液压与气压传动期末复习大纲思维导图

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液压的概念

• I. 基础知识
  • 传动的类型
    • 液压传动
    • 气压传动
    • 液压和气压中，工作压力取决于负载，而与流入的流体的多少无关
  • 力比例关系
    • 负载决定压力
      • 有效负载
      • 无效负载
  • 运动关系
    • 活塞的运动速度取决于进入液压缸的流量，而与流体的压力大小无关
  • 功率关系
    • 液压与气压传动是以流体的压力能来传递动力的
• II. 主题
• III. 液压系统的组成
  • 动力元件
    • 机械能转化为流体压力能的装置，常见的是液压泵和空气压缩机。
    • 泵
      • 工作原理
        • 体积变大吸油，体积缩小压油
      • 计算
        • 油泵的性能 指标
    • 泵的类型
      • 齿轮泵
      • 叶片泵
        • 双作用泵
        • 单作用泵
        • 叶片的倾角
          • 决定了泵只能有一个方向
        • 配流区开槽
        • 两叶片的夹角<吸油区&压油区的夹角
      • 柱塞泵
        • 径向柱塞泵
        • 轴向柱塞泵
          • 加特林
          • 斜轴式
            • 定量泵
          • 斜盘式
            • 变量泵
  • 执行机构
    • 流体的压力能转化为机械能
    • 马达&油缸
      • T n
      • 油缸
        • 单作用
        • 双作用
        • 速度
          • 进
          • 退
          • 差动
  • 控制元件
    • 对系统中流体的压力、流量和流动方向进行控制和调节的装置。
    • 单向阀
    • 换向阀
      • 位通
      • 控制方式
        • 手动
        • 电动
        • 机动
        • 液动
        • 电液式
        • 其他
    • 压力控制
      • 溢流阀
        • 符号
        • 工作原理
          • 直动式
          • 先导式
        • 作用
          • 1. 定压稳压
          • 2. 安全
          • 3. 远程操控
          • 4. 背压
      • 减压阀
        • 区别
          • 减压阀保持出口压力基本不变，溢流阀保持进口处压力基本不变
          • 在不工作时，减压阀进、出油口互通，而溢流阀进、出油口不通
          • 为保证减压阀出口压力的调定值恒定，它的导阀弹簧腔需要通过泄油口单独外接油箱
      • 顺序阀
      • 压力继电器P109
    • 流量元件
      • 节流阀
      • 调速阀
  • 辅助元件
    • 除了上述三种以外的其他装置
    • 管路和管接头
    • 油箱
    • 过滤器
    • 密封装置
    • 蓄能器
  • 传动介质
    • 传递能量的流体，液压油或压缩空气
    • 液压油
    • 压缩空气
• IV. 液压与气压传动的优缺点
  • 拖动负载能力
    • 功率-质量比大
    • 力-质量比大
    • 比同等电机的体积小
    • 转矩-惯量比大
  • 控制方式性能
    • i. 主要优点
      • 1. 操作方便省力
      • 2. 系统结构空间的自由度大，易于实现自动化
      • 3. 能在很大范围内实现无级调速
      • 4. 传动比可达100~2000
    • ii. 与电气控制配合
      • 方便实现复杂程序的远程控制
    • iii. 快、稳
    • iv. 易于实现过载保护
    • v. 控制元件标准化，有利于缩短设计制造周期、降低制造成本
  • 缺点
    • i. 因为泄露和压缩，传动比不准确
    • ii. 压力损失和泄露造成传动效率低
    • iii. 不能再高温环境工作
    • iv. 产生了问题不容易诊断
  • 液压和气压的比较
    • 气压优点
      • 1. 泄露不会影响工作，传递介质无限
      • 2. 粘度小，阻力损失小
      • 3. 工作压力低，制造精度低
      • 4. 维护简单，使用安全
      • 5. 采用不同材料适应不同环境
    • 气压缺点
      • 1. 信号传递速度小，不能构成复杂系统
      • 2. 压缩性大，响应能力、工作速度的平稳性方面不如液压传动
      • 3. 出力小，传动效率低
• V. 液压油
  • 参数
    • 重度
    • 可压缩性（液压中一般不考虑）
    • 密度
    • 粘度
      • 温度升高的情况下粘度会降低。 压力在50Mpa以上才会有影响，所以压力可以忽略 粘性 液压书的解释：液体在外力作用下流动时，分子间内聚力要阻止分子相对运动而产生的一种内摩擦力，这种现象称为液体的粘性。
      • 运动粘度
      • 动力粘度
  • 种类
    • 液压油
    • 乳化液
      • 水包油
        • 少量油分散在大量水里，作为溶剂
        • 特点
          • 粘度低
          • 泄露大
          • 润滑不高，减少元件寿命
        • 液压支架及用液量特别大的液压系统
      • 油包水
        • 少量水分散在大量油里
        • 性能接近液压油，阻燃性高于液压油
  • 工作介质的污染控制
    • 工作介质的污染是导致液压系统发生故障的主要原因，它严重影响液压系统的可靠性和元件的寿命。
    • i. 对元件和系统进行清洗，清除在加工和组装过程中残留的污染物
    • ii. 防止污染物从外界侵入
      • 做好油箱和油缸等元件的防尘密封工作
    • iii. 合适部位装合适的过滤器
    • iv. 控制工作介质的温度
    • v. 定期检查和更换工作介质
• VI. 流体的计算
  • 静止流体
    • 静压力特性
      • 等压面
      • P=F/A
      • 两个重要特性
        • 静压力的方向总是作用面的内法线方向
        • 静止液体内任一点的液体静压力在各个方向上都相等
    • 压力的表示
      • 绝对大气压
      • 相对大气压
      • 真空度
  • 运动流体
    • 基本概念
      • 理想流体
        • 既没有粘性也不能压缩的流体
      • 定常流动
        • 任意一点的压力、速度和密度都不随时间变化
      • 迹线、流线、流束
        • 流线只能是一条光滑曲线
    • 方程
      • 连续性方程
      • 伯努利方程
      • 动量方程
        • 不考，所以如果放弃流体力学的话，可以不看。
  • 压力损失
    • 原因
      • 流体具有粘性
    • 两种损失
      • 沿程压力损失
        • 液体在直管中的动时的压力损失称为沿程压力损失
        • 层流
        • 紊流
          • 紊流的计算过于复杂，所以还是用层流的公式进行计算
        • 雷诺数
      • 局部压力损失
        • 液体流经阀口、弯管、流通截面变化等局部阻力处所引起的压力损失
    • 影响的因素
      • 1. 管长
      • 2. 速度
      • 3. 粘度
      • 4. 粗糙度
      • 5. 内径
  • 孔口和缝隙
    • 因为缝隙，所以在生产过程中有同心度要求，最大偏心流量是同心时的2.5倍
    • 薄壁小孔
    • 细长小孔
    • 流量公式
  • 冲击和空穴
    • 空穴
    • 冲击
• VII. 基本回路
• VIII. 典型液压传动系统

液压-02 书上笔记

• 考试
  • 作图题：基本回路作图
  • 计算题：范围在作业里
  • 绪论-基础-控制部分
• 绪论
  • 工作原理
    • 力比例关系
    • 运动关系
    • 功率关系

动力元件

• 液压泵
  • 原理
    • 密封容积变化的原理。容积变大吸油，变小压油
  • 特点
    • 1. 若干个密封且又可以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
      • 吸液腔和排液腔隔开
  • 主要性能参数
    • 压力
      • 工作压力
      • 额定压力
      • 最高允许压力
    • 排量和流量
      • 排量
        • 每转一周密封容积几何尺寸变化
      • 理论流量
      • 实际流量
    • 功率和效率
      • 功率损失
        • 容积损失
        • 机械损失
• 液压泵的种类
  • 齿轮泵
    • 外啮合齿轮泵
      • 工作原理
      • 优点
        • 结构简单
        • 自吸能力强
        • 尺寸和质量小
        • 制造方便
        • 价格低廉
        • 工作可靠
        • 维护简单
      • 问题
        • 泄漏
        • 困油
        • 径向不平衡力
      • 缺点
        • 径向不平衡力造成磨损严重，泄露大
        • 工作压力不高
        • 流量脉动导致压力脉动和噪声都比较大
      • 提高压力
        • 减少泄露-齿轮端面间隙自动补偿
  • 叶片泵
    • 特点
      • 工作压力高
      • 流量脉动小，工作平稳，噪声小，寿命长
    • 分类
      • 单作用叶片泵
        • 变量泵
        • 原理
        • 特点
          • 改变定子和转子之间的偏心便可改变流量
          • 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通过特殊的沟槽和吸油腔相通
          • 由于转子受到不平衡的径向液压作用力，这种泵一般不适用于高压
      • 双作用叶片泵
        • 定量泵
        • 原理
        • 结构特点
          • 配油盘
            • 防止油压的突然升高，引起
              • 流量脉动
              • 压力脉动
              • 噪声
          • 定子曲线
            • 直接影响泵的性能
              • 流量均匀性
              • 噪声
              • 磨损
            • 四段圆弧和四段过渡曲线
          • 叶片倾角
            • 不考
            • 叶片顺着转子的回转方向前倾一个角度
            • 倾角一般取10-14°
  • 柱塞泵
    • 变量泵
    • 原理
      • 做往复运动造成密封容积的变化来实现吸油与压油的液压泵
      • 优点
        • 圆柱形的柱塞和缸体孔，加工方便，易得到较高的配合精度
        • 通过改变行程就能改变流量，易实现变量
        • 受压应力，零件材料可以得到充分利用
      • 分类
        • 径向柱塞泵
        • 轴向柱塞泵
          • 特点
            • 高压力（40MPa）
            • 大排量
            • 大功率

控制元件

• 方向控制
  • 单向阀
    • 三种参数
      • 开启压力
        • 0.035-0.05MPa
      • 压力损失
        • 0.1-0.3MPa
      • 背压
        • 0.2-0.6MPa
  • 换向阀
    • 位通
    • 控制方式
      • 1. 手动
      • 2. 电动
      • 3. 机动
      • 4. 液动
      • 5. 电液式
        • 流量大的时候电磁铁无法起作用，通过电磁+液压的方式来完成换向
      • 6. 其他
      • 优点和缺点
    • 性能和特点
      • 中位机能
        • 系统保压
        • 系统卸荷
  • 控制元件
    • 对系统中流体的压力、流量和流动方向进行控制和调节的装置。
• 压力控制
  • 压力控制
    • 溢流阀
      • 符号
      • 工作原理
        • 直动式
          • 利用被控压力作为信号来改变弹簧的压缩量，从而改变阀口的流通面积和系统的溢流量来达到定压目的
        • 先导式
      • 作用
        • 1. 定压稳压
        • 2. 保护作用
        • 3. 远程操控
        • 4. 背压
    • 减压阀
      • 使出口压力低于进口压力的一种压力控制阀
      • 区别
        • 1. 减压阀保持出口压力基本不变，溢流阀保持进口处压力基本不变
        • 2. 在不工作时，减压阀进、出油口互通，而溢流阀进、出油口不通
        • 3. 为保证减压阀出口压力的调定值恒定，它的导阀弹簧腔需要通过泄油口单独外接油箱
    • 顺序阀
      • 顺序阀用来控制液压系统中各执行元件动作的先后顺序
      • 直动式顺序阀
      • 直动式外控顺序阀
    • 压力继电器
      • 油液的压力信号转换为电信号的电液控制元件
• 流量控制
  • 流量元件
    • 节流阀
      • 节流阀的刚性
        • 表示它抵抗负载变化的干扰，保持流量稳定的能力
          • 在图上是节流阀的斜率
        • 三条结论
          • 同一节流阀，阀前、阀后压力差ΔP相同，节流开口小时，刚度大
          • 同一节流阀，ΔP越小，刚度越低
          • 取小的指数m可以提高节流阀的刚度，因此实际使用中多采用薄壁小孔（m=0.5）
    • 节流阀的温度补偿和压力补偿
      • 原理
        • 当压降不变时，通过节流阀的流量只由其开口大小来决定
        • 利用流量变动引起的油路压力的变化，通过阀芯的负反馈动作来自动调节节流部分的压力差
      • 调速阀
        • 工作时至少有0.4-0.5MPa的压力差
      • 温度补偿调速阀
        • 调速阀上加一个温度计符号
      • 溢流节流阀（压力补偿）
        • 调速阀上有一个向下的箭头，节流阀和溢流阀并联起来
    • 叠加式液压阀
      • 既是阀体又是导管的一种液压阀，工作原理和一般的液压阀基本相同
      • 特点
        • 1. 结构紧凑、体积小
        • 2. 安装简便，装配周期短
        • 3. 需要调整时，组装迅速
        • 4. 消除了油管、管接头引起的泄露、振动、噪声
        • 5. 配置灵活，外观整齐，维护保养容易
        • 6. 标准化、通用化，集成化程度高
      • 分类
        • 溢流阀
        • 调速阀
    • 二通式插装阀
      • 特点
        • 1. 适合大流量场合
        • 2. 动作灵敏，抗堵塞能力强
        • 3. 泄露小，压力损失小
        • 4. 结构简单，易于实现标准化

基本回路

• I. 调压回路
• II. 减压回路
• III. 增压回路
• IV. 保压回路
• V. 平衡回路
• VI. 顺序回路
  • 顺序动作回路
    • 行程控制的顺序动作回路
    • 用顺序阀的压力控制顺序动作回路
• VII. 速度回路
  • 节流调速回路
    • 进油节流调速
    • 回油（出油）节流调速
    • 旁路节流调速
  • 容积调速回路
    • 变量泵
    • 定量泵
    • 变量马达
    • 定量马达
    • 排列组合

执行机构

• 液压马达
  • 叶片式液压马达
  • 径向柱塞式液压马达
• 油缸
  • 活塞式液压缸
    • 双杆式活塞缸
    • 单杆式活塞缸
      • 差动连接