液压传动与控制技术

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1、液压传动与控制技术液压传动与控制技术教教案案（近机类专业适用）（近机类专业适用）编制：隆编制：隆 泗泗审核：母洪都审核：母洪都液压传动与控制技术教案液压传动与控制技术教案目目 录录概概述述1 1第第一一章章4 4第第 二二 章章液液 压压6 6第第三三章章1616第第四四章章2222第第五五章章2727第第六六章章3131第第七七章章3434第第八八章章油油 和和液液液液典典液液 压压压压辅辅压压型型绪绪流流 体体 力力 学学 基基泵泵和和马马液液压压液液压压助助装装基基本本回回液液压压系系论论础础达达缸缸阀阀置置路路统统4141第第4343第第十十章章液液压压伺伺服服系系统统简简介介九九章章

2、液液压压系系统统的的设设计计与与计计算算4848课课4949程程总总结结液压传动与控制技术教案液压传动与控制技术教案概述概述一、本课程的教学目的和要求一、本课程的教学目的和要求本课程是电气工程及自动化专业、机电一体化专业的专业基础课。通过本课程的学习，获得液压传动与控制技术的基本知识，达到以下基本要求：1、液压油与力学部分熟练掌握液压油的性质及其运用，雷诺数，流体力学三大方程，静力学的基本方程与帕斯卡定律；掌握流体流动时的压力损失；了解小孔流、缝隙流、液压冲击和空气现象。2、液压元件部分熟练掌握各类泵的结构、原理、应用特点以及液压参数的计算；掌握液压马达性能参数的计算；掌握缸的结构和参数计算；

3、掌握各类阀的原理、结构、作用、职能符号以及应用；了解各辅助元件的职能符号、作用及应用。3、液压回路部分熟练掌握液压基本回路及应用；学会分析液压系统；了解液压系统的设计计算；了解液压伺服系统的基本概念。二、本课程的重、难点二、本课程的重、难点本课程的重点是液压阀工作原理、流动液体的力学。由于非专业的学生在力学方面的基础不是太强，故学习这门课程的难点在流体力学部分。各种阀在液压回路中的应用也是学生们学习上的难点。三、本课程的教学手段三、本课程的教学手段本课程主要是课堂教学，教学中涉及到的液压元器件，可利用实物在课堂上演示。要充分利用多媒体在课堂教学中的作用， 特别是利用动画效果来讲解阀的工作原理，

4、 以突破教学难点。四、本课程的学时安排四、本课程的学时安排本课程的总学时在 50 学时左右，具体安排见授课计划。五、本课程的教材及参考书目五、本课程的教材及参考书目1、教材： 液压传动与控制 （第 2 版）贾铭新主编全国重点教材该教材的特点：（1）01 年第 2 版、反映了国内外液压技术的新成就（2）语言简练、条理清晰、深入浅出（3）各章有小结、自我检测题及解答，有利于学生根据自己的情况分析和掌握，但该教材为机械类非液压专业用，对于非专业的学生学习，教材应该注意对教材进行取舍，对涉及到理论推导的部分内容（如第一章、第五章）适当舍去，由于学时有限和专业特点，第十一章安排为自学。2、参考书液压传动

5、与控制习题集阎祥安主编六、习题与考核六、习题与考核1、习题：每章结后完成、教材后部分习题（由老师指定） ，鼓励学生完成全部习题。2、考核：平时在绩（3040%） ：由作业、课堂问答和出勤确定期末考试： （7060%） ：闭卷完成授授 课课 计计 划划学时2222222122222122221112222221主要内容绪论、液压基本概念、组成、优缺点液压油及性质静力学、动力学连续方程伯努利方程、动量方程、能量损失小孔流、缝隙流、液压冲击、空穴现象泵与马达概述、原理、参数计算、齿轮泵叶片泵（马达） 、栓塞泵（马达）泵与马达小结缸的特点、类型、应用缸的结构与设计方向阀的类型、职能符号、应用压力阀的类

6、型、职能符号、应用流量阀、职能符号、应用、比例阀概念阀的小结各主要辅助元件的原理、符号、应用节流调速容积调速容积调速和容积节流调速调速回路小节快速和速度换接回路方向控制回路压力控制回路多缸控制、同步动作、互不干扰回路组合机床液压系统分析万能外圆磨床系统分析（或万能液压机）设计计算设计计算举例液压伺服系统简介工作特性粘度连续方程的应用、帕斯卡定律伯努利方程、雷诺数液压冲击参数计算结构应用及特点参数计算密封液控单向阀、三位阀的中位机能工作原理调速阀原理各类阀的比较滤油器、蓄能器、油箱特性分析特性分析特性分析液压锁互不干扰回路、卸压、调压、保压回路重难点本授课计划的学时安排可根据学生的情况进行调整。

7、第一章第一章绪绪论论一、教学目的一、教学目的掌握液压传动的定义、液压系统的组成及作用，了解液压系统的职能符号。二、教学重、难点二、教学重、难点液压传动的工作特性。三、学时安排三、学时安排2 学时第一节基本概念一、液压传动的工作原理1、是以液体为介质（以静压能的形式进行）的传动；2、通过能量转换输出动力；3、工作特性（流量 Q-V，压力 P-F、M） ；4、通过流量、压力的控制来满足执行元件的运动。例 1液压千斤顶例 2半自动铣床液压系统二、液压系统的基本组成（控制流量、压力）控制元件动力元件执行元件（向系统提供辅助元件（向外输出供压力能）（辅助）机械能）三、系统的职能符号GB/T786.1-1

8、993表示职能以及在系统的通路第二节主要优缺点优点：1、无级调速、范围大2、功率/质量大3、易控制、过载保护4、传动平稳5、使用寿命长6、实现三化（标、系、通）7、传动简化缺点：泄漏、振动、效率、温敏性、精度高、故障查找难。小结：1、液压传动的定义2、工作特性P、Q问题：1、系统的基本组成？2、系统的工作特性？第二章第二章液压油和液压流体力学基础液压油和液压流体力学基础一、教学目的一、教学目的掌握液体的粘度及油的选用；掌握压力及其单位；掌握帕斯卡定律；掌握流动液体的三大方程。二、重点、难点二、重点、难点重点：粘度、帕斯卡定律、伯努利方程难点：伯努利方程的应用三、学时安排三、学时安排8 学时：

9、（油及性质 2，静力学及应用 0.5，动力学及应用 2.5，能量损失 1，小孔流缝隙流1，液压冲击、气蚀现象1）第一节液压油的性质和选用一、密度定义： limmdm微小质量0v体积dv单位：kg/m3液压油15=900kg/m3密度受压力、温度的影响：tp二、压缩性1、压缩性系数 1 v（变化单位压力所引起的相对体积变化量）p VP、V P+PV-V越大，可压缩性越大，抗压性越差。2、容积弹性模数（体积弹性模量）e1 pVv越大，可压缩性越小，抗压性能越好。3、等效容积模数下降 液压油中混有空气会使e 增加压力会提高e 软的e很小三、液体的粘性和粘度1、粘性内摩擦力（流动时呈现）2、粘度 动力

10、粘度（绝对粘度）v0duF Adyy+dyu+duduF Afyudy速度梯度ydu单位面积内摩擦力dyFfduxAdydymN m2 N S m2m sdu1PaS 10P 103cP帕秒泊厘泊SICGS 运动粘度v 1m2/ s 104st 106cstSICGS在牌号中的应用 相对粘度（条件粘度）恩氏粘度（中、苏、德）0E t1t2V 7.310E -混合油：6.31(cst)0Ea0E1b0E2 c(0E10E2)E 10003、粘温特性tv4、粘压特性pv四、液压油选择1、要求粘温性好，润滑性好，化学稳定性好，纯净，抗泡沫，闪点要高，凝固点要低2、选择原则温度的影响压力的影响3、使用

11、换油前的清洗不得混用保持密封及时更换以及加新油时必须按要求过滤第二节静止液体力学一、压力质量力、表面力1、定义：P FnAP limFnA0AN/m2 = 帕斯卡（pa）/Mpa=106pabar（巴）at（工程大气压）水柱（mH2O）汞柱（mmHg）0.1mpa9.8104pa9.81031.33102pa2、性质 方向沿作用面的内法线方向 大小沿各方面大小相等3、重力作用下压力分布P0P0A+Agh=AP 静压力：P=Pa+gh 沿液深度分布hghHP=P0+ghhghPAPhP=P0+gh 等压面例：压力测试仪的测试原理：Pc汞 g(h h1) P0P水 gh1 PAPcPPA汞 gh

12、h1(汞水) P0PA相 PA P04、压力的表示绝对压力，相对压力（表压力） ，真空度。二、压力的传递帕斯卡定律密闭容器：等值，同时传递液体内所有各点。P P0gh P0P F1F2 PA2A1A2F1A1F2力的放大三、液体压力作用在固体壁面的力1、作用于平面F2 PA22、作用于曲面2F PxdA=PCosl rd222=PlrCos2=2Plr2曲面在该方向上的投影第三节流动液体力学一、基本概念理想液体：无粘性、无压缩性实际液体稳定流动：P、V 不随 t 而变过流断面：与流速方向垂直平均流速：与真实进度流过的同一断面液体体积相等流量：Q=AV压力：不区别静压和动压二、连续方程（质量守恒

13、）Q Q1Q2 Q3Q4 QQ1Q2VQVAPVAQ3Q4VQVA VA= 常数VAVA三、伯努利方程（能量守恒）1、理想液体的伯努利方程 外力作功：F1=P1A1F2=P2A2W F1V1dt F2V2dt P1 能量变化（机械能）E2 E1 能量方程A1V1dtA V dt P222=P1V-P2VVV11mV22 mgh2mV12 mgh12211mV22 mgh2mV12 mgh122P1V P2V P1V 11mV12 mgh1 P2V mV22 mgh2=C22P1V12P2V22h1h2=Cg2gg2g讨论：三形式的能量长度的量纲水平管道 h 可忽略PV2 CV 与 P 之间的关

14、系g2g2、实际液体的V121V12P22V22h1h2hwg2gg2g1,2紊流1层流2例题四、动量方程式1、推导Fdt=d（mv）1-2 的动量mv12mv11mv12mv12mv11mv22dmv dmv12dmv12=mv12mv22mv11mv12=mv22mv1=A2V2dt V2A1V1dtV1=Q2V2dt Q1V1dt=Q(V2V1)dtFdt Q(V2V1)dtF PQ(V2V1)2、讨论： 向量F、V1、V2 F 为液体所受力，实际应用多考虑其反作用力 动量修正系数F PQ(2V21V1)第四节液体在管道中的流动一、液体的流动状态实验：(多媒体演示)层流紊流雷诺数Revd

15、无量纲V临界雷诺数Recr层流ReRecr紊流ReRecr圆管外圆管Re4VRAR VX二、液体在圆管中的层流流动及其能量损失1、速度分析r2(P1P2)Ffmgcos900Ff Adudy=Ff 2rldudrr2P 2rlduPrdu 0dydr2lddu rQRP(R2 r2)Prdru 4l2lumax2、流量：Q dQ=PR24l0Ru2rdr 0RP2(R r2)2r dr4ld4R4P=P=8l128lP 8lR4Q 128ld4Q讨论：管径对流量的影响管径对压力的影响3、平均流速V Q1umaxA24、沿程能量损失lV2l V2he=d2gd 2g压力损失P gh1：沿程损失系

16、数l2Vd 2圆管75/Re标数管80/Re64Re三、圆管中的紊流及能量损失实验值 f (Re,)四、局部能量损失d2v1Av2局部损失：一般式h突然扩大h11 (11)22g2gA22vrv2或P突然收缩h22g2gl五、总能量损失l v2v2 hw d 2g2gl v2v2P d 22例题：已知：Q=63L/mind=20mmh=400mmPr=0.012mpa=0.9g/cm3v=20cst求：P真=？Q解：V =400mmPaQQ4633.34m/ sAd2(2102)601034dv21023.343340 2320Re4v0.210紊流2PaPII绝v2 h2 he hgg2gP

17、II真 Pa PII绝2v22gh2 Pl P第五节液流小孔流和缝隙流一、小孔流1、薄壁孔流量：VcCv 0.5d2PCv11速度系数小孔前后压力差Vc212P1V22V22V22P ghw ghw1 hw2g12(11)2g2g2q VcAc CvC0A02P安全收缩不安全收缩d 7avd 70.70.8av=Cd2PCd：流量系数讨论： （1）Cd一般由实验确定1（2）QP2受粘度、温度变化小，节流装置b2wP（3）矩形缝隙Q 22、细长孔 4dd4Q P128l讨论： （1）QPd4（2）Q油汽影响二、缝隙流1、平行平板流（层流）bhC hpdyb ( d)d b (p dp)bdy b

18、dxddpdu（）dydxdy代入d2udy21 dpdxy2dpu c1y c2y=0u=02dxY=hu=0dp p2 p1 pdp pdxlu Q y(h y)p2l0hubdy 0hy(h y)2lpbdyh3bp=12l讨论：Qh3减小缝隙减小泄漏相对运动：p=0y=h 时u=u0Q 0ubdyh=u0bh22、圆柱环形间隙流同心：以d 代替 bdh3pQ 12ldh3p(11.52)偏心：Q 12l第六节液压冲击和空穴一、液压冲击压力瞬间升高原因：液流变速功能压力能变向危害：损坏密封、元件、振动、噪音、误动作措施：延长阀门开关时间（0.2s） ，限制速度，加大管径，采用软管。二、空

19、穴压力低于该温度下油液的空气分离压时，原先溶解在液体中的空气分离出来，形成气泡。原因：压力过低，C 进口真？及过大，管径A 阻力大，H 过大。危害：液压冲击、气蚀防止：h、d 吸、密封、减小压力降。本章小结：1、液体的粘性2、静液基本方程3、动力学三大方程4、层、紊流5、压力（流量损失）6、小孔流和间隙流第三章第三章液压泵和马达液压泵和马达一、教学目的一、教学目的掌握泵、马达的工作原理及参数计算。二、教学重、难点二、教学重、难点重点：结构与参数计算难点：特性分析三、学时安排三、学时安排5 学时，其中：概述与齿轮泵（马达）2 节；叶片泵、柱塞泵（马达）2 节；总结 1 节。引入：执行元件动力元件

20、容积式非容积式第一节概述一、泵和马达的工作原理及分类1、工作原理（1）泵：动力装置，能源，能量转换可逆（2）马达：输出、执行（3）分类：齿轮定量单向叶片流量方向柱塞变量双向（4）职能符号2、参数计算（1）压力工作压力PP：输出压力（泵）PM：输入压力（马达）压力（2）排量和流量排量：qpcm3/rm3/r（取决于结构）qm流量：单位时间内输出单位时间内输入理论：Qtp=qpnpQtm=qmnm考虑泄漏实际：QpQm（取决于外负载）额定压力：最大工作压力，额定铭牌（取决于结构）QpQtpQmQtm额定流量：在额定转速与额定压力下，实际流量。（3）功率与效率理论功率：Ptp=PpQtp=Ttpp泵

21、功率损失泵的泄漏量：Qcp=Qtp-QpQcp=K1Pp（K1泄漏系数与粘度有关）容积效率：vpQcpK2PpQPQtpQcp11QtpQtpQtpqnnp讨论：提高容积效率：降低K1PP提高 np例题特性曲线机械效率：机械损失：TlTpTtpmpTtpTpTtpTtpTl1T21TTO泵的输入、输出功率、总效率输出功率（液压）POP=PPQP单位：输入功率：PipTPpTp2np总效率：pPopPipvpmp马达：QmQtmTtmTm容积效率：vm机械效率：mmQtmQMTMTtm输入功率：Pim PMQM输出功率：PomTMMTM2nm总效率：m例题：PomvmmmPim第二节齿轮泵和齿轮

22、液压马达低压2.5Mpa中压2.58Mpa内啮合中高压816Mpa外啮合高压1632Mpa一、工作原理密闭空间：端盖、齿槽、泵体容积变化：齿轮脱离和进入啮合二、排量和流量qpDhb 2Zm2b6.66Zm2bQp qpnpvp 6.66Zm2bnpvp此为平均流量瞬时流量为脉动的，流量脉动率：QmaxQminQp与齿数有关关系曲线三、齿轮泵的几个问题1、困油现象产生：被困油液压力周期性升高和下降的现象危害：引起振动、噪音、气蚀消除：开卸荷槽2、泄漏产生：啮合线处间隙、径向间隙、端面间隙（约占75%-85%）危害：降低v补偿：浮动轴套3、径向力的平衡产生：吸、压油侧压力的不平衡危害：轴弯曲变形，

23、加速轴承磨损消除：缩小压油口（C、B 型） ，适当增大齿顶间隙（0.13-0.16mm） ，使压力仅作用在 1-7个齿上。四、齿轮泵特点1、优点：简单、便宜、自吸能力强2、缺点：不能做变量、不能用于中、高压五、马达原理：应用：高转速、低转矩第三节叶片泵与叶片马达手调变量内反馈式单作用（变量）限压自调变量外反馈式稳流量式双作用（定量）一、工作原理与流量1、工作原理单作用：密封空间：定子、转子、叶片容积的变化：叶片伸缩组成的空间径向不平衡双作用：密封空间：两段长半径R两段小半径 r定子、转子、叶片转子转一周，吸、排各两次径向平衡式2、排量和流量（1）单作用式qp ZV Z(V1V2)四段圆弧Dde

24、)2()2b222Dd22V2(e) () b22222V1(得到：Qp 2DenpvpQp f (e)（2）双作用式Qp 2b(R2r2)RrSZnpvpCos 若不考虑叶片厚度，理论上无流量脉动 考虑厚度，加上根部需油，故实际流量为脉动 脉动率在 Z=4 的倍数且大于 8 时最小，通常 Z=12二、结构特点定子曲线：八段，过度曲线采用等加减速叶片倾角：前倾配油盘的端面间隙自动补偿配油盘三角槽的减冲作用三、限压式叶片泵1、组成：压力弹簧定子（反馈柱塞） 、转子、叶片。2、工作原理：负载加大、偏心距减小、流量减小。负载减小、偏心距加大、流量加大。3、静特性曲线AB 由于压力增加，泄漏略有增加B

25、C 段，调速段影响的因素：0初始偏心距Fs 预压力弹簧刚度4、优缺点优：调流量，功率上合理。泄漏，径向力，噪音，机低，脉动大四、叶片马达1、工作原理一般为双作用定量，Tm取决于 Pmnm取决于 Qm2、结构特点（1）底部有弹簧（2）叶片槽径向（双向）（3）配油（底部通压力油）应用：低转矩、高转速（换向性能好）PbCPAB第四节柱塞泵与柱塞马达轴向径向一、轴向柱塞泵（斜盘式）1、工作原理密闭容积：柱塞、缸体容积变化：斜盘变量变向：V改变 S配油：配油盘2、排量和流量排量：V 4d2DtgVZ实际流量：Q 4d2DtgVZ nv因瞬时速度不同，故输出流量脉动柱塞数较多且为奇数时，脉动率较小3、结构

26、特点（1）端面间隙的自动补偿：柱塞底部的液压力（2）配油盘：盲孔：润滑、通孔、减压（3）滑轮：柱塞头部，改善工作状况用于高压高速高向（自吸能力差，对油污染敏感）二、马达1、工作原理2 (dm输出的总转矩：TtmpmtgmRcos)d故总转矩也为脉动的。三、径向柱塞泵密闭容积：柱塞、转子容积变化：偏心转子的转动四、径向柱塞马达与泵之间的可逆低速大转矩第五节液压泵（马达）的选用见表小结：1、泵和马达的性能参数2、泵的工作原因，结构3、齿轮泵的几个问题4、限压式叶片泵的特性曲线第四章第四章液压缸液压缸一、教学目的一、教学目的掌握液压缸的类型、差动联接及特点；掌握液压缸的结构特点；了解密封的型式、应用

27、；了解液压缸的设计。二、教学重、难点二、教学重、难点缸的液压参数计算为重点、难点以及密封问题。三、教学安排（时间）三、教学安排（时间）共 4 节课，特点与应用 2 节，结构与设计 2 节。引入：执行元件直线移动、摆动、转动第一节液压缸类型及特点和应用单作用中低压2.56.3mpa中高压1016mpa双作用高压2531.5mpa活塞柱塞振动伸缩一、活塞液压缸1、双杆活塞式杆空式F Apm缸空式V 2、单杆缸缸空杆空 无杆腔进油F1 P1A1 P2A2P2A2P1A14(D2d2)pmQ4QvvA(D2d2)4D2P1(D2d2)P2m若 P20F14D2P1mV1Qv4Q2vA1DD 有杆腔进油

28、F2 P1A2 P2A14(D2d2)P1 D2P2m若 P2= 0F24(D2d2)P1mV24Q(D d )22v4Q(D d )22vQ2A2V22dv1 1()2V1D故有：d D (v1)v3、差动缸F3 A1P1 A2P1 A3P=2d4P1A1A3P2A2PmF3V3V3A1 QV3A2V3QQ4QvvvA1 A2A3d2讨论：V3V1F3F1可获较高速，较小推力 快进（差动）工进（无杆进油）快退（有杆进油） 若需快进=快退V3=V2A3 A2 D2 2d2D 2d例题二、柱塞缸2d2F AP Pm4V 4Qd2v三、摆动缸2 R12)(P1 P2)T dT (R2bm2 2Q2

29、b(R2 R12)v四、伸缩缸推力、速度分级变化速度小大推力大小五、其它液压缸简介1、增力缸2、增压缸3、齿条缸第二节液压缸的结构和组成一、典型结构二、组成1、缸体组件缸筒、端盖（联接形式） 、压盖2、活塞组件活塞、活塞杆（联接形式）3、密封 活塞的密封：间隙、活塞环、橡胶圈（O 形、Y 形、V 形） 活塞杆：橡胶圈 端盖：4、缓冲装置环状间隙式、节流可调式、节流可变式5、排气装置排气孔第三节液压缸的设计计算步骤：1、工况分析（系统）2、编制负载图（系统）3、确定工作压力4、结构类型选定5、尺寸计算6、结构设计一、液压缸尺寸确定求：D、d、L（缸筒）已知：F、V、P设计：（1）根据F：无杆进油

30、D 4FP求 D：有杆进油D （2）求 dd=D表 4-1可由速比确定V2D2D V1D2d24F(12)P4F2td1.61P1d（3）求 HH （4）校核：LD202壁厚的校核：当PyD2D10D10当D0.4Py12 1.3Py活塞杆校核：稳定性校核螺栓强度校核4F第四节液压缸的材料及技术条件一、缸筒1、材料2、技术条件二、活塞1、材料2、技术条件三、缸盖1、材料2、技术条件四、活塞杆1、材料2、技术条件本章小结：1、液压缸的类型2、液压缸的基本结构3、液压缸的液压参数计算4、液压缸的设计第五章第五章液压阀液压阀一、教学目的掌握常用液压阀的结构、工作原理及应用；掌握各类阀的职能符号。二、

31、教学重、难点重点：压力阀（关系式）原理，各类阀的应用难点：压力阀的区别及应用三、教学安排共 6 学时，方向阀 2 学时，压力阀 2 学时，流量阀、比例阀2 学时。引入：元件控制（方向、流量、压力）第一节液压阀的分类及基本要求一、分类方向手动管式流量机动电液动压力电动板式液动二、性能参数：公称通径、额定压力三、基本要求1、动作灵敏、性能好、工作可靠、冲击振动小2、液压损失小3、密封性好4、结构简单第二节方向阀一、单向阀1、作用：只允许液流沿一个方向流动2、类型：普通、液控（内进式、外进式） 、液压锁3、职能符号4、应用：锁紧回路二、换向阀1、作用：控制油路连通、断开或改变方向2、分类：手动、机动

32、、电磁动、液动、电液动二位、三位、多位二通、三通、多通3、职能符号P：压力油进口T：回油口A、B 连工作油路常态位：三位阀中格，二位阀有弹簧一方格4、几中常用的换向阀（1）机动（2）电磁（3）液动（4）电液动（5）手动（6）转阀5、三位阀的中位机能O 型：锁紧型H 型：浮动、卸荷P 型：可实现差动联接M 型：锁紧、卸荷（1）换向精度：A、B 均堵（O、M）（2）换向平稳：A、B 与 T 相通H、Y（3）保质： P 油口堵塞Y、P、O（4）卸荷： P、T 相连H、M（5）浮动： A、B 连通H、P、Y（6）启动平稳：A、B 不接油箱 O、M、PO第三节压力控制阀液体压力弹簧力类型：溢流、减压、顺

33、序、压力继电器一、溢流阀1、类型及工作原理直动式关系式P Fs由压差开启A2、职能符号3、应用（1）调压溢流：与溢流阀配合，常开态（2）安全保护：呈常断开态（3）卸荷（4）远程调压（5）形成背压（6）多级调压二、顺序阀1、工作原理利用油路压控制阀口启闭，实现执行元件顺序动作。2、职能符号与溢流阀区别3、应用（1）顺序动作（2）平衡回路（单向平衡回路）举例三、减压阀1、工作原理：缝隙降压2、职能符号：与溢流阀、顺序阀区别四、压力继电器1、工作原理：油液压力达到预定值发生电信号液电2、职能符号：3、几个名词：调压范围、开启压力、闭合压力第四节流量控制阀一、控制原理与影响因素1、QT CTAT(PT

34、)m（细长孔 m=1薄壁小孔 m=0.5）通过 AT调整 QT2、影响因素QT CTAT(PT)m（1）PT对 Q 的影响，细长孔影响更大（2）油溢的影响，影响 CT。（3）堵塞，水力半径大则通行能力强二、普通节流阀1、职能符号2、工作原理及类型多媒体3、流量特性受负载的影响4、最小稳定流量Qmin（不发生堵塞的最小流量）5、应用： （1）与定最泵配合调速（2）与变量泵、安全阀组合3）背压阀（三、调速阀1、工作原理P P2 P3Fs基本保持不变A流量Q CTATPTm也基本不变2、职能符号：3、静特性曲线：4、应用：用于速度稳定性要求较高的液压系统。mPminP节流阀n调速阀正常工作：Pmin

35、=0.40.5mpa第五节比例阀和逻辑阀一、比例阀电液控制元件通断控制连续控制、遥控（压力、方向、流量）1、电磁比例压力阀（1）职能符号（2）类型：溢流阀、减压、次序（3）工作原理（4）应用：连续控制、缓变控制2、比例流量阀（1）职能符号（2）原理：（3）应用：连续变速3、比例方向阀既可用来调速，又改变液流方向，均由电流的输入连续控制。组成：比例电磁铁+比例减压阀+液动换向阀二、逻辑阀又为插装阀1、原理：Ac=Aa+Ab开启：PaAa+PbAbPcAc+Fs由于PcPaPb只有Pc=0 时，开启AB第六章第六章辅助装置辅助装置一、教学目的掌握常用液压辅助元件的作用，职能符号以及装设位置。二、教

36、学重点、难点本章的重点在滤油器和蓄能器三、教学安排本章共用两个学时引入：辅助元件：滤油器、蓄能器、油箱、热交换器、密封件、管件等。第一节滤油器一、作用及滤油精度1、作用：净化油液2、精度：粗 d100m普 d10100m润滑系统精 d510m特精 d15m伺服系统3、流量要求：过滤能力大于通过安的最大流量允许压力降 0.030.07mpa4、强度：机械强度，便于清洗二、类型及特性1、网式：80、100、180mP0.04mpa吸油管路2、线隙式：50100mP0.030.06mpa压力管路式吸油3、纸芯式：530m分为中、低压4、烧结式：10100m0.030.2mpa5、磁性：金属杂质的滤除

37、三、安装位置1、吸油管2、压力油管路3、回油路返油能力流量P0.035mpa可并联，压力阀P0.010.035mpa第二节蓄能器一、作用与职能符号1、储存和释放液压能2、辅助动力源3、吸收脉动冲击二、类型1、重力式2、充气式3、气囊式三、应用1、短期大量供油2、系统保压3、应急能源4、缓和压力冲击，吸收压力脉动四、使用和安装1、皮囊式应垂直安装（油口向下）2、支承架支承3、安装截止阀第三节油箱和热交换器一、油箱1、作用：贮油、散热、分离空气、杂质2、容量确定：系统内充满油液时，最低液面高于滤油器200mm 以上系统停止运转时，最高液面不超过80%油箱高度系统油液全部返回时，不溢出二、结构特点1

38、、基本结构：长:宽:高=1:1:1 至 1:2:3 间2、吸回油口设置： 吸、回间距尽量大 插入最低油面之下，但离箱底要大于管径的 2-3 倍，油管口截为 45截面的斜向，面向箱壁。 隔板设置：高度为油面高度的2/33/4 设置液位计和空气滤清器 放油口、清洗 防污密封 油温控制（3050）冷却器、加热器 内壁加工三、热交换器1、作用：控制油溢（3050）2、类型（1）冷却器（2）加热器第四节其它辅件一、油管1、类型钢管铜管尼龙管塑料管橡胶软管定压（6.5-10mpa） 2.5-8mpa0.5mpa高压、低压2、尺寸d 2QV：允许流速V油管壁厚：二、管接头三、压力表Pd2第七章第七章液压基本

39、回路液压基本回路一、本章教学目的掌握调速回路、调压回路、换向回路的构成、工作原理和性能。二、本章重、难点重点为调速回路、难点为性能曲线三、本章学时安排22211122引入：基本回路：调速、调压、换向节流调速容积调速容积调速和容积节流调速调速回路小节快速和速度换接回路方向控制回路压力控制回路多缸控制、同步动作、互不干扰回路第一节调速回路一、概述1、基本要求 满足最大速比和最小速度（稳定） 满足力和转矩 速度刚性好 功率损失小2、调速类型 节流 容积 容积节流开式闭式二、节流调速1、采用节流阀（1）进口节流V Q1FP12A1A1Q CTAT(PP P1)mV 速度负载特性V CTAT3/ 2A1

40、F1GTAT(PP2)mA1A1(A1Pp F2)1/ 2速度刚度：反映速度与负载之间关系KvF21 Vtg AT ATKvAT2(PPA1 F2)V讨论：1、A 不变负载越小，刚度愈大Q2 Q1 Q2 Q32、F2不变AT越小，刚度越大Q13、适当A1、PP，可KV结论：低速，小负载时KV较大（F2，V） ，但功率损失较大，效率较低。 最大承载能力：FLmax=PPA1（恒推力调速） 功率特性输出功率：PP=PPQP=常量有效功率：P1=F2V=P1Q1损失：P=PP-P1=PPQP-P1Q1=PP（Q1+Q1）-Q1（PP-PT）=PPQ+PTQ1效率：cP1P Q11PPPPQP 负值负

41、载与运动平稳性不能承受负值负载，有前冲现象，运动平稳性差 发热影响较大（2）出口节流调速 性能同上 可承受负值负载 不受发热节流影响 启动前冲现象（3）旁路节流速度刚度KVV 2A1F2QP A1VF221 QPGAT()AA1 AT一定时，F2V 显著下降 AT一定时，F2越大，速度刚度越大 F2一定时，AT越大，刚度越大 增加 A1可提高刚度结论：高速大负载时，刚度相对较高速度稳定性较差（受承泄漏影响大）最大承载能力随 V 的而 F2，可令 V=0 得到功率特性P1PQQ11 1PPPPQPQPc效率故高故一般用于负载变化不大，对速度稳定性要求不高，高速大负载的场合。2、采用调速阀速度刚度

42、，稳定性得到提高中低压，小功率系统三、容积调速回路泵马达回路效率较高，发热少1、变量泵和液压缸性能特点： 速度负载特性V Q1QPF1 Qtp K1(2)A1A1AA1KVdQ2A12dVK1刚度不受 F 影响A，泄漏可KV 调速范围取决于变量泵，闭式系统可换向 恒推力特性Fmax=PSA1m（PS安全阀限定）Qtp(qp)PFmaxV2、变量泵一定量马达有一定的调速范围，效率较高，恒转矩特性大功率液压系统3、定量泵变量马达QtmQtpnPqPnm f (1/ qm)qmqmqmDM max PM maxQmm恒功率调速，调速范围，不宜换向，少用4、变量泵变量马达调速兼有上述两种回路的性能四、

43、容积节流调速回路低速稳定性（节流） 、效率高（容积）1、限压式变量叶片泵+调速阀功率损失Pq适用于负载变化不大的中、小功率场合2、限压式容积节流调速五、调速回路小结1、节流与容积调速温升要求，功率大的宜用容积；其它用节流2、节流阀与调速阀负载变化大且刚度要求较大的宜用调速阀3、进口、出口、旁路调速负值载荷：出口或进口+背压防冲击：进口4、变量泵与变量马达调速范围与承载能力变量泵：调速范围较大、承载力大、恒转矩变量马达：恒功率第二节快速运动回路和速度换接回路一、快速运动回路1、差动连接2、辅助液压缸3、双泵供油4、蓄能器二、速度换接回路1、快进与工进换接用双活塞缸用行程阀2、两种工作速度换接两个

44、调速阀并联两个调速阀串联第三节方向控制回路一、换向机液换向时间控制式行程控制式二、锁紧液控单向阀换向阀第四节压力控制回路调压保压减压回路增压平衡一、调压回路调空系统的最大压力1、双级调压2、多液调压二、卸荷回路执行元件暂停或速度很低时，泵的流量全部零（低）（1）采用 M 型三位阀（2）采用二通二位阀（3）采用远控先导式溢流阀2、需要保压的卸荷回路（1）蓄能器（2）限压式变量泵三、保压回路1、蓄能器和限压式变量泵2、自动补油的保压回路（压力表发出信号）四、减压回路支路压力低于主油路时需要。1、单级减压2、二级减压五、增压回路支路压力高于主油路时需要。1、采用增压缸2、连续增压增压器原理六、平衡回

45、路防止直立式缸因自重下滑（产生背压）1、单向顺序阀2、单向节流阀+液控单向阀第五节多缸工作控制回路一、多缸顺序动作1、压力控制式2、压力继电器3、行程控制4、时间控制二、多缸同步动作回路1、机械联结2、串联液压缸3、采用调速阀并联液压缸4、采用同步液压马达三、多缸快、慢速互不干扰回路第六节液压马达回路一、制动回路1、液压制动2、机械制动3、平衡制动二、液压马达的串并联回路本章小结一、基本回路节流阀进口节流调速出口调速阀旁路调速变量泵+液压缸 （恒推力）容积调速变量泵+定量马达（恒转矩）变量泵+变量马达容积节流定量泵+变量马达（恒功率）速度换接、换向调压增压调压减压卸荷平衡第八章第八章典型液压系

46、统典型液压系统一、本章教学目的进一步熟悉元件和基本回路、学会阅读和分析系统的基本方法。二、本章重点、难点重点放在阅读两个典型系统上难点为分析方法的养成三、本章教学时间安排共 4 学时，组合机床（动力滑台）2 学时；刨床或压力机2 学时引入：元件基本回路液压系统第一节组合机床一、概述机构的整体概述二、YT4543 动力滑台1、工作原理快进 一工进二工进快退2、系统组成3、基本回路分析4、系统分析三、系统特点1、速度调节限压式变量泵调速阀背压阀2、速度转换差动连接行程阀和顺序阀控制第二节万能外圆磨床的液压系统引入：磨床的作用一、动作要求工作台：往复运动、停止砂轮架：快速进退，周期自动进给二、系统分

47、析1、工作台往复运动主要原件：开停阀、节流阀、换向阀、先导阀、抖动出工（1）向右运动控制油路：泵、滤油器、先导阀6.8I1换向阀右、先导阀 9.15、油箱主油路：（1.1）开停阀阀悬右移泵换向阀向右移动（1.2）缸右腔缸左腔换向阀（3.5） ，先导阀（5.16）（2）向左运动先导阀左移（3）停止运动开停阀左位（4）工作台的换向过程制动停留反向启动终制动预制动5-16 逐渐关小，直到 7.9 连通（预制动结束）压力油进入换向阀右端，同时进入左抖动缸进油路回油路（5）工作台抖动：由零开口，抖动缸实行。2、砂轮架快速进退及其它动作（1）快速进退：快动阀（2）工件转动与冷却液供给，由快动阀5 实现（3

48、）尾座顶尖退回：由快动阀、尾架阀联合控制（4）内圆磨头工作：由 1YA使快动阀处于右位工作（5）闸缸3、砂轮的周期自动进给选择阀、进给阀、进给缸、棘轮棘爪、齿轮传动列、丝杆实现4、润滑油路与測压回路本章小结：本章要求学生学会典型液压系统的分析1、速度的调节方式2、液压的控制与分级3、执行元件的特殊要求第九章第九章液压系统的设计与计算液压系统的设计与计算一、本章教学目的掌握液压系统的设计步骤。二、本章重难点重点在工况分析，难点在系统合成。要多进行练习后方可逐渐掌握。三、本章计划学时共 4 学时，其中设计计算2 学时，设计举例 2 学时引入：元件基本系统系统执行元件的设计参数液压参数液压元件设计内

49、容：液压系统方案：压力等级、系统型式、元件选择、控制型式执行元件计算：推力（力矩） 、转速（速度）p、q拟定系统图：保证工作循环，组合基本回路（防干扰） ，简单可靠选标件（设计非标件）绘图纸验算：热平衡、液压冲击验算设计计算流程：明确设计要求工况分析执行元件主要参数拟定原理图选择元件验算系统性能绘工作图、编文件。第一节明确设计要求、进行工况分析一、明确要求（1）主机类型、布置方式、空间位置（2）执行元件的运动方式、动作循环、范围（3）外负荷大小、性质及变化范围、执行元件速度变化范围（4）各执行元件动作顺序、转换和互锁要求（5）工作性能要求（6）工作环境要求注意问题：（1）参考与创新（2）标准与

50、规范（3）工艺性、经济性、安全性二、工况分析1、运动分析2、负载分析F= Fw+Ff+Fb+Fs+Fi+FG工作负载 外摩擦回油阻力 密封阻力 惯性阻力Fw：卧式正值定量立式负值变量力学分析，实例Ff：平导轨Ff f (G FN)V 型导轨Ff fG FNCos2Fb：可先假设为 0，验算时再根据实际计算Fs：与密封、油压有关，一般取510% F 总负载Fi：Fi ma G vt=0.010.5sg tFG：工作部件重量：垂直放置和倾斜放置。（1）启动阶段F=（Fw+ Ff+ FiFG）/KK=0.950.90（2）快速阶段F=（Fw+ FfFG）/K（3）工进阶段F=（Fw+ FfFG）/K

51、（4）制动减速F=（Fw+ FfFG）/K（5）快速F= -(Fw+ Ff）/K液压马达的负载分析：T=TL + Ff + Tm第二节液压系统主要性能参数确定P工Qmax一、执行元件的工作压力P工取决于负载二、Qmax由 A、qmQmax1、液压缸由 F（工况图）中确定 A1、A2，建立力平衡方程式，即：满足最大负载。不能太低不能太高可参考同类设备选择对最低流量（即稳定流量）进行验算A1,2QvminVmin不满足需重新修改 A（即 D）计算液压缸最大流量Qmax AVmax绘制液压缸工况图PtQ图p2、液压马达确定排量qm 2T / pmM按最低转速验算 qmQvminnmin计算最大流量

52、nmaxQmax qm绘制马达的工况图PtQp第三节拟定液压系统图一、选择液压系统循环方式1、开式系统2、闭式系统优缺点比较二、选择液压回路方向、压力、速度 + 辅助元件1、选择换向控制方式 常采用电磁（电液）阀，既可人工点动也可实现循环控制。 对Qmax 63L/min时应选用电液阀（换向平稳、时间可调要求的亦可选此阀） 。 要求行程中途停换，应选三位阀。三位阀的中位机能选择 多支路的防干扰问题。2、选择调速方式 调速阀节流阀 进口出口傍路节流调速3、选择压力控制方式 安全保护问题 卸荷问题 不同压力要求4、组合问题 多缸的同步问题：调速阀、流量比例阀、分集流阀 压力干扰避免：单向阀 控制油

53、路的压力（3kgf/cm2，注意主油路卸荷失压） 力求简单避免出现多余油路 力求安全可靠5、通用化、集成化6、标准化（GB786.1-96）第四节计算和选择液压件计算各元件的 p、Q，以便选择确定元件尺寸规格一、泵和电机1、泵工作压力：p=p1+p1执行元件 Pmax总压力损失0.20.5mpa051.5mpa流量：Qp K(Qi)max（K：泄漏折算系数）对节流调速系统， 若最大流点处于调速状态， 则在泵的供油量中还要增加溢流阀的最小 （稳定）溢流量 3L/min。选择：泵的额定压力应选？大1.251.60 PQ 则满足最大流量即可2、电机：取工况图的 PmaxP=ppi Qpi/p二、阀的

54、选择根据系统最高工作压力和通过该阀的最大实际流量选取。三、辅助选取见第六章第四节第五节系统性能的估算验算：压力损失、发热温升一、压力损失p pl p pv将回油路的折算列进油路式中：8106vQlpl105(pa)4dp (0.05 0.15)pl若流量通过不是额定流量pv pvn(Qv/Qvn)2效率：pcm二、发热估算热平衡原理总发热量：Hi = Pi - P0（Pi：执行元件有效功率P0：泵输入功率）Hi pi(1 P0/ Pi) Pi(1)热量的散发若考虑油箱，可通过不同手册估算。T Hi3V2103温升TT 许用温升第六节绘制工作图、编技术文件一、绘制工作图1、液压系统图2、元件配置

55、图3、液压缸装配图4、外标件零件装配图5、管路装配图6、电气线路图二、编写技术文件设计说明书、系统工作原理、操作使用说明书。第七节设计举例第十章第十章液压伺服系统简介液压伺服系统简介一、本章教学目的了解伺服系统的基本概念以及液压伺服系统的工作原理、组成、分类以及应用。二、本章重点伺服系统的工作原理。三、本章学时安排1 学时。伺服系统的引入输入信号执行元件一、工作原理多媒体：液压伺服系统工作原理简图输入信号液压Q输出信号控制液压缸控制阀 (p)对象xp-二、组成及分类1、组成：如电液伺服阀指令元件反馈检测元件放大、转换、控制元件比较元件直接控制元件（执行元件）控制对象2、分类机械液压阀控位置伺服

56、电气液压速度伺服气压液压泵控力伺服其它伺服三、优缺点及应用1、优缺点：液压系统三优点外、刚度、精度、响应、起动、制动、反向等。缺点亦为液压系统之缺点2、应用：国民经济各部门特别是国防建设。课课 程程 总总 结结密度、压缩性压力分布1、液压油性质动力2、力学压力性质绝对粘度运动粘温静力学表示相对相对粘压真空度选择压力传递： 帕斯卡定律基本概念连续方程工作原理 （容积式泵）工作原理三大方程伯努利方程3、液压泵参数计算（p、Q、）4、马达参数计算动量方程泵的类型、结构、特点类型实动状态层流泵的应用应用动力学损失沿紊流程损失局部小孔流、缝隙流液压冲击、空穴现象类型及特点方向阀： 单向阀（液控）4、液压缸参数计算5、阀换向阀：中位阀的特点结构流量阀： 节流阀：特点、特性设计调速阀：原理、特性压力阀： 溢流阀滤油器减压阀工作原理、职能符号蓄能器作用、符号顺序阀应用6、辅助装置油箱、交换器继电器油箱、密封应用比例阀和逻辑阀：特点、原理压力表进口节流阀出口节流傍路调速调速阀原理、特点、应用容积：泵、马达容积节流分析的步骤7、基本回路快速运动和速度换接8、典型液压系统分析的重点换向特点的规纳方向控制锁紧调压步骤卸荷9、设计计算要求保压设计的重难点压力控制减压设计结果增压平衡多缸控制