流体力学和液压传动复习市公开课一等奖百校联赛获奖课件.pptx

文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。三三 基本液压元件基本液压元件（结构、原理、性能和应用）（结构、原理、性能和应用）（结构、原理、性能和应用）（结构、原理、性能和应用）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；压油腔与吸油腔判断。压油腔与吸油腔判断。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所；中位机能及主要应用场所；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、减压后恒压次序阀：次序阀：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流压特征；流压特征；调速阀调速阀压力赔偿原理压力赔偿原理第1页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。三三 基本液压元件基本液压元件（结构、原理、性能和应用）（结构、原理、性能和应用）（结构、原理、性能和应用）（结构、原理、性能和应用）液压控制阀液压控制阀何谓背压？在液压系统中采取哪些阀能形成恒定背压？何谓背压？在液压系统中采取哪些阀能形成恒定背压？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，但负载产生压力不能减压、减压后恒压，但负载产生压力不能小于调定值小于调定值次序阀：次序阀：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工作原理调速阀工作原理调速阀怎样实现节流阀上压差恒定不变？调速阀怎样实现节流阀上压差恒定不变？调速阀中定差减压阀怎样实现压力赔偿？调速阀中定差减压阀怎样实现压力赔偿？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？为何？为何？第2页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。四四 液压基本回路液压基本回路（组成、原理、性能和应用）（组成、原理、性能和应用）关键是调速回路关键是调速回路 何谓速度何谓速度负载特征？速度刚度？物理意义负载特征？速度刚度？物理意义对调速回路基本要求？对调速回路基本要求？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？试画出两种惯用卸荷回路。什么叫卸荷？试画出两种惯用卸荷回路。回路中能量损失，办法回路中能量损失，办法第3页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。五五 系统分析系统分析 各动作工况下，系统油路分析；各动作工况下，系统油路分析；各阀在各动作工况下工作状态；各阀在各动作工况下工作状态；执行元件速度、推力计算；系统效率计算；执行元件速度、推力计算；系统效率计算；压力阀调定压力值确实定标准及调压关系；压力阀调定压力值确实定标准及调压关系；组成系统基本回路？系统性能和特点？组成系统基本回路？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、动作次序表等。一些术语和概念：背压、卸荷、爬行、动作次序表等。注意注意第4页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。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、因为流体含有、因为流体含有粘性粘性，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、双作用叶片泵定子曲线由两段、双作用叶片泵定子曲线由两段大半径圆弧大半径圆弧、两段、两段小半径圆小半径圆弧弧及四段及四段过渡曲线过渡曲线组成。组成。3 3、为了消除齿轮泵困油现象，通常在两侧盖板上开、为了消除齿轮泵困油现象，通常在两侧盖板上开卸荷槽卸荷槽，使闭死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连接方式。进出油口同时进油连接方式。第5页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。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）第6页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。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？判别标准是什么？它们内部主导作用力是液体有哪些流动状态？判别标准是什么？它们内部主导作用力是 什么？对应动能和动量修正系数各为多少？什么？对应动能和动量修正系数各为多少？答：液体流动状态有：层流和紊流（答：液体流动状态有：层流和紊流（2 2分）；以临界雷诺数分）；以临界雷诺数RecrRecr作为判别作为判别标准，当液体雷诺数标准，当液体雷诺数RecrppX X=3.5MPa=3.5MPa，次序阀开启，其进出口压力，次序阀开启，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，这时次序阀开启后，出口压力为负载压力，入口压，这时次序阀开启后，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调定压力，溢流阀溢流恒压（直到系统压力升到溢流阀调定压力，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）。第13页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。六、（共六、（共1010分）思索创新。分）思索创新。图中是一个轴向式柱塞泵变量机构。请说明：图中是一个轴向式柱塞泵变量机构。请说明：1.1.该变量机构工作原理（该变量机构工作原理（7 7分）；分）；2.2.参考外反馈限压式变量叶片泵工作原理，使用符号画图说明，怎样利用上述变量机参考外反馈限压式变量叶片泵工作原理，使用符号画图说明，怎样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？（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，上面阀口打开，向下移动时，上面阀口打开，a a腔中腔中压力油经孔道压力油经孔道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移动又使上面阀口关闭，最终式活塞移动又使上面阀口关闭，最终式活塞2 2停顿运动；当伺服阀阀芯停顿运动；当伺服阀阀芯3 3向上移动时，向上移动时，下面阀口打开，下面阀口打开，b b腔液压油经孔道腔液压油经孔道d d和和e e流回油箱，活塞流回油箱，活塞2 2在在a a腔压力油作用下向腔压力油作用下向上移动，带动斜盘顺时针转动，使排量减小，同时，伴随活塞上移动，带动斜盘顺时针转动，使排量减小，同时，伴随活塞2 2 上移，下面上移，下面阀口关闭，活塞阀口关闭，活塞2 2自行停顿运动（回答基本正确得自行停顿运动（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）。第14页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。七、（共七、（共1818分）图中是某专用机床液压系统原理图。该系统有定位油缸、夹紧油缸和分）图中是某专用机床液压系统原理图。该系统有定位油缸、夹紧油缸和工作主油缸。它们工作循环为：定位工作主油缸。它们工作循环为：定位夹紧夹紧快进快进工进工进快退快退松开、拔销松开、拔销原位原位停顿、泵卸荷。停顿、泵卸荷。1 1依据动作循环，做出电磁阀依据动作循环，做出电磁阀YAYA动作循环表。用符号动作循环表。用符号“+”表示电磁阀通电，用符号表示电磁阀通电，用符号“”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三个阀其分别在系统中所起作用（三个阀其分别在系统中所起作用（3 3分）；分）；3 3液控次序阀、减压阀、单向次序阀、溢流阀各自调压依据是什么？（液控次序阀、减压阀、单向次序阀、溢流阀各自调压依据是什么？（8 8分）分）第15页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。1 1电磁铁（压力继电器）动作次序表以下：（每工况电磁铁（压力继电器）动作次序表以下：（每工况1 1分，共分，共7 7分）。分）。第16页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。第17页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。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压力（：单向阀，主缸工进时隔离低压泵和高压泵压力（1 1分）；分）；元件元件b b：单向阀，瞬时保压，即预防主缸快进时夹紧缸松动（：单向阀，瞬时保压，即预防主缸快进时夹紧缸松动（1 1分）；分）；元件元件c c：次序阀，实现先定位后夹紧次序动作（：次序阀，实现先定位后夹紧次序动作（1 1分）。分）。3 3液控次序阀：高于快进压力，低于工进压力（液控次序阀：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，但一直低于溢流阀调定压力（按夹紧力要求，但一直低于溢流阀调定压力（2 2分）；分）；单向次序阀：能使定位缸动作即可，但一直要低于减压阀调定压力单向次序阀：能使定位缸动作即可，但一直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）。第18页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。年第年第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3030分）简答题（每小题分）简答题（每小题1010分）分）1.1.为何调速阀比节流阀调速性能好？为何调速阀比节流阀调速性能好？答：因为调速阀中节流口两端压力差基本不变，经过调速阀流量恒为答：因为调速阀中节流口两端压力差基本不变，经过调速阀流量恒为定值，不受负载影响，而普通节流阀进出油口间压力差会因负载改变定值，不受负载影响，而普通节流阀进出油口间压力差会因负载改变而改变，造成普通节流阀在开口一定时，其输出流量随负载改变而改而改变，造成普通节流阀在开口一定时，其输出流量随负载改变而改变。变。第19页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。2.2.液压系统中溢流阀进口、出口接错后会发生什么故障？液压系统中溢流阀进口、出口接错后会发生什么故障？答：液压系统中流溢阀进口、出口接错后，溢流阀一直不能开启，因答：液压系统中流溢阀进口、出口接错后，溢流阀一直不能开启，因而将产生超压现象，损坏液压元件。而将产生超压现象，损坏液压元件。3.3.何谓液压泵困油？请说明困油引发后果。何谓液压泵困油？请说明困油引发后果。答：液压泵正常工作时改变着密封容积应该与配油装置对应吸排油腔答：液压泵正常工作时改变着密封容积应该与配油装置对应吸排油腔相通。因为泵结构原因而形成相通。因为泵结构原因而形成“闭死容积闭死容积”现象（因不与吸油腔、排现象（因不与吸油腔、排油腔相通而造成一些现象）叫困油现象。油腔相通而造成一些现象）叫困油现象。“困油困油”将造成液体受挤压将造成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、引发噪声和振动，影响泵工作平稳和寿命。温升高、引发噪声和振动，影响泵工作平稳和寿命。第20页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。三、（共三、（共1010分）计算题分）计算题解：解：（1 1）泵吸油口处流量（公式）泵吸油口处流量（公式1 1分，运算结果分，运算结果1 1分）分）（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分）分），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30103010-6-6m m2 2/s/s，密度为，密度为900kg/m900kg/m3 3，吸，吸油管内径油管内径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（不计油管上弯高度及局部压力损失），若空气分离压为分离压为0.04MPa0.04MPa，试计算泵进油口处绝对压力并判，试计算泵进油口处绝对压力并判断此处是否会产生气穴？断此处是否会产生气穴？第21页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。（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）或或（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=？，？，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：所以所以=0.994310=0.9943105 50.4100.4105 5故不会产生气穴。（故不会产生气穴。（1 1分）分）第22页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。四、（共四、（共1010分）叙述题分）叙述题简述卸荷式液控单向阀简述卸荷式液控单向阀“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）这么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么可大大减小控制压力，（使其控制压力约为主油路工作压力 5%5%），所以可用于压力较高场所；（），所以可用于压力较高场所；（3 3分）分）同时，可防止控制活塞推开单向阀芯时，高压封闭回路内油液压力同时，可防止控制活塞推开单向阀芯时，高压封闭回路内油液压力 突然释放所产生较大冲击和噪声。（突然释放所产生较大冲击和噪声。（2 2分）分）第23页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。五、（共五、（共1010分）分析与思索分）分析与思索解答：解答：1.1-1.1-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-次序阀、次序阀、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设定值（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，次序阀开启，使低压大流量泵处于卸荷状态；（大流量泵工作，次序阀开启，使低压大流量泵处于卸荷状态；（2 2分）分）4.4.次序阀次序阀3 3调定值应该小于泵调定值应该小于泵1 1额定值和溢流阀额定值和溢流阀5 5设定值而大于油缸设定值而大于油缸 高速运动时克服摩擦阻力所需压力值（高速运动时克服摩擦阻力所需压力值（1 1分），溢流阀分），溢流阀5 5设定值设定值 泵泵2 2 额定压力（额定压力（1 1分），泵分），泵1 1额定压力额定压力 泵泵2 2额定压力（额定压力（1 1分）。分）。1.1.写出图中标有数字液压元件名称；写出图中标有数字液压元件名称；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能有效工作？3.3.节流阀工作时，次序阀是否开启？为何？节流阀工作时，次序阀是否开启？为何？4.4.怎样确定元件怎样确定元件3 3、5 5预设值？元件预设值？元件1 1、2 2额定压力关系？额定压力关系？第24页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。六、（共六、（共20分）应用题分）应用题图中所表示是某专用机床液压系统原理图。该系统有夹紧油缸和主工作油缸两个液压缸。图中所表示是某专用机床液压系统原理图。该系统有夹紧油缸和主工作油缸两个液压缸。它们工作循环为：夹紧它们工作循环为：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顿、泵卸荷。原位停顿、泵卸荷。1.1.依据动作循环，作出电磁阀依据动作循环，作出电磁阀YAYA动作循环表。动作循环表。2.2.说明标识为说明标识为a a、b b、c c三个阀在系统中所起作用。三个阀在系统中所起作用。3.3.阀阀A A和阀和阀B B哪个通流面积调整得大些？依据是什么？哪个通流面积调整得大些？依据是什么？第25页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。答案：答案：1.1.（本小题共（本小题共4 4分）动作次序见下表分）动作次序见下表（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顿顿快进（下一循环）（快进（下一循环）（1 1分）；分）；第26页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。2.2.（本小题每元件（本小题每元件2 2分共分共1414分）分）1-1-滤清器（滤清器（1 1分），过滤液压油中杂质（分），过滤液压油中杂质（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-次序阀（次序阀（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取得稳定低速运动（分），产生背压使动力滑台能取得稳定低速运动（1 1分）；分）；3.3.（本小题（本小题2 2分）因为本系统采取了限压式变量叶片泵供油，所以，过载分）因为本系统采取了限压式变量叶片泵供油，所以，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。第27页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。ENDEND第28页