液压传动课件 第8章
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第八章 液压与气压系统设计
5.阀类元件和辅助元件的选择
液压系统原理图中包括调速阀、换向阀、单项阀等阀 类元件以及滤油器、空气滤清器等辅助元件。
序号
元件名称
估计流量
额定流量
L / min1 L / min1
1
三位五通电磁阀
66/82
100
2
行程阀
49.5/61.5
63
3
调速阀
<1
6
4
单向阀
66/82
100
5
单向阀8
16.5/20.5
任务分析
1.工况分析 （1）工作负载FW （2）惯性负载 （3）阻力负载
任务分析
2.计算液压缸尺寸和所需流量 （1）确定工作压力 （2）确定液压缸主要尺寸 （3）确定液压缸所需的流量
任务分析
3.确定液压系统方案，拟定液压系统原理图 （1）速度控制回路的选择 （2）换向和速度换接回路的选择
第八章 液压与气压系统设计
一
液压系统设计
二
气压系统 设计
任务一 液压系统设计
液压传动系统是机械设备动力传动系统，因此，它的 设计是整个机械设备设计的一部分，必须与主机设计 联系在一起同时进行。一般在分析主机的工作循环、 性能要求、动作特点等基础上，经过认真分析比较， 在确定全部或局部采用液压传动方案之后才会提出液 压传动系统的设计任务。
5．液压系统的性能验算
在确定了各个液压元件之后，有时还要根据需要对整 个液压系统的某些技术性能进行必要验算，以便对所 选液压元件和液压系统参数作进一步调整。液压系统 性能验算的项目很多，常见的有回路压力损失验算和 发热温升验算。
(1)回路压力损失验算 (2)发热温升验算
液压传动-PPT课件
液压传动
常用网址：
中国液压气动密封工业网 chinaptc 中华液压网 yeyanet 液压气动网
参考书：
《机床液压传动》章宏甲 黄谊 机工出版社
专业期刊：
《机床与液压》、《液压与气动》
考核方法：
期末考试 70~60%
平时（考勤、作业、提问、实验）30~40%
最高压力比额定压力稍高，可看作是泵的 能力极限。一般不希望泵长期在最高压力 下运行。
表3.1 压力分级
压力分级
压力 （MPa）
低压 2.5
中压 >2.5~8
中高压 高压 超高压 >8~16 >16~32 >32
三、液压泵和液压马达的类型
按结构分：柱塞式、叶片式和齿轮式 按排量分：定量和变量 按调节方式分：手动式和自动式，自动 式又分限压式、恒功率式、恒压式和恒 流式等。 按自吸能力分：自吸式合非自吸式
§3-3 叶片泵和叶片式马达
叶片泵具有结构紧凑、流量均匀、噪声小、 运转平稳等优点， 因而被广泛用于中、低压液 压系统中。但它也存在着结构复杂，吸油能力 差，对油液污染比较敏感等缺点。
叶片泵有两类：双作用和单作用叶片 泵，双作用叶片泵是定量泵，单作用泵往 往做成变量泵。
一、双作用叶片泵 动画3-3 1、结构和工作原理
液压传动装置的组成：
动力元件 ： 将机械能转变成压力能 液压泵
执行元件： 将压力能转变成机械能 液压缸、液压马达
控制调节元件：各种液压阀 辅助元件： 除以上三种以外的其他装置
油箱、滤油器、蓄能器等 传动介质： 液压油
4. 液压传动的优缺点
主要优点:
能方便地进行无级调速，且调速范围大。 功率质量比大。 调节、控制简单，方便，省力，易实现自动化
常用网址：
中国液压气动密封工业网 chinaptc 中华液压网 yeyanet 液压气动网
参考书：
《机床液压传动》章宏甲 黄谊 机工出版社
专业期刊：
《机床与液压》、《液压与气动》
考核方法：
期末考试 70~60%
平时（考勤、作业、提问、实验）30~40%
最高压力比额定压力稍高，可看作是泵的 能力极限。一般不希望泵长期在最高压力 下运行。
表3.1 压力分级
压力分级
压力 （MPa）
低压 2.5
中压 >2.5~8
中高压 高压 超高压 >8~16 >16~32 >32
三、液压泵和液压马达的类型
按结构分：柱塞式、叶片式和齿轮式 按排量分：定量和变量 按调节方式分：手动式和自动式，自动 式又分限压式、恒功率式、恒压式和恒 流式等。 按自吸能力分：自吸式合非自吸式
§3-3 叶片泵和叶片式马达
叶片泵具有结构紧凑、流量均匀、噪声小、 运转平稳等优点， 因而被广泛用于中、低压液 压系统中。但它也存在着结构复杂，吸油能力 差，对油液污染比较敏感等缺点。
叶片泵有两类：双作用和单作用叶片 泵，双作用叶片泵是定量泵，单作用泵往 往做成变量泵。
一、双作用叶片泵 动画3-3 1、结构和工作原理
液压传动装置的组成：
动力元件 ： 将机械能转变成压力能 液压泵
执行元件： 将压力能转变成机械能 液压缸、液压马达
控制调节元件：各种液压阀 辅助元件： 除以上三种以外的其他装置
油箱、滤油器、蓄能器等 传动介质： 液压油
4. 液压传动的优缺点
主要优点:
能方便地进行无级调速，且调速范围大。 功率质量比大。 调节、控制简单，方便，省力，易实现自动化
第八章 液压系统控制元件
✵二位二通电磁阀
✵三位四通电磁阀
④液动换向阀 液动换向阀利用控制油路的压力油来推动阀芯实现 换向，它适用于流量较大的阀。 ⑤电液动换向阀
2.多路换向阀 多路换向阀是将两个以上手动换向阀组合在一起的 阀组，用以操纵多个执行元件的运动。为了适应多个执 行元件运动的配合或互锁要求，这种阀比通常的四通阀 增加两个油口，所以多路阀往往由若干个三位六通手动 换向阀组合而成。 ✵并联油路：多路换向阀内各单阀可以独立操作，如 果同时操纵两个或两个以上的阀时， 负载轻的先动作，此时分配到各执行 元件的油液仅为泵流量的一部分。
与油泵连接）；A、B－工作 油口（与执行元件连接）； T－回油口（与油箱连接）。 根据进、出油口的数目 可分为二通、三通、四通、 五通等。 ✵阀芯 带凸肩的圆柱体，按阀 芯的可变位臵可分为二位、 三位和多位。 ②工作原理与职能符号： 换向阀都有两个或两个 以上的工作位臵，其中有一 个常态位，即阀芯未受到操 纵它的外部作用时所处的位
8.2 方向控制阀（DIRECTIONAL CONTROL VALVES） 一、单向阀（CHECK VALVE） ✵功用：使液体只能单向通过。 ✵性能要求：压力损失小，反向截止密封性好。 ✵分类：普通单向阀，液控单向阀。 1.普通单向阀（CHECK VALVE） ⑴结构：由阀体、阀芯和复位弹簧等组成。 ⑵工作原理：
✵串联油路：各单阀之间的进油路串联，上游换向阀 的工作回油为下游换向阀的进油。该油路可以实现两个 或两个以上工作机构的同步动作，泵的出口压力等于各 工作机构负载压力的总和。 ✵串并联油路：各单阀之间的进油路串联，回油路并 联，操纵上游阀时下游阀不能工作。但上游阀在微调范 围内操纵时，下游阀尚能控制该路工作机构的动作。
臵，这是阀的原始位臵。绘制液压系统图时，油路一般 应连接在换向阀的常态位上。 滑阀式换向阀主体部分的结构原理与职能符号
液压传动第8章-调速回路new
受AT1旳变化影响旳。
10
(三)、回路速度刚性：活塞运动速度受负 载影响旳程度，它是回路对负载变化抗 衡能力旳一种阐明。
某处旳斜率↓→kv↑→机械特征越硬→活塞 运动速度受负载变化旳影响↓→活塞在负载下 旳运动越平稳。
11
影响kv旳原因： 1、当AT1不变时，F↓→kv↑ 2、当F不变时，AT1↓→kv↑ 3、pp↑或A1↑或φ↓→ kv↑ (pp，A1，φ旳变化受其他条件旳限制)
25
29
三、节流调速回路工作性能旳改善
使用节流阀旳节流调速回路，机械 特征都比较软，变载下旳运动平稳性都 比较差。为了克服这一缺陷，回路中旳 流量控制元件能够改用调速阀或溢流节 流阀。
上述这些性能上旳改善都是以加大 整个流量控制阀旳工作压差为代价旳 （一般工作压差至少须0.5MPa，高压调 速阀则须1MPa）。
46
§7-4 三类调速回路旳比较和选用
一、调速回路旳比较 液压系统中旳调速回路应能满足如下旳某
些要求，这些要求是评选调速回路旳根据。 1、能在要求旳调速范围内调整执行元件旳工作
速度。 2、在负载变化时，已调好旳速度变化愈小愈好，
并应在允许旳范围内变化。 3、具有驱动执行元件所需旳力或转矩。 4、使功率损失尽量小，效率尽量高，发烧尽量
式中：Rp — 变量泵旳调整范围； q — tmax 变量泵旳最大理论流量。
34
(二)、泵 — 缸式闭式容积调速回路
1、辅助泵 2、溢流阀 3、换向阀 4、液动阀 5、单向阀 6、安全阀 7、变量泵 8、安全阀 9、单向阀
37
35
某些元件在回路中旳作用
1、双向变量泵：除了给液压缸供给所需旳 油液外，还能够变化输油方向，使液压 缸运动换向(换向过程比使用换向阀平稳， 但换向时间长)。
10
(三)、回路速度刚性：活塞运动速度受负 载影响旳程度，它是回路对负载变化抗 衡能力旳一种阐明。
某处旳斜率↓→kv↑→机械特征越硬→活塞 运动速度受负载变化旳影响↓→活塞在负载下 旳运动越平稳。
11
影响kv旳原因： 1、当AT1不变时，F↓→kv↑ 2、当F不变时，AT1↓→kv↑ 3、pp↑或A1↑或φ↓→ kv↑ (pp，A1，φ旳变化受其他条件旳限制)
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三、节流调速回路工作性能旳改善
使用节流阀旳节流调速回路，机械 特征都比较软，变载下旳运动平稳性都 比较差。为了克服这一缺陷，回路中旳 流量控制元件能够改用调速阀或溢流节 流阀。
上述这些性能上旳改善都是以加大 整个流量控制阀旳工作压差为代价旳 （一般工作压差至少须0.5MPa，高压调 速阀则须1MPa）。
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§7-4 三类调速回路旳比较和选用
一、调速回路旳比较 液压系统中旳调速回路应能满足如下旳某
些要求，这些要求是评选调速回路旳根据。 1、能在要求旳调速范围内调整执行元件旳工作
速度。 2、在负载变化时，已调好旳速度变化愈小愈好，
并应在允许旳范围内变化。 3、具有驱动执行元件所需旳力或转矩。 4、使功率损失尽量小，效率尽量高，发烧尽量
式中：Rp — 变量泵旳调整范围； q — tmax 变量泵旳最大理论流量。
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(二)、泵 — 缸式闭式容积调速回路
1、辅助泵 2、溢流阀 3、换向阀 4、液动阀 5、单向阀 6、安全阀 7、变量泵 8、安全阀 9、单向阀
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某些元件在回路中旳作用
1、双向变量泵：除了给液压缸供给所需旳 油液外，还能够变化输油方向，使液压 缸运动换向(换向过程比使用换向阀平稳， 但换向时间长)。
(液压与气压传动)第8章调速回路
定压式节流调速回路的承载能力 是不受节流阀通流截面积变化影 响的—图中的各条曲线在速度位 零时都汇交到同一负载点上。
定压式进口节流调速回路 的机械特性
8
第八章 调速回路
速度刚性
活塞运动速度受负载影响的程度，可以用回路速度刚性这个指标来评定， 速度刚性kv是回路对负载变化抗衡能力的一种说明，它是机械特性曲线 上某点处斜率的倒数。
有溢流是这种调速回路能够正 常工作的必要条件。
6
a）
b）
定压式节流调速回路 a）进口节流式 b）出口节流式
第八章 调速回路
机械特性
液压缸速度与外负载的关系：
v q1 A1
p1A1 F
q1 CAT1pT1 CAT1 pp p1
式中:
v——活塞运动速度； q1——流入液压缸的流量； A1——液压缸工作腔有效工作面积；
3）实现压力控制的方便性。进油节流调速回路中，进油腔的压力将随负载而变化， 当工作部件碰到死挡块而停止后，其压力将升到溢流阀的调定压力，利用这一压力 变化来实现压力控制是很方便的。但在回油节流调速回路中，只有回油腔的压力才 会随负载变化，当工作部件碰到死挡块后，其压力将降至零，利用这一压力变化来 实现压力控制比较麻烦，故一般较少采用。
功率特性
调速回路的功率特性是以其自身的功率损失(不包括液压泵、液压缸和管 路中的功率损失)、功率损失分配情况和效率来表达的。
定压式进口节流调速回路的输入功率(即定量泵的输出功率)、输出功率
和功率损失分别为
Ppppqp
式中，Pp为回路的输入功率；P1为 回路的输出功率；ΔP为回路的功率
P1p1q1
损失；qp为液压泵在供油压力pp下
前两种调速回路由于在工作中回路的供油压力不随负载变化而变化，故 又称为定压式节流调速回路；而旁路节流调速回路中，由于回路的供油 压力随负载的变化而变化，故又称为变压式节流调速回路。
定压式进口节流调速回路 的机械特性
8
第八章 调速回路
速度刚性
活塞运动速度受负载影响的程度，可以用回路速度刚性这个指标来评定， 速度刚性kv是回路对负载变化抗衡能力的一种说明，它是机械特性曲线 上某点处斜率的倒数。
有溢流是这种调速回路能够正 常工作的必要条件。
6
a）
b）
定压式节流调速回路 a）进口节流式 b）出口节流式
第八章 调速回路
机械特性
液压缸速度与外负载的关系：
v q1 A1
p1A1 F
q1 CAT1pT1 CAT1 pp p1
式中:
v——活塞运动速度； q1——流入液压缸的流量； A1——液压缸工作腔有效工作面积；
3）实现压力控制的方便性。进油节流调速回路中，进油腔的压力将随负载而变化， 当工作部件碰到死挡块而停止后，其压力将升到溢流阀的调定压力，利用这一压力 变化来实现压力控制是很方便的。但在回油节流调速回路中，只有回油腔的压力才 会随负载变化，当工作部件碰到死挡块后，其压力将降至零，利用这一压力变化来 实现压力控制比较麻烦，故一般较少采用。
功率特性
调速回路的功率特性是以其自身的功率损失(不包括液压泵、液压缸和管 路中的功率损失)、功率损失分配情况和效率来表达的。
定压式进口节流调速回路的输入功率(即定量泵的输出功率)、输出功率
和功率损失分别为
Ppppqp
式中，Pp为回路的输入功率；P1为 回路的输出功率；ΔP为回路的功率
P1p1q1
损失；qp为液压泵在供油压力pp下
前两种调速回路由于在工作中回路的供油压力不随负载变化而变化，故 又称为定压式节流调速回路；而旁路节流调速回路中，由于回路的供油 压力随负载的变化而变化，故又称为变压式节流调速回路。
第8章 液压与气压传动
第8章液压与气压传动8-1 液压传动概述教学目的与要求：1、了解液压传动的基本概念。
2、熟悉液压传动的组成。
3、掌握液压传动的工作原理和特点。
教学重点与难点：1、重点：液压传动的工作原理和特点。
2、难点：压传动的基本概念。
教学手段与方式：讲授法、归纳法教学过程：引入：机械传动、电气传动、液压传动与气压传动是目前运用最为广泛的四大类传动方式。
液压传动是以液体为工作介质，利用液体压力来传递动力和进行控制的一种传动方式。
新课传授：一、液压传动工作原理液压传动系统的工作过程如下图所示。
二、液压传动的组成液压传动系统主要由以下四部分组成。
（1）动力元件把机械能转化为液压能的装置，常见的动力元件为液压泵。
（2）执行元件把油液的液压能转换成机械能的装置，执行元件为液压缸、液压马达。
（3）控制元件控制调节系统中油液压力、流量或流向的装置，常见的控制元件有各种阀类元件，如换向阀、压力阀、流量阀等。
（4）辅助元件保护系统正常工作的装置，如过滤器、蓄能器及各种管接头等。
三、液压系统的特点1.液压传动在应用上与机械传动相比有以下优点①速度、扭矩、功率均可无级调节，而且能迅速换向和改变速度，调速范围宽。
②在传递相同功率的情况下，液压传动装置的体积小，重量轻，结构紧凑，布局灵活。
③易于实现过载保护，安全可靠。
④便于液压系统的设计、制造和使用维修。
⑤易于控制和调节，实现数字控制。
2.液压传动的缺点①传动效率低。
②不宜在温度很高或很低的条件下工作。
③液压元件结构精密，制造精度较高，给使用和维修带来一定困难。
④液压系统不能保证精确的传动比。
四、液压系统的特点1、静压传递规律F１/A１= F２/A２= p不计活塞重量，则Ｇ＝Ｆ２＝ｐＡ２。
液压系统中的工作压力取决于外负载。
2.流量与平均速度（1）流量流量指单位时间内流过某一截面处的液体体积，即ｑＶ＝Ｖ/ｔ（2）平均流速液体在单位时间内平均移动的距离称为平均流速，即ｖ＝ｑＶ/Ａ（3）活塞运动速度与流量、流道截面的关系根据物质不灭定律，油液流动时既不能增多也不会减少，由于油液又被认为是几乎不可压缩的，所以油液流经无分支管道时，每一横截面上通过的流量一定是相等的，即ｑＶ１＝ｑＶ２＝ｑＶ３因为Ｑ＝Ａｖ，故Ａ１ｖ１＝Ａ2ｖ２＝Ａ３ｖ３液体在无分支管道中流动时，通过不同截面的流速与其截面积大小成反比，而流量不变，即管道截面小的地方流速大，反之流速小。
第八章调速回路(液压传动与控制)
q1 A1
活塞受力方程：
F p1 A1
缸的流量方程：
F q1 CAT 1 ( p p p1 ) CAT 1 ( p p ) A1
南昌大学
第二节 节流调速回路
1、进油节流调速回路
（1）速度负载特性：调速回路的速度－负载特性也称为机械 特性。它是在回路中调速元件的调定值不变的情况下，负载变 化所引起速度变化的程度。 于是有：
第二节 节流调速回路
二、变压式节流调速回路
变压式节流调速回路有称为旁路节流 调速回路。这种回路使用定量泵，并且 必须并联一个安全阀，并把节流阀安装 在与主油路并联的分支油路上。 旁路节流调速回路泵的出口压力由负 载决定，溢流阀作为安全阀，节流阀调 节排回油箱的流量。
当不考虑泄漏和压缩时，活塞速度：
q2 CAT1 ( p2 p3 ) CAT p2
南昌大学
第二节 节流调速回路
2、回油节流调速回路
（1）速度负载特性：在不计管路压力损失和泄漏的情况 下，回路中液压缸的速度表达式为：
q2 A2
回路速度刚性kv为
CAT1 ( pp A1 F )
(1 ) A2
1 pp A1 F A2 k 1 CAT1 ( pp A1 F )
南昌大学
第二节 节流调速回路
一、定压式节流调速回路
定压式节流调速回路根据节流阀在回路中的位臵分为进口 节流调速回路、出口节流调速回路、进出口节流调速回路。这 种回路都使用定量泵，并且必须并联一个溢流阀。液压系统常 常需要调节液压缸和液压马达的运动速度，以适应主机的工作 循环需要。液压缸和液压马达的速度决定于排量及输入流量。
1、进油节流调速回路
液压与气压传动8-2 典型液压系统实例
第二节 液压机的液压系统
一、概述
液压机是用来对金属、木材、塑料等进行压力加工的机械,也是最 早应用液压传动的机械之一。目前液压传动己成为压力加工机械的主 要传动形式。液压机传动系统是以压力变换为主的系统由于用在主传 动,系统压力高,流量大,功率大,因此特别要注意提高原动机功率利用率, 须防止泄压时产生冲击。
二、工况特点及对液压系统的要求
主机动作要求：液压机根据其工作循环要求有快进、减速接近工件、加压、 保压延时、泄压、快速回程及保持（即活塞）停留在行程的任意位置等基 本动作，图8-3为液压机典型工作塞前进、停止和退回等动作。
《液压与气压传动》第8章 典型液压传动系统
四、液压系统的特点 1. 液压系统中各部分相互独立,可根据需要使任一部分单独动作,也可 在执行元件不满载时,各串联的执行元件任意组合地同时动作。 2. 支腿回路中采用双向液压锁6,将前后支腿锁定在一定位置，防止出 现“软腿”现象或支腿自由下落现象。 3. 起升回路、吊臂伸缩、变幅回路均设置平衡阀,以防止重物在自重 作用下下滑。 4.为了防止由于马达泄漏而产生的“溜车”现象,起升液压马达上设有 制动阀,并且松阀用液压力,上阀用弹簧力,以保持在突然失去动力时液压 马达仍能锁住,确保安全。
《液压与气压传动》第8章 典型液压传动系统
四、 YA32-315型四柱万能液压机液压系统特点 1. 采用高压大流量恒功率变量泵供油,既符合工艺要求,又节省能量,这是
压机液压系统的一个特点; 2.本压机利用活塞滑块自重的作用实现快速下行,并用充液阀对主缸充液。
这一系统结构简单,液压元件少，在中、小型液压机是一种常用的方 案；
《液压与气压传动》第8章 典型液压传动系统
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一、概述
液压机是用来对金属、木材、塑料等进行压力加工的机械,也是最 早应用液压传动的机械之一。目前液压传动己成为压力加工机械的主 要传动形式。液压机传动系统是以压力变换为主的系统由于用在主传 动,系统压力高,流量大,功率大,因此特别要注意提高原动机功率利用率, 须防止泄压时产生冲击。
二、工况特点及对液压系统的要求
主机动作要求：液压机根据其工作循环要求有快进、减速接近工件、加压、 保压延时、泄压、快速回程及保持（即活塞）停留在行程的任意位置等基 本动作，图8-3为液压机典型工作塞前进、停止和退回等动作。
《液压与气压传动》第8章 典型液压传动系统
四、液压系统的特点 1. 液压系统中各部分相互独立,可根据需要使任一部分单独动作,也可 在执行元件不满载时,各串联的执行元件任意组合地同时动作。 2. 支腿回路中采用双向液压锁6,将前后支腿锁定在一定位置，防止出 现“软腿”现象或支腿自由下落现象。 3. 起升回路、吊臂伸缩、变幅回路均设置平衡阀,以防止重物在自重 作用下下滑。 4.为了防止由于马达泄漏而产生的“溜车”现象,起升液压马达上设有 制动阀,并且松阀用液压力,上阀用弹簧力,以保持在突然失去动力时液压 马达仍能锁住,确保安全。
《液压与气压传动》第8章 典型液压传动系统
四、 YA32-315型四柱万能液压机液压系统特点 1. 采用高压大流量恒功率变量泵供油,既符合工艺要求,又节省能量,这是
压机液压系统的一个特点; 2.本压机利用活塞滑块自重的作用实现快速下行,并用充液阀对主缸充液。
这一系统结构简单,液压元件少，在中、小型液压机是一种常用的方 案；
《液压与气压传动》第8章 典型液压传动系统
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《气压与液压传动控制技术（第4版）》第八章习题答案
8．1 液压回路在设计和分析上与气动回路主要有以下不同点：（1）液压油的粘性远远的高于压缩空气，所以不适合远距离传递能量，所以一般每台液压设备都应单独配备液压泵进行供能。
为避免造成过大的压力损失和保证较高响应速度，液压控制回路也不宜过于复杂，或尽量采用电气控制。
（2）液压系统的工作压力要远远大于气动系统的工作压力，对元件和回路安全性的要求也应更加严格。
（3）气动系统中的排气可以直接排入大气，液压系统的回油则必须通过管路接回油箱，管路数量也相应增加。
所以回路设计时应尽量简化，避免管路过于复杂。
例如：气动系统中控制双作用气缸常用五通换向阀，一个换向阀有两个排气口，这样可以根据需要分别安装排气节流阀，方便对气缸运动速度的调节。
而在液压系统中则基本上都采用四通换向阀，以减少回油管的数量，降低配管的复杂程度。
（4）液压油在中、低压下一般可以认为是不可压缩的，所以液压系统中对执行元件的定位准确性、速度稳定性等各方面的要求一般较高。
对于回路中出现的气蚀、冲击、噪声等现象也不能忽略不计。
（5）液压油与压缩空气不同，它的粘度受温度的影响很大，这一点在液压系统设计时也是不能不考虑的。
（6）气动系统的压缩空气通过贮气罐输出，压力波动小，在分析时我们可以将其看作为恒压源；在定量泵作为供能部件的液压系统中，由于液压泵输出流量恒定，则可以将其看作恒流源。
两者的区别在进行回路分析和设计时是必须要注意的。
8．2座阀式结构的液压控制阀其阀芯大于管路直径，是从端面上对液流进行控制的；滑阀式结构的液压控制阀和气动系统中的滑阀一样是通过圆柱形阀芯在阀套内作轴向运动来实现控制作用的。
座阀式结构可以保证关闭时的严密性，但由于背压的存在使得让阀芯运动所需的操作力也相应提高；滑阀的阀芯和阀套间都存在着很小的间隙，当间隙均匀且充满油液时，阀芯运动只要克服磨擦力和弹簧力（如果有的话）即可，操作力是很小的。
但由于有间隙的存在，在高压时会造成油液的泄漏加剧，严重影响系统性能，所以滑阀式结构的液压控制阀不适合用于高压系统。
液压传动-东南大学-习题解答8-11章
1，向右运动时：
2，向左运动时：
A1〉A2，向右速度大，刚性大
8-3图8-24所示为液压马达进口节流调速回路，液压泵排量为120ml/r，转速为1000r/min,容积效率为0.95.溢流阀使液压泵压力限定为7MPa。节流阀的阀口最大通流面积为 ，流量系数为0. 65,液压马达的排量为160ml/r，容积效率为0.95，机械效率为0.8，负载转矩为61. 2N·m，试求马达的转速和从溢流阀流回油箱的流量。
2)换向阀上位接入回路时，液压泵的工作压力为多少?B点和C点的压力又是多少?
解：压力分别，
1，6MPa；6MPa；1.5~6MPa视溢流阀的泄漏情况。
2，4.5MPa；4.5MPa；0MPa
9-6在图9-28所示减压回路中，已知活塞运动时的负载 .，活塞面积 ，溢流阀调整值为 .，两个减压阀的调整值分别为 和 ,如油液流过减压阀及管路时的损失可略去不计，试确定活塞在运动时和停在终端位置时，A,B,C三点压力值。
解：
马达输入压力即泵的工作压力
马达输入流量
泵排量
泵输入功率
8-9有一变量泵-定量马达式调速回路，液压泵和液压马达的参数如下：泵的最大排量 ,转速np＝1000r/min，机械效率 ，总效率 ;马达的排量 ，机械效率 ，总效率 ；回路最大允许压力Pr=8. 3MPa,若不计管道损失，试求:
1)液压马达最大转速及该转速下的输出功率和输出转矩。
2)当负载F＝0时，活塞的运动速度和回油的压力。
解：
1，
效率
2，
空载时，流量达到溢流时的阻力，当压差为10.8时
8-5在图8-26所示的调速阀出口节流调速回路中，己知 , . 。F由零增至30000N时活塞向右移动速度基本无变化，v=0.2m/min,若调速阀要求的最小压差为 ，试求:
2，向左运动时：
A1〉A2，向右速度大，刚性大
8-3图8-24所示为液压马达进口节流调速回路，液压泵排量为120ml/r，转速为1000r/min,容积效率为0.95.溢流阀使液压泵压力限定为7MPa。节流阀的阀口最大通流面积为 ，流量系数为0. 65,液压马达的排量为160ml/r，容积效率为0.95，机械效率为0.8，负载转矩为61. 2N·m，试求马达的转速和从溢流阀流回油箱的流量。
2)换向阀上位接入回路时，液压泵的工作压力为多少?B点和C点的压力又是多少?
解：压力分别，
1，6MPa；6MPa；1.5~6MPa视溢流阀的泄漏情况。
2，4.5MPa；4.5MPa；0MPa
9-6在图9-28所示减压回路中，已知活塞运动时的负载 .，活塞面积 ，溢流阀调整值为 .，两个减压阀的调整值分别为 和 ,如油液流过减压阀及管路时的损失可略去不计，试确定活塞在运动时和停在终端位置时，A,B,C三点压力值。
解：
马达输入压力即泵的工作压力
马达输入流量
泵排量
泵输入功率
8-9有一变量泵-定量马达式调速回路，液压泵和液压马达的参数如下：泵的最大排量 ,转速np＝1000r/min，机械效率 ，总效率 ;马达的排量 ，机械效率 ，总效率 ；回路最大允许压力Pr=8. 3MPa,若不计管道损失，试求:
1)液压马达最大转速及该转速下的输出功率和输出转矩。
2)当负载F＝0时，活塞的运动速度和回油的压力。
解：
1，
效率
2，
空载时，流量达到溢流时的阻力，当压差为10.8时
8-5在图8-26所示的调速阀出口节流调速回路中，己知 , . 。F由零增至30000N时活塞向右移动速度基本无变化，v=0.2m/min,若调速阀要求的最小压差为 ，试求:
液压传动课件完整
在更换新的工作介质前，必须对整个液压系统进行彻底的清洗。
第二节 液体静力学基础
液体静力学主要研究液体处于相对平衡状态下的力学规律及这些规 律的实际应用。
一、液体的静压力及其特性
(一) 液体的静压力
压力的单位为
(二) 液体静压力的性质 1) 液体的压力沿着内法线方向作用于承压面。 2) 静止液体内，任意点处所受到的静压力各个方向都相等。
液体流动时，其内部产生摩擦力的性质即称为液体的粘性。
2．牛顿内摩擦定律 由大量实验测定可知:
若用单位接触面积上的内摩擦力 (切应力) 来表示:
式中
——比例系数，也称为液体的粘性系数或3．液体的粘度 (1)动力粘度 动力粘度 是表征流动液体内摩擦力大小的粘性系数。
动力粘度的单位是Pa·s(帕·秒)。 (2)运动粘度
各类液压油的牌号，就是按油的运动粘度来标定的。
运动粘度 的单位是
国际标准
和我国标准规定，工作介质按其在一定温度
下运动粘度的平均值来标定粘度等级。
液压油新、旧牌号的粘度对照表
(3)相对粘度 相对粘度又称条件粘度。它是采用特定的粘度计在规定的条
件下测出来的液体粘度。
(一)空穴现象的机理 液压油中总是含有一定量的空气。
在一定温度下，当油的压力低于某个值时，溶于油中的空气就 会迅速地从油中分离出来，产生大量气泡。这个压力称为液压油在 该温度下的空气分离压。
当液压油在某温度下的压力低于一定数值时，油液本身迅速汽 化，即油从液态变为气态，产生大量油的蒸气气泡，这时的压力称 为液压油在该温度下的饱和蒸气压。
当绝对压力小于大气压力时，比大气压力小的那部分压力数值称为真空
度。
即
五、液体作用在固体壁面上的力
第二节 液体静力学基础
液体静力学主要研究液体处于相对平衡状态下的力学规律及这些规 律的实际应用。
一、液体的静压力及其特性
(一) 液体的静压力
压力的单位为
(二) 液体静压力的性质 1) 液体的压力沿着内法线方向作用于承压面。 2) 静止液体内，任意点处所受到的静压力各个方向都相等。
液体流动时，其内部产生摩擦力的性质即称为液体的粘性。
2．牛顿内摩擦定律 由大量实验测定可知:
若用单位接触面积上的内摩擦力 (切应力) 来表示:
式中
——比例系数，也称为液体的粘性系数或3．液体的粘度 (1)动力粘度 动力粘度 是表征流动液体内摩擦力大小的粘性系数。
动力粘度的单位是Pa·s(帕·秒)。 (2)运动粘度
各类液压油的牌号，就是按油的运动粘度来标定的。
运动粘度 的单位是
国际标准
和我国标准规定，工作介质按其在一定温度
下运动粘度的平均值来标定粘度等级。
液压油新、旧牌号的粘度对照表
(3)相对粘度 相对粘度又称条件粘度。它是采用特定的粘度计在规定的条
件下测出来的液体粘度。
(一)空穴现象的机理 液压油中总是含有一定量的空气。
在一定温度下，当油的压力低于某个值时，溶于油中的空气就 会迅速地从油中分离出来，产生大量气泡。这个压力称为液压油在 该温度下的空气分离压。
当液压油在某温度下的压力低于一定数值时，油液本身迅速汽 化，即油从液态变为气态，产生大量油的蒸气气泡，这时的压力称 为液压油在该温度下的饱和蒸气压。
当绝对压力小于大气压力时，比大气压力小的那部分压力数值称为真空
度。
即
五、液体作用在固体壁面上的力
液压传动 ppt课件
（2）可压缩性 液体在压力的作用下使体积变小的性质称为液体的可压缩性，通常 用体积压缩系数K（m2/N）和体积弹性模量E（N/m2）表示。 提示 液体的可压缩性很小，在很多情况下可以忽略不计，仅在高 压及涉及动态特性时才加以考虑，此时，工作介质中可能有游离的气泡， E取1.4～2GPa。
表8-1 常用液压油的使用范围
液体的粘度受温度的影响较大，温度升高粘度显著降低，温度降低 粘度显著升高。液体粘度随温度变化的特性称为粘温特性。压力变化对 液体的粘度也有影响，压力高时粘度大，反之则小。
3．液压油的选用
为了较好地适应液压系统的工作要求，液压油一般应具有如下基本 性能：
（1）合适的粘度，良好的粘温特性。 （2）质地纯净，杂质少，有良好的润滑性能。 （3）对金属和密封件有良好的相容性，抗泡沫、抗乳化、防腐性、 防锈性好。 （4）对热、氧化、水解和剪切有良好的稳定性。 （5）体积膨胀系数小，比热容大。 （6）流动点和凝固点低，闪点和燃点高。 （7）对人体无伤害，成本低。 在满足基本性能要求的前提下，一般要根据液压系统的使用要求和 工作环境，以及综合经济性等因素确定液压油的品种。液压油的粘度主 要根据液压泵的类型来确定，同时还要考虑工作压力范围、油膜承载能 力、润滑性、系统温升程度、液压油与液压元件的相容性等因素。选用 液压油时，还要考虑工作环境因素，例如：环境温度的变化范围、有无 明火和高温热源、是否造成环境污染等。此外，选用液压油时还要综合 考虑液压油的成本，以及连带的液压元件成本、使用寿命、维护费用、 生产效率等因素。 按液压泵类型推荐采用的液压油粘度见表8－2。
表8-2 按液压泵类型推荐采用的液压油粘度
4．液压油的使用及其污染的控制
（1）污染的原因 工作介质污染的主要因素是杂质，杂质有外界侵入的和工作过程中 产生的两类。从外界侵入的主要是空气、尘埃、切屑、棉纱、水滴和冷 却用乳化液等，在液压系统安装或修理时残留下来的污染物主要有铁屑、 毛刺、焊渣、铁锈、沙粒和涂料渣等；在工作过程中系统内产生的污染 物主要有液压油变质后的胶状生成物、密封件的剥离物和金属氧化后剥 落的微屑等。 （2）污染的危害 固体杂质会加速元件的磨损，堵塞阀件的小孔和缝隙，堵塞滤油器， 使泵吸油困难并产生噪音，还能擦伤密封件使油的泄漏量增加。水分、 清洗液等杂质会降低润滑性能并使油液氧化变质，使系统工作不稳定， 产生振动、噪声、爬行及启动冲击等现象，使管路狭窄处产生气泡，加 速元件腐蚀。 （3）污染的控制 液压元件、油箱和各种管件在组装前应严格清洗，组装后应对系统 进行全面彻底的冲洗，并将清洗后的介质换掉；在设备运输、使用过程 中防止尘土、磨料等侵入；加装高性能的滤油器、空气滤清器，并定期 清洗和更换；维修拆卸元件应在无尘区进行；采用适当的措施控制系统 的温度（65℃以下），防止介质氧化变质；定期检查和更换工作介质。
表8-1 常用液压油的使用范围
液体的粘度受温度的影响较大，温度升高粘度显著降低，温度降低 粘度显著升高。液体粘度随温度变化的特性称为粘温特性。压力变化对 液体的粘度也有影响，压力高时粘度大，反之则小。
3．液压油的选用
为了较好地适应液压系统的工作要求，液压油一般应具有如下基本 性能：
（1）合适的粘度，良好的粘温特性。 （2）质地纯净，杂质少，有良好的润滑性能。 （3）对金属和密封件有良好的相容性，抗泡沫、抗乳化、防腐性、 防锈性好。 （4）对热、氧化、水解和剪切有良好的稳定性。 （5）体积膨胀系数小，比热容大。 （6）流动点和凝固点低，闪点和燃点高。 （7）对人体无伤害，成本低。 在满足基本性能要求的前提下，一般要根据液压系统的使用要求和 工作环境，以及综合经济性等因素确定液压油的品种。液压油的粘度主 要根据液压泵的类型来确定，同时还要考虑工作压力范围、油膜承载能 力、润滑性、系统温升程度、液压油与液压元件的相容性等因素。选用 液压油时，还要考虑工作环境因素，例如：环境温度的变化范围、有无 明火和高温热源、是否造成环境污染等。此外，选用液压油时还要综合 考虑液压油的成本，以及连带的液压元件成本、使用寿命、维护费用、 生产效率等因素。 按液压泵类型推荐采用的液压油粘度见表8－2。
表8-2 按液压泵类型推荐采用的液压油粘度
4．液压油的使用及其污染的控制
（1）污染的原因 工作介质污染的主要因素是杂质，杂质有外界侵入的和工作过程中 产生的两类。从外界侵入的主要是空气、尘埃、切屑、棉纱、水滴和冷 却用乳化液等，在液压系统安装或修理时残留下来的污染物主要有铁屑、 毛刺、焊渣、铁锈、沙粒和涂料渣等；在工作过程中系统内产生的污染 物主要有液压油变质后的胶状生成物、密封件的剥离物和金属氧化后剥 落的微屑等。 （2）污染的危害 固体杂质会加速元件的磨损，堵塞阀件的小孔和缝隙，堵塞滤油器， 使泵吸油困难并产生噪音，还能擦伤密封件使油的泄漏量增加。水分、 清洗液等杂质会降低润滑性能并使油液氧化变质，使系统工作不稳定， 产生振动、噪声、爬行及启动冲击等现象，使管路狭窄处产生气泡，加 速元件腐蚀。 （3）污染的控制 液压元件、油箱和各种管件在组装前应严格清洗，组装后应对系统 进行全面彻底的冲洗，并将清洗后的介质换掉；在设备运输、使用过程 中防止尘土、磨料等侵入；加装高性能的滤油器、空气滤清器，并定期 清洗和更换；维修拆卸元件应在无尘区进行；采用适当的措施控制系统 的温度（65℃以下），防止介质氧化变质；定期检查和更换工作介质。
精品课件-液压与气压传动(张兴国)-第8章 气压传动基础知识
dA + dv + dρ =0 Av ρ
第8章 气压传动基础知识
8.4.1 气体流动的基本方程
8.4
气
2.运动方程
体
的
流
动
规 律
+ dp = 0
ρ
第8章 气压传动基础知识
8.4.1 气体流动的基本方程
8.4
气
3.状态方程
体
的
流
动
规 律
dp = dρ + dT
p ρT
第8章 气压传动基础知识
有 不行 良好 容易 高
第8章 气压传动基础知识
8.1.1 气压传动的特点
8.1
气
2. 气压传动的优点
压
传
34.. 气气压动传元动件的的缺 发点 展趋势
动
概
（1）高质量。（2）高精度。 （3）高速度。
述
（4）低功耗。（5）小型化。
（5.6）气轻压量传化动。的（应用7）领无域给油化。（8）复合集成化。（9） 机电一体化。
或 v1 = v2
T1
T2
图8-5 气体等压变 化过程状态图
第8章 气压传动基础知识
8.3.2 气体状态变化过程
8.3
理
4. 绝热变化过程（查理法则）
想
气
在气体与外界无热量交换条件下，一定质量气体所
体
进行的状态变化过程，称为绝热过程。
状
当气体状态变化很快，可视为绝热变化过程，如气
态
动系统的快速充、排气过程 。
态
四种变化过程不过是多变过程的特例而已 。
方
程
pvn=常数
或 p1v1n= p2v2n
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或辅助回路，使之组成完整的系统。整理后，务必使系统结构简单
紧凑，工作安全可靠，动作平稳，效率高，调整和维护保养方便， 而且尽可能采用标准元件，以降低成本，缩短设计和制造周期。
第四节 选择液压元件并确定安装连接形式 一、选择液压泵
确定液压泵最高工作压力，计算公式如下。
液压泵的最大供油量 计算公式如下。 1）一般情况下 2）采用节流调速时 3）采用蓄能器时
第八章 液压传动系统的设计 与现代化改装
第一节
第二节 第三节
液压系统的设计步骤和设计要求
工况分析和确定执行元件主要参数 拟定液压系统原理图
第四节
第五节 第六节
选择液压元件并确定安装连接形式
液压系统主要性能的验算 绘制工作图和编制技术文件
第七节
第八节
液压系统计算机辅助设计概述
液压系统的现代化改装
在经验法设计的基础上，借助液压系统计算机辅助设计
参阅有关手册中的公式计
算，或由样机实测确定。
（二）外摩擦阻力 各种形式的导轨摩擦阻力计算公式可查阅有关手册。 （三）液压缸回油阻力 （四）密封摩擦阻力 （五）惯性负载 可按牛顿第二定律计算。在加速 时取＋ 恒速时取 ；减速时取－ ＝0。
三、液压缸主要参数的确定
主要参数是指液压缸活塞直径 D 和活塞杆直径 主机若有最低速度要求时，还需要进行速度方面的验算
目前，阀类元件的配置形式广泛采用集成式配置的形式。
1、箱体式配置
2、集成块式配置
3、叠加阀式配置
第五节 液压系统主要性能的验算
一、液压系统的压力损失及泵的工作压力
（一）单杆液压缸一般连连接时 的计算
泵的工作压力
及系统总压力损失
为：
对于双杆液压缸，因为
，其系统压力损失为
（二）液压缸差动时
的计算
二、液压系统的总效率
（1）液压系统原理图CAD包括液压回路设计、参数计算、液压元件 选 择、 液压系统原理图的绘制和元件明细表的编制等。 （2）液压专用件CAD包括专用液压缸、专用阀、液压集成阀块、插 装阀块、 操纵箱和专用箱等设计计算以及工作图绘制等。 （3）液压系统安装图CAD包括安装图的设计和绘制，元件明细表的 编制等。
第八节 液压系统的现代化改装
一、液压系统的磨损与补偿方式
二、液压系统现代化改装
1、液压系统现代化改装的意义
3、具有更强的针对性和适应性
2、减少一次性投资
4、液压系统现代化改装与更新的关系
三、现代化改装的基本形式
1、原型改造 2、变形改造 3、精化改造
四、现代化改装的工作程序
五、液压系统现代化改装举例
(一)插装阀液压CAD软件 该系统由五部分组成。
1) 液压系统原理图生成模块。
5) 液压系统零件图生成模块。
2) 插装阀块三维CAD设计模块。
3) 插装阀块三维、二维显示和编辑模块。 4) 液压系统总装图生成模块。
二）MBCADAM软件包 1)计算机辅助集成块设计子系统。 2)集成块的三维图形显示及十字剖面显示子系统。 3)计算机辅助集成块工艺规程设计子系统。 4)计算机辅助集成块数控编程子系统。 5)计算机动画模拟集成块数控加工子系统。 6)数控加工机床与计算机接口通信程序设计子系统。 7)库文件管理及编辑子系统。
三、液压系统发热及温升校核
第六节 绘制工作图和编制技术文件
一、绘制工作图
（一）绘制液压系统图 在图上应注明各元件的规格、型号以及压力、流量调整值， 并附有执行元件的工作循环图，控制元件的动作顺序表和简要说明。 （二）绘制液压系统装配图 液压系统的装配图是正式安装、施工的图样，包括油箱装 配图、液压泵装置图、油路装配图和管路装配图等。在管路装
一、运动分析
运动分析即对液压 执行件一个工作循环中 各阶段的运动速度变化 情况进行分析，并画出 速度循环图。
二、负载分析
把执行元件工作的各个阶段所需克服的负载，用负载－位移曲线表 示，称为负载循环图。绘制负载循环图时，应先分析计算执行元件的受力
情况。
液压缸的实际总负载 F 可用下式计算。
（一）液压缸工作负载F w 液压缸工作负载与设备的 工作性质有关。其数值可
配图中要标明液压元、部件的位置和固定方式、油管的规格尺
寸和布管情况以及各种管接头的形式和规格等。液压专用件或 阀块须画出装配图和专用零件图。
二、编制技术文件
第七节 液压系统计算机辅助设计概述
一、引言
提高液压系统设计水平，积极开展液压系统计算机辅助设计
（液压CAD）的研究工作是一条重要途径。
二、液压CAD的内容
四、绘制执行元件工况图
第三节 拟定液压系统原理图
液压系统原理图是用图形符号表示的液压系统油路结构图，它应 体现设计任务书中提出的性能要求，因此拟定液压系统原理图是整个 液压系统设计中的重要一步，其具体内容为以下几点。 1、确定油路类型 2、选择液压回路
3、确定控制方式
组成液压系统 把选择出来的各种液压回路进行综合、归并整理，增添必要的元件
（4）液压系统性能分析、计算与验算CAD包括压力损失、系统温升
和系统效 率等。
三、液压CADห้องสมุดไป่ตู้统的构成
（一）液压CAD软件包的组成 （1）图形库 （2）数据库
（3）程序库 （二）液压CAD系统的构成
四、YCADJ软件简介
YCADＪ是用来进行板式元件集或式液压系统设计的软件包。
五、其它液压CAD、CAM简介
（液压CAD）技术进行液压系统的设计，将成为今后一段时
期内的一种主要的现代化设计方法。
第一节 液压系统的设计步骤和设计要求
一、设计步骤
1）液压系统的动作和性能要求
二、液压系统的设计要求
2）液压系统的工作环境要求
3）其它方面的要求
液压系统设计的一般流程
第二节 工况分析和确定执行元件主要参数
液压系统的工况分析是指对液压执行元件的工作情况进行分析，即 进行运动分析和负载分析。
1、原型改造
2、变形改造
3、精化改造
第八章完
由液压缸工况图中的最大流量
确定，
液压泵电动机的功率可以按下式计算。
二、选择阀类元件
三、选择液压辅助元件
（一）油管 油管内径按下式计算。 油管壁厚可按下式计算
（二）油箱
油箱所储液压油的体积确定如下。
（三）其它辅件
四、液压元件安装连接形式的确定
（一）按系统的结构形式确定 液压系统的结构形式分为集中式和分散式两种。 （二）按阀类元件的配置形式确定。