3.1液压泵和液压缸汇总
3液压缸解读

液压缸液压缸(又称油缸)是液压系统中常用的一种执行元件,是把液体的压力能转变为机械能的装置,主要用于实现机构的直线往复运动,也可以实现摆动,其结构简单,工作可靠,应用广泛。
3.1 液压缸的类型及特点液压缸可按运动方式、作用方式、结构形式的不同进行分类,其常见种类如下。
3.1.1活塞式液压缸活塞式液压缸可分为双杆式和单杆式两种结构形式,其安装又有缸筒固定和活塞杆固定两种方式。
3.1.1.1双杆活塞液压缸双活塞杆液压缸的活塞两端都带有活塞杆,分为缸体固定和活塞杆固定两种安装形式,如图3.1所示。
图3.1 双活塞杆液压缸安装方式简图因为双活塞杆液压缸的两活塞杆直径相等,所以当输入流量和油液压力不变时,其往返运动速度和推力相等。
则缸的运动速度V 和推力F 分别为:)(422d D q A q v v -==πη (3.1)m p p d D F ηπ))((42122--= (3.2)式中: 1p 、2p --分别为缸的进、回油压力;v η、m η--分别为缸的容积效率和机械效率;D 、d--分别为活塞直径和活塞杆直径;q--输入流量;A--活塞有效工作面积。
这种液压缸常用于要求往返运动速度相同的场合。
3.1.1.2单活塞杆液压缸单活塞杆液压缸的活塞仅一端带有活塞杆,活塞双向运动可以获得不同的速度和输出力,其简图及油路连接方式如图3.2所示。
(1)当无杆腔进油时[图3.2(a )],活塞的运动速度1v 和推力1F 分别为v v D q A q v ηπη2114== (3.3)m m p d D p D A p A p F ηπη])([4)(2221222111--=-= (3.4)(2)当有杆腔进油时[图3.2(b)],活塞的运动速度2v 和推力2F 分别为v v d D q A q v ηπη)(42222-==(3.5)m m p D p d D A p A p F ηπη])[(4)(2212211222--=-= (3.6)式中符号意义同式(3.1)、式(3.2)。
第三章 液压泵

3.6 航空液压泵的特性及选用
3.6.1、液压泵的气穴
广义地说,在某一温度下当油泵吸油腔压力降 低到空气分离压以下时,混溶与油中的空气就分离 出来形成气泡;而当吸油压力继续降低到该温度的 饱和蒸汽压力以下时,油液便汽化沸腾,形成大量 的气泡,这些现象统称为气穴现象。
3.6.1、液压泵的气穴
当气(汽)泡被带到高压油腔时,在高压作用 下,气(汽)泡便急剧溃灭或急剧缩小体积, 从而产生局部液压冲击现象,引起零件表面 的剥蚀损坏,表现为气蚀现象;同时也使得 泵的输出压力不稳定,影响设备正常工作。
3.6.4、液压泵的性能比较及选用
设计液压系统时,应根据所要求的工作情况合 理选择液压泵。
外啮合齿轮泵实物结构
内啮合齿轮泵实物结构
单作用式叶片泵
双作用叶片泵
单柱塞式液压泵
径向柱塞泵
通过齿轮端面与端盖之间的轴向间隙;
轮齿啮合线处的接触间隙。
因此,普通齿轮泵的容积效率比较低,输出压力也 不易提高。在高压齿轮泵中,一般都使用轴向间隙 补偿装置以减少轴向泄漏,提高其容积效率。
3、径向力不平衡
1.齿轮受到来自压油腔 高压油的油压力作用;
2.压油腔的油液沿泵体 内孔和齿顶圆之间的径 向间隙向吸油腔泄漏时, 其油压力是递减的,也 作用于齿轮上。
3.4.5、柱塞泵优缺点及选用
优点:
1、工作压力、容积效率及总效率均最高; 2、可传输的功率最大; 3、较宽的转速范围; 4、较长的使用寿命及功率密度高; 5、良好的双向变量能力。
3.4.5、柱塞泵优缺点及选用
缺点:
1、对介质洁净度要求较苛刻; 2、流量脉动较大,噪声较高; 3、结构较复杂,造价高,维修困难。
排量和流量
3.1 液压缸的分类和特点

2.双作用 液压力可使液压缸实现两个方 向的运动。
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一、活塞缸
活塞缸的分类 :
按伸出活塞杆不同可分为:双杆、 单杆、无杆 。
按固定方式不同可分:为缸体固定、 活塞杆固定。
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1.双活塞杆缸
(1)工作原理
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活塞缸输出力和速度计算 F = pA
F = (D2 d2)p
4
v
q A
4q
(D2 d 2)
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(2)特点和应用
1)特点:因两腔面积相等, 压力 相同时,输出力相等,流量相同时, 速度相等。即具有等输出力等速度 特性。 2)应用: 常用于往复运动速度和负 载相同的场合,如磨床。
压缸的运动速度大小和方向,输出力
的大小和方向。
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解:(1)无杆腔进油
F1
A1p
4
(100 103 )2 5 106
=3.9 104=39kN
v1
q A1
4q
D 2
4 40 103 60 (100 103 )2
0.018m / s
运动方向由无杆腔向有杆腔运动,输出力方向和运动 方向相同。
(2)单杆活塞缸的特点
两腔面积不等,A1 > A2 压力相同 时,输出力不等 。流量相同时,速 度不等 。即不具有等输出力等速 度特性。
常把无杆腔进油作为工作行程, 把杆腔进油作为空载退回行程。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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(3)差动连接式液压缸
第三章 液压泵

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双作用叶片泵
结构组成 – 定子 其内环由两段大半径R 圆弧、两段小半 径 r 圆弧和四段过渡曲线组成 – 转子 铣有Z个叶片槽,且与定子同心,宽度 为b – 叶片 在叶片槽内能自由滑动 – 左、右配流盘 开有对称布置的吸、压油窗口 – 传动轴
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工作原理 (动画) • 当转子依顺时针方向旋转时,左上角和右下角的 叶片向转子外伸出,使密封工作腔容积逐渐增大, 形成局部真空,于是经配油盘上相应的腰形窗口 将油吸入,实现吸油过程;右上角和左下角的叶 片向转子内缩进,使密封工作腔容积逐渐缩小, 原来吸入的油液受挤压后经配油盘上相应的窗口 压入系统,实现排油过程。在吸、压油窗口之间 有一段封油区将它们隔开,避免吸、排油口互相 窜通。 排量公式
工作原理是柱塞在液压缸内作往复运动来实现吸 油和压油。与齿轮泵和叶片泵相比,该泵能以最 小的尺寸和最小的重量供给最大的动力,为一种 高效率的泵,但制造成本相对较高,该泵用于高 压、大流量、大功率的场合。它可分为轴向式和 径向式两种形式。 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。
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2.3叶片液压泵
• 叶片泵分为双作用叶片泵和单作用叶片泵。双作 用叶片泵只能作定量泵用,单作用叶片泵可作变 量泵用。 • 双作用叶片泵因转子旋转一周,叶片在转子叶片 槽内滑动两次,完成两次吸油和压油而得名。 • 单作用叶片泵转子每转一周,吸、压油各一次, 故称为单作用。
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液压泵的图形符号
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2.2 齿轮泵
• 齿轮泵是利用齿轮啮合原理工作的,根据啮合形 式不同分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵。
常用液压知识点总结

常用液压知识点总结液压系统主要由以下几部分组成:液压泵、液压控制阀、执行元件(液压缸、液压马达等)、储油装置、管路组件和附件等。
本文将对液压系统中的一些常用知识点进行总结,包括液压泵、液压缸、液压控制阀、液压传动、液压油、液压动力、液压缸的工作原理等方面的知识点。
一、液压泵液压泵是液压系统中的动力源,它是将机械能转换成液压能的设备。
液压泵主要有齿轮泵、齿条泵、涡轮泵、柱塞泵和螺杆泵等几种类型。
1. 齿轮泵齿轮泵是最简单的液压泵,它由双齿轮组成,通过旋转相对方向的两个齿轮来吸入、挤压和泵出液体。
齿轮泵的优点是结构简单、价格低廉,但由于齿轮与壳体之间的间隙,使得密封性差,易造成泄漏。
2. 齿条泵齿条泵是通过齿轮驱动一个或多个齿条在油箱内做往复运动,从而产生液压能。
齿条泵的结构紧凑,所需的转速较高,但输出脉动小。
3. 涡轮泵涡轮泵是一种离心泵,通过高速旋转的叶轮来形成离心力,将液体压送出去。
涡轮泵可以提供较高的流量,适用于大型机械设备。
4. 柱塞泵柱塞泵是一种高压泵,通过柱塞在缸内往复运动来产生液压能。
柱塞泵具有可调的输出量和流量,适用于高压液压系统。
5. 螺杆泵螺杆泵是一种容积变化泵,通过螺杆的旋转来改变泵腔内的容积,从而将液体压送出去。
螺杆泵适用于高黏度液体的输送,但结构复杂,价格较高。
二、液压缸液压缸是液压系统中的执行元件,通常用于产生直线运动。
液压缸主要由缸体、活塞、活塞杆和密封件等部件组成。
1. 液压缸的工作原理液压缸是通过液压系统中的液压能来产生机械运动的设备。
当液压油驱动活塞在缸内做往复运动时,产生直线运动的动力。
液压缸的工作原理是利用液体在缸内的压力来产生机械力,由于活塞的运动,实现对外部负载的推拉操作。
2. 液压缸的种类液压缸主要分为单作用液压缸和双作用液压缸两种。
单作用液压缸是只在一侧施加压力,另一侧自由放气,只能产生单向推动力,适用于需要单向行程的操作。
双作用液压缸是两侧都可以施加压力,可以产生双向推拉力,适用于需要双向行程的操作。
液压泵和液压马达原理

结束
§3-2 柱塞泵
在第一节所述单柱塞泵中,凸轮使泵 在半周内吸油,半周内排油。因此泵排出 的流量是脉动的,它所驱动的液压缸或液 压马达的运动速度是不均匀的。所以无论 是泵或马达总是做成多柱塞的。常用的多 柱塞泵有径向式和轴向式两大类。
一、径向柱塞泵 二、轴向柱塞泵
1.径向柱塞泵的工作原理 图为径向柱塞泵的工作原理。之所以称为径 向柱塞泵是因为有多个柱塞径向地配置在一个共 同的缸体3内。缸体由电动机带动旋转,柱塞要靠 离心力耍出,但其顶部被定 子2的内壁所限制。定子2是 一个与缸体偏心放置的圆环。 因此,当缸体旋转时柱塞目 前生产中应用不广。
泵的转子K及其轴承上会受到不平衡的液 压力,大小为: P=pBD 式中 P—转子受到的不平衡液压力; p—泵的工作压力; B—定子的宽度; D—定子内直径。 计算泵的几何排量为: q=B[(R+e)2-(R-e)2]=4BRe=2Bde 理论流量为: QT=2Bde 式中 R—定子内半径; e—定子与转子的偏心量;
泵的摩擦损失由两部分组成
容积损失 主要是液压泵内部泄漏造成的流量 损失。容积损失的大小用容积效率表征PV 机械损失 指液压泵内流体粘性和机械摩擦 造成的转矩损失。机械损失的大小用机械效 率表征Pm Pm=MT/MP 液压泵的总效率 泵的总效率是泵的输出功率 与输入功率之比 P=Pm.PV
实际上叶片有一定厚度,叶片所占的空间减 小了密封工作容腔的容积。因此转子每转因叶片 所占体积而造成的排量损失为
式中,s—叶片厚度;θ—叶片倾角。
因此,双作用叶片泵的实际排量为
双作用叶片泵的实际输出流量为
式中,n—叶片泵的转速,ηpv—叶片泵的容积效率 。 叶片泵的流量脉动很小。理论研究表明,当叶 片数为4的倍数时流量脉动率最小,所以双作用叶 片泵的叶片数一般取12或16。
液压传动总结

2)输入功率Ppi 实际驱动泵轴所需要的机械功率。 Ppi Tp p 2n pTp 3)输出功率Ppo 泵实际输出的流量与泵进出口压差的乘积。 Ppo p p q p p p q p
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5、效率 容积损失:因泄漏而产生的能量损失; 机械损失:因摩擦而产生的能量损失。 1)容积效率 液压泵的输出功率与理论功率之比,即实际流量与理 论流量之比。 Ppo ppqp qp q p q p pv 1 1 Ppt p p q pt q pt q pt Vp np
q p k1 p p
k1——泵的泄漏系数
pv 1
k1 p p Vpnp
16
2)机械效率 泵的理论功率与输入功率之比,即所需要的理论转矩 与实际转矩之比。 P ,q Ppt T pt p T pt pm Ppi T p p T p 3)总效率 p ,q D 泵的输出功率与输入功 T , T , 率之比。 Ppo p pv pm Ppi
2
§1.1 液压传动系统的工作原理和组成 液压系统是以有压液体作为工作介质进行能量转换 的系统,可在动力源与工作点之间传递能量。 液压传动中两个重要结论: 1、(执行元件液动机)的工作速度取决于输入该元 件的流量。 2、系统工作压力取决于负载(并联负载中的最小 值)。
3
§1.1 液压传动系统的工作原理和组成
斜盘 传动轴 滑履 柱塞 缸体
泵体
配流盘
21
斜轴式柱塞泵结构
万向传动轴 柱塞缸 连 油窗
吸入 油窗
22
斜轴式轴向柱塞泵工作原理
排油窗覆盖区柱塞在 万向轴 球窝盘压迫下沿箭头 方向回缩将油液排出 轴颈(装轴承) 输入轴端
吸油窗
第三讲.液压泵、马达

qt=V.n· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · (3-1)
3.2.3容积效率、机械效率和总效率
※引入:由于液压泵存在泄漏和各种摩擦,所以泵在能量转换 过程中是有损失的,即输出功率小于输入功率,两者之间 的差值即为功率损失,功率损失表现为容积损失和机械损 失,功率损失可用效率来表示。 (1)容积效率。容积损失是由于泵存在泄漏(泄漏流量为△q) 所造成的,所以泵的实际流量小于理论流量qt。实际流量可 表示为
1)直轴式(斜盘式)轴向柱塞泵
2)斜轴式轴向柱塞泵
5.液压泵的职能符号 液压泵的职能符号如图2-14所示。
表2-1列出了最常用泵的各种性能值
§3.4液压泵与电动机参数的选用
1.液压泵的选用 ※先根据液压泵的性能要求来选定液压泵的类型, 再根据液压泵所应保证的压力和流量来确定它的 具体规格。 ※液压泵的工作压力是根据执行元件的最大工作压 力来确定的,考虑到压力损失,泵的最大工作压 力可按下式计算: P泵≥K压· P缸 式中:P泵表示液压泵所需提供的压力(Pa);K压表示 系统中压力损失系数,一般取1.3—1.5;P缸表示 液压缸中所需的最大工作压力(Pa)。
※液压泵的输出流量取决于系统所需最大流量及泄漏量,即:
Q泵 ≥ K流Q缸 式中:Q泵表示液压泵所需输出的流量(m3/min); K流表示系统的泄漏系数,一般取1.1---1.3;Q缸表示液压缸 所需提供的最大流量(m3/min)。
※在P泵和Q泵求出以后,就可选择液压泵的规格,选择时应
使实际选用泵的额定压力大于所求出的P泵值,通常大于 25%.泵的额定流量一般略大于或等于所求出的Q泵 值。 2.电动机参数的选择
q= qt。- △q· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · (3-2) 容积损失可用容积效率ηv来表示,它等于泵的实际流量与理论
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三、液压泵分类
按泵的结构分类: 齿轮泵
液压泵
叶片泵
柱塞泵 定量泵 按泵的排量分类: 变量泵
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四、泵的符号 1. 基本符号是一个圆 圈,圆圈内有一方向 朝外的黑三角形。 2. 三角形的顶端接排 油管道,在排油管道 的对面画的是吸油管 道。
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(2)理论流量qt:无泄漏情况下,单位时间内所能输出的液体 体积(m3/s)。 理论流量 qt=Vn 其中,n是泵轴转速(r/s)
(3)实际流量qv:泵在工作时实际输出的流量。由于泵存在 泄漏,所以泵的实际流量小于理论流量。
qv<qt
(4)额定流量:在额定转速及额定压力下泵输出的流量。
中高压
>80-160
高压
>160-320
超高压
>320
2.流量
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{
(1)理论流量 (2)实际流量 (3)额定流量
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(1)排量:(用V表示):在不考虑泄漏的情况下,液压泵每 转一周,理论上计算所排出的液体体积。
大小取决于泵的密封工作腔的几何尺寸,是泵的结构参数。 单位:m3/r或l/r。
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(2)单杆活塞缸 单杆活塞缸只有一端带活塞杆
动画
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3.液压缸的符号 液压缸的符号是一表示缸筒的简单矩形, 其中的T形物表示活塞和活塞杆。
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特点: 1) 两腔面积不等,A1 > A2 2) 压力相同时,推力不等 流量相同时,速度不等
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单杆活塞液压缸
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本节小结
通过本节的学习要明确以下几点: 1.液压泵是液压系统的能源装置。 2.液压缸是液压系统的执行元件。 3.液压泵的工作原理。
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课堂练习: 1.液压缸是将 能转变为 能,用来实现 运动的执行元件。 2.液压泵能实现吸油和压油,是由于泵的 变化。 A、动能; B、压力能; C、密封容积;D、流动方向
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课后作业题
课本P39 一、问答题 2 、3 课本P40 二、填空题
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谢谢您的聆听!
Thanks for your time!
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(2)额定压力(公称压力、铭牌压力)
在泵的铭牌上所标的都是指泵的额定压力,是指液压泵能够 正常工作的最大工作压力,是在正常工作时不允许超过的压 力值。
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机械工业部,泵压力分级:
A级 B级 C级 D级 E级
压力分级
压力范围 /105Pa
低压
0-25
中压
>25-80
液压与气压传动
§3.1 液压泵与液压缸
一、教学目标
1.了解液压泵和液压缸的工作原理及主要性能 参数。 2.了解液压泵和液压缸的图形符号。
二、教学重点
掌握液压泵的工作原理
三、教学难点
理解液压泵和液压缸主要性能参数
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复习
问题: 1. 液压传动系统有哪几部分组成?
由能源装置﹑执行装置﹑控制调节装置﹑辅 助装置和工作介质组成。
3. 所以三角形也表示 流动方向。
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4.通过绘制一条 45°通过圆圈的 箭头来表示变量 泵。
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五、液压泵的基本参数 (1)工作压力 1.压力 (2)额定压力
{
(1)工作压力
液压泵的工作压力是指泵工作时所输出的油液的实际压力 (指泵出口处的压力pB)。 压力大小取决于负载的大小。
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第一节
液压泵与液压缸的工作原理及性能参数
1.什么是泵?
和我们的心脏一样, 心脏输送全身血液, 泵则是液压系统的心 脏。泵使油液运动并 使油液进入工作状。
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一、液压泵 1 .功用: 液压泵是液压系统的能源装置,起着向系 统提供压力油的作用,是液压系统里面的 核心元件。 液压泵将电动机的机械能转化为液体的压 力能,是一种能量转化装置。
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(1)液压泵工作过程
1——偏心轮
2——柱塞
3——泵体
4——弹簧
5、6—单向阀
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吸油: 密封容积增 大,产生真 空。 压油: 密 封容积减小, 油液被迫压 出。
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结论: • 液压泵是靠密闭容积 的变化来吸油和压油 的,这种泵称为容积 式泵。(泵的工作原 理) • 吸油口和压油口在泵 内被隔开。
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2.液压泵的工作原理
泵:能量转换装置。 泵的作用——把机械能转化为液压能(压力能)。 即向液压系统提供工作所需要的具有一定(能量)压力和流 量的液压油,从而驱动系统中的各液压执行装置完成各种规 定的动作。 泵由电动机来带动。
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{
单杆活塞缸
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(1) .双杆活塞缸 双杆活塞缸活塞两侧都有活塞杆伸出。
动画
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双杆活塞液压缸
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特点:1) 两腔面积相等; 2) 压力相同时,推力相等, 流量相同时,速度相等。 工作过程:左腔进油,右腔回油,缸体左 移。 右腔进油,左腔回油,缸体右移。
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二 液压缸
1.概要
与液压泵相比,液压缸以相反的方式工作 。液压泵驱动液压油,而液压缸则被液压 油驱动。液压缸将液压能转换成机械能进 行工作,输出直线运动或摆动。
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2、液压缸分类
分类
{
按结构特点分
按作用方式分
{ {
活塞缸
双杆活塞缸 柱塞缸 摆动缸 单作用液压缸 双作用液压缸
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为什么吸压油口 要分开呢?
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(2)液压泵正常工作的基本条件
⑴应具有密闭容积,且密闭容积能交替变化。当工作容积增大
时,完成吸油过程;当工作容积减小时, 完成压油过程。
⑵具有相应的配油机构,将吸油
过程与压油过程分开;
⑶油箱必须与大气相通。
为什么油箱必须 与大气相通?