液压与气压传动总结

液压与气压传动总结

第一章流体力学基础

1、液体因所受压力增高而发生体积缩小的性质称为可压缩性。

2、流体粘性的大小用粘度来衡量。常用的粘度有三种：即动力粘度、运动粘度、相对粘度。

3、温度对粘度的影响：温度变化使液体内聚力发生变化，因此液体的粘度对温度的变化十分敏感：温度升高，粘度下降。这一特性称为液体的粘一温特性。粘一温特性常用粘度指数来度量。粘度指数高，说明粘度随温度变化小，其粘一温特性好。

4、工作介质的维护关键是控制污染。实践证明，工作介质被污染是系统发生故障的主要原因，它严重影响着液压系统的可靠性及组件的寿命。

6、根据度量基准的不同，压力有两种表示方法：以绝对零压力作为基准所表示的压力，称为绝对压力；以当地大气压力为基准所表示的压力，称为相对压力(又称：表压力)。绝大多数测压仪表因其外部均受大气压力作用，所以仪表指示的压力是相对压力。今后，如不特别指明，液压传动中所提到的压力均为相对压力。真空度=大气压力一绝对压力

7、一般把既无粘性又不可压缩的假想液体称为理想液体。8、液体流动时，如液体中任何一点的压力、速度和密度都不随时间而变化，便称液体是在作恒定流动；反之，只要压力、速度或密度中有一个参数随时间变化，则液体的流动被称为非恒定流动。

9、连续方程：q=vA=常数或v1A1=v2A2它说明在恒定流动中，通过流管各截面的不可压缩液体的流量是相等的。

10、能量方程又常称伯努利方程理想液体的能量方程实际液体的能量方程

11、动量方程：作恒定流动的液体∑F=ρq(β2v2－β1v1)

12、层流和湍流是两种不同性质的流态。液体的流动状态可用雷诺数来判别。Re=υd液流由层流转变为紊流ν时的雷诺数和由湍流转变为层流时的雷诺数是不同的，后者数值小。所以一般都用后者作为判别流动状态的依据，称为临界雷诺数，记作Recr。当雷诺数Re小于临界雷诺数Recr时，液流为层流；反之，液流大多为湍流。对于非圆截面的管道来说，雷诺数Re应用下式计算

Re=υdHν式中，dH为通流截面的水力直径，它等于4倍通流截面面积A与湿周（流体与固体壁面相接触的周长）x之比，即

4AdH=xπd413、圆管层流的流量计算公式q=Δp

128μlλ14、层流时的动能修正系数α=2和动量修正系数β=4／3

湍流时的动能修正系数α=1，动量修正系数β=115、压力损失

lρυ2沿程压力损失Δpλ=λλ沿程阻力系数，理论值λ=64/Re。考虑到实际流动时还存在温度变化

d2

等问题，因此，液体在金属管道中流动时宜取λ=75／Re，在橡胶软管中流动时则取λ=80／Re

ρυ2局部压力损失Δpζ=ζ

216、薄壁小孔的流量qCdA02p各种结构形式的阀口就是薄壁小孔的实际例子。

17、在液压系统中，当突然关闭或开启液流通道时，在通道内液体压力发生急剧交替升降的波动过程称为液压冲击。

第二章能源装置及辅件

1液压泵是一种将机械能转换为液压能的能量转换装置。它为液压系统提供具有一定压力和流量的液体，是液压系统的一个重要组成部分。构成液压泵的基本条件是：l）具有密封的工作腔。

2）密封工作腔容积大小交替变化，变大时与吸油口相通，变小时与压油口相通。3）吸油口和压油口不能连通。2液压泵主要性能参数的计算3齿轮泵的困油现象：

4提高齿轮泵工作压力措施：首要的问题是解决轴向泄漏以及径向不平衡力。第三章执行元件

1液压缸是用油液的压力能来实现直线往复运动的执行元件。液压缸按其结构形式，可以分为活塞缸、柱塞缸和伸缩缸等。它们输人为压力和流量，输出为力和速度。

2气缸是气动系统中使用最多的执行元件，它以压缩空气为动力驱动机构作直线往复运动。第四章控制元件

1阀是用来控制系统中流体的流动方向或调节其压力和流量的，因此它可以分为方向阀、压力阀和流量阀三大类。

2作用在阀心上的液动力有稳态液动力和瞬态液动力两种。3各种阀工作原理

a.单向阀是用以防止液流倒流的元件。

b.普通单向阀又称止回阀，其作用是使液流只能按一个方向流动，方向截止。c.换向阀是利用阀芯与阀体间的相对运动来切换油路中的液流方向的液压元件。d.电磁换向阀利用电磁铁的吸合力，控制阀芯运动实现油路转换。

e.液动换向阀利用液压系统中控制油路的压力来推动阀芯的移动实现油路的换向。f.控制盒调节液压系统中的压力大小的阀通称为压力控制阀。g.溢流阀的功用是当液压系统压力达到其调定值时，开始溢流，将系统的压力基本稳定在某一调定数值上。4先导式减压阀和先导式溢流阀有以下几点不同之处：

1）减压阀保持出口处压力基本不变，而溢流阀保持进口处压力基本不变。2）在不工作时，减压阀进出口互通，而溢流阀进出口不通。

3）为保证减压阀出口压力调定值恒定，它的先导阀弹簧腔需通过泄油口单独外接油箱；而溢流阀的出油口是通油箱的，所以它的先导阀弹簧腔和泄漏油可通过阀体上的通道和出油口接通，不必单独外接油箱（当然也可外泄）。

第六章基本回路

1压力控制回路是利用压力控制阀来控制系统整体或某一部分的压力，以满足液压执行元件对力或转矩要求的回路。这类回路包括调压、减压、增压、卸荷和平衡等多种回路。

2液压传动系统中的速度控制回路包括调节液压执行元件的速度的调速回路，使之获得快速运动的快速运动回路，和工作进给速度以及工作进给速度之间的速度换接回路等。

为了改变进入液压执行元件的流量，可采用定量泵和流量控制阀并改变通过流量阀流量的方法，也可采用改变变量泵或变量马达排量的方法。前者称为节流调速，后者称为容积调速；而同时用变量泵和流量阀来达到调速目的时，则称为容积节流调速。3顺序动作回路4平衡回路5锁紧回路

第七章系统应用与分析要求会画系统工作循环表

例：系统能够实现“快进一工进一停留一快退一停止”的半自动工作循环，其工作情况如下：油液流动情况：进油路：回油路：

电磁铁通电情况，带电用“+”表示，断电用“-”表示。

扩展阅读：液压与气压传动总结

第一章

1．液压与气压传动定义：液压与气压传动是研究以有压流体（压力油或压缩空气）为能源介质，以实现各种机械的传动和自动控制的科学。液压与气压传动都是利用各种控制元件组成所需要的各种控制回路，再由若干回路组合成能完成一定控制功能的传动系统来进行能量的传递、转换、与控制。

2.液压与气压传动系统组成：能源装置、执行装置、控制调节装置、辅助装置、传动介质3.液压与气压传动的优缺点：

4.液压传动的工作原理和两个重要概念：

第二章

1.液压油的密度：单位体积液压油的质量。

传动介质：液压油、乳化性传动液、合成型传动液液体粘度：是指它在单位速度梯度下流动时单位面积上产生的内摩擦。它是衡量液体粘性的指标。（10）压力增大时，粘度增大（范围小可忽略）；温度升高，粘度下降（其变化率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）。2.流体静压力基本方程：

压力表示方法：绝对压力=相对压力+大气压力真空度=大气压力-绝对压力

液体静压力的两个重要特性：1）液体静压力的方向总是作用面的内法线方向；2）静止也体内任意一点的液体静压力在各个方向上都相等。

3.连续性方程：是质量守恒定律在流体力学中的一种表达形式。伯努利方程：是能量守恒定律在流动液体中的一种表达形式。

4.沿程压力损失：油液沿等直径直管流动时所产生的压力损失（由液体流动时的内、外摩擦力所引起）

局部压力损失：油液流经局部障碍（弯管、接头、管道截面突然变化以及阀口等处）时，由于液流方向和速度的突然变化，在局部产生漩涡引起油液质点间，以及质点与固体壁面间

相互碰撞和剧烈摩擦而造成的压力损失液压冲击：在液压系统中，因某些原因液体压力在一瞬间突然升高，产生很高的压力峰值，这种现象称为液压冲击。原因：1）管道中的液体因突然停止运动而导致动能向压力能的瞬间转变2）液压系统中运动着的工作部件突然制动或换向时，由你工作部件的动能将引起液压执行元件的回油腔和管路内的油液产生液压激振，导致液压冲击3）液压系统中某些元件的动作不够灵敏，也会产生液压冲击。

空穴现象：在液压元件中，只要某点处的压力低于液压油所在温度的空气分离压，就会产生空穴现象。

气穴现象；气蚀：在液压系统中，若某点处的压力低于液压油液所在温度下的空气分离压时，原先溶解在液体中的空气就分离出来，使液体中迅速出现大量气泡，这种现象叫做气穴现象。当气泡随着液流进入高压时，在高压作用下迅速破裂或急剧缩小，又凝结成液体，原来气泡所占据的空间形成了局部真空，周围液体质点以极高速度填补这一空间，质点间相互碰撞而产生局部高压，形成压力冲击。如果这个局部液压冲击作用在零件的金属表面上，使金属表面产生腐蚀。这种因空穴产生的腐蚀称为气蚀。

第三章

容积式液压泵的工作原理：容积式液压泵是依靠密封工作油腔的容积不断变化来进行工作

的。因此它必须具有一个或多个密封的工作油腔，当液压泵运转时，该油腔的容积必须不断由小逐渐加大，形成真空，油箱的油液才能被吸入，当油腔容积由大逐渐减小时，油被挤压在密封工作油腔中，压力才能升高，压力的大小取决于油液从泵中输出时受到的阻力（如单向阀的弹簧力）。这种泵的输油能力（或输出流量）的大小取决于密封工作油腔的数目以及容积变化的大小和频率，故称容积式泵。容积式液压泵的特点：1）具有若干个密封且又可以周期性变化的空间。2）油箱内液体的绝对压力必须恒等于或大于大气压力。3）具有相应的配流机构

2容积式液压泵的性能参数及计算：

3容积式液压泵分类：1）按液压泵输出的流量能否调节分类有定量泵和变量泵。定量泵：液压泵输出流量不能调节，即单位时间内输出的油液体积是一定的。变量泵：液压泵输出流量可以调节，即根据系统的需要，泵输出不同的流量。

2）按液压泵的结构型式不同分类：齿轮泵（外啮合式、内啮合式）、叶片泵（单作用式、双作用式）、柱塞泵（轴向式、径向式）螺杆泵。4齿轮泵、叶片泵的工作原理及特点：

齿轮泵的工作原理:齿轮泵是容积泵的一种，由两个齿轮、泵体与前后盖组成两个封闭空间，当齿轮转动时，齿轮脱开侧的空间的体积从小变大，形成真空，将液体吸入，齿轮啮合侧的空间的体积从大变小，而将液体挤入管路中去。吸入腔与排出腔是靠两个齿轮的啮合线来隔开的。

叶片泵的工作原理:由转、定子，叶片，配油盘组成。转子有径向斜槽，内装叶片，配油盘装在转子两边，旋转时惯性和油压力的作用使叶片紧靠定子，使其形成多个密封空间。配油盘有吸油窗和压油窗，是工作时叶片神出，密封容积增大行成真空从吸油窗吸油，叶片逐渐压入，油从压油窗出

外啮合齿轮泵优缺点：优点）结构简单，尺寸小，重量轻制造方便，价格低廉，工作可靠，自吸能力强（容许的吸油真空度大），对油液污染不敏感，维护容易。缺点）一些几件承受不平衡径向力，磨损严重，泄露大，工作压力的提高受到限制，此外它的流量脉动大，因而压力脉动和噪声都比较大。

叶片泵的优缺点：优点）工作压力较高，且流量脉动小，工作平稳，噪声较小，寿命较长。结构紧凑，尺寸小，流量大。缺点）其结构复杂，吸油特性不太好，对油液的污染也比较敏感。

5限压式变量叶片泵的工作原理及流量压力特性曲线（如图所示）。

限压式变量叶片泵系{单作用}油泵，泵的定子可以沿一定的方向作平移运动，工作时，根据系统负载的变化通过分别位于叶片泵定子两边的变量活塞和预紧弹簧的力平衡原理，可以改变变量泵定子与变量泵转子的偏心距，从而改变了变量叶片泵的流量。

优缺点：1）限压式变量叶片泵根据负载大小，自动调节输出流量，因此功率损耗较小，

可以减少油液发热。2）液压系统中采用变量泵，可节省液压元件的数量，从而简化了油路系统。3）泵本身的结构复杂，泄漏量大，流量脉动较严重，致使执行元件的运动不够平稳。4）存在径向力不平衡问题，影响轴承的寿命，噪音也大。（64）

第四章

1.液压马达与液压缸的功用：将液压泵提供的液压能转变为机械能，液压马达指输出旋转运动的液压执行元件；液压缸：输出直线运动（其中包括输出摆动运动）的液压执行元件。活塞缸的主要组成：缸筒和缸盖、活塞和活塞杆、密封装置、缓冲装置、排气装置2.活塞缸的输出推力与速度、液压马达的输出转矩和转速计算（77-80）

3.单杆式活塞缸的三中连接方式（有杆腔进油、无杆腔进油、差动连接）及相关计算（80）

第五章

1换向阀工作原理、图形符号（93）

2三位阀的中位机能:对各种操作方式的三位四通和五通的换向滑阀，阀芯在中间位置时各油口的连通情况称为换向阀的中位机能。

选择三位换向阀的中位机能时应考虑哪些问题？

1）系统保压当换向阀的P口被堵塞时，系统保压。这时液压泵能用于多执行元件液压系统。

2）系统卸载当油口P和O相通时，整个系统卸载。

3）换向平稳性和换向精度当工作油口A和B各自堵塞时，换向过程中易产生液压冲击，换向平稳性差，但换向精度高。反之，当油口A和B都与油口O相通时，换向过程中机床工作台不易迅速制动，换向精度低，但换向平稳性好，液压冲击也小。

4）启动平稳性换向阀中位，如执行元件某腔接通油箱，则启动时该腔因无油液缓冲而不能保证平稳启动。

5）执行元件在任意位置上停止和浮动当油口A和B接通，卧式液压缸和液压马达处于浮动状态，可以通过手动或机械装置改变执行机构位置；立式液压缸则因自重不能停止在任意位置。

3压力阀的功用及图形符号，压力阀的共同特性

在液压传动系统中控制油液压力高低的液压阀称之为压力控制阀，简称压力阀。共同点：是利用作用在阀芯上的液压力和弹簧力相平衡的原理工作的4溢流阀、减压阀、顺序阀的工作原理

溢流阀是利用被控压力作为信号来改变弹簧的压缩量，从而改变阀口的通流面积和系统的溢流量来达到定压的目的的。

顺序阀是用来控制液压系统中个执行元件动作的先后顺序

减压阀是使出口压力（二次压力）低于进口压力（一次压力）的一种压力控制阀。其作用是被用来减低液压系统中某一回路的油液压力使用一个油源能同时提供两个或几个不同压力的输出。此外，挡油液压力不稳定时，在回路中串入一减压阀可得到一个稳定的较低的压力。5溢流阀的启闭特性曲线，调整压力、开启压力、闭合压力、调压偏差、开启比等名词概念及与溢流阀静态特性的关系；特性；

6溢流阀与减压阀的区别

1）减压阀保持出口压力基本不变，而溢流阀保持进口压力基本不变；2）在工作时，减压阀进、出油口互通，而溢流阀进、出油口不通；3）为保证减压阀出口压力调定值恒定，他的导阀弹簧腔需通过泄油口单独外接油箱；溢流阀的出油口是通油箱的，所以他的导阀弹簧腔和泄漏油可通过阀体上的通道和出油口相通，不必单独外接油箱。

相同点：溢流阀与减压阀同属压力控制阀，都是由液压力与弹簧力进行比较来控制阀口动作；两阀都可以在先导阀的遥控口接远程调压阀实现远控或多级调压。7影响节流阀的流量稳定性的因素有哪些？

1)节流阀前后压力差的影响。压力差变化越大，流量q的变化也越大。

2）指数m的影响。m与节流阀口的形状有关，m值大，则对流量的影响也大。节流阀口为细长孔（m=1）时比节流口为薄壁孔（m=0.5）时对流量的影响大。

3)节流口堵塞的影响。节流阀在小开度时，由于油液中的杂质和氧化后析出的胶质、沥青等以及极化分子，容易产生部分堵塞，这样就改变了原来调节好的节流口通流面积，使流量发生变化。一般节流通道越短，通流面积越大，就越不容易堵塞。为了减小节流口堵塞的可能性，节流口应采用薄壁的形式。

4)油温的影响。油温升高，油的粘度减小，因此使流量加大。油温对细长孔影响较大，而对薄壁孔的影响较小。

8节流阀、调速阀的工作原理及图形符号113

9阀的连接方式管式连接、板式连接、集成式（集成块式、叠加阀式、插装锥阀式）

第六章

1密封装置分类：间隙密封、O形密封圈、唇形密封圈、组合式密封装置、回转轴的密封装置。

2蓄能器是液压系统中的储能元件，它储存多余的液压油液，并在需要时释放出来供给系统。（重力式，弹簧式、充气式）其功用：作辅助动力源，保压和补充泄露，缓和冲击、吸收压力脉动。安装：1.气囊是储能器应垂直安装，油口向下，2.用于吸收冲击和压力脉动的储能器应尽可能安装在振源附近，3.装在管路上的储能器须用支板或支架固定，4.储能器与液压泵之间应安装单向阀，防止液压泵停止时，储能器储存的压力油倒流而使泵反转。储能器与管路之间也应该安装截止阀，供充气和检修之用。

3过滤器功用：过滤混在液压油中的杂质，是进入到液压系统中去的油液的污染度降低，保证系统正常工作。过滤精度是指过滤器滤芯滤去杂质的粒度大小，以其直径公称尺寸（

μ

m）。粒度越小，精度越高。精度分粗（d>=100）、普通d>=10-100、精d>=5-10、特精d>=1-5.

过滤器要求：1.有足够的过滤精度，2.有足够的过滤能力3.过滤应有一定的机械强度不因液压力的作用而破坏。3.滤芯抗腐蚀性能好，并能在规定的温度下持久的工作。4.滤芯要利于清洗和更换，便于拆装和维护。

过滤器安装：1.安装在液压泵的吸油口2.安装在液压泵的出口油路上3.安装在系统的回油路上4.安装在系统的分支油路上5.单独过滤系统6.过滤器不要安装在液油方向可能变换的油路上。必要时油路中要增设单向阀和过滤器以保证双向过滤。

4.油箱功用：主要是储存油液，此外还起着散发油液中热量，溢出混在油液中的气体、沉淀油中的污物等作用。

第七章

1.调压回路的功用是使液压系统整体或部分的压力保持恒定或不超过某个数值。

减压回路的功用是使系统中的某一部分油路具有较低的稳定压力。

卸荷回路的功用是在液压泵驱动电动机不频繁启闭的情况下，使液压泵在功率损耗接近于零的情况下运转，以减少功率损耗，降低系统发热，延长液压泵河电动机的寿命。

2.

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