液压考试重点优秀PPT.ppt

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1、第2章 液压流体力学基础12.6 2.6 液压冲击和气穴现象液压冲击和气穴现象2.6.2 2.6.2 气穴现象气穴现象1.气穴现象的机理及危害气穴现象的机理及危害 气穴现象又称为空穴现象。在液压系统中，假如某点处的压力低于液压油液所在气穴现象又称为空穴现象。在液压系统中，假如某点处的压力低于液压油液所在温度下的空气分别压时，原先溶解在液体中的空气就会分别出来，使液体中快速出现温度下的空气分别压时，原先溶解在液体中的空气就会分别出来，使液体中快速出现大量气泡，这种现象叫做气穴现象。大量气泡，这种现象叫做气穴现象。当压力进一步减小、而低于液体的饱和蒸汽压时，液体将快速汽化，产生大量蒸汽气泡，使气穴

2、现象更加严峻。气穴现象多发生在阀口和液压泵的吸油口。在阀口处，一般由于通流截面较小而使流速 很高，依据伯努利方程，该处的压力会很低，以致产生气穴。在液压泵的吸油过程中，吸油口的确定压力会低于大气压，假如液压泵的安装高度太大，再加上吸油口处过滤器和管道阻力、油液粘度等因素的影响，泵入口处的真空度会很大，亦会产生气穴。当液压系统出现气穴现象时，大量的气泡使液流的流淌特性变坏，造成流量和压力的不稳定，当带有气泡的液流进入高压区时，四周的高压会使气泡快速崩溃，使局部产生特别高的温度和冲击压力，引起振动和噪声。当附着在金属表面上的气泡破灭时，局部产生的高温顺高压会使金属表面疲惫，时间一长会造成金属表面的

3、侵蚀、剥落，甚至出现海绵状的小洞窟。这种由于气穴造成的对金属表面的腐蚀作用称为气蚀。气蚀会缩短元件的运用寿命，严峻时会造成故障。第2章 液压流体力学基础22.6 2.6 液压冲击和气穴现象液压冲击和气穴现象2.2.削减气穴现象的措施削减气穴现象的措施3.3.为削减气穴现象和气蚀的危害，一般实行如下一些措施：为削减气穴现象和气蚀的危害，一般实行如下一些措施：4.4.（1 1）减减小小阀阀孔孔或或其其它它元元件件通通道道前前后后的的压压力力降降，一一般般使使压压力力比比p1p1p2p23.53.5。5.5.（2 2）尽尽量量降降低低液液压压泵泵的的吸吸油油高高度度，接接受受内内径径较较大大的的吸吸

4、油油管管并并少少用用弯弯头头，吸吸油油管管端端的的过过滤滤器器容容量量要要大大，以以减减小小管管道道阻阻力力，必必要要时时对对大大流流量量泵泵接接受受协协助助泵供油。泵供油。6.6.（3 3）各元件的联接处要密封牢靠、防止空气进入。）各元件的联接处要密封牢靠、防止空气进入。7.7.（4 4）对对简简洁洁产产生生气气蚀蚀的的元元件件，如如泵泵的的配配油油盘盘等等，要要接接受受抗抗腐腐蚀蚀实实力力强强的的金属材料，增加元件的机械强度。金属材料，增加元件的机械强度。第2章 液压流体力学基础32.4 2.4 管道中液流的特性管道中液流的特性 试验结果证明，液体在圆管中的流淌状态不仅与管内的平均流速v有

5、关，还和管道内径d、液体的运动粘度有关。而确定流淌状态的，是这三个参数所组成的一个称为雷诺数的无纲量数，即 (2-28)式（2-28）中的雷诺数Re的物理意义为：惯性力与粘性力之比。这就是说，假如液流的雷诺数相同它的流淌状态亦相同。液流由层流转变为紊流时的雷诺数和由紊流转变为层流时的雷诺数是不相同的，后者的数值小，所以一般都用后者作为判别液流状态的依据，称为临界雷诺数，记为Recr。当液流的实际雷诺数Re小于临界雷诺数Recr时，为层流；反之，为紊流。常见液流管道的临界雷诺数由试验求得，如表2-5所示：第2章 液压流体力学基础42.5 2.5 孔口及缝隙的压力流量特性孔口及缝隙的压力流量特性

6、本节主要介绍液流经过小孔及缝隙的流量公式。在探讨节流调速及分析计算液压元件的泄漏时它们是重要的理论基础。2.5.1 2.5.1 薄壁小孔薄壁小孔 当小孔的通流长度 与孔径 之比l/d 0.5时，称为薄壁小孔。如图2-21所示。一般薄壁小孔的孔口边缘都做成刃口形式。图2-21 通过薄壁小孔的液流 当液流经过管道由小孔流出时，由于液体的惯性作用，使通过小孔后的液流形成一个收缩断面C-C，然后再扩散，这一收缩和扩散过程产生很大的能量损失。当孔前通道直径与小孔直径之比小 时，液流的收缩作用不受孔前通道内壁的影响，这时的收缩称为完全收缩完全收缩；当 时，孔前通道对液流进入小孔起导向作用，这时的收缩称为不

7、完全不完全收缩收缩。第2章 液压流体力学基础52.5 2.5 孔口及缝隙的压力流量特性孔口及缝隙的压力流量特性现对孔前，孔后通道断面1-1和2-2列伯努利方程，并设动能修正系数=，则有 （2-40）式中h为液流流径小孔的局部能量损失，它包括两部分：液流经截面突然缩小时的h1和突然扩大时的h2。，经查手册，。因为 ，所以 。又因为A1=A2时，v1=v2，将这些关系代入伯努利方程，得出 （2-41）上式 称为速度系数，反映了局部阻力对速度的影响。经过薄壁小孔的流量为：（2-42）式中：A0小孔截面积；c截面收缩系数，；Cd流量系数，Cd=CvCc。第2章 液压流体力学基础62.5 2.5 孔口及

8、缝隙的压力流量特性孔口及缝隙的压力流量特性 流量系数Cd的大小一般由试验确定，在液流完全收缩的状况下，Re105时，Cd可由下式计算 (2-43)当105时，Cd可以认为是不变的常数，计算时按Cd=0.600.61选取。液流不完全收缩时，Cd可按表2-7来选择。这时由于管壁对液流进入小孔起导向作用，Cd可增至0.7-0.8。表2-7 不完全收缩时流量系数Cd的值 薄壁小孔因其沿程阻力损失特别小，通过小孔的流量对油温的变更不敏感，因此薄壁小孔多被用作调整流量的节流器运用。第2章 液压流体力学基础72.5 2.5 孔口及缝隙的压力流量特性孔口及缝隙的压力流量特性2.5.3 2.5.3 平板缝隙平板

9、缝隙 当两平行平板缝隙间充溢液体时，假如液体受到压差p=p1-p2的作用，液体会产生流淌。假如没有压差p的作用，而两平行平板之间有相对运动，即一平板固定，另一平板以速度u0 运动时，由于液体存在粘性，液体亦会被带着移动，这就是剪切作用所引起的流淌。液体通过平行平板缝隙时的最一般的流淌状况，是既受压差p的作用,又受平行平板相对运动的作用，其计算图如图2-27所示。图2-27 平行平板缝隙间的液流图中h为缝隙高度，b和l为缝隙宽度和长度，一般bh，lh。第2章 液压流体力学基础82.5 2.5 孔口及缝隙的压力流量特性孔口及缝隙的压力流量特性 在液流中取一个微元体dx、dy（宽度方向取单位长），其

10、左右两端面所受的压力为p和p+的dp，上下两面所受的切应力为+d和，则微元体的受力平衡方程为 整理后得 由于 ，上式可变为 将上式对积分两次得 上式c1、c2为积分常数。第2章 液压流体力学基础92.5 2.5 孔口及缝隙的压力流量特性孔口及缝隙的压力流量特性 一般状况下，当平行平板间的相对运动速度为u0时，则在y=0处，u=0，=h处，u=u0；此外，液流作层流运动时p只是x的线性函数，即 ,将这些关系式代入上式并整理后得 (2-48)由此得通过平行平板缝隙的流量为 (2-49)（2-49）式是全部缝隙流的通用公式，下面分别有两种特殊状况：(1)当平行平板间没有相对运动u0时，通过的液流纯由

11、压差引起，称为压差流淌，其流量为 (2-50)(2)当平行平板两端不存在压差时，通过的液流纯由平板运动引起，称为剪切流淌，其流量值为 (2-51)从式（2-49）、式（2-50）可以看到，在压差作用下，流过固定平行平板缝隙的流量与缝隙值的三次方成正比，这说明液压元件内缝隙的大小对其泄漏量的影响是特别大的。第3章 液 压 泵103.4 3.4 齿轮泵齿轮泵3.4.3.4.1 1 外啮合齿轮泵外啮合齿轮泵 齿轮泵是利用齿轮啮合原理工作的，依据啮合形式不同分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵两种。1.结构结构图3-17 a 齿轮泵结构及外形图第3章 液 压 泵113.4 3.4 齿轮泵齿轮泵图3-18 齿

12、轮泵工作原理图外啮合齿轮泵(图3-17)由一对几何参数完全相同的齿轮6、长短轴12、15、泵体7、前后盖板8、4等主要零件组成，图3-18为工作原理图。如图所示，两啮合的轮齿将泵体、前后盖板和齿轮包围的密闭容积分成两部分，当原动机通过长轴(传动轴)带动主动齿轮、从动齿轮如图示方向旋转时，因啮合点C的啮合半径Rc小于齿顶圆半径Re，轮齿进入啮合的一侧密闭容积减小，经压油口排油，退出啮合的一侧密闭容积增大，经吸油口吸油。吸油腔所吸入的油液随着齿轮的旋转被齿穴空间转移到压油腔，齿轮连续旋转，泵连绵不断吸油和压油。2.工作原理工作原理第3章 液 压 泵123.4 3.4 齿轮泵齿轮泵(1)(1)因油现

13、象与卸荷措施因油现象与卸荷措施4.外啮合齿轮泵在结构上存在的几个问题外啮合齿轮泵在结构上存在的几个问题最大最大最小最小最大最大现象及危害：现象及危害：吸油侧压力低，无油可吸，油液产生气泡，形吸油侧压力低，无油可吸，油液产生气泡，形成气穴现象；在压油侧压力高，油液无处可排，成气穴现象；在压油侧压力高，油液无处可排，压力急剧增大，油液发热，造成泄漏增加。这压力急剧增大，油液发热，造成泄漏增加。这些都将使泵产生振动和噪声。些都将使泵产生振动和噪声。为了保证齿轮传动的平稳性，齿轮泵的齿轮重迭为了保证齿轮传动的平稳性，齿轮泵的齿轮重迭系数系数必须大于必须大于1(一般一般=1.051.10)，即在前一对，

14、即在前一对轮齿尚未脱开啮合之前，后一对轮已经进入啮合。轮齿尚未脱开啮合之前，后一对轮已经进入啮合。在两对轮齿同时啮合时，它们之间将形成一个与在两对轮齿同时啮合时，它们之间将形成一个与吸、压油腔均不相通的闭死容积。此闭死容积随吸、压油腔均不相通的闭死容积。此闭死容积随着齿轮的旋转，先由大变小，后由小变大。因闭着齿轮的旋转，先由大变小，后由小变大。因闭死容积形成之前与压油腔相通，因此容积由大变死容积形成之前与压油腔相通，因此容积由大变小时油液受挤压经缝隙溢出，不仅使压力增高，小时油液受挤压经缝隙溢出，不仅使压力增高，齿轮轴承受周期性的压力冲击，而且导致油液发齿轮轴承受周期性的压力冲击，而且导致油液

15、发热。在容积由小变大时，又因无油液补充产生真热。在容积由小变大时，又因无油液补充产生真空，引起气蚀和噪声，这种因闭死容积大小发生空，引起气蚀和噪声，这种因闭死容积大小发生变化导致压力冲击和气蚀的现象称为困油现象。变化导致压力冲击和气蚀的现象称为困油现象。困油现象将严重影响泵的使用寿命，因此必须予困油现象将严重影响泵的使用寿命，因此必须予以消除。常用的方法是在泵的前、后盖板或浮动以消除。常用的方法是在泵的前、后盖板或浮动轴套轴套(浮动侧板浮动侧板)上开卸荷槽。在开设卸荷糟后，上开卸荷槽。在开设卸荷糟后，容积由大变小时与压油腔相通，容积由小变大时容积由大变小时与压油腔相通，容积由小变大时与吸油腔相

16、通。与吸油腔相通。第3章 液 压 泵13压压吸吸卸荷槽卸荷槽解决方法：解决方法：开困油卸荷槽，使封闭容腔减小时与压油腔想通；开困油卸荷槽，使封闭容腔减小时与压油腔想通；反之与吸油腔想通，消退困油现象。反之与吸油腔想通，消退困油现象。第3章 液 压 泵14 内啮合齿轮泵有内啮合齿轮泵有渐开线齿形渐开线齿形和和摆线齿形摆线齿形两种，其结构示两种，其结构示意图见右图意图见右图 3.4 3.4 齿轮泵齿轮泵3.4.2 3.4.2 内啮合齿轮泵内啮合齿轮泵 渐开线齿形泵，小齿轮和内渐开线齿形泵，小齿轮和内齿轮之间要装一块隔板，以齿轮之间要装一块隔板，以便将吸油腔和排油腔隔开；便将吸油腔和排油腔隔开；摆线

17、齿形泵，小齿轮和内齿摆线齿形泵，小齿轮和内齿轮只相差一个齿。内啮合齿轮只相差一个齿。内啮合齿轮泵中小齿轮是主动轮。轮泵中小齿轮是主动轮。第3章 液 压 泵153.3 3.3 叶片泵叶片泵叶片泵分为单作用叶片泵和双作用叶片泵两种，前者用作变量泵，后者为定量泵。叶片泵具有结构紧凑、运动平稳、噪声小、输油匀整、寿命长等优点，工作压力为621MPa，广泛应用于中低压液压系统中。1.1.工作原理工作原理图3-10 双作用叶片泵结构图3-10为双作用叶片泵的结构图，主要零件包括传动轴9、转子13、定子5、左、右配流盘2、6、叶片4和前、后泵体7、3等，由定子的内环、转子的外圆和左、右配流盘组成的密闭容积如

18、图3-11所示被叶片分割为四部分。当传动轴带动转子旋转时，位于转子叶片槽内的叶片在离心力的作用下向外甩出，紧贴定子内表面随转子旋转。定子的内环由两段大半径圆弧(圆心角为1)，两段小半径圆弧(圆心角为2)和四段过渡曲线(范围角为)组成。3.3.1 3.3.1 双作用叶片泵双作用叶片泵 双作用叶片泵因转子旋转一周，叶片在转子叶片槽内滑动两次，完成两次吸油和两次压油而得名。实物图实物图第3章 液 压 泵163.3 3.3 叶片泵叶片泵3.3.限压式变量叶片泵的变量原理限压式变量叶片泵的变量原理 图3-15 限压式变量泵的结构图3-15为限压式变量叶片泵的结构图,图3-16为其简化原理图(见下页)。如

19、图所示，在定子的左侧作用有一弹簧2(刚度为K，预压缩量为x0)，右侧有一限制活塞1(作用面积为A)，限制活塞油室常通泵的出口压力油p。作用在限制活塞上的液压力FpA与弹簧力 相比较。当 时，定子处于右极限位置，偏心距最大，即e=emax,泵输出最大流量。若泵的出口压力p因工作负载增大，导致 时，定子将向偏心减小的方向移动，位移为x。定子的位移，一方面使泵的排量(流量)减小，另一方面使左侧的弹簧进一步受压缩，弹簧力增大为 。当液压力与弹簧力相等时，定子平衡在某一个偏心(=emax-x)下工作，泵输出确定的流量。泵的出口压力越高，定子的偏心越小，泵输出的流量越小。其压力流量特性曲线如图3-16b所

20、示(见下页)。第3章 液 压 泵173.3 3.3 叶片泵叶片泵图3-16 限压式变量泵原理当当pAKx0时，时，e=emax,q=qmax;当当pA=Kx0时，时，e=emax,q=qmax;令令 pc=ppc称为限定压力称为限定压力泵在最大流量下所能泵在最大流量下所能达到的最高压力。达到的最高压力。当当pAKx0时，时，e q;当当p=pmax时，时，e=0,q=0此时的压力此时的压力pmax称为称为截止压力。截止压力。调节流量调节螺钉，可调节流量调节螺钉，可调节调节e emaxmax即即q qmaxmax，使，使ABAB线上下线上下平移；平移；K K一定，调节弹簧预压缩一定，调节弹簧预压

21、缩量量x x0 0，使，使BCBC线左右平移；线左右平移；弹弹簧簧预预压压缩缩量量x x0 0一一定定，改改变变K K，可可改改变变BCBC线线的的斜斜率率：KBCKBC变变平平坦坦。即即弹弹簧簧越越“软软”(K”(K值值越越小小),BC),BC段段越越陡陡,p,pmaxmax值值越越小小；反反之之,弹弹簧簧越越“硬硬”(K”(K值值越越大大),BC),BC段段越越平平坦坦,p,pmaxmax值亦越大。值亦越大。调整螺钉与特性曲线形态位置的关系q第5章 液压控制阀185.2 5.2 方向限制阀方向限制阀 表5-1 三位四通滑阀的中位机能 TTTT第5章 液压控制阀195.2 5.2 方向限制阀

22、方向限制阀 表5-1 三位四通滑阀的中位机能(续）TTTTT第5章 液压控制阀205.3 5.3 压力限制阀压力限制阀5.3.1 5.3.1 溢流阀溢流阀 在液压系统中，用来限制液压油压力和利用液压油压力来限制其他液压元件动作的阀统称为压力限制阀。一般的压力限制阀包括溢流阀、减压阀、依次阀和压力继电器。溢流阀是通过对油液的溢流，使液压系统的压力维持恒定，从而实现系统的稳压、调压和限压。溢流阀的主要用途有以下两点：溢流阀的主要用途有以下两点：1）调调压压和和稳稳压压。如如用用在在由由定定量量泵泵构构成成的的液液压压源源中中，用用以以调调整泵的出口压力，保持该压力恒定。整泵的出口压力，保持该压力恒

23、定。2）限限压压。如如用用作作平平安安阀阀，当当系系统统正正常常工工作作时时，溢溢流流阀阀处处于于关关闭闭状状态态，仅仅在在系系统统压压力力大大于于其其调调定定压压力力时时才才开开启启溢溢流流，对对系统起过载爱护作用。系统起过载爱护作用。第5章 液压控制阀21 溢流阀的特征是：阀与负载相并联，溢流口接回油箱，接受进口压力负反馈，不工作时阀口常闭。依据结构不同，溢流阀可分为直动型和先导型两类。直动型溢流阀图形符号直动型溢流阀图形符号先导型溢流阀图形符号先导型溢流阀图形符号5.2 5.2 方向限制阀方向限制阀第5章 液压控制阀225.3 5.3 压力限制阀压力限制阀如上所述，可以归纳以下几点：如上

24、所述，可以归纳以下几点：（a）调整弹簧的预压缩量x0，可以变更阀口的开启压力pk，进而调整限制阀的进口压力p，即对应于确定弹簧预压缩量x0，阀的进口压力p基本为定值。此处弹簧称之为调压弹簧。（b）如图所示，弹簧腔的泄漏油经阀体上的泄油通道干脆引到溢流阀的出口，然后回油箱。若回油路有背压，则背压力作用在阀芯的上端，导致溢流阀的进口压力随之增大。（c）直动型溢流阀因液压力干脆与弹簧力相比较而得名,该阀结构简洁，灵敏度高。但若阀的压力较高、流量较大，则要求调压弹簧具有很大的弹簧力，这不仅使调整性能变差，而且结构上也难以实现。所以滑阀式直动型溢流阀已很少接受，但其工作原理具有代表性，有利于初学者理解和

25、驾驭。第5章 液压控制阀235.3 5.3 压力限制阀压力限制阀(2)(2)先导型先导型 图5-11 三级同心溢流阀 先导型溢流阀常见的结构如图5-11所示，它们由先导阀和主阀两部分组成。先导阀：为一锥阀，事实上是一个小流量的直动型溢流阀；主阀：为锥阀，其中图5-11为三级同心结构。实物图实物图原理示意图原理示意图第5章 液压控制阀245.3 5.3 压力限制阀压力限制阀与直动型溢流阀相比，先导型溢流阀具有以下特点。与直动型溢流阀相比，先导型溢流阀具有以下特点。（a）阀的进口限制压力是通过先导阀芯和主阀阀芯两次比较得来的，压力值主要由先导阀调压弹簧的预压缩量确定，流经先导阀的流量很小，溢流流量

26、的大部分经主阀阀口流回油箱，主阀弹簧只在阀口关闭时起复位作用，弹簧力很小，有时又称其为弱弹簧。（b）因先导阀流量很小，一般仅占主阀额定流量的1%，约15L/min，因此先导阀阀座孔直径d很小，即使是高压阀，先导阀弹簧刚度也不大。（c）主阀芯的开启利用阀芯两端压力差，该压力差即液流流经阻尼孔的压力损失。由于流经阻尼孔的流量很小，为形成足够开启阀芯的压力差，阻尼孔一般为瘦长小孔，如图5-11所示的阻尼孔5的孔径0.81.2mm，孔长l812mm。因此阻尼孔不仅孔径小，而且长，因此工作时易堵塞，而一旦堵塞则导致主阀口常开无法调压。为此常将溢流阀阻尼孔改在阀体上，由两个孔径稍大，长度稍短的阻尼孔串联替

27、代，这不仅使堵塞现象削减，而且阻尼螺塞易于更换调整。（d）先导阀前腔有一卸荷和远程调压口。在此限制口接电磁换向阀可共同组成电磁溢流阀，接远程调压阀则可以实现远控或多级调压。第5章 液压控制阀255.3 5.3 压力限制阀压力限制阀2.2.溢流阀功用溢流阀功用（1）过载爱护）过载爱护第5章 液压控制阀265.2 5.2 方向限制阀方向限制阀2.2.溢流阀功用溢流阀功用（2）溢流稳压）溢流稳压第5章 液压控制阀275.2 5.2 方向限制阀方向限制阀2.溢流阀功用溢流阀功用（3）使泵卸荷）使泵卸荷第5章 液压控制阀285.2 5.2 方向限制阀方向限制阀2.溢流阀功用溢流阀功用（4）远程调压）远程

28、调压当先导式溢流阀当先导式溢流阀1遥控油口遥控油口K接接溢流阀溢流阀2，且阀，且阀1较紧，阀较紧，阀2较较松时，阀松时，阀2可在较松范围内随可在较松范围内随意调整阀意调整阀1阀前压力，实现远阀前压力，实现远程调压或多级调压。程调压或多级调压。12第5章 液压控制阀295.3 5.3 压力限制阀压力限制阀3.3.溢流阀的基本性能主要有：溢流阀的基本性能主要有：静态性能静态性能（1 1）调压范围）调压范围（2 2）压力流量特性（启闭特性）压力流量特性（启闭特性）指在规定的范围内调整时，阀的输出压力能平稳地升降，无压力突跳或迟滞现象。高压溢流阀为改善调整性能，一般通过更换四根自由高度、内径相同而刚度

29、不同的弹簧实现0.68MPa；416MPa；820MPa；1632MPa四级调压。在溢流阀调压弹簧的预压缩量调定之后，溢流阀的开启压力pk即已确定，阀口开启后溢流阀的进口压力随溢流量的增加而略为上升，流量为额定值时的压力ps最高，随着流量削减,阀的进口压力降低，阀口则反向趋于关闭，阀口关闭时的压力为pb。因摩擦力的方向不同，pkpb。溢流阀的进口压力随流量变更而波动的性能称为压力流量特性或启闭特性，如图5-13所示。压力流量特性的好坏用调压偏差（pspk）、（pspb）或开启压力比nk=pk/ps、闭合压力比nb=pb/ps评价。明显调压偏差小好，nk、nb大好，一般先导型溢流阀的nk=0.9

30、0.95。第5章 液压控制阀305.3 5.3 压力限制阀压力限制阀 图5-13 溢流阀的压力流量特性曲线psPb关闭压力关闭压力(pspk)、(pspb)称为称为调压偏差调压偏差，调压偏差越小，调压偏差越小越好；越好；nk=pk/ps称为称为开启压力比开启压力比，nb=pb/ps称为称为闭合压力比闭合压力比压力比越大越好；压力比越大越好；第5章 液压控制阀315.3 5.3 压力限制阀压力限制阀（3 3）压力损失和卸载压力）压力损失和卸载压力动态性能动态性能（1 1）压力超调量）压力超调量 当调压弹簧预压缩量等于零，流经阀的流量为额定值时，溢流阀的进出油口压力差称之为压力损失；溢流阀的远程限

31、制口与油箱直通，阀处在卸荷状态，此时通过额定流量下的压力损失称为卸荷压力。这两种工况，溢流阀进口压力因只需克服主阀复位弹簧力和阀口液动力，其值很小，一般小于0.5MPa。其中“压力损失”因主阀上腔油液流回油箱须要经过先导阀，液流阻力稍大，因此，压力损失略高于卸载压力。当溢流阀在溢流量发生由零至额定流量的阶跃变更时，由于阀芯运动惯性、粘性摩擦以及油液压缩性的影响，阀的进口压力（即阀所限制的系统压力）将先快速上升到某一峰值pmax然后渐渐衰减波动，最终稳定为额定（调定）压力pS。压力峰值与额定压力之差p称为压力超调量，一般限制超调量不得大于额定值的30%。图5-14为溢流阀由零压、零流量过渡为额定

32、压力、额定流量的动态过程曲线。第5章 液压控制阀325.3 5.3 压力限制阀压力限制阀 图5-14 溢流阀的动态过程曲线 pspmaxt t1为响应时间，为响应时间，该值越小，溢流该值越小，溢流阀的响应越快。阀的响应越快。t2为过渡过程为过渡过程时间，该值越小，时间，该值越小，溢流阀的动态过溢流阀的动态过渡过程时间越短。渡过程时间越短。第5章 液压控制阀335.3 5.3 压力限制阀压力限制阀5.3.2 5.3.2 减压阀减压阀性能：减压阀是一种利用液流流过缝隙产生压力损失，使其出口压力低于进口压力的压力限制阀。性能：减压阀是一种利用液流流过缝隙产生压力损失，使其出口压力低于进口压力的压力限

33、制阀。类型：按调整要求不同有：类型：按调整要求不同有：（1 1）用于保证出口压力为定值的定值减压阀；）用于保证出口压力为定值的定值减压阀；（2 2）用于保证进出口压力差不变的定差减压阀；用于保证进出口压力成比例的定比减压阀。其）用于保证进出口压力差不变的定差减压阀；用于保证进出口压力成比例的定比减压阀。其中定值减压阀应用最广，又简称为减压阀。这里只介绍定值减压阀。中定值减压阀应用最广，又简称为减压阀。这里只介绍定值减压阀。减压阀也有直动式和先导式两种不同结构型式。先导阀与溢流阀的先导阀相像，但弹簧腔的泄漏油单独引回油箱。而主阀部分与溢流阀不同的是：阀口常开，在安装位置，主阀芯在弹簧力作用下位于

34、最下端，阀的开口最大，不起减压作用；引到先导阀前腔的是阀的出口压力油，保证出口压力为定值。图形符号（直动式）图形符号（直动式）图形符号（先导式）图形符号（先导式）第5章 液压控制阀345.3 5.3 压力限制阀压力限制阀2.2.减压阀功用减压阀功用3.3.减压阀特点减压阀特点 减压阀用在液压系统中获得压力低于系统压力的二次油路，如夹紧油路、润滑油路和限制油路。必需说明的是，减压阀的出口压力还与出口的负载有关，若因负载建立的压力低于调定压力，则出口压力由负载确定，此时减压阀不起减压作用。比较减压阀与溢流阀的工作原理和结构，可以将二者的差别归纳为以下三点：（l）减压阀为出口压力限制，保证出口压力为

35、定值；溢流阀为进口压力限制，保证进口压力恒定。（2）减压阀阀口常开，进出油口相通；溢流阀阀口常闭，进出油口不通。（3）减压阀出口压力油去工作，压力不等于零，先导阀弹簧腔的泄漏油需单独引回油箱；溢流阀的出口干脆接回油箱，因此先导阀弹簧腔的泄漏油经阀体内流道内泄至出口。与溢流阀相同的是，减压阀亦可以在先导阀的远程调压口接远程调压阀实现远控或多级调压。第5章 液压控制阀355.1 5.1 液压限制阀液压限制阀2.2.依据用途不同分类依据用途不同分类3.3.依据限制方式不同分类依据限制方式不同分类 （1）压力限制阀：用来限制或调整液压系统液流压力的阀类，如溢流阀、减压阀、依次阀等。）压力限制阀：用来限

36、制或调整液压系统液流压力的阀类，如溢流阀、减压阀、依次阀等。（2）流量限制阀：用来限制或调整液压系统液流流量的阀类，如节流阀、调速阀、二通比例流量）流量限制阀：用来限制或调整液压系统液流流量的阀类，如节流阀、调速阀、二通比例流量 阀、溢流节流阀，三通比例流量阀等。阀、溢流节流阀，三通比例流量阀等。（3）方向限制阀：用来限制和变更液压系统中液流方向的阀类，如单向阀、液控单向阀、换向阀）方向限制阀：用来限制和变更液压系统中液流方向的阀类，如单向阀、液控单向阀、换向阀 等。等。（1）定值或开关限制阀：包括一般限制阀、插装阀、叠加阀。）定值或开关限制阀：包括一般限制阀、插装阀、叠加阀。（2）电液比例限

37、制阀：包括一般比例阀和带内反馈的电液比例阀。）电液比例限制阀：包括一般比例阀和带内反馈的电液比例阀。（3）伺服限制阀：包括机液伺服阀和电液伺服阀。）伺服限制阀：包括机液伺服阀和电液伺服阀。（4）数字限制阀。）数字限制阀。第2章 液压流体力学基础362.1 2.1 液压油的性质液压油的性质 液压油的体积弹性模量为：，数值很大，故对于一般液压系统，可认为油液是不行压缩的。但是，若液压油中混入空气时，其可压缩性将显著增加，并将严峻影响液压系统的工作性能，故在液压系统中尽量削减油液中的空气含量。3.3.粘性粘性 流体在外力作用下流淌时，液体分子间内聚力会阻碍分子相对运动，即流体在外力作用下流淌时，液体

38、分子间内聚力会阻碍分子相对运动，即分子之分子之间产生摩擦力，这一特性称为液体的粘性。粘性是液体的重要物理特性，也是选择液间产生摩擦力，这一特性称为液体的粘性。粘性是液体的重要物理特性，也是选择液压用油的压用油的依据。依据。粘性示意图见图2-1。其中：比例系数，动力粘度，黏性系数。为切应力。Ff为相邻液层的内摩擦力。图2-1 粘性示意图牛顿液体内摩擦定律A为液层间的接触面积，du/dy为液层间的速度梯度。第2章 液压流体力学基础372.1 2.1 液压油的性质液压油的性质液体的粘性表示方法液体的粘性表示方法:液体粘性的大小用粘度来表示。常用的粘度有三种，即 动力粘度、运动动力粘度、运动粘度和相对

39、粘度。粘度和相对粘度。(1).(1).(1).(1).动力粘度动力粘度动力粘度动力粘度：它是表征液体粘度的内摩擦系数，单位是：(PaS)（帕秒）或用(N s/m2)（牛秒米2）表示。(2).(2).运动粘度运动粘度运动粘度运动粘度：运动粘度没有明确的物理意义。因为在其单位中只有长度和时间的量纲，：运动粘度没有明确的物理意义。因为在其单位中只有长度和时间的量纲，：运动粘度没有明确的物理意义。因为在其单位中只有长度和时间的量纲，：运动粘度没有明确的物理意义。因为在其单位中只有长度和时间的量纲，所以称为运动粘度。就物理意义来说，所以称为运动粘度。就物理意义来说，所以称为运动粘度。就物理意义来说，所以

40、称为运动粘度。就物理意义来说，并不是一个粘度的量，但工程中常用它来标记液体的并不是一个粘度的量，但工程中常用它来标记液体的并不是一个粘度的量，但工程中常用它来标记液体的并不是一个粘度的量，但工程中常用它来标记液体的粘度。例如，液压油的牌号，就是这种油液在粘度。例如，液压油的牌号，就是这种油液在粘度。例如，液压油的牌号，就是这种油液在粘度。例如，液压油的牌号，就是这种油液在时的运动粘度时的运动粘度时的运动粘度时的运动粘度（mm2/smm2/s）的平均值。如：）的平均值。如：）的平均值。如：）的平均值。如：L-AN32L-AN32液压油就是指这种液压油在液压油就是指这种液压油在液压油就是指这种液压

41、油在液压油就是指这种液压油在时的运动粘度时的运动粘度时的运动粘度时的运动粘度 的平均值为的平均值为的平均值为的平均值为32(mm2/s)32(mm2/s)。动力粘度动力粘度动力粘度动力粘度 和和和和该液体密度该液体密度该液体密度该液体密度 之比值。即：之比值。即：之比值。即：之比值。即：（2-42-4）它是工程实际中常常用到的物理量。其单位：它是工程实际中常常用到的物理量。其单位：它是工程实际中常常用到的物理量。其单位：它是工程实际中常常用到的物理量。其单位：2/s2/s，（米，（米，（米，（米2/2/秒）。秒）。秒）。秒）。又称为厘斯（cSt)第2章 液压流体力学基础382.1 2.1 液压

42、油的性质液压油的性质图2-2 恩氏粘度计(3).(3).相对粘度：相对粘度又称条件粘度。它是接受特定的粘度计在规定的条件下测出来的液相对粘度：相对粘度又称条件粘度。它是接受特定的粘度计在规定的条件下测出来的液相对粘度：相对粘度又称条件粘度。它是接受特定的粘度计在规定的条件下测出来的液相对粘度：相对粘度又称条件粘度。它是接受特定的粘度计在规定的条件下测出来的液体体体体粘度。依据测量条件的不同，各国接受的相对粘度的单位也不同。粘度。依据测量条件的不同，各国接受的相对粘度的单位也不同。粘度。依据测量条件的不同，各国接受的相对粘度的单位也不同。粘度。依据测量条件的不同，各国接受的相对粘度的单位也不同。

43、我国、德国及前苏联等国接受恩氏粘度（我国、德国及前苏联等国接受恩氏粘度（我国、德国及前苏联等国接受恩氏粘度（我国、德国及前苏联等国接受恩氏粘度（0 0），美国接受国际赛氏秒（），美国接受国际赛氏秒（），美国接受国际赛氏秒（），美国接受国际赛氏秒（SSUSSU），英国采），英国采），英国采），英国采用雷氏粘度（），等等。用雷氏粘度（），等等。用雷氏粘度（），等等。用雷氏粘度（），等等。相对粘度的测量方法可由恩氏粘度计测出，见图相对粘度的测量方法可由恩氏粘度计测出，见图相对粘度的测量方法可由恩氏粘度计测出，见图相对粘度的测量方法可由恩氏粘度计测出，见图2-22-2。第2章 液压流体力学基础39 2

44、.1 2.1 液压油的性质液压油的性质恩氏粘度用符号0Et表示:（2-52-5）恩氏粘度和运动粘度的换算关系式为：恩氏粘度和运动粘度的换算关系式为：(m2/s)（2-62-6）(4).(4).调合油的粘度：调合油的粘度：调合油的粘度：调合油的粘度：选择合适粘度的液压油，对液压系统的工作性能有着特别重要的作用。选择合适粘度的液压油，对液压系统的工作性能有着特别重要的作用。选择合适粘度的液压油，对液压系统的工作性能有着特别重要的作用。选择合适粘度的液压油，对液压系统的工作性能有着特别重要的作用。有时现有的油液粘度不能满足要求，可把两种不同粘度的油液混合起来运用，称为调合油。有时现有的油液粘度不能满

45、足要求，可把两种不同粘度的油液混合起来运用，称为调合油。有时现有的油液粘度不能满足要求，可把两种不同粘度的油液混合起来运用，称为调合油。有时现有的油液粘度不能满足要求，可把两种不同粘度的油液混合起来运用，称为调合油。调合油的粘度与两种油所占的比例有关，一般可用下面阅历公式计算：调合油的粘度与两种油所占的比例有关，一般可用下面阅历公式计算：调合油的粘度与两种油所占的比例有关，一般可用下面阅历公式计算：调合油的粘度与两种油所占的比例有关，一般可用下面阅历公式计算：（2-72-7）式中：式中：式中：式中：0E10E1、0E20E2混合前两种油液的粘度，取混合前两种油液的粘度，取混合前两种油液的粘度，

46、取混合前两种油液的粘度，取0E10E20E10E2；0E 0E 混合后的调合油粘度；混合后的调合油粘度；混合后的调合油粘度；混合后的调合油粘度；a a、b-b-参与调合的两种油液各占的百分数（参与调合的两种油液各占的百分数（参与调合的两种油液各占的百分数（参与调合的两种油液各占的百分数（a a=100=100)；cc试验系数，见表试验系数，见表试验系数，见表试验系数，见表2-2-。第2章 液压流体力学基础402.1 2.1 液压油的性质液压油的性质表2-1 系数的数值(5).(5).粘度和温度的关系粘度和温度的关系粘度和温度的关系粘度和温度的关系 温度对油液粘度影响很大，当油液温度上升时，其粘

47、度显著下降。油温度对油液粘度影响很大，当油液温度上升时，其粘度显著下降。油温度对油液粘度影响很大，当油液温度上升时，其粘度显著下降。油温度对油液粘度影响很大，当油液温度上升时，其粘度显著下降。油液粘度的变更干脆影响液压系统的性能和泄漏量，因此希望粘度随温度的变更越小越好。液粘度的变更干脆影响液压系统的性能和泄漏量，因此希望粘度随温度的变更越小越好。液粘度的变更干脆影响液压系统的性能和泄漏量，因此希望粘度随温度的变更越小越好。液粘度的变更干脆影响液压系统的性能和泄漏量，因此希望粘度随温度的变更越小越好。不同的油液有不同的粘度温度变更关系，这种关系叫做油液的粘温特性。不同的油液有不同的粘度温度变更

48、关系，这种关系叫做油液的粘温特性。不同的油液有不同的粘度温度变更关系，这种关系叫做油液的粘温特性。不同的油液有不同的粘度温度变更关系，这种关系叫做油液的粘温特性。对于粘度不超过150E的液压油，当温度在30150范围内，可用下述近似公式计算温度为t时的运动粘度 （2-82-8）式中：vt、v50 分别表示温度为t 或50 时油液的运动粘度（10-62s）；n与油液粘度有关的特性指数，见下页的表2-2。第2章 液压流体力学基础412.1 2.1 液压油的性质液压油的性质(6).(6).粘度与压力的关系粘度与压力的关系粘度与压力的关系粘度与压力的关系 压力对油液的粘度也有确定的影响。压力愈高，分子

49、间的距离愈压力对油液的粘度也有确定的影响。压力愈高，分子间的距离愈压力对油液的粘度也有确定的影响。压力愈高，分子间的距离愈压力对油液的粘度也有确定的影响。压力愈高，分子间的距离愈小，因此粘度变大。不同的油液有不同的粘度压力变更关系。这种关系叫油液的粘压特性。小，因此粘度变大。不同的油液有不同的粘度压力变更关系。这种关系叫油液的粘压特性。小，因此粘度变大。不同的油液有不同的粘度压力变更关系。这种关系叫油液的粘压特性。小，因此粘度变大。不同的油液有不同的粘度压力变更关系。这种关系叫油液的粘压特性。在实际应用中，当液压系统中运用的矿物油压力在在实际应用中，当液压系统中运用的矿物油压力在在实际应用中，

50、当液压系统中运用的矿物油压力在在实际应用中，当液压系统中运用的矿物油压力在500106 Pa500106 Pa的范围内时，可按下式的范围内时，可按下式的范围内时，可按下式的范围内时，可按下式计算油的粘度：计算油的粘度：计算油的粘度：计算油的粘度：（2-92-9）在液压系统中，若系统的压力不高，压力对粘度的影响较小，一般可忽视不计。当压力较在液压系统中，若系统的压力不高，压力对粘度的影响较小，一般可忽视不计。当压力较在液压系统中，若系统的压力不高，压力对粘度的影响较小，一般可忽视不计。当压力较在液压系统中，若系统的压力不高，压力对粘度的影响较小，一般可忽视不计。当压力较高或压力变更较大时，则压力