运动速度。比例调速阀可在多级调速回路中代替多个调速阀,也

可用于远距离速度控制。

图5-23比例阀的应用

1—比例溢流阀;2—电子放大器

5.5.2二通插装阀(又称插装式锥阀或逻辑阀)

1.二通插装阀的结构和工作原理

如图5-24(a)所示为二通插装阀的结构原理图,它由控制盖板1、插装主阀(由阀套2、弹簧3、阀芯4及密封件组成)、插装块体5和先导元件(置于控制盖板上,图中未画出)组成。插装主阀采用插装式连接,阀芯为锥形。根据不同的需要,阀芯的锥端可开阻尼孔或节流三角槽,也可以是圆柱形阀芯。

图5-24二通插装阀

1—控制盖板;2—阀套;3—弹簧;4—阀芯;5—插装块体图5-24中的A和B为主油路的两个仅有的工作油口(所以称为二通阀),K为控制油口。通过控制油口的启闭和对压力大小的控制,即可控制主阀芯的启闭和油口A、B 的流向与压力。

2.二通插装阀的应用举例

(1)二通插装方向控制阀图5-25所示为几个二通插装方向控制阀的实例。图5-25(a)用做单向阀,设A、B两腔的压力分别为p A和p B,当p A>p B时,锥阀关闭,A和

B不通;当p A

p B时,锥阀关闭,A、B油路切断。图5-25(c)用做二位三通换向阀,在图示状态下,A和T连通,A和P断开;当二位四通电磁阀通电时,A和P连通,A和T断开。图5-25(d)用做二位四通换向阀,在图示状态下,A和T、P和B连通;当二位四通电磁阀通电时,A和P、B和T连通。用多个先导阀(如上述各电磁阀)和多个主阀相配,可构成复杂位通组合的二通插装换向阀,这是普通换向阀做不到的。

液压系统是由 动力元件

液压系统是由动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件、传动介质。 动力元件:将原动机输入的机械能转换为流体的压力能,以驱动执行元件运动。 执行元件:将流体的压力能转换为机械能,以驱动工作部件。 控制元件:控制和调节液压系统中流体压力、流量和流动方向,以保证工作机构完成预定的工作动作。 辅助元件:提供必要的条件,是系统得以正常的工作和便于检测控制。 传动介质:实现运动和运动传递。 液(气)的优点: 1能方便的地实现无极调速,调速范围大。 2在相同功率下,能量转换元件体积较小,重量较轻。 3工作平稳,反应速度快,能高速启动、制动和换向。 4能实现过载保护(安全阀《溢流阀》) 5操作简单,易实现自动化。(工作中) 6系列化、标准化和通用化,故便于设计和制作(制造) 7气动介质取之不竭,不易污染(环保) 缺点: 1泄露和可压缩性(气体),无法保证严格的传动比。 2液压对温度变化比较敏感,不易在很高或很低的温度下工作,且易污染环境。 3气压传动功率小,噪声大(风镐) 液体的主要性质:密度、可压缩性、黏度(动力黏度、运动黏度、相对黏度,<中国:恩施黏度°E>)和其它性质 黏度表示黏性大小的物理量(黏性是由分子间的内聚力阻止分子间的相对运动,因而产生一种内摩擦力)温度越高,黏度越低。 其他性质:抗燃性、抗凝性、抗氧化性、抗泡沫、抗乳化性、防锈蚀、润滑性、导热性、相容性以及纯净性。 液压油的选用标准: 1合适的黏度和良好的黏温特性 2有良好的润滑性能,腐蚀性小,抗锈性好。 3质地纯净,杂质少。 4对金属和密封件有良好的相容性。 5氧化稳定性好,长期工作不易变质。 6抗泡沫和抗乳化性好。 7体积膨胀系数小,比热容大。 8燃点高,凝点低。 9对人体无害,成本低。 液压油的种类:矿油型、乳化型和合成型 液压油污染的主要原因:残留物污染、侵入物污染、生成物污染。 帕斯卡原理(静压传递原理):在密闭容器内,由外力作用所产生的压力将等值地传递到液体各点。 液体压力的表示及单位: 1用液体在单位面积上所受到作用力的大小表示,符号位P,单位Pa、kPa、MPa 2用大气压力表示工程大气压(at)、标准大气压(atm) 3用液柱高度表示米水柱(mH2O)、毫米汞柱(mmHg) 恒定流动(稳定流动或定常流动):液体中任一点处的压力、速度和密度都不随时间而变化

液压与气压传动期末考试及答案

1液压系统中的压力取决于—负载执行元件的运动速度取决于—流量_ 2 ?液压传动装置由动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件四部分组成,其中动力元件、执行元件为能量转换装置。 3?液体在管道中存在两种流动状态,层流时内摩擦力起主导作用(雷诺数小),紊流时惯 性力起主导作用(雷诺数大) 4.理想液体的伯努利方程:表明了流动液体各质点、压力和速度的关系。物理意义:在管内作稳定流动的理想液体具有动能、位置势能和压力能三种能量,在任一截面上这三种能量 都可以互相转换,但其和都保持不变。 5.液压泵:是液压系统的动力元件,它是一种能量的转换装置即将原动机输入的机械能转变成液体的压力能,是液压系统重要的组成元件。 6.容积式液压泵工作条件:1、在结构上能形成密封的工作容积;2、密封的工作容积能实 现周期性的变化,密封工作容积由小变大时与吸油腔相通,由大变小时与排油腔相通。液压泵的基本性能参数:液压泵的压力(工作压力、额定压力、最高压力)、排量与流量、功率、效率(容积、机械)。 7?外啮合齿轮泄漏方式:1、轴向间隙泄漏;2、径向间隙泄漏;3、齿轮啮合线处的间隙泄漏。 &叶片泵分为变量泵和定量泵。限压式变量泵的工作原理:它是利用排油压力的反馈作用 来实现流量自动调节的,当泵的压力达到某一值时,反馈力把弹簧压缩到最短,定子移动到 最右端位置,偏心距减到最小,泵的实际输出量为零,泵的压力便不再升高。 9.液压执行元件:是将液压能转化为机械能的工作装置。(液压马达、液压缸一一最广泛) 10.高速马达(齿轮高速马达、叶片高速马达、柱塞式高速马达、螺杆马达) 11.液压缸按结构分为:活塞缸、柱塞缸(实现往复运动,输出推力和速度)、摆动缸(实现 小于360 °的往复摆动,输出转矩和角速度)和组合缸(具有特殊的结构和作用);按液体 压力作分为:单作用(利用液体压力产生的推动力推动活塞向一个方向运动,反向复位靠外 力实现)和双作用液压缸(利用液体压力产生的推动力推动活塞正反两个方向运动)。 12.单杠杆:通常把单杠液压缸有杆腔和无杆腔同时进油的这种油路连接方式称为差动连 接。单杠缸往复运动范围约为有效行程的两倍,其结构紧凑,应用广泛,单活塞杆液压缸常用在“快速接近v3--慢速进给v1 —快速退回v2 “工作循环的组合机床液压传动装 置。 13.液压缸的组成:缸体组件、活塞组件、密封组件、缓冲装置和排气装置。 14.液压阀是控制液压系统中油液的流动方向、调节系统的压力和流量。按用途分为:方向 控制阀(单向阀、换向阀)、压力控制阀(溢流阀、顺序阀、减压阀)、流量控制阀(节流阀、调速阀)。按操作方式分为:手动阀、机动阀、电动阀、液动阀。 15. 压力控制阀:按其功能和用途分为溢流阀(直动式、先导式,实现定压和稳压作用) 、减压阀、顺序阀、压力继电器,他们的共同特点是利用作用于阀芯上的液压力与弹簧力相平 衡的原理进行工作的。 16.卸荷回路:流量卸荷和压力卸荷。速度控制回路:调速回路和快速运动回路调速回路: 节流调速回路(有节流损失、溢流损失)、容积调速回路(没有节流、溢流损失,用在高压 大容量)、容积节流调速回路(效率高、发热小。低速稳定性好) 17.节流调速回路(液压系统采用定量泵供油,用流量控制阀改变输入执行元件的流量实现调速的回路称为节流调速回路。) 18.容积调速回路(液压系统采用变量泵供油,通

液压控制系统(王春行编)课后题答案

第二章 思考题 1、为什么把液压控制阀称为液压放大元件? 答:因为液压控制阀将输入的机械信号(位移)转换为液压信号(压力、流量)输出,并进行功率放大,移动阀芯所需要的信号功率很小,而系统的输出功率却可以很大。 2、什么是理想滑阀?什么是实际滑阀? 答: 理想滑阀是指径向间隙为零,工作边锐利的滑阀。 实际滑阀是指有径向间隙,同时阀口工作边也不可避免地存在小圆角的滑阀。 4、什么叫阀的工作点?零位工作点的条件是什么? 答:阀的工作点是指压力-流量曲线上的点,即稳态情况下,负载压力为p L ,阀位移x V 时,阀的负载流量为q L 的位置。 零位工作点的条件是 q =p =x =0L L V 。 5、在计算系统稳定性、响应特性和稳态误差时,应如何选定阀的系数?为什么? 答:流量增益q q = x L V K ??,为放大倍数,直接影响系统的开环增益。 流量-压力系数c q =- p L L K ??,直接影响阀控执行元件的阻尼比和速度刚度。 压力增益p p = x L V K ??,表示阀控执行元件组合启动大惯量或大摩擦力负载的能力 当各系数增大时对系统的影响如下表所示。 7、径向间隙对零开口滑阀的静态特性有什么影响?为什么要研究实际零开口滑阀的泄漏特性? 答:理想零开口滑阀c0=0K ,p0=K ∞,而实际零开口滑阀由于径向间隙的影响,存在泄漏 流量2c c0r = 32W K πμ ,p0c K ,两者相差很大。

理想零开口滑阀实际零开口滑阀因有径向间隙和工作边的小圆角,存在泄漏,泄漏特性决定了阀的性能,用泄漏流量曲线可以度量阀芯在中位时的液压功率损失大小,用中位泄漏流量曲线来判断阀的加工配合质量。 8、理想零开口阀具有线性流量增益,性能比较好,应用最广泛,但加工困难;因为实际阀总存在径向间隙和工作边圆角的影响。 9、什么是稳态液动力?什么是瞬态液动力? 答:稳态液动力是指,在阀口开度一定的稳定流动情况下,液流对阀芯的反作用力。 瞬态液动力是指,在阀芯运动过程中,阀开口量变化使通过阀口的流量发生变化,引起阀腔内液流速度随时间变化,其动量变化对阀芯产生的反作用力。 习题 1、有一零开口全周通油的四边滑阀,其直径-3 d=810m ?,径向间隙-6c r =510m ?,供油压力5s p =7010a P ?,采用10号航空液压油在40C 。 工作,流量系数d C =0.62,求阀的零位 系数。 解:零开口四边滑阀的零位系数为: 零位流量增益 q0d K C =零位流量-压力系数 2c c0r 32W K πμ = 零位压力增益 p0c K = 将数据代入得 2q0 1.4m s K = 123c0 4.410m s a K P -=?? 11p0 3.1710a m K P =? 2、已知一正开口量-3 =0.0510m U ?的四边滑阀,在供油压力5s p =7010a P ?下测得零位泄 露流量c q =5min L ,求阀的三个零位系数。 解:正开口四边滑阀的零位系数为: 零位流量增益 c q0q K U = 零位流量-压力系数 c c0s q 2p K =

液压试题及答案

一、填空题 1.液压系统中的压力取决于(),执行元件的运动速度取决于()。 (负载;流量) 2.液压传动装置由()、()、()和()四部分组成,其中 ()和()为能量转换装置。(动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件;动力元件、执行元件) 3.液体在管道中存在两种流动状态,()时粘性力起主导作用,()时惯性力起主导作用,液体的流动状态可用()来判断。 (层流;紊流;雷诺数) 4.在研究流动液体时,把假设既()又()的液体称为理想流体。 (无粘性;不可压缩) 5.由于流体具有(),液流在管道中流动需要损耗一部分能量,它由()损 失和()损失两部分组成。(粘性;沿程压力;局部压力)6.液流流经薄壁小孔的流量与()的一次方成正比,与()的1/2次方成正比。 通过小孔的流量对()不敏感,因此薄壁小孔常用作可调节流阀。 (小孔通流面积;压力差;温度) 7.通过固定平行平板缝隙的流量与()一次方成正比,与()的三次方成正比,这说明液压元件内的()的大小对其泄漏量的影响非常大。 (压力差;缝隙值;间隙) 8.变量泵是指()可以改变的液压泵,常见的变量泵有( )、( )、( ) 其中()和()是通过改变转子和定子的偏心距来实现变量,()是通过改变斜盘倾角来实现变量。(排量;单作用叶片泵、径向柱塞泵、轴向柱塞泵;单作用叶片泵、径向柱塞泵;轴向柱塞泵) 9.液压泵的实际流量比理论流量();而液压马达实际流量比理论流量 ()。(大;小) 10.斜盘式轴向柱塞泵构成吸、压油密闭工作腔的三对运动摩擦副为(与)、(与)、(与)。(柱塞与缸体、缸体与配油盘、滑履与斜盘) 11.外啮合齿轮泵的排量与()的平方成正比,与的()一次方成正比。因此,在齿轮节圆直径一定时,增大(),减少()可以增大泵的排量。 (模数、齿数;模数齿数) 12.外啮合齿轮泵位于轮齿逐渐脱开啮合的一侧是()腔,位于轮齿逐渐进入啮 合的一侧是()腔。(吸油;压油)

(完整版)液压传动基础知识试题及答案

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。() 4.当液压泵的进、出口压力差为零时,泵输出的流量即为理论流量。() 5.滑阀为间隙密封,锥阀为线密封,后者不仅密封性能好而且开启时无死区。()6.节流阀和调速阀都是用来调节流量及稳定流量的流量控制阀。() 7.单向阀可以用来作背压阀。() 8.同一规格的电磁换向阀机能不同,可靠换向的最大压力和最大流量不同。()9.因电磁吸力有限,对液动力较大的大流量换向阀则应选用液动换向阀或电液换向阀。() 10.因液控单向阀关闭时密封性能好,故常用在保压回路和锁紧回路中。() 四、问答题(共40分) 1、说明液压泵工作的必要条件?(15分) 2、在实际的维护检修工作中,应该注意些什么?(25分)

液压动力的元件习题(液压传动)教学内容

液压动力的元件习题(液压传动)

第2章液压动力元件 一、填空题 1.液压泵是靠________的变化来进行工作的,所以又称液压泵为________式泵。2.液压泵按结构特点一般可分为________、________、________三类泵。 3.外啮合齿轮泵位于轮齿逐渐脱开啮合的一侧是________腔,位于轮齿逐渐进入啮合的一侧是________腔。 4.变量泵是指________可以改变的液压泵,常见的变量泵有________、________、________;其中________和________是通过改变转子和定子的偏心距来实现变量, ________是通过改变斜盘倾角来实现变量。 5.叶片泵一般分为________和________两种。 6.柱塞泵一般分为________和________柱塞泵。 7.液压泵的实际流量比理论流量________;而液压马达实际流量比理论流量 ________ 。 8.外啮合齿轮泵的_______、_______、_______是影响齿轮泵性能和寿命的三大问题。 9.径向柱塞泵改变排量的途径是_______,轴向柱塞泵改变排量的途径是_______。10.为了保证齿轮泵的连续地可靠供油,要求其齿轮的啮合系数必须________,这必然产生________,为了克服这一现象,在齿轮泵中开了________。 11.液压泵的总效率等于_______和_______的乘积。 12.为了消除齿轮泵的困油现象,通常在两侧盖板上开________ ,使闭死容积由大变小时与________ 腔相通,闭死容积由小变大时与________腔相通。 13.齿轮泵产生泄漏的间隙为________间隙和________间隙,此外还存在________间隙,其中________泄漏占总泄漏量的80~85%。 14.对额定压力为2.5Mpa的齿轮泵进行泵性能测试,当泵输出的油液直接通向油箱,不计管道阻力,泵输出压力为_______ 。 15. 液压泵将_______转换成_______,为系统提供_______;液压马达将_______转换成_______,输出_______和_______。 16.一般的外啮合齿轮泵的进油口 ___,出油口___ ,这主要是为了解决外啮合齿轮泵的___ 问题。 二、选择题 1.液压泵单位时间内排出油液的体积称为泵的流量。泵在额定转速和额定压力下的输出流量称为();在没有泄漏的情况下,根据泵的几何尺寸计算而得到的流量称为(),它等于排量和转速的乘积。 A.实际流量 B.理论流量 C.额定流量

第5章 液压控制元件教案

项目5:液压控制元件 项目目标: 1.液压阀的种类、工作原理、结构; 2.液压阀的应用。 3.掌握常见液压阀的故障排除方法。 教学任务:1.液压阀的种类、工作原理、结构; 2.液压阀的应用。 学时数:10 教学重点:液压阀的种类、工作原理、结构; 难点:常见液压阀的故障排除方法。 教学方法:讲授法 教学媒体:多媒体 教学过程: 第5章液压控制元件 在液压传动系统中,液压控制元件主要用来控制液压执行元件运动的方向、承载的能力和运动的速度,以满足机械设备工作性能的要求。按其用途可分为方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀三大类。 5.1液压控制元件概述 液压控制阀是液压系统的控制元件,其作用是控制和调节液压系统中液体流动的方向、压力的高低和流量的大小,以满足执行元件的工作要求。 5.1.1对液压控制元件的基本要求 (1)动作灵敏,使用可靠,工作时冲击和振动小,使用寿命长。 (2)油液通过液压控制阀时压力损失小。 (3)密封性能好,内泄漏少,无外泄漏。 (4)结构简单紧凑,体积小。 (5)安装、维护、调整方便,通用性好。 5.1.2液压控制阀的分类 1.按用途分 液压控制阀可分为方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀。这三类阀还可根据需要互相组合成为组合阀,使得其结构紧凑,连接简单,并提高了效率。 2.按控制原理分 液压控制阀可分为开关阀、比例阀、伺服阀和数字阀。 3.按安装连接形式分

(1)管式连接 (2)板式连接 (3)叠加式连接 (4)插装式连接 5.2方向控制阀 方向控制阀用以控制液压系统中液流的方向和通断,分为单向阀和换向阀两类。 5.2.1单向阀 1.普通单向阀 普通单向阀简称单向阀,其作用是控制油液只能按一个方向流动,而反向截止。如图5-1所示,它由阀体1、阀芯2、弹簧3等零件组成。图5-1(a)所示为管式单向阀,图5-1(b)所示为板式单向阀。压力油从进油口P1流入,作用于锥形阀芯2上,当克服弹簧3的弹力时,顶开阀芯2,经过环形阀口(对于图5-1(a)还要经过阀芯上的四个径向孔)从出油口P2流出。当液流反向时,在弹簧力和油液压力作用下,阀芯锥面紧压在阀体的阀座上,则油液不能通过。 图5-1普通单向阀 1—阀体;2—阀芯;3—弹簧 为了保证单向阀工作灵敏可靠,单向阀中的弹簧刚度一般都较小。单向阀的开启压力为0.035~0.05MPa,通过其额定流量时的压力损失一般不超过0.1~0.3MPa。若更换刚度较大的弹簧,使其开启力达到0.2~0.6MPa,则可作背压阀使用。 2.液控单向阀 图5-2(a)所示为液控单向阀,它由普通单向阀和液控装置两部分组成。当控油口K不通入压力油时,其作用与普通单向阀相同。当控油口K通入压力油时,推动活塞1、顶杆2,将阀芯3顶开,使P2和P1接通,液流在两个方向可以自由流动。为了减小活塞1移动的阻力,设有一外泄油口L。

液压控制系统(王春行版)课后题答案

` 第二章 思考题 1、为什么把液压控制阀称为液压放大元件 答:因为液压控制阀将输入的机械信号(位移)转换为液压信号(压力、流量)输出,并进行功率放大,移动阀芯所需要的信号功率很小,而系统的输出功率却可以很大。 2、什么是理想滑阀什么是实际滑阀 答:理想滑阀是指径向间隙为零,工作边锐利的滑阀。 实际滑阀是指有径向间隙,同时阀口工作边也不可避免地存在小圆角的滑阀。 4、什么叫阀的工作点零位工作点的条件是什么 | 答:阀的工作点是指压力-流量曲线上的点,即稳态情况下,负载压力为p L ,阀位移x V 时, 阀的负载流量为q L 的位置。 零位工作点的条件是q=p=x=0 L L V 。 5、在计算系统稳定性、响应特性和稳态误差时,应如何选定阀的系数为什么 答:流量增益 q q = x L V K ? ? ,为放大倍数,直接影响系统的开环增益。 流量-压力系数 c q =- p L L K ? ? ,直接影响阀控执行元件的阻尼比和速度刚度。 压力增益 p p = x L V K ? ? ,表示阀控执行元件组合启动大惯量或大摩擦力负载的能力 当各系数增大时对系统的影响如下表所示。 , 7、径向间隙对零开口滑阀的静态特性有什么影响为什么要研究实际零开口滑阀的泄漏特性 答:理想零开口滑阀 c0=0 K, p0= K∞,而实际零开口滑阀由于径向间隙的影响,存在泄漏

流量2c c0r = 32W K πμ ,p0c K ,两者相差很大。 理想零开口滑阀实际零开口滑阀因有径向间隙和工作边的小圆角,存在泄漏,泄漏特性决定了阀的性能,用泄漏流量曲线可以度量阀芯在中位时的液压功率损失大小,用中位泄漏流量曲线来判断阀的加工配合质量。 9、什么是稳态液动力什么是瞬态液动力 答:稳态液动力是指,在阀口开度一定的稳定流动情况下,液流对阀芯的反作用力。 瞬态液动力是指,在阀芯运动过程中,阀开口量变化使通过阀口的流量发生变化,引起阀腔内液流速度随时间变化,其动量变化对阀芯产生的反作用力。 > 习题 1、有一零开口全周通油的四边滑阀,其直径-3 d=810m ?,径向间隙-6c r =510m ?,供油压力5s p =7010a P ?,采用10号航空液压油在40C 。 工作,流量系数d C =0.62,求阀的零位 系数。 解:零开口四边滑阀的零位系数为: 零位流量增益 q0d K C =零位流量-压力系数 2c c0r 32W K πμ = 零位压力增益 p0c K = 将数据代入得 2q0 1.4m s K = ! 123c0 4.410m s a K P -=?? 11p0 3.1710a m K P =? 2、已知一正开口量-3 =0.0510m U ?的四边滑阀,在供油压力5s p =7010a P ?下测得零位泄 露流量c q =5min L ,求阀的三个零位系数。 解:正开口四边滑阀的零位系数为:

液压控制系统王春行版课后题答案

第 二章 思考题 1、为什么把液压控制阀称为液压放大元件? 答:因为液压控制阀将输入的机械信号(位移)转换为液压信号(压力、流量)输出,并进行功率放大,移动阀芯所需要的信号功率很小,而系统的输出功率却可以很大。 2、什么是理想滑阀?什么是实际滑阀? 答: 理想滑阀是指径向间隙为零,工作边锐利的滑阀。 实际滑阀是指有径向间隙,同时阀口工作边也不可避免地存在小圆角的滑阀。 4、什么叫阀的工作点?零位工作点的条件是什么? 答:阀的工作点是指压力-流量曲线上的点,即稳态情况下,负载压力为p L ,阀位移x V 时,阀的负载流量为q L 的位置。 零位工作点的条件是 q =p =x =0L L V 。 5、在计算系统稳定性、响应特性和稳态误差时,应如何选定阀的系数?为什么? 答:流量增益q q = x L V K ??,为放大倍数,直接影响系统的开环增益。 流量-压力系数c q =- p L L K ??,直接影响阀控执行元件的阻尼比和速度刚度。 压力增益p p = x L V K ??,表示阀控执行元件组合启动大惯量或大摩擦力负载的能力 当各系数增大时对系统的影响如下表所示。 7、径向间隙对零开口滑阀的静态特性有什么影响?为什么要研究实际零开口滑阀的泄漏特性? 答:理想零开口滑阀c0=0K ,p0=K ∞,而实际零开口滑阀由于径向间隙的影响,存在泄漏流量 2c c0r = 32W K πμ ,p0c = K ,两者相差很大。 理想零开口滑阀实际零开口滑阀因有径向间隙和工作边的小圆角,存在泄漏,泄漏特性决定了阀的性能,用泄漏流量曲线可以度量阀芯在中位时的液压功率损失大小,用中位泄漏流量曲线来判断阀的加工配合质量。 9、什么是稳态液动力?什么是瞬态液动力? 答:稳态液动力是指,在阀口开度一定的稳定流动情况下,液流对阀芯的反作用力。 瞬态液动力是指,在阀芯运动过程中,阀开口量变化使通过阀口的流量发生变化,引起阀腔内液流速度随时间变化,其动量变化对阀芯产生的反作用力。

液压传动基础知识含答案

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。(×) 6.粘度指数越高,说明粘度随温度变化越小。(√)

液压与气压传动试题及答案[ (2)

《液压与气压传动》复习资料及答案 液压传动试题 一、填空题 1.液压系统由动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和传动介质元件五部分组成。 2.节流阀通常采用薄壁小孔;其原因是通过它的流量与粘度无关,使流量受油温的变化较小。 3.液体在管道中流动时有两种流动状态,一种是层流,另一种是紊流。区分这两种流动状态的参数是雷诺数 4.在液压系统中,当压力油流过节流口、喷嘴或管道中狭窄缝隙时,由于流速会急剧增加,该处压力将急剧降低,这时有可能产生气穴。 5.液压马达把液压能能转换成机械能能,输出的主要参数是转速和转矩 6.液压泵的容积效率是该泵实际流量与理论流量的比值。 7.液压缸的泄漏主要是由压力差和间隙造成的。 8.外啮合齿轮泵中,最为严重的泄漏途径是轴向间隙 9.和齿轮泵相比,柱塞泵的容积效率较高,输出功率大,抗污染能力差。 10.在旁油路节流调速回路中,确定溢流阀的 时应考虑克服最大负载所需要的压力,正常工作时溢流阀口处于 状态。 11.常用方向阀的操作方式有 、 、 等三种。 二、选择题 1.液压缸差动连接工作时,缸的( )。 A .运动速度增加了 B .压力增加了 C .运动速度减小了 D .压力减小了 2.液压缸差动连接工作时活塞杆的速度是( )。 A .2 4d Q v π= B .)(22 2d D Q v -=π C .2 4D Q v π= D .)(42 2d D Q -π 3.液压缸差动连接工作时作用力是( )。 A .)(2 2 2d D p F -=π B .2 2 d p F π= C .)(42 2d D p F -=π D .4 2d p F π= 4.在液压系统中,液压马达的机械效率是( )。 A .T M M ?= η B .M M M T T ?+=η C .T M M ?-=1η D .M M M T ?+?= η 5.在液压系统中,液压马达的容积效率是( )。 A .T Q Q ?- =1η B .T T Q Q Q ?-= η C .T Q Q ?=η D .Q Q Q T T ?+=η 6.液压系统的真空度应等于( )。 A .绝对压力与大气压力之差 B .大气压力与绝对压力之差 C .相对压力与大气压力之差 D .大气压力与相对压力之差 7.调速阀是用( )而成的。 A .节流阀和定差减压阀串联 B .节流阀和顺序阀串联 C .节流阀和定差减压阀并联 D .节流阀和顺序阀并联 8.若某三位换向阀的阀心在中间位置时,压力油与油缸两腔连通,回油封闭,则此阀的滑阀机能为( )。 A .P 型 B .Y 型 C .K 型 D .C 型 9.与节流阀相比较,调速阀的显著特点是( )。 A .流量稳定性好 B .结构简单,成本低 C .调节范围大 D .最小压差的限制较小 10.双作用叶片泵配流盘上的三角槽是为使( )。 A .叶片底部和顶部的液体压力相互平衡 B .吸油区过来的密封容积进入压油区时,避免压力突变,减少流量脉动 C .转子和叶片能自由旋转,使它们与配流盘之间保持一定的间隙 D .叶片在转子槽中作径向运动时速度没有突变,而减小叶片泵的冲击 11.采用卸荷回路是为了( )。 A .减小流量损失 B .减小压力损失 C .减小功率损失 D .提高系统发热 12.设图中回路各阀的调整压力为 1p >2p >3p ,那么回路能实现( ) 调压。 A .一级 B .二级 C .三级 D .四级 三 简答题 1. 液压冲击产生的原因。 2. 溢流阀与减压阀的区别。 3. 进油节流调速回路与回油节流调

液压控制系统课后题答案

1、为什么把液压控制阀称为液压放大元件? 答:因为液压控制阀将输入的机械信号(位移)转换为液压信号(压力、流量)输出,并进行功率放大,移动阀芯所需要的信号功率很小,而系统的输出功率却可以很大。 2、什么是理想滑阀?什么是实际滑阀? 答:理想滑阀是指径向间隙为零,工作边锐利的滑阀。实际滑阀是指有径向间隙,同时阀口工作边也不可避免地存在小圆角的滑阀。 3、什么叫阀的工作点?零位工作点的条件是什么? 答:阀的工作点是指压力-流量曲线上的点,即稳态情况下,负载压力为p L , 阀位移x V 时,阀的负载流量为q L 的位置。零位工作点的条件是 q=p=x=0 L L V 。 4、在计算系统稳定性、响应特性和稳态误差时,应如何选定阀的系数?为什么? 答:流量增益 q q = x L V K ? ? ,为放大倍数,直接影响系统的开环增益。流量-压力系 数 c q =- p L L K ? ? ,直接影响阀控执行元件的阻尼比和速度刚度。压力增益 p p = x L V K ? ? ,表示阀控执行元件组合启动大惯量或大摩擦力负载的能力,当各系 数增大时对系统的影响如下表所示。 稳定性响应特 性稳态误差 q K c K p K 5、什么是稳态液动力?什么是瞬态液动力? 答:稳态液动力是指,在阀口开度一定的稳定流动情况下,液流对阀芯的反作用力。瞬态液动力是指,在阀芯运动过程中,阀开口量变化使通过阀口的流量发生变化,引起阀腔内液流速度随时间变化,其动量变化对阀芯产生的反作用力。 6、什么叫液压动力元件?有哪些控制方式?有几种基本组成类型? 答:液压动力元件(或称为液压动力机构)是由液压放大元件(液压控制元件)和液压执行元件组成的。控制方式可以是液压控制阀,也可以是伺服变量泵。有四种基本形式的液压动力元件:阀控液压缸、阀控液压马达、泵控液压缸和泵控液压马达。 7、何谓液压弹簧刚度?为什么要把液压弹簧刚度理解为动态刚度? 答:液压弹簧刚度 2 e p h t 4A K V β =,它是液压缸两腔完全封闭由于液体的压缩性所

液压传动练习题及答案

液压传动第一章练习题 一、填空题 1、液压传动的工作原理是( )定律。即密封容积中的液体既可以传递( ),又可以传递( )。 2、液体传动是主要利用( )能的液体传动。 3、传动机构通常分为( )、( )、( )。 4、液压传动由四部分组成即( )、( )、( )、( ) 其中()和()为能量转换装置。 二、单项选择题 1.液压系统中的压力取决于()。 (A)负载(B)流量(C)速度(D)溢流阀 2.液压传动装置的组成部分中,()为能量转换装置。 (A)控制元件、辅助元件(B)动力元件、执行元件 (C)泵和阀(D)油缸和马达 3、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 4、液压传动主要利用()的液体传动。 (A)机械能(B)液体压力能(C)电能(D)气压能 5.液压传动()在传动比要求严格的场合采用。 (A)适宜于(B)不宜于(C)以上都不对 6.将液体的压力能转换为旋转运动机械能的液压执行元件是( )。 (A)液压泵(B)液压马达(C)液压缸(D)控制阀 7.以下选项中,()不是液压传动的优点 (A)操纵控制方便,可实现大范围的无级调速(B)可自动实现过载保护。 (C)容易实现机器的自动化(D)适宜在很高或很低的温度条件下工作。 8.以下选项中,()是液压传动的优点 (A)可自动实现过载保护。(B)能得到严格的定比传动。 (C)液压传动出故障时容易找出原因。(D)适宜在很高或很低的温度条件下工作。 9.将机械能转换为液体的压力能的液压执行元件是( )。 (A)液压泵(B)液压马达(C)液压缸(D)控制阀 10.属于液压执行装置的是()。 (A)液压泵(B)压力阀(C)液压马达(D)滤油器 三、多项选择题 1.以下哪些是液压传动的组成部分()。 (A)液压泵(B)执行元件(C)控制元件(D)辅助元件 2. 液体传动是以液体为工作介质的流体传动。包括()和()。 (A)液力传动(B)液压传动(C)液压传动(D)机械传动 3.传动机构通常分为( )。 (A)机械传动(B)电气传动(C)流体传动(D)原动机 4.与机械传动、电气传动相比,以下哪些是液压传动的优点()。 (A)液压传动的各种元件,可根据需要方便、灵活地来布置; (B)重量轻、体积小、运动惯性小、反应速度快; (C)可自动实现过载保护。 (D)一般采用矿物油为工作介质,相对运动面可行润滑使用寿命长; (E)很容易实现直线运动; 四、判断题

液压控制系统王春行版课后题答案模板

液压控制系统王春行版课后题答案

第二章 思考题 1、为什么把液压控制阀称为液压放大元件? 答:因为液压控制阀将输入的机械信号(位移)转换为液压信号(压力、流量)输出,并进行功率放大,移动阀芯所需要的信号功率很小,而系统的输出功率却能够很大。 2、什么是理想滑阀?什么是实际滑阀? 答:理想滑阀是指径向间隙为零,工作边锐利的滑阀。 实际滑阀是指有径向间隙,同时阀口工作边也不可避免地存在小圆角的滑阀。 4、什么叫阀的工作点?零位工作点的条件是什么? 答:阀的工作点是指压力-流量曲线上的点,即稳态情况下,负载 压力为p L ,阀位移x V 时,阀的负载流量为q L 的位置。 零位工作点的条件是q=p=x=0 L L V 。 5、在计算系统稳定性、响应特性和稳态误差时,应如何选定阀的系数?为什么? 答:流量增益 q q = x L V K ? ? ,为放大倍数,直接影响系统的开环增益。 流量-压力系数 c q =- p L L K ? ? ,直接影响阀控执行元件的阻尼比和 速度刚度。 压力增益 p p = x L V K ? ? ,表示阀控执行元件组合启动大惯量或大摩 擦力负载的能力

当各系数增大时对系统的影响如下表所示。 7、径向间隙对零开口滑阀的静态特性有什么影响?为什么要研究实际零开口滑阀的泄漏特性? 答:理想零开口滑阀c0=0K ,p0=K ∞,而实际零开口滑阀由于径向间隙的影响,存在泄漏流量2c c0r =32W K πμ ,p0c K ,两者相差 很大。 理想零开口滑阀实际零开口滑阀因有径向间隙和工作边的小圆角,存在泄漏,泄漏特性决定了阀的性能,用泄漏流量曲线能够度量阀芯在中位时的液压功率损失大小,用中位泄漏流量曲线来判断阀的加工配合质量。 9、什么是稳态液动力?什么是瞬态液动力? 答:稳态液动力是指,在阀口开度一定的稳定流动情况下,液流对阀芯的反作用力。 瞬态液动力是指,在阀芯运动过程中,阀开口量变化使经过阀口的流量发生变化,引起阀腔内液流速度随时间变化,其动量变化对阀芯产生的反作用力。

液压系统基础知识大全液压系统的组成及其作用一个完整的液压系统

液压系统基础知识大全 液压系统的组成及其作用 一个完整的液压系统由五个部分组成,即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件(附件)和液压油。 动力元件的作用是将原动机的机械能转换成液体的压力能,指液压系统中的油泵,它向整个液压系统提供动力。液压泵的结构形式一般有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵。 执行元件(如液压缸和液压马达)的作用是将液体的压力能转换为机械能,驱动负载作直线往复运动或回转运动。 控制元件(即各种液压阀)在液压系统中控制和调节液体的压力、流量和方向。根据控制功能的不同,液压阀可分为村力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。压力控制阀又分为益流阀(安全阀)、减压阀、顺序阀、压力继电器等;流量控制阀包括节流阀、调整阀、分流集流阀等;方向控制阀包括单向阀、液控单向阀、梭阀、换向阀等。根据控制方式不同,液压阀可分为开关式控制阀、定值控制阀和比例控制阀。 辅助元件包括油箱、滤油器、油管及管接头、密封圈、快换接头、高压球阀、胶管总成、测压接头、压力表、油位油温计等。 液压油是液压系统中传递能量的工作介质,有各种矿物油、乳化液和合成型液压油等几大类。 液压系统结构

液压系统由信号控制和液压动力两部分组成,信号控制部分用于驱动液压动力部分中的控制阀动作。 液压动力部分采用回路图方式表示,以表明不同功能元件之间的相互关系。液压源含有液压泵、电动机和液压辅助元件;液压控制部分含有各种控制阀,其用于控制工作油液的流量、压力和方向;执行部分含有液压缸或液压马达,其可按实际要求来选择。 在分析和设计实际任务时,一般采用方框图显示设备中实际运行状况。空心箭头表示信号流,而实心箭头则表示能量流。 基本液压回路中的动作顺序—控制元件(二位四通换向阀)的换向和弹簧复位、执行元件(双作用液压缸)的伸出和回缩以及溢流阀的开启和关闭。对于执行元件和控制元件,演示文稿都是基于相应回路图符号,这也为介绍回路图符号作了准备。 根据系统工作原理,您可对所有回路依次进行编号。如果第一个执行元件编号为0,则与其相关的控制元件标识符则为1。如果与执行元件伸出相对应的元件标识符为偶数,则与执行元件回缩相对应的元件标识符则为奇数。不仅应对液压回路进行编号,也应对实际设备进行编号,以便发现系统故障。 DIN ISO1219-2标准定义了元件的编号组成,其包括下面四个部分:设备编号、回路编号、元件标识符和元件编号。如果整个系统仅有一种设备,则可省略设备编号。 实际中,另一种编号方式就是对液压系统中所有元件进行连续编号,此时,元件编号应该与元件列表中编号相一致。这种方法特别适用于复杂液压控制系统,每个控制回路都与其系统编号相对应 国产液压系统的发展 目前我国液压技术缺少技术交流,液压产品大部分都是用国外的液压技术加工回来的,液压英才网提醒大家发展国产液压技术振兴国产液压系统技术。 其实不然,近几年国内液压技术有很大的提高,如派瑞克等公司都有很强的实力。 液压附件: 目前在世界上,做附件较好的有: 派克(美国)、伊顿(美国)颇尔(美国) 西德福(德国)、贺德克(德国)、EMB(德国)等 国内较好的有: 旭展液压、欧际、意图奇、恒通液压、依格等 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。 1795年英国约瑟夫·布拉曼(Joseph Braman,1749-1814),在伦敦用水作为工作介质,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。

液压控制系统王春行版课后题答案

液压控制系统王春行版 课后题答案 Document number【980KGB-6898YT-769T8CB-246UT-18GG08】

第二章 思考题 1、为什么把液压控制阀称为液压放大元件 答:因为液压控制阀将输入的机械信号(位移)转换为液压信号(压力、流量)输出,并进行功率放大,移动阀芯所需要的信号功率很小,而系统的输出功率却可以很大。 2、什么是理想滑阀什么是实际滑阀 答:理想滑阀是指径向间隙为零,工作边锐利的滑阀。 实际滑阀是指有径向间隙,同时阀口工作边也不可避免地存在小圆角的滑阀。 4、什么叫阀的工作点零位工作点的条件是什么 答:阀的工作点是指压力-流量曲线上的点,即稳态情况下,负载压力为p L , 阀位移x V 时,阀的负载流量为q L 的位置。 零位工作点的条件是q=p=x=0 L L V 。 5、在计算系统稳定性、响应特性和稳态误差时,应如何选定阀的系数为什么 答:流量增益 q q = x L V K ? ? ,为放大倍数,直接影响系统的开环增益。 流量-压力系数 c q =- p L L K ? ? ,直接影响阀控执行元件的阻尼比和速度刚度。 压力增益 p p = x L V K ? ? ,表示阀控执行元件组合启动大惯量或大摩擦力负载的 能力 当各系数增大时对系统的影响如下表所示。 7、径向间隙对零开口滑阀的静态特性有什么影响为什么要研究实际零开口滑阀的泄漏特性

答:理想零开口滑阀c0=0K ,p0=K ∞,而实际零开口滑阀由于径向间隙的影 响,存在泄漏流量2c c0r = 32W K πμ ,p0c =K ,两者相差很大。 理想零开口滑阀实际零开口滑阀因有径向间隙和工作边的小圆角,存在泄漏,泄漏特性决定了阀的性能,用泄漏流量曲线可以度量阀芯在中位时的液压功率损失大小,用中位泄漏流量曲线来判断阀的加工配合质量。 9、什么是稳态液动力什么是瞬态液动力 答:稳态液动力是指,在阀口开度一定的稳定流动情况下,液流对阀芯的反作用力。 瞬态液动力是指,在阀芯运动过程中,阀开口量变化使通过阀口的流量发生变化,引起阀腔内液流速度随时间变化,其动量变化对阀芯产生的反作用力。 习题 1、有一零开口全周通油的四边滑阀,其直径-3d=810m ?,径向间隙 -6c r =510m ?,供油压力5s p =7010a P ?,采用10号航空液压油在40C 。工作,流 量系数d C =0.62,求阀的零位系数。 解:零开口四边滑阀的零位系数为: 零位流量增益 q0d K C =零位流量-压力系数 2c c0r 32W K πμ = 零位压力增益 p0c K = 将数据代入得 2q0 1.4m s K = 123c0 4.410m s a K P -=?? 11p0 3.1710a m K P =?

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