液压元件复习重点

1、什么是液压传动？液压传动是以液体作为工作介质，进行能量转换、传递和控制的一种传动方式。液压传动的主要缺点：（1）无法避免泄露，难以实现严格的传动比；（2）液压系统不宜在很高或很低的温度下工作。（3）传动效率较低（4）液压传动的工作可靠性不如电力传动和机械传动，（5）液压元件的制造精度要求高，造价较贵，使用、维护要求有一定的专业知识和较高的技能水平。（6）液压能的获得与传递不如电能方便。（7）液压系统中各种元件、辅件及工作介质均在封闭的系统内工作，其故障征兆难以及时发现，故障原因较难确定。2、液压传动的四个基本特征：（1）容积式液压泵的工作压力p与流量q之间不具有相关性，而是具有刚性的压力-流量特征。（2）其工作压力主要取决于负载（3）液压缸的运动速度主要取决于输入的流量，与负载无关。（4）液压功率等于压力与流量的乘积。液压传动系统的组成：液压动力元件（液压泵）、液压执行元件（液压缸、液压马达）、液压控制元件（液压阀、液压控制阀）、液压辅助元件（油箱、管道、密封元件、过滤器等）、工作介质3、什么是液压泵和液压马达的排量排量：液压泵或液压马达主轴每转一周，根据计算其密封容腔几何尺寸的变化而得出的排出或流入的液体体积，称为其理论排量。在工程上，可以用在低压无泄漏的情况下液压泵（液压马达）每转一周所排出的液体体积来表示。也可将液压泵（液压马达）每转一弧度所排出的液体体积定义为其排量。4、容积效率、总效率容积效率vp是用来评价油液泄露损失程度的参数液压泵的容积效率vp为其实际输出流量qp与理论输出流量qt之比液压马达的容积效率vm为其理论输入流量qt与实际输入流量qm之比总效率等于机械效率m与容积效率v的乘积液压泵的总效率p等于其实际输出功率pop与实际输入功率pip之比液压马达的总效率m等于其实际输出功率pom与实际输入功率pim之比5、外啮合齿轮泵特点：由一对相同的齿轮，被封闭在由前盖、后盖和外壳所构成的空腔中啮合运转，利用齿间容积的变化来实现吸油和排油。优点：结构简单；渐开线齿轮的加工工艺性好；体积小，质量轻，功率密度大；对恶劣工况的适应性强。耐冲击、耐磨损、抗污染能力强，工作可靠。缺点：排量不能调节，只能做定量泵；外啮合齿轮泵的流量脉动及噪声较大；低速运转时，容积效率低。双作用叶片泵的特点：1）输出流量均匀，震动和噪声小，工作平稳。2）高、低压腔各自成对的对称分布，转子受到的径向力是平衡的，轴承的工作寿命长。3）叶片顶部在定子表面滑动，产生磨损后可以自动补偿，可以长时间保持较高的容积效率。4）对油液的清洁度要求较高。轴向柱塞泵的特点：靠柱塞在缸孔内的往复运动改变柱塞缸内的容积来实现吸油和压油。优点:工作参数高（压力，排量、功率高）；效率高；变量方便，变量形式较多；使用寿命长；可以使用不同的工作介质；单位功率的质量比较轻。缺点：结构较复杂，零件数量多；制造工艺要求高，价格较贵；除阀配流柱塞泵外，一般对液压介质的污染比较敏感，因此，对使用和维护的技术水平要求较高。6、外啮合齿轮泵的困油现象：为了保证齿轮传动的平稳性，齿轮泵齿轮的重合度必须大于1（一般取1.05--1.1)，两对轮齿啮合时它们之间形成一个与吸油腔和压油腔均不相通的封闭空间，由于油液的可压缩性很小，当封闭容积减小时，被困油液受挤压，压力急剧上升，油液从缝隙挤出。随齿轮旋转，封闭容积增大时，因无油液补充而形成局部真空和气穴，出现气蚀引起震动和噪声；这种因封闭容积大小发生变化而导致压力冲击和产生气蚀现象称为困油现象。开卸荷槽总原则：1）、当闭死容积缩小时，通过卸荷槽使其与泵的出口相通2）当闭死容积增大时，通过卸荷槽使其与泵的进口相通3）当两啮合点与节点P在啮合线上对称时，卸荷槽不与闭死容积相通。7、减小外啮合齿轮泵泄露的措施：1）、齿轮泵的泄露途径：齿轮端面和侧板间的轴向间隙；齿轮齿顶和壳体内壁间顶隙；齿面啮合处的泄露。要提高齿轮泵的工作压力和容积效率，必须采取间隙补偿装置，包括端面间隙自动补偿及顶隙自动补偿。2）轴向端面间隙的自动补偿：采用弹性侧板的自动补偿装置；浮动轴套的轴向间隙自动补偿装置，液压补偿装置。3）顶隙泄露的控制利用扫膛原理对壳体内表面进行精加工，得到最合适的顶隙。在对轴向间隙进行补偿的同时对顶隙也采取补偿措施。8、减小外啮合齿轮泵不平衡径向力的措施：1）扩大高压区2）扩大低压区3）开液压平衡槽4）减小压油口尺寸9、双作用叶片泵的定子曲线确定原则：1）使叶片不能脱空，225.0dld即向心加速度产生的惯性力大于径向加速度产生的惯性力；2）叶片受力良好，压力角（矢径与定子曲线法线的夹角）不能太大，同时加速度曲线（22dd）不能突跳，即不能出现软冲点；3）使瞬时流量均匀，光滑，对称。软冲击：在理论上只产生有限的冲击力，比硬冲击要缓和的多软冲点：加速度出现突跳点硬冲击：在理论上，叶片和定子间要产生无穷大的冲击力（或叶片脱离定子，造成脱空）这种冲击成为硬冲击。硬冲点：速度曲线出现突跳点，致使加速度出现无穷大的阶跃，称该点为硬冲点。10、双作用叶片泵高压化面临的问题（寿命、容积效率、噪声），如何克服1）吸油区叶片顶部对定子内表面的严重磨损；措施：采用子母叶片、柱销叶片、双叶片、阶梯叶片、弹簧叶片等以减小叶片根部承受油压力的有效面积，以减小将叶片顶出的液压推力；在叶片泵内设置减压阀，降低作用在吸油区叶片根部的压力；改进叶片顶部的轮廓形状，合理选择配对材料，提高叶片-定子的耐磨性能。2）减少泄露，提高叶片泵的容积效率措施：泄露途径:配流盘与转子、叶片之间的轴向间隙（最严重)；叶片与叶片槽的侧面间隙；叶片与定子内表面的接触线。采用浮动配流盘3）降低噪声措施：改进定子曲线，有效控制叶片的运动；采用预压缩、预扩张定子曲线和设置V形尖槽的配流盘。11、用公式定性说明双作用叶片泵中配流盘上减振槽的工作原理：z2在转动过程中，闭死容积压强由pa到P逐渐递增，两叶片在大圆弧工作段的封闭油液体积)(2)(212222rRrRzzzBBzV当其内的压力由0增大到p时，液体体积的压缩量zBEPEpVVrRz)(22流量脉动wddEzBVdrRdtz)(22未开槽前ddp,因而dtvd进一步导致流量脉动开槽后ddp，因而dtvd流量脉动减小12、内反馈式变量叶片泵的变量原理：定子的左边是调压弹簧2，初始状态时，弹簧力将定子环推到最右边位置，这时偏心量e最大，叶片泵的排量最大。定子环的最大偏心量由定子右边的流量调节螺栓3调节限定，定子上方是支撑滑块4.当叶片泵工作时，由于负载压力的作用，定子环内侧表面将产生一个倾斜向上作用的不平衡径向液压力Fo，该力可分解为相互垂直的两个分力F1和F2，垂直向上的分力F1由支承滑块承受，水平向左的分力F2由调压弹簧2承受。当叶片泵的工作压力升高到使水平分力F2超过弹簧预紧力时，定子环将克服弹簧力向左移动，使偏心量e自动减小，从而减小叶片泵的排量。工作压力越高，则偏心量越小，叶片泵的输出流量也越小，直至偏心量等于零，则叶片泵的排量变为零。这种变量控制的方法，是直接利用叶片泵工作容腔内的压力来推动定子的运动，以达到变量的目的，称为内反馈式。13、SCY14-1型斜盘式轴向柱塞泵中中心弹簧的作用：推动柱塞回程滑靴的工作原理：滑靴存在两种不同的工作状态，一是不完全平衡型静压支撑FFNo，剩余压紧力)(FFon将滑靴压在斜盘上，使滑靴紧贴斜盘表面滑动；二是完全平衡型静压支撑，如果把RR21,增大到一定程度，就会出现FFNo，若不采取措施，滑靴将被油压推离斜盘，出现大量泄漏无法工作，若在通向滑靴底面油室的油路上设置一个固定阻尼，当压紧力FN增大时，密封间隙h减小，泄漏量减小，这会使通过固定阻尼的压降减小，从而导致油室中的压力po增加，Fo增加，直到与压紧力FN相等时，达到新的平衡，反之类似，这样就可保证，当压紧力FN发生变化时，支撑力Fo也随之发生相应的变化，这两个力始终在允许的油膜厚度下保持平衡，既不使支撑面发生固体接触，也不会使支撑面产生过大的间隙而产生泄露。14、配流盘的中心为什么要相对缸体转过一个角度？为了减小压力冲击，降低泵的噪声，希望柱塞腔在接通高低压时，腔内的压力能平稳过渡，从而避免压力冲击，由于配流窗口的偏转，使完成吸液后处于上死点位置的柱塞腔不立即和压液的腰形配流窗口接通，而是在缸体转过角度1的过程中，利用柱塞腔中的困油，使其压力由吸油压力po逐渐升到压油压力pd，然后再接通压油窗口，从而避免了压力的突变，减小了噪声。15、手动伺服变量机构的工作原理：泵输出的高压油pd由通道经单向阀a进入变量机构壳体5的下腔d，液压力作用在变量活塞4的下端。当与控制滑阀1相连接的阀杆6不动时，变量活塞4的上腔g处于封闭状态，变量活塞不动。当阀杆6向下移动时，推动控制滑阀1一起向下移动，使d腔的压力油经通道e进入上腔g。由于变量活塞上端的有效面积大于下端的有效面积，向下的液压力大于向上的液压力，故变量活塞4也随之向下移动，直到将通道e的油口封闭为止。变量活塞的移动量等于阀杆的位移量。当变量活塞向下移动时，通过轴销带动斜盘3摆动，斜盘倾斜角增加，泵的输出流量随之增加。当阀杆6带动控制滑阀1向上运动时，将通道f打开，上腔g通过卸压通道f接通油箱而卸压，变量活塞向上移动，直到控制滑阀1将卸压通道关闭为止。它的移动量也等于阀杆的移动量。这时斜盘也被带动作相应的摆动，使其倾斜角减小，泵的流量也随之减小。16、恒压变量机构的工作原理：泵出口压力pd被引入先导控制滑阀1的左端，形成液压推力Apcd和右端压力控制弹簧的作用力Fs相比较，弹簧力Fs代表了恒压泵的给定压力Fo，即AFpcso。当泵的工作压力ppd0时，滑阀1的开度x=0，差动变量活塞2大直径端的压力p=0，在小直径端油压pd的推动下，活塞2将斜盘推向角的最大的位置，使泵保持最大流量qmax。当泵的工作压力增大到恒压变量泵的工作值时，即ppd0，滑阀1左端的液压推力Apcd将克服右端的弹簧力Fs，把阀口打开，形成一个开度为x的可变节流口，它和固定节流器k构成串联阻力回路。当开度x增大，压力p升高，当x增大到一定程度，压力p便能推动差动活塞2向上移动，带动斜盘，使角减小，泵的流量也随之减小，如果外部负载过大，压力ppd0，则泵不能工作，因为pd达到p0并有继续升高的趋势时，控制滑阀1的开度x早已达到最大，差动变量活塞大端压力也达到最大，将斜盘推到0的位置，使输出流量为0.17、液压马达是如何按转速分类的？当液压马达的转速大于500minr时，此马达称为高速小转矩液压马达，其基本形式有齿轮式、叶片式、轴向柱塞式和螺杆式当液压马达的转速小于500minr时，此马达称为低速大转矩液压马达，其基本形式为曲轴连杆式、静力平衡式和内曲线多作用式，此外还有摆线式，多作用轴向柱塞式等。18、多作用内曲线径向柱塞式液压马达的工作原理凸轮环内壁的导轨由x个均步的，形状完全相同的曲线组成，每个曲线凹部顶点将曲线分成对称的两个区段，一侧为进油区段，另一侧为回油区段，每个柱塞在马达的每转中往复的次数为x，x称为该马达的作用次数。缸体在圆周方向均布着z个柱塞缸孔，每个缸孔底部有一配流孔，这些孔与相配合的配流轴的配流窗口相通。配流轴中间有进油和回油孔道，其配流窗口位置与凸环轨道曲面的进油区段和回油区段的位置相对应。当高压油经配流轴进入柱塞底部时，推动柱塞顶着横梁，再通过两端的滚轮压向凸轮环的导轨曲面，由于导轨曲面的反作用力通过滚轮中心，因而其切向分力通过横梁，推动缸体旋转，最后经轴输出转矩。当柱塞到达曲面的凹部顶点时，柱塞底部油孔被配流轴的隔墙封闭，与高压油、低压油都不相同。当柱塞越过曲面外死点进入凸轮环曲面时，柱塞的配油窗孔与配流轴的回油通道相通，此时柱塞被曲面压回，柱塞缸内容积缩小，将油液经配流轴排除。当柱塞运动到内死点时，柱塞的配流窗孔也被配流轴的隔墙封闭，与高压油、低压油都不相通。19、什么是单作用液压缸和