液压传动第四章
液压传动与控制第4章
在作动筒主活塞前后各有一个直径比主活塞略小的缓冲 凸台，当作动筒到达行程末端时，凸台将一部分油液封死， 被封闭的油液通过凸台与缸壁间的环形间隙流出，产生液压 阻力，减缓作动筒的速度，起到缓冲的作用。
✓ 节流阀缓冲
4.3.1 缓冲装置
图4.3.2 带单向节流阀的作动筒
图4.1.1 液压作动筒的工作原理 1—筒体；2—活塞；3—活塞杆；4—端盖；5—密封；6—进出管道
4.1.1 液压作动筒的基本原理和结构
结论：作动筒是利用液体压力来克服负载的（包括摩擦 力），利用液体流量维持运动速度。
输人作动筒的液体压力和流量是作动筒的输入参数， 是液压功率；作动筒的输出力和速度（或位移）是其输 出参数，是机械功率。
（a）缸体固定，活塞杆移动
（b）活塞杆固定，缸体移动
图4.1.2 双杆活塞缸
4.1.3 液压缸的基本类型和特点
A
A
F
p1
p2
因双杆液压缸的两端活塞杆直径相等，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。
液压缸活塞的实际推力
F
A(
p1
p2 )m
4
(D2
d
2 )(
p1
p2 )m
(4-15)
➢ 与非差动连接无杆腔进油工况相比，在输入油液压力和流量 都不变的条件下，活塞杆伸出速度较大而推力较小。差动连 接是在不增加液压泵容量和功率的情况下，实现系统快速运 动的有效方法。它的应用常见于组合机床和各类专用机床中。
➢ 在实际应用中，液压传动系统常通过控 制阀来改变单杆活塞缸的油路连接，使 它有不同的工作方式，从而获得快进 （差动连接）工进（无杆腔进油）快退 （有杆腔进油）的工作循环。
液压传动第四章
3
4.1.1
活塞式液压缸
1.单杆双作用活塞式液压缸
(1).结构 缸体、活塞、活塞杆、密封、缸盖等
中国地质大学远程教学
4
1.单杆双作用活塞式液压缸
(2).工作原理
无杆腔 进油腔
有杆腔
回油腔
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。
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3.缸筒长度L 缸筒长度L由最大工作行程长度加上各种结构需要来确定，即（一般缸 筒的长度最好不超过内径的20倍） ： L=l+B+A+M+C 式中： l为活塞的最大工作行程； B为活塞宽度，一般为(0.6-1)D; A为活塞杆导向长度，取(0.6-1.5)D; M为活塞杆密封长度，由密封方式定； C为其他长度。
液压缸的组成(续2）
3.密封装置
(a)间隙密封 (b)摩擦环密封
(c)O形圈密封
(d)V形圈密封
24
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4.2.2
液压缸的组成(续3）
4.缓冲装置
液压缸的缓冲装置 1—节流阀 中国地质大学远程教学
25
4.2.2
液压缸的组成(续4）
5.放气装置
放气装置 1—缸盖 2—放气小孔 3—缸体 中国地质大学远程教学
q v 3( A1 A 2 )
速度： v 3 推力：
q A1 A 2
q A杆
4q
d
F 3 pA 1 pA 2 p ( A 1 A 2 ) pA 杆 p
d
4
2
特点：v3 > v1 ；F3 < F1 。 结论 差动连接后，速度大，推力小
液压传动智慧树知到课后章节答案2023年下武汉科技大学
液压传动智慧树知到课后章节答案2023年下武汉科技大学武汉科技大学第一章测试1.液压传动跟机械传动、电气传动一样，是一种常用的传动方式，它是以气体为介质，利用气体的压力能来做功的一种传动方式。
答案:错2.一般液压传动系统由动力元件、放大元件、执行元件、辅助元件等几部分组成。
答案:错3.液压传动介质有石油基液压油和难燃合成液压油两大类。
答案:对4.液压系统的流量决定执行机构的推力，负载大小决定压力的高低。
答案:错5.液压传动系统由于具有执行机构输出推力大，设备布局方便等特点，常用于挖掘机、推土机、汽车起重机等工程机械。
答案:对6.某液压油牌号标记为L-HM-46，牌号中的L表示润滑剂类，H表示液压油类，M表示抗磨，46表示该油在40°时运动粘度为46厘斯。
答案:对7.难燃液压油包括：水-乙二醇、磷酸酯、油水乳化液、高水基液压液等。
答案:对8.液压油要求有：适当的粘度和良好的粘温特性；氧化安定性和剪切安定性好；抗乳化和抗泡沫性好。
答案:对9.由于油液可压缩和泄漏，不能保证严格的传动比，是液压传动的缺点之一。
答案:对10.液压油的粘度随温度升高而下降。
答案:对第二章测试1.流量可改变的液压泵称为变量泵。
答案:错2.双作用叶片泵因两个吸油窗口、两个压油窗口是对称布置，因此作用在转子和定子上的液压径向力平衡，轴承承受径向力小、寿命长。
答案:对3.液压泵产生困油现象的原因是：存在闭死容腔，且容腔容积大小发生变化。
答案:对4.斜轴式轴向柱塞泵通过改变缸体轴线与驱动轴的夹角进行变量。
答案:对5.斜盘式轴向柱塞泵的柱塞数为奇数时的流量脉动率比柱塞数为偶数时大。
答案:错6.高压齿轮泵采用间隙自动补偿结构是为了（）。
答案:减少内部泄漏7.下面哪种马达不属于低速大扭矩马达？答案:齿轮式马达8.下面哪个图形符号表示变量液压泵？答案:9.图示为限压式变量叶片泵的结构原理简图，请问序号为1的部件起什么作用？答案:限定最大排量10.图示为限压式变量叶片泵的压力--流量曲线，要改变曲线上PB点的位置，使其向右移，应该调哪个部件，怎么调节？答案:调节弹簧预压手柄，使弹簧预压紧力增大11.常用容积式液压泵有：答案:齿轮泵;叶片泵;柱塞泵12.图片为一齿轮泵打开后的照片，图中1、3、8序号引线所指的名称分别是（）、（）、（）。
液压与气压传动 第4章液压阀
（1）普通单向阀
• 普通单向阀的作用是使液体只能沿一个方向流动，不许它 反向倒流。 • 对单向阀的要求主要有： • ①通过液流时压力损失要小，而反向截止时密封性要好； • ②动作灵敏，工作时无撞击和噪声。 主要用途： 1) 选择液流方向。 2) 区分高低压油。 3) 保护泵正常工作（防止压力突然增高，反向传给泵，造 成反转或损坏）。 4) 泵停止供油时，保护缸中活塞的位置。 5) 作背压阀用，提高执行元件的运动平稳性（背压作用－ 保持低压回路的压力）。
按阀芯结构分类
按阀芯工作位置分类
滑阀式、球阀式、转阀式、锥阀式、截止式
二位、三位、四位、多位 二通、三通、四通、五通、多通
手动、机动、液动、气动、电磁动、电液动
按通路分类 按操纵方式分类
1、滑阀式换向阀
（1）换向阀的结构和工作原理
滑阀式换向阀是利用圆柱形状阀芯（其上开有特定的槽，形成有不同直径的 圆柱体组合）与阀套之间位置的改变来对执行机构进行方向控制的阀 。
3、按结构形式分类
(1)滑阀（或转阀）； (2)锥阀；
(3)球阀； (4)喷嘴挡板阀； (5)射流管阀。
4、按安装连接方式分类
（1）螺纹式（管式）: 阀的连接口用螺纹管接头与管道及其 它元件连接，它适用于简单系统。 （2）板式连接阀： 将板式阀用螺钉固定在连接板（或油 路板、集成块）上；
（3）集成块式连接：
（２)滑阀的中位机能
机能代号 中位位置时的滑阀状态
C
中位的图形符号 三位五通 三位四通
H
J
K Y
机能代号 中位位置时的滑阀状态
中位的图形符号
三位四通
三位五通
M
N
O P
U X
（3)换向阀的主要性能
液压传动课件
工作压力(MPa)
精度d(m)
0~2.5
100
14
25~50
14~32
25
32
10
21
5
6
4.1.2 过滤器的类型及特点
The Type and Characteristics of Filter
按滤芯的材料和结构形式，滤油器可分为网式 (Mesh Filter)、线隙式(Wire-wound Filter)、纸质滤 芯式(Pleated Paper Filter)、烧结式滤油器(Sintered Metal Filter)及磁性滤油器等。按滤油器安放的位置 不同，还可以分为吸滤器、压滤器和回油过滤器，考 虑到泵的自吸性能，吸油滤油器多为粗滤器。
线隙式滤油器如图4.2所 示，用铜线或铝线密绕在筒 形骨架的外部来组成滤芯， 依靠铜丝间的微小间隙滤除 混入液体中的杂质。其结构 简单、通流能力大、过滤精 度比网式滤油器高，但不易 清洗。多为回油过滤器。
图4.2 线隙式滤油器
9
1
(3) 纸质滤油器
Paper Filter
滤芯为微孔滤纸制 成的纸芯，将纸芯围绕 在带孔的镀锡铁做成的 骨架上，以增大强度。 为增加过滤面积，纸芯 一般做成折叠形。其过 滤精度较高，一般用于 油液的精过滤，但堵塞 后无法清洗。
(4.3)
用于保压时，气体压缩过程缓慢，与外界热交换得以充分 进行，可认为是等温变化过程，这时取n=1； 作辅助或应急动力源时，释放液体的时间短，热交换不充 分，这时可视为绝热过程，取n=1.4。
25
4.2.3.2 用来吸收冲击用时的容量计算
Calculating the Volume of Accumulator Used as Shock Absorber
飞机液压传动与控制第四章飞机液压执行装置
1.输出力
CAFUC
作动筒的输出力是指克服其内部各种阻力以后所发 出的机械力的大小。在理论上，可根据图4.1.l建立力的 平衡方程
p1 A = F + p2 A
则理论输出力表达式为
F = p1 A1 − p2 A2
式中,F为理论输出力；p1为供油压力；p2为回油压 力；A1为p1压力作用的有效面积；A2为p2压力作用的有效 面积。 由于活塞运动是具有摩擦阻力，所以其实际输出力 的表达式应为 式中，Psb 提高输出力措施！
§3 飞机液压执行装置
液压传动
16/25
4.3 飞机液压作动筒辅助元件 4.3.1 缓冲装置
CAFUC
缓冲装置：活塞速度大，部件质量大时，防止活塞终 点撞击，引起噪声、振动和损坏设备。 按原理分为：缝隙节流、节流阀、弹簧。 1.缝隙节流缓冲：活塞右端油液由节流孔间隙流出， 起缓冲作用。
↖
节流间隙
图4.3.1 带缝隙节流凸台的作动筒 §3 飞机液压执行装置 液压传动
图4.2-3 双向双杆作动筒 图 4.2.3 双向双杆作动筒 §3 飞机液压执行装置 液压传动
15/25
4.2 飞机的液压作动筒（液压缸） 4.2.3 液压缸典型结构举例
CAFUC
图4.2.4 单杆活塞缸结构 1—头侧端盖 2—活塞密封圈 3—活塞头 4—活塞杆 5—缸体 6—拉杆 7—活塞杆密封圈 8—杆侧端盖 9—防尘圈 10—泄油口 11—导向套 12—固定密 封圈 13—节流阀 14—单向阀
L = vt
v=
又由于
L = l − l1 − Δl
ηvQ
A
l 为作动筒的内腔长度；l1 为活塞厚度； l 为设计时为防 Δ 止活塞和顶盖碰撞而预留的行程余量，一般为5～20mm。
液压与气压传动技术第4章 液压控制阀
•
按安装连接形式分为： 管式连接 板式连接
叠加式连接
插装式连接
集成式连接
3、液压控制阀的性能参数
对于不同类型的各种液压控制阀，还可以用不同的参数表征其不同 的工作性能，一般有压力、流量的限制值，以及压力损失、开启压 力、允许背压、最小稳定流量等。同时，给出若干条特性曲线，供 使用者确定不同状态下的性能参数值。
图4-2 液控单向阀的工作原理图 a）内泄式液控单向阀 b）外泄式液控单向阀
液控单向阀的工作原理
双向液控单向阀：
常用于系统停止供油时而要求执行元件仍然保持锁紧的场合，通常 称为液压锁。
1-阀体
图4-3 双向液控单向阀 a）结构原理图 b）图形符号 2-控制活塞 3-卸压阀芯 4-锥阀芯
图4-4 液压锁（飞机襟翼收放系统） 1、4-阀芯 2、3、5、8-弹簧 6、7-活塞
二、方向控制阀
方向控制阀主要用来接通、关断或改变液压油的流动方向，从而控 制执行元件的起动、停止或改变其运动方向。它主要分为单向阀和 换向阀，单向阀有普通单向阀和液控单向阀两种，而换向阀的种类 很多、应用广泛。
1、单向阀
功用：控制油液单方向流动，又称为逆止阀或止回阀。。 结构组成： 阀体 阀芯 弹簧等
单向阀的应用：
用于泵的出口，防止系统中的压力冲击对泵造成影响； 隔开油路间不必要的联系，防止油路相互干扰；
作背压阀用（回油路上加背压阀），但背压不可调；
作旁路阀用； 桥式回路。
液控单向阀：是一种通入控制压力油后，便允许油液双向流动的单 向阀。它由单向阀和液控装置两部分组成。 油液反向流动时（由油口进油），进油压力通常很高，解决这个问 题的方法：①B油口压力很高，采用先导阀预先卸压，见图4-2a，这 种阀称内泄式液控单向阀。②A油口压力较高造成控制活塞背压较大， 采用外泄口回油降低背压，见图4-2b，这种阀称外泄式液控单向阀。
液压与气压传动第四章习题答案1
第四章习题答案4-1、填空题1.液压马达和液压缸是液压系统的（执行）装置，作用是将（液压）能转换为（机械）能。
2.对于差动液压缸，若使其往返速度相等，则活塞面积应为活塞杆面积的（2倍）。
3.当工作行程较长时，采用（柱塞） 缸较合适。
4.排气装置应设在液压缸的（最高）位置。
5.在液压缸中，为了减少活塞在终端的冲击，应采取（缓冲）措施。
4-2、问答题1.如果要使机床工作往复运动速度相同，应采用什么类型的液压缸？答：双杆活塞缸2.用理论流量和实际流量（q t 和q ）如何表示液压泵和液压马达的容积效率？用理论转距和实际转距(T t 和T)如何表示液压泵和液压马达的机械效率？请分别写出表达式。
液压泵的容积效率：t V q q =η 液压马达的容积效率：q q t v =η 液压泵的机械效率： T T t m =η 液压马达的机械效率：t m T T=η4-3、计算题1.已知某液压马达的排量V ＝250mL/r ，液压马达入口压力为p 1＝10.5MPa ，出口压力p 2＝1.0MPa ，其机械效率ηm ＝0.9，容积效率ηv ＝0.92，当输入流量q ＝22L/min 时，试求液压马达的实际转速n 和液压马达的输出转矩T 。
答案：81r/min ；340N ﹒m2.如图4－12所示，四种结构形式的液压缸，分别已知活塞（缸体）和活塞杆（柱塞）直径为D 、d ，如进入液压缸的流量为q ，压力为p ，试计算各缸产生的推力、速度大小并说明运动的方向。
答案：a ）4)(22d D p F -⋅=π；4)(22d D qv -=π；缸体左移b ）42d p F π⋅=；42d qv π=；缸体右移 c ）42D p F π⋅=； 42D qv π=；缸体右移d ）42d p F π⋅=；42d qv π=；缸体右移3.如图4－13所示，两个结构相同的液压缸串联，无杆腔的面积A 1＝100×10-4 m 2，有杆腔的面积A 2＝80×10-4 m 2，缸1的输入压力p 1＝0.9 MPa ，输入流量q 1＝12L/min ，不计泄漏和损失，求：1) 两缸承受相同负载时，该负载的数值及两缸的运动速度。
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定义组 成作用
时间继 电器
无触头 开关
保护类电 子电器
第四章 电子电器第一节电子电器的定义 、组成及作用
四、电子电器在机电设备控制系统中的作用
图4-4 恒温控制系统示意图 1-热电偶 2-电热器 3-晶闸管
定义组 成作用
时间继 电器
无触头 开关
保护类电 子电器
第四章 电子电器第一节电子电器的定义 、组成及作用
器型
380
24、48、
110
瞬动延时继电 器
36、110、127、220
1、5、10、30、60、 120、180、240、 300、600、900
1、5、10、30、60、 120、180、240、 300、600
断电延时继电 36、110、127、220、
器
380
1、5、10、30、60、 120、180
（2）不能实现理想的电隔离 晶闸管关断后却仍然有数毫安 的漏电流，造成电隔离不彻底。
（3）过载能力低 当用于控制电动机时，则需按电动机的起 动电流来选择元件的容量。
（4）温度特性及抗干扰能力差 易受温度及电磁干扰的影响， 需采用温度补偿、散热、屏蔽、滤波、光电隔离等一些措施，才 能使电子电器在恶劣的环境中可靠地工作。
第四章 电子电器第二节电子式时间继电 器
图4-13 时间继电器实物图
定义组 成作用
时间继 电器
无触头 开关
保护类电 子电器
第四章 电子电器第二节电子式时间继电 器
7．JS20系列时间继电器的主要参数和主要技术数据
表4-1 JS20系列时间继电器主要参数
名称
额定工作电压/V
交流
直流
延时等级/s
通电延时继电 36、110、127、220、
第四章 电子电器第二节电子式时间继电 器
定义组 成作用
时间继 电器
无触头 开关
保护类电 子电器
（2）主要技术数据 1）延时范围； 2）延时重复误差范围为±3%； 3）当电源电压在额定电压的85%~ 105%范围内变动时， 延时误差范围为±5%； 4）当周围空气温度在+10~50℃范围内变化时，其延时误 差范围为±10%； 5）当继电器动作12万次后，其延时的精度稳定误差范围 为±10%； 6）通电延时型继电器的重复动作时间间隙不小于2s； 7）断电延时型继电器的最小通电时间应不小于2s。
定义组 成作用
时间继 电器
无触头 开关
保护类电 子电器
第四章 电子电器第一节电子电器的定义 、组成及作用
第一节 电子电器的定义、组成及作用 一、电子电器的定义
电子电器是电子化或半电子化的电器，就是由全部或部分电子 元件和电子线路按特定功能所构成的电器元件或装置，又称半导体 无触头电器或简称无触头电器。
电子式时间继电器按构成原理分为阻容式和数字式两 类；按延时的方式分为通电延时型、断电延时型、带瞬动 触头的通电延时型等。
第四章 电子电器第二节电子式时间继电 器
定义组 成作用
时间继 电器
无触头 开关
保护类电 子电器
二、阻容式晶体管时间继电器
1．基本工作原理
图4-6 阻容式晶体管时间继电器的电路原理框图
图4-8 JS20单结晶体管时间继电器电路原理图
定义组 成作用
时间继 电器
无触头 开关
保护类电 子电器
第四章 电子电器第二节电子式时间继电 器
4．JS20场效应晶体管时间继电器
图4-10 JS20场效应晶体管时间继电器电路原理图
定义组 成作用
时间继 电器
无触头 开关
保护类电 子电器
第四章 电子电器第二节电子式时间继电 器
第四章 电子电器第一节电子电器的定义 、组成及作用
定义组 成作用
时间继 电器
无触头 开关
保护类电 子电器
第四章 电子电器
微电子技术和大功率半导体器件的迅速发展，使电子技术 的应用更是渗透到各个行业。
现代工业为了不断地提高产量和质量，其控制系统朝着大 型化、自动化、高速、高可靠性和高精度方向发展，于是对构 成控制系统的元器件提出越来越高的要求，在这些要求中有些 是传统的有触头电器难以满足的。在某些情况下，即使是有触 头电器可以满足系统要求，但使用电子电器可能会更系统变得 更简便或大大节省成本。
图4-5 漏电保护结构示意图
第四章 电子电器
第二节 电子式时间继电器
定义组 成作用
时间继 电器
无触头 开关
保护类电 子电器
第四章 电子电器第二节电子式时间继电 器
第二节 电子式时间继电器
一、电子式时间继电器的特点与分类
电子式时间继电器和传统的时间继电器一样，都是机 电设备控制系统中的重要的元件。它具有延时范围广、精 度高、体积小、耐冲击和振动、控制功率小、调节方便、 寿命长等许多优点，所以发展很快，使用也日益广泛。
定义组 成作用
时间继 电器
无触头 开关
保护类电 子电器
第四章 电子电器第一节电子电器的定义 、组成及作用
三、电子电器的组成 1．电子电器的典型电路结构
图4-1 光电继电器电路原理图
定义组 成作用
时间继 电器
无触头 开关
保护类电 子电器
第四章 电子电器第一节电子电器的定义 、组成及作用
图4-2 温度继电器电路原理图
图4-3 电子电器的电路组成
定义组 成作用
时间继 电器
无触头 开关
保护类电 子电器
第四章 电子电器第一节电子电器的定义 、组成及作用
2．电子电器各主要电路的作用和相互关系 （1）感辨机构 （2）转换电路 （3）放大器 （4）解调器 （5）鉴别器 （6）延时电路 （7）逻辑门电路 （8）记忆电路 （9）出口电路 （10）电源
5．J时间继电器电路原理图
定义组 成作用
时间继 电器
无触头 开关
保护类电 子电器
第四章 电子电器第二节电子式时间继电 器
6．JS20断电延时时间继电器
图4-12 JS20断电延时继电器电路原理图
定义组 成作用
时间继 电器
无触头 开关
保护类电 子电器
定义组 成作用
时间继 电器
无触头 开关
保护类电 子电器
第四章 电子电器第二节电子式时间继电 器
图4-7 阻容式充电电路和电容器充电曲线
tdz=RC1n
U UC0 U - Udz
（4-1）
第四章 电子电器第二节电子式时间继电 器
定义组 成作用
时间继 电器
无触头 开关
保护类电 子电器
2．JS20系列阻容式晶体管时间继电器的结构 3．JS20单结晶体管时间继电器
二、电子电器的优缺点
1．优点 （1）开关速度高 （2）操作频率高 （3）寿命长 （4）适应能力强 （5）控制功率小 （6）功能强 （7）经济性能好
定义组 成作用
时间继 电器
无触头 开关
保护类电 子电器
第四章 电子电器第一节电子电器的定义 、组成及作用
2．缺点
（1）导通后的管压降大 晶闸管的正向压降及大功率晶体管 的饱和压降约为1.2V，因而造成耗损功率较大，为了散发由此耗 损转变成的热量必须加装散热装置，故导致其体积比同容量的有 触头电器大。