液压系统的五种装置:①能源装置:是把机械能转换成流体压力能的装置,一般最常见的是液压泵或空气压缩机. ②执行装置:是把流体的压力能转换成机械能的装置,一般指做直线运动的液压缸,做回转运动的液压马达。③控制调节装置:是对液压系统中流体的压力、流量和流动方向进行控制和调节的装置。如溢流阀、节流阀、换向阀。④辅助装置:是指除以上三种以外的其他装置,如油箱、过滤器、空气过滤器等,它们对保证液压系统可靠和稳定地工作有重要作用⑤传动介质:是指转嘀能量的流体,即液压油或压缩空气。
液压系统的优缺点:优点:出力大、质量小、惯性小以及输出刚度大。可以实现大范围无级调速。不会有国服哎的危险,易于自动化。缺点:①传动介质易泄露和可压缩性会使传动比不能严格保证②由于能量转嘀过程中压力损失和泄露的存在使传动效率低③液压传动装置不能在高温下工作④液压控制元件制造精度高以及系统工作过程中发生故障不易诊断。 液体特性:连续性/不抗拉,易流性,均质性
黏性:液体在外力作用下流动时,分子间的内聚力要组织分子相对运动而产生的一种内摩擦力,称为黏性。 液体的黏度是指它在单位速度下流动时单位面积上产生的内摩擦力。黏度u称为动力黏度。 液体的动力黏度与其密度的比值,称为液体的运动黏度v
液压工作介质具备性能:①合适的黏度,v=(15~68)x10^-6(m2/s)②润滑性能好③质地纯净杂质少④对金属和密封件有良好的相容性⑤对热、氧化、水解和剪切都有良好的稳定性⑥抗泡沫性、抗乳化性、防锈性、腐蚀性小⑦体积膨胀小,比热容大⑧流动点和凝固点低,闪店和燃点高。⑨对人体无害,成本低⑩与产品和环境相容
绝对相对真空度:以绝对真空作为基准所表示的压力称为绝对压力。以大气压力作为基准称为相对压力。也称表压力。 绝对=相对+大气 如果液体中某点的绝对压力小于大气压力,这时在这个点上的绝对压力比大气压力小的那部分叫做真空度 真空度=大气压力-绝对压力
帕斯卡定理:在密闭容器内,施加于静止液体上的压力将以等值同时传到个点。称为静压传递原理或帕斯卡定理 理想液体:即无黏性又不可压缩的液体
定常流动:液体流动时,若液体中任何一点的压力速度和密度都不随时间变化而变化,就是定常流动
层流和湍流:在低速流动时,着色液流的线条在注入点下游很长记录都能清楚看到,当流动收到干扰时,在扰动衰减后流动还能保持稳定。 当流速大时,由于流动是不规则的,故使着色液体迅速扩散和融合 前为层流后湍流 迹线:流动液体的某一质点在某一时间间隔内在空间的运动轨迹。流线是表示某一瞬时液流中各质点运动状态的曲。 伯努利方程: 三大方程:连续性方程(质量守恒定律在流体力学的表达形式),伯努利方程(能量守恒定律在流动液体的表现形式),动量方程。
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表明沿流线压力越低,速度越高。
雷诺数:Re=vd/v(运动黏度)当液体流动时的雷诺数小于临界雷诺数为层流,反之为湍流。
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 齿轮泵 叶片泵 柱塞泵
外啮合齿轮泵特点/优缺点:特点①泄露:轴向间隙大,泄漏量多,会使容积效率降低,但间隙过小,齿轮端面和端盖之间的机械摩擦损失增加,会使泵的机械效率降低。因此要严格控制泵的轴向间隙。②困油:消除困油的方法通常是在齿轮泵的两侧端盖上铣两条卸荷槽,当封闭容积减小时,使其与压油腔相同,而当封闭溶容积增大时,使其与吸油腔相通。③径向不平衡力:径向不平衡力很大时能使轴弯曲,齿顶与壳体产生接触,同时加速轴承的磨损,降低轴承的寿命。为了减小径向不平衡力的影响,有的泵上采取了缩小压油口的办法,使压力油仅作用在一个齿到两个齿的范围内,同时适当增大径向间隙,使齿轮在压力作用下,齿顶不能和壳体相接触 优缺点:优点是结构简单,尺寸和质量小,制造方便,价格低廉,工作可靠,自吸能力强,对油液污染不敏感,维护容易。缺点是一些机件承受不平衡径向力,磨损严重,泄露大,工作压力的提高收到限制。此外,它的流量脉动大,因而压力脉动和噪声都比较大。
单叶片泵特点/优缺点:优点:工作压力较高,流量脉动小,工作平稳,噪声较小,寿命较长。缺点:结构复杂,吸油特性不太好,对油液的污染也比较敏感。 单特点:①改变定子和转子之间的偏心便可改变流量。偏心反向时,吸油,压油方向也相反。②处在压油腔的叶片顶部受到压力油的作用,要把叶片推入转子槽内。为了使叶片顶部可靠地和定子内表面相接触,压油腔一侧的叶片底部要通过特殊的沟槽和压油腔相通。吸油腔一侧的叶片底部要和吸油腔相通,这里的叶片仅靠离心力的作用顶在定子内表面上。③由于转自收到不平衡的径向液压作用力,所以不适用高压。 种类:单作用叶片泵/双作用叶片泵/限压式变量泵/双极叶片泵和双联叶片泵
提高双作用叶片泵压力的措施:①减小作用在叶片底部的油液压力②减小叶片底部承受压力油作用的面积③使叶片
顶部和底部的液压作用力平衡。 限压式变量叶片泵能借助输出压力的大小自动改变偏心距e的大小来改变流量 柱塞泵优点/特点:柱塞泵是靠柱塞在缸体中做往复运动早哼密封容积的变化来实现吸油与压油的液压泵。 优点:①构成密封容积的零件为圆柱形的柱塞和缸体孔,加工方便,可得到较高的配合精度,密封性能好,在高压下工作仍有较高的容积效率 ②只需改变柱塞的工作行程就能改变流量,易于实现变量;③柱塞泵主要零件均受压应力,材料强度性能可得到充分利用。 缺点:结构复杂,自吸能力差,径向尺寸大,配油轴受径向不平衡力作用易磨损,限制了转速和压力的提高
消除噪声的措施:①减少和消除液压泵内部油液压力的急剧变化。②可在液压泵的出口安装消声器,吸收液压泵流量及压力脉动③当液压泵安装在油箱上时,使用橡胶垫减震④压油管的一段用高压软管,较小管道局部阻力,防止液压泵产生空穴现象,采用大容量的吸油过滤器,防止油液中混入空气,合理设计液压泵,提高零件刚度 液压缸:差动连接时液压缸的推力比非差动连接小,速度比其大
液压控制阀的基本要求:①动作灵敏,使用可靠,工作时冲击和振动要小,使用寿命长。②油液通过液压阀时压力损失要小,密封性能好,内泄泄露要小,无外泄露。③结构简单、紧凑、安装维护调整方便,通用性好。 方向阀作用/要求:主要用来通断油路或改变油液流动的方向。 正向流动阻力损失小,反向时密封性好,动作灵敏。 单向阀的主要作用是控制油液的单向流动,要求正向流动阻力损失小,反向密封性能好,动作灵敏。
换向阀作用/要求:利用阀芯对阀体的相对运动,使油路接通、关断或变换油瓶的方向,从而实现液压执行元件及其驱动机构的起动、停止或变换运动方向。 要求:①油液流经换向阀时压力损失要小②互不相通的油口间的泄露要小③换向要平稳,迅速且可靠。
(压力阀)溢流阀的作用/要求:主要作用是对液压系统定压或进行安全保护 要求:定压精度高、灵敏度高、工作平稳且无噪声和振动、当阀关闭时密封要好,泄露要小。 静态性能:压力调节范围、启闭特性、卸荷压力
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目的 先导式减压阀和溢流阀区别:①减压阀保持出口压力基本不变,而溢流阀保持进口处压力基本不变②在不公正时,减压阀进出油口互通,而溢流阀进出油口不通③减压阀导阀弹簧腔需通过泄油口单独外接油箱,溢的出油口通油箱 顺序阀:用来控制液压系统中各执行元件动作的先后顺序 压力开关 顺序阀通向油路,溢流阀通出油口通油箱 流量控制阀:流量控制阀就是依靠改变阀口通流面积的大小或通流通道的长短来控制流量的液压阀。 要求:①较大的流量调节范围,且流量调节要均匀②当阀前、后压力差发生变化时,通过阀的流量变化要小,以保证负载运动的稳定性 ③油温变化对通过阀的流量影响要小④也留通过全开阀时的压力损失要小⑤当阀口关闭时阀的泄漏量要小。 减小液压冲击的措施:①使直接冲击变为间接冲击②限制管中油液的流速v③用橡胶软管在冲击源设置蓄能器,吸收液压冲击的能量④在容易出现液压冲击的地方,安装限制压力升高的安全阀
节流阀压力补偿:①将定差减压阀与节流阀串联组合成调速阀②将稳压溢流阀与节流阀并联起来组合成溢流节流阀 回流路节流调速的特性:①通过调节回油路上的节流阻力,间接调节输入液压缸的流量,从而达到调节液压缸运动速度的目的 ②节流阀回油路跳读的速度稳定性也受负载变化的影响,速度刚性差。 ③回油路节流调速也必然存在溢流功率损失和节流阀的压力降功率损失。
齿轮泵由于要克服泄露大和存在径向不平衡力,而限制了压力的提高,为使齿轮泵能在高压下工作,同时限制了齿轮的转向,因此,齿轮泵是低压单向定量泵