【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 9 圖 3 圖 4 圖 5 6 所示液壓系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)“快進(jìn) 工進(jìn) 快退 停止 ”的動(dòng)作循環(huán)，要求列出其電磁鐵動(dòng)作循環(huán)表，并分析該液壓系統(tǒng)有何特點(diǎn)？ 圖 6 7 所示液壓系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)“快進(jìn) 工進(jìn) 快退 停止 ”的動(dòng)作循環(huán)，要求列出其電磁鐵動(dòng)作循環(huán)表，并分析該液壓系統(tǒng)有何特點(diǎn)？ 圖 7 液壓習(xí)題 答案 一、填空題 1． 負(fù)載 ；流量 2． 動(dòng)力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件；動(dòng)力元件、執(zhí)行元件 3． 層流；紊流；雷諾數(shù) 4． 無(wú)粘性；不可壓縮 5． 粘性；沿程壓力；局部壓力 6． 小孔通流面積；壓力 差；溫度 中北大學(xué) 2022 液壓傳動(dòng)課程簡(jiǎn)要學(xué)習(xí)指導(dǎo)書(shū)（徐德毅 0802022235） 中北大學(xué)二龍山下 1466 宿舍 11 7． 壓力差；縫隙值；間隙 8． 排量；單作用葉片泵、徑向柱塞泵、軸向柱塞泵；單作用葉片泵、徑向柱塞泵；軸向柱塞泵 9． 大；小 10．柱塞與缸體、缸體與配油盤(pán)、滑履與斜盤(pán) 11．模數(shù)、齒數(shù)；模數(shù) 齒數(shù) 12．吸油；壓油 13．卸荷槽；壓油；吸油 14．端面、徑向；嚙合；端面 15．大半徑圓弧 、小半徑圓弧、 過(guò)渡曲線；過(guò)渡曲線 16．拐點(diǎn)壓力；泵的最大流量 17．壓力流量特性；調(diào)壓偏差；開(kāi)啟壓力比、閉合壓力比；調(diào)壓偏差；開(kāi)啟壓力比和閉合壓力比 18．進(jìn)口；閉 ；出口；開(kāi)； 單獨(dú)引 回油箱 19．定差減壓閥，串聯(lián)；差壓式溢流閥，并聯(lián) 20．截止閥；單向閥 21．過(guò)濾精度、通流能力、機(jī)械強(qiáng)度；泵的吸油口、泵的壓油口、系統(tǒng)的回油路上 22．高速 低速 增加 相同 23．馬達(dá)排量，變量泵；泵排量，變量馬達(dá) 24．自動(dòng)相適應(yīng)，不變；相適應(yīng)，負(fù)載壓力 25．壓力，行程；速度，位置 四、名詞解釋 1． 帕斯卡原理（靜壓傳遞原理） 在密閉容器內(nèi)，施加于靜止液體上的壓力將以等值同時(shí)傳到液體各點(diǎn)。 2． 系統(tǒng)壓力 系統(tǒng)中液壓泵的排油壓力。 3． 運(yùn)動(dòng)粘度 動(dòng)力粘度 μ 和該液體密度 ρ之比值。 4． 液動(dòng)力 流動(dòng)液體作用在使其流速發(fā)生變化的固體壁面上的力。 5． 層流 粘性力起主導(dǎo)作用，液體質(zhì)點(diǎn)受粘性的約束，不能隨意運(yùn)動(dòng)，層次分明的流動(dòng)狀態(tài)。 6． 紊流 慣性力起主導(dǎo)作用，高速流動(dòng)時(shí)液體質(zhì)點(diǎn)間的粘性不再約束質(zhì)點(diǎn)，完全紊亂的流動(dòng)狀態(tài)。 7． 沿程壓力損失 液體在管中流動(dòng)時(shí)因粘性摩擦而產(chǎn)生的損失。 8． 局部壓力損失 液體流經(jīng)管道的彎頭、接頭、突然變化的截面以及閥口等處時(shí)，液體流速的大小和方向急劇發(fā)生變化，產(chǎn)生漩渦并出現(xiàn)強(qiáng)烈的紊動(dòng)現(xiàn)象，由此造成的壓力損失 9． 液壓卡緊現(xiàn)象 當(dāng)液體流經(jīng)圓錐環(huán)形間隙時(shí)，若閥 芯在閥體孔內(nèi)出現(xiàn)偏心 且大端壓力高于小端壓力時(shí)，閥芯將受到一個(gè)液壓側(cè)向力的作用。當(dāng)液壓側(cè)向力足夠大時(shí)，閥芯將緊貼在閥孔壁面上，產(chǎn)生卡緊現(xiàn)象。 10．液壓沖擊 在液壓系統(tǒng)中，因某些原因液體壓力在一瞬間突然升高，產(chǎn)生很高的壓力峰值，這種現(xiàn)象稱(chēng)為液壓沖擊。 11．氣穴現(xiàn)象；氣蝕 在液壓系統(tǒng)中，若某點(diǎn)處的壓力低于液壓油液所在溫度下的空氣分離壓時(shí)，原先溶解在液體中的空氣就分離出來(lái)，使液體中迅速出現(xiàn)大量氣泡，這種現(xiàn)象叫做氣穴現(xiàn)象。當(dāng)氣泡隨著液流進(jìn)入高壓時(shí)，在高壓作用下迅速破裂或急劇縮小，又凝結(jié)成液體，原來(lái)氣 泡所占據(jù)的空間形成了局部真空，周?chē)后w質(zhì)點(diǎn)以極高速度填補(bǔ)這一空間，質(zhì)點(diǎn)間相互碰撞而產(chǎn)生局部高壓，形成壓力沖擊。如果這個(gè)局部液壓沖擊作用在零件的金屬表面上，使金屬表面產(chǎn)生腐蝕。這種因空穴產(chǎn)生的腐蝕稱(chēng)為氣蝕。 12．排量 液壓泵每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)理論上應(yīng)排出的油液體積；液壓馬達(dá)在沒(méi)有泄漏的情況下，輸出軸旋轉(zhuǎn)一周所需要油液的體積。 13．自吸泵 液壓泵的吸油腔容積能自動(dòng)增大的泵。 14．變量泵 排量可以改變的液壓泵。 15．恒功率變量泵 液壓泵的出口壓力 p 與輸出流量 q 的乘積近似 為常數(shù)的變量泵。 16．困油現(xiàn)象 液壓泵工作時(shí)，在吸、壓油腔之間形成一個(gè)閉死容積，該容積的大小隨著傳動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)發(fā)生變化，導(dǎo)致壓力沖擊和氣蝕的現(xiàn)象稱(chēng)為困油現(xiàn)象。 17．差動(dòng)連接 單活塞桿液壓缸的左、右兩腔同時(shí)通壓力油的連接方式稱(chēng)為差動(dòng)連接。 18．往返速比 單活塞桿液壓缸小腔進(jìn)油、大腔回油時(shí)活塞的運(yùn)動(dòng)速度 v2與大腔進(jìn)油、小腔回油時(shí)活塞的運(yùn)動(dòng)速度 v1的比值。 19．滑閥的中位機(jī)能 三位滑閥在中位時(shí)各油口的連通方式，它體現(xiàn)了換向閥的控制機(jī)能。 20．溢流閥的壓力流量特性 在溢流閥調(diào)壓彈簧的預(yù)壓縮量調(diào)定以后，閥口開(kāi)啟后溢流閥的進(jìn)口壓力隨溢流量的變化而波動(dòng)的性能稱(chēng)為壓力流量特性或啟閉特性。 中北大學(xué) 2022 液壓傳動(dòng)課程簡(jiǎn)要學(xué)習(xí)指導(dǎo)書(shū)（徐德毅 0802022235） 中北大學(xué)二龍山下 1466 宿舍 13 21．節(jié)流閥的剛性 節(jié)流閥開(kāi)口面積 A 一定時(shí)，節(jié)流閥前后壓力差 Δp 的變化量與流經(jīng)閥的流量變化量之比為節(jié)流閥的剛性 T：qpT ????。 22．節(jié)流調(diào)速回路 液壓系統(tǒng)采用定量泵供油，用流量控制閥改變輸入執(zhí)行元件的流量實(shí)現(xiàn)調(diào)速的回路稱(chēng)為節(jié)流調(diào)速回路。 23．容積調(diào)速回路 液壓系統(tǒng)采用變量泵供油，通過(guò)改變泵的排量來(lái)改變輸入執(zhí)行元件的 流量，或執(zhí)行元件為變量馬達(dá)時(shí)改變馬達(dá)的排量，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)速的回路稱(chēng)為容積調(diào)速回路。 24．功率適應(yīng)回路（負(fù)載敏感調(diào)速回路） 液壓系統(tǒng)中，變量泵的輸出壓力和流量均滿足負(fù)載需要的回路稱(chēng)為功率適應(yīng)回路。 25．速度剛性 負(fù)載變化時(shí)調(diào)速回路阻抗速度變化的能力。 vFk Lv ???? 五 、問(wèn)答題 4．答：液壓泵是依靠密閉工作容積的變化，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成壓力能的泵，常稱(chēng)為容積式泵。液壓泵在機(jī)構(gòu)的作用下，密閉工作容積增大時(shí)，形成局部真空，具備了吸油條件；又由于油箱與大氣相通，在大氣 壓力作用下油箱里的油液被壓入其內(nèi)，這樣才能完成液壓泵的吸油過(guò)程。如果將油箱完全封閉，不與大氣相通，于是就失去利用大氣壓力將油箱的油液強(qiáng)行壓入泵內(nèi)的條件，從而無(wú)法完成吸油過(guò)程，液壓泵便不能工作了。 5．答：由于單作用式葉片泵的吸油腔和排油腔各占一側(cè)，轉(zhuǎn)子受到壓油腔油液的作用力，致使轉(zhuǎn)子所受的徑向力不平衡，使得軸承受到的較大載荷作用，這種結(jié)構(gòu)類(lèi)型的液壓泵被稱(chēng)作非卸荷式葉片泵。因?yàn)閱巫饔檬饺~片泵存在徑向力不平衡問(wèn)題，壓油腔壓力不能過(guò)高，所以一般不宜用在高壓系統(tǒng)中。雙作用葉片泵有兩個(gè)吸油腔和兩個(gè)壓油腔 ，并且對(duì)稱(chēng)于轉(zhuǎn)軸分布，壓力油作用于軸承上的徑向力是平衡的，故又稱(chēng)為卸荷式葉片泵。 6．答：限壓式變量葉片泵的流量壓力特性曲線如附圖 13 所示。 在泵的供油壓力小于 p 限 時(shí)，流量按 AB 段變化，泵只是有泄漏損失，當(dāng)泵的供油壓力大于 p 限 時(shí)，泵的定子相對(duì)于轉(zhuǎn)子的偏心距 e 減小，流量隨壓力的增加而急劇下降，按 BC 曲線變化。由于限壓式變量泵有上述壓力流量特性，所以多應(yīng)用于組合機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)快進(jìn) → 工進(jìn) → 快退等運(yùn)動(dòng)；限壓式變量葉片泵也適用于定位、夾緊系統(tǒng)。當(dāng)快進(jìn)和快退，需要較大的流量和較低的壓力時(shí)，泵 在 AB 段工作；當(dāng)工作進(jìn)給，需要較小的流量和較高的壓力時(shí)，則泵在 BC 段工作。在定位﹑夾緊系統(tǒng)中，當(dāng)定位、夾緊部件的移動(dòng)需要低壓、大流量時(shí)，泵在 AB 段工作；夾緊結(jié)束后，僅需要維持較高的壓力和較小的流量（補(bǔ)充泄漏量），則利用 C 點(diǎn)的特性。總之，限壓式變量葉片泵的輸出流量可根據(jù)系統(tǒng)的壓力變化（即外負(fù)載的大?。詣?dòng)地調(diào)節(jié)流量，也就是壓力高時(shí)，輸出流量?。粔毫Φ蜁r(shí)，輸出流量大。 優(yōu)缺點(diǎn)： 1）限壓式變量葉片泵根據(jù)負(fù)載大小，自動(dòng)調(diào)節(jié)輸出流量，因此功率損耗較小，可以減少油液發(fā)熱。 2）液壓系統(tǒng)中采用變量泵，可節(jié)省液壓元件的數(shù)量 ，從而簡(jiǎn)化了油路系統(tǒng)。 3）泵本身的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，泄漏量大，流量脈動(dòng)較嚴(yán)重，致使執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)不夠平穩(wěn)。 4）存在徑向力不平衡問(wèn)題，影響軸承的壽命，噪音也大。 7．答：雙聯(lián)泵：同一根傳動(dòng)軸帶動(dòng)兩個(gè)泵的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，泵的吸油口是公共的，壓油口各自分開(kāi)。泵輸出的兩股流量可單獨(dú)使用，也可并聯(lián)使用。 雙級(jí)泵：同一根傳動(dòng)軸帶動(dòng)兩個(gè)泵的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，第一級(jí)泵輸出的具有一定壓力的油液進(jìn)入第二級(jí)泵，第二級(jí)泵將油液進(jìn)一步升壓輸出。因此雙級(jí)泵具有單泵兩倍的壓力。 8．答：液壓泵的密閉工作容積在吸滿油之后向壓油腔轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，形成了 一個(gè)閉死容積。如果這個(gè)閉死容積的大小發(fā)生變化，在閉死容積由大變小時(shí)，其中的油液受到擠壓，壓力急劇升高，使軸承受到周期性的壓力沖擊，而且導(dǎo)致油液發(fā)熱；在閉死容積由小變大時(shí)，又因無(wú)油液補(bǔ)充產(chǎn)生真空，引起氣蝕和噪聲。這種因閉死容積大小發(fā)生變化導(dǎo)致壓力沖擊和氣蝕的現(xiàn)象稱(chēng)為困油現(xiàn)象。困油現(xiàn)象將嚴(yán)重影響泵的使用壽命。原則上液壓泵都會(huì)產(chǎn)生困油現(xiàn)象。 外嚙合齒輪泵在嚙合過(guò)程中，為了使齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)且連續(xù)不斷吸、壓油，齒輪的重合度 ε必須大于 1，即在前一對(duì)輪齒脫開(kāi)嚙合之前，后一對(duì)輪齒已進(jìn)入嚙合。在兩對(duì)輪齒同時(shí)嚙合時(shí)，它們 之間就形成了閉死容積。此閉死容積隨著齒輪的旋轉(zhuǎn)，先由大變小，后由小變大。因此齒輪泵存在困油現(xiàn)象。為消除困油現(xiàn)象，常在泵的前后蓋板或浮動(dòng)軸套（浮動(dòng)側(cè)板）上開(kāi)卸荷槽，使閉死容積限制為最小，容積由大變小時(shí)與壓油腔相通，容積由小變大時(shí)與吸油腔相通。 在雙作用葉片泵中，因?yàn)槎ㄗ訄A弧部分的夾角 配油窗口的間隔夾角 兩葉片的夾角，所以在吸、壓油配流窗口之間雖存在閉死容積，但容積大小不變化，所以不會(huì)出現(xiàn)困油現(xiàn)象。但由于定子上的圓弧曲線及其中心角都不能做得很準(zhǔn)確，因此仍可能出現(xiàn)輕微的困油現(xiàn)象。為克服困油現(xiàn)象的危害，常將配油盤(pán) 的壓油窗口前端開(kāi)一個(gè)三角形截面的三角槽，同時(shí)用以減少油腔中的壓力突變，降低輸出壓力的脈動(dòng)和噪聲。此槽稱(chēng)為減振槽。 在軸向柱塞泵中，因吸、壓油配流窗口的間距 ≥缸體柱塞孔底部窗口長(zhǎng)度，在離開(kāi)吸（壓）油窗口到達(dá)壓（吸）油窗口之前，柱塞底部的密閉工作容積大小會(huì)發(fā)生變化，所以軸向柱塞泵存在困油現(xiàn)象。人們往往利用這一點(diǎn)，使柱塞底部容積實(shí)現(xiàn)預(yù)壓縮（預(yù)膨脹），待壓力升高（降低）接近或達(dá)到壓油腔（吸油腔）壓力時(shí)再與壓油腔（吸油腔）連通，這樣一來(lái)減緩了壓力突變，減小了振動(dòng)、降低了噪聲。 中北大學(xué) 2022 液壓傳動(dòng)課程簡(jiǎn)要學(xué)習(xí)指導(dǎo)書(shū)（徐德毅 0802022235） 中北大學(xué)二龍山下 1466 宿舍 15 9．答： 1）柱塞端面是承受油壓的工作面 ，動(dòng)力是通過(guò)柱塞本身傳遞的。 2）柱塞缸只能在壓力油作用下作單方向運(yùn)動(dòng)，為了得到雙向運(yùn)動(dòng)，柱塞缸應(yīng)成對(duì)使用，或依靠自重（垂直放置）或其它外力實(shí)現(xiàn)。 3）由于缸筒內(nèi)壁和柱塞不直接接觸，有一定的間隙，因此缸筒內(nèi)壁不用加工或只做粗加工，只需保證導(dǎo)向套和密封裝置部分內(nèi)壁的精度，從而給制造者帶來(lái)了方便。 4）柱塞可以制成空心的，使重量減輕，可防止柱塞水平放置時(shí)因自重而下垂。 10．答：液壓缸高壓腔中的油液向低壓腔泄漏稱(chēng)為內(nèi)泄漏，液壓缸中的油液向外部泄漏叫做外泄漏。由于液壓缸存在內(nèi)泄漏和外泄漏，使得液壓缸的容積效率 降低，從而影響液壓缸的工作性能，嚴(yán)重時(shí)使系統(tǒng)壓力上不去，甚至無(wú)法工作；并且外泄漏還會(huì)污染環(huán)境，因此為了防止泄漏的產(chǎn)生，液壓缸中需要密封的地方必須采取相應(yīng)的密封措施。 液壓缸中需要密封的部位有：活塞、活塞桿和端蓋等處。 常用的密封方法有三種：１）間隙密封 這是依靠?jī)蛇\(yùn)動(dòng)件配合面間保持一很小的間隙，使其產(chǎn)生液體摩擦阻力來(lái)防止泄漏的一種密封方法。用該方法密封，只適于直徑較小、壓力較低的液壓缸與活塞間密封。為了提高間隙密封的效果，在活塞上開(kāi)幾條環(huán)形槽 ,這些環(huán)形槽的作用有兩方面，一是提高間隙密封的效 果，當(dāng)油液從高壓腔向低壓腔泄漏時(shí) ,由于油路截面突然改變，在小槽內(nèi)形成旋渦而產(chǎn)生阻力，于是使油液的泄漏量減少；另一是阻止活塞軸線的偏移，從而有利于保持配合間隙，保證潤(rùn)滑效果，減少活塞與缸壁的磨損，增加間隙密封性能。 2）橡膠密封圈密封 按密封圈的結(jié)構(gòu)形式不同有Ｏ型、Ｙ型、 Yx 型和Ｖ型密封圈，Ｏ形密封圈密封原理是依靠Ｏ形密封圈的預(yù)壓縮，消除間隙而實(shí)現(xiàn)密封。Ｙ型、 Yx 型和Ｖ型密封圈是依靠密封圈的唇口受液壓力作用變形，使唇口貼緊密封面而進(jìn)行密封，液壓力越高，唇邊貼得越緊，并具有磨損后自動(dòng)補(bǔ)償?shù)哪芰Α?3）橡塑組合密封 裝置 由 O 型密封圈和聚四氟乙烯做成的格來(lái)圈或斯特圈組合而成。這種組合密封裝置是利用 O 型密封圈的良好彈性變形性能，通過(guò)預(yù)壓縮所產(chǎn)生的預(yù)壓力將格來(lái)圈或斯特圈緊貼在密封面上起密封作用。 O 型密封圈不與密封面直接接觸，不存在磨損、扭轉(zhuǎn)、啃傷等問(wèn)題，而與密封面接觸的格來(lái)圈或斯特圈為聚四氟乙烯塑料，不僅具有極低的摩擦因素（ ～ ，僅為橡膠的 1/10），而且動(dòng)、靜摩擦因素相當(dāng)接近。此外因具有自潤(rùn)滑性，與金屬組成摩擦付時(shí)不易粘著；啟動(dòng)摩擦力小，不存在橡膠密封低速時(shí)的爬行現(xiàn)象。此