液压与气压传动(完整版)2 孙清洲
液压与气压传动2精品PPT课件
国际单位：Pa( N/m2) 工程单位: bar (kgf/cm2)
换算关系 1bar (kgf/cm2)=105Pa ( N/m2)=0.1MPa
2、排量 V
第二章
排量V 是指在没有泄漏的理想情况下，液压泵
每转所排出的油液体积。
排量的单位:
国际单位：m3/rad 工程单位 ：cm3/r(mL/r)
换算关系
1mL/r= cm3/r =
1
2
×10-6
m3/rad
3、流量
第二章
(1) 平均理论流量 qt
在不考虑泄漏的情况下，液压泵在单位时间内理 论上输出的油液体积。即
qt nV
(2) 实际流量 q
液压泵工作时实际输出的油液体积，其值为理
论流量qt 减去泄漏量 Δq , 即
q qt q
(3) 瞬时(理论)流量 qsh
第二章
在偏心轮的几何中心转到最下点 o1 时终止，吸
油完成，偏心轮继续旋转，柱塞随偏心轮向上运 动，密封容积由大变小，油液受压顶开单向阀6
排出(单向阀5关闭),这一过程称为排油。当偏心
轮的几何中心转到最上点 o1时终止，实现排油
（完成压油），偏心轮不断旋转，泵就不断吸油 和压油。
液压泵的工作原理归纳如下：
第二章
（1）密闭的容积发生变化是吸油、压油的根本原理， 容积变大时形成真空，油箱中的油液在大气压 力下进入密闭的容积(吸油)，容积减小时油液 受压排出(压油)；
（2）油箱的液面与大气相通是吸油的必要条件；
（3）要有配流装置将吸油、压油的过程分开； (吸油口、排压口不能相通)
2、液压马达的工作原理：
第二章 液压泵与液压马达
第一节 液压泵和液压马达概述 第二节 齿轮式液压泵和齿轮式液压马达 第三节 叶片式液压泵和叶片式液压马达 第四节 柱塞式液压泵和柱塞式液压马达
液压与气压传动(第二章讲稿)
系统维护
液压系统对密封件的要求较高，维护成本相对较 高；而气压系统的元件结构简单，维护成本较低 。
05 结论
本章重点回顾
• 液压与气压传动的基本原理：液压与气压传动的基本原理是利用液体或气体的 压力能来传递动力和运动。液压传动以液体为工作介质，气压传动以气体为工 作介质。
气压传动的优点包括清洁、安全、维护成本低等，但也有功率密度低、 动作响应慢等缺点。
液压与气压传动的比较
液压传动的优点包括功率密度高、动作响应快、易于实现自 动化等，但也有泄漏、维护成本高等缺点。而气压传动则具 有清洁、安全、维护成本低等优点，但功率密度低、动作响 应慢等缺点也比较明显。
在选择液压传动还是气压传动时，需要根据实合，液压传动 更为适合；而在需要清洁、安全的环境中，气压传动则更具 优势。
液压传动的优点包括功率密度高、动作响应快、易于实现自动化等，但也有泄漏、维护成本 高等缺点。
气压传动的原理
气压传动的基本原理是利用空气的可压缩性，通过气瓶或压缩机将气体 压缩，然后通过管道和控制阀等元件将压缩气体输送到气动执行元件， 实现动力和运动的传递。
气压传动系统由气源、气动执行元件、控制元件和辅助元件组成。气动 执行元件包括气缸、气马达等，控制元件包括各种气动阀、传感器等。
• 液压与气压传动的系统组成：液压与气压传动系统通常由能源装置、执行元件 、控制元件和辅助元件等组成。能源装置负责提供能量，执行元件实现具体的 动作，控制元件调节系统的运行状态，辅助元件保证系统的正常运转。
下一步学习计划
学习液压与气压传动的元件和回路
《液压与气压传动技术(第2版)》电子教案 项目八 典型的液压传动系统
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课题二 压力机液压系统
• 一、ＹＢ３２—２００型液压机的液压系统
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课题一 组合机床动力滑台系统
• 三、动力滑台液压系统的特点
• 动力滑台的液压系统是能完成较复杂工作循环的典型的单缸中压系统， 具有以下特点。
• （１）容积节流调速回路。该系统采用了“限压式变量叶片泵＋调速 阀＋背压阀” 式容积节流调速回路。用变量泵供油可使空载时获得 快速（泵的流量最大），工进时，负载增加，泵的流量会自动减小， 且无溢流损失，因而功率的利用合理。用调速阀调速可保证工作进给 时获得稳定的低速，有较好的速度刚性。调速阀设在进油路上，便于 利用压力继电器发信号实现动作顺序的自动控制。回油路上加背压阀 能防止负载突然减小时产生前冲现象，并能使工进速度平稳。
• 二、ＹＴ４５４３型动力滑台液压系统
• １.概述 • 组合Байду номын сангаас床是由按系列化、标准化、通用化原则设计的通用部件以及按
工件形状和加工工艺要求而设计的专用部件所组成的高效专用机床。 液压动力滑台是组合机床上用以实现进给运动的一种通用部件，其运 动是靠液压缸驱动的。
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课题一 组合机床动力滑台系统
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课题一 组合机床动力滑台系统
• （２）电液动换向阀的换向回路。采用反应灵敏的小规格电磁换向阀 作为先导阀控制能通过大流量的液动换向阀实现主油路的换向，发挥 了电液联合控制的优点。而且由于液动换向阀芯移动的速度可由节流 阀Ｌ１、Ｌ２调节，因此能使流量较大，速度较快的主油路换向平稳 ，无冲击。
液压与气压传动-第二版-第一章课后答案
3
应用领域多样
液压传动广泛应用于机械工程、航空航天、汽车制造等领域。
气压传动-原理与应用
工作原理
气压传动利用压缩空气的能量进行能量传输与控制。
气压元件
气压传动系统包括压缩机、储气罐、阀门和气动执行器等元件。
广泛应用
气压传动常见于工业自动化、流水线生产和机械操控领域。
液压与气压传动的优势与劣势比较
液压与气压传动-第二版第一章课后答案
液压与气压传动是现代工程中常用的能量传输方式。本章将介绍液压与气压 传动的概念、原理应用，以及各自的优势与劣势，并通过实际案例展示两种 传动方式在工程领域的应用。
液压传动-原理与应用
1
压力传递
液压系统通过液体传递压力，实现力的传递与控制。
2
பைடு நூலகம்
元件与系统
液压传动系统由多个液压元件组成，如油泵、阀门和执行器等。
4
自动化
液压与气压传动广泛应用于自动化生产线和机器人等领域。
第一章课后问题解答
• 液压与气压传动的主要区别是什么？ • 液压传动和气压传动的优势与劣势有哪些？ • 液压传动在哪些领域常见应用？ • 气压传动适用于哪些工业场景？
总结和展望
液压与气压传动作为能量传输的重要方式，具有广泛的应用领域和发展前景。深入理解其原理与应用，将 为工程师们带来更多机会与挑战。
液压传动优势
液压传动具有高功率密度、平稳性强和承压能力高 等优点。
气压传动优势
气压传动灵活、安全可靠，并且适用于防爆环境。
液压与气压传动在工程领域的应用案例
1
建筑工程
液压与气压传动在建筑工程中用于起重机、升降机等设备。
2
航空航天
液压与气压传动应用于飞机和航天器的舵机、起落架等系统。
(完整word版)《液压与气压传动》(第二版)课后习题答案
第一章1-1 某液压油在大气压下的体积是335010m -⨯，当压力升高后，其体积减少到3349.910m -⨯，取油压的体积模量为700.0K Mpa =，求压力升高值。
解： ''3343049.9105010110V V V m ---∆=-=⨯-⨯=-⨯643070010110 1.45010k V p Mpa V --∆⨯⨯⨯∆=-==⨯ 1- 3图示为一粘度计，若D=100mm ，d=98mm,l=200mm,外筒转速n=8r/s 时，测得转矩T=40N ⋅cm,试求其油液的动力粘度。
解：外筒内壁液体粘度：()()024222/2/2408 3.140.1 2.512/2224010410/0.1 3.140.2/2/24100.050.0490.0512.512pfD d a n D m sT T N m A DA D l d dy d dydy d D d P SuF μπτπμτμτμμτμμτμμ-==⨯⨯=⨯⨯=====⨯⨯⨯=⇒===-⨯-∴===⋅⎰⎰1-4图示一液压缸，其缸筒内径D ＝12厘米，活塞直径d ＝11.96厘米，活塞长度L ＝14厘米，若油的粘度μ＝0.065Pa.s ，活塞回程要求的稳定速度为v=0.5m/s ，试求不计油液压力时拉回活塞所需的力F 等于多少？解： F 力受到液体粘性的影响，根据液体的粘性有F=F f ＝μA(du /dy)其中， A 为活塞表面积，A ＝л d L又du /dy=v/h=v/{(D-d)/2}所以F ＝μA(du /dy)= μ×лdL × v/{(D-d)/2}=0.065×3.14×11.96×0.01×14×0.01×2 ×0.5/((12-11.96)×0.01)=8.54N1-5 如图所示，一具有一定真空不度的容器用一根管子倒置一液面与大气相通的水槽中，液体与大气相通的水槽中，液体在管中上升的高度h=1m,设液体的密度为31000/kg m ρ=，试求容器内真空度。
液压与气压传动(第二版)
液压传动是利用液体（如油）对能量进行传递和控制的技术。它的基本原理 和应用领域将在本课程中详细介绍。
液压传动的基本原理
液压传动通过利用液体不可压缩性来传递力和动力。它基于帕斯卡定律，通过改变液体的压力来实现力的增加 或减少。
1 液压传动的优点
2 液压传动的应用领域
高功率密度、高效率、平滑运行、精确控制、 可靠性高。
故障排除
排查故障原因，修复或更换受损的液压元件，保证系统的正常工作。
气压传动的基本原理
气压传动利用气体（通常是压缩空气）对能量进行传递和控制。它的工作原理类似于液压传动，但使用气体而 不是液体。
气压传动与液压传动的比较与应用
气压传动相对于液压传动具有一些优点和局限性，它们在不同的应用领域有各自的适用性。
1
气压传动的优点
维护简单、成本低、适用于易燃、易爆
气压传动的局限性
2
环境。
功率密度低、精确度有限、运动速度相对较慢。来自3液压传动的优点
功率密度高、精度高、速度可调、适用 于大功率传动。
常见液压元件介绍
液压缸
液压缸将液体的能量转化为直线 运动。
液压马达
液压马达将液体的能量转化为旋 转运动。
液压阀
液压阀控制液体的流动和压力以 实现液压系统的控制。
液压传动的维护与故障排除
定期检查
定期检查液压系统的液压液、滤芯和密封件的状况，确保正常运行。
预防性维护
定期更换液压液、滤芯和密封件等易损件，防止故障发生。
航空航天、建筑工程、冶金、矿山、农业、 机械制造、汽车工业等。
液压系统的组成与工作原理
液压液体
液压系统使用专门的液压液体 （通常是液压油）来传递能量 和力。
液压与气压传动(完整版)1 孙清洲
液压传动的基本知识
(三)粘性 1.粘性的意义 液体在外力作用下流动时，液体 分子间内聚力会阻碍分子相对运动， 即分子之间产生一种内摩擦力，这 一特性称为液体的粘性。粘性是液 体的重要物理特性。 则相邻两液层间的内摩擦力为：
F f A
du dy
Ff为液体流动时相邻液层间的内摩擦力，与液层的面积、液层间 的速度梯度成正比，μ 为比例系数，又称为粘度系数或动力粘度。
• 2.说明液压系统压力的形成原理。 • 3.说明液压系统的组成。
• 4.说明液压系统图形符号的意义。
• 5.名词解释： 恩氏粘度；运动粘度；动力粘度；液压冲击；空穴现象
液压与气压传动
主讲：孙清洲
第二讲
液压泵
液压泵
一、液压泵的工作原理 1.液压泵的作用 为液压系统提供满足一定 流量和压力要求的液压油 2.液压泵的工作原理
液压传动的基本知识
二、液压介质的选择 1.液压介质的分类 矿物油型
普通液压油 抗磨液压油
低凝液压油
高粘度指数液压油 专用液压油 机械油
液压介质
汽轮机油
水包油乳化液
含水型 抗燃型 合成型
油包水型乳化液
水—乙二醇型液压液 磷酸脂液压液
脂肪酸酯液压液
卤化物液压液
液压传动的基本知识
2.液压油的分类代号 L- H□ ◎ 其中，L 表示类别(润滑剂和相关产品)；
液压传动的工作原理
1)力的传递 手柄作用于小活塞上一 个力，小活塞将这个力加到 油液上，油液受压而产生压 力。 2)运动的传递 有压的油液是可以流动 的，通过流动驱动大活塞运 动。
工作原理 工作原理
压力的形成 原理 系统的组成
图形符号
液压传动的基本知识
《液压与气压传动》第二版课后习题答案
第一章1-1 某液压油在大气压下的体积是335010m -⨯，当压力升高后，其体积减少到3349.910m -⨯，取油压的体积模量为700.0K Mpa =，求压力升高值。
解： ''3343049.9105010110V V V m ---∆=-=⨯-⨯=-⨯643070010110 1.45010k V p Mpa V --∆⨯⨯⨯∆=-==⨯ 1- 3图示为一粘度计，若D=100mm ，d=98mm,l=200mm,外筒转速n=8r/s 时，测得转矩T=40N ⋅cm,试求其油液的动力粘度。
解：外筒内壁液体粘度：()()024222/2/2408 3.140.1 2.512/2224010410/0.1 3.140.2/2/24100.050.0490.0512.512pfD d a n D m sT T N m A DA D l d dy d dydy d D d P SuF μπτπμτμτμμτμμτμμ-==⨯⨯=⨯⨯=====⨯⨯⨯=⇒===-⨯-∴===⋅⎰⎰1-4图示一液压缸，其缸筒内径D ＝12厘米，活塞直径d ＝厘米，活塞长度L ＝14厘米，若油的粘度μ＝，活塞回程要求的稳定速度为v=s ，试求不计油液压力时拉回活塞所需的力F 等于多少解： F 力受到液体粘性的影响，根据液体的粘性有F=F f ＝μA(du /dy)其中， A 为活塞表面积，A ＝л d L又du /dy=v/h=v/{(D-d)/2}所以F ＝μA(du /dy)= μ×лdL × v/{(D-d)/2}=××××14××2 ×(×=1-5 如图所示，一具有一定真空不度的容器用一根管子倒置一液面与大气相通的水槽中，液体与大气相通的水槽中，液体在管中上升的高度h=1m,设液体的密度为31000/kg m ρ=，试求容器内真空度。
液压与气压传动1-2章精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版1-10 如图示一抽吸设备水平放置，其出口和大气相通，细管处截面积421 3.210A m -=⨯，出口处管道截面积214A A =，h=1m ，求开始抽吸时，水平管中所必需通过的流量q （液体为理想液体，不计损失）。
解：对截面和建立液体的能量方程：22112222P V P V g g g g ρρ+=+ （1）连续方程v 1122V A V A = （2） 又 12P gh P ρ+= （3） 方程（1）（2）（3）联立，可得流量43221229.8144 3.210/ 1.462/1515gh q V A A m s L s -⨯⨯==⨯=⨯⨯⨯=1-13液体在管道中的流速v=4m/s ，管道内径d=60mm ，油液的运动粘度ν=30×10-6m2/是，试确定流态。
若要保证其层流，其流速应为多少？1-14 有一液压泵，,流量为32L/min, 吸油口比油箱液面高出500mm ，吸油管直径20mm,粗滤网压力降为0.01MPa ，油液的密度为900kg/m3, 油液的运动粘度为20×10-6m2/s, ,问泵的吸油腔处的真空度为多少?1-16 如图示一抽吸设备水平放置，其出口和大气相通，细管处截面积421 3.210A m -=⨯，出口处管道截面积214A A =，h=1m ，求开始抽吸时，水平管中所必需通过的流量q （液体为理想液体，不计损失）。
解：对截面和建立液体的能量方程：22112222P V P V g g g g ρρ+=+ （1）s m v v vd /15.1103006.023********3006.04Re 66=⨯==⨯⨯==--湍流νPa p p v gh p p v Pa p gh p h g v h g p g v g p Pa p Pa d v l d lv p s m A q v d q d qd vd r r w w r 184471000014362601441010000143627.129005.08.990020,10000222100001436202.016987.19005.0752Re 752/7.131602.0460/103216981580000102002.060/1032444Re 2222211212222211122222232632=+++=++⨯⨯+⨯⨯=∆+∆++=-===∆=∆==+++=+=∆≈⨯⨯⨯⨯⨯=⨯=⨯=∆≈=⨯⨯==≈=⨯⨯⨯⨯⨯====---λλλραρραααραρρλππππνπνπν绝对压力大气压力真空度层流局部损失沿程损失吸油管（层流）连续方程1122V A V A = （2） 又 12P gh P ρ+= （3）方程（1）（2）（3）联立，可得流量4322144 3.210/ 1.462/q V A A m s L s -===⨯⨯=2-1.某液压泵的输出压力为5MPa ，排量为10mL/r ，机械效率为0.95，容积效率为0.9，当转速为1200r/min 时，泵的输出功率和驱动泵的电动机的功率各为多少？解：已知：6305,10/1010/,0.95,0.9,1200/min m v p MPa V mL r m r n r ηη-===⨯===则泵的输出功率：663000510101012000.9100.960t v P p q p q kw η--⨯⨯⨯⨯===⨯⨯= 驱动泵的电动机功率：0.9 1.0530.950.9i P kw P kw η===⨯ 2-2.某液压泵在转速n=950r/min 时，排量为v=168ml/r 。
《液压传动与气压传动》作业题答案 孙清洲
1。
液压油泵要实现吸油、压油的工作过程的条件（１）应具备密封容积。
（２）密封容积的大小能交替变化。
液压油泵的输油量与密封容积变化的大小及单位时间内变化的次数（变化频率）成正比。
（３）应有配流装置。
它的作用是：在吸油过程中，密封容积与油箱相通，同时关闭供油管路；在压油过程中，密封容积与供油管路相通，同时切断与油箱的连接。
配流装置的形式随液压油泵结构不同而异。
（４）吸油过程中，油箱必须和大气相通。
这是实现吸油的必要条件。
2。
说明径向柱塞泵的工作原理转子在原动机的带动下高速回转，柱塞在离心力(或经机械作用)作用下顶在定子的内表面上。
由于转子和定子之间存在偏心，在回转过程中，当各柱塞处于水平轴线的上边时，由柱塞和转子之间形成的容腔增大，通过配油轴吸油；当柱塞处于轴线下方时，由柱塞和转子之间形成的容腔减小，通过配油轴实现压油。
3.说明轴向柱塞泵工作原理当原动机带动缸体3高速回转时，由于斜盘的约束作用，柱塞在缸体内作往复运动，当柱塞伸出时，柱塞和缸体间形成的密闭容积增大，通过配油盘实现吸油，当柱塞缩回时，容积减小实现压油。
改变斜盘的角度可改变排油的流量及流动方向。
4.双作用叶片泵工作原理定子曲线由两段大圆弧、两段小圆弧及四段过渡曲线组成。
叶片将由定子、转子和叶片分隔成的空间分为若干个小的容腔，当容腔扩大时，通过配油盘吸油，当容腔减小时通过配油盘压油，每转一周实现两次吸油及压油，因此称为双作用叶压泵。
5.单作用叶片泵工作原理转子和定子偏心，定子曲线为圆。
叶片在转子上的槽内可灵活滑动。
叶片根部均通油液，在高压区通压力油，吸油区通无压油。
6。
齿轮泵的工作原理齿轮泵的主要特征是以一对相互啮合的齿轮和配油装置结合实现吸油及压油。
主要有外啮合、内啮合齿轮泵。
外啮合齿轮泵工作原理是齿轮、泵体和齿轮端盖形成了密闭油腔，齿轮的啮合点将密封腔分成了吸油腔和压油腔。
齿轮在旋转过程中，脱离啮合一侧容积增大，为吸油区，进入啮合的一侧容积减小为压油区。
液压与气压传动第二版
叶片所占体积造成的损失V’为 V 2b( R r ) z / cos
Rr 2 2 Vt 2b ( R r ) z cos Rr 2 2 qV 2b ( R r ) z nV cos
3
㈢双作用式叶片泵的典型结构、特点及应用
3
单作用式叶片泵的流量计算 密封工作腔的最大容积V1 2 2 D d V1 e b 2 2 2 密封工作腔的最小容积V2 D 2 d 2 V2 e b 2 2 2 容积变化量△V V Deb 2 b 2Deb 故单作用式叶片泵的理论排量Vt为 Vt zV zDe z 实际流量为 qV 2DebnV
3
二、径向柱塞泵
3
三、径向柱塞马达 缸体径向力
FS p
4
d
2
缸体切向力
FT F泵
一、螺杆泵
3
螺杆泵具有以下优点： ⑴无困油现象，工作平稳； ⑵容积效率高，额定压力高； ⑶结构简单，转动惯量小，可采用很高的转速； ⑷密封面积大，对油液的污染不敏感。
3
二、凸轮转子叶片泵
工作中不会出现困 油现象，故运转平稳， 噪声很小，输出压力可 达21MPa。输出流量均 匀，基本上无脉动。转 子的转动惯量小，且径 向液压力完全平衡，故 可允许高速运转，容积 效率较高。转子曲线比 叶片泵的定子曲线容易 加工。
3
二、液压马达的选择
3
Tt Ti T
式中，△T为损失转矩。 液压泵的机械效率是理论转矩和实际转矩的比值，用ηm 表示，即
Tt T m 1 Ti Ti
3
液压与气压传动(第二版)
利用压缩空气传递能量， 实现机械装置的运动。
应用
气压传动常见于汽车制 造、物流搬运、食品加 工等行业。
优势
轻质和易维护、安全性 和经济性。
两者的比较和应用场景
液压传动
适用于高压、大功率的应用场景，如工程机 械和航空工业。
气压传动
适用于低压、小功率的应用场景，如生产线 和轻工业设备。
液压传动的发展趋势
智能化技术
液压传动正朝着智能化、自 动化技术发展，提高工作效 率和稳定性。
可再生能源
液压传动系统将更多地应用 于可再生能源行业，为清洁 能源发展做出贡献。
高效能源利用
液压传动系统的能源效率将 进一步提高，减少能源消耗 和环境污染。
气压传动的发展趋势
1 节能技术
气压传动将通过提高 能源的利用率来实现 能源的节约和减排。
液压与气压传动(第二版)
本次演示将介绍液压与气压传动的原理、应用和优势。通过深入剖析这两种 传动方式，我们将帮助您了解其工作原理以及它们在不同场景中的应用。
液压传动的原理和应用
1
应用
2
液压系统广泛应用于自动化生产、
工程机械、航空航天等领域。
3
原理
利用液体的压力传递动力，实现 机械装置的运动。
优势
高工作压力和力矩输出、精密控 制和可靠性、能源利用和环境影 响。
2 绿色环保
气压传动技术将更加 注重减少对环境的影 响，以推动可持续发 展。
3 自动化应用
气压传动系统将越来 越多地应用于自动控 制领域，提高生产效 率和稳定性。
结论和总结
液压与气压传动各有其优势和特点，根据不同的应用场景进行选择，同时也需要关注其发展趋势 以适应不断变化的需求。
液压与气压传动(第二版)
3 液压系统组成和工作原理
液压系统由液压液、泵、阀门、执行器和控 制装置组成，通过液压动力实现工作。
4 液压传动的优缺点
液压传动具有高力密度、平滑运动、可靠性 高的优点，但也存在液压泄漏和噪音等缺点。
气压传动基础知识
1 气压传动的概述
气压传动使用压缩空气传递力和动能，用于 驱动设备和执行工作。
2 气压传动的原理和特点
基于气体压力驱动动力元件的运动，气压传 动具有简单、安全和易维护的特点。
3 气压系统组成和工作原理
气压系统由压缩机、气缸、调节阀和控制元 件组成，通过气压动力实现工作。
4 气压传动的优缺点
气压传动具有响应速度快、免液压泄漏和环 保的优点，但气密性和动力密度相对较低。
液压与气压传动 (第二版)
液压与气压传动是现代工传动和气压传动的基础知识，并对它们的优缺点进行比较。让我们一起探索 这些传动系统的原理和应用。
液压传动基础知识
1 液压传动的概述
液压传动通过压缩流体传递力和动能，用于 控制和动力传递。
2 液压传动的原理和特点
液压与气压传动的比较
液压传动
• 高力密度 • 平滑运动 • 可靠性高
气压传动
• 响应速度快 • 免液压泄漏 • 环保
适用场景的选 择
根据应用需求和环境 条件选择合适的传动 方式。
成本和效率的 对比
液压传动较适用于高 功率和高精度的应用， 而气压传动则较适用 于低功率和快速响应 的应用。
液压与气压传动习题册(第二版)
液压与气压传动习题册（第二版）引言液压与气压传动是现代工程领域常用的一种能量传递方式。
本习题册是液压与气压传动技术的学习辅助教材，主要以习题和解答为主，旨在帮助读者加深对液压与气压传动原理和应用的理解。
本习题册包含了一些典型的问题和应用实例，旨在通过解题的方式帮助读者巩固所学知识。
内容概述本习题册共分为四个部分，分别是基础知识练习、系统设计与计算、故障诊断与维修、实际应用实例。
每个部分包含了若干的习题，读者可以根据自己的实际需求选择相应的部分进行学习。
基础知识练习该部分主要包含了一些基础概念和原理的练习题，读者可以通过解答这些问题来巩固对液压与气压传动的理解。
涵盖的主题包括但不限于液压与气压传动的工作原理、组成元件、流体力学基础等。
1.定义液压传动和气压传动的概念，并比较它们的优缺点。
系统设计与计算该部分主要涉及液压与气压传动系统的设计和计算问题，包括系统参数的选择、压力损失的计算、速度和力的计算等。
读者可以通过解答这些问题来提高自己在系统设计和计算方面的能力。
示例题目1.设计一个液压传动系统，要求输出动力为1000W，工作压力为10MPa，流量需求为50L/min。
请计算液压泵的选型参数。
故障诊断与维修该部分主要包含了一些液压与气压传动系统常见的故障现象和故障原因的相关问题。
读者可以通过解答这些问题来提高自己在故障诊断与维修方面的能力。
1.当液压系统中出现液压油温过高的故障现象，可能的原因有哪些？应该采取什么措施解决这个问题？实际应用实例该部分主要包含了一些实际应用实例，通过解决这些实例问题，读者可以将所学知识应用到实际工程中，提高自己的实践能力。
示例题目1.为了实现压力调节功能，设计了一个气压传动系统。
请根据系统参数计算所需安装的压力调节阀的参数。
结语本习题册涵盖了液压与气压传动的基础知识、系统设计与计算、故障诊断与维修以及实际应用实例，通过解答习题来加深对相关知识的理解。
希望读者在使用本习题册的过程中能够提高自己的学习效果，并将所学知识应用到实际工程中。
液压与气压传动6本
气压传动原理
1
大气压
压缩空气由一个分离器移动到活塞上方，在杆被推前压缩空气会对进口活塞施加 力。
2
气源的选择
空气源的选择主要考虑使用的场合、使用效率和精度等方面。
3
气流方向
气缸内的空气源由管道流入，推动杆会阻挡空气从另一端的管道留出。
气压传动的优点
简单耐用
由于气体易于压缩，因此气 压传动装置通常比同等量的 液压传动装置更简单、更轻 便。
气压制动和气门设施在传统的火车、 公共汽车和大货车中仍然使用。
高功率
气压的功率密度（功率与体 积之比）高于同一空间内等 量的水力油。
高速运转
气压动力学特性使得器件能 够更快地启动、加速和停止。
气压传动的应用领域
1
建筑工程
2
钻孔和建筑工具、道具引擎、气动
锤等也广泛采用气压传动。
3
自动化生产线
气压传动在自动化生产线方面应用 广泛，如汽车、食品和制造行业。
公共交通
液压与气压传动6本
液压和气压传动是现代机械中最重要的两种动力传输方式。这六本书将为你 深入介绍这两种传动方式的概念、原理和应用。
基础概念
液压传动
将油液传递至各个液压缸或液压马达，以达到控制和发动机输出机械动力的目的。
气压传动
通过将压缩空气传输至各个气动马达、气动缸或液压气缸来实现工作任务的一种技术。
2 密闭系统
3 精度可控
不会因为氧化、腐蚀、 堵塞或漏气等原因破 坏系统。
可精确传递压力或力 矩，并能对其进行准 确控制。
液压传动的应用领域
挖掘机械
液压传动广泛用于重型 工程机械如挖掘机、装 载机、起重机等。
工厂生产线
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4 (D2 d 2 ) B口面积 AB 4 D 2 X口面积 A X 4
压力组件起不同作用时的结构特点： 减压阀：阀芯为滑阀，αAX=1，油口B 进油，油口A出油 溢流阀和顺序阀：阀芯为锥阀， α=15°αAX= 1.1，油口A进油，油口 B出油
插装阀
流量阀组件
A口面积 AA
馈功能的流量控制阀称为调速阀。 流量负反馈控制的核心，是要构造一个流量比较器和流量
测量传感器。流量测量传感器的作用是将不便于直接比较的流
量信号转化为便于比较的物理信号，一般转化为力信号进行比 较。 • 分类：减压节流调速阀、溢流节流调速阀
速阀的工作原理-串减压式
调速阀的工作 原理(减压阀和节流 阀串联) 减压节流调速 阀由节流阀和差压 式减压阀两部分组 成，P2和P3分别为 节流口前后的压力， 差压式减压阀的目 的就是在工作时使 △P=P2-P3不变， 从而保持通过节流 口的油液的流量不 变。
液压辅件—过滤器
二、过滤器的作用和类型
过滤器的作用：滤去油液中的杂质，维持油液的清 洁，保证液压系统的正常工作。 滤油器的分类（按过滤原理分）：表面型、深度型、 磁性过滤器 (一)表面型过滤器 滤除的微粒污物截留在滤芯元件的上游一 面，属这种类型的过滤器有网式和线隙式。
液压辅件—网式滤芯滤油器
比值。
P p T q mK L A
1 m
q K L Ap m
• 刚度越大，流量稳定性越好，液压系统所获得的负载特性越好。
节流口前后压差对流量的影响
P p1 m T q K L Am
• 影响节流口流量刚度的因素：
• 刚度与节流口前后的压差成正比，但为了减少能量损失，一般 不通过增加节流口前后压力差的方式增加流量刚度，节流口前 后的压力差一般为(0.15～0.4)MPa。 • 系数m越小，刚度越大。为了获得小系数，应避免使用细长孔 节流口，避免层流状态；节流口应接近于薄壁孔口，流体处于 紊流状态，从而获得好的流量稳定性。
流量控制阀
流量控制阀
3.起压力缓冲作用 在液压力容易
突变的地方安装节
流元件，可延缓压 力突变的影响，起
到保护作用，如装
在压力表开关处起 阻尼作用等。
流量控制阀
三、调速阀
当节流阀的节流面积一定时，节流口前后的压差会受负载 变化的影响，由此也会导致流量的波动。负载变化所引起的流
量波动可以通过流量负反馈来加以减小或消除，具有流量负反
油中的机械杂质或因氧化而析出的胶质、沥青、碳渣等在节 流口堆积。
由于油液老化或受挤压后产生带电的极化分子，吸附在节流 口处，形成牢固的吸附层。
流量控制阀
节流阀的应用 1.起节流调速作用
节流阀在定量泵
供油系统与溢流阀一
起组成节流调速回路。
流量控制阀
2.起负载阻尼作用
通过调节节流口的面积调节节流口前后的压力差，这时节流元 件起负载阻尼作用，称之为液阻，主要用于各种液压元件中。
液压控制阀-流量阀
• 流量阀：通过改变节流口的通流 面积，从而实现对流量的控制，
以改变执行元件的运动速度。
• 分类：节流阀、调速阀
• 一、流量控制原理
流量控制阀
节流口的流量公式：
由节流口的形状、流体流态、流体性质 由节流口的形状和结构决定. 等决定。其数值由实验给出。 -流量控制原理 0.5<m<1，当节流口接近于细长孔时， m≈1，当节流口为薄刃状时m＝0.5
5、底板
6、执行元件
思考题
• 说明流量控制原理及影响流量稳定性的因素 • 说明普通节流阀的工作原量及特点 • 说明调速阀的工作原理及特点
液压与气压传动
主讲：孙清洲
第五讲 液压系统辅助元件
液压辅件
什么是液压辅助元件？
在液压系统中，除动力元件、执行元件、 控制元件之外部分的总称：滤油器、蓄能器、 油箱、管件、热交换器、密封装置等。
•
3.吸收压力冲击和消除系统压力脉动：当液压元件工作状态发生
变化时可在系统引起压力冲击；由于油泵的结构引起的排油压力 脉动均可以通过蓄能器来消除或降低。
液压辅件—过滤器
第二节 过滤器
一、液压油的污染及其控制 液压油的污染是引起液压系统故障的主要原因，占到总事故率的 70～80%。液压油的污染主要来自水分、空气、机械颗粒、油液的氧 化产物、其它油品的混入等异物混入。 (一)污染的危害 1.杂质的混入加快元件的磨损，破坏密封，降低元件的寿命，系统工作性 能降低。 2.油液中混入空气，容易产生气蚀、噪声，降低油的润滑性，油液易氧化， 执行元件产生爬行等。
液压辅件对系统性能、效率、温升、噪声 和寿命均有影响，并且不亚于其它液压元件 对系统的影响。
用于低于32MPa系统储能和吸收脉动 用于小容量、低压回路起缓冲作用 用于低于20MPa系统储能或吸收脉动 利用存于薄膜内惰性有压气储存能量 液压辅件—蓄能器的分类 用于大型液压系统的恒压供油
第一节 蓄能器 定义：用于存 储油液压力能 的装置。
液压辅件--蓄能器结构
活塞式蓄能器 上腔通隋性气体，油液从油口 4进入蓄能器。 特点：结构简单、寿命长 、 但反应迟缓，适用于低于20MPa 的系统储能或吸收压力脉动
液压辅件—蓄能器结构
皮曩式蓄能器 皮曩内充入隋性气体，油 从提升阀处引入并贮存在蓄能 器中，当系统需要油液时从提 升阀处排出。提升阀的作用是 防止皮曩溢出。 特点：用于低于32MPa 系统的储能及吸压力冲击。
插装阀
第五节 插装阀和叠加阀 一、插装阀
根据液压系统的不同需要，将实现压力、流量及方向控制的 标准组件插入特定设计加工的阀块，通过盖板和不同先导阀组合 成插装阀系统。
特点：组合形式灵活多样，密封性好、动作灵敏、通油能力大、抗 污染能力强。 (一)插装阀的组成 (二)插装阀基本组件
组成：阀芯、阀套、弹簧、密封圈
3—
o结构特征：金属骨架上包有一层或
—
多层铜丝网，油液流经滤网而被过滤。
o特点：结构简单、清洗方便、通油
能力大、阻力低，一般压力损失为
0.01MPa，过滤精度由过滤网网孔和
层数决定，一般过滤杂质尺寸为 0.08～0.18mm，过滤精度低。
4—
o应用场合：常用作吸滤器，安装于
油泵的吸油口上，保护油泵不被大颗 1——骨架 2——铜丝网 3——上盖 4——下盖 粒杂质损坏。
液压控制阀-先导型顺序阀
液压控制阀-顺序阀的作用
用顺序阀控制热行元件 的顺序动作
顺序阀起平衡作用
液压控制阀-顺序阀的作用
顺序阀做卸荷阀用
液压控制阀-顺序阀的职能符号
顺序阀的特点：
1.可制成外控制或内控方式； 2.作顺序阀用时为外泄漏，作平衡阀和卸荷阀用时为内泄漏。
3.作卸荷阀用时并联在主油路上，其余均串联在主油路中。
液压辅件—蓄能器在液压系统中的作用
• 1.作辅助动力源：当系统油液用量不均衡或大部分时间需要小流 量，而在短时间需要大流量油液时，这时可采用小流量泵和蓄能 器结合供油。当需小流量时由油泵供油，多余的油液存入蓄能器， 需要大流量时，由蓄能器和油泵同时供油。 • 2.保压和补充泄漏：当液压系统需要长时间保压而油泵卸荷时， 可用蓄能器保持系统的压力并补充泄漏。
3.油液中混入水分将加速油液的氧化、腐蚀金属并降低油液的润滑性。
液压辅件—过滤器
4.油液的氧化将使油液变质，氧化产物将堵塞元件的阻尼孔或节流 孔，加速元件的腐蚀。 (二)油液污染的控制 1.防止外界杂质混入：安装前对元件等进行清洗；按装后对系统进 行清洗；维修时应将元件清洗干净，防止污染物混入； 2.合理设计液压系统并加强管理。 3.对油液进行过滤。
液压控制阀-压力继电器
压力继电器是 利用油液的压 力来启闭电气 触点的液压电 器转换元件， 将油液的压力 信号转换为电 信号
思考题
1.说明直动式溢流阀的工作原理及特点。 2.说明先导式溢流阀的工作原理及特点。 3.说明溢流阀的特点及在液压系统中的作用。 4.说明减压阀的工作原理及在液压系统中的作用。 5.说明减压阀的特点。 6.说明顺序阀的工作原理。
液压辅件—线隙式滤油器
o结构特征：滤网是用细铜线(或铝
线)缠绕在骨架上，线与线之间形 成缝隙来实现滤油，过虑直径一般
为0.03～0.1mm，压力损失为
0.07～0.35MPa。
o特点：结构简单、通油能力大、
过滤效果好、但不易清洗。
o应用场合：多用于中、低压系统
• 流量的稳定性受以下因素的影响：
– 节流口前后压差(△P) – 油液温度、粘度(影响KL) – 节流口形状和结构(影响M、KL)
q K L A p
m
液压量控制阀-节流口的流量特性
流量刚度：节流口前后压力变化时保持流量稳定的能力称为流量
刚度，定义为节流口前后的压力差△P的变化与流量ｑ的波动值的
插装阀
方向阀组件
A口面积 AA
d 2
4 (D2 d 2 ) B口面积 AB 4 D 2 X口面积 A X 4
面积比： αAX=AX/AA
α=45°
αBX=AX/AB
αAX= αBX=2
油口A和油口B的作用面积相等，油液可双向流 动。
插装阀
压力组件
A口面积 AA
d 2
d 2
4 (D2 d 2 ) B口面积 AB 4 D 2 X口面积 A X 4
阀芯常带有尾部，尾部窗口多为三角形或矩形。 αAX= 1或1.1 一般油口A为进油口，油口B为出油口。
插装阀
• (三)插装阀应用举例 • 1.单向阀
插装阀
• 二通阀
插装阀
• 二通阀
插装阀
• 三通阀
插装阀
叠加阀
• 二、叠加阀
将若干个液压阀上下 两平面均按板联接制造， 每个联接面上有四个油 孔，并且上下面上的油 孔相通，将这些阀叠加 在一起安装于配油盘上 并和系统相连，用于完 成一定的控制功能。 特点：结构紧凑、配置灵活、 占地面积小、系统设计 制造周期短。