液压与气压传动

### 液压与气压传动知识点解析 #### 一、液压传动系统的基本构成与原理 1. **液压传动装置的组成**： - **动力元件**：将机械能转换为液压能，如液压泵。 - **执行元件**：将液压能转换为机械能，如液压缸和液压马达。 - **控制元件**：控制液压系统的压力、流量和方向，如各种阀。 - **辅助元件**：确保系统正常运行所需的辅助设备，如油箱、过滤器等。 2. **系统压力与速度的关系**： - **压力**：由负载决定，负载越大，系统压力越高。 - **速度**：由流量决定，流量越大，执行元件的速度越快。 3. **流体控制阀的分类**： - **压力控制阀**：如减压阀、溢流阀等，用于控制系统的压力。 - **流量控制阀**：如节流阀、调速阀等，用于控制系统的流量。 - **方向控制阀**：如换向阀，用于改变油液的流动方向。 4. **调速阀的结构**： - **调速阀**：由定差减压阀和节流阀串联组成，能够自动调节节流阀两端的压力差保持不变。 - **旁通型调速阀**：由定差溢流阀和节流阀并联组成，利用溢流阀的旁通作用来调节流量。 5. **减压阀的工作原理**： - 减压阀是一种压力控制阀，主要用于降低并稳定系统的二次压力。当减压阀前的一次压力小于预设的控制压力时，阀口会完全打开，不起到减压的作用。 - 在题目给出的例子中，如果减压阀的预设压力为5MPa，而一次压力为4MPa，则二次压力仍然是4MPa，因为此时减压阀处于全开状态。 6. **容积泵的工作原理**： - 容积泵通过改变泵内工作容积的大小来吸入和排出液体。其工作压力取决于负载。 - 常见的变量泵包括径向柱塞泵、轴向柱塞泵和单作用叶片泵等。 - 径向柱塞泵和单作用叶片泵通过改变转子和定子之间的偏心距来实现变量。 - 轴向柱塞泵通过改变斜盘的倾斜角度来实现变量。 7. **液压泵与马达的互换性**： - 从原理上看，液压泵可以当作液压马达使用，反之亦然。但实际应用中，由于设计上的差异，通常不会这样互换使用。 8. **液压泵和马达的流量特性**： - 液压泵的实际流量总是小于理论流量，因为存在泄漏和内部摩擦。 - 液压马达的实际流量总是大于理论流量，同样是因为泄漏的存在。 9. **泄漏量的影响因素**： - 通过固定平行平板缝隙的流量与压力的一次方成正比，与缝隙值的三次方成正比。这意味着在设计液压元件时，缝隙尺寸的选择对于减少泄漏量至关重要。 10. **气压传动系统的气源处理**： - 压缩空气在使用前需要经过净化处理，常用设备包括后冷却器、油水分离器、干燥器和储气罐等。 - 空气压缩机的选择依据主要是系统所需的流量和压力。 11. **容器放气过程**： - 容器放气过程通常分为快速和慢速两个阶段。快速阶段是由于初始压力高，气体迅速释放；慢速阶段则是随着压力逐渐降低，放气速度变慢。 #### 二、选择题解析 1. **流量连续性方程与伯努力方程**： - 流量连续性方程是质量守恒定律(C)在流体力学中的体现。 - 伯努力方程是能量守恒定律(A)在流体力学中的体现。 2. **差动连接的流量计算**： - 当液压缸差动连接时，大腔的有效面积是小腔的两倍，因此大腔的流量为2q。 - 不差动连接时，小腔的排油流量等于泵的供油流量q。 3. **电液换向阀的中位机能**： - 弹簧对中型液动滑阀的先导电磁换向阀中位必须是Y型机能，以保证液动滑阀能够在中位复位。 4. **调速阀的安装位置**： - 调速阀可以安装在进油路、回油路或旁油路。 - 旁通型调速回路只能安装在旁油路上。 5. **溢流阀和顺序阀的压力控制**： - 两个溢流阀串联时，泵的出口压力等于两个压力设置值之和，即15MPa。 - 两个顺序阀串联时，泵的出口压力等于压力较高的顺序阀设定值，即10MPa。 6. **容积调速回路的调节特性**： - 变量泵-定量马达组合的调速方式为恒转矩调节(B)。 - 定量泵-变量马达组合的调节为恒功率调节(C)。 7. **逻辑元件的功能**： - “与门”逻辑元件(A)只有当a、b两孔同时有气信号时，s口才有信号输出。 - “或门”逻辑元件(C)只要a或b任一孔有气信号，s口就有输出。 #### 三、判断题解析 1. **伯努利方程的应用**：正确。伯努利方程适用于不可压缩液体的定常流动分析。 2. **管路压力损失计算**：正确。管路总的压力损失确实是所有沿程损失和局部损失的总和。 3. **变量泵的概念**：错误。流量可变的泵才称为变量泵。 4. **困油现象的条件**：正确。困油现象发生的条件是存在闭死容积且其容积发生变化。 5. **理论流量的定义**：正确。当液压泵的进出口压力差为零时，泵输出的流量接近理论流量。 6. **增压回路的增压倍数**：错误。增压倍数等于大活塞面积与小活塞面积之比，本例中为12。 7. **大流量换向阀的选择**：正确。对于液动力较大的大流量换向阀，应选择液动换向阀或电液换向阀。 8. **中位机能的含义**：正确。中位机能反映了换向阀在中位时各油口的连通方式。 9. **气动三大件的安装顺序**：错误。正确的安装顺序应该是分水滤气器、减压阀、油雾器。 10. **理想气体状态方程**：正确。理想气体状态方程PV/T=常量描述了理想气体的状态变化规律。 #### 四、问答题解析 1. **液压泵的类型**： - 齿轮泵 - 叶片泵 - 柱塞泵 - 螺杆泵等 2. **液压基本回路的分类及其作用**： - **方向控制回路**：用于控制执行元件的启动、停止及换向。 - **压力控制回路**：用于调整和控制系统的压力。 - **速度控制回路**：用于控制执行元件的运动速度。 - **同步回路**：用于使多个执行元件同步运动。 - **锁紧回路**：用于在不工作时锁定执行元件的位置。 3. **压力阀的识别方法**： - **溢流阀**：常闭，仅在系统压力超过设定值时开启。 - **减压阀**：常开，用于维持出口压力恒定。 4. **减压回路的分析**： - **阀1**：一般为溢流阀，用于设定系统最高压力。 - **阀2**：减压阀，用于提供稳定的二次压力。 - **阀3**：单向阀，防止回流。 #### 五、计算题解析 针对题目中给出的计算题，根据伯努力方程分析管道中油流的方向： - 已知点1和点2处的压力分别为4.5×10^5Pa和4×10^5Pa，高度差为15m。 - 根据伯努力方程计算两点间的能量关系。 - 通过比较计算结果，确定油流方向是从点1流向点2还是相反方向。 通过以上的分析和解答，我们可以更加深入地理解液压与气压传动的相关知识点及其应用。