液压与气动技术（樊薇第3版）习题解答

人邮教材习题解答单元一第一节【思考与练习】1.什么是液压传动？液压传动有哪些特点？答：液压传动是以密闭系统中有压流体液体作为工作介质来传递运动、动力或控制信号的一种传动方式。优点（1）安装方便灵活。（2）体积小，输出力大。（3）过载的危险小。（4）易于调整输出力。（5）工作性能好。（6）易于自动化控制。（7）液压元件已实现了标准化、系列化和通用化，便于设计、制造和推广使用。缺点（1）不能保证严格的传动比。（2）密封不良会造成液压油外泄。（3）液压系统对温度敏感。（4）效率低（5）元件的加工精度要求较高，安装维护的要求也相对较高。（6）故障诊断较困难。2.我们日常生活中见过哪些液压设备和液压装置？答：装载机、起重机、千斤顶、挖掘机、飞机的起落架收放、升降台等第二节【思考与练习】1.什么是液体的黏性？常用的表示方法有哪几种？答：液体在外力作用下流动时分子间产生内摩擦力的性质称为液体的黏性。常用的表示方法有动力黏度、运动黏度、相对黏度。2.如何选择液压油的黏度？答：合理选择液压油需要考虑以下几点：3.液压油的污染有什么危害？如何控制液压油的污染？答；液压油污染后有以下危害（1）固体颗粒使液压元件滑动部分磨损加剧，反应变慢，甚至造成卡死，缩短其使用寿命。固体颗粒物还易堵塞滤油器，使液压泵运转困难，造成吸空，产生气蚀、振动和噪声。（2）造成液压元件的微小孔道和缝隙的堵塞，使液压阀性能下降或动作失灵。（3）加速密封件的磨损，使泄漏量增大。（4）液压油中混入水分会使液压油的润滑能力降低，并使油液乳化变质，并腐蚀金属表面，生成的锈片会进一步污染油液。（5）低温时，自由水会变成冰粒，堵塞元件的间隙和孔道。（6）空气混入液压油会产生气蚀，降低元件机械强度，致使液压系统出现振动和爬行，产生噪声。（7）空气还能加速油液氧化变质，增大油液的可压缩性。对液压油的污染控制工作概括起来有两个方面：一是防止污染物侵入液压系统，二是把已经侵入的污染物从系统中清除出去。污染的控制要贯穿于液压系统的设计、制造、安装、使用、维修等各个环节。在实际工作中污染控制主要有以下措施。（1）在使用前保持液压油清洁。（2）做好液压元件和密封元件的清洗工作，减少污染物侵入。（3）液压系统在装配后、运行前应保持清洁。（4）在工作中保持液压油清洁。（5）防止污染物从活塞杆伸出端侵入。（6）合理选用过滤器。第三节【思考与练习】1.静压力的特性是什么？静压力传递原理是什么？答：静压力的特性是①液体静压力垂直于承压面，其方向和该面的内法线方向一致。②静止液体内任一点所受到的压力在各个方向上都相等。在密封容器内施加于静止液体任一点的压力可以等值传到液体内部各点。这就是帕斯卡原理或静压传递原理。2.压力有哪几种表示方法？答：液压系统中的压力通常有绝对压力、相对压力（表压力）、真空度3种表示方法。3.图示连通器中装有水和另一种液体。已知水的密度ρ水=1×103kg/m3，h1=60cm，h2=75cm，求另一种液体的密度ρ1。解：4.已知：图1-15中小活塞的面积A1=10cm2，大活塞的面积A2=100cm2，管道的截面积A3=2cm2。试计算：①若使W=10×104N的重物抬起，在小活塞上施加的力F应为多大？②当小活塞以v1=1m/min的速度向下移动时，求大活塞上升的速度v2和管道中液体的流速v3。解：（1）（2）=第四节【思考与练习】1.管路中的压力损失有哪几种？对压力损失影响最大的因素是什么？答：管路中的压力损失有两种沿程压力损失和局部压力损失，局部压力损失包括流经阀的损失和流经变截面弯头等局部的损失。其中速度对损失的影响最大。2.如何避免液压冲击、减少空穴现象？答：避免液压冲击的主要办法是避免液流速度的急剧变化。延缓速度变化的时间，能有效地防止液压冲击。为了减少空穴现象，应使液压系统内所有点的压力均高于液压油的空气分离压力。例如，应注意油泵的吸油高度不能太大，采用粗的吸油管，油泵的转速不要太高，管路应密封良好，油管出口应没入油面以下等。综合训练一、填空题1.液压传动是利用密闭系统中的有压液体作为工作介质传递运动和动力的一种传动方式。2.液压泵是利用密闭容积由小变大时，其内压力减小，密闭容积由大变小时，其内压力增大的原理来而吸油和压油的。3.液压系统由动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和工作介质五部分组成。4.液压泵是将原动机输入的机械能转变为液体的压力能的能量转换装置。它的功用是向液压系统压力油。5.液压缸和液压马达是将液体的压力能转变为机械能的能量转换装置。6.各种液压阀用以控制液压系统中液体的方向、压力和流量等，以保证执行机构完成预定的工作运动。7.液体流动时，分子间产生内摩擦力的性质，称为液体的黏性，液体粘性用黏度表示。8.液体的动力粘度μ与其密度ρ的比值称为运动黏度，用符号ν表示，其国际单位为m2/s，常用单位为mm2/s，两种单位之间的关系是1m2/s=106mm2/s。9.液体受压力作用而发生体积变化的性质，称为液体的可压缩性。在高压系统和压力变化比较大时，应考虑液体的可压缩性。10.N32机械油油在40℃时，其运动粘度的平均值为3.2×10-5m2/s；而在20℃时，其值增大为1×10-4m2/s；在70℃时，其值降低至9×10-6m2/s。11.当液压系统的工作压力高，环境温度高或运动件速度较慢时，为了减少泄漏，宜选用粘度较高的液压油；当工作压力低，环境温度低或运动件的速度较快时，为了减小功率损失，宜采用粘度较低的液压油。12．液压系统的工作压力决定于外负载。13．在密闭系统中，由外力作用所产生的压力可等值地传递到液体内部的所有各点，这就是静压力传递原理。二、判断题（√）1.液压传动系统因其工作压力很高，因而其最突出的特点是：结构紧凑，能输出很大的力或转矩。（×）2.液压传动装置工作平稳，能方便地实现无级调速，但不能快速启动、制动和频繁换向。（×）3.液压传动能保证严格的传动比。（√）4.液压传动与机械、电气传动相配合，能很方便地实现复杂的自动工作循环。（×）5.液体的可压缩性比钢的可压缩性大10~15倍。（√）6.当压力大于10MPa或压力变化较大时，则需要考虑压力对黏性的影响。（×）7.液压系统的工作压力数值是指其绝对压力值。（√）8.液压系统的压力表显示的数值是指其相对压力值。（√）9.液压元件不要轻易拆卸，如必须拆卸时，应将清洗后的零件放在干净地方。在重新装配时要防止金属屑、棉纱等杂物进入元件内。（×）10.作用于活塞的推力越大，活塞运动的速度就越快。（√）11.在一般情况下，液压系统中由液体自重引起的压力差，可忽略不计。（√）12.液压系统工作时，液压阀突然关闭或运动部件迅速制动，常会引起液压冲击。（√）13.液体在变径管中流动时，其管道截面积越小，则流速越高，而压力越小。三、计算题1.液压泵安装如题图1-1所示，已知泵的输出流量Q=25L/min，吸油管道内径d=25mm，泵的吸油口距油箱液面的高度H=0.4m，插入深度h=0.2m，若油的运动粘度为20cSt，滤油器阻力Δp=0.01MPa，试计算液压泵吸油口处的真空度。解：单元二第一节【思考与练习】1.液压泵要完成吸油和压油,必须具备的条件是什么？答：（1）有密封容积（2）密封容积能交替变化（3）有与容积变化相协调的配油装置（4）油箱与大气相通2.某一液压泵输出油压p=10MPa，排量V=100mL/r，转速n=1450r/min，容积效率ηv=0.95，总效率η=0.9，求泵的输出功率和电动机的驱动功率。解：（1）（2）(3)(4)3.某液压泵的作压力为l0MPa,实际输出流量为60L/min,容积效率为0.9,机械效率为0.94,试求:(1)液压泵的输出功率。(2)驱动该液压泵的电动机所需功率。解：（1）（2）第二节【思考与练习】1．在齿轮泵中,开困油卸荷槽的原则是什么?答：开困油卸荷槽的原则是，在保证吸、压油腔互不相通的前提下，设法使闭死容积与吸油腔和压油腔相通。容积变大与吸油腔相通，容积减小与压油腔相通。常用的有对称双矩形卸荷槽和不对称双矩形卸荷槽。2．为什么齿轮泵通常只能做低压泵使用？答：因为齿轮泵泄漏比较大，其中端面泄漏占80%，齿顶与泵体间的间隙泄漏占15%，啮合处的泄漏占5%，泄漏是影响齿轮泵压力提高的主要原因。第三节【思考与练习】1．液压泵的的选用原则是什么？答：选择液压泵的原则是根据主机工况、功率大小和液压系统对工作性能的要求首先决定选择定量泵还是变量泵，然后根据各类泵的性能、特点及成本确定选用何种结构的液压泵，最后根据系统所需压力、流量确定泵的规格型号。小功率设备选齿轮泵和双作用叶片泵，高精度设备选螺杆泵和双作用叶片泵，负载较大有快慢速要求的设备选限压式叶片泵，大功率设备选柱塞泵，筑路机械小型工程机械等工作环境较差的场合选齿轮泵。2．某液压泵的额定转速为950r/min，排量V＝168mL/r，在额定压力为29.5MPa和同样转速下，测得的实际流量为150L/min，额定工作情况下的总效率为0.87，求：(1)泵的理论流量；(2)泵的容积效率和机械效率；(3)泵在额定工作情况下，所需的电机驱动功率解：（1）（2）（3）综合训练一、填空题1．常用的液压泵有齿轮泵、叶片泵、螺杆泵和柱塞泵。2．齿轮泵有内啮合齿轮泵和外啮合齿轮泵两种；叶片泵有单作用叶片泵和双作用叶片两种；柱塞泵有轴向柱塞泵和径向柱塞泵两种。3．液压泵的额定压力是液压泵在正常工作条件下，按试验标准规定连续运转的最高工作压力，超出此值就是过载。4．液压泵的排量是指是泵主轴每转一周所排出液体体积的理论值，用V表示，常用单位是mL/r。5．液压泵的理论流量Qth等于其排量和转速的乘积，Qth=Vn。6．机械功率P=2πnT，液压功率P=pQ。7．液压泵的总效率η等于其容积效率和机械效率的乘积，即η=ηmηv。8．变量叶片泵依靠改变定子与转子的偏心距来改变泵的输油量大小。9．直轴斜盘式轴向柱塞泵，若改变斜盘倾角的大小，就能改变泵的排量，若改变斜盘倾斜的方向，就能改变泵的吸压油方向它是一种双向变量泵。它适用于压力20MPa以上各类液压系统中。二、选择题1．在没有泄漏的情况下，根据泵的几何尺寸大小计算得到的流量称为A；泵在规定转速和额定压力下输出的流量称为B；泵在某工作压力下实际排出的流量称为C。A、实际流量B、额定流量C、理论流量2．限制齿轮泵压力提高的主要因素是C。A、流量脉动B、困油现象C、泄漏大D、径向力不平衡3．外啮合齿轮泵有三条途径泄漏，其中B对容积效率的影响最大。A、齿顶圆与壳体的径向间隙B、齿轮端面与侧盖板的轴向间隙C、啮合点的泄漏三、简答题1．什么是泵的排量、理论流量和实际流量？泵的排量是泵主轴每转一周所排出液体体积的理论值；泵的理论流量为液压泵单位时间内排出的液体体积的理论值；泵的实际流量为液压泵单位时间内排出的液体体积的实际值2．什么是泵的工作压力、额定压力和最高工作压力？液压泵实际工作时的输出压力称为液压泵的工作压力。液压泵在正常工作条件下，按试验标准规定连续运转的最高压力称为液压泵的额定压力。在超过额定压力的条件下，根据试验标准规定，允许液压泵短暂运行的最高压力值称为液压泵的最高允许压力。四、计算题1．液压泵铭牌上标有转速n=1450r/min，额定流量Q=60L/min，额定压力p=8MPa，泵的总效率η=0.8，试求该泵应选配的电机功率。解：P=pQ/η=8×106×60×10﹣3÷60÷0.8=10000W=10kW2．某一液压泵输出油压p=10MPa，排量V=20mL/r，转速n=960r/min，容积效率ηv=0.95，总效率η=0.8，求泵的输出功率和驱动泵的电机功率。解：Qth=Vn=20×960=19200mL/minQac=Qthηv=19200×0.95=18240mL/minPac=pQac=10×106×18240×10﹣6÷60=30400WPm=Pac/η=30400÷0.8=38000W=3.8kW单元三第一节1、什么是差动连接？它适用于什么场合？在某一工作循环中单杆活塞缸需要具备什么条件才能保证“快进”与“快退”速度相等？答、把液压缸右腔的回油管道和左腔的进油管道接通压力油的连接方式称为差动连接。在工作循环中活塞的面积是活塞杆面积的2倍也就是活塞的直径是活塞直径的1.414倍。2、某一差动液压缸，求在①，②两种条件下，活塞面积A1和活塞杆面积A3之比。解：①=D2﹣d2=d2D2=2d2A1=2A3②2=2d2=D2－d2D2=3d2A1=3A3第二节已知某液压马达的排量V=250mL/r，液压马达入口压力为p1=10.5MPa，出口压力p2=1.0MPa，其总效率η=0.9，容积效率ηv=0.92。当输入流量Q=22L/min时，试求液压马达的实际转速n和液压马达的输出转矩T。解：第三节思考与练习1、蓄能器有哪些功用？答：蓄能器是液压系统中的一种储存油液压力能的装置，其主要功用如下：（1）短期大量供油。（2）保压和补充泄漏。（3）吸收压力冲击和消除压力脉动。（4）作应急油源。2、滤油器在选用应注意哪些问题？它们可以安装在哪几种位置？各起什么作用？答：选用滤油器时应考虑如下问题：（1）过滤精度（2）液压油通过的能力和压力损失（3）耐压（4）易于清洗或更换滤芯。滤油器可以安装在：（1）泵入口的吸油粗滤器1吸油粗滤器用来保护泵，使其不致吸入较大颗粒的机械杂质。根据泵的要求，可选用粗的或普通精度的滤油器。（2）泵出口油路上的高压滤油器2这种安装主要用来滤除进入液压系统的污染杂质。（3）系统回油路上的低压滤油器，可滤去油液流入油箱以前的污染物，为液压泵提供清洁的油液。（4）安装在系统以外的旁路过滤系统。大型液压系统可专设一液压泵和滤油器构成的滤油子系统，滤除油液中的杂质，以保护主系统。综合训练一、填空题1．液压缸按结构特点不同，可分为活塞缸、柱塞缸和摆动缸三大类。2．单杆活塞缸常用于一个方向慢速工进，另一个方向快速退回设备的液压系统。例如，各种机床、的液压系统。3．单杆活塞缸差动连接时比其非差动连接同向运动获得的速度快、压力低。因此，在机床的液压系统中常用其实现运动部件的空行程快进。4．柱塞式液压缸只能实现单向运动，其反向行程需借外力或自重完成。在龙门刨床、导轨磨床、大型压力机等行程长的设备中为了得到双向运动，可采用柱塞缸成对使用。5．摆动液压缸常用于机床回转夹具送料装置继续进刀机构及工程机械回转机构的液压系统。6．增压缸能将低压转变为高压供液压系统中某一支油路使用。7．伸缩式液压缸的活塞伸出的顺序是由慢到快，活塞缩回的顺序一般是由快到慢，这种液压缸适用于工程机械和其他行走机械。8．铸铁、铸钢和锻钢制造的缸体与端盖多采用法兰式连接，无缝钢管制作的缸筒端部常采用螺纹式连接或半环式，较短的液压缸常采用拉杆式连接。9．液压系统中混入空气后会使其工作不稳定，产生振动、爬行及前冲等现象，因此，液压系统中必须设置排气装置。10．叶片式液压马达体积小，转动惯量小，动作灵敏，可频繁换向，一般用于转矩小、转速高和动作要求灵敏的场合。11．油箱的组成部分有箱体、隔板、油面计、放油口、进油口、回油口等。12．液压泵吸油口常用网式滤油器，其额定流量应为泵最大流量的2倍。13．油箱中油液的温度一般推荐为40℃~60℃，最高不超过65℃，最低不低于15℃。14．蓄能器有弹簧式、充气式、重锤式3种，其中常用的是充气式。二、简答题1．什么是差动连接？它适用于什么场合？在某一工作循环中单杆活塞缸需要具备什么条件才能保证快进与快退速度相等？答、把液压缸右腔的回油管道和左腔的进油管道接通压力油的连接方式称为差动连接。在工作循环中活塞的面积是活塞杆面积的2倍也就是活塞的直径是活塞直径的1.414倍。2．液压缸由哪几部分组成？密封、缓冲和排气的作用是什么？答：液压缸由缸筒与缸盖、活塞和活塞缸、密封装置、缓冲装置和排气装置组成。密封的作用时防止内外泄漏。缓冲的作用是防止活塞在行程终点时和缸盖相互撞击，引起噪声、冲击。排气的作用是排出系统中的空气。3．油箱上装空气滤清器的目的是什么？答：空气滤清器的作用是为防止灰尘进入油箱。4．油管有哪些材料可选？各适宜用哪种接头？答：油管材料可选用金属或橡胶，选用时由耐压、装配的难度来决定。吸油管路和回油管路一般用低压的有缝钢管，也可使用橡胶和塑料软管，但当控制油路中的流量较小时，多用小铜管。考虑配管和工艺方便，在中、低压油路中也常使用铜管。高压油路一般使用冷拔无缝钢管，必要时也采用价格较贵的高压软管。高压软管是在橡胶中间加一层或几层钢丝编织网制成的。高压软管比硬管安装方便，并且可以吸收振动。三、计算题1．设有一双杆液压缸，其内径D=100mm，活塞杆直径d=0.7D，若要求活塞运动速度v=8cm/s，求液压缸所需要的流量Q。解：（1）2．某柱塞式液压缸，柱塞的直径d=12cm，输入的流量Q=20L/min，求柱塞运动的速度。解：3．如图3-35所示两个结构相同且相互串联的液压缸，无杆腔面积A1=100cm2，有杆腔面积A2=80

cm2，缸1输入压力p1=0.9MPa，输入流量Q=12L/min，不计损失和泄漏，求：（1）两缸负载相同时，该负载的数值F1=F2=？（2）缸2输入压力是缸1压力的一半时（p2=0.5p1），两缸各能承受的负载F1=？F2=？（3）当缸1负载F1=0时，缸2能承受的负载F2=？（4）两缸的运动速度分别是多少？图3-35题3图解：（1）（2）（3）（4）4．如图，活塞缸面积A=50cm2，负载F1=2kN，F2=3kN，F3=4kN，泵的流量Q=25L/min，求3个活塞缸是如何运动的？液压泵的工作压力有何变化？液压缸中活塞运动的速度是多少？3个液压缸都能正常工作，溢流阀的压力至少要调到多大？3个缸都停止时，系统的压力为多少？解：缸A先运动，。B、C不动，此时工作压力为0.4MPa,；缸A运动到终点停止后，缸B运动，此时工作压力为0.6MPa；缸B运动到终点停止后，缸C运动，此时工作压力为0.8MPa。三个液压缸都停止在终点位置时，溢流阀的调定压力大于0.8MPa单元四第一节思考与练习（1）什么是换向阀的“位”和“通”？换向阀有几种控制方式？其职能符号如何表示？答：换向阀的位是换向阀的工作位置数。换向阀的通是换向阀所连接的油口数。换向阀有电磁，液控、电液、机动、手动等控制方式。（2）试说明中位机能为M、H、P、Y形的三位换向阀的特点及其使用场合。M型中位缸锁紧，泵卸荷，不能并联其他执行元件，换向精度高，冲击较大。适用于单泵工作，中位卸荷，液压缸要求锁紧，换向精度要求高的场合。H型中位缸浮动，泵卸荷，不能并联其他执行元件，换向精度不高，前冲量较大。适用于单泵工作，中位卸荷，液压缸要求浮动，换向精度要求不高的场合。P型中位卧式双杆浮动，单杆差动连接，泵保压，能并联其他执行元件，换向最平稳，前冲量小。适用于单泵或多泵工作，中位保压，单杆液压缸差动连接，卧式双杆浮动，换向精度要求平稳的场合。Y型中位缸浮动，泵保压，能并联其他执行元件，换向精度不高，但换向平稳，冲出量较大。适用于单泵或多泵工作，中位保压，液压缸要求浮动，换向平稳性要求高的场合（3）电液换向阀的先导阀为什么选用Y形中位机能？改用其他型机能是否可以？为什么？答：因为电液换向阀的导阀分别接通液控换向阀的两个控制油口，这两个油口接通油箱才能保证液控换向阀处在中位。可以用H型的，但不能用O、M、P型的，因为这几种中位时泵处于保压状态，不能保证液控阀处在中间位置。（4）单向阀有几种？各有什么用途？答：单向阀有普通单向阀和液控单向阀两种。普通单向阀单向导通反向截止，液控单向阀正反向都能导通。普通单向阀可以起保压、防止油液倒流、与其他元件组成复合阀等作用，液控单向阀主要起液压锁的作用，即可保压锁紧，又可以打开通油。第二节思考与练习（1）溢流阀有哪些用途？答：溢流阀的作用有调压溢流、安全保护、使泵卸荷、远程和多级调压、形成背压等作用（2）为什么减压阀的调压弹簧腔要接油箱？如果把这个油口堵死，会出现什么问题？答：减压阀的弹簧腔不接油箱，可能会使减压阀的阀芯无法动作，这个油口堵死，减压阀无法正常工作。（3）从结构原理图及图形符号上说明溢流阀、顺序阀和减压阀的异同点及各自的用途？答：溢流阀阀口常闭、由进口油压控制，保持进口压力恒定，无外泄油口，出口接油箱。顺序阀阀口常闭、由进口油压控制，有外泄油口，出口接工作油路。减压阀阀口常开、由出口油压控制，保持出口压力恒定，有外泄油口，出口接工作油路。溢流阀主要起维持压力稳定和安全保护作用，也可做背压阀，平衡阀，顺序阀主要在多缸压力控制回路中起控制液压缸动作顺序的作用，也可做背压阀，平衡阀，液控顺序阀作为卸荷阀用。减压阀主要起减压和保持出口压力稳定的作用。（4）图4-51题4图解：（5）如图4-36所示，若溢流阀的调整压力为5MPa，减压阀的调整压力为1.5MPa，试分析活塞在运动时和碰到死挡铁后停止时，管路中A、B处的压力值（主油路截止，运动时液压缸左腔的压力为0.5MPa）。解：（1）活塞运动时，油液进入液压缸，压力由外负载决定减压阀不工作（2）当碰到死挡铁，油液通过溢流阀流回油箱，减压阀工作（6）当将普通顺序阀的出油口与油箱连通时，顺序阀能否当溢流阀用？答:不能。原理上此时顺序阀和溢流阀相同，但顺序阀的阀芯结构和溢流阀不一样，当溢流阀用效果不好。（7）采用顺序阀的多缸顺序动作回路，其顺序阀的调整压力应低于还是高于先动作液压缸的最大工作压力？答：高于先动作液压缸的最大工作压力。（8）图4-52所示的平衡回路中，若液压缸无杆腔面积A1=100×10-4m2，有杆腔面积A2=50×10-4m2，活塞与运动部件的自重G=6000N，运动时活塞上的摩擦阻力Ff=2000N，向下运动时要克服负载阻力FL=26000N。试求顺序阀及溢流阀的最小调整压力应各为多少？图4-52题8图解：活塞向下的力大小为F=6000-2000+26000=30000N液压缸下腔压力为p2=F/A2=30000÷(50×10-4)=6000000Pa=6Mpa液压缸上腔压力为p1=F/A1=30000÷(100×10-4)=3000000Pa=3Mpa顺序阀压力因大于6Mpa，溢流阀压力大于3Mpa。第三节思考与练习（1）节流阀的最小稳定流量的物理意义是什么？影响其稳定性的因素主要有哪些？答：节流阀最小稳定流量必须低于液压系统的最低速度所决定的流量值,这样才能保证系统低速运动时的速度稳定性o在选用流量阀时,最小稳定流量是选择指标之一。①压差②油液温度。③节流口的孔口形状。（2）节流阀与调速阀有何区别？分别应用于什么场合？答：节流阀流量稳定性差，节流阀前后的压差会受负载变化的影响，速度不稳定，适用于速度稳定性要求不高，负载变化不大的场合。调速阀流量稳定性好，适用于速度稳定性要求高，负载变化大的场合。第四节思考与练习1．如图4-88所示，双泵供油、差动快进—工进速度换接回路有关数据如下：泵的输出流量Q1=16L/min，Q2=16L/min，所输油液的密度ρ=900kg/m3，运动黏度v=20×10-6m2／s，缸的大小腔面积A1=100cm2，A2=60cm2，快进时的负载F=1kN，油液流过方向阀时的压力损失Δpv=0.25MPa，连接液压缸两腔的油管ABCD的内径d=1.8cm，其中ABC段因较长（L=3m），计算时需计其沿程压力损失，其他损失及由速度、高度变化形成的影响皆可忽略。试求：①快进时液压缸速度v和压力表读数。②工进时若压力表读数为8MPa，此时回路承载能力有多大（因流量小，不计损失）？液控顺序阀的调定压力宜选多大？解：①v=Q/A3=32×103÷（100-60）=800cm/min=8m/minp=F/A1=1000÷10000=0.1MPaRe=vd/ν=8÷60×1.8×10-2÷(20×10-6)=120层流λ=64/Re=64/120=64÷120×3÷1.8×900×82÷2=25600Pa=0.0256MPa此时压力表读数为0.1+0.0256=0.1256MPa②F=pA1=8×10000=80000N顺序阀的压力应调到0.9MPa或1MPa2．液压系统中常用的卸荷方法有哪些？各有什么特点？解：采用换向阀中位卸荷方法简单，但不适用于一泵多执行元件的液压系统，在压力较大，流量较大时易产生液压冲击，适用于压力较低小流量场合。采用二位二通换向阀卸荷采用电磁溢流阀卸荷3．图4-89所示油路可实现“快进—工进—快退”工作循环。如设置压力继电器的目的是为了控制活塞换向，试问，图中有哪些错误？应如何改正？解：压力继电器应放在液压缸的进口处，单向阀去掉4．如图4-90所示，A、B为完全相同的两个液压缸，负载F1＞F2。已知，节流阀能调节液压缸速度，且不计压力损失。试判断图4-90（a）和图4-90（b）中，哪个液压缸先动？哪个液压缸速度快？说明原因。解：图a中缸B先动，缸A后动，因为压力是由负载决定的，F1＞F2，所以缸2先动。速度相同，因为缸径相同流量也相同。题Jiee图a中缸B先动，缸A后动，因为压力是由负载决定的，F1＞F2，所以缸2先动。速度相同，因为缸径相同流量也相同。综合训练一、填空题1．液压控制阀按用途不同，可分为方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀三大类，分别控制、调节液压系统中液流的方向、压力和流量。2．液压回路是能实现某种特定功能的液压元件的组合，是液压系统的一部分。按其功用不同，可分为方向控制回路、压力控制回路和速度控制回路、多缸控制回路。3．液压控制阀按其连接方式不同分，有板式连接、管式连接和叠加式连接。4．阀的规格用阀进、出口的名义尺寸表示，其单位为mm。5．液压阀的阀芯结构有球阀、锥阀、滑阀等几种。6．单向阀的作用是控制油液只能向一个方向流动，反向截止。对单向阀的性能要求是：油液通过时，压力损失小；反向截止时，密封性能好。7．液控单向阀控制油的压力不应低于油路压力的30%~50%。8．换向阀的作用是利用阀芯相对于阀体运动使油路接通、关断或改变方向。9．按阀芯运动的操纵方式不同，换向阀可为电磁、机动、电液、液动、手动换向阀；按阀芯可变位置数不同，可分为二位、三位、多位换向阀；按油路进、出口数目的不同，又可分为二通、三通、四通、五通。10．机动换向阀利用运动部件上的挡块压下阀芯使油路换向，换向时其阀口渐开渐闭，故换向平稳，位置精度高。它必须安装在运动部件附近的位置。11．电磁换向阀的电磁铁按所接电源不同，可分为直流和交流两种；按衔铁工作腔是否有油液，又可分为干式和湿式。12．电液动换向阀是由电磁换向阀和液动换向阀组成的，前者的作用是改变控制油路的方向；后者的作用是改变主油路的方向。13．液压系统中常用的溢流阀有直动式和先导式两种，前者用于低压系统；后者宜用于中、高压系统。14．先导式溢流阀由导阀和主阀两部分组成。这种阀尺寸小结构紧凑，压力和流量的稳定性好，但其灵敏度不如直动式溢流阀。15．溢流阀的启闭特性是指溢流阀从刚开启到通过全流量，再到闭合的全过程中，其压力——流量特性。16．17．压力继电器是一种能将压力信号转变为电信号的转换装置。压力继电器能发出电信号的最低压力和最高压力的范围，称为通断返回区间。18．调速阀是由节流阀与减压阀串联而成的。这种阀无论其进出口压力如何变化，其节流阀前后压差均能保持为定值，故能保证通流截面积不变时流量稳定不变。因此，调速阀适用于负载变化大且速度稳定性要求高的场合。19．在定量泵供油的液压系统中，用流量阀对执行元件的速度进行调节，这种回路称为节流调速回路。节流调速回路的特点是简单方便，但损失大，发热高，故适用于中低压系统。20．利用改变变量泵或变量液压马达的排量进行调速的回路，称为容积调速回路。容积调速回路无节流损失，无溢流损失，发热小，效率高，适用于系统。21．液压系统实现执行机构快速运动的回路有液压缸差动连接的快速回路、双泵供油的快速回路和采用蓄能器的快速回路。22．在液压系统中，可利用行程阀或电磁换向阀实现执行元件快速与慢速的转换。二、选择题1．在液压系统原理图中，与三位换向阀连接的油路一般应画在换向阀符号的C位置上。A．左格 B．右格 C．中格2．当运动部件上的挡块压下阀芯，使原来不通的油路相连通的机动换向阀应为A。A．常闭型二位二通机动换向阀 B．常开型二位二通机动换向阀3．大流量系统的主油路换向，应选用C。A．手动换向阀 B．电磁换向阀 C．电液换向阀 D．机动换向阀4．工程机械中需要频繁换向，且必须由人操作的场合，应采用B换向。A．钢球定位式手动换向阀 B．自动复位式手动换向阀5．电液动换向阀中的电磁阀，应确保其在中位时的液动阀两端的控制油流回油箱，那么电磁阀的中位应是AB。A．H型 B．Y型 C．M型 D．P型6．当立式液压设备运动部件的自重为定值时，其立式液压缸应采用A的平衡回路；当运动部件的重量经常变动时（如起重设备），其立式液压缸应采用B的平衡回路。A．普通单向顺序阀 B．液控单向顺序阀7．为使减压回路可靠地工作，其最高调整压力应比系统压力A。A．低一定数值 B．高一定数值 C．相等8．拧动压力继电器B可调节压力继电器的返回区间。A．上方的调压螺钉 B．侧面的调压螺钉9．组合机床、专用车床、铣床等中等功率设备的液压系统应采用C调速回路；拉床、龙门刨床、压力机等大功率设备的液压系统，应采用B调速回路。A、节流 B．容积 C．联合10．执行机构运动部件快慢速差值大的液压系统，应采用B的快速回路。A．差动连接缸 B．双泵供油 C．有蓄能器11．机床中工件夹紧油路常采用减压回路，当工件夹紧时，其电磁换向阀应处于B状态，以保证安全。A．通电 B．断电12．当两液压缸的结构尺寸不同，但要求其活塞移动的速度同步时，应采用C同步回路。A．两液压缸串联的 B．两液压缸并联的 C．用调速阀控制两并联液压缸的13．专用机床或组合机床的液压系统，若要求其运动部件的快慢速转换平稳时，应采用B的速度转换回路。A．电磁换向阀 B．机动换向阀 C．液动换向阀14．要求运动部件的行程能灵活调整或动作顺序能较容易地变动的多缸液压系统，应采用C的顺序动作回路。A．顺序阀控制的 B．压力继电器控制的C．电气行程开关控制的15．采用变量泵—变量马达组成的容积调速系统调速时，其低速段应使B最大，调节A；而在高速段，应使A最大，在一定范围内调节B。A．泵的排量VP B．液压马达的排量VM16．变量泵—定量液压马达组成的容积调速回路为B调速，即调节nM时，其输出的C不变；变量泵—变量马达组成的容积调速回路为A调速，即调节nM时，其输出的D不变。A．恒功率 B．恒转矩 C．最大转矩 D．最大功率三、画图题画出下列液压元件的图形符号。元件名称图形符号元件名称图形符号定量泵三位四通手动换向阀（自动复位式）变量泵三位四通手动换向阀（钢球定位式）双向变量泵三位四通电液动换向阀（H型）双联液压泵三位五通电液动换向阀（Y型）变量液压马达直动型溢流阀双向变量马达先导型溢流阀单向阀顺序阀液控单向阀液控顺序阀二位二通机动换向阀（常开型）减压阀二位二通电磁换向阀（常闭型）节流阀三位四通电磁换向阀（O型）调速阀三位四通液动换向阀（P型）压力继电器三位五通电磁换向阀（M型）单向调速阀四、判断题1．背压阀的作用是使液压缸回油腔中具有一定压力，保证运动部件工作平稳。（√）2．高压大流量液压系统常采用电磁换向阀实现主油路换向。 （×）3．通过节流阀的流量与节流阀口的通流截面积成正比，与阀两端的压差大小无关。（×）4．当将普通顺序阀的出油口与油箱连通时，顺序阀即可当溢流阀用。 （×）5．当将液控顺序阀的出油口与油箱连通时，其即可当卸荷阀用。 （√）6．当压力继电器进油口压力达到其开启压力，接通某一电路时，若因漏油而使压力下降至其闭合压力时，则可使该电路断开而停止工作。 （√）7．容积调速回路中，其主油路中的溢流阀起安全保护作用。 （√）8．采用顺序阀的顺序动作回路，适用于液压缸数目多，且各缸负载差值比较小的场合。 （×）9．采用顺序阀的多缸顺序动作回路，其顺序阀的调整压力应低于先动作液压缸的最大工作压力。 （×）10．大流量的液压系统，应直接采用二位二通电磁换向阀实现泵卸荷。 （×）11．单杆活塞缸差动连接时的速度一定为同向非差动连接时速度的2倍。 （×）12．在节流调速回路中，大量油液由溢流阀溢回油箱，是其能量损失大，温升高，效率低的主要原因。 （√）13．旁油路节流调速回路，适用于速度较高，负载较大，速度的平稳性要求不高的液压系统。 （×）14．采用双泵供油的液压系统，工作进给时常由高压小流量泵供油，而大泵卸荷空转。因此其效率比单泵供油系统的效率低得多。 （×）15．定量泵—定量液压马达组成的容积调速回路，将液压马达的排量由零调至最大时，马达的转速即可由最大调至零。 （×）五、问答题1．三位换向阀的哪些中位机能能满足下表所列特性，请在相应位置打“√”。中位机能O型H型Y型P型M型换向位置精度高√√使泵卸荷√√使系统保压√√√使运动件能浮动√√卧式双杆2．如图4-91所示，若溢流阀的调速压力为5MPa，减压阀的调整压力为1.5MPa，试分析活塞在运动时和碰到死挡铁后停止时，管路中A、B处的压力值（主油路截止，运动时液压缸左腔的压力为0.5MPa）。解：（1）活塞运动时，油液进入液压缸，压力由外负载决定减压阀不工作（2）当碰到死挡铁，油液通过溢流阀流回油箱，减压阀工作3．缸II运动时的负载为零，不计摩擦阻力、惯性力和管路损失。溢流阀、顺序阀和减压阀的调整压力分别为4MPa、3MPa、2MPa。求下列3种情况下A、B和C3点的压力。（1）液压泵启动后，两换向阀处于中位。（2）1YA通电，液压缸I活塞移动时及活塞运动到终点时。（3）1YA断电，2YA通电，液压缸II活塞运动时及活塞杆碰到固定挡铁时。解：（1）两换向阀处于中位，油液从溢流阀流回油箱故（2）油缸Ⅰ活塞向右运动时缸1运动时需要的压力油液进入液压缸，减压阀工作活塞运动到终点时（3）油缸Ⅱ活塞向右运动时0活塞运动到终点时油液从溢流阀流回油箱六、计算题1．在图4-93所示的调速阀进油路节流调速回路中，已知，液压缸无杆腔面积A1=80×10-4m2，有杆腔面积A2=40×10-4m2，负载Fmax=40000N，若调速阀的最小压差Δp=0.5MPa，背压阀调整压力pb=0.5Mpa。试求：（1）液压缸的最大工作压力是多少？（2）溢流阀的调整压力应为多少？解：2．在图4-94所示回路中，已知两液压缸无杆腔面积均为A1=60×10-4m2，两缸的负载分别为F1=2.4×104N，F2=1.2×104N，如溢流阀的调整压力为4.5MPa，试分析减压阀调整压力为1MPa、2MPa、4MPa时，两缸的动作情况。解：当减压阀调整压力为1MPa时，缸2因为需要2MPa才能动作，故缸2不动，缸1运动到终点。当减压阀调整压力为2MPa时，缸2先运动，缸2运动到终点后缸1再动。当减压阀调整压力为4MPa时，缸2先运动，缸1因为前面还有一个节流阀，故后动。缸2运动到终点后缸1再动。3．如图所示油路中，液压缸无杆腔的面积A1=100×10-4m2，有杆腔的面积A2=50×10-4m2，液压泵的流量为10L/min。试求：（1）若调速阀开口允许通过的流量为6L/min，活塞右移速度v1=?其返回速度v2=?（2）若将此调速阀串接在回油路上（其开口不变），v1=？v2=？（3）若调速阀的最小稳定流量为0.05L/min，该液压缸所能得到的最低速度是多少？此时调速阀应安装在什么位置上？解：①②③此时调速阀应装在进油路上4．如图所示液压缸工作进给时压力p=5.5MPa，流量Q=2L/min。由于快进需要，现采用YB-25或YB-4/25两种泵对系统供油。泵的效率η=0.8，溢流阀的调定压力pY=6MPa，双联泵中低压泵卸荷压力为0.12MPa，不计其他损失，试分别计算采用不同泵时系统的效率η。解：YB-25供油：系统效率η=183÷（2500×0.8）=0.0915=9.15%YB-4/25供油：低压泵消耗功率：高压泵消耗功率系统效率：η=183÷[（383+50）×0.8]=0.4226=42.26%单元五第一节思考与练习数控车床液压系统是由哪些液压基本回路组成的？阀3和阀4在工作原理上有什么不同？在油路中各起什么作用？答：数控车床液压系统是由减压回路、换向回路，调速回路组成的。阀3得电换向，失电不复位。它控制卡盘液压缸的伸出和缩回。阀4得电换向，失电复位。它控制卡盘液压缸是高压夹紧还是低压夹紧。第二节Q2-8型汽车起重机液压系统是由哪些液压基本回路组成的？阀4在油路中起什么作用？阀5、6、7在油路中起什么作用？答：Q2-8型汽车起重机液压系统是由换向回路、卸荷回路、锁紧回路、平衡回路、节流调速回路组成。阀4是液压锁起锁紧作用。阀5、6、7都是平衡阀，起平衡重力的作用。第三节答、液压缸差动连接的快速运动回路、快慢速转换回路、容积节流调速回路、背压回路、调速阀串联的二种慢速转换回路。元件6控制前进是回油路的打开。元件12控制液压缸自动返回。第四节思考与练习YA32—200型四柱万能液压机液压系统由哪些液压基本回路组成？阀23和阀24在油路中各起什么作用？哪个阀的调定压力更高？答：YA32—200型四柱万能液压机液压系统由卸荷回路、保压回路、容积调速回路、背压回路、调压回路。阀23是背压阀，阀24是安全阀，阀24的压力更高。综合训练一、填空题1．2．现高压和低压夹紧的转换，并且可分别调节高压夹紧和低压夹紧压力的大小。3．Q个工作支路组成。4．Q2-5．容积节流调速回路，用电液换向阀实现换向，用液压缸差动连接实现快速运动，用调速阀串联实现两种工进速度的转换。6．节流阀L1、L2的作用是控制液动换向阀的换向速度。7．YB32-200型四柱万能液压压力机的液压系统（见图5-8），溢流阀5的作用是远程调压，先导式溢流阀4的作用是调节系统压力，先导式溢流阀23的作用先导式溢流阀的作用是平衡主缸滑块自重。二、简答题1．简述阅读一个复杂的液压系统图的基本步骤。答：阅读一个复杂的液压系统图，可按以下步骤进行。（1）了解机械设备的功用、工作循环过程，从而了解对液压系统的动作、性能要求。（2）初步分析液压系统图，以执行元件为中心，将系统分解为若干子系统。（3）逐一分析各个子系统，了解系统中包含哪些元件，由哪些基本回路组成，各个元件的功用及其相互间的关系。参照运动工作循环图、电磁铁动作顺序表等，读懂液压系统工作过程，分析每步动作的进油、回油流动路线。（4）根据系统中对各执行元件间的互锁、同步、防干扰等要求，分析各个子系统之间的关系以及如何实现这些要求，全面读懂液压系统图。（5）根据系统使用的基本回路的性能，归纳总结出整个液压系统的特点。加深对液压系统的理解，为液压系统的调整、维护、使用打下基础。2．3．Q2-8型汽车起重机液压系统有哪些主要特点？答：Q2-8型汽车起重机液压系统的主要特点如下。（1）系统中采用了平衡回路、锁紧回路和制动回路，能保证起重机工作可靠，操作安全。（2）采用三位四通手动换向阀，不仅可以灵活方便地控制换向动作，还可通过操纵手柄的位置来控制流量，以实现节流调速。在工作中，将此节流调速方法与控制发动机转速的方法结合使用，可以实现各运动部件的微速动作。（3）换向阀串联组合使各机构的动作既可独立进行，又可在轻载作业时实现起升和回转复合动作，从而提高工作效率。（4）全部动作停止时，各换向阀均处于中位，柱泵直接回油箱卸荷，能减少功率损耗。三、分析题1．图5-9所示为组合钻床液压系统，其滑台可实现“快进→工进→快退→原位停止”工作循环。试填写好其电磁铁动作顺序表（见表5-4）。表5-4电磁铁动作顺序表动作表5-4电磁铁动作顺序表动作1YA2YA3YA4YA快进+——+工进+———快退—+—+原位停止————泵卸荷——+—

图5-9组合钻床液压系统2．图5-10所示为专用钻镗床液压系统，能实现“快进→一工进→二工进→快退→原位停止”工作循环。试填写其电磁铁动作顺序表（见表5-5）。表5-5电磁铁动作顺序表动作表5-5电磁铁动作顺序表动作1YA2YA3YA4YA快进+———一工进+—+—二工进+——+快退—+——停止————

图5-10专用钻镗床液压系统3．填好图5-11所示的车床液压系统完成车外圆（见循环图）工作循环时，各工作阶段电磁铁动作顺序表（见表5-6）。电磁铁动作1YA2YA3YA4YA5YA6YA装件夹紧------横向快进+-----横向工进+-+---纵向工进-+-+--横向快退------纵向快退------卸下工件----+-原位停止------单元六第二节思考与练习液压元件安装的原则是什么？答：安装时一般按先下后上、先主后次、先内后外、先难后易、先精密后一般的原则顺序进行。第三节思考与练习液压系统故障诊断的方法有哪些？答：（1）视觉诊断法。（2）听觉诊断法。（3）触觉诊断法。（4）嗅觉诊断法。一、填空题综合训练1．金属硬管配管试装后拆下，要经酸洗去锈，碱洗中和，水洗清洁，然后干燥涂油，方可转入正式安装。2．调试的一般步骤如下：外观检查、空载调试、负载调试。3．维护保养分日常维护、定期检查、综合检查3种方式。4．液压油的污染是指工作油液中侵入水、空气、切屑、灰尘、砂粒、磨料、等硬性物质以及橡胶状黏着物。它们是设备发生各种故障的祸根。5．目前常用的排查液压故障的方法有精密诊断法和简易诊断法。6．排除故障时应按“先洗后修、先调后拆、先外后内、先简后繁”的原则进行。7．触觉诊断法一摸温升，二摸振动，三摸爬行，四摸松紧。8．液压系统故障特点有低概率、隐蔽性、多因性、非独立性。9．感觉诊断法有视觉诊断法、听觉诊断法、触觉诊断法、嗅觉诊断法。二、判断题1．

（√）2．现场操作者提供的情况是第一手情况，十分准确可靠。 （√）3．回油管口要远离进油口，以减少进油阻力。 （√）4．泄油管路不可露于油面上，应插入油面以下足够深度，否则会引起飞溅，激起泡沫。 （√）5．工作中应随时注意油位高度和温升，一般油液的工作温度不超过室温。

（×）6．液压系统在拆卸时，为提高效率，各部件可分组同时进行。 （×）7．液压油局部的“焦化”气味，与电气元件的电焦味十分相似。 （×）8．调节缓冲节流阀节流口，应先调在较大的位置上，然后逐渐调小。 （√）9．防止油温过高，最好控制在40℃以下。 （×）10．液压元件清洗后，要用细棉纱擦干。 （×）三、选择题1．回油管口要切成 A斜角，并远离进油口。A．45° B．60° C．90° D．180°2．油液污染引起的故障约占液压系统故障总数的C%以上。A．25 B．50 C．80 D．903．要防止油温过高，最好控制在℃以下。A．25 B．50 C．60 D．754．液压泵与电动机的连接轴有同轴度要求，一般要求偏心量小于A。A．0.1mm B．1.0mm C．1° D．0.1°5．空载调试前，先将各压力阀的调压弹簧B。A．调紧 B．调松 C．调至工作位置6．液压系统的以下压力元件中，调整压力最低的是C。A．安全阀 B．溢流阀 C．背压阀 D．压力继电器单元七第一节思考与练习1、气压传动与液压传动相比有什么优点？答：（1）工作介质是空气，来源方便，取之不尽，使用后直接排入大气而无污染，不需要设置专门的回气装置。（2）因为空气的黏度很小，所以流动时压力损失较小，节能、高效，适用于集中供应和远距离输送。（3）气动动作迅速，反应快，维护简单，调节方便，特别适合于一般设备的控制。（4）工作环境适应性好。特别适合在易燃、易爆、潮湿、多尘、振动、辐射等恶劣条件下工作，外泄漏不污染环境，在食品、轻工、纺织、印刷、精密检测等环境中最为适宜。（5）成本低，过载能自动保护。2、气动系统由哪几部分组成？答:（1）气源装置：把机械能转换成气体的压力能的装置，一般常见的是空气压缩机。（2）气动执行元件：把气体的压力能转换成机械能的装置，一般指气缸和气动马达。（3）（4）辅助装置：使压缩空气净化、润滑、消声，以及用于元件间连接等所需的装置，如各种过滤器、油雾器、消声器、管件等。第二节思考与练习1、什么是气动三联件？每个元件起什么作用？答：它SHAPE是气动系统中常用的气源处理装置。油雾器是将油变成雾状混入气体起润滑作用。空气过滤器是过滤空气的，调压阀是调节气体压力的。2、气源装置包括哪些设备？这些设备的作用是什么？答：（1）除油器（油水分离器）用于分离压缩空气中所含的油分和水分。（2）空气干燥器是吸收和排除压缩空气中水分和部分油分与杂质，使湿空气成为干空气的装置。（3）空气过滤器主要用于除去压缩空气中的固态杂质、水滴和油污等污染物。（4）调压阀（减压阀）调压阀的作用是将较高的输入压力调整到符合设备使用要求的压力，并保持输出压力稳定。（5）油雾器是气动系统中一种专用的注油装置。它以压缩空气为动力，将特定的润滑油喷射成雾状混合于压缩空气中，并随压缩空气进入需要润滑的部位，达到润滑的目的。第三节思考与练习（1）什么是方向控制阀？单向阀和换向阀各有什么功能？答：方向控制阀是用于通断气路或改变气流方向，从而控制气动执行元件启动、停止和换向的元件。（2）减压阀、顺序阀和安全阀在图形符号