1、1. 液壓與氣動的組成？除工作介質 （液壓油或者壓縮空氣外） ，還有以下四部分組成： 動力元件 （將機械能轉換成流體的壓力能的元件。例如：液壓泵和空氣壓縮機） 、執行元件 （將流體的壓力能轉換成機械能的元件。例如作直線運動的液壓缸或者氣缸， 作回轉運動的液壓馬達或者氣壓馬達）、控制調節元件 （例如溢流閥、 節流閥、 換向閥等）以及輔助元件 （例如：管道、油箱、過濾器、蓄能器、油霧器、消聲器等）2液壓、氣壓傳動的特點？主要區別？一液壓1. 優點：（1）液壓傳動能在較大范圍內實現無級調速（調速范圍可達2000）（ 2）在同功率下，液壓裝置體積小，重量輕（ 3）工作平穩，換向沖擊小，便于實現快速氣動

2、、制動和頻繁的換向（ 4）易于實現過載保護，安全性好，采用礦物油作為工作介質，自潤滑性好（ 5）操作控制方便，便于設備實現自動化（ 6）液壓元件的標準化、系列化和通用化程度高，便于設計、制造和使用維修2. 缺點：（ 1）液壓傳動系統中存在的泄露和油液的可壓縮性， 影響了傳動的準確性， 故不宜用于要求具有精確傳動比的場合（ 2）液壓傳動系統工作過程中往往有較大的能量損失，因此液壓傳動效率不高，并且不宜作距離傳動（ 3）液壓傳動對油溫性變化比較敏感，不宜在很高或者很低的溫度條件下工作（ 4）液壓件制造精度較高，系統過程中發生故障時不易診斷和排除二氣壓1. 優點：（ 1）以空氣為工作介質，來源方便，

3、使用后可以直接排入大氣中，處理簡單，不污染環境（ 2）空氣粘度很小，在管道中壓力損失較小，因此壓縮空氣便于集中供應和遠距離輸送（ 3）壓縮空氣的工作壓力一般較低，因此對氣動元件的材料和制造精度要求較低（ 4）工作環境適應性好（ 5）維護簡單，使用安全可靠，能夠實現過載保護2. 缺點：（ 1）氣動傳動工作速度的穩定性較差， ，易受負載變化的影響（ 2）工作壓力較低，系統輸出力較小，傳動效率較低（ 3）排氣噪聲較大，在高速排氣時需要安裝消聲器3. 液壓油的工作介質的物理特性1. 液體的密度密度：單位體積液體的質量稱為液體的密度，用表示，即mV式中 V體積（ m3），m質量（ kg）一般液壓油的密度

4、是850900 kg / m 32. 液體的可壓縮性：液體在壓力作用下體積減小的這種性質稱為液體的可壓縮性。在常溫下，可以認為油液是不可壓縮的，但是當液壓油混有氣泡時，其可壓縮性明顯增加，并且對液壓系統的速度穩定性影響較大3. 液體的粘性（ 1）粘性的物理性質液體只有在流動（或者流動趨勢）時，才顯示出液體的粘性。而靜止液體是不顯示粘性的（ 2）牛頓內摩擦力定律牛頓內摩擦定律液層間的切應力（3）粘度FduF、液層間的接觸面積A、液層間的速度梯度duA（相鄰液層間的內摩擦力）dydy(/m2) ，公式為F動力粘度，亦稱絕對粘度，其單位是Pa ? s N ? sduAdy運動粘度：動力粘度與該液體的

5、密度的比值，以表示，單位是 m 2 / s ，公式為L-HL46 的液壓油在40 C 時，運動粘度的中心值為46 mm2 / s4. 粘溫特性油液的粘度隨溫度變化的性質稱為粘溫特性。溫度對油液粘度的影響比較大，溫度升高，粘文顯著下降油液的其它物理以及化學性質包括：抗燃性、抗凝性、抗氧化性、抗泡沫性、抗乳化性、防銹性、潤滑性、導熱性、相容性以及純凈性4液壓油的品種有很多種，主要有三種 ：礦油型、 乳化型、合成型。液壓傳動系統用油一般應滿足要求有：粘度適當，粘溫特性好；潤滑性好，防銹性好；質地純凈，雜質少；對金屬和密封件有良好的相容性；氧化穩定性好，不易變質；抗泡沫性和抗乳化性好；燃點高，凝固低，

6、對人體無害，成本低等。5. 液體靜力學的基本知識1. 液體的壓力液壓單位面積上所受的法向力稱為壓力，在物理學中稱為壓強的概念，但是在液壓技術中習慣稱為壓力若在液體內某點處微小面積A 上作用有法向力F , 則該點的靜壓力 P 為FplimAA所以液體的靜壓力有如下兩個重要特性：（ 1）液體的靜壓力沿著法向力作用于承壓面（ 2）靜止液體內任意一點的靜壓力在各個方向上都相等2. 重力作用下靜止液體的壓力分布（1）靜止液體內任一點處的壓力由兩部分組成：一部分是液面上的壓力p0 ，另一部分是由該點以上液體重量所形成的壓力。當液面上只受大氣壓力pa 作用時，那么液體內任一點的壓力為： p pagh（ 2）

7、靜止液體內的壓力隨液體深度呈線性規律分布（ 3）離液體深度相同的各點的壓力相等，形成一個等壓面（為水平面）3. 壓力的表示和單位根據度量基準的不同，液體壓力分為絕對壓力和相對壓力。以絕對真空為基準度量的壓力，叫絕對壓力；則大氣壓力為基準來度量的壓力則是相對壓力。在地球的表面上，一切受大氣籠罩的物體，大氣壓力的作用都是自相平衡的，因此一般壓力儀器在大氣中讀數為零，用壓力計測得的壓力，顯然是相對壓。因此相對壓力又稱為表壓力。如果液體中某點的絕對壓力小于大氣壓力，這時，比大氣壓力小的那部分數值叫做真空度。圖絕對壓力、相對壓力和真空度的關系絕對壓力相對壓力（正）大氣壓相對壓力（負）真空度絕對壓力絕對真

8、空壓力的法定計量單位是Pa（帕，N / m2 ），單位換算：1bar105 Pa1at1kgf / cm 20.098MPa1atm1.013 105 Pa1mH 2 O9800Pa1mmHg133Pa4. 帕斯卡原理我們認為，靜止液體內各點的壓力處處相等。在密閉的連通容器中，各點處壓力表指示的數值處處相等外加負載 F 作用在橫截面積上為 A 的活塞上，若不考慮自重所產生壓力，則容器內液體各點的壓力均為Fp, 由此式可以知道壓力決定于負載A5. 液體對固體壁面的作用力當固體壁面為一平面時，液體壓力對水平該平面的總壓力F 等于液體壓力p 與該平面面積A的乘積，其作用方向與該平面垂直，即F=pAi

9、 ）對于無桿腔活塞（活塞直徑為D，面積為A）左側所受的液體作用力F 為D2F pAp4ii ）當固體壁面為一曲面時，液體壓力在該曲面某方向x上的總作用力 Fx 等于液體壓力與曲面在該方向上投影面積 Ax 的乘積，即FxpAxpd 246. 液體動力學的基本知識1. 基本概念（ 1）理想液體與恒定流動理想液體是既無粘性有無可壓縮性的假想液體液體流動時，當夜體內部任何一點的壓力、速度和密度都不隨時間而變化，則稱這種流動為恒定流動（亦稱定常流動）；反之，只要壓力、速度和密度有一個隨時間而變化，則稱為非恒定流動（亦稱非定常流動）（2）過載斷面、流量和平均流速液體在管道中流動時，其垂直于流動方向的截面稱

10、為過斷面積（或稱為通流截面），用 A 表示。單位時間內通過某一過流斷面的液體體積稱為流量，用q 表示，即q V （ m3 / s ， L / min ） t現假設通流截面上各點的各點的流速均勻分布時，流體以平均流速v ，流過通流截面的流量與以實際流過流量相等，即 vq液壓缸工作時，活塞的運動速度就等于缸內的液體的平均流速A（3）流態和雷諾數1）流態液體內流動時的兩種狀態：層流和紊流i ）層流：液體流動時各質點平行于管道軸線呈線狀或者層狀運動，運動互不干擾。ii ）紊流 液體流動時各質點的運動雜亂無章，除了平行于管道軸線運動外，還存在著劇烈的橫向運動2）雷諾數 Re 液體管道在管道內流動是層流還

11、是紊流，可以用雷諾數Re 來判斷，即 Revd，式中， v為平均流速， d 為管道直徑，為液體的運動粘度液體由層流轉變為紊流時的雷諾數和由紊流轉變為層流的雷諾數不相等，后者的數值小，所以一般用后者作為判斷液流狀態的依據，稱為臨界雷諾數。當液流的實際雷諾數小于臨界雷諾數時，液流為層流，反之為紊流。2. 連續性方程連續性方程是質量守恒定律在流體力學中的一種表達形式。根據質量守恒定律，單位時間內流過的兩個截面的液體質量相等，即1v1A12v2 A2若不考慮液體的可壓縮性，有12 ，則 v1 A1v2 A2由于通流截面是任意選取的，因此有qvA常數7. 液體流動時的壓力損失1. 沿程壓力損失：液體沿等

12、徑直管流動時因液體與管壁以及液體之間存在摩擦而產生的壓力損失，主要取決于液體的流速、粘性、管路的長度以及管路的內徑，計算公式為lv 2p2d式中：沿程阻力系數，l ：液體流過的管道長度（m）， d ：管道直徑（ m）， v ：流體的平均流速（ m/s），：液體密度（ kg / m3）2. 局部壓力損失液體經閥口、彎管、突變截面以及閥口、濾網等局部裝置時，由于液流方向和速度發生急劇變化，形成漩渦，并發生強烈的紊動現象，由此造成的壓力損失稱為局部壓力損失，其公式為pv2：，式中2局部阻力系數閥局部壓力損失的計算公式為q2pvpn ( qn)3. 管路系統的總壓力損失整個管路系統的總壓力損失應該包括

13、所有的沿程壓力損失和所有的局部壓力損失，因此ppppv因此減少壓力損失的措施：減少流速（效果最好） 、縮短管路的長度、減小管路截面的突變，提高管路內壁的加工質量8. 液壓沖擊和空穴現象1. 液壓沖擊定義 由于某種原因引起的液體壓力急劇上升的現象。如起動、制動、快速換向時容易出現液壓沖擊產生的原因以及危害（1）當液流通道迅速關閉或者液流迅速換向使液流速度的大小或方向突然變化時， 由于液流的慣性引起的液壓沖擊（ 2）液壓系統中的運動部件突然制動或換向時，因工作部件的慣性引起的液壓沖擊液壓沖擊會引起振動和噪聲，嚴重時甚至導致密封裝置、管道或其它液壓元件的損壞，影響系統的正常工作減小液壓沖擊的措施（

14、1）延長閥門關閉和運動部件制動換向的時間（ 2）限制管路中液流速度及運動部件的速度（ 3）適當加大管道內徑，盡量縮短管路的長度（ 4）采用橡膠軟管，以增加系統的彈性（ 5）在發生沖擊的部位設置蓄能器，以吸收沖擊的能量2. 空穴現象定義局部出現壓力降低，而析出氣泡的現象，截面、流速急劇變化的局部區域空穴現象的危害大量的氣泡破壞了油液的連續性，而造成流量和壓力的脈動，當氣泡隨油液進入高壓區時又急劇破滅，引起局部的液壓沖擊，引起噪聲和振動減小空穴現象的措施（ 1）降低泵的吸油高度，適當增大吸油管的內徑，限制吸油管的流速，及時清洗過濾器（ 2）管路要有良好的密封，防止空氣進入（ 3）節流口兩端的壓力差

15、要小9. 液壓泵基本工作條件（ 1）應該具有實現周期性變化的密封容積（ 2）應該配流裝置（ 3）油箱為敞口或者壓力油箱10. 液壓泵的主要性能參數1. 液壓泵的壓力（ 1）工作壓力 p 是指液壓泵工作時輸出油液的實際壓力，其大小取決于負載（ 2）額定壓力 pn 是指液壓泵在使用中允許達到最高的工作壓力。泵的額定壓力的大小受泵本身的泄露和結構強度所制約2. 液壓泵的排量和流量（1）排量 V 是指不考慮泄露情況下泵軸每轉所排出的油液的體積，常用單位（2）流量是指液壓泵在單位時間內的排出油液的體積mL/ r1）理論流量qt 是指在不考慮泄露的情況下，單位時間內的排出油液的體積。計算公式qtVn2）實

16、際流量q 是指泵工作時的實際輸出流量，由于泵存在泄露，因此泵的實際流量小于理論流量3）額定流量qn 是指泵在額定壓力和額定轉速下的輸出流量3. 液壓泵的功率液壓泵輸入的是機械能，表現的形式為輸入轉矩Ti 和轉速 n ，液壓泵的輸入功率Pi2 Ti n 。液壓泵輸出的是壓力能，表現的形式為輸出流量q 和壓力 p，液壓泵的輸入功率 Popq4. 液壓泵的效率（1）容積效率v 是指液壓泵實際流量和理論流量的比值。即qqtqqvqt1qtqt（2）機械效率m 是指驅動液壓泵的理論輸入轉矩和實際輸入轉矩的比值。即mTtTi（3）總效率是指泵的輸出功率與輸入功率的比值，即P0vmPi11. 齒輪泵優點是結

17、構簡單、尺寸小、制造方便、價格低廉、工作可靠、自吸能力強、對油液污染不敏感，缺點：流量和壓力脈動大、噪聲大、排量不明確齒輪泵是液壓系統中廣泛采用的一種液壓泵, 它一般做成定量泵, 按結構不同 , 齒輪泵分為外嚙合齒輪泵和內嚙合齒輪泵, 而以外嚙合齒輪泵應用最廣。存在的問題：困油、徑向不平衡力、泄露12. 葉片泵葉片泵與其它液壓泵相比較具有結構緊湊、體積小、流量均勻、運轉平穩，噪聲小等優點，但是結構比較復雜、對油液污染比較敏感等缺點 . 按照工作原理可以分為： 單作用式和雙作用式兩大類。雙作用葉片泵常用作定量泵，單作用葉片泵常用作變量泵。葉片泵是通過兩葉片之間密封容積的增大和減小，產生吸油和壓油

18、的。轉子轉一轉時，兩葉片間產生一次吸油和壓油；葉片泵的偏心距大、吸油量大、壓油量也大。反之。葉片泵雙向變量泵。13. 柱塞泵利用柱塞在缸體內柱塞孔內的往復運動，使密封工作容積來實現吸油和壓油的（ 1）柱塞泵的工作原理柱塞泵是液壓系統的一個重要裝置。它依靠柱塞在缸體中往復運動，使密封工作容腔的容積發生變化來實現吸油、壓油。柱塞泵具有額定壓力高、結構緊湊、效率高和流量調節方便等優點，被廣泛應用于高壓、大流量和流量需要調節的場合，諸如液壓機、工程機械和船舶中。柱塞泵是往復泵的一種，屬于體積泵，其柱塞靠泵軸的偏心轉動驅動，往復運動，其吸入和排出閥都是單向閥。當柱塞外拉時，工作室內壓力降低，出口閥關閉，

19、低于進口壓力時，進口閥打開，液體進入；柱塞內推時，工作室壓力升高，進口閥關閉，高于出口壓力時，出口閥打開，液體排出。當傳動軸帶動缸體旋轉時，斜盤將柱塞從缸體中拉出或推回，完成吸排油過程。柱塞與缸孔組成的工作容腔中的油液通過配油盤分別與泵的吸、排油腔相通。變量機構用來改變斜盤的傾角，通過調節斜盤的傾角可改變泵的排量。（ 2）柱塞泵結構形式柱塞泵分為軸向柱塞泵和徑向柱塞泵兩種代表性的結構形式；由于徑向柱塞泵屬于一種新型的技術含量比較高的高效泵，隨著不斷加快，徑向柱塞泵必然會成為柱塞泵應用領域的重要組成部分14. 液壓馬達特點以及分類液壓馬達是把液體的壓力能轉換為機械能的裝置，從原理上講，液壓泵可以

20、作液壓馬達用，液壓馬達也可作液壓泵用。但事實上同類型的液壓泵和液壓馬達雖然在結構上相似，但由于兩者的工作情況不同，使得兩者在結構上也有某些差異。例如：1. 液壓馬達一般需要正反轉，所以在內部結構上應具有對稱性，而液壓泵一般是單方向旋轉的，沒有這一要求。2. 為了減小吸油阻力，減小徑向力，一般液壓泵的吸油口比出油口的尺寸大。而液壓馬達低壓腔的壓力稍高于大氣壓力，所以沒有上述要求。3. 液壓馬達要求能在很寬的轉速范圍內正常工作，因此，應采用液動軸承或靜壓軸承。因為當馬達速度很低時，若采用動壓軸承，就不易形成潤滑滑膜。4. 葉片泵依靠葉片跟轉子一起高速旋轉而產生的離心力使葉片始終貼緊定子的內表面，起

21、封油作用，形成工作容積。 若將其當馬達用， 必須在液壓馬達的葉片根部裝上彈簧， 以保證葉片始終貼緊定子內表面，以便馬達能正常起動。5. 液壓泵在結構上需保證具有自吸能力，而液壓馬達就沒有這一要求。6. 液壓馬達必須具有較大的起動扭矩。所謂起動扭矩，就是馬達由靜止狀態起動時，馬達軸上所能輸出的扭矩，該扭矩通常大于在同一工作壓差時處于運行狀態下的扭矩，所以，為了使起動扭矩盡可能接近工作狀態下的扭矩，要求馬達扭矩的脈動小，內部摩擦小。由于液壓馬達與液壓泵具有上述不同的特點，使得很多類型的液壓馬達和液壓泵不能互逆使用。液壓馬達按其額定轉速分為高速和低速兩大類，額定轉速高于500r/min的屬于高速液壓

22、馬達，額定轉速低于 500r/min的屬于低速液壓馬達。高速液壓馬達的基本型式有齒輪式、螺桿式、葉片式和軸向柱塞式等。它們的主要特點是轉速較高、轉動慣量小，便于啟動和制動，調速和換向的靈敏度高。通常高速液壓馬達的輸出轉矩不大 ( 僅幾十牛米到幾百牛米) ，所以又稱為高速小轉矩液壓馬達。高速液壓馬達的基本型式是徑向柱塞式，例如單作用曲軸連桿式、液壓平衡式和多作用內曲線式等。此外在軸向柱塞式、葉片式和齒輪式中也有低速的結構型式。低速液壓馬達的主要特點是排量大、體積大、轉速低 ( 有時可達每分種幾轉甚至零點幾轉) ，因此可直接與工作機構連接，不需要減速裝置，使傳動機構大為簡化，通常低速液壓馬達輸出轉

23、矩較大( 可達幾千牛頓米到幾萬牛頓米) ，所以又稱為低速大轉矩液壓馬達。液壓馬達也可按其結構類型來分，可以分為齒輪式、葉片式、柱塞式和其他型式。主要性能參數（1）工作壓力和額定壓力1）工作壓力p 是指液壓馬達入口處油液的實際壓力。其大小取決于它所驅動的負載轉矩2）額定壓力pn 是指液壓馬達在正常工作條件下，按試驗標準規定的連續運轉的最高工作壓力。其大小和馬達的結構強度及泄露大小有關（2）液壓馬達的容積效率和轉速液壓馬達的容積效率為vqt （ qt 理論流量， q 實際流量）q將 qtVn 代入上式知道：液壓馬達的轉速為nqVV（3）液壓馬達的機械效率和轉矩液壓馬達的機械效率為mTo（ To 實

24、際轉矩， Tt 理論轉矩）Tt液壓馬達的輸出轉矩為T0 =TtpVmm（4）液壓馬達的總效率2液壓馬達的總效率為液壓馬達的輸出功率Po 和輸入功率 Pi 之比，即Po2 nTPiv mpq15. 液壓缸液壓缸結構簡單，制造容易，工作可靠，應用廣泛，大多數液壓缸是將液壓泵輸出的液壓能轉變為直線運動的機械能。分類：按照結構特點可以分為活塞式、柱塞式和擺動式；按作用方式可以分為單作用式和雙作用式。單作用液壓缸的油液壓力只能使活塞（或柱塞）作單方向運動，反方向運動必須依靠外力（如彈簧力或自重）實現；雙作用液壓缸可由油液壓力實現兩個方向的運動1. 活塞式液壓缸活塞式液壓缸根據其使用要求不同可分為雙桿式和

25、單桿式兩種。(1) 雙桿式活塞缸?；钊麅啥硕加幸桓睆较嗟鹊幕钊麠U伸出的液壓缸稱為雙桿式活塞缸，它一般由缸體、缸蓋、活塞、活塞桿和密封件等零件構成。根據安裝方式不同可分為缸筒固定式和活塞桿固定式兩種。由于雙桿活塞缸兩端的活塞桿直徑通常是相等的，因此它左、 右兩腔的有效面積也相等，當分別向左、右腔輸入相同壓力和相同流量的油液時，液壓缸左、右兩個方向的推力和速度相等。當活塞的直徑為D，活塞桿的直徑為d，液壓缸進、出油腔的壓力為p1 和 p2，輸入流量為q 時，雙桿活塞缸的推力F 和速度 v為：F=A(p1 -p 2)= (D 2 -d 2 ) (p 1-p 2) /4v=q/A=4q/ (D2-d

26、 2)q輸入液壓缸的流量，F活塞（或缸體）上的液壓推力，p1 液壓缸進油壓力p2 液壓缸回油壓力，A活塞的有效作用面積，D活塞直徑， d活塞桿直徑（2）單桿活塞式液壓缸1. 當無桿腔進油時，有桿腔回油時，活塞推力和運動速度分別為v1q4qF p1 A1p2 A2( p1p2 )D 2p2 d 2 AD 242. 當有桿腔進油時，無桿腔回油時，活塞推力F2 和運動速度 v2 分別為v2q4qF2p1 A2p2 A1( p1p2 )D 2p1d 2 A2(D 2d 2 )43. 差動連接時，活塞推力F3 和運動速度v 3 分別為2q qq qq( D 2d 2 )v34qv34，則 v3F3=p1

27、 (A1-A 2)=p 1 d /4A1d 2D2D244在實際應用中，液壓系統通過方向控制閥來實現單桿缸的油路連接，實現“快進工進快退”，在此工作過程中， 快進由差動連接方式完成，工進由無桿腔進油完成，快退則由有桿腔進油方式完成。當要使 “快進”和“快退”相等時，即 v2v3，可得 D2d2. 柱塞式是一種單作用液壓缸，柱塞的直徑設為d，輸入油液的流量為 q，壓力為 p 時，柱塞上產生的推力F 和速度 v 為：F=pA=p d2/4 i =q/A=4q/ d2柱塞一般較粗，重量大，其安裝方式要垂直安裝，必須水平時，將柱塞做成空心的結構簡單，制造容易，維修方便，常用于行程較長的設備，例如龍門刨

28、床、導軌磨床、大型拉床等3. 擺動式液壓缸是一種輸出轉矩并實現往復擺動的液壓執行元件，又稱為擺動式液壓馬達，常用的有單葉片式和雙葉片式兩種結構形式，其結構緊湊，輸出轉矩大，但密封性較差，一般用于夾緊裝置、送料裝置、轉位裝置等中低壓系統4. 組合式液壓缸(1) 增壓液壓缸。增壓液壓缸又稱增壓器，它利用活塞和柱塞有效面積的不同使液壓系統中的局部區域獲得高壓。它有單作用和雙作用兩種型式，單作用增壓缸的工作原理如圖4-9(a) 所示，當輸入活塞缸的液體壓力為p1 ，活塞直徑為D，柱塞直徑為d 時，柱塞缸中輸出的液體壓力為高壓，其值為：p2=p1(D/d) 2 =Kp1(4-29)22式中： K=Dd

29、，稱為增壓比，它代表其增壓程度。顯然增壓能力是在降低有效能量的基礎上得到的，也就是說增壓缸僅僅是增大輸出的壓力，并不能增大輸出的能量。單作用增壓缸在柱塞運動到終點時，不能再輸出高壓液體，需要將活塞退回到左端位置，再向右行時才又輸出高壓液體，為了克服這一缺點，可采用雙作用增壓缸，如圖 4-9(b) 所示，由兩個高壓端連續向系統供油。圖 4-9 增壓缸(2) 伸縮缸。亦稱為多級缸。伸縮缸由兩個或多個活塞缸套裝而成，前一級活塞缸的活塞桿內孔是后一級活塞缸的缸筒，伸出時可獲得很長的工作行程，縮回時可保持很小的結構尺寸，伸縮缸被廣泛用于起重運輸車輛上。伸縮缸可以是如圖4-10(a) 所示的單作用式，也可

30、以是如圖4-10(b)所示的雙作用式，前者靠外力回程，后者靠液壓回程。圖 4-10 伸縮缸伸縮缸的外伸動作是逐級進行的。首先是最大直徑的缸筒以最低的油液壓力開始外伸，當到達行程終點后，稍小直徑的缸筒開始外伸，直徑最小的末級最后伸出。隨著工作級數變大，外伸缸筒直徑越來越小，工作油液壓力隨之升高，工作速度變快。其值為：Fi =p1(4-30)V1 =4q/ Di2(4-31)式中的 i 指 i 級活塞缸。圖 4-11 齒輪缸(3) 齒輪缸。它由兩個柱塞缸和一套齒條傳動裝置組成，如圖4-11 所示。柱塞的移動經齒輪齒條傳動裝置變成齒輪的傳動，用于實現工作部件的往復擺動或間歇進給運動。16. 液壓缸的

31、典型結構與組成液壓缸的基本結構可以分為缸體組件、活塞組件、密封裝置、緩沖裝置和排氣裝置五部分組成缸體組件包括缸筒、前后缸蓋、導向套和連接件等；活塞組件由活塞、活塞桿和連接件等組成；密封裝置用來防止油液的泄露，設計的好壞直接影響液壓缸的工作性能；緩沖裝置：為避免活塞在行程兩端與缸蓋發生碰撞，產生撞擊與噪聲，常在大型、高速或者要求較高的液壓缸的設置中緩沖裝置；排氣裝置：液壓系統混入空氣后，會使工作不穩定，產生振動、噪聲、爬行或者前沖等現象，嚴重時會系統不能正常工作17 認識液壓控制閥1. 液壓控制閥的基本結構和工作原理（ 1）基本結構 所有的液壓閥的都是由閥體、閥心及驅動閥心動作的元件組成。閥體上

32、除了與閥心配合的閥體孔外，還有外接油管進出油口，閥心主要有滑閥、錐閥和球閥三種方式，驅動裝置可以是手調結構，也可以是彈簧、電磁線圈或者液體驅動機構（ 2）工作原理：利用閥心在閥體內的相對運動來控制閥口的通斷及開口大小，來實現壓力，流量和方向控制的2. 液壓控制閥的分類按照功能劃分：方向控制閥、壓力控制閥和流量控制閥按照操縱方式劃分：手動、機動、電磁、液壓操縱式等按安裝連接方式劃分：管式、板式、疊加式和插裝式等3液壓控制閥的性能參數公稱通徑 Dg，壓力，流量的限定值以及壓力損失，開啟壓力，允許背壓，最小的穩定流量等18. 方向控制閥 用來控制液壓系統中的液流、斷或流動方向，用來實現對執行元件的啟

33、動、 停止或者運動方向的控制，分為單向閥和換向閥兩類；壓力控制閥 ：在液壓系統中，用來控制油液壓力高低或者利用信號控制其他元件而產生的動作，有溢流閥、減壓閥、順序閥和壓力繼電器等；流量控制閥 是利用閥口的通流面積，來調節控制閥口的流量，從而改變執行元件的的運動速度，有節流閥和調速閥兩種。19. 方向控制閥：單向閥和換向閥1. 單向閥1）普通單向閥作用是只允許液流單方向運動，不允許反向倒流，按照油液流向不同可以分為直通式和直角式。2）液控單向閥是由單向閥和液控裝置兩部分組成2. 換向閥1）工作原理換向閥通過改變閥心在閥體內的相對位置，使閥體上各油口連通或斷開，從而控制元件的啟動、停止或者改變方向

34、2）換向閥的分類分類方法按閥心結構按閥的工作位置和通路數按操縱閥心運動的方式按閥心的定位方式型式滑閥式、轉閥式和球閥式等二位四通、二位三通、二位四通、二位五通、三位四通、三位五通等。手動、機動、電磁動、液動、電液動等鋼球定位式和彈簧復位式3）換向閥的圖形符號滑閥的操縱方式。常見的滑閥操縱方式示于圖5-4 中。圖 5-4 滑閥操縱方式(a) 手動式 (b) 機動式 (c) 電磁動 (d) 彈簧控制 (e) 液動 (f) 液壓先導控制 (g) 電液控制4）常位態與中位機能當換向閥沒有受到操縱力作用時各油口的連接方式稱為常位態，二位二通換向閥有常開型和常閉型兩種，常開型的常態位兩油口是連通口，常閉型

35、的常位態兩油口是不通的對于三位換向閥，其常態位各油口連通方式稱為中位機能5）幾種常見的換向閥手動換向閥：利用手動杠桿來改變閥心的位置，實現換向。按換向的定位方式可以分為：彈簧自動復位式和鋼球定位式，結構簡單，操作安全，適用于間歇動作且要求人工控制的場合，如工程機械機動換向閥：行程換向閥，是由行程擋塊或凸輪推動閥心實現換向的。結構簡單、動作可靠、換向位置精度高。改變擋塊的迎角或凸輪的形狀，可使閥心獲得合適的換向速度，以減小換向沖擊，只能安裝在運動部件的附近，通常是彈簧復位式二位閥，有二通、三通、四通和五通等電磁換向閥：利用電磁鐵吸力使閥心移動實現轉向的，按使用電源的不同，可以分為交流和直流兩種。

36、具有動作迅速、操作方便，易于實現自動控制等優點，但由于電磁鐵的吸力有限，所以電磁閥只宜用在流量不大的場合液動換向閥：利用系統中的壓力油（控制油）作用來改變閥心工作位置實現換向的，優點是結構簡單，動作可靠，換向平穩，由于液壓驅動力大，故可以通過較大的流量，常與小電磁換向閥聯合使用電液換向閥：是由電磁換向閥和液動換向閥組合而成，其中電磁換向閥是改變控制油路的方向，稱為先導閥；液動閥是實現主油路的換向，稱為主閥20. 壓力控制閥：溢流閥、減壓閥、順序閥和壓力繼電器等1. 溢流閥：溢流閥的主要作用是對液壓系統定壓或進行安全保護。按其結構原理可以分為直動式溢流閥和先導式溢流閥。直動式溢流閥利用液壓力直接

37、和彈簧力相平衡來進行壓力控制的；先導式溢流閥是由先導閥和主閥兩部分組成，總溢流量是由先導閥閥口流量和經主閥口的流量組成溢流閥的靜態性能：是指在穩定工作狀態下的性能，主要有：壓力流量特性和啟閉特性（1）壓力流量特性（ pq）是指溢流閥某一調定壓力下工作時，溢流量的變化與進口之間的關系，即穩壓性能（2）啟閉特性指溢流閥在穩態情況下從開啟后到閉合的過程中， 被控壓力與通過溢流閥的溢流量之間的關系。溢流閥的應用：溢流穩壓、過載保護（安全閥）、遠程調壓、使泵卸荷2. 順序閥是利用液壓系統中的壓力自動接通或者切斷某油路的壓力閥。常用來控制液壓系統中各執行元件動作先后順序，故稱為順序閥。應用：控制多個執行元

38、件的順序動作；與單向閥組成平衡閥；控制雙泵系統中的大泵卸荷3.減壓閥是一種利用液流通過縫隙產生壓力降的原理，使出口壓力低于進口壓力的壓力控制閥，其作用是用來降低液壓系統中某一支路的油液壓力，使同一系統中能有兩個或者幾個不同壓力輸出，分為直動式和先導式兩種，在夾緊回路、潤滑回路和控制回路中應用較多4. 壓力繼電器是一種將油液的壓力信號轉換成電信號的電液控制元件，當油液壓力達到壓力繼電器的調定壓力時，即發出電信號，以控制電磁鐵、電磁離合器、繼電器等元件動作，使油路卸壓、換向、執行元件實現順序動作，或關閉電動機，使系統停止工作，起安全保護作用等。壓力繼電器正確位置是在液壓缸和節流閥之間。性能指標：調

39、壓范圍和通斷調節區間21 流量控制閥：節流閥和調速閥節流閥結構簡單，體積小，但負載和溫度變化對流量的穩定性影響較大，因此只適用于負載和溫度變化不大或對速度穩定性要求不高的液壓系統中。調速閥是由定差減壓閥和一個可調節流閥串聯組合而成的組合閥。節流閥用來控制通過的流量，定差減壓閥則自動補償負載變化的影響，保證節流閥兩端的壓力差為定值，從而消除負載變化對流量的影響22. 液壓基本回路所有的基本回路是指由若干個液壓元件組成的并且能夠完成某種特定功能的回路，分為：方向控制回路、壓力控制回路、速度控制回路、多缸控制回路方向控制回路它是控制液壓系統執行元件的啟動、停止和換向的回路，這類回路包括換向回路和鎖緊

40、回路。包括換向回路和鎖緊回路壓力控制回路它是對系統整體或者系統某一部分的壓力進行控制，以滿足執行元件對力或者轉矩要求的回路。包括調壓、卸荷、增壓、減壓、平衡等多種回路速度控制回路、它是對液壓系統中的執行元件的運動速度和速度切換進行控制回路。包括調速回路、快速運動回路和速度換接回路多缸工作控制回路它是指由一個液壓泵驅動多個液壓缸相互配合的回路。包括順序動作回路、同步回路以及互不干擾回路1.氣壓傳動系統（ 1）氣源裝置它將原動機輸出的機械能轉變為空氣的壓力能，其主要的設備是空氣壓縮機（ 2）氣動控制元件用來控制壓縮空氣的壓力、流量和流動方向，以保證執行元件具有一定的輸出力和速度并按設計程序正常工作

41、，如壓力閥、流量閥、方向閥和邏輯閥等（ 3）氣動執行元件是將空氣的壓力能轉變為機械能的能量轉換的裝置，如氣缸和氣馬達（ 4）氣動邏輯元件能夠完成一定的邏輯功能的氣動元件，如與門、是門、非門（ 5）氣動輔助元件是用于保證系統正常工作的一些裝置。如過濾器，干燥器、消聲器和油霧器等2.氣源裝置是用來產生具有足夠的壓力和流量的壓縮空氣并將其凈化、處理和儲存的一套裝置空氣壓縮機：（ 1）種類：空氣壓縮機是產生和輸送壓縮空氣的裝置，它將電動機輸出的機械能轉化為氣體的壓力能輸送給氣壓系統。按照工作原理的不同，可以分為容積式和速度式。容積式壓縮機是通過機構的運動，使氣缸內部容積大小發生周期性變化，從而完成對空

42、氣的吸入和壓縮的過程，又分為：活塞式、膜片式和螺桿式（ 2）工作原理臥式空氣壓縮機是利用曲柄機構，將電動機的回轉轉變為活塞的往復直線運動（ 3）選用按額定排氣壓力空氣壓縮機可以分為低壓（0.7MPa ）、中壓（ 1MPa ）、高壓（ 10MPa ）及超高壓（100MPa ）；按輸出氣體流量可以分為微型（100 m3 / min ）在選擇空氣壓縮機時，其額定壓力應等于或者略高于所需的工作壓力，其流量以氣動設備最大的耗氣量為基礎，并考慮管路、閥門泄露量以及各種氣動設備是否同時工作等因素（ 4）凈化裝置1）后冷卻器后冷卻器安裝在壓縮機出口的管道上，將壓縮機排出的壓縮氣體溫度從140170 C 降至4

43、050 C ，使其中水汽、油霧氣凝結成水滴和油滴，以便經油水分離器析出，一般采用水冷式換熱裝置，結構形式有：列管式、散熱片式、套管式、蛇管式和板式等2）油水分離器主要作用是將壓縮空氣中凝結的水分和油分等雜質分離出來，使壓縮空氣得到初步凈化。其結構形式為：環形回轉式、撞擊折回式、離心旋轉式和水浴式等3）干燥器干燥器的作用是為了滿足精密氣動裝置用氣，把初步凈化的壓縮空氣進一步凈化以吸收和排除其中的水份、油份和雜質，使濕空氣變成干空氣，形式有冷凍式、吸附式、加熱式等冷卻式干燥器是利用制冷設備使空氣冷卻一定露點溫度，析出空氣中的多余水分。使壓縮空氣達到一定的干燥度；吸附式干燥器是利用硅膠、活性氧化鋁、

44、焦炭分子等具有吸附性能的干燥劑來吸附空氣中的水分，從而達到干燥空氣的目的4）空氣過濾器它的作用是進一步濾除壓縮空氣的水分、油分及雜質，以達到氣動系統所要求的凈化程度。它與減壓閥、油霧器一起構成了氣動三聯件5）儲氣罐儲氣罐主要用來調節氣流，減小輸出氣流和壓力脈動，保證輸出氣流的流量的連續性；儲存在一定數量的壓縮空氣、調節用氣量以及臨時應急使用；進一步分離壓縮空氣中的水分和油分，一般采用焊接結構3.氣動輔助元件（ 1）油霧器作用是把潤滑油霧化后，經過壓縮空氣攜帶進入系統中各潤滑部位，滿足氣動元件潤滑的需要。它的供油量應該根據氣動設備情況確定，一般以10 m3 自由空氣供給1 cm3 潤滑油為宜（

45、2）消聲器它是通過阻尼或者增加排氣面積來降低排氣的速度和功率，從而降低噪聲的。有吸收型、膨脹干涉型和膨脹干涉吸收型等。其選擇主要依據排氣口直徑的大小及噪聲的頻率范圍（ 3）氣液轉換器氣動系統中常用氣液阻尼缸或者用液壓缸作執行元件，獲得較平穩的速度，因而需要一種把氣壓信號轉換成液壓信號的裝置，這就是氣液轉換器，有兩種：直接作用式和換向閥式4.氣缸氣缸是氣壓系統中的一種使用最普遍的一種執行元件，與液壓缸相比，具有結構簡單、成本低、污染少、便于維修、動作迅速等，但由于推力小，廣泛使用于輕載系統1.分類：（ 1）按壓縮空氣對活塞端面作用力的方向分1）單作用氣缸氣缸只有一個方向靠氣壓驅動，另一方向靠彈簧力或自重和其他外力2）雙作用氣缸氣缸的往返運動全靠壓縮空氣來完成（ 2）按氣缸結構特征分：活塞式氣缸、薄膜式氣缸、伸縮式氣缸（ 3）按氣缸的安裝方式分：固定式氣缸、軸銷式氣缸、回轉式氣缸、嵌入式氣缸（ 4）按氣缸功能分：普通氣缸、緩沖氣缸、氣液阻尼缸、擺動氣缸、沖擊氣缸、步進氣缸2.幾種常見的氣缸1）單作用氣缸單作用氣缸是指壓縮空氣僅在氣缸的一端空氣，并推動活塞運動，而活塞反向則是依靠復位