液压与气压传动总结

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.

扩展阅读：液压与气动技术自己总结

液压与气动技术（自己总结）甘机电学院一．判断题（每小题2分，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．薄壁小孔因其通流量与油液的粘度无关，即对油温的变化不敏感，因此，常用作调节流量的节流器。√3．双作用叶片泵的排量可调。×

4．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。√

5．溢流阀作安全阀使用时，系统正常工作时其阀芯处于半开半关状态。×6．双活塞杆液压缸又称为双作用液压缸，单活塞杆液压缸又称为单作用液压缸。

×

7．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。

二、选择题（每小题1分，共15分）

1．液压系统的工作压力是由(A)。

A负载决定B溢流阀调定C液压泵的额定压力决定。2．液压控制阀可分为三大类，它们是(A)

A压力阀/方向阀/流量阀B单向阀/比例阀/伺服阀C球阀/截止阀/闸阀3．外啮合齿轮泵吸油口比压油口做得大，其主要原因是(B)。

A防止困油

B增加吸油能力C减少泄露D减少径向不平衡力

4．外啮合齿轮泵中齿轮进入啮合的一侧是(B)。

A吸油腔B压油腔C吸油腔或压油腔。5．(C)节流调速回路可以承受负值负载

A进油B旁路C回油

6．中位机能为(C)型的三位四通换向阀可实现中位卸荷。

AOBPCMDY7．在以下调速回路中，(C)的回路效率最高。

A进油路节流调速B旁油路节流调速C容积调速8．高压系统宜采用(C)

D容积节流调速A齿轮泵B叶片泵C柱塞泵。

9．双出杠液压缸，采用活塞杠固定安装，工作台的移动范围为缸筒有效行程的(C)。

A1倍B2倍C3倍D4倍10．调速阀由（B）与节流阀串联组成。

A减压阀B定差减压阀C溢流阀D差压式溢流阀11．液压传动中所用的油液，随着油液温度的升高，其粘度将(D)

A不变

B略有上升C显著上升

D显著下降

12．压力机液压系统为防止液压冲击需设置(A)回路。

A泄压B增压C减压

三、问答题（每小题5分，共25分）

1．什么叫液压泵的排量，理论流量，实际流量和额定流量？它们之间有什么关系？

液压泵的排量V是指泵轴转一转所排出油液的体积，取决于液压泵密封腔的几何尺寸。理论流量qt是指不考虑液压泵泄漏损失情况下，液压泵在单位时间内输出油液的体积，排量和理论流量之间的关系是：qt=nV。（n液压泵的转速）

实际流量q是指考虑液压泵泄漏损失时，液压泵在单位时间内实际输出的油液体积。由于液压泵在工作中存在泄漏损失，所以液压泵的实际输出流量小于理论流量。

额定流量qs是指泵在额定转速和额定压力下工作时，实际输出的流量。泵的产品样本或铭牌上标出的流量为泵的额定流量。

2．齿轮泵的液压径向力不平衡是怎样产生的?会带来什么后果?消除径向力不平衡的措施有哪些?

齿轮泵产生的液压径向力不平衡的原因有二个方面：一是液体压力产生的径向力。二是困油现象产生的径向力，致使齿轮泵径向力不平衡现象加剧。

齿轮泵由于径向力不平衡，把齿轮压向吸油一侧，使齿轮轴受到弯曲作用，影响轴承寿命，同时还会使吸油腔的齿轮径向间隙变小，从而使齿轮与泵体内产生摩擦或卡死，影响泵的正常工作。

消除径向力不平衡的主要措施：开压力平衡槽等。

四、计算题（每小题15分，共30分）

1.液压泵的额定压力为31.5MPa，排量V=168mL/r，转速n=950r/min。在额定压力下实测流量为150L/min，额定工况下的总效率=0.88。试求：1)泵的理论流量；2)额定工况下，泵的容积效率；3）额定工况下，泵的机械效率；4)额定工况下，泵的输出功率；5）额定工况下，泵所需电动机的驱动功率；6)额定工况下，驱动泵的转矩。

1)qt＝Vpn＝168×10-3×950＝159.6L/min（2分）2)ηv＝q/qt＝150/159.6＝94％（2分）3）ηm＝η/ηv＝0.88/0.94＝94％（2分）

4）Po=pq＝（31.5×106）×（150×103/60）＝78.75kw（3分）5）Pi＝Po/η＝78.75/0.88＝89.49kw（3分）

－

6)TiP89.49（900Nm2n23.14950/

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