液压传动课后习题精品PPT课件
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王积伟液压传动第二版课件第6章
一、单向阀
（一）普通单向阀 • 普通单向阀的作用是使油液只能沿一个方向流动，
不许它反向倒流。
（二）液控单向阀
• 图6-9所示为普通型外泄式单向阀。
• 液控单向阀在系统中主 要用途有：
对液压缸进行锁闭。 作立式液压缸的支承阀。 某些情况下起保压作用。
二、换向阀
（一）对换向阀的主要要求
• 换向阀应满足： 换向要平稳、迅速且可靠。
• 另外，利用斜坡信号作用在比例方向阀上， 可以对机构的加速和减速实现有效的控制； 利用比例方向阀和压力补偿器实现负载补偿， 便可精确地控制机构的运动速度而不受负载 的影响。
第八节 电液数字阀
一、数字阀的结构
• 图6-55所示为由步进电动机直接驱动的数字流量 阀。
• 图6-56所示为用 力矩马达和球阀 组成的高速开关 型数字阀。
二、减压阀
（一）功用和要求 （二）工作原理和结构 （三）性能 （四）应用
三、顺序阀
（一）功用 （二）工作原理和结构 （三）性能 （四）应用
四、平衡阀
• 图6-33所示为在工程机械领域得到广泛应用的一 种平衡阀结构。
五、压力继电器
• 压力继电器的主要性能包括： 灵敏度和通断调节区间 升压或降压动作时间
二、插装阀
（一）盖板式二通插装阀 1.阀的组成 2.工作原理
3.应用举例
• 图6-63所示为二通插装阀组成方向控制阀的几个 例子。
（二）螺纹式插装阀
• 螺纹式插装阀通过螺纹与阀块上的标准插孔相 连接（见图6-67）。
第六章 结束!
第五节 流量控制阀
（一）工作原理 （二）静态特性
1.流量特性 2.调节特性 3.最小稳定流量和
流量调节范围
二、调速阀
（一）普通单向阀 • 普通单向阀的作用是使油液只能沿一个方向流动，
不许它反向倒流。
（二）液控单向阀
• 图6-9所示为普通型外泄式单向阀。
• 液控单向阀在系统中主 要用途有：
对液压缸进行锁闭。 作立式液压缸的支承阀。 某些情况下起保压作用。
二、换向阀
（一）对换向阀的主要要求
• 换向阀应满足： 换向要平稳、迅速且可靠。
• 另外，利用斜坡信号作用在比例方向阀上， 可以对机构的加速和减速实现有效的控制； 利用比例方向阀和压力补偿器实现负载补偿， 便可精确地控制机构的运动速度而不受负载 的影响。
第八节 电液数字阀
一、数字阀的结构
• 图6-55所示为由步进电动机直接驱动的数字流量 阀。
• 图6-56所示为用 力矩马达和球阀 组成的高速开关 型数字阀。
二、减压阀
（一）功用和要求 （二）工作原理和结构 （三）性能 （四）应用
三、顺序阀
（一）功用 （二）工作原理和结构 （三）性能 （四）应用
四、平衡阀
• 图6-33所示为在工程机械领域得到广泛应用的一 种平衡阀结构。
五、压力继电器
• 压力继电器的主要性能包括： 灵敏度和通断调节区间 升压或降压动作时间
二、插装阀
（一）盖板式二通插装阀 1.阀的组成 2.工作原理
3.应用举例
• 图6-63所示为二通插装阀组成方向控制阀的几个 例子。
（二）螺纹式插装阀
• 螺纹式插装阀通过螺纹与阀块上的标准插孔相 连接（见图6-67）。
第六章 结束!
第五节 流量控制阀
（一）工作原理 （二）静态特性
1.流量特性 2.调节特性 3.最小稳定流量和
流量调节范围
二、调速阀
液压传动-PPT课件
作用，叶片紧贴在定子4的内表面，把定子内表面、
转子外表面和两个配流盘形成的空间分割成八块
最高压力比额定压力稍高，可看作是泵的 能力极限。一般不希望泵长期在最高压力 下运行。
表3.1 压力分级
压力分级
压力 （MPa）
低压 2.5
中压 >2.5~8
中高压 高压 超高压 >8~16 >16~32 >32
三、液压泵和液压马达的类型
按结构分：柱塞式、叶片式和齿轮式 按排量分：定量和变量 按调节方式分：手动式和自动式，自动 式又分限压式、恒功率式、恒压式和恒 流式等。 按自吸能力分：自吸式合非自吸式
5. 液压传动技术的发展
我国的发展现状：
机械工业振兴发展的重点行业之一
门类比较齐全、有相当竞争实力、初具生产规模 的工业体系（液压行业总产值是世界第六，气动 行业世界第十）
全国行业企业约1300多个，预计2019年需求总 量突破150亿元（农业机械需求量将有很大增长； 机床、塑料机械等的需求量有较大增长）
1. 液压传动基于流体力学的帕斯卡原理 2. 在密闭容器中传递动力与能量 3.运动的传递是按液体容积变化相等的原理 4. 工作压力决定于负载 5.易于实现自锁
2. 液压传动的工作原理
原理图及简化模型
力比例关系：
p = F1/A1= W/A2 或 W/F1=A2/A1
二、液压泵的主要性能参数
1、压力
工作压力是指泵的输出压力，其数值决定于外负 载。如果负载是串联的，泵的工作压力是这些负载 压力之和；如果负载是并联的，则泵的工作压力决 定于并联负载中最小的负载压力。
额定压力是指根据实验结果而推荐的可连续使用 的最高压力，他反映了泵的能力（一般为泵铭牌上 所标的压力）。在额定压力下运行时，泵有足够的 流量输出，并且能保证较高的效率和寿命。
液压传动课件ppt
详细描述
液压传动广泛应用于工程机械、农业机械、汽车工业、船舶工业、航空航天等领域。例如，挖掘机、起重机、推 土机等工程机械采用液压传动系统来实现各种动作；航空航天领域的飞行器也采用液压传动系统来进行姿态控制 和起落架收放等操作。
02 液压传动的基本原理
液压油的特性
01
液压油是液压传动系统中的工作介质，具有不可压缩性 、粘性和润滑性等特性。
液压系统的调试与检测
总结词
液压系统的调试与检测是确保系统性能和稳定性的必 要步骤，有助于及时发现和解决潜在问题。
详细描述
在液压系统安装完成后，应对其进行全面的调试和检测 ，以确保各元件工作正常、系统性能稳定。调试过程中 ，应对系统的压力、流量、温度等参数进行监控和调整 ，确保其在正常范围内。同时，应定期对液压系统进行 检测，可以采用振动、噪声、油温等手段，以及专业的 检测设备，对系统的性能和状态进行全面评估。对于发 现的问题，应及时进行处理和修复，以避免对系统造成 更大的损害。
液压泵有齿轮泵、叶片泵、柱 塞泵和螺杆泵等多种类型，根 据不同的应用场景选择合适的 液压泵。
液压阀的工作原理
液压阀是液压传动系统中的控制元件，用于控制液体的流动方向、压力和流量等参 数。
液压阀通过控制阀芯的位置来改变液体的流动状态，从而实现不同的控制功能。
液压阀有方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀等多种类型，根据不同的控制需求 选择合适的液压阀。
液压缸的工作原理
液压缸是液压传动系统中的执行元件 ，能够将液体的压力能转换为机械能 。
液压缸有单作用缸和双作用缸等多种 类型，根据不同的应用场景选择合适 的液压缸。
液压缸通过密封工作腔的容积变化来 实现活塞的往复运动，从而输出机械 能。
03 液压传动的系统组成
液压传动广泛应用于工程机械、农业机械、汽车工业、船舶工业、航空航天等领域。例如，挖掘机、起重机、推 土机等工程机械采用液压传动系统来实现各种动作；航空航天领域的飞行器也采用液压传动系统来进行姿态控制 和起落架收放等操作。
02 液压传动的基本原理
液压油的特性
01
液压油是液压传动系统中的工作介质，具有不可压缩性 、粘性和润滑性等特性。
液压系统的调试与检测
总结词
液压系统的调试与检测是确保系统性能和稳定性的必 要步骤，有助于及时发现和解决潜在问题。
详细描述
在液压系统安装完成后，应对其进行全面的调试和检测 ，以确保各元件工作正常、系统性能稳定。调试过程中 ，应对系统的压力、流量、温度等参数进行监控和调整 ，确保其在正常范围内。同时，应定期对液压系统进行 检测，可以采用振动、噪声、油温等手段，以及专业的 检测设备，对系统的性能和状态进行全面评估。对于发 现的问题，应及时进行处理和修复，以避免对系统造成 更大的损害。
液压泵有齿轮泵、叶片泵、柱 塞泵和螺杆泵等多种类型，根 据不同的应用场景选择合适的 液压泵。
液压阀的工作原理
液压阀是液压传动系统中的控制元件，用于控制液体的流动方向、压力和流量等参 数。
液压阀通过控制阀芯的位置来改变液体的流动状态，从而实现不同的控制功能。
液压阀有方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀等多种类型，根据不同的控制需求 选择合适的液压阀。
液压缸的工作原理
液压缸是液压传动系统中的执行元件 ，能够将液体的压力能转换为机械能 。
液压缸有单作用缸和双作用缸等多种 类型，根据不同的应用场景选择合适 的液压缸。
液压缸通过密封工作腔的容积变化来 实现活塞的往复运动，从而输出机械 能。
03 液压传动的系统组成
液压传动讲义ppt课件
2.2. 液压传动介质的性质
※ 可压缩性
衡量
体积压缩系数 或
k 1 V p V0
体积弹性模量
K＝1/k
①一般地，液体的可压缩性可忽略不计。
例外：液压伺服系统、液体弹簧等
②不同的液压介质的Ｋ值相差不大。
如石油基的液压油的K值为（1.4－2.0）×109N/m2，水－二元醇基 液压油的K值为3.15×109N/m2。
第二章 液压传动介质
2.1. 液压传动介质的作用
1）传递运动与动力 2）润滑 3）密封 4）冷却
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21
第二章 液压传动介质
2.2. 液压传动介质的性质
※ 密度
描述
单位体积液体的质量。
即
m V
(kg/m3)
一般来讲，液压油的密度略轻于水，也会受到 温度的影响。
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22
第二章 液压传动介质
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16
第一章 概论
1.6. 液压传动的发展历史
曹冲称象
阿基米德
1795年英国 第一台水压机
一战 及 战后 压力平衡式叶片泵
二战 及 战后 美、日、德领先
中国 仿苏 仿日 引进日本（榆次）、德国（上海…）
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17
第一章 概论
1.7. 液压传动的应用
1)一般工业 塑料加工机械、压力机械、机床等；
2.4. 液压传动介质的选用
基本原则：
3) 液压介质与系统压力、流量、温度等基本参数要配合好
• 压力较高、运动速度较慢时，可适当选择粘度较大的油，以减小泄漏； • 高速、大流量系统宜选择粘度较小的油，以减小阻力； • 系统工作温度在60℃以上的系统，宜选择氧化稳定性和热稳定性较好的
液压传动 课件 第一章(共22张PPT)
2、执行元件 其作用是将液压能重新转化成机械能，
克服负载，带动机器完成所需的运动。
3、控制元件 如各种阀。其中有方向阀和压力 阀
两种。
4、辅助元件 如油箱、油管、滤油器等。
5、传动介质 即液体。
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结束
§ 1-3 液压传动的优缺点
优点：
1、可以在运行过程中实现大范围的无机调速。
液体在外力作用下流动时，其流动受到牵制，且在流动截面上各点的流速不同。
2、在同等输出功率下，液压传动装置的体积小、重 du/dz
μ－液体动力粘度；
§1-2 液压传动系统实例及液压系统的组成
或 ：W/F=A2/A1
量轻、运动惯量小、动态性能好。 即： A1L1=A2L2 或 L2/L1=A1/A2
5、由于一般采用油作为传动介质，因此 液压元件有自我润滑作用，有较长的使用寿命。
1、密度ρ和重度γ
ρ=M/V (M-液体的质量,V-液体的体积） γ=G/V (G-液体的重量)
液压油的密度和重度因油的牌号而异，并 且随着温度的上升而减小，随着压力的提高而 稍有增加。 2、可压缩性
液体具有比钢铁大的多的可压缩性。 体积压缩系数 k=-1/Δp。(ΔV/V)
Δp-压力的增量，V-被压缩的液体体积，ΔV-体
第一章 绪论
➢液压传动的工作原理
➢液压传动系统实例及液压系统的组成
➢液压传动的优缺点 ➢液压传动采用的油液及其主要性能
§ 1-1液压传动的工作原理
一、简化模型
二、力比和速比 三、两个重要概念 四、容积式液压传动
一、简化模型
在液压传动中，人们利用没有固定形状但具有确定 体积的液体来传递力的运动。下图是一个经过简化的 液压传动模型。图中有两个直径不同的液压缸2和4， 缸内各有一个与内壁紧密配合的活塞。如图活塞5上 有重物W则当
液压传动 ppt课件
（2）可压缩性 液体在压力的作用下使体积变小的性质称为液体的可压缩性，通常 用体积压缩系数K（m2/N）和体积弹性模量E（N/m2）表示。 提示 液体的可压缩性很小，在很多情况下可以忽略不计，仅在高 压及涉及动态特性时才加以考虑，此时，工作介质中可能有游离的气泡， E取1.4～2GPa。
表8-1 常用液压油的使用范围
液体的粘度受温度的影响较大，温度升高粘度显著降低，温度降低 粘度显著升高。液体粘度随温度变化的特性称为粘温特性。压力变化对 液体的粘度也有影响，压力高时粘度大，反之则小。
3．液压油的选用
为了较好地适应液压系统的工作要求，液压油一般应具有如下基本 性能：
（1）合适的粘度，良好的粘温特性。 （2）质地纯净，杂质少，有良好的润滑性能。 （3）对金属和密封件有良好的相容性，抗泡沫、抗乳化、防腐性、 防锈性好。 （4）对热、氧化、水解和剪切有良好的稳定性。 （5）体积膨胀系数小，比热容大。 （6）流动点和凝固点低，闪点和燃点高。 （7）对人体无伤害，成本低。 在满足基本性能要求的前提下，一般要根据液压系统的使用要求和 工作环境，以及综合经济性等因素确定液压油的品种。液压油的粘度主 要根据液压泵的类型来确定，同时还要考虑工作压力范围、油膜承载能 力、润滑性、系统温升程度、液压油与液压元件的相容性等因素。选用 液压油时，还要考虑工作环境因素，例如：环境温度的变化范围、有无 明火和高温热源、是否造成环境污染等。此外，选用液压油时还要综合 考虑液压油的成本，以及连带的液压元件成本、使用寿命、维护费用、 生产效率等因素。 按液压泵类型推荐采用的液压油粘度见表8－2。
表8-2 按液压泵类型推荐采用的液压油粘度
4．液压油的使用及其污染的控制
（1）污染的原因 工作介质污染的主要因素是杂质，杂质有外界侵入的和工作过程中 产生的两类。从外界侵入的主要是空气、尘埃、切屑、棉纱、水滴和冷 却用乳化液等，在液压系统安装或修理时残留下来的污染物主要有铁屑、 毛刺、焊渣、铁锈、沙粒和涂料渣等；在工作过程中系统内产生的污染 物主要有液压油变质后的胶状生成物、密封件的剥离物和金属氧化后剥 落的微屑等。 （2）污染的危害 固体杂质会加速元件的磨损，堵塞阀件的小孔和缝隙，堵塞滤油器， 使泵吸油困难并产生噪音，还能擦伤密封件使油的泄漏量增加。水分、 清洗液等杂质会降低润滑性能并使油液氧化变质，使系统工作不稳定， 产生振动、噪声、爬行及启动冲击等现象，使管路狭窄处产生气泡，加 速元件腐蚀。 （3）污染的控制 液压元件、油箱和各种管件在组装前应严格清洗，组装后应对系统 进行全面彻底的冲洗，并将清洗后的介质换掉；在设备运输、使用过程 中防止尘土、磨料等侵入；加装高性能的滤油器、空气滤清器，并定期 清洗和更换；维修拆卸元件应在无尘区进行；采用适当的措施控制系统 的温度（65℃以下），防止介质氧化变质；定期检查和更换工作介质。
表8-1 常用液压油的使用范围
液体的粘度受温度的影响较大，温度升高粘度显著降低，温度降低 粘度显著升高。液体粘度随温度变化的特性称为粘温特性。压力变化对 液体的粘度也有影响，压力高时粘度大，反之则小。
3．液压油的选用
为了较好地适应液压系统的工作要求，液压油一般应具有如下基本 性能：
（1）合适的粘度，良好的粘温特性。 （2）质地纯净，杂质少，有良好的润滑性能。 （3）对金属和密封件有良好的相容性，抗泡沫、抗乳化、防腐性、 防锈性好。 （4）对热、氧化、水解和剪切有良好的稳定性。 （5）体积膨胀系数小，比热容大。 （6）流动点和凝固点低，闪点和燃点高。 （7）对人体无伤害，成本低。 在满足基本性能要求的前提下，一般要根据液压系统的使用要求和 工作环境，以及综合经济性等因素确定液压油的品种。液压油的粘度主 要根据液压泵的类型来确定，同时还要考虑工作压力范围、油膜承载能 力、润滑性、系统温升程度、液压油与液压元件的相容性等因素。选用 液压油时，还要考虑工作环境因素，例如：环境温度的变化范围、有无 明火和高温热源、是否造成环境污染等。此外，选用液压油时还要综合 考虑液压油的成本，以及连带的液压元件成本、使用寿命、维护费用、 生产效率等因素。 按液压泵类型推荐采用的液压油粘度见表8－2。
表8-2 按液压泵类型推荐采用的液压油粘度
4．液压油的使用及其污染的控制
（1）污染的原因 工作介质污染的主要因素是杂质，杂质有外界侵入的和工作过程中 产生的两类。从外界侵入的主要是空气、尘埃、切屑、棉纱、水滴和冷 却用乳化液等，在液压系统安装或修理时残留下来的污染物主要有铁屑、 毛刺、焊渣、铁锈、沙粒和涂料渣等；在工作过程中系统内产生的污染 物主要有液压油变质后的胶状生成物、密封件的剥离物和金属氧化后剥 落的微屑等。 （2）污染的危害 固体杂质会加速元件的磨损，堵塞阀件的小孔和缝隙，堵塞滤油器， 使泵吸油困难并产生噪音，还能擦伤密封件使油的泄漏量增加。水分、 清洗液等杂质会降低润滑性能并使油液氧化变质，使系统工作不稳定， 产生振动、噪声、爬行及启动冲击等现象，使管路狭窄处产生气泡，加 速元件腐蚀。 （3）污染的控制 液压元件、油箱和各种管件在组装前应严格清洗，组装后应对系统 进行全面彻底的冲洗，并将清洗后的介质换掉；在设备运输、使用过程 中防止尘土、磨料等侵入；加装高性能的滤油器、空气滤清器，并定期 清洗和更换；维修拆卸元件应在无尘区进行；采用适当的措施控制系统 的温度（65℃以下），防止介质氧化变质；定期检查和更换工作介质。
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12l （0.1103）3 1202.7084101301[7（0 2100413003）2 / 4 0]
1.215107 m3 / s
v
q A
1.215 10 7 (20 103 )2
/4
3.87 104 mm / s
s
0.1
t v 3.87 104 258s 4.3min
Байду номын сангаас
2.15 某液压油在大气压下的体积是50L,当压力升高后,其
即
F ' F q1v1 cos
可见F′是一个试图使滑阀阀口关闭的力。
【例2-3】下图所示为常见的外流式锥阀，其锥角为2α，
阀座孔直径为d。液体在压力p作用下以流量q流经锥阀， 流入、流出速度为v1、v2，设流出压力为p2=0。试求作用 在锥阀阀芯上的轴向力。
解：设阀芯对控制液体的作用力为F,(控
2g
h2
hw
p1
p2
1 2
22 2
112
gh2 h1 ghw
p2 F A 30000 8103 3.75106 (Pa) 3.75(MPa)
两截面间压力损失 液压缸运动速度
ghw p 0.166(MPa)
v2
1.5 103 8 103
0.19(m
s)
1 2 2
p =
l d
v12 2
+
v12 2
=
0.036
20
5 10
3
7.2 900 4.772 2
（Pa）
＝ 0.166 106 Pa= 0.166 （MPa）
(2)求泵的供油压力 对泵的出口油管断面1－1和液压缸进口后的断面2－2之 间列出伯努利方程,即
p1
g
1v12
2g
h1
p2
g
2v22
入阀口的流速为v1,方向角为θ,流量为q,流出阀口的流速
为v2。试计算液流通过滑阀时,液流对阀芯的轴向作用力。 解：取阀进出口之间的液体 为控制液流,根据动量方程, 可求出作用在控制液体上的 轴向力F,即
F q(2v2 cos 90 1v1 cos ) q1v1 cos
液流对阀芯的轴向作用力F′与F大小相等、方向相反，
1）进油路的压力损失；
2）泵的供油压力。
解 (1)求进油路压力损失
进油管内流速为
v1
q
d 2
4
4 1.5 103
20 103 2
m/s
4.77m / s
Re
v1d
4.77 20103 46 106
2074＜2320
为层流
沿程阻力系数λ=75/Re=75/2074=0.036 故进油路的压力损失为
pa
g
p2
g
v22 2g
h hw
即液压泵吸油口的真空度
pa
p2
gh
1 2
v2 2
ghw
当泵安装在p油a 箱p2液 面g之h 上12,那v22么h＞gh0w ,因1
2
v2
2和
ghw
永
远是正值,这样泵的进口处必定形成真空度。实际上液体是
靠液面的大气压力压进泵去的。如果泵安装在油箱液面以下, 那液么将h自＜行0,灌当入泵gh内 。12 为v22便于g安hw 时装,维泵修进,口液处压不泵形常成安真装空在度油箱,油
制液体取在阀口下方),垂直方向的动量
方程为
p
d 2
4
F
q(2v2
cos
1v1 )
通常锥阀开口很小,v2>>v1,因此可忽略
v1，则代入整理后得锥阀阀芯对控制
液体的轴向作用力
F
p
d 2
4
q 2 v2
cos
液流对锥阀阀芯的轴向作用力 F′与F等值反向，即方向向下，且 该力使阀芯趋于关闭。
【例2-4】在下图所示液压系统中,已知泵的流量
液面以上,依靠进口处形成的真空度来吸油。为保证液压泵
正常工作,进口处的真空度不能太大。否则当绝对压力p2小
于油液的空气分离压时,溶于油液中的空气会分离析出形成
气泡,产生气穴现象,引起振动和噪声。为此,需限制液压泵
的安装高度h,一般泵的吸油高度h值不大于0.5m,并且希望吸
油管内保持较低的流速。
【例2-2】圆柱滑阀是液压阀中一种常见的结构，液体流
q 1.5103 m3 s ,液压缸无杆腔的面积 A 8103 m2 ,负 载F=30000N,回油腔压力近似为零,液压缸进油管的直径 d=20mm,总长即为管的垂直高度H=5m,进油路总的局部 阻力系数ξ=7.2,液压油的密度 900 kg m3,该工作温 度下的运动粘度 46 mm2 s,(管道为光滑金属圆管),试 求：
p
v 2
2
v 2 p 2 23324 8.54m / s
0.8 800
q vA v d 2 8.54 3.14 302 106 6.033 L/s
4
4
2.12 d=20mm的柱塞在力F=40N作用下向下运动,导向孔 与柱塞的间隙如图所示,h=0.1mm,导向孔长度L=70mm,试 求当油液粘度,柱塞与导向孔同心,柱塞下移0.1m所需的时 间。 解：q h3d ( p pa )
则有
1 2
(2v22
1v12
)
1 2
900
(2
0.192
2
4.772
)
0.02(MPa)
g(h2 h1) gH 900 9.8 5 0.044106 0.044(MPa)
故泵的供油压力为
p1=(3.75+0.02+0.044+0.166)MPa≈4MPa
由本例可看出,在液压系统中,由液体位置高度变化和 流速变化引起的压力变化量,相对来说是很小的,可忽 略不计。因此,泵的供油压力表达式可以简化为
【例2－1】液压泵装置如图所示,油箱与大气相通, 泵吸油口至油箱液面高度为h,试分析液压泵正常吸 油的条件。
解 设以油箱液面为基准面,取油箱液面1－1和泵进
口处截面2－2列伯努利方程,即
p1
g
v12 2g
h1
p2
g
v22 2g
h2
hw
式中p1=大气压=pa,h1=0,h2=h,v1<<v2,
v1≈0,代入伯努利方程后可得
体积减少到49.9L,设液压油的体积弹性模数K=700Mpa求
压力升高值。
解：压缩率
1 ( V ) 1
V0 p K
V
(49.9 50)
p K 700
1.4MPa
p1 p2 p
即泵的供油压力由执行元件的工作压力p2和管路中的压 力损失∑Δp确定。
2.10 喷管流量计直径D 50mm,喷管出口直径d 30mm。局 部阻力系数 0.8 ,油液密度 800kg / m3 ,喷管前后压力差 由水银差压计读数h 175mm。试求通过管道的流量。 解：
p gh 13600 9.8 0.175 23324 Pa
1.215107 m3 / s
v
q A
1.215 10 7 (20 103 )2
/4
3.87 104 mm / s
s
0.1
t v 3.87 104 258s 4.3min
Байду номын сангаас
2.15 某液压油在大气压下的体积是50L,当压力升高后,其
即
F ' F q1v1 cos
可见F′是一个试图使滑阀阀口关闭的力。
【例2-3】下图所示为常见的外流式锥阀，其锥角为2α，
阀座孔直径为d。液体在压力p作用下以流量q流经锥阀， 流入、流出速度为v1、v2，设流出压力为p2=0。试求作用 在锥阀阀芯上的轴向力。
解：设阀芯对控制液体的作用力为F,(控
2g
h2
hw
p1
p2
1 2
22 2
112
gh2 h1 ghw
p2 F A 30000 8103 3.75106 (Pa) 3.75(MPa)
两截面间压力损失 液压缸运动速度
ghw p 0.166(MPa)
v2
1.5 103 8 103
0.19(m
s)
1 2 2
p =
l d
v12 2
+
v12 2
=
0.036
20
5 10
3
7.2 900 4.772 2
（Pa）
＝ 0.166 106 Pa= 0.166 （MPa）
(2)求泵的供油压力 对泵的出口油管断面1－1和液压缸进口后的断面2－2之 间列出伯努利方程,即
p1
g
1v12
2g
h1
p2
g
2v22
入阀口的流速为v1,方向角为θ,流量为q,流出阀口的流速
为v2。试计算液流通过滑阀时,液流对阀芯的轴向作用力。 解：取阀进出口之间的液体 为控制液流,根据动量方程, 可求出作用在控制液体上的 轴向力F,即
F q(2v2 cos 90 1v1 cos ) q1v1 cos
液流对阀芯的轴向作用力F′与F大小相等、方向相反，
1）进油路的压力损失；
2）泵的供油压力。
解 (1)求进油路压力损失
进油管内流速为
v1
q
d 2
4
4 1.5 103
20 103 2
m/s
4.77m / s
Re
v1d
4.77 20103 46 106
2074＜2320
为层流
沿程阻力系数λ=75/Re=75/2074=0.036 故进油路的压力损失为
pa
g
p2
g
v22 2g
h hw
即液压泵吸油口的真空度
pa
p2
gh
1 2
v2 2
ghw
当泵安装在p油a 箱p2液 面g之h 上12,那v22么h＞gh0w ,因1
2
v2
2和
ghw
永
远是正值,这样泵的进口处必定形成真空度。实际上液体是
靠液面的大气压力压进泵去的。如果泵安装在油箱液面以下, 那液么将h自＜行0,灌当入泵gh内 。12 为v22便于g安hw 时装,维泵修进,口液处压不泵形常成安真装空在度油箱,油
制液体取在阀口下方),垂直方向的动量
方程为
p
d 2
4
F
q(2v2
cos
1v1 )
通常锥阀开口很小,v2>>v1,因此可忽略
v1，则代入整理后得锥阀阀芯对控制
液体的轴向作用力
F
p
d 2
4
q 2 v2
cos
液流对锥阀阀芯的轴向作用力 F′与F等值反向，即方向向下，且 该力使阀芯趋于关闭。
【例2-4】在下图所示液压系统中,已知泵的流量
液面以上,依靠进口处形成的真空度来吸油。为保证液压泵
正常工作,进口处的真空度不能太大。否则当绝对压力p2小
于油液的空气分离压时,溶于油液中的空气会分离析出形成
气泡,产生气穴现象,引起振动和噪声。为此,需限制液压泵
的安装高度h,一般泵的吸油高度h值不大于0.5m,并且希望吸
油管内保持较低的流速。
【例2-2】圆柱滑阀是液压阀中一种常见的结构，液体流
q 1.5103 m3 s ,液压缸无杆腔的面积 A 8103 m2 ,负 载F=30000N,回油腔压力近似为零,液压缸进油管的直径 d=20mm,总长即为管的垂直高度H=5m,进油路总的局部 阻力系数ξ=7.2,液压油的密度 900 kg m3,该工作温 度下的运动粘度 46 mm2 s,(管道为光滑金属圆管),试 求：
p
v 2
2
v 2 p 2 23324 8.54m / s
0.8 800
q vA v d 2 8.54 3.14 302 106 6.033 L/s
4
4
2.12 d=20mm的柱塞在力F=40N作用下向下运动,导向孔 与柱塞的间隙如图所示,h=0.1mm,导向孔长度L=70mm,试 求当油液粘度,柱塞与导向孔同心,柱塞下移0.1m所需的时 间。 解：q h3d ( p pa )
则有
1 2
(2v22
1v12
)
1 2
900
(2
0.192
2
4.772
)
0.02(MPa)
g(h2 h1) gH 900 9.8 5 0.044106 0.044(MPa)
故泵的供油压力为
p1=(3.75+0.02+0.044+0.166)MPa≈4MPa
由本例可看出,在液压系统中,由液体位置高度变化和 流速变化引起的压力变化量,相对来说是很小的,可忽 略不计。因此,泵的供油压力表达式可以简化为
【例2－1】液压泵装置如图所示,油箱与大气相通, 泵吸油口至油箱液面高度为h,试分析液压泵正常吸 油的条件。
解 设以油箱液面为基准面,取油箱液面1－1和泵进
口处截面2－2列伯努利方程,即
p1
g
v12 2g
h1
p2
g
v22 2g
h2
hw
式中p1=大气压=pa,h1=0,h2=h,v1<<v2,
v1≈0,代入伯努利方程后可得
体积减少到49.9L,设液压油的体积弹性模数K=700Mpa求
压力升高值。
解：压缩率
1 ( V ) 1
V0 p K
V
(49.9 50)
p K 700
1.4MPa
p1 p2 p
即泵的供油压力由执行元件的工作压力p2和管路中的压 力损失∑Δp确定。
2.10 喷管流量计直径D 50mm,喷管出口直径d 30mm。局 部阻力系数 0.8 ,油液密度 800kg / m3 ,喷管前后压力差 由水银差压计读数h 175mm。试求通过管道的流量。 解：
p gh 13600 9.8 0.175 23324 Pa