【正文】 由于液體實際流動時，不僅具有黏性，而且在壓力變化時體積會發(fā)生變化，因此研究液體流動時的運動規(guī)律必須考慮其黏性和可壓縮性，從而使我們對流動液體的研究變得非常困難。如圖211所示，圖a為恒定流動，圖b為非恒定流動。根據(jù)質(zhì)量守恒定律，在dt 時間內(nèi)流入液體的質(zhì)量應恒等于流出液體的質(zhì)量，即圖215 連續(xù)性方程示意圖 ρu1dA1dt = ρu2dA2dt 化簡得 u1dA1= u2dA2對于整個流管，則有即 q1＝q2如用流管兩通流截面A1和A2上的平均流速v1和v2表示，則有 v1A1=v2A2由于兩通流截面是任意取的，則有 q=vA=常數(shù) （220）式（220）稱液體流動的連續(xù)性方程，它表明在恒定流動的條件下，流過各個通流截面上的液體流量是相等的（即流量是連續(xù)的），它是質(zhì)量守恒定律的具體體現(xiàn)。 根據(jù)能量守恒定律，在考慮能量損失hw，并引進動能修正系數(shù)α后，實際液體的伯努利方程為四、 動量方程 動量方程可用來計算流動液體作用于限制其流動的固體壁面上的總作用力。掌握液壓控制閥的符號含義及結(jié)構(gòu)形式。與閥進、出油口相連接的油管規(guī)格應與閥的通徑相一致。液壓系統(tǒng)對單向閥的主要性能要求是：油液通過時壓力損失要小，反向截止密封性要好，動作要靈敏。當換向閥處于中位時，因閥的中位為Y（H型也行），所以閥1和閥2能立即關(guān)閉，活塞停止運動并雙向鎖緊。 按照換向閥的操縱方式可分為：手動、機動、電磁控制、液動、電液動換向閥，其操縱符號如圖5—4所示。 (2) 機動換向閥： 機動式換向閥是依靠安裝在運動部件上的液壓行程擋塊或凸輪推動閥芯從而實現(xiàn)換向的閥類。當K1通壓力油、K2回油時，閥芯右移，P與A通、B與T通；K2通壓力油、當K1回油時，閥芯左移(如圖510中所示)。閥芯上阻尼孔的作用是用來增加液阻，以減少閥芯的振動，提高閥的工作平穩(wěn)性。2. 溢流閥的主要性能 溢流閥的性能包括溢流閥的靜態(tài)性能和動態(tài)性能。（2）啟閉特性 啟閉特性是指溢流閥在穩(wěn)態(tài)情況下，從閉合到完全開啟，再從全開到閉合的過程中，被控壓力與通過溢流閥的溢流量之間的關(guān)系。1. 減壓閥的結(jié)構(gòu)和工作原理圖516為先導式減壓閥，它分為兩部分，先導閥調(diào)壓，主閥減壓。 在使用定量泵的機床油路中，去液壓缸的工作壓力P1較高，用溢流閥來調(diào)節(jié)。(2) 順序閥的泄油口單獨接回油箱，而溢流閥的泄油則通過閥體內(nèi)部孔道與閥的出口相通流回油箱。此時夾緊缸通過單向閥回油。感壓元件有柱塞端面、橡膠膜片、彈簧管、波紋管等結(jié)構(gòu)形式。 膜片式壓力繼電器膜片位移小、反應快、重復精度高。（2）溫度對流量的影響：溫度對薄壁小孔的流量幾乎沒有影響。二、調(diào)速閥1. 調(diào)速閥工作原理 調(diào)速閥是由定差減壓閥與節(jié)流閥串聯(lián)而成的組合閥。通過調(diào)節(jié)溢流閥2的調(diào)定壓力，就可以改變液壓泵2的工作壓力。當2YA通電，1YA斷電時，系統(tǒng)壓力由溢流閥3調(diào)定。增壓回路中提高壓力的主要元件是增壓缸或增壓器。五、保壓回路 在液壓系統(tǒng)中，常要求液壓執(zhí)行機構(gòu)在一定的行程位置上停止運動或在有微小的位移下穩(wěn)定地維持住一定的壓力，這就要采用保壓回路。 如圖77所示為采用液控單向閥和電接觸式壓力表的自動補油式保壓回路，其工作原理為：當1YA得電，換向閥右位接入回路，液壓缸上腔壓力上升至電接觸式壓力表的上限值時，上觸點接電，使電磁鐵1YA失電，換向閥處于中位，液壓泵卸荷，液壓缸由液控單向閥保壓。當換向閥處于中位時，活塞就停止運動，不再繼續(xù)下移。參考資料《液壓與氣壓傳動技術(shù)》 肖瓏 西安電子科技出版社出版社 .2008.《液壓與氣壓傳動》（第2版） 萬會雄 .教學后記 （2）回油路節(jié)流調(diào)速回路 回油路節(jié)流調(diào)速回路是將流量控制閥串聯(lián)在液壓執(zhí)行元件的回油路上來實現(xiàn)調(diào)速的回路。液壓泵輸出的壓力取決于負載，負載變化將引起液壓泵工作壓力的變化,所以該回路也稱為變壓式節(jié)流調(diào)速回路。(1)變量泵和定量液壓執(zhí)行元件的容積調(diào)速回路 如圖712所示為變量泵與液壓缸或變量泵與定量液壓馬達組成這種容積調(diào)速回路?；芈分卸勘玫妮敵隽髁亢愣?，由式（7－7）、式（7－8）、式（7－9）可知，變量馬達的轉(zhuǎn)速nm與其排量Vm成反比，變量馬達的輸出轉(zhuǎn)矩Tm與其排量Vm成正比；當負載轉(zhuǎn)矩恒定不變時，回路的工作壓力和變量馬達的輸出功率PM都不因調(diào)速而發(fā)生變化，故這種回路又稱為恒功率調(diào)速回路。它采用變量泵供油，用流量控制閥調(diào)節(jié)進入或流出液壓缸的流量來控制其運動速度，并使變量泵的輸出流量自動地與液壓缸所需負載流量相適應。在容積調(diào)速的閉式回路中,也可以利用雙向變量泵控制油流的方向來實現(xiàn)液壓缸(或液壓馬達)的換向。 2. 由雙向變量泵組成的換向回路 如圖728所示為由雙向變量泵組成的換向回路。其鎖緊精度只受液壓缸內(nèi)少量的內(nèi)泄漏影響，因此，鎖緊精度較高。 參考資料《液壓與氣壓傳動技術(shù)》 肖瓏 西安電子科技出版社出版社 .2008.《液壓與氣壓傳動》（第2版） 萬會雄 .教學后記 行程控制順序動作回路是利用工作部件到達一定位置時,發(fā)出訊號來控制液壓缸的先后動作順序,它可以利用行程開關(guān)、行程閥或順序缸來實現(xiàn)。二、同步回路 使兩個或兩個以上的液壓缸,在運動中保持相同位移或相同速度的回路稱為同步回路。兩個調(diào)速閥分別調(diào)節(jié)兩缸活塞的運動速度,當兩缸有效面積相等時,則流量也調(diào)整得相同；若兩缸面積不等時,則改變調(diào)速閥的流量也能達到同步的運動。 液壓動力滑臺是組合機床上用以實現(xiàn)進給運動的一種通用部件，其運動是靠液壓缸驅(qū)動的。電磁鐵和行程閥動作順序見表81 三、動力滑臺液壓系統(tǒng)的特點 動力滑臺的液壓系統(tǒng)是能完成較復雜工作循環(huán)的典型的單缸中壓系統(tǒng)，其特點是： 1）容積節(jié)流調(diào)速回路。而且，為滿足不同工藝需求，系統(tǒng)的壓力要能夠方便地變換和調(diào)節(jié)。其液壓系統(tǒng)工作壓力高，液壓缸的尺寸大，流量也大，是較為典型的高壓大流量系統(tǒng)。現(xiàn)以YT 4543型液壓動力滑動臺為例, 分析其工作原理及特點,如圖8一1 所示為YT 4543液壓動力滑臺的液壓系統(tǒng)圖,其進給速度范圍為6 .6～600mm / min ，最大進給力為45kN 。泵2為低壓大流量泵,為各缸快進或快退時輸送低壓油,它們的壓力分別由溢流閥3和4調(diào)定。這種回路兩缸能承受不同的負載,但泵的供油壓力要大于兩缸工作壓力之和。至此完成了缸缸2的全部順序動作的自動循環(huán)。 圖731是機床的夾緊、進給系統(tǒng),要求的動作順序是:先將工件夾緊,然后動力滑臺進行切削加工,動作循環(huán)開始時,二位四通電磁閥處于圖示位置,液壓泵輸出的壓力油進入夾緊缸的右腔,左腔回油,活塞向左移動,將工件夾緊。 圖7－29是采用液控單向閥的鎖緊回路。如圖726所示為手動轉(zhuǎn)閥(先導閥)控制液動換向閥的換向回路。這種回路通過改變節(jié)流閥9的流通截面積來控制進入液壓缸10的流量，并使變量泵8的輸出的流量自動與流人液壓缸10工作腔的流量相適應。 這種調(diào)速回路是上述兩種調(diào)速回路的組合，雙向變量馬達轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)可以分成低速和高速兩段進行，調(diào)速特性如圖714（b）所示。圖713(a)為開式回路：由定量泵變量馬達安全閥換向閥4組成；圖713(b)為閉式回路，由定量泵變量馬達2，安全閥3，低壓溢流閥4，補油泵5組成。閉式回路中，液壓泵將液壓油輸出進入執(zhí)行元件的進油腔，又從執(zhí)行元件的回油腔吸油，回路的結(jié)構(gòu)緊湊，減少了污染的可能性，采用雙向液壓泵或雙向液壓馬達時還可方便地變換執(zhí)行元件的運動方向，但散熱條件較差，需要設(shè)置補油泵以補償回路中的泄漏，從而使回路的結(jié)構(gòu)復雜。液壓泵輸出的流量分為兩部分，一部分進入液壓缸，另一部分通過節(jié)流閥流回油箱。根據(jù)流量控制閥在回路中的位置不同，可分為進油路節(jié)流調(diào)速回路、回油路節(jié)流調(diào)速回路和旁油路節(jié)流調(diào)速回路。 如圖78(a)所示為采用單向順序閥的平衡回路。保壓時間取決于蓄能器的容量，調(diào)節(jié)壓力繼電器的通斷調(diào)節(jié)區(qū)間即可調(diào)節(jié)液壓缸壓力的最大值和最小值。常見的壓力卸荷方式有以下幾種： 利用諸如M型、H型、K型的三位四通換向閥處于中位時，使液壓泵輸出的液壓油經(jīng)換向閥的進油口P和回油口T直接流回油箱而卸荷。三、增壓回路 當系統(tǒng)或系統(tǒng)的某一支油路需要壓力較高但流量又不大的壓力油時，如果采用高壓泵不夠經(jīng)濟，或者根本就沒有必要增設(shè)高壓力的液壓泵時，就可以采用增壓回路。當電磁鐵1YA、2YA均斷電時，系統(tǒng)壓力由主溢流閥1調(diào)定。當系統(tǒng)在不同的工作時間內(nèi)需要有不同的工作壓力，可采用二級或多級調(diào)壓回路。一般節(jié)流口的流通面積越大，節(jié)流通道越短，越不容易堵塞。 由該圖可知，影響流量穩(wěn)定性的主要因素有以下幾各方面：（1）壓差對流量的影響：當節(jié)流閥兩端壓差△p改變時，通過它的流量也要發(fā)生變化。柱塞上的圓錐面使鋼球5和6作徑向移動，鋼球6推動10繞銷軸9逆時針轉(zhuǎn)動，杠桿另一端壓下微動開關(guān)11的觸頭，發(fā)出電信號，接通或斷開某一電路。 壓力繼電器由壓力位移轉(zhuǎn)換機構(gòu)和電器微動開關(guān)等組成。當定位缸活塞停止運動時，系統(tǒng)中壓力升高，達到順序閥的調(diào)定壓力時，順序閥被打開，壓力油就經(jīng)過順序閥流入夾緊缸下腔，缸上腔回油，夾緊缸活塞抬起，實現(xiàn)液壓夾緊。如圖518所示為直動式順序閥順序閥的結(jié)構(gòu)及工作原理與溢流閥相似。如圖517所示為減壓閥應用在潤滑、控制系統(tǒng)時的減壓回路。其中定壓減壓閥應用最廣，簡稱為減壓閥。彈簧剛度K越小，溢流量變化所引起的壓力變化量就越小，定壓性能就好。主閥可分為：滑閥式(一級同心)結(jié)構(gòu)、二級同心結(jié)構(gòu)和三級同心結(jié)構(gòu)。4. 換向閥的常見故障及排除方法換向閥的常見故障及排除方法間表54.壓力控制閥一、溢流閥溢流閥是用來控制和調(diào)整液壓系統(tǒng)的壓力，以保證系統(tǒng)在一定壓力或安全壓力下工作。下圖是三位四通液動換向閥的結(jié)構(gòu)原理圖。閥芯定位靠鋼球、彈簧，使其保持確定的位置。3. 單向閥的常見故障及排除單向閥的常見故障及排除間表51.二、換向閥1. 換向閥的分類和圖形符號 換向閥是利用閥芯相對于閥體的相對運動，使油路接通、斷開或變換液壓油的流動方向，從而使液壓執(zhí)行元件啟動、停止或改變運動方向。2. 單向閥的應用 圖53是采用液控單向閥組成的液壓鎖緊回路。它分為單向閥和換向閥兩類。壓力控制閥、方向控制閥、流量控制閥手動閥、機動閥、電動閥管式連接、板式及疊加式連接、插裝式連接參考資料《液壓與氣壓傳動技術(shù)》 肖瓏 西安電子科技出版社出版社 .2008.《液壓與氣壓傳動》（第2版） 萬會雄 .教學后記 三、液壓控制閥的性能參數(shù)及對閥的要求。教師第25次課時授課計劃（首頁）授課對象：機電系 11級機制 專業(yè) 綜合班 科目： 液壓與氣壓傳動技術(shù)課 題 液壓控制閥授課類型理論課 □ 實踐課 □ 討論課 □ 習題課 □ 其他 □授課學時6學時教學方法講授法 + 演示法+操作法教學準備 教案、PPT作業(yè)布置教學目的與要求了解控制閥的作用、分類。2. 實際液體的伯努利方程 實際液體在管道內(nèi)流動時，由于液體存在著黏性，會使液體與固壁間及液體質(zhì)點間產(chǎn)生摩擦力，從而消耗能量；同時，管道局部形狀和尺寸的變化，會使液體產(chǎn)生擾動從而也消耗能量。連續(xù)性方程是質(zhì)量守恒定律在液壓流體動力學中的一種數(shù)學表達形式。 液體流動時，若液體中任一點的壓力、速度及密度都不隨時間而變化，則稱液體的這種運動稱為恒定流動或定常流動。所以液體對該平面的總作用力F等于液體的壓力p與受壓平面面積A的乘積，即：2. 液體靜壓力作用在曲面上的總作用力 當承受壓力作用的表面為曲面時，由于液體作用于該曲面上各點壓力總是垂直于曲面，所以作用在曲面上各點的作用力不平行但大小相等。為了求得液體中距離液面深度為h的任意一點A的壓力p，可以假想從液面往下切取高度為h、底面積為dA的一個小液柱為研究對象。 教師第4次課時授課計劃（首頁）授課對象：機電系 11級機制 專業(yè) 綜合班 科目： 液壓與氣壓傳動技術(shù)課 題 液壓流體靜力學授課類型理論課 □ 實踐課 □ 討論課 □ 習題課 □ 其他 □授課學時2學時教學方法講授法 + 演示法+操作法教學準備 教案、PPT作業(yè)布置教學目的與要求 掌握液體靜力學及其特征 掌握液體靜力學的基本方程 掌握壓力表示方法教學重點難點重點：掌握帕斯卡原理 能夠計算液體靜力學壓力對固體壁面的總作用力 教學過程一、液體靜力學及其特性1. 液體靜壓力 作用在液體上的力有兩種類型：一種是質(zhì)量力，另一種是表面力。水分和空氣的混入使液壓油的潤滑能力降低并使它加速氧化變質(zhì)，產(chǎn)生氣蝕，使液壓元件加速腐蝕，使液壓系統(tǒng)出現(xiàn)振動、爬行等。液壓系統(tǒng)多數(shù)故障與液壓油