液压传动试题 (3)

后倾一个角度。 ► 双作用叶片泵的叶片沿旋转方向向前倾斜，叶片底部始终与高
压油路相通，为了使叶片到压油腔能够有效的缩回，那么叶片 沿转动方向前倾一个角度，减小叶片回程时的压力角，防止叶 片回程时的卡紧和折断现象。 ► 当叶片有安放角时，叶片泵不允许反转。
例题四： ► 某轴向柱塞泵直径d=22mm，分度圆直径D=68mm，柱塞数 z=7，当斜盘倾角α=22.5°，转速n=960r/min，输出压力 p=10Mpa，容积效率ηv=0.95，机械效率ηM=0.9时，试求1、泵 的理论流量；2、泵的实际流量；3、所需电机功率。
液压马达 ► 液压马达是将液体压力能转换为机械能的装置,输出转矩和转
速，是液压系统的执行元件。 ► 马达与泵在原理上有可逆性，但因用途不同结构上有些差别：
马达要求正反转，其结构具有对称性；而泵为了保证其自吸性 能，结构上采取了某些措施。 ► 马达的分类：
ns＞500r/min 为高速液压马达：齿轮马达，叶片马达， 轴向柱塞马达 ns＜ 500r/min 为低速液压马达：径向柱塞马达（单作用 连杆型径向柱塞马达，多作用内曲线径向柱塞马达） 液压马达的主要参数(计算、设计、选择) ► 转矩 ► 转速 ► 压力 ► 排量 ► 容积效率 ► 总效率 1、液压马达根据运转工况进行选择 2、低速运转工况，除可以选用低转速马达之外，也可以用高速马达加 减速装置。 液压马达的特性参数 ► 工作压力与额定压力
按阀的工作位置数和控制的通道数：二位二通阀、二位三通阀、二位 四通阀、三位四通阀、三位五通阀等。 换向阀中“位”和“通”的含义。
► 位----换向阀的工作状态数或工作位置数。 ► 通----换向阀阀体与主油路的连接数。
滑阀机能 滑阀式换向阀处于中间位置或原始位置时，阀中各油口的连通方式称
为换向阀的滑阀机能。 ► 两位阀和多位阀的机能是指阀芯处于原始位置时,阀各油口
例题三： ► 齿轮泵的模数m=4mm，齿数z=9，齿宽Ｂ＝18mm，在额定压力 下，转速n=2000r/min时，泵的实际输出流量Ｑ＝30Ｌ/min，求 泵的容积效率。
解：根据齿轮泵的输出流量公式： 有：
问题:传统的单作用叶片泵和双作用叶片泵的叶片如何倾斜?为什么? ► 答:单作用叶片泵的叶片沿旋转方向向后倾斜。在任何时候叶片 顶部和底部的油压大小是相同的，为了使叶片到吸油腔能够有 效的伸出，那么叶片伸出的方向应该和其所受到离心力和科氏 力的合力方向一致，因此单作用叶片泵的叶片倾角沿转动方向
消除方法是开卸荷槽。
齿轮泵的泄漏途径有哪些？提高容积效率的措施有哪些？ 泄漏分析：齿轮泵泄漏的途径有三条：轴向间隙泄漏、径向间隙泄
漏和沿啮合线的泄漏，其 中轴向间隙泄漏占总泄漏量的75-80％。 措施：浮动轴套、浮动侧板等
制约外啮合齿轮泵压力提高的的因素除流量脉动外，还有哪些？如何 消除？ 困油现象，消除方法：开卸荷槽； 径向不平衡力，消除方法：缩小压油口； 液压油泄露，消除方法：采用自动补偿端面间隙装置。
最小流量
例题六： ► 某液压马达排量，Vm=500ml/r , 马达进口压力为10Mpa，出口 压力为0.5 Mpa，其总效率η=0.9，容积效率ηv =0.92。当输入流 量为40L/min时。试求：
①马达输出转矩。
②马达的实际转速 解：
马达的机械效率：
马达输出转矩：
例题七： ► 某容积调速系统，液压泵的排量VB=80mL/r，输出压力 pB=20MPa，机械效率ηBm=0.95，容积效率ηv =0.9；马达的排 量Vm=100mL/r，马达的机械效率ηMm=0.95,容积效率 ηMv=0.9。试求以下各项：
①液压泵转速n=1500 r/min时，电机所需功率。 ②液压马达输出转矩。 ③液压马达输出功率。 解： 泵的输出功率
电机所需功率
马达输出转矩
液压马达输出转速
液压马达输出功率
► 液压缸的分类 ► 运动方式及其计算： 1、无杆腔进油
液压缸
2、有杆腔进油 3、差动连接 注意例题3.1
缓冲装置 ► 原因：当运动件的质量较大，运动速度较高时，由于惯性力较 大，具有较大的动量。在这种情况下，活塞运动到缸筒的终端 时，会与端盖发生机械碰撞，产生很大的冲击和噪声，严重影 响加工精度，甚至引起破坏性事故目的是使活塞在接近终端 时，增加回油阻力，从而减缓运动部件的运动速度，避免撞击 液压缸端盖。
由已知条件，q=25L/min
有d=72.8mm，D=103mm；取整有：d=75mm，D=105mm
（2）此时由受力平衡
，
假设壁厚δ/D≤0.08，有
取δ=2mm 此时δ/D=2/105=0.019≤0.08，满足假设要求。
第五章 方向控制阀
液压控制阀按其作用可分为方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀三大
工作压力 p 大小取决于马达负载，马达进出口压力的差
值称为马达的压差Δp。
额定压力 ps 能使马达连续正常运转的最高压力。
► 流量与容积效率
输入马达的实际流量
qM＝qMt＋Δq
其中 qMt为理论流量，马达在没有泄漏时， 达到要求
转速所需进口流量。
容积效率ηMv＝ qMt / qM＝ 1－ Δq / qM
减压阀 阀与负载相串联， 调压弹簧腔有外接泄油口， 采用出口压力负反馈，
不工作时阀口常闭。
顺序阀 阀的出口一般接负载（串联）， 调压弹簧腔有外接泄油口， 采用进口测压， 不工作时阀口常闭。
试比较先导型溢流阀和先导型减压阀的异同点
相同点：溢流阀与减压阀同属压力控制阀，都是由液压力与弹簧力进行 比较来控制阀口动作；两阀都可以在先导阀的遥控口接远程调压阀实现 远控或多级调压。 差别：1）溢流阀阀口常闭，进出油口不通；减压阀阀口常开，进出油 口相通。
2）溢流阀为进口压力控制，阀口开启后保证进口压力稳定；减压 阀为出口压力控制，阀口关小后保证出口压力稳定。
3）溢流阀出口Βιβλιοθήκη Baidu油箱，先导阀弹簧腔的泄漏油经阀体内流道内泄 至出口；减压
阀出口压力油去工作，压力不为零，先导阀弹簧腔的泄漏油有单独的油 口引回油箱
► 溢流阀是利用作用于阀芯的进油口压力和弹簧力平衡的原理来 工作的。
► 排量与转速
排量V为ηMV等于1 时输出轴旋转一周所需油液体积。
转速 n ＝ qMt/ V ＝ qMηMV / V
► 转矩与机械效率
实际输出转矩 T＝Tt-ΔT
理论输出转矩 Tt＝Δp VηMm/ 2π
机械效率ηMm＝TM/TMt
► 功率与总效率
ηM＝ PMo/ Pmi＝T 2πn/ Δp qM＝ ηMvηM
解：泵的输出功率 ： 电动机的输入功率
液压泵的分类和选用 ► 按运动部件的形状和运动方式分为齿轮泵，叶片泵，柱塞泵， 螺杆泵。 齿轮泵又分外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵 叶片泵又分双作用叶片泵，单作用叶片泵和凸轮转子泵 柱塞泵又分径向柱塞泵和轴向柱塞泵（斜盘式和斜轴 式） ► 按排量能否变量分定量泵和变量泵。 单作用叶片泵，柱塞泵可以作变量泵 ► 选用原则： 是否要求变量 要求变量选用变量泵。 工作压力 柱塞泵的额定压力最高。 工作环境 齿轮泵的抗污能力最好。 噪声指标 双作用叶片泵和螺杆泵属低噪声泵。 效率 轴向柱塞泵的总效率最高。
液压传动基本概念 液压传动是以液体为工作介质，主要利用液体压力能来实现能量 传递的传动方式。 压力的大小取决于负载，速度的大小取决于流量。或负载决定压 力。流量决定速度。 液压系统一般由四（五个则加上液压油）个部分：动力元件、执 行元件、控制元件和辅助元件。 动力元件：将输入的机械能转换成液体的压力能。 执行元件：将液体的压力能转换成机械能输出。 控制元件：通过对液压系统中液流流动方向、液体压力和流量的大 小的控制，以满足机械对运动方向、输出力和力矩的大小、运动速度的 大小的要求。 辅助元件：保证系统持久、稳定、有效地工作 液压泵正常工作的三个必备条件 ► ①有一个大小能作周期性变化的封闭容积； ► ②有配流动作:封闭容积加大时吸入低压油，封闭容积减小时排
出高压油； ► ③高低压油不得连通。 液压马达正常工作的三个必备条件 ► ①有一个大小能作周期性变化的封闭容积； ► ②有配流动作:封闭容积加大时充入高压油，封闭容积减小时排
出低压油； ► ③高低压油不得连通。 液压泵的主要参数(计算、设计、选择) ► 压力 ► 排量 ► 流量 ► 转速 ► 效率 p、T、F在一起用机械效率；和q、v、n在一起用容积效率；P在一起用 总效率。 液压泵用每转排量，液压缸用活塞面积。 液压泵的理论输入功率大于它的实际输入功率；液压马达的理论输 出功率小于其实际输出功率。 对于液压泵来说，实际流量总是小于理论流量，实际输入扭矩总是 大于其理论上所需要的扭矩。
例题一： ► 一液压泵，其输出压力 p=22MPa，实际输出流量q=63L/min, 容 积效率ηv =0.9，机械效率ηm=0.9, 求泵的输出功率和电动机的 输入功率。
解：泵的输出功率 ： 电动机的输入功率
例题二： ► 液压泵的排量V=100mL/r，输出压力 p=16MPa，容积效率ηv =0.95， 总效率η=0.9，转速n=1450 r/min，求泵的输出功率和 电动机的输入功率。
力继电器等 ► 关键：压力作为信号进行控制 ► 直动型压力控制中，由力比较器直接驱动主控制阀芯，驱动力
远小于弹簧力，因此驱动能力十分有限。这种控制方式导致主 阀芯不能做得太大，不适合用于高压大流量系统中。在高压大 流量系统中一般应采用先导控制。 溢流阀 阀与负载相并联， 溢流口接回油箱， 采用进口压力负反馈， 不工作时阀口常开。
类；相应地由这些阀组成三种基本回路：方向控制回路、压力控制回路
和调速回路。
方向阀主要分为单向阀和换向阀
普通单向阀
液控单向阀 用两个液控单向阀使液压缸双
向闭锁
换向阀 ► 换向阀的类型有 按阀的结构形式：滑阀式、转阀式、球阀式、锥阀式。
按阀的操纵方式：手动式、机动式、电磁式、液动式、电液动式、气 动式。
式中 PMo为马达输出功率，Pmi为马达输入功率。
例题五： ► 某径向柱塞液压马达，其平均输出转矩T=24.5Nm，工作压力 p=5MPa，最小转速nmin=2r/min，最大转速nmax=300r/min，容 积效率ηv=0.9，求所需的最大流量和最小流量是多少。
解：由马达的实际输出转矩公式：
最小流量
► 形式：圆柱形环隙、圆锥形环隙、可变节流槽、可调节流孔
► 原理：当活塞移至端部，缓冲柱塞开始插入缸端的缓冲孔时， 活塞与缸端之间形成封闭空间，该腔中受困挤的剩余油液只能 从节流小孔或缓冲柱塞与孔槽之间的节流环缝中挤出，从而造 成背压迫使运动柱塞降速制动，实现缓冲。
例题 有一单杆活塞液压缸快进（差动连接）和快退（有杆腔进油）的速度为 6m/min，工进（无杆腔进油）时杆受力为25000N，已知额定压力为 6.3MPa输入流量q=25L/min，背压p2=0.2Mpa，若不计损失，试求： （1）缸和活塞杆的直径D和d；（2）缸筒壁厚（许用应力为100MPa） 解：（1）快进时的速度为 快退时的速度为
困油现象时如何产生的？有哪些危害？如何消除？
齿轮啮合时的重叠系数必大于1，故有一部分油液困在两对轮齿啮合 时所形成的封闭油腔之内，这个密封容积的大小随齿轮转动而变化，形 成困油。实质在于轮齿间密封容积周期性的增大减小。
受困油液受到挤压而产生瞬间高压，密封容腔的受困油液若无油道与 排油口相通，油液将从缝隙中被挤出，导致油液发热，轴承等零件也受 到附加冲击载荷的作用；若密封容积增大时，无油液的补充，又会造成 局部真空，使溶于油液中的气体分离出来，产生气穴。
► 扩展溢流阀为减压阀、顺序阀 ► 溢流阀的主要作用是：1、在某些定量泵系统中起定压溢流的作
用；2、在变量泵系统中起安全限压的作用
的通断情况。 ► 三位阀的机能是指阀芯处于中位时,阀各油口的通断情况。
三位阀有多种机能现只介绍最常用的几种。 ► O型机能、 H型机能 、 K型机能、 M型机能、 P型机能、 Y型
机能中位油口状况、特点及应用。 第六章 压力控制阀
► （1）用来控制液压系统压力的阀类。 ► （2）利用压力变化作为信号来控制其它元件动作的阀类。 ► 按其功能和用途不同可分为溢流阀、减压阀、顺序阀和压