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液压缸结构设计（全套图纸）
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如何利用液压油缸使工件旋转180度
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一个液压系统作用三个油缸，且要保压需要写什么元器件？
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可以选择二通插装阀进行控制。二通插装阀优点：1)通流能力大，特别适用于大流量的场合。2)阀芯动作灵敏、抗堵塞能力强。3)密封性好，泄漏小，油液流经阀口压力损失小。4)结构简单，易于实现标准化。
可以选择二通插装阀来控制，控制效果比较好，。普通的阀简单；根据速度要求选择油泵的大小。在泵出口加个电磁溢流阀控制系统压力。选择电液控制阀来控制上下腔供油，在上腔加个液控单向阀来控制保压，在下腔加个电磁溢流阀来控制下行的快慢。
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　　普通的阀简单；根据速度要求选择油泵的大小。在泵出口加个电磁溢流阀控制系统压力。选择电液控制阀来控制上下腔供油，在上腔加个液控单向阀来控制保压，在下腔加个电磁溢流阀来控制下行的快慢。液压系统的作用为通过改变压强增大作用力。一个完整的液压系统由五个部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件（附件）和液压油。液压系统可分为两类：液压传动系统和液压控制系统。液压传动系统以传递动力和运动为主要功能 。液压控制系统则要使液压系统输出满足特定的性能要求（特别是动态性能），通常所说的液压系统主要指液压传动系统。
溢流阀，换向阀，节流阀，保压就用液控单向阀，看你保哪一路的压力了，有A口和B口的。
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液压与气压传动习题与解答
“液压与气压传动” 习题集 机电工程学院 上海第二工业大学 2006.1 目录 第一章 液压与气压传动概述 3 第二章 液压传动的基础知识 3 第三章 液压泵与液压马达 12 第四章 液压缸 15 第五章 液压基本回路与控制阀 20 第六章 液压辅助元件 44 第七章 液压系统实例 44 第八章 液压系统的设计计算 47 第九章 液压伺服系统 47 第十章 气源装置与气动辅件 49 第十一章 气缸 49 第十二章 气动控制元件与基本回路 50第一章 液压与气压传动概述 1.1 谓液压传动和气压传动？液压传动和气压传动系统有哪些基本组成部分？各部分的 作用是什么？ 1.2 气压传动与液压传动有什么不同? 第二章 液压传动的基础知识 2.1 为什么压力会有多种不同测量与表示单位？ 2.2 为什么说压力是能量的一种表现形式？ 2.3 液压与气压传动中传递力是依据什么原理？ 2.4 为什么能依据雷诺数来判别流态？它的物理意义是什么？ 2.5 伯努利方程的物理含义是什么？ 2.6 试述稳态液动力产生的原因？ 2.7 为什么减缓阀门的关闭速度可以降低液压冲击？2.8 为什么在液压传动中对管道内油液的最大流速要加以限制？ 2.9 有半径 的钢球堵塞着垂直壁面上直径 的圆孔，当钢球恰好处于平衡状态时，钢球 中心与容器液面的距离 是多少？已知钢密度为 ，液体密度为 。 题2.9 图 题2.10 图 2.10 喷管流量计直径 ，喷管出口直径 。局部阻力系数 ，油液密度 ，喷管前后压力差 由水银差压计读数 。试求通过管道的量 。 2.11 图2. 11为齿轮液压泵，已知转速为 ，工作压力为 ，齿顶圆半径 ，齿顶宽 ，齿 厚 。设每个齿轮与液压泵壳体相接触的齿数为 ，齿顶间隙 ，油液粘度 ，试求通过齿顶间 隙的泄漏量 。 题2.11 图 题 2.12 图 2.12 的柱塞在力 作用下向下运动，导向孔与柱塞的间隙如图2. 12所示， ，导向孔长 度 ，试求当油液粘度 ，柱塞与导向孔同心，柱塞下移 所需的时间 。 2.13 若通过一薄壁小控的流量 时，孔前后压差为 ，孔的流量系数 ，油液密度 。试求 该小孔的通流面积。 2.14 当气源及室温均为 时，将压力为 （绝对）的压缩空气通过有效截面积 的阀口， 充入容积为 的气罐中，压力从 上升到 时，试求充气时间及气罐的温度。 2.15 液压油 ，质量为 此液压油的密度。 2.16 某液压油在大气压下的体积是 ，当压力升高后，其体积减少到 ，设液压油的体积 弹性模数 求压力升高值。 2.17 一液压泵供油给液压缸压紧工件，其压力腔的容积为 ，如果溢流阀失效堵塞，而 液压泵继续供油，求 后，液压缸压力升高值。设液压泵流量 ，压缩性系数 。 2.18 用恩氏粘度计测得 的某液压油200ML 流过的时间为 。20℃时200ML 蒸馏水流过 的时间 。问该液压油的 为多少？动力粘度 为多少?运动粘度 为多少? 题2.19 图 题2.20 图 2.19 一滑动轴承如图示,轴的直径 ，轴承宽度 ，间隙 ，其中充满润滑油，当以转速 旋转时，试求由于润滑油摩擦阻力所消耗的功率。设润滑油运动粘度 ，密度 。 2.20 如图示，容器 A 内充满着 的液体，水银 U 形测压计的 ， ，求容器 A 中心的压力 （分别用绝对压力和相对压力来表示） 。 2.21 如图示，一具有一定真空度的容器用一根管子倒置与一液面与大气相通的水槽中， 液体在管中上升的高度 ，设液体的密度 ，试求容器内的真空度。 2.22 如图示，一充满液体的 U 形管，一端倒置与液面与大气相通的容器中，另一端倒 置于一密闭容器的液体中， 管中液体和容器中的液体相同且保持静止状态。 设液体的密度 ， ， ，试求 A 处和 B 处的真空度。 2.23 一圆柱形油箱水平放置在油箱上端装有直径为 的油管， 管端与大气相通， 其高度 ， 油液密度 ，试求： （1）油管中无油，油箱充满着油时，油箱圆形侧面所受的总 液压力， 设油箱直径 ； （2）油管充满油时，油箱圆形侧面所受的总液压力。 2.24 直径为 重量为 的柱塞浸入充满液体的密闭容器中， 并在力 作用下处于平衡状态。 若浸入深度为 ，液体密度为 ，试求液体在测压管内上升的高度 。题2.25 图 题2.26 图 2.25 图示液压千斤顶中，小活塞直径 ，大活塞直径 ，重物 ，小活塞行程 ，杠杆 ， 问（1）杠杆端需加多少力才能顶起重物 ； （2）此时液体内所产生的压力为多少； （3）杠 杆每上下一次，重物升高多少？ 2.26 图示安全阀，当压力 时，阀开启，试求弹簧的预压缩量。设弹簧刚度 ， ， 。 题2.27 图 题2.28 图 2.27 试应用连续性原理和理想液体伯努利方程，分析变截面水平管道内各处的压力情 况。已知 ， 。 2.28 一直径为 的油库，底部输油管直径 ，放油管中心至油面的高度 。设油的密度 ， 放油过程中 保持不变，放油过程中压力表的读数为 ，试按理想液体计算： （1）放油时，放油管中的平均流速； （2）盛满容积 的油车所需的时间。 题2.29 图 题2.30 图 2.29 如图示一抽吸设备水平放置，其出口和大气相通，细管处断面积 ，出口处管道面 积 ， ，求开始能够抽吸时，水平管中所必需通过的流量 。按理想液体计算。 2.30 如图示，阀门关闭时压力表的读数为 ，当阀门打开时压力表的读数为 ，已知 ， 液体密度 ，不考虑能量损失，动能修正系数 ，试求流量 。 2.31 某液压系统用 号液压油，管道直径 ，通过流量 ，试求： （1）雷诺数，并判断流态； （2）求液流为层流时的最小管径。 2.32 内径 的阻尼管，有 的流量流过，液压油的密度 ，运动粘度 ，欲使阻尼管两端保 持 的压差，试计算阻尼管的理论长度。 题2.33 图 题2.34 图 2.33 水平放置的光滑圆管由两段组成，如图示，直径分别为 ， ，每段长度 ，液体密 度 ，运动粘度 ，通过流量 ，管道突然缩小处的局部阻力系数 ，试求总的压力损失及两端 压差。 2.34 如图示，倾斜管道输送液压油。已知： ， ， ， ， ， ， ，试求： （1）管中油液的流动方向； （2）流量。 题2.35 图 题2.36 图 2.35 一粘度计如图示，已知： ，细管直径 ，管长 ，设在 内，油位从 下降 到，求油 液的运动粘度 。 2.36 如图示，一液压泵从油箱吸油，液压泵排量 ，液压泵转速 ，油液粘度 ，密度 ， 吸油管长 ，吸油管直径 ，计算时要考虑管中的沿程损失，不计局部损失。试求： （1）为保证泵的吸油腔真空度不超过 ，泵离油箱液面的最大允许安装高度； (2）当泵的转速增加或减少时，此最大允许安装高度将怎样变化? 2.37 流量 的液压泵从油箱吸油，油液粘度 ，密度 ，吸油管直径 ，泵口离油箱液面的 安装高度 ，管长 ，吸油管入口处的局部阻力系数 。试求泵吸油腔处的真空度。题2.38 图 题2.39 图 2.38 如图示，一流量 的液压泵，安装在油面以下，油液粘度 ， ，其它尺寸如图示， 仅考虑吸油管的沿程损失，试求液压泵入口处的表压力。 2.39 流量 的液压泵，将密度 ，粘度 的液压油通过内径 的油管输入有效面积 的液压 缸，克服负载 使活塞作均匀速运动，液压泵出口至液压缸中心线高度 （设管长 ） ，局部压 力损失 ，试求液压泵的出口压力。 题2.40 图 题2.41 图 2.40 液压缸直径 ，顶端有一直径 的小孔，当活塞上施加 的作用力时，有油液从小孔 中流出，忽略流动损失，并设动量修正系数 ，动能修正系数 ，试求作用在液压缸缸底壁上 的作用力。 2.41 如图示弯管，试利用动量方程求流动液体对弯管的作用力。 设管道入口处的压力为 ，管道出口处的压力为 ，管道通流面积为 ，通过流量为 ，流速为 ，动量修正系数 ，油 液密度为 。 题2.42 图 题2.43 图 2.42 如图示，液压缸二腔的油液分别通过滑阀相应的开口输入和排出。 已知滑阀直径 ， 阀口两端压差 ，通过流量 。设通过阀口的流量系数 ，流速系数 ，油液密度 ，液体通过 阀口的射流角 。试计算： （1）滑阀的开口量 X； （2）阀总所受的稳态液动力和方向。 2.43 一立式液压缸如图所示，已知活塞直径 ，活塞宽度 ，活塞与缸壁的间隙 ，活塞 提升的重物 W 和活塞自重 G 共 ，油液的动力粘度 ，试求： （1）活塞向上运动所需的压力（摩擦力忽略不计） ； （2）进油量 时，活塞的上升速度 ； （3）当活塞移动到与缸底距离 时关闭进油口，在重物和自重的作用下活塞将缓慢地自 行下落，求在活塞与缸孔同心的情况下，活塞下降到缸底的时间。 2.44 如图所示的液压系统的一部份，从充气式蓄能器到电磁阀之间的管道长度 ，管子 内径 ，壁厚 ，钢管材料弹性模数 ，油液的体积弹性模量 ，密度 ，管路中液体以 流向电 磁阀，当电磁阀以 的时间快速关闭时，试求在管路中的最大压力升高值。 第三章 液压泵与液压马达 3.1 简述液压泵与液压马达的作用和类型。 3.2 液压泵的工作压力取决于什么？泵的工作压力与额定压力有何区别？ 3.3 什么是液压泵的排量、理论流量和实际流量？它们的关系如何？ 3.4 液压泵在工作工程中会产生哪两方面的能量损失？产生损失的原因何在？ 3.5 齿轮泵压力的提高主要受哪些因素的影响？可以采取措施来提高齿轮泵的压力？ 3.6 试说明限压式变量叶片泵流量压力特性曲线的物理意义。泵的限定压力和最大流量 如何调节？调节时泵的流量压力特性曲线将如何变化？ 3.7 双作用叶片泵和限压式变量叶片泵在结构上有何区别? 3.8 为什么轴向柱塞泵适用于高压 3.9 外啮合齿轮泵、叶片泵和轴向柱塞泵使用时应注意哪些事项 3.10 试比较各类液压泵性能上的异同点。 3.11 某液压泵在转速 时，理论流量 。在同样的转速和压 时，测得泵的实际流量为，总效率 ，求： (1)泵的容易效率； (2)泵在上述工况下所需的电动功率； (3)泵在上述工况下的机械效率； (4)驱动泵的转矩多大？ 3.12 液压马达的排量 ，入口压力 ，出口压力 ，容积效率 ，机械效率 ，若输入流量 ， 求马达的转速 、转矩 、输入功率 和输出功率 。各为多少？ 3.13 某液压泵当负载压力为 时，输出流量为 ，而负力为 时，输出流量为 。用此泵带 动一排量为 的液压马达，当负载转矩为 时液压马达的机械效率为0.94，其转速为 ，试求 此时液压马达的容积效率为多少？ 3.14 某变量叶片泵的转子径 ，定子内径 ，叶片宽度 。求： （1） 当泵的排量 时，定子也转子间的偏心量有多大？ （2） 泵的最大排量是多少？ 3.15 某轴向柱塞泵的柱塞直径 ，柱塞分布圆直径 ，柱塞数 。当斜盘倾角 ，转速 ， 输出压力 ，容积效率 ，机械效率 时， 试求泵的理论流量、 实际流量和所需电动机功率。 ？ 3.16 一泵的总泄漏量，式中 C――泄漏系数，p――工作压力，当将此泵作液压马达使 用时，在相同转速和相同压力的条件下，其容积效率与泵是否相同？试证明。 3.17 一液压泵可兼作液压马达使用， 设二者的机械损失扭矩相同， 在相同的工作压力时， 其机械效率是否相同？试证明。 3.18 一液压泵额定压力，机械效率，由实际测得： （1）当泵的转速，泵的出口压力为零时，其流量。当泵出口压力为时，其流量。当 泵出口压力为时，其流量，试求泵在额定压力时的容积效率。 （2）当泵的转速为，压力为额定压力时，泵的流量为多少？容积效率又为多少？ （3）在以上两种情况时，泵的驱动功率分别为多少？ 3.19 一齿轮泵齿轮的模数，齿数，齿宽，转速，在额定压力下输出流量，试求该泵在额 定压力时的容积效率。 题3.20 图 题3.21 图 3.20 试求限压式变量叶片泵特性曲线变量段（BC 段）的流量压力表达式（泄漏和定于 移动时的摩擦力忽略不计） ，哪些因素影响 BC 段曲线的斜率？其它条件不变时，改变弹簧 预紧力时斜率会不会改变？ 3.21 一限压式变量叶片泵特性曲线如图示。 试求该泵输出的最大功率和此时的压力。 设， 3.22 一斜盘式定量轴向柱塞泵，柱塞直径，柱塞数，柱塞分布园直径，斜盘倾角，已知： 在压力时，容积效率；在压力时，容积效率，试求： （1）压力，转速时，泵的实际流量； （2）压力，转速时，泵的实际流量。 3.23 一液压马达每转排量，供油压力，输入流量，液压马达的容积效率，机械效率，液 压马达回油腔有的背压，试求 （1）液压马达的输出扭矩； （2）液压马达的转速。 3.24 一定量泵向一定量液压马达供油与马达具有相同的参数：， ，，若泵的转速，液压马 达的负载扭矩，不计管路损失，试计算： （1）液压马达的工作压力； （2）液压马达的转速；（3）液压马达的有效输出功率； （4）液压泵的驱动功率。 3.25 一限压式变量叶片泵向定量液压马达供油。已知：定量液压马达排量，容积效率， 机械效率，负载扭矩，变量叶片泵特性曲线如图示，设在压力管路中有的压力损失，试求： (1) 液压泵的供油压力； （2）液压马达的转速； （3）液压马达的输出功率； （4）液压泵的驱动功率（设液压泵的总效率） 第四章 液压缸 4.1 活塞式液压缸有几种形式？有什么特点？它们分别用在什么场合？ 4.2 简述 O 型和 Y 型密封圈的特点和使用注意事项。 4.3 以单杆活塞式液压缸为例，说明液压缸的一般结构形式. 4.4 活塞式液压缸的常见故障有哪些？如何排除？ 4.5 如图4. 5所示，已知单杆液压缸的内径 ，活塞杆直径 ，泵的供油压力 ，供油流量 。试求： （1） 液压缸差动连接时的运动速度和推力； (2) 若考虑管路损失，则实测 ，而 ，求此时液压缸的推力。 4.6 图4. 24为两个结构相同相互串联的液压缸，无杆腔的面积 有杆腔的面积 ，缸1的 输入压力 ，输入流量 ，不计摩擦损失和泄漏，求： （1） 两缸承受相同负载（ ）时，该负载的数值及两缸的运动速度； （2） 缸2的输入压力是缸1的一半（ ）时，两缸各能承受多少负载？ （3） 缸1不承受负载（ ）时，缸2能承受多少负载？ 4.7 如图4. 5所示，缸筒固定，柱塞运动，柱塞直径为 。若输入液压油的压力为 ，输 入流量为 ，试求缸中柱塞伸出的速度及所驱动的负载大小（不计摩擦损失和泄漏） 。 4.8 设计一单杆活塞式液压缸，已知外载 ，活塞和活塞处密封圈摩擦阻力为 ，液压缸 的工作压力为 ，试计算液压缸内径 D。若活塞最大移动速度为 ，液压缸的容积效率为0.9， 应选用多大流量的液压泵？若泵的总效率为0.85，电动机的驱动功率应为多少？ 题4.9 图 4.9 如下图所示，缸筒内径 D=90 mm ，活塞杆直径 d=60 mm ，进入液压缸的流量 Q =25L/min ，进油压力，背压力，试计算图示各种情况下运动件运动速度的大小、方向以及 最大推力 题4.10 图 4.10 如图示的柱塞式液压缸，图 a 为缸体固定，柱塞运动；图 b 为柱塞固定，缸体运 动。柱塞直径，缸筒内径，若输入流量，供油压力，试求： （1）运动件的运动速度； （2）运动件所产生的推力。 题4.11 图 4.11 题4.12 图一柱塞固定的液压缸与工作台联结在一起，共重，结构尺寸，如图示。启动时，克服负载向上升。设工作台在内，均匀地从静止达到最大稳定速度，不计漏损。试决定启动时 的供油压力和流量 4.12 一双叶片摆动液压缸，如图示。缸径，轴径，叶片宽度。当输入流量，时，不计损 失，回油口接油箱。试求输出转矩和角速度。 4.13 三个液压缸串联连接，缸筒内径均为，活塞杆直径均为，供油压力，供油流量，如 果三液压缸所承受的负载 F 相同，试求： 1）负载 F； 2）三活塞的运动速度； 3）如果方向阀切换至右位，活塞反向运动时，各活塞的运动速度。 4.14 一单杆液压缸快速向前运动时采用差动联接， 快速退回时， 压力油输入液压缸有杆 腔。假如缸筒直径为，活塞杆直径为，慢速运动时活塞杆受压，其负载为，已知输入流量， 背压力。 1）试求往复快速运动速度； 2）如缸筒材料的许用应力，计算缸筒壁厚； 3）如液压缸活塞杆铰接，缸筒固定，其安装长度，试校核活塞杆的纵向压杆稳定性。 4.15 图示液压缸内径，活塞杆直径，外负载，液压泵流量 Q 为，额定工作压力为，驱 动电动机功率，启动液压泵后，调节溢流阀，使溢流阀的调定压力，此时发现活塞不运动， 为什么？而后将溢流阀调定压力调至， 此时活塞运动， 为什么？运动速度为多少？当活塞运 动到底如不及时退回，发现电机发热并跳闸，这又是为什么？ 4.16 一限压式变量泵向单杆活塞缸供油，油路连接和变量泵特性曲线如图示。已知液压 缸负载，油管 AB 段、BC 段、BD 段压力损失均为，试求： 1）液压缸无杆腔压力；2） 液压缸有杆腔压力；3）压力泵的出口压力；4）液压缸的运动速度；5）液压泵的输出功率； 6）回路效率。 4.17 液压缸内径，缓冲柱塞直径，缓冲行程，液压缸水平安装，外负载，负载的滑动摩 擦系数，液压泵供油压力为，流量为。试求，缓冲腔内最大冲击压力，并校核缸筒强度是否 足够。 第五章 液压基本回路与控制阀 5.1 电液动换向阀的先导阀，为何选用 Y 型中位机能？改用其他型中位机能是否可以？ 为什么？ 5.2 二位四通电磁阀能否作二位二通阀使用？具体接法如何？ 5.3 什么是换向阀的常态位？ 5.4 图5.4所示液压缸， ， ， ，液控单向阀用作闭锁以防止液压缸下滑，阀内控制活 塞面积 是阀芯承压面积 A 的三倍，若摩擦力、弹簧力均忽略不计，试计算需要多大的控制 压力才能开启液控单向阀？开启前液压缸中最高压力为多少？ 5.5 两腔面积相差很大的单杆活塞缸用二位四通换向阀换向。有杆腔进油时，无杆回油 流量很大，为避免使用大通经二位四通换向阀，可用一个液控单向阀分流，请画出回路图。 5.6 试说明图6. 18所示回路中液压缸往复运动的工作原理。为什么无论是进还是退，只 要负载 G 一过中线，液压缸就会发生断续停顿的现象？为什么换向阀一到中位，液压缸便 左右推不动？ 题5.4 图 题5.6 图 5.7 若先导式溢流阀主阀芯上阻尼孔被污物堵塞，溢流阀会出现什么样的故障？如果溢流阀先导阀锥阀座上的进油小孔堵塞，又会出现什么故障。 5.8 若把先导式溢流阀的远控制口当成泄漏口接油箱，这时液压系统会产生什么问题？ 5.9 两个不同调整压力的减压阀串联后的出口压力决定于哪一个减压阀的调整压力？为 什么？如两个不同调整压力的减压阀并联时，出口压力又决定于哪一个减压阀？为什么？ 5.10 顺序阀和溢流阀是否可以互换使用？ 5.11 试比较溢流阀、减压阀、顺序阀（内控外泄式）三者之间的异同点。 5.12 如图5.12所示溢流阀的调定压力为 ，若阀芯阻尼小孔造成的损失不计，试判断下 列情况下压力表读数各为多少？ （1） Y 断电，负载为无限大时； （2） Y 断电，负载压力为 时； （3） Y 通电，负载压力为 时。 5.13 如图5.13所示的回路中，溢流阀的调整压力为 ，减压阀的调整压力为 ，试分析下 列情况，并说明减压阀阀口处于什么状态？ （1） 当泵压力等于溢流阀调整压力时，夹紧缸使工件夹紧后，A、C 点的压力各为多 少？ （2） 当泵压力由于工作缸快进压力降到 时（工作原先处于夹紧状态）A、C 点的压力 各为多少？ （3） 夹紧缸在夹紧工件前作空载运动时，A、B、C 三点的压力各为多少？ 题5.12 图 题5.13 图 5.14 如图5.14所示的液压系统，两液压缸的有效面积 ，缸 I 负载 ，缸Ⅱ运动时负载为 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定压力分别为 、 和 。求在下列三中情况下，A、B、C 处的压力。 （1） 液压泵启动后，两换向阀处于中位； （2） 1Y 通电，液压缸1活塞移动时及活塞运动到终点时； （3） 1Y 断电，2Y 通电，液压缸2活塞运动时及活塞碰到固定挡块 5.15 在图5.15所示回路中，液压泵的流量 ，液压缸无杆腔面积 ，液压缸有杆腔面积 ， 溢流阀的调定压力 ，负载 。节流阀口为薄壁孔，流量系数 ，油液密度 ，试求：节流阀口 通流面积 时的液压缸速度 、液压泵压力 、溢流功率损失 和回路效率 。 5.16 在回油节流调速回路中，在液压缸的回油路上，用减压阀在前、节流阀在后相互串 联的方法， 能否起到调速阀稳定速度的作用？如果将它们装在缸的进路或旁油路上， 液压缸 运动速度能否稳定？ 题5.17 图 题5.18 图 5.17 图5.17所示为采用中、低压系列调速阀的回油调速回路，溢流阀的调定压力 ，缸 径 ，活塞杆直径 ，负载力 ，工作时发现活塞运动速度不稳定，试分析原因，并提出改进 措施。 5.18 在图5.18所示液压回路中，若液压泵输出流量 ，溢流阀的调定压力 ，两个薄壁式 节流阀的流量系数都是 ，开口面积 ， ，油液密度 ，在不考虑溢流阀的调压偏差时，求： （1） 液压缸大腔的最高工作压力； （2） 溢流阀的最大溢流量 5.19 由变量泵和定量马达组成的调速回路， 变量泵的排量可在 范围内改变， 泵转速为 ， 马达排量为 ，安全阀调定压力为 ，泵和马达的机械效率都是0.85，在压力为 时，泵和马达泄漏量均是 ，求： （1） 液压马达的最高和最低转速； （2） 液压马达的最大输出转矩； （3） 液压马达最高输出功率； （4） 计算系统在最高转速下的总效率 5.20 在变量泵和变量马达组成的调速回路中， 把马达的转速由低向高调节， 画出低速段 改变马达的排量， 高速段改变泵的排量调速时的输出特性。 与图9. 7相比， 可得出什么结论？ 5.21 试说明图5.21所示容积调速回路中单向阀 A 和液控单向阀 B 的功用。在液压缸正 反向运动时，为了向系统提供过载保护，安全阀应如何接？试作图表示。 题5.21 图 5.22 图5.22所示的双向差动回路中， 、 、 分别代表液压缸左、右腔及柱塞缸的有效 工作面积， 为液压泵输出流量。如 & ， + & ，试求活塞向左和向右移动时的速度表达式。 5.23 在图5.22所示的液压缸差动连接回路中，泵的输出流量 ，缸的大小面积为 ， ， 快进时负载 ，三位四通换向阀压力损失 ，二位三通换向阀压力损失 ，合成后管路压力损 失 ，单向调速阀压力损失 。试求： （1） 快进时的缸速 及泵输出压力 ； （2） 若溢流阀调定压力为 ，此时回路承载能力有多大？ 题5.22 图 题5.24 图 5.24 在图5.24所示回路中，已知液压缸大、小腔面积为 、 ，快进和工进时负载力为 和 （ & ） ，相应的活塞移动速度为 和 。若液流通过节流阀5和卸荷阀2时的压力损失为 和 ，其他的阻力可忽略不计，试求： （1） 溢流阀和卸荷阀的压力调整值 和 ； （2） 大、小流量泵的输出流量 和 ； （3） 快进和工进时的回路效率 和 。 5.25 有一液压传动系统，快进时泵的最大六量为 ，工进时液压缸的工作压力为 ，流量 为 。若采用 YB―25HE 和 YB4/25两中泵对系统供油，设泵的总效率为0.8，溢流阀调定压 力 ，双联泵中低压泵卸荷压力 ，不计其他损失，计算分别采用这两种泵供油时系统的效率 （液压缸效率为1.0） 。 5.26 在图5.26所示回路中， 以知两节流阀通流截面分别为 ， ， 流量系数 ， 油液密度 ， 负载压力 ，溢流阀调整压力 ，活塞面积 ，液压泵流量 ，如不计管道损失，试问： （1） 电磁铁接通和断开时，活塞的运动速度各为多少？ （2）将两个节流阀对换一下，结果。 5.27 图5.27为实现“快进―工进（1）―工进（2）―快退―停止”动作的回路，工进（1） 速度比工进（2）快，试列出电磁铁动作的顺序表 5.28 叠加阀与普通滑阀相比较有何主要区别？ 5.29 图5.29（a）和（b）用插装阀分别组成两个方向阀，若阀关闭时 A、B 有压力差， 试判断电磁铁得电和断电时压力油能否经锥阀流动，并分析各自作何种换向阀使用。 题5.29 图 题5.30 图 5.30 试用插装阀组成实现图5.30所示的两种形式的三位换向阀。 题 5.31 图5.31 图5.31为用插装阀组成的回路对泵实现调压卸荷，试述其工作原理。 5.32 电液比例阀由两大部分组成，各具有什么特点？ 5.33 图5.30所示复合阀中，为什么不用比例电磁铁直接控制主阀阀芯？ 5.34 可否将直动式溢流阀做成比例压力阀？ 5.35 画出下列各种方向阀的图形符号，并写出流量为的板式中低压阀的型号： （1）二位三通交流电磁换向阀； （2）二位二通行程阀（常开）（3）二位四通直流电磁 ； 换向阀（4）三位四通 M 型手动换向阀（定位式）（5）三位五通 Y 型直流电磁换向阀； ； （6） 三位四通 H 型液动阀； （7）三位四通 P 型直流带阻尼电液换向阀（详细与简化符号）（8） ； 液控单向阀。 5.36 图示回路可以实现快进→慢进→快退→卸荷工作循环，试列出其电磁铁动作表。 5.37 图示回路可以实现两个液压缸的串、并联转换、上缸单动与快进→慢进→快退→卸 荷工作循环，试列出其电磁铁动作表。 5.38 试改正下列方向阀图形符号的错误。 5.39 图示回路的电磁铁通电后， 液压缸并不动作， 试分析其原理， 并画出改进后的回路。题 5.40 图 5.40 试按下列要求分别画出液压缸的换向回路 （1）活塞向右运动时由液压力推动返回时靠弹簧力推动； （2）活塞作往复运动时，随时能停止并锁紧。停止时，液压泵卸荷； （3）活塞由液压缸差动联接前进，非差动联接退回 5.41 图示为采用二位二通电磁阀 A 与一个节流小孔 B 组成的换向回路，试说明其工作 原理。 5.42 试说明由行程换向阀与液动换向阀组成的自动回路的工作原理。 5.43 试确定图示回路在下列情况下的系统调定压力， （1）全部电磁铁断电； （2）电磁 铁2DT 通电； （3）电磁铁2DT 断电，1DT 通电 5.44 图示液压回路，液压泵转速 ，容积效率 ，节流小孔的流量系数 ，通流面积 液压 马达排量 ，转速 ，容积效率 ，总效率 ，负载 。已知液压马达流量是泵流量的92%，油 液密度 ，试求： （1）液压泵排量 ; （2）溢流阀调定压力 ； （3）溢流阀溢出功率 。 5.45 图示加紧缸分别由两个减压阀的串联油路（图 a） ）与并联油路（图 b） ）供油，两 个减压阀的调定压力 ，试问这两种油路中，加紧缸中的油压决定于哪一个调定压力？为什 么？ 5.46 试说明图示三级压力控制回路的工作原理 题 5.47 图 题 5.48 图 5.47 试分别说明图示 a） /b） 、 回路在下列情况时， B 两处的压力各为多少？为什么？ A、 (1) 节流阀全开时； （2）节流阀全闭时。5.48 图示 a） 、/b）回路的参数相同，液压缸无杆腔面积 ，负载 ，各阀的调整压力如 图示，试分别确定此两回路在活塞运动到终端时 A、B 两处的压力。 5.49 图示液压系统两液压缸的有效面积相等 ， 加紧缸Ⅰ运动时的负载 ， 加载缸运动时 的负载第一段行程时为 ，第二段行程时为 ，各压力阀的调整压力如图示，试确定在下列情 况，A、B、C 处的压力各为多少（管路损失忽略不计） 。 （1）液压泵启动后，两换向阀均处于中位； （2）电磁铁1DT 通电，液压缸Ⅰ活塞移动时及活塞加工件时； （3）电磁铁1DT 断电，2DT 通电，液压缸Ⅱ活塞在第一段与第二段行程时及活塞移动 到终端时。 5.50 试画出用顺序阀实现图示两液压缸指定顺序动作回路。 5.51 在图示液压系统中，已知活塞直径 ，活塞杆直径 ，活塞及负载总重 ，提升时要 求在0.1S 时间内达到稳定速度 ，下降时，活塞不会超速下落，若不计损失，试说明： （1）阀 A、B、C、D 在系统中个起什么作用； （2）阀 A、B、D 的调整压力各位多少？ 5.52 图示增压回路，泵供油压力 ，增压缸大腔直径 ，工作直径 ，若工作缸负载 ，试 求增压缸小腔直径 d. 5.53 图示为立式压机构的增压回路，试说明每个阀的作用与回路的工作原理 5.54 图示增力回路， 二哥活塞由活塞杆连接在一起，可以完成快进→慢进→快退工作循 环，由流量为 的液压泵供油。已知液压缸直径 ，活塞杆直径 ，快进时负载 ，慢进时最大 压制力 试求： （1）顺序阀的调整压力 ； （2）溢流阀的调定压力 ； （3）活塞快进与慢进速度 、 。 5.55 如图所示的进油路节流调速回路中，液压缸有效面积 ， ，溢流阀调定压力 ，节 流阀为落壁小孔（以后若非特别指示，节流小孔均为落壁小孔） ，通流面积 ，流量系数 ， 油液密度 。试分别按 ， 和0三种情况，计算液压缸的运动速度和速度刚度。 5.56 如图所示， 进油路节流调速回路的回油路上加上一个压力调整到0.3Mpa 的背压阀。 液压缸有效面积 ， 溢流阀调定压力 ，节流阀通流面积 ，流量系数 ，油液密度 ，试计算： （1）当负载 时，活塞的运动速度及回路的效率； （2）此回路所能承受的最大负值负载？ 5.57 如图所示的回油路节流调速回路中，液压缸的有效面积 ， ，溢流阀调定压力 ， 节流阀流量系数 ，油液密度 ，试计算和回答下列问题： （1）画出当节流阀通流面积 和 的速度负载特性曲线； （2）当负载为零时，泵压为多少？液压缸回油腔压力为多少？ 5.58 如图所示的旁油路节流调速回路、液压缸尺寸、液压泵的流量、节流阀流量系数、 油液密度均合上题相同，试求： （1）画出当节流阀的通流面积 和 的速度负载特性曲线设安全阀调定压力为3Mpa （2）在上述节流阀不同通流面积时，回路能承受的极限负载。 5.59 图示的节流调速回路，具体数据如下： 泵：排量 ，转速 ，容积效率 ，机械效率溢流阀： 调定压力 节流阀： 通流面积调定为 ，流量系数 ，油液密度 液压马达：排量 ，容积效率 ，机械效率 负载力矩： 试求： （1）液压马达的转速; （2）通过溢流阀的流量； （3）回路的效率。 5.60 如图所示的调速回路中，液压缸有效面积 ， ，调速阀中节流阀两端压差 =常量， 流量系数 ，油液密度 ，试求： （1）当调速阀通过流量 时，节流阀的通流面积; （2）当负载分别为 和 时，减压阀所消耗的功率，设溢流阀的调定压力 ； （3）当上述不同负载时，系统的总效率，设泵的总效率 。 5.61 如图所示的调速回路中， 仅将上题中的调速阀更换为溢流节流阀， 其它条件和情况 均不变。试求： （1）回路的总效率； （2）对本题与上题中的效率作分析比较。 5.62 图示液压系统能实现差动快进→工进→快退→原位停止的工作循环， 工进时负载 活塞两端有效面积 。试求： （1）液压泵流量为 时，差动快进的速度； （2）若要求工进速度为 ，通过节流阀的流量为多少？进入液压缸的流量为多少？ （3）若节流阀通过面积为 ，溢流阀的调定压力为多少？没通过节流阀的流量方程 ， 式中 ， ； （4）若采用不同的泵源： （a）定量叶片泵 ;（b）双联叶片泵 ； （c）限压式变量叶片 泵 。试计算液压系统在工进时的总效率各位多少？忽略管路损失，液压泵的总效率均为0. 8，双泵中大流量泵卸荷压力为 。 5.63 图示为采用中低压系列调速阀的回油路调速系统。溢流阀调定压力 ，其它数据如 图所示， 当负载在31000N 上下变化时发现液压缸速度不稳定， 试分析原因并提出改进措施。 5.64 在采用调速阀的进油路、回油路、旁油路节流调速回路中，若用定压减压阀来代替 调速阀中的定差减压阀，试分析能否起到速度稳定作用？为什么？ 5.65 试分析溢流节流阀为什么不能装在回油路和旁油路上？ 5.66 图示液压系统，液压泵流量 ，负载 ，溢流阀调定压力 ，液压缸两腔有效面积 ， 液压缸工进速度 ，不考虑管路损失和液压缸摩擦损失，试计算 （1）工进时液压系统效率； （2）负载降为0时（即 F=0） ，活塞的运动速度和回油腔压力; （3）当以调速阀代替图中的节流阀，若负载 F=0时，速度有否变化？ 5.67 图示液压回路， 限压式变量泵调定后的流量压力特性曲线如图示， 调速阀调定的流 量为 ，液压缸两腔有效面积 ，求： （1）大腔压力 ； （2）当 和 时的小腔压力 ； （3）设泵的总效率为0.75，求系统的总效率。5.68 图示变量泵――变量马达的回路中已知下列参数 变量泵： 最大排量 容积效率 ，转速 变量马达：容积效率 ，机械效率 高压管路中压力损失 安全阀调整压力 ，系统总效率 若回路在下列条件下工作： （1）泵的排量调整为最大 的50%； （2）变量马达驱动 的恒功率负载； （3）假定各种效率均为常数，回油管背压力忽略不计。 试确定： (1) 泵的出口压力； (2) 补油泵向回路补充的流量； (3) 在上述给定条件下，液压马达最低转速 ？？时，液压马达的最大排量： (4) 泵的驱动功率； (5) 在上述条件下泵的机械效率。 5.69 一容积调速回路由定量泵和变量液压马达组成。 泵和马达之间高压之间高压管路的 压力损失 ，泵和马达的详细数据如下： 液压泵：排量 转速 ；容积效率 ；机械效率 液压马达：最大排量 ，机械效率、容积效率与泵相同溢流阀调整压力为13.5Mpa ，马 达的负载为恒扭矩负载 试确定 （1）马达的最低转速和在此转速下液压马达驱动负载所需的压力； （2）液压马达的最高转速及相应的马达排量； （3）液压马达的最大输出功率及调速范围。 5.70 一变量泵――变量马达的容积调速回路。 阀和管道的压力损失为液压泵供油压力的 ，液压马达驱动 的恒扭矩负载，泵和马达的最大排量均为 ，泵的转速 。工作时实现速度 控制的方法是：先将马达调节大最大排量，然后使泵的排量逐渐从0增大至最大值，然后使 泵的排量固定在最大值上， 用减小马达排量的方法继续增大马达的转速， 设泵和马达的效率 均为100%，试求： （1） 马达转速为 时马达的排量； （2） 在已知恒扭矩负载下，限制马达转速不超过 时安全阀的调定压力； （3） 如果泵调到最大排量的50%，只用调整马达排量的方法来改变马达的转速负载 扭矩为 时，为限制马达转速不超过 ，安全阀的调定压力为多少？ 5.71 读懂下列回路图，指出是哪一种基本回路，并简要说明动作原理。 5.72 读懂下列回路，指出是哪一种基本回路，简要说明动作原理，并列出电磁铁动作表 （包括行程阀） 。 5.73 试用插装阀组成实现以下两种机能的三位阀。 第六章 液压辅助元件 6.1 滤油器有哪几种类型？分别有什么特点？ 6.2 油管和管接头有哪些类型？各适用于什么场合？ 6.3 有一压力机,工作行程 ,活塞以 的速度运动,负载 ,系统最高压力由溢流阀调定为 。系统克服负载时的工作压力为 。蓄能器充气压力 ，充油为等温过程，排油为绝热过程， 试求： 系统压力不低于 时，蓄能器的总容积； 不采用蓄能器时，选用泵流量应为多少。 6.4 某液压系统中，泵出口压力最大为 ，流量 ， 试求： 泵的进、出油管内径； 选用管子的材料和璧厚。 第七章 液压系统实例 7.1 如图所示组合机床液压系统的工作循环如下： 夹紧缸Ⅱ夹紧→保压→工作缸Ⅰ快进（差动）→工进→快退→夹紧缸Ⅱ松开→停止。已知工 作缸Ⅰ大腔活塞面积 ，小腔有效面积 ，夹紧缸Ⅱ活塞面积 ，夹紧力 。工作缸Ⅰ快进时负 载 ，进油路压力损失为 （不计回油压力为损失） ，快进速度 。工进时，负载 ，进油路压 力损失为，回油背压力为 ，工进速度 ，快退时，负载 ，进油路压力损失为 ，回油背压力 为 ，快退速度 。试问： (1) 完成电磁铁动作表中的电磁铁得电情况； (2) 写出工作缸快进、工进、快退时通路情况及泵的工作压力； (3) 各工作阶段系统的工作压力。阀 A、B 的调整压力及阀 C 压力继电器 DP 的压力阀 调整范围。蓄能器 E 及阀 F 的作用； (4) 两泵的流量各为多少（如溢流阀的最小流量为，且不计系统泄漏损失） 。 (5) 泵总效率均为 ，电动机的功率是多少。 7.2 图示为四柱式万能液压机液压系统图，其动作顺序是：主阀快速下降、加压、保压、 泄压、快速回程，然后下缸顶出和回程。 当快速回程前泄压是2DT 通电，使液控单向阀14开放，主缸上缸高压油经小通经阀14，1 2缓慢地回油箱， 阀12的阀心通过连杆和阀13的钢球上端接触， 待上腔压力低于某一压力时， 才允许阀12上升、 单向阀13打开， 从而控制油经单向阀13引入液动阀6右端， 使液动阀换向， 实现快速回程。试分析： (1) 图7.2所述工作原理，试说明本系统工作循环各阶段油路导通情况（本机快速下降是 靠自重拉下） ； (2) 阀7、3、5与10的作用； (3) 图中，两个三位四通电液换向阀6和11所选用的中位滑阀机能的作用是什么？ 7.3 图示为叉车掖压系统。其功能有升降货物，装货框架前，后倾斜及转向等。阀7是防 止因发动机突然停转使泵失压而设置的后倾锁紧阀。阀8用来调节货物下降时的速度，并使 下降速度不因货物重量不同而改变。阀9是手动随 动（伺服）阀，由方向盘通过转向器与 垂臂10控制叉车转向。试分析： （1） 液压系统工作原理； （2） 液压系统基本回路组成和系统中各阀的作用。 第八章 液压系统的设计计算 8.1 一台加工铸铁变速箱箱体的多轴钻孔组合机床，动力滑台的动作顺序为快速趋进工 件→Ⅰ工进→Ⅱ工进→加工结束块退→原位停止。 滑台移动部件的总重量为5000N，加减速 时间为0.2S。采用平导轨，静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为0.1。快进行程为200MM，快进与快退速度相等均为 。Ⅰ工进行程为100mm，工进速度为 ，轴向工作负载为1400N。 Ⅱ工进行程为0.5mm，工进速度为 ，轴向工作负载为800N。工作性能要求运动平稳，试设 计动力滑台的液压系统。 第九章 液压伺服系统 9.1 试画出液压伺服系统的原理方框图。 9.2 请简要说明电液伺服阀的主要组成部分及作用。 9.3 试说明一般液压胸与液压伺服系统的主要区别。 9.4 试说明液压伺服系统的工作原理。 9.5 试分析图9.5所示的液压伺服系统， 说明它是哪种控制系统？它的工作原理是什么？ 9.6 图9.6是电液伺服系统，电位计的外壳上有齿轮，液压缸的活塞杆上有齿条。通过齿 轮与齿条的啮合，电位计的外壳将会在活塞移动时绕自己中心旋转。在系统处于零位时，电 位计动臂处于中位，活塞不动。现向某一方向转动电位计动臂，那么相应的活塞运动方向是 什么？请说明系统中什么元件是反馈元件？如果活塞的运动方向与正常工作方向相反， 系统 将会发生什么情况？ 9.7 9.8 9.9 电液伺服阀应根据什么来选择？是否阀的频宽越宽越好？ 试绘制下列液压伺服系统的职能方框图。以手柄位移 x 为输入， （ 负载移动 y 为输出。 ） 试按方框图等效变换法则简化下列方框图题 9.9 图 9.10 某单位反馈控制系统其开环传递函数为 试问： （1）该系统属于哪一类型？ （2）系统对单位斜坡函数输入信号的稳态误差多大？ 9.11 已知某闭环控制系统的闭环传递函数为 ， 试用劳斯判据判定系统的稳定性 9.12 若某单位反馈位置控制系统的开环传递函数为 ，试求使系统稳定的 K 值范围。 第十章 气源装置与气动辅件 10.1 油水分离器的作用是什么？为什么它能将油和水分开？ 10.2 试简述不加热再生式干燥器的工作原理？ 10.3 过滤器有哪些类型？作用分别是什么？ 10.4 油雾器的作用是什么？试简述其工作原理。 第十一章 气缸 11.1 简述常见气缸的类型、功能和用途。 11.2 试述气―液阻尼缸的工作原理和特点。 11.3 简述冲击气缸是如何工作的。 11.4 选择气缸应注意哪些要素？ 11.5 某机构需要 的工作推力，拟采用气缸驱动，气缸效率暂定为0.7，试初步确定该气 缸的内径。 第十二章 气动控制元件与基本回路 12.1 气动方向控制阀有哪些类型？各自具有什么功能？ 12.2 减压阀是如何实现减压调压的？ 12.3 简述常见气动压力控制回路及其用途。 12.4 试说明排气节流阀的工作原理、主要特点及用途。12.5 12.6画出采用气液阻尼缸的速度控制回路原理图，并说明该回路的特点。 设计一个气动回路，使两个双作用气缸顺序动作。习题解 目录 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 第十二章液压与气压传动概述 3 液压传动的基础知识 4 液压泵与液压马达 17 液压缸 26 液压基本回路与控制阀 34 液压辅助元件 61 液压系统实例 63 液压系统的设计计算 66 液压伺服系统 75 气源装置与气动辅件 79 气缸 79 气动控制元件与基本回路 81第一章 液压与气压传动概述 1.1 答：液压与气压传动都是借助于密封容积的变化，利用流体的压力能与机械能之间 的转换来传递能量的。 液压传动系统和气压传动系统主要有以下四部分组成： （1） 动力元件：液压泵或气源装置，其功能是将原电动机输入的机械能转换成流体的 压力能，为系统提供动力。 （2） 执行元件：液压缸或气缸、液压马达或气压马达，它们的功能是将流体的压力能 转换成机械能，输出力和速度（或转矩和转速） ，以带动负载进行直线运动或旋转运动。 （3） 控制元件：压力流量和方向控制阀，它们的作用是控制和调节系统中流体的压力、 流量和流动方向，以保证执行元件达到所要求的输出力（或力矩） 、运动速度和运动方向。 （4） 辅助元件：保证系统正常工作所需要的辅助装置，包括管道、管接头、油箱或储 气罐、过滤器和压力计等。 1.2 答：液压传动的主要优点： 在输出相同功率的条件下，液压转动装置体积小、重量轻、 结构紧凑、 惯性小、 并且反应快。 可在运行过程中实现大范围的无级调速、且调节方便。调速范围一般可达100：1，甚至高 达2000：1。 传动无间隙，运动平稳，能快速启动、制动和频繁换向。 操作简单， 易于实现自动化， 特别是与电子技术结合更易于实现各种自动控制和远距离操纵。 不需要减速器就可实现较大推力、力矩的传动。 易于实现过载保护，安全性好；采用矿物油作工作介质，滋润滑性好，故使用寿命长。 液压元件已是标准化、系列化、通用化产品、便于系统的设计、制造和推广应用。 液压传动的主要缺点： （1） 油液的泄露、油液的可压缩性、油管的弹性变形会影响运动的传递正确性，故不 宜用于精确传动比的场合。 （2） 由于油液的粘度随温度而变，从而影响运动的稳定性，故不宜在温度变化范围较 大的场合工作。 （3） 由于工作过程中有较多能量损失（如管路压力损失、泄漏等） ，因此，液压传动 的效率还不高，不宜用于远距离传动。 （4） 为了减少泄漏，液压元件配合的制造精度要求高，故制造成本较高。同时系统故 障诊断困难。 气压传动的主要优点： （1） 以空气为传动介质，取之不尽，用之不竭；用过的空气直接排到大气中，处理方 便，不污染环境，符合“绿色制造”中清洁能源的要求。 （2） 空气的粘度很小，因而流动时阻力损失小，便于集中供气、远距离传输和控制。 （3） 工作环境适应性好，特别是在易燃、易爆、多尘埃、强磁、辐射及振动等恶劣环 境中工作，比液压、电子、电气控制优越。 （4） 维护简单，使用安全可靠，过载能自动保护。 气压传动的主要缺点： （1） 气压传动装置的信号传递速度限制在声速（约340m/s）范围内，所以它的工作频 率和响应速度远不如电子装置， 并且信号要产生较大的失真和延滞， 不宜用于对信号传递速 度要求十分高的场合中，但这个缺点不影响其在工业生产过程中应用。 （2） 由于空气的可压缩性大，因而气压传动工作速度的稳定性较液压传动差，但采用 气液联合可得到较满意的效果。 （3） 系统输出力小，气缸的输出力一般不大于50KN；且传动效率低。（4） 排气噪声较大，在高速排气时要加消声器。 第二章 液压传动的基础知识 2.1 答：由于绝大多数测量仪表中，大气压力并不能使仪表动作。它们测得的是高于大 气压的那部分压力，而不是压力的绝对值。所以压力的测量有两种不同的基准。 （相对压力 和绝对压力） 过去工程中常用的压力单位是公斤力/厘米2 （kgf/cm2）,和工程大气压(单位较大)。而 在表示很低的压力或要精密测定压力值时常采用液柱高度作为压力单位（单位较小） 。 2.2 答：压力能可以转换为其它形式的能量，但其总和对液体中的每一点都保持不变为 恒值，反映了液体中的能量守恒关系。 2.3 答：是依据帕斯卡原理实现力的传递力。 2.4 答：因为流动状态由层流转变为紊流和由紊流转变为层流时雷诺数并不相同，后者 值小。 雷诺数的物理意义是流动液体的惯性力与粘性力之比。雷诺数小，表示粘性力占主导地位， 由压力与粘性力之间的平衡决定了流动的规律， 流体质点受粘性力制约只能按层沿轴线方向 运动，因此流动为层流。 2.5 答：在密封管道内做稳定流动的理想液体具有三种形式的能量，即动力能、动能、 和位能，它们之间可以互相转换，并且在管道内任意处和这三种能量总和是一定，因此也称 为能量守恒。 （1） 在波努利方程中， 、h 和 都是长度的量纲，一般分别称为压力头、位置头和速 度头，三者之和为一常数，用 H 表示。在图1-7中各点的 H 值连线为一水平线，表示管道内 任一处的三种能量之和是相等的。 （2） 若管道水平放置（h1=h2） ，表明液体的流速越高，它的压力就越低，即截面 ， 细的管道，流速较高，压力较低；截面粗的管道，则流速较低，压力较高。 2.6 答：稳态液动力是由于位置变化所产生的力。 2.7 答：这样使 tc 减少而 t 增加，从而将完全冲击降为非完全冲击。 2.8 答：液压传动中的压力损失，绝大部分转变为热能，造成油温升高，泄露增多，使 液压传动效率降低，因而影响液压系统的工作性能。油液流动时，其流速对压力损失影响很 大。层流时的沿程压力损失 与油液的流动速度 V 一次方成正比，紊流时的沿程损失 与油 液流动速度 成正比； 流动油液的局部压力损失与其流速 成正比。 可见降低流速对减少压力 孙失是十分重要的， 因此应限制液体在管道中的最高流速。 但是液体的流速太低又会使管路 和阀类元件的结构尺寸变大。 2.9 解：1830mm 2.10 解： 2.11 2.12 2.13 2.14 解： 解： 解： 解：2.15 2.16解： 解：压缩率2.17解：在0.1s 内，液压泵输入液压缸压力腔的油液体积2.18 2.19解： 解：轴外径的最大切应力为式中：v－轴周围速度， 切向摩擦力为 摩擦消耗功率为 2.20 解： 已知 大气压2.21 2.22 2.23 2.24 2.25 2.26 2.27解：设 为容器内的绝对压力 解： 解： 解： 解： 解： 解：对截面Ⅰ、Ⅱ列出连续性方程和伯努利方程故 。 同理可论 2.28 解： （1）对截面Ⅰ、Ⅱ列伯努利方程，以油管水平中心线为基准水平面 （2） 2.29 解：对截面ⅠⅡ列伯努利方程，设通过中心线的水平面为基准 2.30 解：阀门关闭时，压力表处液体的能量为 阀门打开时，压力表处液压的能量为 理想液体流动时无能量损失，因此2.31解： （1）雷诺数（2） 2.32 解： 2.33 解：判断流态： 层流 紊流 阻力系数：压力损失：总压力损失：对进出口端面列伯努利方程，取过中心线的水平面为基准面2.34解： （1）设油液从 对截面ⅠⅡ列伯努利方程（2）设液流为层流 压力损失： 判断流态： 因此阻力系数 的计算正确 2.35 解：通过细长管流量 式中 2.36 解： （1）对截面ⅠⅡ列伯努利方程，以油箱液面为基准面 沿程损失 （2）当泵的转速增加时，管内流速 增加，速度水头与压力损失与 成正比也增加，因此吸 油高度 H 将减小。 反之，当泵的转速减少时，H 将增大。 2.37 解：对油箱液面与泵入口处到伯努利方程，以油箱液面为基准面真空度： 2.38 解：对截面ⅠⅡ列伯努利方程，以油箱液面为基准面2.39解：对截面ⅠⅡ列伯努利方程，以截面Ⅰ为基准面2.40解：对截面 D、d 列伯努利方程，以水平对称面为基准面列动量方程，取 X 坐标向右解：取坐标 x、y 取管道入口和出口断面间的液体为控制体积弯管对控制体积在 x 和方向的作用力分别 为 列出 x 方向动量方程 2.41液体对弯管的作用力大小与 F 相等，方向与 F 相反 2.42 解： （1）通过阀口的流量： 阀口通流面积周长（2）轴向稳态液动力： 油液通过二个阀口： 方向向左有使阀口关闭之势。 解： 解：冲击波传递速度：2.43 2.44第三章 液压泵与液压马达 3.1 答：（1） 液压泵作用是把原动机输入的机械能转换为液压能向系统提供一定压力和流量的 液流。 液压马达的作用是把输入油液的压力能转换为输出轴转动的机械能，用来推动负载作功。 （2） 液压泵的分类： A）按液压泵输出的流量能否调节分类 液压泵可分为定量液压泵和变量液压泵。 B）按液压泵的结构型式不同分类 3.2 答： （1） 液压泵的工作压力决定于外界负载的大小（而与液压泵的流量无关） ，外负载增 大，泵的工作压力也随之增大。 （2） 泵的工作压力是指液压泵在实际工作时输出油液的压力，即油液克服阻力而建立 起来的压力。 泵的额定压力是指液压泵在正常工作条件下， 按试验标准规定连续运转正常工作的最高工作 压力。 液压泵在工作中应有一定的压力储备， 并有一定的使用寿命和容积效率， 通常它的工作压力 应低于额定压力。 3.3 答: （1） 排量 V：液压泵轴转一周，由其密封容腔几何尺寸变化计算而得的排出液体体积 称为液压泵的排量。 理论流量 q t :是指在单位时间内理论上可排出的液体体积。它等于排量和转速的乘积。 实际流量 q：是指考虑液压泵泄漏损失时，液压泵实际工作时的输出流量。所以液压泵的实 际流量小于理论流量。 3.4 答： （1） 容积损失和机械损失。 （2） 容积损失是因内泄漏而造成的流量上的损失。 机械损失是指因摩擦而造成的转矩上的损失。 3.5 答： （1） 受泄漏大和存在径向不平衡力的影响。 采取措施：A）减小径向不平衡力 B) 提高轴与轴承的刚度 C）对泄漏量最大的端面间隙采用自动补偿装置等。 3.6 答： （1） 表示泵工作时流量随压力变化的关系。 点为始点表示空载时泵的输出流量 A （qt） 。 B 为转折点，Pb 就是限定压力，表示泵在保持最大输出流量不变时，可达到的最高压力。 C 点所对应的压力是 pc 为极限压力（又称截止压力）表示外载进一步加大时泵的工作压力 不再升高，这时定子和转子间的偏心量为零，泵的实际输出流量为零。 （2） 调整螺钉1改变原始偏心量 e0，就调节泵的最大输出流量。当泵的工作压力超过 pb 以后，定子和转子间的偏心量减小，输出流量随压力增加迅速减小。 调整螺钉4 改变弹簧预压缩量 ，就调节泵的限定压力。 调节泵的最大输出流量，即改变 A 点位置，使 AB 线段上下平移。 调节泵的限定压力，即改变 B 点位置，使 BC 段左右平移。 3.7 答：区别： （3） 定子和转子偏心安置，泵的出口压力可改变偏心距，从而调节泵的输出流量。（4） 在限压式变量叶片泵中，压油腔一侧的叶片底部油槽和压油腔相通，吸油腔一侧 的叶片底部油槽和吸油腔相通，这样，叶片的底部和顶部所受的液压力是平衡的。这就避免 了双作用叶片泵在吸油区的定子内表面出现磨损严重的问题。 （5） 与双作用叶片泵相反，限压式变量叶片泵中叶片后倾。 （6） 限压式变量叶片泵结构复杂，泄漏大，径向力不平衡，噪音大，容积效率和机械 效率都没有双作用式叶片泵高，最高调定压力一般在7MPa 左右。但它能按负载大小自动 调节流量，功率利用合理。 3.8 答：轴向柱塞泵结构紧凑，径向尺寸较小，惯性力小，容积效率高，目前最高压力 可达40MPa，甚至更高，一般用于工程机械、压力机等高压系统。 3.9 答：外啮合齿轮泵注意事项： （1） 泵的传动轴与原动机输出轴之间的连接采用弹性联轴节时，其不同轴度不得大于 0.1mm，采用轴套式联轴节的不同轴度不得大于0.05mm。受泄漏大和存在径向不平衡力的 影响。 泵的吸油高度不得大于0.5mm。 吸油口常用网式过滤器，滤网可采用150目。 工作油液应严格按规定选用，一般常用运动粘度为25~54mm2/s，工作油温范围为5~80℃。 泵的旋转方向应按标记所指方向，不得搞错。 拧紧泵的进出油口管接头连接螺钉，以免吸空和漏油。 应避免带载起动或停车。 应严格按厂方使用说明书的要求进行泵的拆卸和装配。 叶片泵注意事项： （1） 泵轴与原动机输出轴之间应采用弹性联轴节，其不同轴度不得不大于0.1mm。 （2） 泵的吸油口距油面高度不得大于0.5m，吸油管道不得漏气。 （3） 油箱应保持清洁，油液的污染度不得大于国标等级19/16级。 （4） 工作油液的牌号应严格按厂方规定选用。一般常用运动粘度为25~54mm2/s,工作 油温范围为5~80℃。 （5） 泵的旋转方向应按标记所指方向，不得搞错。 （6） 应严格按厂方使用说明书的要求进行泵的拆卸和装配。 轴向柱塞泵注意事项： （1） 泵的传动轴与原动机输出轴之间的连接采用弹性联轴节，其不同轴度不得大于0. 1mm，不允许在泵的传动轴端直接安装皮带轮或齿轮。 （2） 吸油管、压油管和回油管的直径不应小于规定值。对允许安装在油箱上的自吸泵， 油泵的中心至油面的高度不得大于0.5m，自吸泵的吸油管道上不允许安装过滤器。吸油管 道不得漏气。 （3） 新泵在使用一周后，需将全部油液滤清一次，并清洗油箱和滤油器。正常使用后， 一般每半年更换一次液压油。油液的污染度不得大于国标19/16级。 （4） 工作油液的牌号应严格按厂方规定选用。一般常用运动粘度为16~47mm2/s,工作 油温范围为5~80℃。 （5） 油泵的旋转方向应按标记所指方向，不得搞错。 （6） 应严格按厂方使用说明书的要求进行泵的拆卸和装配。 3.10 答：齿轮泵：结构简单，价格便宜，工作可靠，自吸性好，维护方便，耐冲击，转 动惯量大。但流量不可调节，脉动大，噪声大，易磨损，压力低，效率低。高压齿轮泵具有 径向或轴向间隙自动补偿结构，所以压力较高。内啮合摆线齿轮泵因结构紧凑，转速高，正 日益获得发展。单作用叶片泵：轴承上承受单向力，易磨损，泄漏大，压力不高。改变偏心距可改变流量。 与变量柱塞泵相比，具有结构简单、价格便宜的优点。 双作用叶片泵：轴承径向受力平衡，寿命较高，流量均匀，运转平稳，噪声小，结构紧凑。 不能做成变量泵，转速必须大于500r/min 才能保证可靠吸油。定子曲面易磨损，叶片易咬 死或折断。 螺杆泵：结构简单，重量轻，流量和压力脉动小，无紊流扰动，噪声小，转速高，工作可靠， 寿命长，对油中的杂质颗粒度不敏感，但齿形加工困难，压力不能过高，否则轴向尺寸将很 大。 径向柱塞泵：密封性好，效率高，工作压力高，流量调节方便，耐冲击振动能力强，工作可 靠，但结构复杂，价格较贵，与轴向柱塞泵比较，径向尺寸大，转动惯量大，转速不能过高， 对油的清洁度要求高。 轴向柱塞泵：由于径向尺寸小，转动惯量小，所以转速高，流量大，压力高，变量方便，效 率也较高；但结构复杂，价格较贵，油液需清洁，耐冲击振动性比径向柱塞泵稍差。 3.11 解： （1） （2） （3） （4） 3.12 3.13 图a 3.14解： 解：解： （1）求偏心量 以单作用式叶片泵的理论排量公式计算（忽略叶片厚度） （2）根据已知条件确定最大可能的偏心量 emax ，再求出最大可能的理论排量 定子与转子之间的最小间隙选为0.5mm3.15 （1） （2） （3） （4） 3.16解： 泵的理论流量 qt 实际流量 q 电动机功率 P 解：不相同，因为：两者 虽相同，但液压马达的实际流量 Q 大于理论流量 QT 故 3.17 解：不相同，因为： 两者 虽相同，但液压马达的实际输入扭矩大于理论扭矩 MT 故 3.18 解：第二种情况： 3.19 解： 3.20 解：设定子半径 R，转子偏心量为 e 当二叶片处于最上位置时其密封容积最小，而 到达最下位置时容积最大若不考虑叶片厚度， 则每转一圈， 二叶片间的密封容积的吸油量近 似为： 转子转一圈，共有 Z 个密封容积，故排量：平均流量： …………（1） 式中： C――常数， 设： ――限定压力 ――调压弹簧的初压力缩量 ――调压弹簧的刚度 ――反馈活塞的面积 已知超过 后，偏心量 e 减小，设 为定子最大偏心量则偏心量为： …………………………（2） 以（2）代入（1）得 Q-P 线 ………………（3） 式中： ――最大流量， 由式（3）可知：斜率 在 D、B、n、A 一定的情况下，斜率与弹簧刚度 K 成反比，K 越大，直线越平坦。改 变弹簧预紧力即改变 X。斜率不变。 3.21 解：在 BC 线上任一点压力 P 对应的流量为：3.22 （1）解： 泵排量：3.23 （1）解：3.24解：3.25解： 题3.25图第四章 液压缸 4.1 答：活塞式液压缸可分为双杆式和单杆式两种结构。 双杆活塞式液压缸：当两活塞直径相同、缸两腔的供油压力和流量都相等时， 活塞（或缸体）两个方向的推力和运动速度也都相等，适用于要求往复运动速度和输出力相 同的工况，如磨床液压系统。缸体固定式结构，其工作台的运动范围约等于活塞有效行程的 3 倍，一般用于中小型设备；活塞杆固定式结构，其工作台的运动范围约等于缸体有效行 程的两倍，常用于大中型设备中。 单杆活塞式液压缸：由于 ，故 ， 。即活塞杆伸出时，推力较大，速度较小； 活塞杆缩回时，推力较小，速度较大。因而它适用于伸出时承受工作载荷， 缩回是为空载 或轻载的场合。如，各种金属切削机床、压力机等的液压系统。 4.2 答：O 形密封圈： 特点： （1） 密封性好，寿命较长； 用一个密封圈即可起到双向密封的作用； 动摩擦阻力较小； 对油液的种类、温度和压力适应性强； 体积小、重量轻、成本低； 结构简单、装拆方便； 既可作动密封用，又可作静密封用； 可在 较大的温度范围内工作。 但它与唇形密封圈相比，其寿命较短，密封装置机械部分的精度要求高。 注意事项： （1） O 形圈在安装时必须保证适当的预压缩量，压缩量的大小直接影响 O 形圈的使用 性能和寿命，过小不能密封，国大则摩擦力增大，且易损坏。为了保存证密封圈有一定的预 压缩量，安装槽的宽度大于 O 形圈直径，而深度则比 O 形圈直径小，其尺寸和表面精度按 有关手册给出的数据严格保证。 （2） 在静密封中，当压力大于 时，或在动密封中，当压力大于 时，O 形圈就会被挤 入间隙中而损坏，以致密封效果降低或失去密封作用。为此需在 O 形圈低压侧安放 厚的聚 四氟乙烯或尼龙制成的挡圈。双向受高压时，两侧都要加挡圈。 （3） O 形圈一般用丁腈橡胶制成，它与石油基液压油有良好的相容性。当采用磷酸酯 基液压油时，应选用其他材料制作的 O 形圈。 （4） 在安装过程中，不能划伤 O 形圈，所通过的轴端、轴肩必须倒角或修圆。通过外 螺纹时应用金属导套。 Y 形密封圈：特点：Y 形密封圈是一种密封性、稳定性和耐压性较好，摩擦阻力小，寿命较长的密封圈， 故应用比较普遍。 注意事项： （1） Y 形圈安装时，唇口端应对着液压力高的一侧。若活塞两侧都有高压油一般应成 对使用。 （2） 当压力变化较大、滑动速度较高时，为避免翻转，要使用支承环，以固定 Y 形密 封圈。 （3） 安装密封圈所通过的各部位，应有 的倒角，并在装配通过部位涂上润滑脂或工 作油。通过外螺纹或退力槽等时，应套上专用套筒。 4.3 答:单杆活塞式液压刚由缸底、弹簧挡圈、卡环帽、轴用卡环、活塞、O 形密封圈、 支承环、挡圈、Y 形密封圈、缸筒、管接头、导向涛、缸盖、防尘圈、活塞杆、紧定螺钉、 耳环等组成。 4.4 答：活塞式液压缸常见故障及其排除 故障 产生原因 排除方法外部漏油 1．活塞杆拉毛或与缸盖间隙过大 1。用油石修磨活塞杆或更换缸盖 2．活塞杆上密封圈或防尘圈损伤 2。更换新密封件 3。缸盖螺纹过松或拧力不均 3．均匀拧紧缸盖螺纹 4。安装不良，活塞杆伸出困难 4．拆下检查安装位置是否正确 5。工作压力过高，造成密封圈损坏 5．调整工作压力至规定值 活塞杆爬行 1．液压缸内有空气或油中有气泡 1．松开接头，将空气排出 2．液压缸的安置位置偏移 2．拆下检查安装位置是否正确 3．活塞杆全长或局部弯曲 3．校正活塞杆不直度或更换新件 4．缸内壁拉伤 去除毛刺或更换缸筒 动作缓慢无力 1．密封圈扭曲、磨损、内漏严重 1．更换密封圈 2．密封圈过紧，油缸阻力大 2．选用尺寸合适的密封圈 3．活塞杆弯曲 3．校直活塞杆 4．系统工作压力低 4．检查系统各部件 4.5 解： （1） （2） 4.6 解： （1） 为大气压4.7 4.8 4.9解： 解： 解：图 a) 图 b) 图 c) 图 d)4.10 4.11 4.12解： 解： 解：输出转矩：转速： 角速度： 4.13 解：无杆腔活塞面积 有杆腔活塞面积 （1） 设三液压缸有杆腔压力分别为 ，第一缸无杆腔压力为 p, 解得 设三个活塞速度分别为 、 、 由此得设三活塞反向速度为 、 、 由此得4.14 解： 设快进速度为 v1,快退速度为 v2, 4.15 解：（1） 无杆腔工作压力 达到7.9MPa 时， 活塞才能运动。 当溢流阀调定压力 p=6MPa&7.9MPa 时， 前腔达不到所需压力，所以活塞不能推动负载运动。 （2） 溢流阀调至12MPa 时，前腔压力达到7.9MPa，活塞就能推动负载运动。运动速 度为 （3） 活塞运动到底，不及时退回，前腔压力上升至12MPa，此时消耗功率为电动机过载 4.16 解： （1） 设液压缸无杆腔压力为 P1解：（2） （3） （4） （5） （6） 4.17由图可得解：如液压缸按 设计 则 ∴液压缸强度足够。 第五章 液压基本回路与控制阀 5.1 答： 不行，使液控阀两边在先导阀断电时无压力处于中位状态，改用其它中位机能 不行，不能达到上述要求。这样可以保证主阀芯在中位时，油液能回油。 5.2 答：能，二位四通改二位三通将一个油口封闭，改二位二通将 B、T 封闭。 5.3 答： 换向阀的常态位：阀芯在未受到外力作用时的位置。如电磁阀失电状态等。 5.4 解： （1） 由图可知，液控单向阀反向流动时背压为零，控制活塞顶开单向阀阀芯最小控制 压力 ，由缸的受力平衡方程 可得 当液控单向阀无控制压力， 时，为平衡负载 F，在液压缸中产生的压力为 计算表明：在打开液控单向阀时，液压缸中的压力将增大 5.5 解：如图 答：用进油压力打开回油路液控单向阀； 负载和压力推动方向一致，出现负压； 锁紧回路是使液压缸能在任意位置上停留，且停留后不会在外力作用下移动位置的回路。 5.7 答：第一种情况油液压力与主阀弹簧力平衡，主阀弹簧很软，稍有压力即会打开。 第二种情况倘若阻尼孔被堵塞，先导阀锥阀关闭，不能产生压力降，进、出油口不能接通， 则溢流阀不能溢流，无论系统压力增加多少，溢流阀也不能溢流，阀一直打不开。 5.65.8 答：产生卸荷现象，系统压力近乎零。 5.9 答：两个不同调整压力的减压阀串联后的出口压力决定于较小一个减压阀的调整压 力。前大后小决定于第二个；前小后大，后一个不起作用。 如两个不同调整压力的减压阀并联时， 出口压力又决定于较大一个减压阀。 两个阀分别调整， 油路分拢后决定于高的 5.10 答：顺序阀可代替溢流阀，反之不行。 5.11 答：相同点：都是利用控制压力与弹簧力相平衡的原理，改变滑阀移动的开口量， 通过开口量的大小来控制系统的压力。结构大体相同，只是泻油路不同。 不同点：溢流阀是通过调定弹簧的压力，控制进油路的压力，保证进口压力恒定。出油口与 油箱相连。泄漏形式是内泄式，常闭，进出油口相通，进油口压力为调整压力，在系统中的 联结方式是并联。起限压、保压、稳压的作用。 减压阀是通过调定弹簧的压力，控制出油路的压力，保证出口压力恒定。出油口与减压回路 相连。泄漏形式为外泄式。常开，出口压力低于进口压力，出口压力稳定在调定值上。在系 统中的联结方式为串联，起减压、稳压作用。 顺序阀是通过调定弹簧的压力控制进油路的压力， 而液控式顺序阀由单独油路控制压力。 出 油口与工作油路相接。 泄漏形式为外泄式。 常闭， 进出油口相通， 进油口压力允许继续升高。 实现顺序动作时串联，作卸荷阀用时并联。不控制系统的压力，只利用系统的压力变化控制 油路的通断 5.12 答： （1）4； （2）2； （3）0 5.13 解： （1） 工件夹紧时，夹紧缸压力即为减压阀调整压力， 。减压阀开口很小这时仍有一 部分油通过减压阀阀芯的小开口（或三角槽） ，将先导阀打开而流出，减压阀阀口始终处在 工作状态。 泵的压力突然降到1.5MPA 时，减压阀的进口压力小于调整压力 ，减压阀阀口全开而先导 阀处于关闭状态，阀口不起减压作用， 。单向阀后的 C 点压力，由于原来夹紧缸处于2.5 Mpa，单向阀在短时间内有保压作用，故 ，以免夹紧的工件松动。 夹紧缸作空载快速运动时， 。A 点的压力如不考虑油液流过单向阀造成的压力损失， 。因 减压阀阀口全开，若压力损失不计，则 。由此可见，夹紧缸空载快速运动时将影响到泵的 工作压力。 5.14 解： （1） I 移动： 终端： I 移动： 固定时： 5.15 （1） 解：5.16 解：答：回油路、旁油路有作用，进油路无作用。 5.17 解：答： 节流阀两端压差几乎没有。 改进：如油泵额定压力可以调大溢流阀压力 ，如不行只有改小最大外载。 5.18 解： （1） 5.19 5.20 解： 答：5.21 答：双向变量泵使油缸推出时，进油全部回油泵，A 阀起截止作用，反向油缸退回 时，油量有多不能全部回油泵，打开 B 阀，多余油回油箱。 5.22 ， 解：向右时，电磁铁的电 向左时，电磁铁失电 ， 解：向左缺条件 ，5.23 向右： （1），减去三位四通，单项阀管路 其它阀 看如何装 处有0.2Mpa 压力 5.24 解： （1）5.25解：5.26 解：电磁铁接通时，二位二通电磁换向阀工作，在图示位置，即两节流阀都在系统 中工作。电磁铁失电后，节流阀2就不起节流作用故。 5.27 解：快进 工进（1） 工进 快退 停止 1YT ＋ ＋ ＋ － － 2YT － － － ＋ － 3YT ＋ － － － － 4YT － ＋ － － － 5.28 答：叠加阀由阀芯阀体组成基本阀通道外，还可任意加上制动功能，组成各种液压 阀，流量大。 5.29 答：可作单向阀和二通阀组成的二位二通阀。 5.30 解： 5.31 解：溢流阀，当阀（3）失电，A 点压力小于阀（4）调整压力，阀（2）关闭，当 A 点压力大于阀（4）调整压力，阀（2）打开，A、B 接通，当阀（3）得电，A、B 接通、 泵卸荷。 5.32 答：电液比例阀由比例电磁铁和液压阀组成。 比例电磁铁是一种直流电磁铁，但它和普通电磁阀所用的电磁铁有所不同。根据工作要求， 后者只有吸合和断开两个位置，在吸合时磁路中几乎没有气隙。而比例电磁铁在工作时，其 要求是吸力或位移与给定的电流成比例， 并在衔铁的全部工作位置上磁路中总是保持一定的 气隙。 液压阀与普通阀差别不大 5.33 答： 原理如电液换向阀，可用较小电流通过液动来控制阀芯。 5.34 答：不可，直动式需较大的电磁吸力才能控制。 5.35 解： （1） 题5.35（1） 题5.35（2） 题5.35（3） 题5.35（4） 题5.35（5） 题5.35（6）题5.35（8） 解： 1DT 2DT 快进 + 慢进 + 5.363DT + -4DT快退 卸荷 5.37-+ --+ -解： 1DT 2DT 快进 + + 慢进 + 快退 + 卸荷 串联 并联 + 上缸单动3DT4DT+5.38 5.39 5.40解： 解：换向阀中位时，液压泵卸荷换向阀的切换压力不够，应加背压阀。 解：5.41 解：电磁阀 A 通电，液压缸两腔压力相等，液压缸差动联接使活塞向右移动。运 动时，由于小孔 B 的阻力，使缸大腔压力小于小腔压力。电磁阀 A 断电，缸大腔通油箱， 小腔因液阻 B 保持压力，使活塞向左退回。 5.42 解：切换开停阀 D，压力油进入缸小腔，活塞向左移动。撞块碰行程阀 A 的触头 后， 控制压力油进入换向阀 C 左端使阀 C 切换， 主油路压力油进入缸大腔使活塞向右移动。 撞 块碰行程阀 B 的触头后，控制压力油换向，活塞亦换向。 5.43 解： 5.44 解： （1）由 即 （2） 由马达输出功率 由 因此 （3） 5.45 解：a）串联：决定于调节压力小的压力阀 若左阀调节压力 小，则右阀不起作用 若右阀调节压力 小，则左阀起作用，使供油压力减至 ，右阀由 减至 b）并联：决定于调节压力 大的减压阀 供油压力经两阀进入液压缸，缸中压力增至 时，下阀动作开口关小，但上阀开口未关小， 缸中压力继续增高。当缸中压力增至 时，上阀开口关小，使缸中保持 压力，这时下阀开口 再关小些。 5.46 解：图示位置，1DT、2DT 均断电，泵供油压力为7Mpa，活塞向上移动；1DT、2DT 均通电，泵供油压力为5Mpa,活塞向下移动；2DT 通电，泵供油压力为3Mpa，活塞向上 移动。 5.47 解：图 a) 图 b) 5.48 解：图 a）运动时 终端停止 图 b) 运动时 终端停止 5.49 解： （1） （2）缸Ⅰ活塞移动时 缸Ⅰ活塞停止时 （3）缸Ⅱ活塞移动时 第一段行程： 第二段行程： 缸Ⅱ活塞停止时 5.50 解： 5.51 解： （1）溢流阀 A：调节系统工作压力，使活塞能以所需的加速度提升重物。 平衡阀 B：平衡活塞部件自重，使不会自行下滑。 液控单向阀 C：停止时，使活塞部件锁紧，不会下落。 安全阀 D：当阀 B 或 C 失？时，防止缸下腔增压而发生事故。 （2）阀 A 调节压力 惯性力 阀 B 调节压力 阀 D 调节压力 5.52 解：小缸压力 5.53 解：工作原理：1DT 通电，换向阀 A 切换至左位，活塞下行，接触工件后，上腔 油压升高，打开顺序阀 B，压力油进入增压缸对上腔增压。2DT 通电，压力油进入增压缸 中间腔与活塞下腔，增压活塞向右退回，然后压力油打开阀 E 使活塞向上退回。 各阀的作用： 换向阀 A：使主缸活塞与增压活塞换向，并使泵卸荷。 顺序阀 B：常压转换为增压。 减压阀 C：调节增压压力。 单向阀 D：使增压活塞复位时回油。 液控单向阀 E：增压时使上腔与主油路切断。 平衡阀 F：平衡活塞部件自重，使不致自行下滑。 5.54 解： （1）快进时 顺序阀调节压力 （2）慢进时 溢流阀调定压力 （3）速度 快进 慢进5.55解： （1） 节流阀进出口压差 通过节流阀流量 液压缸运动速度 速度刚度 （2）（3）5.56解： （1）5.57速度 效率 （2）最大负值负载 解： （1）回油路节流调速负载特性 系数（2） 回油腔压力 泵压 回油腔压力 泵压 因泵压力 不能大于溢流阀调定压力 ，故这时泵压 回油腔压力 这时 不能全部进入液压缸，溢流阀必须打开溢流。 解： （1） 时5.58最大允许负载 故右部曲线无效 时 （2） 时 因 不可能大于安全阀调定压力时 5.59 解： （1）液压马达进口压力 通过节流阀的流量 液压马达转速 （2） （3） 5.60 解： （1） （2） 调速阀压差 总 减压阀压差 减 总 消耗功率 减 减 时 总 减 减 （3） 时 输出功率 输入功率 时5.61解： （1） 时回路效率 总效率 总 时 总 （2）效率比采用调速阀有显著提高。 5.62 解： （1） （2） （3） （4）定量泵 5.63 解：5.64 解：对于进油路节流调速回路不能起速度稳定作用，因为定压减压阀只能使节流阀 进口压力不变，节流阀出口压力随负载变化而变化，故不能使节流阀进出口压差不变。对于 回油路与旁油路节流调速回路来说， 由于节流阀出口通油箱， 故节流阀进出口压差不变能起 速度稳定作用。 5.65 解：如果装在回油路或旁油路上，因为溢流节流阀中溢流滑阀的弹簧与油箱相通， 弹簧腔的油压为零，液压缸回油进入溢流节流阀后，只要克服其中溢流阀的软弹簧，就能使 溢流口开度最大。 这样油液基本上不经节流阀而由溢流口直接回油箱， 节流阀不起作用不能 调速。 5.66 解： （3）速度无变化 5.67 解：5.68 5.69解： 解：5.70解：5.71 解：图 a）是速度换接回路，回油路节流调速回路与卸荷回路 工作原理： 图 b）是速度换接回路与回油路节流调速回路。快进行程长度可以调节 工作原理： 图 c）是速度换接回路与回油路节流调速回路，可达到较低速度 工作原理： 解：图 a）是差动增速回路，速度换接回路与回油炉节流调速回路 D1 D2 差动快进 + + 慢进 + 快退 + 工作原理： 5.72 图 b）是差动增速回路、速度换接回路、回油路节流调速回路和卸荷回路 D1 D2 差动快进 + 慢进 + + 快退 + 卸荷 -工作原理： 图 c）是差动增速回路、速度换接回路、回油路节流调速回路和卸荷回路 左电磁铁 右电磁铁 行程阀 差动快进 + 慢进 + + 快退 + 卸荷 工作原理： 5.73 解： -第六章 液压辅助元件 6.1 答： 网式滤油器 结构简单，通油能力大，清洗方便，但过滤精度较低。 线隙式滤油器 结构简单， 通油能力大， 过滤精度比网式的高， 但不易清洗， 滤芯强度较低。 烧结式滤油器 过滤精度高，抗腐蚀，滤芯强度大，能在较高油温下工作，但易堵塞，难于 清洗，颗粒易脱落。 纸芯式滤油器 过滤精度高，压力损失小， 重量轻， 成本低，但不能清洗， 需定期更换滤芯。 6.2 答：油管： 钢管 多用于中、高压系统的压力管道 紫铜管 一般只用在液压装置内部配接不便之处 黄铜管 可承受较高的压力，但不如紫铜管那样容易弯曲成形 尼龙管 有着广泛的使用前途 耐油管 适用于工作压力小于 的管道 橡胶管 用于两个相对运动件之间的连接 管接头： 焊接式管接头 用于钢管连接中 卡套式管接头 用在钢管连接中 扩口式管接头 用于薄壁铜管、工作压力不大于 的场合 胶管接头 随管径不同可用于工作压力在 的液压系统中 快速接头 适用于经常装拆处 伸缩接头 用于两个元件有相对直线运动要求时管道连接的场合 6.3 解：6.4解：第七章 液压系统实例 7.1 解： 1DT 2DT 3DT 4DT 差动快进 － － － ＋DT ＋Ⅰ工进 ＋ － ＋ ＋ ＋ Ⅱ工进 ＋ － － ＋ ＋ 快退 － ＋ － ＋ ＋ 松头 － － － － － 停止 － － － － － 电磁铁工作表 工作缸道路 泵 p1、p2工作压力&阀 C 的调整压力 工进： 泵 p2→单向阀→三位阀→背压阀 F→顺序阀 C→油箱 泵 p1→顺序阀 C→油箱 泵 p1的工作压力为零，泵 p2的工作压力&阀 A 的调整压力 快进： 工进： 快退: 阀 A 是小流量泵 P2的溢流阀，必须保证工进时系统压力，故 PA≥5Mpa 阀 B 是减压阀，必须保证缸Ⅱ加紧力 阀 C 是液控顺序阀，必须保证系统的快进压力，故 pc≥2.6Mpa 压力继电器 必须保证缸Ⅱ加紧压力，故 阀 C 是液控顺序阀，必须保证系统的快进压力，故 pc≥2.6Mpa 压力继电器 必须保证缸Ⅱ加紧压力，故 快进 工进 快退时功率最大 解 1DT 2DT 3DT 4DT 阀9 上缸快速下降 ＋ － － － － 加压 ＋ － － － ＋ 保压 ＋ － － － ＋ 泄压 － ＋ － － － 快速回程 － ＋ － － － 下缸 顶出 － － － ＋ － 下缸 回程 － － ＋ － － (1) 上缸快速下降：1DT 通电 7.2 换向阀6右端→先导电磁阀→油箱 上缸下腔→阀7→阀6左位→阀11中位→油箱 加压：1DT 与阀9通电随负载增加，主油路压力上升，下缸下腔压力也上升；当压力超过阀 15预调压力时，下缸活塞向下浮动。上缸压力达到溢流阀2预调压力时，开始溢流加压压力达最大值。 保压:同上 泄压：2DT 通电 控制油路：泵1→阀5→先导电磁阀右位→打开液压单向阀14 阀7控制口与阀6左端→先导电磁阀右位→油箱，阀6会中位 主油路：上缸上腔→阀14→阀12上位→油箱、上缸上腔泄压 快速回程：2DT 通电，泄压结束，上缸上腔压力降低，阀12切换，打开阀13 控制油路：泵1→阀5→先导电磁阀右位→阀13→阀6右端 阀6左端→先导电磁阀右位→油箱 主油路：泵1→阀3→阀6→阀7→上缸上腔→打开充油阀14 上缸上腔→充油阀14→充油箱，活塞上升 下缸顶出：4DT 通电 泵1→阀3→阀6中位→阀11右位→下缸下腔 下缸下腔→阀11右位→油箱 下缸回程: 3DT 通电 泵1→阀3→阀6中位→阀11左位→下缸下腔 下缸下腔→阀11左位→油箱 (2) 阀7的作用是当活塞在上端位置时，减少下腔的泄露，使活塞不致自行下滑。 阀3的作用是当上缸快速下降压力降低时，保证控制油路的压力。 阀5的作用是使控制油路的压力稳定，并控制在一个较低值。 阀10的作用是安全阀，防止上缸下腔压力过高而损坏下缸盖与密封装置。 (3) 1.下缸不运动时，阀11处于中位，这时压力油路可以通油箱卸荷，而且下缸上腔应 通油箱卸压，当活塞下浮时，上腔可以油箱吸油，故阀11中位采用 P 型机能 2.压机不运动时，阀6与阀11都处于中位，泵1可以通过换向阀卸荷，故阀6中位采用 M 型机 能 7.3 解： (1) 图示位置泵1输出的压力油经分流阀2分为了二路压力油，一路经伺服阀9与背压阀4 流回油箱；另一路经5、6回油箱卸荷。扳动伺服阀9即可控制叉车转向。扳动阀6即可控制 框架倾倒。扳动阀5即可控制货物的升降。阀3起安全阀作用，防止叉车超载。 (2) 本系统由节流调速回路，锁紧回路与卸荷回路组成。阀2的作用是分流，使升降缸与 倾斜缸不工作时，叉车仍可以转向。叉车不转向时，两缸仍可工作。 第八章 液压系统的设计计算 8.1 解： 一 工况分析 工作循环各阶段外载荷与运动时间的计算结果列于表1 表1外载荷与运动时间 阶段 速度 v（m/min） 运动时间 t(s) 外载荷 F(N) 启动加速 0～3.5 0.2 差动快进 3.5Ⅰ工进0.08～0.175～60Ⅱ工进 反向启动 快退0.03～0.05 0～3.5 3.43100～60 0.23.5液压缸的速度、负载循环图见图1 二 液压缸主要参数的确定 采用大、小腔活塞面积相差一倍（即 A1=2A2）单杆式液压缸差动联接来达到快速进 退速度相等的目的。为了使工作运动平稳，采用回油路节流调速阀调速回路。液压缸主要参 数的计算结果见表2。 表2 液压缸主要参数 阶段 计算公式 P1 (MPa) P2 (MPa) A1 (cm2) D (cm) 标准 D (cm) d (cm) 标准 d (cm) Ⅰ工进 4 0.5 0.95 40.7 7.2 8 5.66 5.6 实际面积（cm2） A1 A2 A3 50.3 25.6 24.6 按最低公进速度验算液压缸尺寸 三 液压缸压力与流量的确定 因为退时的管道压力损失比快进时大， 故只需对工进与快退两个阶段进行计算。 计算结果见 表3 表3液压缸的压力与流量 阶段 计算公式 F (N) P2 (MPa) Vmax (m/min) Vmin (m/min) P1 (MPa) Qmax(L/min) Qmin (L/min) Ⅰ工进
0.1 0.08 3.28 0.5 0.4 Ⅱ工进 同上 0．8 0．05 0．03 2．19 0．25 0．15 快退 500 0．8 3．5 8．9685003．5 1．78 8．96四 液压系统原理图的拟定 (一) 选择液压回路 1. 调速回路与油压源 前已确定采用回油路节流调速阀调速回路。 为了减少溢流损失与简化油路， 故采用限压式 变量叶片泵 2. 快速运动回路 采用液压缸差动联接与变量泵输出最大流量来实现 3. 速度换接回路 用两个调速阀串联来联接二次工进速度，以防止工作台前冲 (二) 组成液压系统图（见图2） 电磁铁动作表 1DT 2DT 3DT 41DT 差动快进 ＋ － ＋ ＋ Ⅰ工进 ＋ － － ＋ Ⅱ工进 ＋ － － － 快退 － ＋ ＋ ＋ 电动机停止工作时，为了防止系统中的压力油经液压泵倒流回油箱，以免空气进入系统，在 液压泵出口处加一个单向阀。 五 液压元件规格的选择 (一) 选择液压泵 液压泵的工作压力与流量计算结果见表4 表4液压泵的工作压力与流量 阶段 计算公式 (MPa) k Pp (MPa) Qpmax(L/min) Qpmin (L/min) 标准 pr (cm) 标准 Qr (cm) Ⅰ工进 0 1.1 3.28 0.55 0.44 6.3 21 Ⅱ工进 同上 0 1.1 2.19 0.28 0.17 6.3 21 快退 0.6 1.1 2.38 9.9 9.9 6.3 21 查产品样本，选用 YBX-16限压式变量叶片泵，pr=6.3MPa, q=16mL/r, np=1450r/min, 。它的特性曲线如图3所示。 工作点①为快退，此时 pp=2.38MPa,Qp=9.9L/工作点②为Ⅰ工进，此时 pp=3.28MPa, Qp=0.55L/min；工作点③为Ⅱ工进，此时 pp=2.19MPa,Qp=0.28L/min。实际工作曲线如图 3中虚线所示，由于工作点②的压力大于工作点③，故实际工作曲线按工作点②调整。 (二) 选择电动机 1 计算电动机的功率 快退时 Ⅰ工进 Ⅱ工进 2 选择电动机型号 根据快退时功率0.514KW，选用 Y802-4型电动机，功率 Pr =0.75KW,转速 nr=1390r/min 验算电动机功率 (三) 选择液压阀 液压系统中的最高工作压力为 ，通过阀的最大流量为9.9L/min，故选用 的中低压阀类。 液控顺序阀因没有10L/min 规格，故选用25L/min 规格。滤油器按两倍液压泵流量 选取吸 油用线隙式滤油器。所有液压元件的型号见表5。表5 液压元件明细表序号 最大通过流量(L/min) 选用规格 1 限压式变量叶片泵 YBX-16 2 单向阀 9.9 I-10B 3 三位五通电磁换向阀 9.9 35D1-10BY 4 单向阀 9.9 I-10B 5 液控顺序阀 0.26 XY-25B 6 线隙式滤油器 19.8 XU-25×100J 7 调速阀 0.26 Q-10B 8 调速阀 0.13 Q-10B 9 二位二通电磁阀 9.9 22D1-10B 10 二位二通电磁阀 9.9 22D1-10B 11 压力表开关 K-3B 12 压力表 Y-60 六 辅助元件的选择 (一) 确定管道尺寸 查产品样本，三位与二位电磁阀的油口尺寸均为 φ8，故取管道内径 ，选用 紫铜管 (二) 确定油箱容量 油箱容量取6倍泵的额定流量 (三) 确定液压元件配量形式 选用最小规格 JK25系列集成块，采用标准液压文件 七 液压系统的验算 (一) 确定限压式变量泵与卸荷阀的调整压力 1 Ⅰ工进时 只需考虑一个调速阀7的压力损失 ， 与表3种假设的背压 p2相符， 故限压式变量泵的工作点 ②准确。 2 Ⅱ工进时 只需考虑二个调速阀7与8的压力损失，由于前面调速阀7的开口面积比后面调速阀8大，故 调速阀7实际上只起节流阀作用，故压力损失 ，与表3中假设的背压 相符，限压式变量泵 三工作点③准确。 3 快退时 快退时，流量大，管路中的压力损失较大。沿程压力损失、局部压力损失和集成块压力损失 的计算分别见表6.7.8。表6 沿程压力损失的计算 管段 计算式 结果（MPa） 泵站至缸 0.069 缸至泵站 0.213说明表7 局部压力损失计算 管段 液阻 计算式 结果（MPa） 泵至缸 弯头 0.01 阀 缸至油箱 0.04 阀 0.392 表8 集成块压力损失的计算 油路 计算式 结果（MPa） 进油路 0.024 回油路 0.094 0.49 弯头说明说明快退时泵的调节压力 式中： ――快退时，进油路的压力损失，由表6.7.8可得 ――快退时，回油路的压力损失，由表6.7.8可得 由上面计算可知： (1) 快退时， 进油路压力损失 与表4中的假定值0.6MPa 相符合。 回油路压力损失 与表3 中的假定值0.8MPa 基本符合，故计算有效。 (2) 变量泵的最大流量调节值为快退时的流量 ，限定压力调节值为 ，截止压力为 。 (3) 卸荷阀调节压力为 (4) 快退时泵的工作压力为 (二) 验算系统热平衡温度 系统单位时间的平均发热量 快速时： 输入功率 持续时间 系统总效率 Ⅰ工进时： 输入功率 持续时间 系统总效率 Ⅱ 工进时： 输入功率 持续时间系统总效率 工作循环周期 设油箱三个边长的比例近似为1：1：1，则 散热面积 假定通风良好，取油箱散热系数 系统温升为 设室温 ，则热平衡温度为 故油箱容量足够。第九章 液压伺服系统 9.1 答： 9.2 答： 液压伺服系统是以液压力能源的自动控制系统。这种系统的主要特点是能对执 行元件