流体力学与液压传动复习课件.pptx

1、粘性的概念与物理本质，粘度与压力、温度的关系。粘性的概念与物理本质，粘度与压力、温度的关系。绝对压力、相对压力、真空度绝对压力、相对压力、真空度动力学动力学3 3个方程个方程方程的物理意义及其实际应用方程的物理意义及其实际应用连续性方程连续性方程流速与通流面积的关系流速与通流面积的关系能量方程能量方程位能、压力能、动能之间的关系位能、压力能、动能之间的关系动量方程，阻尼长度，稳态、瞬态液动力方向动量方程，阻尼长度，稳态、瞬态液动力方向流态、雷诺数、压力损失；流态、雷诺数、压力损失；物理本质；物理本质；节流的作用节流的作用控制压力或流量；控制压力或流量；液压冲击、空穴与气蚀的概念、产生原因、物理

2、本质；液压冲击、空穴与气蚀的概念、产生原因、物理本质；泵的安装高度计算。泵的安装高度计算。泵和马达泵和马达工作原理，基本参数，效率计算，功率计算；工作原理，基本参数，效率计算，功率计算；压油腔与吸油腔的判断。压油腔与吸油腔的判断。液压控制阀液压控制阀方向阀方向阀中位机能及主要应用场合；中位机能及主要应用场合；压力阀压力阀溢流阀：溢流阀：溢流恒压、限压保护；溢流恒压、限压保护； 2级调压、卸荷；级调压、卸荷；减压阀：减压阀：减压、减压后恒压减压、减压后恒压顺序阀：顺序阀：相当一个压力开关相当一个压力开关压力继电器：压力继电器：液电信号转换器液电信号转换器流量阀流量阀节流阀节流阀的流压特性；的流压

3、特性；调速阀调速阀的压力补偿原理的压力补偿原理液压控制阀液压控制阀何谓背压？在液压系统中采用哪些阀能形成恒定的背压？何谓背压？在液压系统中采用哪些阀能形成恒定的背压？ 压力阀压力阀溢流阀：溢流阀：溢流恒压、限压保护；溢流恒压、限压保护；减压阀：减压阀：减压、减压后恒压，但负载产生的压力不减压、减压后恒压，但负载产生的压力不能小于调定值能小于调定值顺序阀：顺序阀：相当一个压力开关相当一个压力开关单向阀：单向阀：开启压力开启压力调速阀的工作原理调速阀的工作原理调速阀如何实现节流阀上的压差恒定不变？调速阀如何实现节流阀上的压差恒定不变？调速阀中的定差减压阀如何实现压力补偿？调速阀中的定差减压阀如何实

4、现压力补偿？可否用定值减压阀与普通节流阀串联起来代替调速阀使用？可否用定值减压阀与普通节流阀串联起来代替调速阀使用？为什么？为什么？（组成、原理、性能和应用）（组成、原理、性能和应用） 核心是调速回路核心是调速回路 何谓速度何谓速度负载特性？速度刚度？物理意义负载特性？速度刚度？物理意义对调速回路的基本要求？对调速回路的基本要求？何谓差动连接？何谓差动连接？克服负载液压缸才能运动；克服负载液压缸才能运动；节流调速回路节流调速回路节流阀上必有压降，才有流量进入缸；节流阀上必有压降，才有流量进入缸；溢流恒压。回路效率。溢流恒压。回路效率。什么叫卸荷？试画出两种常用的卸荷回路。什么叫卸荷？试画出两种

5、常用的卸荷回路。 回路中的能量损失，措施回路中的能量损失，措施 各动作工况下，系统的油路分析；各动作工况下，系统的油路分析； 各阀在各动作工况下的工作状态；各阀在各动作工况下的工作状态； 执行元件的速度、推力计算；系统效率计算；执行元件的速度、推力计算；系统效率计算； 压力阀调定压力值的确定原则及调压关系；压力阀调定压力值的确定原则及调压关系； 组成系统的基本回路？系统性能和特点？组成系统的基本回路？系统性能和特点？分析方法分析方法动作循环、元件作用、走通油路。动作循环、元件作用、走通油路。分析内容分析内容一些术语和概念：背压、卸荷、爬行、动作顺序表等。一些术语和概念：背压、卸荷、爬行、动作顺

6、序表等。注意注意0707级试卷参考答案级试卷参考答案一、（共一、（共1010分）填空题（每空分）填空题（每空1 1分）分）1 1、由于流体具有、由于流体具有粘性粘性，液流在管道中流动需要损耗一部分能，液流在管道中流动需要损耗一部分能量，它由量，它由局部压力损失局部压力损失和和沿程压力损失沿程压力损失两部分组成。两部分组成。2 2、双作用叶片泵的定子曲线由两段、双作用叶片泵的定子曲线由两段大半径圆弧大半径圆弧、两段、两段小半径小半径圆弧圆弧及四段及四段过渡曲线过渡曲线组成。组成。3 3、为了消除齿轮泵的困油现象，通常在两侧盖板上开、为了消除齿轮泵的困油现象，通常在两侧盖板上开卸荷槽卸荷槽，使闭死

7、容积由大变小时与使闭死容积由大变小时与压油腔压油腔相通，闭死容积由小变大时相通，闭死容积由小变大时与与吸油吸油腔腔相通。相通。4 4、差动连接是指、差动连接是指单杆活塞缸单杆活塞缸进出油口同时进油的连接方式。进出油口同时进油的连接方式。1 1、（、（ ） 2 2、（、（ ）3 3、（、（ ）4 4、（、（ ）5 5、（、（ ） 6 6、（、（ ）7 7、（、（ ）8 8、（、（ ）9 9、（、（ ）1010、（、（ ）二、（共二、（共1010分）判断题（每小题分）判断题（每小题1 1分）分） 三、（共三、（共3030分）简答题（每小题分）简答题（每小题1010分）分）1.1.液体有哪些流动状态

8、？判别标准是什么？它们内部的主导作用力是液体有哪些流动状态？判别标准是什么？它们内部的主导作用力是 什么？相应的动能和动量修正系数各为多少？什么？相应的动能和动量修正系数各为多少？答：液体的流动状态有：层流和紊流（答：液体的流动状态有：层流和紊流（2 2分）；以临界雷诺数分）；以临界雷诺数RecrRecr作为判作为判别标准，当液体的雷诺数别标准，当液体的雷诺数RecrppX X=3.5MPa=3.5MPa，顺序阀开启，其进出口压力，顺序阀开启，其进出口压力相等，故相等，故p pB B=4.5MPa=4.5MPa（2 2分）。分）。2. 2. 负载压力变为负载压力变为2MPa2MPa，这时顺序阀

9、开启后，出口压力为负载压力，入口压，这时顺序阀开启后，出口压力为负载压力，入口压力为其调定压力，故力为其调定压力，故p pA A=2MPa=2MPa，p pB B=3.5MPa=3.5MPa（2 2分）。分）。3.3.活塞运动到右端位不动时，泵继续向液压缸供油，缸左腔油压急速升高，活塞运动到右端位不动时，泵继续向液压缸供油，缸左腔油压急速升高，直到系统压力升到溢流阀的调定压力，溢流阀溢流恒压（直到系统压力升到溢流阀的调定压力，溢流阀溢流恒压（2 2分）。这时，分）。这时，p pA A=5.5MPa=5.5MPa，p pB B=5.5MPa=5.5MPa（2 2分）。分）。六、（共六、（共101

10、0分）思考创新。分）思考创新。图中是一种轴向式柱塞泵的变量机构。请说明：图中是一种轴向式柱塞泵的变量机构。请说明：1.1.该变量机构的工作原理（该变量机构的工作原理（7 7分）；分）；2.2.参照外反馈限压式变量叶片泵的工作原理，使用符号画图说明，如何利用上述变量参照外反馈限压式变量叶片泵的工作原理，使用符号画图说明，如何利用上述变量机构将普通轴向式柱塞泵改造成外反馈限压式轴向柱塞泵？（机构将普通轴向式柱塞泵改造成外反馈限压式轴向柱塞泵？（3 3分）分）参考答案：参考答案：1.1.当伺服阀阀芯当伺服阀阀芯3 3向下移动时，上面的阀口打开，向下移动时，上面的阀口打开，a a腔中的腔中的压力油经孔

11、道压力油经孔道c c通向通向b b腔，活塞腔，活塞2 2因上腔面积大于下腔面积而因上腔面积大于下腔面积而向下移动，带动斜盘逆时针转动，使排量增大，同时活塞向下移动，带动斜盘逆时针转动，使排量增大，同时活塞2 2的移动又使上面的阀口关闭，最终式活塞的移动又使上面的阀口关闭，最终式活塞2 2停止运动；当伺服阀阀芯停止运动；当伺服阀阀芯3 3向上移向上移动时，下面的阀口打开，动时，下面的阀口打开，b b腔的液压油经孔道腔的液压油经孔道d d和和e e流回油箱，活塞流回油箱，活塞2 2在在a a腔压腔压力油的作用下向上移动，带动斜盘顺时针转动，使排量减小，同时，随着活力油的作用下向上移动，带动斜盘顺时

12、针转动，使排量减小，同时，随着活塞塞2 2 的上移，下面的阀口关闭，活塞的上移，下面的阀口关闭，活塞2 2自行停止运动（回答基本正确得自行停止运动（回答基本正确得7 7分）。分）。2.2.方法较多，详细答案略（原理基本正确得方法较多，详细答案略（原理基本正确得3 3分）。分）。七、（共七、（共1818分）图中是某专用机床的液压系统原理图。该系统有定位油缸、夹紧油缸分）图中是某专用机床的液压系统原理图。该系统有定位油缸、夹紧油缸和工作主油缸。它们的工作循环为：定位和工作主油缸。它们的工作循环为：定位夹紧夹紧快进快进工进工进快退快退松开、拔销松开、拔销原位停止、泵卸荷。原位停止、泵卸荷。1 1根据

13、动作循环，做出电磁阀根据动作循环，做出电磁阀YAYA的动作循环表。用符号的动作循环表。用符号“+ +”表示电磁阀通电，用符表示电磁阀通电，用符号号“”表示电磁阀断电（表示电磁阀断电（7 7分）；分）；2 2说明记号为说明记号为a a、b b、c c的三个阀其分别在系统中所起的作用（的三个阀其分别在系统中所起的作用（3 3分）；分）；3 3液控顺序阀、减压阀、单向顺序阀、溢流阀各自的调压依据是什么？（液控顺序阀、减压阀、单向顺序阀、溢流阀各自的调压依据是什么？（8 8分）分）1 1电磁铁（压力继电器）动作顺序表如下：（每工况电磁铁（压力继电器）动作顺序表如下：（每工况1 1分，共分，共7 7分）

14、。分）。2 2元件元件a a：单向阀，主缸工进时隔离低压泵和高压泵的压力（：单向阀，主缸工进时隔离低压泵和高压泵的压力（1 1分）；分）； 元件元件b b：单向阀，瞬时保压，即防止主缸快进时夹紧缸松动（：单向阀，瞬时保压，即防止主缸快进时夹紧缸松动（1 1分）；分）； 元件元件c c：顺序阀，实现先定位后夹紧的顺序动作（：顺序阀，实现先定位后夹紧的顺序动作（1 1分）。分）。3 3液控顺序阀：高于快进压力，低于工进压力（液控顺序阀：高于快进压力，低于工进压力（2 2分）；分）； 减压阀：减压阀： 按夹紧力要求，但始终低于溢流阀调定压力（按夹紧力要求，但始终低于溢流阀调定压力（2 2分）；分）；

15、 单向顺序阀：能使定位缸动作即可，但始终要低于减压阀调定压力单向顺序阀：能使定位缸动作即可，但始终要低于减压阀调定压力 （2 2分）；分）； 溢流阀：溢流阀： 调整系统压力，按工作缸能克服负载所需（调整系统压力，按工作缸能克服负载所需（2 2分）。分）。2010201020112011学年第学年第1 1学期试卷学期试卷参考答案参考答案一、（共一、（共2020分）单项选择题（每小题分）单项选择题（每小题2 2分）分）1.C 2.B 3.B 4.A 5.C 6.C 7.B 8.B 9.B 10.C1.C 2.B 3.B 4.A 5.C 6.C 7.B 8.B 9.B 10.C二、（共二、（共303

16、0分）简答题（每小题分）简答题（每小题1010分）分）1. 1. 为什么调速阀比节流阀的调速性能好？为什么调速阀比节流阀的调速性能好？答：由于调速阀中节流口两端的压力差基本不变，通过调速阀的流量答：由于调速阀中节流口两端的压力差基本不变，通过调速阀的流量恒为定值，不受负载的影响，而普通节流阀进出油口间的压力差会因恒为定值，不受负载的影响，而普通节流阀进出油口间的压力差会因负载的变化而变化，导致普通节流阀在开口一定时，其输出流量随负负载的变化而变化，导致普通节流阀在开口一定时，其输出流量随负载变化而变化。载变化而变化。2. 2. 液压系统中溢流阀的进口、出口接错后会发生什么故障？液压系统中溢流阀

17、的进口、出口接错后会发生什么故障？答：液压系统中流溢阀的进口、出口接错后，溢流阀始终不能开启，答：液压系统中流溢阀的进口、出口接错后，溢流阀始终不能开启，因而将产生超压现象，损坏液压元件。因而将产生超压现象，损坏液压元件。 3. 3. 何谓液压泵的困油？请说明困油引发的后果。何谓液压泵的困油？请说明困油引发的后果。答：液压泵正常工作时变化着的密封容积应该与配油装置的相应吸排答：液压泵正常工作时变化着的密封容积应该与配油装置的相应吸排油腔相通。由于泵结构的原因而形成的油腔相通。由于泵结构的原因而形成的“闭死容积闭死容积”的现象（因不与的现象（因不与吸油腔、排油腔相通而造成的一些现象）叫困油现象。

18、吸油腔、排油腔相通而造成的一些现象）叫困油现象。“困油困油”将导将导致液体受挤压使压力升高，或产生局部真空造成气浊。其后果是功率致液体受挤压使压力升高，或产生局部真空造成气浊。其后果是功率损失增加、油温升高、引起噪声和振动，影响泵工作的平稳和寿命。损失增加、油温升高、引起噪声和振动，影响泵工作的平稳和寿命。三、（共三、（共1010分）计算题分）计算题解：解：（1 1）泵吸油口处的流量（公式）泵吸油口处的流量（公式1 1分，运算结果分，运算结果1 1分）分）smdqAqv/415. 160)103(1060442232 （2 2）判别流态（公式）判别流态（公式1 1分，运算结果分，运算结果1 1

19、分）分）232014151030415. 1103Re62 dv，层流，层流=2=2。右图为油泵从高置式油箱中吸油，泵流量为右图为油泵从高置式油箱中吸油，泵流量为60L/min60L/min，油液运动粘度油液运动粘度30301010-6-6m m2 2/s/s，密度为，密度为900kg/m900kg/m3 3，吸油，吸油管内径管内径3cm3cm，管长，管长2m2m，泵进油口位于油箱液面下，泵进油口位于油箱液面下0.5m0.5m（不计油管上弯高度及局部压力损失），若空气分离（不计油管上弯高度及局部压力损失），若空气分离压为压为0.04MPa0.04MPa，试计算泵进油口处的绝对压力并判断，试计算

20、泵进油口处的绝对压力并判断此处是否会产生气穴？此处是否会产生气穴？（3 3）计算沿程压力损失（公式）计算沿程压力损失（公式1 1分，运算结果分，运算结果1 1分）分）mgvdLh3606. 081. 92415. 103. 021415752Re75222 或或PavdLp75.31832415. 190003. 021415752Re75222 （4 4）求绝对压力）求绝对压力取油箱液面为取油箱液面为1-11-1面，并作计算基准，则有面，并作计算基准，则有p p1=1=p pa a，z z1 1=0=0，v v1 1=0=0；取泵吸油口为取泵吸油口为2-22-2面，则有面，则有p p2 2=

21、 =？，？，z z2 2=-0.5m=-0.5m，v v2 2=1.415m/s=1.415m/s；（；（2 2分）分）列伯努利方程：列伯努利方程：lpvgzpvgzp 22222211112121 所以所以)(2222 hzgvppa =0.9943=0.994310105 50.40.410105 5故不会产生气穴。（故不会产生气穴。（1 1分）分）四、（共四、（共1010分）论述题分）论述题简述卸荷式液控单向阀的简述卸荷式液控单向阀的“卸荷卸荷”原理及意义。原理及意义。答：当控制油口答：当控制油口K K通入压力油通入压力油p pc c，控制活塞，控制活塞1 1上移，先顶开卸荷阀芯上移，先

22、顶开卸荷阀芯3 3， 使主油路卸压，然后再顶开单向阀使主油路卸压，然后再顶开单向阀2 2。（。（5 5分）分） 这样可大大减小控制压力，（使其控制压力约为主油路工作压力这样可大大减小控制压力，（使其控制压力约为主油路工作压力 的的5%5%），因此可用于压力较高的场合；（），因此可用于压力较高的场合；（3 3分）分） 同时，可避免控制活塞推开单向阀芯时，高压封闭回路内油液压力同时，可避免控制活塞推开单向阀芯时，高压封闭回路内油液压力 的突然释放所产生的较大冲击和噪声。（的突然释放所产生的较大冲击和噪声。（2 2分）分）五、（共五、（共1010分）分析与思考分）分析与思考解答：解答：1. 1-1.

23、 1-低压大流量泵、低压大流量泵、2-2-高压小流量泵、高压小流量泵、3-3-顺序阀、顺序阀、 4- 4-单向阀、单向阀、5-5-溢流阀、溢流阀、6-6-二位二通电磁换向阀、二位二通电磁换向阀、7-7-节流阀；（节流阀；（3 3分）分）2. 2. 电磁阀电磁阀6 6得电、得电、F/AF/A1 1-0.5MPa-0.5MPa溢流阀溢流阀5 5的设定值（的设定值（2 2分）；分）；3. 3. 会开启，因为此时载荷较大、油压较高，油缸运动速度不大，无需低压会开启，因为此时载荷较大、油压较高，油缸运动速度不大，无需低压 大流量泵工作，顺序阀开启，使低压大流量泵处于卸荷状态；（大流量泵工作，顺序阀开启，

24、使低压大流量泵处于卸荷状态；（2 2分）分）4. 4. 顺序阀顺序阀3 3的调定值应该小于泵的调定值应该小于泵1 1的额定值和溢流阀的额定值和溢流阀5 5的设定值而大于油缸的设定值而大于油缸 高速运动时克服摩擦阻力所需的压力值（高速运动时克服摩擦阻力所需的压力值（1 1分），溢流阀分），溢流阀5 5的设定值的设定值 泵泵2 2 的额定压力（的额定压力（1 1分），泵分），泵1 1的额定压力的额定压力 泵泵2 2的额定压力（的额定压力（1 1分）。分）。1. 1. 写出图中标有数字的液压元件的名称；写出图中标有数字的液压元件的名称；2. 2. 节流阀在什么条件下才能有效工作？节流阀在什么条件下才

25、能有效工作？3. 3. 节流阀工作时，顺序阀是否开启？为什么？节流阀工作时，顺序阀是否开启？为什么？4. 4. 怎样确定元件怎样确定元件3 3、5 5的预设值？元件的预设值？元件1 1、2 2额定压力的关系？额定压力的关系？ 六、（共六、（共20分）应用题分）应用题图中所示是某专用机床的液压系统原理图。该系统有夹紧油缸和主工作油缸两个液压缸。图中所示是某专用机床的液压系统原理图。该系统有夹紧油缸和主工作油缸两个液压缸。它们的工作循环为：夹紧它们的工作循环为：夹紧快进快进一工进一工进二工进二工进快退快退松开松开原位停止、泵卸荷。原位停止、泵卸荷。1.1.根据动作循环，作出电磁阀根据动作循环，作出

26、电磁阀YAYA的动作循环表。的动作循环表。2.2.说明标记为说明标记为a a、b b、c c的三个阀在系统中所起的作用。的三个阀在系统中所起的作用。3.3.阀阀A A和阀和阀B B哪个通流面积调节得大些？依据是什么？哪个通流面积调节得大些？依据是什么？ 答案：答案：1.1.（本小题共（本小题共4 4分）动作顺序见下表分）动作顺序见下表（每行（每行0.50.5分共分共3 3分），分），工作循环：快进工作循环：快进一工进一工进二工二工进进死档铁停留死档铁停留快退快退原位停原位停止止快进（下一循环）（快进（下一循环）（1 1分）；分）；2.2.（本小题每元件（本小题每元件2 2分共分共1414分）分

27、）1 -1 -滤清器（滤清器（1 1分），过滤液压油中的杂质（分），过滤液压油中的杂质（1 1分）；分）；5 -5 -三位五通电磁换向阀（三位五通电磁换向阀（1 1分），作先导阀用（分），作先导阀用（1 1分）；分）；6 -6 -单向阀（单向阀（1 1分），在工进时隔离进油路和回油路（分），在工进时隔离进油路和回油路（1 1分）；分）；12-12-节流阀（节流阀（1 1分），换向延时，起缓冲作用（分），换向延时，起缓冲作用（1 1分）；分）；15-15-单向阀（单向阀（1 1分），反向时短路节流阀分），反向时短路节流阀1212（1 1分）；分）；16-16-顺序阀（顺序阀（1 1分），快进时关闭回油路形成差动连接（分），快进时关闭回油路形成差动连接（1 1分）；分）；17-17-溢流阀（溢流阀（1 1分），产生背压使动力滑台能获得稳定的低速运动（分），产生背压使动力滑台能获得稳定的低速运动（1 1分）；分）；3.3.（本小题（本小题2 2分）由于本系统采用了限压式变量叶片泵供油，因此，过载分）由于本系统采用了限压式变量叶片泵供油，因此，过载 或停车后，该泵可自行卸荷，无需溢流阀。或停车后，该泵可自行卸荷，无需溢流阀。ENDEND