第8章液压传动系统
学习要点:液压传动在机械制造、工程机械、冶金机械、石化机械、航空、船舶等各个行业部门均有广泛的应用，根据主机不同的工况要求，液压系统有着不同的组成形式，形成了繁多的种类。本章有选择地介绍四种典型的液压系统，通过对这些液压系统的分析，可以加深对基本回路的认识，了解液压系统组成的规律，为今后分析其他液压系统和设计新的液压系统打下基础。
液压传动广泛应用在机械制造、冶金、轻工、起重运输、工程机械、船舶、航空等各个领域。根据液压主机的工作特点、工作环境、动作循环以及工作要求，其液压传动系统的组成、作用和特点不尽相同。液压系统是根据液压设备的工作要求，选用适当的基本回路构成的，它一般用液压系统图来表示。在液压系统图中，各个液压元件及它们之间的连接与控制方式，均按标准图形符号(或半结构式符号）画出。
分析液压系统，首先必须对系统的工况进行分析，看系统是如何满足工况的要求的;其次，再分析系统的特点。分析液压系统一般可以按照以下步骤进行。
(1) 了解液压设备的功用。重点是液压传动装置实现了哪些运动；具体工艺对于液压传动系统的要求等。
⑵分清主次。首先分析各个主运动所需的主油路和控制油路，然后分析润滑油路一类的辅助油路。
⑶分析系统中各液压元件的作用。搞清系统由哪些基本回路组成，并对重点问题进行分析。
(4)归纳总结整个液压系统的优缺点。
8.1 液压传动系统的形式
液压系统应用领域不同，其特点也不同。在航空、国防领域，可靠性是系统所追求的；在大型重载设备行列，节能降耗是设计系统必须考虑的。液压传动系统按其应用行业可分为航空液压系统、工程机械液压系统、冶金液压系统、机床液压系统等;按系统特点可以分为以压力控制为主的液压系统、以速度变换为主的液压系统、以换向精度为主的液压系统；按系统的功率可分为大功率液压系统、中功率液压系统、小功率液压系统；按系统压力等级可分为超高压液压系统、高压液压系统、中高压液压系统、中压液压系统、低压液压系统；按油液的循环方式不同，有开式系统和闭式系统之分；按系统中液压泵的数目，可分为单泵系统、双泵系统和多泵系统。
8.1.1 幵式系统与闭式系统
液压系统按照液流循环方式的不同，可以分为开式系统与闭式系统。
1.开式系统
一般情况下所见的液压系统均为开式系统，如图8-1所示系统就是一个开式系统。液压泵从油箱吸入液压油，经过换向阀送入液压缸（或液压马达）的进油腔，其回油腔的油最终返回油箱，工作油液可以在油箱中进行冷却和沉淀，然后再进行工作循环。开式系统的特点如下：
(1)液压油在系统中循环使用时，油箱是一个重要环节；
图8-1开式液压系统
1—液压泵；2—溢流阀； 3—换向阀；4—
液压缸
图8-2 闭式液压系统
1—液压泵2—补油泵3—液压马达；4—溢流阀；5—安全阀；
6—背压阀；7—液动换向阀； 8，9，10，11—单向阀
(2)执行元件的启动、停止、换向均由方向控制阀进行控制；
(3)系统结构简单、油液散热条件好；
⑷开式系统所需油箱的容积较大，且系统结构不紧凑；
(5)油液与空气长期接触，空气容易混入。
由于开式系统具有上述特点，因而它多用于一些固定设备如各种机床和压力机等液压系统中。
2. 闭式系统
图8-2所示系统为闭式循环系统。液压泵1排出的压力油直接进入液压马达3的进油口，驱动马达3旋转，马达3的回油返回液压泵1的进油口，这样工作油液不断在液压泵1和液压马达3之间循环流动，形成一个闭合回路。为了补偿系统中的泄漏（包括液压泵、液压马达和控制阀等处的泄漏)损失，防止泵1因供油不足而引起吸空现象，及其补偿泵1和马达3 瞬时流量的不均，闭式循环系统必须设置一个补油泵2,以便向低压支路进行补油。为了解决闭式循环回路的散热问题，系统中一般都要设置液动换向阀.使低压支路的一部分热油可以通过它并经背压阀1和冷却器流回油箱，由此减少的油液由补油泵2进行补充。因而液动阀7也称为热交换阀。图中溢流阀4是补油泵2的低压溢流阀，为使补油泵2的油全部进入回油支路，则流阀4的调整压力要高于背压阀1的调整压力，溢流阀5是限制系统最高压力的安全阀。
与开式系统相比，闭式系统的特点如下：
⑴系统中液压泵的出油管直接与液压马达进油管相接，液压马达的出油管直接接入液压泵的进油管；
⑵执行元件的转向和转速由双向变量泵来控制；
(3)系统结构复杂，油液散热条件差；
(4)油箱容积小，但系统结构紧凑；
(5)系统封闭性能好。
闭式系统常用于大功率传动的行走机械中，采煤机的液压牵引系统和其他许多工程机械的液压系统。
8.1. 2单泵系统和多泵系统
按照系统中液压泵的个数，可将系统分为单泵系统、双泵系统和多泵系统。由一个液压泵向一个或一组执行元件供油的液压系统，称为单泵液压系统。两个单泵液压系统组成双泵液压系统。在液压系统中采用两台以上的液压泵向系统供油，即为多泵液压系统。
1.单泵系统
单泵系统在液压系统中应用较为广泛。它既可以控制一个执行元件，也可以控制多个执行元件动作。在单泵多执行元件系统中，按照执行元件与液压泵的连接关系不同，可分为并联回路、串联回路和串并联回路等三种主回路形式。
1）并联回路
图8-3所示，液压泵排出的压力油同时进入两个以上的执行元件，而它们的回油共同流回油箱，这种回路称为并联回路，这种回路的特点是各执行元件中的油液压力均相等，都等于油泵的调定压力，而流量可以不相等，但其流量之和应等于泵的输出流量。另一特点是各执行元件可单独操作，而且相互影响小。并联回路常采用多路阀操纵各执行元件的动作。
2）串联回路
如图8-4所示，液压泵排出的液压油进入第一个执行元件，而此元件的回油又作为下一个执行元件的进油，这种连接的油路称为串联回路。串联回路的特点是进入各执行元件的流量相等，各执行元件的压力之和等于液压泵的工作压力。
图8-3 并联回路图8-4串联回路
3）串并联回路
系统中执行元件有的串联、有的并联的回路称为串并联回路。这种回路兼有串联回路和并联回路的特点。
2.双泵系统
双泵供油液压系统由两个油泵供油。系统中每一个泵可以分别向各自回路的执行元件供油，为其提供动力。每个泵的功率根据各自回路所需而定。
当系统中只需要进行单个动作，同时又要考虑发动机功率的充分利用，此时可采用合流供油方式，即两个液压泵同时向一个执行元件供油。这样，执行机构速度可增加一倍。这种双泵液压系统在中小型挖掘机、起重机、组合机床液压系统中已被广泛使用。
3.多泵系统
多泵液压系统由三个或三个以上的液压泵组成，每个泵分别向不同执行元件供油，也可以按照需要把两个或多个泵合流使用。
8.2 典型液压系统
8.2.1液压压力机液压系统
液压压力机是锻压、冲压、冷挤、校直、弯曲、粉末冶金、成形、打包等工艺中广泛应用的压力加工机械，可用于加工金属、塑料、木材、皮革、橡胶等各种材料，是最早应用液压传动的压力加工机械。
液压压力机的结构形式很多，最常用的是三梁四柱式液压压力机，通常由横梁、立柱、工作台、滑块和顶出机构等部件组成。液压压力机的主运动为滑块和顶出机构的运动。滑块由主液压缸（上缸）驱动，顶出机构由辅助液压缸（下缸）驱动。其典型动作循环图如图8-5所示。液压机液压系统的特点是压力高、流量大、功率大，以压力的变换和控制为主。
图8-5 液压机动作循环图
1. 3150KN通用液压机工作原理
以3150 KN通用液压压力机为例，分析其液压系统的工作原理和特点。由图8-6可见，系统有两个泵，主泵1是一个高压、大流量恒功率(压力补偿)变量泵，最高压力由溢流阀的远程调压阀调定。辅助泵是一个低压小流量定量泵，用于供应液动阀的控制油，其压力由溢流阀3调定。这台液压机的主液压缸能实现快速下行、慢速下行、加压、保压、释压、快速返回、原位停止的动作循环;辅助液压缸(下缸)能实现向上顶出、向下退回、原位停止的动作循环。液压机的液压系统实现空载启动；按下启动按钮后，液压泵启动，此时所有电磁阀的电磁铁都处于断电状态，三位四通电液换向阀6和12处于中位，它们的中位机能分别是M 型和K 型。油液流向为：主泵1(电液换向阀6(电液换向阀12(油箱。表8-1所示是3150KN 通用
图8-6 3150KN通用液压机液压系统图
1—主泵；2—辅助泵；3，4，18—溢流阀；5—远程调压阀；6,21—电液换向阀；7—压力继电器；
8 —电磁换向阀; 9—液控单向阀10，20—背压阀；11—顺序阀；12—液动换向阀；13—单向阀；
14—充液阀；15—充液油箱16—主液压缸17—辅助液压缸；19—节流器；22—压力表液压机动作顺序表。
1）快速下行
液压泵启动后，按下工作按钮，电磁铁1Y A、5YA通电，使电液换向阀6和电磁换向阀8右位工作，液控单向阀9处于打开的状态。上缸滑块在自重作用下迅速下降，泵1虽输出最大流量，依然不能满足需要，因而充液油箱15给液压缸16上腔充液。
进油路:主泵1(电液换向阀6(右位)(单向阀13(液压缸16(上腔）。
充液油箱15(充液阀14(液压缸16上腔。
回油路:液压缸16(下腔)(液控单向阀9(电液换向阀6(右位）电液换向阀21(中位）(
油箱。
2）慢速下行、加压
当液压缸16滑块下行触动行程开关2S后，电磁铁5YA断电，液控单向阀9关闭。充液单向阀14亦处于关闭状态。液压缸16慢速接近工件。当滑块接触工件后，上腔压力升高，主泵1流量随之减小。
进油路：主泵1(电液换向阀6(右位)(单向阀13(主液压缸16(上腔）。
回油路:主液压缸16(下腔)(背压阀10(电液换向阀6(右位)(电液换向阀21(中位)(油箱。
3）保压
当主液压缸16(上腔)压力达到预定值时，压力继电器7发出信号，使电磁铁1Y A失电，电液换向阀6中位，单向阀13和充液阀14的锥面保证了液压缸16(上腔）密封良好，使（上腔)保压，保压时间由压力继电器7控制的时间继电器调整。保压期间，泵1经电液换向阀6 及电液换向阀21的中位卸载。
4）释压
保压过程结束后，时间继电器发讯，电磁铁2YA得电，电液换向阀6换至左位。由于液压缸16上腔压力很高，液动换向阀12处于上位，压力油经电液换向阀6及液动换向阀12,控制外控顺序阀11，使其开启。此时主液压泵1输出油液经顺序阀11回油箱。主液压泵1在低压下工作，此压力不足以打开充液阀14的主阀芯，而是先打开充液阀14中的卸载阀芯，使主液压缸16(上腔）的油液经此卸载阀阀口泄回充液油箱15,压力逐渐降低。
5）快速返回
当液压缸上腔的压力卸至一定值时，液动换向阀12下位工作，则外控顺序阀11关闭，主液压泵1供油压力升高，充液阀14完全打开，此时油液流动情况如下。
进油路：主泵1(电液换向阀6(左位)(液控单向阀9(主液压缸16(下腔）。
回油路：主液压缸16(上腔)(充液阀14(充液油箱15,实现主缸快速回程。
6）主液压缸原位停止
当液压缸滑块上升触动行程开关1S，使电磁铁2Y A失电，电液换向阀6处于中位，液控单向阀9将液压缸16下腔封闭，液压缸16原位停止。液压泵1输出油液经电液控制阀6、电液控制阀21中位回油箱，液压泵1卸载。
7）辅助液压缸顶出及退回
按下顶出按钮，电磁铁3YA得电，换向阀21左位工作。
进油路:液压泵1→电液换向阀6(中位)→电液换向阀21(左位)→辅助液压缸17(下腔）。
回油路:液压缸17(上腔）→电液换向阀21(左位）→油箱。辅助液压缸17活塞上升，顶出。
图8-7充液阀
1—阀体;2—控制活塞;3—主阀芯;4—卸载小阀芯;5—复位弹簧；6—弹簧座;7—电磁换向阀;8—阻尼
按下退回按钮，使电磁铁3YA失电，4YA得电，电液换向阀21右位工作，液压缸活塞下行，退回。
8）浮动压边
作薄板拉伸压边时，要求液压缸16活塞上升到一定位置后，既保持一定压力，又能随液压缸16滑块的下压而下降。这时，电液换向阀21处于中位，液压缸16滑块下压时液压缸17活塞被迫随之下行，液压缸1下腔油液经节流器19和背压阀20流回油箱，使液压缸17下腔保持所需的压变压力。调节背压阀20即可改变浮动压边压力。液压缸17上腔则经阀21中位从油箱补油。溢流阀18为液压缸17下腔安全阀。
综上可知，该液压机液压系统主要由压力控制回路、换向回路、快慢速转换回路和泄压回路等组成，其特点如下。
(1)系统采用高压大流量恒功率(压力补偿）变量泵供油和自重充液的快速运动回路，这样即符合工艺要求，又节省了能量。
(2)单向阀13和充液阀14的锥面保证了液压缸16上腔良好的密封性，使上腔保压，保压时间由压力继电器控制的时间继电器调整。
(3)由顺序阀11和带卸载阀芯的充液阀14组成的泄压回路，结构简单，减小了由保压转换为快速回程的液压冲击。
2. 3150KN液压机插装阀集成系统原理
图8-8是3150KN插装阀式液压机的液压系统图，由图8-8可见，系统包括五个插装阀集成块:进油调压集成块、主液压缸上腔集成块、主液压缸下腔集成块、辅助液压缸上腔集成块、辅助液压缸下腔集成块。
进油集成块由插装阀F1、F2组成，插装阀F1为单向阀，用于防止系统油液向液压泵倒流，插装阀F2和调压阀2组成安全阀，限制系统的最高压力；插装阀F2和调压阀3、三位四通电磁阀5组成电磁溢流阀，用来调整系统工作压力；插装阀F2和缓冲阀4、三位四通电磁阀5配合，用于缓和液压泵1卸荷和升压时的冲击。主液压缸24上腔集成块由插装阀F9和插装阀F10组成，插装阀F9和二位四通电磁阀6组成一个二位二通电磁阀，用于控制主液压缸24
图8-8 3150KN插装阀式液压机液压系统原理图
1—液压泵；2,3,7,11,12,16,19—调压阀；4,8—缓冲阀；5,13—二位四通电磁换向阀；
6,9,10,14,17,18,20,21—两位四通电磁换向阀；15—单向阀；12—液控单向阀；
23—充液油箱；14—主液压缸；15—辅助液压缸
上腔的进油；插装阀F10和二位四通电磁阀9控制主液压缸24上腔的回油；插装阀F10和缓冲阀8、二位四通电磁阀9配合，用于主液压缸24上腔释压缓冲；插装阀F10和调压阀7组成安全阀，限制主液压缸24上腔的最高压力。主液压缸下腔集成块由插装阀F7和插装阀F8 组成，插装阀F7和二位四通电磁阀10组成一个二位二通电磁阀，用于控制主液压缸24下腔的进油；插装阀F8和三位四通电磁阀13控制主液压缸24下腔的回油；插装阀F8和调压阀12配合，用于控制主液压缸25下腔的平衡压力；插装阀F8和调压阀11组成安全阀，限制主液压缸下腔的最高压力。辅助液压缸25上腔集成块由插装阀F5、插装阀F6和单向阀15组成，插装阀F5和二位四通电磁阀14组成一个二位二通电磁阀，用于控制辅助液压缸25上腔的进油；插装阀F6和二位四通电磁阀17控制辅助液压缸25上腔的回油；插装插装阀F6和调压阀16组成安全阀，限制辅助液压缸25上腔的最高压力；单向阀15用于辅助液压缸25做液压垫时，活塞浮动下行时上腔补油。辅助液压缸25下腔集成块由插装阀F3和插装阀F4 组成，插装阀F3和二位四通电磁阀18组成一个二位二通电磁阀，用于控制辅助液压缸下腔的进油；插装阀F4和电磁阀20组成一个二位二通电磁阀，控制辅助液压缸下腔的回油；插装阀F4和调压阀19组成安全阀，限制辅助液压缸25下腔的最高压力。另外，进油主阀F3、F5、F7、F9的控制油路上都有一个压力选择梭阀，用于保证锥阀关闭可靠，防止反向压力使之开启。下行、加压→保压→释压快→速返回→原位停止的动作循环;辅助液压缸能实现：向上顶出向→下退回原→位停止的动作循环。
液压机的液压系统实现空载启动，按下启动按钮，所有电磁阀的电磁铁都处于断电状态，三位四通电磁阀5中位工作，插装阀F2的控制腔经阀4、阀5和油箱连通，阀F2在很低的压力下打开，液压泵1输出的油经阀F2流回油箱，泵空载启动。
1）快速下行
该系统主液压缸能实现:快速下行→慢速
按下工作按钮，电磁铁1YA、3Y A、6Y A得电，三位四通电磁阀5及缓冲阀4工作在下位，插装阀F2的控制腔经阀4、阀5的下位与调压阀3相通，阀F2处于关闭状态，阀F9和阀F8 的控制腔与油箱相通，因而处于开启状态，液压泵1向系统供油。液压泵输出油液经阀F1、F9 向液压缸24上腔供油，下腔的油液经阀F8排出到油箱。这样液压机的上滑块在自重作用下快速下行，上腔产生负压，通过充液阀22从上部充液油箱23充液。这时系统中油液流动情况为：
进油路:液压泵→阀F1→阀F9→主液压缸上腔；
回油路：主液压缸24下腔→阀F8→油箱。
2）慢速下行
滑块快速下行时，当滑块上的挡块压下行程开关2s，电磁铁6Y A断电，7Y A通电，阀13 下位工作，插装阀F8的控制腔，经阀13与调压阀12连通，主液压缸24下腔的油液经阀F8在阀F12的调定压力下溢流，因而下腔产生一定的背压，上腔压力随之增高，使充液阀22关闭。进入主液压缸24上腔的油液仅为液压泵1的流量，滑块慢速下行。这时油液的流动情况为：
进油路:液压泵1→阀F1→阀F9→主液压缸24上腔；
回油路：主液压缸24下腔→阀F8→油箱。
3）加压
当滑块慢速下行接触工件时，主液压缸24上腔压力升高，液压泵1输出流量适应其减小，进人加压工件阶段。当上腔压力达到调压阀3的调定压力时，调压阀3开启，液压泵输出流量全部经阀F2流回油箱，滑块停止运动。
4）保压
当主液压缸24上腔的压力达到所要求的工作压力（电接点压力表的上限压力）时，电接点压力表发出信号，使电磁铁1YA、3YA、7YA均断电，三位四通电磁阀5中位工作，则阀F2控制腔经阀5直接接油箱，液压泵1卸荷；二位四通阀6上位工作，阀F9控制腔通压力油，则F9 关闭；三位四通阀13中位工作，阀F8控制腔被封闭，阀F8关闭。这样主液压缸24上腔闭锁，对工件实现保压。
5）释压
当液压缸24上腔保压到一定时间，时间继电器发讯，使电磁铁4YA得电，阀9下位接人系统；阀F10的控制腔经阀8和阀9与油箱相通。由于缓冲阀8的节流作用，阀F10缓慢开启，从而使主阀上腔的压力缓慢释放，系统实现无冲击泄压。
6）快速返回
当主液压缸24上腔的压力降到一定值（电接点压力表的下限压力）时，电接点压力表发讯，使电磁铁2YA、4YA、5YA、12YA都得电，阀5上位工作，阀F2控制腔被封闭；阀9和阀10下位工作，阀F10、阀F7控制腔接通油箱；阀21左位工作，充液阀22打开。液压泵输出的油液全部进人主液压缸的下腔，由于下腔面积小于上腔面积，主液压缸快速返回。这时系统中的油液流动情况为
进油路:液压泵1→阀F1→阀F7→主液压缸24下腔；
回油路：主液压缸24上腔→阀F10→油箱
主液压缸24上腔→阀22→上部充液油箱23
7）原位停止
当主液压缸24快速返回到终点时，滑块上的挡块压下行程开关1S时，所有电磁铁断电，电磁阀处于常态位，阀F2的控制腔经阀5直接接通油箱，阀F2打开，液压泵卸荷；阀F7的控制腔接通压力油，阀F7关闭，主缸24下腔油路切断；阀12YA断电，使阀21工作在右位，充液阀22的控制腔接通油箱，阀22关闭，主液压缸24上腔油路通向上部充液油箱油路切断;4Y A断电，阀9工作在上位，阀F10控制腔被封闭，阀F10关闭；主液压缸24上腔通向油箱油路切断。这样主液压缸运动停止。
8）辅助液压缸顶出
工件压制完成后，按下顶出按钮，电磁铁2Y、9Y、10Y均得电，阀5上位工作，阀F2控制腔被封闭，F3的控制腔直接接通油箱，阀F3打开，这样，液压泵1输出的油液进入辅助液压缸25的下腔；阀F6的控制腔直接接通油箱，阀F6打开，辅助液压缸25上腔的油液经阀F6回油箱，实现向上顶出。这时系统中的油液流动情况为
进油路:液压泵1→阀F1→阀F3→辅助液压缸下→腔；
回油路:辅助液压缸25上腔→阀F6→油箱。
9）辅助液压缸退回
按下退回按钮，使9Y、10Y均断电，8Y、11Y均得电，阀14、20下位工作，阀17、18上位工作，阀F5、F4的控制腔直接与油箱相通，阀F5、F4打开，液压泵1输出的油液进入辅助液压缸25的上腔；阀F6、F3的控制腔被封死，阀F6、F3关闭，辅助液压缸25下腔经阀F4进人油箱。这时系统中的油液流动情况为：
进油路:液压泵1→阀F1→阀F5→辅助液压缸25上腔；
回油路:辅助液压缸25下腔→阀F4→油箱。
10）原位停止
辅助液压缸25到达下终点后，所有电磁阀的电磁铁都处于断电状态，各电磁阀均处于常态位，阀F6、F3处于关闭状态，辅助液压缸25进出油路被切断，阀F2控制腔直接与油箱相通，液压泵1卸荷。
综上所述，该液压机液压系统主要由压力控制回路、换向回路、快慢速转换回路和释压回路等组成，并采用二通插装阀集成化结构。因此，可以归纳出这台液压机液压系统的特点：
(1)系统采用高压大流量恒功率(压力补偿）变量液压泵供油，并配以由调压阀和电磁阀构成的电磁溢流阀，使液压泵空载启动，主、辅液压缸原位停止时液压泵均卸荷，这样既符合液压机的工艺要求，又节省能量。
(2)系统采用密封性能好、通流能力大、压力损失小的插装阀组成液压系统，具有油路简单、结构紧凑、动作灵敏等优点。
(3)系统利用滑块的自重实现主液压缸快速下行，并用充液阀补油，使快速回路结构简单。
(4)系统采用可调缓冲阀7和电磁阀8组成释压回路，避免压力突变造成回路冲击。
(5)系统在液压泵的出口设置了单向阀和安全阀，在主液压缸和辅助液压缸的上、下腔的出油路上均设有安全阀；另外，在通过压力油的插装阀F3、F5、F7、F9的控制油路上都装有梭阀。这些多重保护措施保证了液压机的工作安全可靠。表8-2为其电磁铁工作顺序表。
8.2.2组合机床动力滑台液压系统
组合机床是由一些通用(动力头、动力滑台等)部件和专用部件（主轴箱、夹具等)组合而成的专用机床，它操作简便、效率高、加工能力强、自动化程度高，广泛应用于大批量的生产中。
动力滑台是组合机床上实现进给运动的-种通用部件，可卧式也可立式使用，其上安装动力头和主轴箱可实现各种孔加工及端面加工等工序。按照其驱动方式的不同，动力滑台可分为机械动力滑台和液压动力滑台，液压动力滑台用液压缸驱动，它在电气和机械装置的配合下可以实现各种自动工作循环。
组合机床要求动力滑台空载时速度快、推力小，工进时速度慢、推力大;速度换接平稳；功率利用合理、效率高、发热小。
1.YT4543型动力滑台液压系统的工作原理
以YT4543型动力滑台为例，分析其液压系统的工作原理和特点。该动力滑台要求进给速度范围为6.6~600mm/min，最大快进速度7.37x103 mm/min，最大进给力为4.57x104N，液压系统最高工作压力6.3x106Pa。图8-9所示为YT4543型动力滑台的液压系统原理图，表8-3
所示为系统的动作循环表。由图8-9可见，这个系统在机械和电气的配合下，能够实现“快进→一工进→二工进→停留→快退→停止”的半自动工作循环。其工作状况如下。
1）快速前进
按下启动按钮，电磁铁1YA通电，先导阀11处于左位工作，在控制油的作用下，换向阀12左位接人系统，由于系统压力未达到顺序阀2的调定压力，顺序阀2处于关闭状态。这时液压缸7为差动连接，变量泵14输出最大流量。这时系统中油液流动情况如下。
进油路:变量泵14→单向阀13→换向阀12(左位) →行程阀8(右位) →液压缸7左腔。
回油路:液压缸7右腔→换向阀12 (左位) →单向阀3→行程阀8(右位) →液压缸7左腔。
此时由于液压缸差动连接，因而实现快进。
2）一工进
一次工作进给在滑台前进到预定位置，滑台上的挡块压下行程阀8,切断了原来进人液压缸左腔的油路。调速阀4接人系统，且3Y A失电，油液经电磁阀9进人液压缸左腔；系统压力升高达到顺序阀2调定压力，顺序阀2打开;变量泵14自动减小其输出流量，以便与调速阀4 的开口相适应。这时系统中油液流动情况如下。
进油路:液压泵14→单向阀13→换向阀12(左位)→调速阀4→电磁阀9(右位）→液压7左腔。
回油路:液压缸7右腔→换向阀12(左位)→顺序阀2→背压阀1→油箱。
3）二工进
二次工作进给在一次工作进给结束，滑台上的挡块压下电气行程开关，使电磁铁3Y A得电，经阀8的油路被切断。顺序阀2处于打开状态，调速阀10的开口比调速阀4小，变量泵14 自动减小其输出流量，变量泵14输出的流量与调速阀10的开口相适应。这时系统中油液流动情况为：
进油路：变量泵14→单向阀13→换向阀12(左位）→调速阀4→调速阀10→液压缸7 左腔。
回油路：夜压缸7右腔→换向阀12(左位) →顺序阀2→背压阀1→油箱。
图8-9 YT5553型动力滑台液压系统图
1—背压阀顺序阀；1，6，13—单向阀；4—工进调速阀；5—压力继电器；7—液压缸；8—行程阀;
9—电磁阀；10—二工进调速阀；11—先导阀；12—换向阀；14—限压式变量泵；15—过滤器4）停留
当滑台以第二工进速度运动到碰上死挡块不再前进时，此时，油路连通情况未变，变量泵14继续运转，系统压力不断升高，泵的流量减小到仅能补充泄漏。同时，液压缸左腔压力升高到使压力继电器5动作，并发信号给时间继电器，经过时间继电器延时，滑台停留一段时间再进行下一个动作。停留时间长短由工件的加工工艺要求决定。
5）快退
当滑台停留设定的时间后，时间继电器发出信号，使电磁铁1Y A断电，2YA得电，阀11, 阀12右位工作。由于此时空载，系统压力下降，变量泵流量又自动增大。这时系统中油液流动情况如下。
一、填空题（每空1分，共30分） 1、电力系统运行的基本要求是、、。 2、电力系统中性点运行方式可分为、。 3、升压变压器的的绕组从绕组最外层至铁心的排列顺序为、、。 4、由于变压器的变比不匹配而产生的功率称为，它取决于和。 5、电力系统节点按照给定条件不同可以分为、、。 6、频率的一次调整由进行，频率的二次调整由进行。 7、电力系统无功电源电源包括、、、。 8、中枢点调压方式分为、、。 9、电力系统调压措施有、、 、。 10、等面积定则是。 11、变压器的负序阻抗正序阻抗。（等于/不等于） 12、电力系统频率的一次调整是调整，频率的二次调整可实现调整。 二、简述题（35分） 1、电力系统中性点不同接地方式的优缺点。 2、导线截面选择的几种方法。 3、无限大容量电源。 4、耗量微增率，等耗量微增率准则
5、正序等效定则。 6、什么是电力系统静态稳定性，电力系统静态稳定性的实用判据是什么？ 7、为什么把短路功率定义为短路电流和网络额定电压的乘积？ 三、计算题（40分） 1、两个电力系统由联络线连接为一个联合电力系统，如图1所示，正常运行时，△P ab=0。两个电力系统容量分别为1500MW和1000MW；各自的单位调节功率分别以两系统容量为基准的标幺值；设A系统负荷增加100MW。试计算下列情况下的频率变化量和联络线上流过的交换功率：①A、B两系统机组都参加一次调频②A、B两系统机组都不参加一、二次调频。A、B两系统都参见一次调频，A系统由机组参加二次调频增发60MW（13分） 1500MW 1000MW 图1
2、某降压变电所中有一台容量为10MVA的变压器，电压为110±2×2.5%/6.6kV。已知最大负荷时，高压侧实际电压为113kV，变压器阻抗中电压损耗为额定电压的4.63%；最小负荷时，高压侧的实际电压为115kV,阻抗中的损耗为额定电压的2.81%，变电所低压母线采用顺调压方式，试选择变压器分接头电压。（12分）
自测题（一）—电力系统的基本知识 一、 单项选择题（下面每个小题的四个选项中，只有一个是正确的，请你在答题区填入正确答案的序号，每小题2.5分，共50分） 1、对电力系统的基本要求是（ ）。 A 、保证对用户的供电可靠性和电能质量，提高电力系统运行的经济性，减少对环境的不良影响； B 、保证对用户的供电可靠性和电能质量； C 、保证对用户的供电可靠性，提高系统运行的经济性； D 、保证对用户的供电可靠性。 2、停电有可能导致人员伤亡或主要生产设备损坏的用户的用电设备属于（ ）。 A 、一级负荷； B 、二级负荷； C 、三级负荷； D 、特级负荷。 3、对于供电可靠性，下述说法中正确的是（ ）。 A 、所有负荷都应当做到在任何情况下不中断供电； B 、一级和二级负荷应当在任何情况下不中断供电； C 、除一级负荷不允许中断供电外，其它负荷随时可以中断供电； D 、一级负荷在任何情况下都不允许中断供电、二级负荷应尽可能不停电、三级负荷可以根据系统运行情况随时停电。 4、衡量电能质量的技术指标是（ ）。 A 、电压偏移、频率偏移、网损率； B 、电压偏移、频率偏移、电压畸变率； C 、厂用电率、燃料消耗率、网损率； D 、厂用电率、网损率、电压畸变率 5、用于电能远距离输送的线路称为（ ）。 A 、配电线路； B 、直配线路； C 、输电线路； D 、输配电线路。 6、关于变压器，下述说法中错误的是（ ） A 、对电压进行变化，升高电压满足大容量远距离输电的需要，降低电压满足用电的需求； B 、变压器不仅可以对电压大小进行变换，也可以对功率大小进行变换； C 、当变压器原边绕组与发电机直接相连时（发电厂升压变压器的低压绕组），变压器原边绕组的额定电压应与发电机额定电压相同； D 、变压器的副边绕组额定电压一般应为用电设备额定电压的1.1倍。 7、衡量电力系统运行经济性的主要指标是（ ）。 A 、燃料消耗率、厂用电率、网损率； B 、燃料消耗率、建设投资、网损率； C 、网损率、建设投资、电压畸变率； D 、网损率、占地面积、建设投资。 8、关于联合电力系统，下述说法中错误的是（ ）。 A 、联合电力系统可以更好地合理利用能源； B 、在满足负荷要求的情况下，联合电力系统的装机容量可以减少； C 、联合电力系统可以提高供电可靠性和电能质量； D 、联合电力系统不利于装设效率较高的大容量机组。 9、我国目前电力系统的最高电压等级是（ ）。 A 、交流500kv ，直流kv 500 ；
第七章典型液压传动系统 一、图为YT453型组合机床动力滑台液压系统工作原理，分析其原理完成下列各问。 1、电磁铁动作顺序表。 （1）快进 控制油路：泵2－电磁换向阀A左位－单向阀C－液控换向阀B左位－阀B左位进入工作位置 主油路: 泵2－单向阀3－电液换向阀7左位－行程阀11常位－液压缸左腔。 回油路：液压缸右腔－阀7左位－单向阀6－阀11－液压缸左腔。 （2）一工进 主油路: 泵2－单向阀3－电液换向阀7左位－调速阀8－电磁阀12右位—液压缸左腔。 回油路：液压缸右腔－阀7左位－单向阀6－阀11－液压缸左腔。
（3）二工进 主油路: 泵2－单向阀3－电液换向阀7左位－调速阀8－调速阀9—液压缸左腔。 回油路：液压缸右腔－阀7左位－单向阀6－阀11－液压缸左腔。 （4）快退 控制油路：泵2－电磁换向阀A右位－单向阀D－液控换向阀B右位－阀B右位进入工作位置 进油路：泵2－阀3－阀7右位－液压缸右腔； 回油路：缸左腔－阀10－阀7右位－油箱。 二、如图所示为某一组合机床液压传动系统原理图。试分析其工作原理，根据其动作循环图列出电磁铁工作表，并指出此系统由哪些基本回路组成，有何特点。 三、分析图中所示液压系统，系统的快进、一工进、二工进、快退的进、回油路路线。（1）快进 进油路：泵1→单向阀→换向阀2左位→换向阀6左位→缸左腔 回油路：缸右腔→换向阀2左位→单向阀→换向阀6左 位→缸左腔 （2）一工进 进油路：泵1→单向阀→换向阀2左位→调速阀5→二 位换向阀左位→缸左腔 回油路：缸右腔→换向阀2左位→顺序阀3→背压阀4→ 油箱 （3）二工进 进油路：泵1→单向阀→换向阀2左位→调速阀5→调速阀→缸左腔 回油路：缸右腔→换向阀2左位→顺序阀3→背压阀4→油箱 （4）快退
第8章液压传动系统 学习要点:液压传动在机械制造、工程机械、冶金机械、石化机械、航空、船舶等各个行业部门均有广泛的应用，根据主机不同的工况要求，液压系统有着不同的组成形式，形成了繁多的种类。本章有选择地介绍四种典型的液压系统，通过对这些液压系统的分析，可以加深对基本回路的认识，了解液压系统组成的规律，为今后分析其他液压系统和设计新的液压系统打下基础。 液压传动广泛应用在机械制造、冶金、轻工、起重运输、工程机械、船舶、航空等各个领域。根据液压主机的工作特点、工作环境、动作循环以及工作要求，其液压传动系统的组成、作用和特点不尽相同。液压系统是根据液压设备的工作要求，选用适当的基本回路构成的，它一般用液压系统图来表示。在液压系统图中，各个液压元件及它们之间的连接与控制方式，均按标准图形符号(或半结构式符号）画出。 分析液压系统，首先必须对系统的工况进行分析，看系统是如何满足工况的要求的;其次，再分析系统的特点。分析液压系统一般可以按照以下步骤进行。 (1) 了解液压设备的功用。重点是液压传动装置实现了哪些运动；具体工艺对于液压传动系统的要求等。 ⑵分清主次。首先分析各个主运动所需的主油路和控制油路，然后分析润滑油路一类的辅助油路。 ⑶分析系统中各液压元件的作用。搞清系统由哪些基本回路组成，并对重点问题进行分析。 (4)归纳总结整个液压系统的优缺点。 8.1 液压传动系统的形式 液压系统应用领域不同，其特点也不同。在航空、国防领域，可靠性是系统所追求的；在大型重载设备行列，节能降耗是设计系统必须考虑的。液压传动系统按其应用行业可分为航空液压系统、工程机械液压系统、冶金液压系统、机床液压系统等;按系统特点可以分为以压力控制为主的液压系统、以速度变换为主的液压系统、以换向精度为主的液压系统；按系统的功率可分为大功率液压系统、中功率液压系统、小功率液压系统；按系统压力等级可分为超高压液压系统、高压液压系统、中高压液压系统、中压液压系统、低压液压系统；按油液的循环方式不同，有开式系统和闭式系统之分；按系统中液压泵的数目，可分为单泵系统、双泵系统和多泵系统。 8.1.1 幵式系统与闭式系统 液压系统按照液流循环方式的不同，可以分为开式系统与闭式系统。 1.开式系统 一般情况下所见的液压系统均为开式系统，如图8-1所示系统就是一个开式系统。液压泵从油箱吸入液压油，经过换向阀送入液压缸（或液压马达）的进油腔，其回油腔的油最终返回油箱，工作油液可以在油箱中进行冷却和沉淀，然后再进行工作循环。开式系统的特点如下： (1)液压油在系统中循环使用时，油箱是一个重要环节；
2002～2003学年第二学期 《电力系统稳态分析》课程考试试卷A 注意：1、本试卷共3页； 2、考试时间:120分钟 3、姓名、学号必须写在指定地方 一、填空题（每空1分共计20分） 1、电力网的接线形式根据可靠性可分 为，。 2、发电机运行时受到的主要约束 是，， 。 3、有功功率日负荷曲线主要用于。 4、线路某负荷点的运算功率可能包 括，， 。 5、高斯赛德尔法计算潮流的主要缺点 是。 6、频率的一次调整是由进行，频率的二次调整是由 进行， 频率的三次调整是指。 7、电力系统无功功率的最优分布包 括，。 8、用于潮流计算的功率方程式的变量中是控制变量， 是状态变量，是扰动变量。 9、系统备用容量根据备用时的状态可分为 和。 二、判断题（每题2分共10分） 1、电力系统的最大负荷等于该电力系统的总装机容量（） 2、电力系统的有功日负荷曲线与无功日负荷曲线变化趋势相同（） 3、电力线路上的电压最低点一般是无功分点（） 4、牛顿—拉弗逊法计算潮流比高斯赛德尔法计算潮流快（） 5、当根据调压要求计算得到的无功补偿容量大于根据最优网损微增率准则所要求的 无功补偿容量时，实际的补偿容量决定于后者（） 三、选择题（每题2 分计10 分） 1、电能质量包括（）
A 、可靠性 B 、电压 C 、频率 D 、波形畸变率 2、调频器采用下列调整方式，可实现无差调节（ ） A 、比例调节 B 、微分调节 C 、积分调节 D 、比例积分调节 3、枯水季节，用于频率调整的电厂是（ ） A 、原子能电厂 B 、高温高压火电厂 C 、可调节水电厂 D 、热电厂 4、电力系统常用的调压手段是（ ） A 、发电机调压 B 、改变变压器变比调压 C 、串联电感调压 D 、串联电容器调压 5、牛顿—拉弗逊法计算中的雅可比矩阵与节点导纳矩阵相比（ ） A 、有相同的稀疏结构 B 、都是对称矩阵 C 、都是常数矩阵 D 、阶数相同 四、简答题（每题5分，共20分） 1. 在电力系统潮流计算中,应用节点导纳矩阵比应用回路阻抗矩阵有什么优点? 至少说出3点。 2. 系统的调差系数是可整定的，是否可以将系统的调差系数整定为无穷大？为 什么？ 3. 在进行电压管理时，中枢点的电压调整方式有哪几种？ 4. 利用无载调压变压器能否实现逆调压？为什么？ 五、系统等值电路如图所示。求 （1） 当12=U ，求Q C 和2U ，节点2是什么节点？ （2） 当Q C =0时，能否建立运行方式？如能，试求2U ，此时的节点2又称什么 节点？ （3） 请指出上述系统中各节点和支路有哪些约束条件？（10） 六、某发电厂装设三套发电设备，其耗量特性为：F 1=2+0.2P G1+0.001P G12(t/h), F 2=4+0.2P G2+0.002P G22(t/h), F 3=2.5+0.2P G3+0.003P G32(t/h),发电机G 1的额定容量为200MW, 发电机G 2和G 3的额定容量为300MW 最小有功功率P G1min =P G2min = P G2min =50MW,若该电厂承担负荷为600MW 时,试求负荷的最优分配方案. （10分） 七、A 、B 两系统并列运行，A 系统负荷增大到400MW 时，B 系统向A 系统输送的交换功率为200MW 时，如此时将联络线切除，则切除后，A 系统的频率为49Hz ，系统的频率为50 Hz ，试求： （1）A 、B 两系统的系统单位调节功率K A 、K B ； （2）A 系统负荷增大到1000MW ，联合系统的频率变化量。（10分） 八、某变电所装设容量为20MV A 的三相变压器，负荷为20MVA ，COS φ=0.8,现将负荷增大到18MW ， COS φ=0.6，为使变压器不造成过负荷，最小应设置多少并联补偿器？此时 C
电路分析期末考试试卷及参考答案 考试科目：电路分析 试卷类别：A 卷 考试时间： 120分钟 ________________系 级 班 姓名 学号 毛 一．选择题：本大题共10个小题，每小题2分，共20分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题意要求的，把所选项前的字母填在题后的括号内。 1、图1所示电路中，已知电流A I 3=，则a 、b 两端的电压U =___________。 A ） －10V B ） 10V C ） 50V D ） －20V 2、图2所示电路中，已知元件A 放出功率10W ，则电流I =___________。 A ） 1A B ） 2A C ） －1A D ） 5A 3、电路如图3所示，10Ω电阻吸收的功率为___________。 A ） 1W B ） 0. 9W C ） 10W D ） 3W 4、图4所示电路原来处于稳态，A t i s 2cos 2=。0=t 时开关闭合，则换路瞬间的电感电流)0(+L i 为__________。 A ） 1A B ） 0.5A C ） t 2cos A D ）t 2cos 2A 装 订 线 内 请 勿 答 题
5、一个2A 的电流源对初始储能为0的0.1F 电容充电5秒钟后，则该电容获得的能量为__________。 A ） 50J B ） 500J C ） 100J D ） 0J 6、某电路的阻抗为Ω+=510j Z ，则该电路的导纳Y 的实部为__________。 A ） 0.2S B ） 0.08S C ） 0.04S D ）0.1S 7、若RLC 串联电路的谐振频率为Hz f 10000=，则当频率为900Hz 的正弦电压源激励时，该电路呈__________。 A ） 阻性 B ）感性 C ）容性 D ）不能确定 8、图8所示二端网络的功率因数为__________。 A ） 0 B ） 1 C ） －0.707 D ） 0.707 9、图9所示电路已处于稳态，0=t 时开关打开，则电感电压的初始值)0(+L u 为_________。 A ） －25V B ）25V C ） 0V D ） V 7 10 10、图10所示二端网络的戴维南等效支路的参数为__________。 A ） 8V 、2Ω B ）8V 、4Ω C ）16V 、4Ω D ）16V 、1Ω 图4 i L 图9 装
第8章一阶电路 1、在图示电路中，开关S在位置“1”的时间常数为τ1，在位置“2”的时间常数为τ2， τ 1和τ 2的关系是()。 (a)ττ 12 2 =(b)ττ 12 2 =/(c)ττ 12 = 答案：(b) 2、在计算图示电路过渡过程中的i，u R，u c时，所使用的时间常数τ值()。 (a)是相同的，均为C R(b)是相同的，均为RC(c)是不同的 C 答案：(b) 3、图示电路在开关S闭合后的时间常数τ值为()。 (a)2s (b)0.5s (c)50ms F 答案：(b) 4、图示电路在开关S闭合后的时间常数τ值为()。 (a)0.1s (b)0.2s (c)0.5s 1
F k 答案：(b) 5、图示电路在开关S 闭合后的时间常数τ值为( )。 (a)L/R 1 (b)L/(R 1+R 2) (c)R 1/L 答案：(a) 6、图示电路在开关S 断开后的时间常数τ值为( )。 (a)0.5ms (b)0.1s (c)0.1ms 5 H L 答案：(c) 7、图示电路在开关S 闭合后的时间常数为τ1，断开后的时间常数为τ2，则τ1和τ2的关 系是( )。 (a)ττ12= (b)ττ1212=/ (c)ττ122= 答案：(c) 8、在计算图示电路过渡过程中的i ，u R ，u L 时，所使用的时间常数τ值为( )。 (a)是相同的，均为L/R (b)是相同的，均为R/L (c)是不同的 2
u L u R ++ 答案：(a) 9、工程上认为图示电路在S 闭合后的过渡过程将持续( )。 (a)(36~60)μs (b)(9~15)μs (c)(18~36)μs 30 mH L 答案：(b) 10、一阶电路的时间常数τ值取决于( )。 (a)激励信号和电路初始状态 (b)电路参数 (c)电路的结构和参数 答案：(c) 11、图示电路，t =0时将开关S 闭合，开关S 闭合后的时间常数τ为( )。 (a) ()R R R R R C C C C 1232312 12+ ++ (b) ()() R R R R R C C 123 2312+ ++ (c)()()R R R C C 12312+++ 答案：(b) 12、图示电路的时间常数τ为( )。 (a)3μs (b)1.5μs (c)6μ s F 答案：(a) 3
第八章典型液压系统 近年来，液压传动技术已经广泛应用于很多工程技术领域，由于液压系统所服务的主机的工作循环、动作特点等各不相同，相应的各液压系统的组成、作用和特点也不尽相同。以下通过对几个典型液压系统的分析，进一步熟悉各液压元件在系统中的作用和各种基本回路的组成，并掌握分析液压系统的方法和步骤。 阅读一个较为复杂的液压系统图，大致可按以下步骤进行： (1)了解设备的工艺对液压系统的动作要求； (2)初步游览整个系统，了解系统中包含有哪些元件，并以各个执行元件为中心，将 系统分解为若干子系统。 (3)对每一子系统进行分析，搞清楚其中含有哪些基本回路，然后根据执行元件的动 作要求，参照动作循环表读懂这一子系统。 (4)根据液压设备中各执行元件间互锁、同步、防干涉等要求，分析各子系统之间的 联系。 (5)在全面读懂系统的基础上，归纳总结整个系统有哪些特点，以加深对系统的理解。 第一节组合机床液压系统 一、组合机床液压系统 组合机床液压系统主要由通用滑台和辅助部分（如定位、夹紧）组成。动力滑台本身不带传动装置，可根据加工需要安装不同用途的主轴箱，以完成钻、扩、铰、镗、刮端面、铣削及攻丝等工序。 图8—1液压系统工作原理 所示为带有液压夹紧的他驱式动力滑台的液压系统原理图，这个系统采用限
压式变量泵供油，并配有二位二通电磁阀卸荷，变量泵与进油路的调速阀组成容积节流调速回路，用电液换向阀控制液压系统的主油路换向，用行程阀实现快进和工进的速度换接。它可实现多种工作循环，下面以定位夹紧→快进→工进→二工进→死挡铁停留→快退→原位停止松开工件的自动工作循环为例，说明液压系统的工作原理。 1. 夹紧工件夹紧油路一般所需压力要求小于主油路，故在夹紧油路上装有减压阀6，以减低夹紧缸的压力。 按下启动按钮，泵启动并使电磁铁4DT通电，夹紧缸24松开以便安装并定位工件。当工件定好位以后，发出讯号使电磁铁4DT断电，夹紧缸活塞夹紧工作。其油路：泵1→单向阀5→减压阀6→单向阀7→换向阀11→左位夹紧缸上腔，夹紧缸下腔的回油→换向阀11左位回油箱。于是夹紧缸活塞下移夹紧工件。单向阀7用以保压。 2.进给缸快进前进当工件夹紧后，油压升高压力继电器14发出讯号使1DT通电，电磁换向阀13和液动换向阀9均处于左位。其油路为： 进油路：泵1→单向阀5→液动阀9→左位行程阀23右位→进给缸25左腔 回油路：进给缸25右腔→液动阀9左位→单向阀10→行程阀23右位→进给缸25左腔。 于是形成差动连接，液压缸25快速前进。因快速前进时负载小，压力低，故顺序阀4打不开（其调节压力应大于快进压力），变量泵以调节好的最大流量向系统供油。 3.一工进当滑台快进到达预定位置（即刀具趋近工件位置），挡铁压下行程阀23，于是调速阀12接入油路，压力油必须经调速阀12才能进入进给缸左腔，负载增大，泵的压力升高，打开液控顺序阀4，单向阀10被高压油封死，此时油路为： 进油路：泵1→单向阀5→换向阀9左位→调速阀12→换向阀20右位→进给缸25左腔 回油路：进给缸25右腔→换向阀9左位→顺序阀4→背压阀3→油箱。 一工进的速度由调速阀12调节。由于此压力升高到大于限压式变量泵的限定，泵的流量便自动减小到与调速阀的节流量相适应。 压力p B 4.二工进当第一工进到位时，滑台上的另一挡铁压下行程开关，使电磁铁3DT 通电，于是阀20左位接入油路，由泵来的压力油须经调速阀12和19才能进入25的左腔。其他各阀的状态和油路与一工进相同。二工进速度由调速阀19来调节，但阀19的调节流量必须小于阀12的调节流量，否则调速阀19将不起作用。 5.死挡铁停留当被加工工件为不通孔且轴向尺寸要求严格，或需刮端面等情况时，则要求实现死挡铁停留。当滑台二工进到位碰上预先调好的死挡铁，活塞不能再前进，停留在死挡铁处，停留时间用压力继电器21和时间继电器（装在电路上）来调节和控制。 6.快速退回滑台在死挡铁上停留后，泵的供油压力进一步升高，当压力升高到压力继电器21的预调动作压力时（这时压力继电器入口压力等于泵的出口压力，其压力增值主要决定于调速阀19的压差），压力继电器21发出信号，使1DT断电，2DT通电，换向阀13和9均处于右位。这时油路为： 进油路：泵1→单向阀5→换向阀9右位→进给缸25右腔。 回油路：进给缸25左腔→单向阀22→换向阀9右位→单向阀8→油箱。 于是液压缸25便快速左退。由于快速时负载压力小（小于泵的限定压力p ）, B
液压传动（第2版）部分习题答案（解题人：机设092） 第一章 1-1如图，已知d=15mm,h=10mm,D=60mm,W=48000N,L:l=750:25 求1）杠杆端施加多少力才能举起重物W？ 解： 4 4 2 2D W d l FL π π = F=100N 2）此时密封容积中的液体压力等于多少？ 解：a MP D W P17 4 2 = = π 3)杠杆上下活动一次，重物上升量H？ 解： 4 4 2 2D H d h π π = H=0.625mm 又如小活塞上有摩擦力175N，大活塞上有摩擦力2000N，密封容积外泄0.23 cm到邮箱，重复上述计算。（比较简单，而且类似，只大体写下过程了） 4 2000 4 175 2 2D W d l FL π π + = -
a MP D W P 68.174 2000 2 =+= π 4 2.04 2 3 2 D H cm d h ππ=- 第二章 2-5图示一液压缸，其缸筒内径D ＝120mm ，活塞直径d ＝119.6mm ， 活塞长度L ＝140mm ，若油的动力粘度μ＝0.065s P a ?，活塞回程要求的稳定速度为v=0.5m/s ，试求不计油液压力时拉回活塞所需的力F 等于多少？ 解：F 力受到液体粘性的影响，根据液体的粘性有 dy du A F μ= 其中， A 为活塞表面积，A ＝dL π dy du =v/h=v/{(D-d)/2} 所以 dy du A F μ==8.55N 第三章 3-1 如图所示，一具有一定真空度的容器用一根管子倒置一液面与大气相通的水槽中，液体在管中上升的高度h=1m,设液体的密度为 31000/kg m ρ=，试求容器内真空度。 P 解：取水槽液面为基面。列出静力学基本方程： P gh P a +=ρ
第1章电路分析基础 本章要求 1、了解电路的组成和功能，了解元件模型和电路模型的概念； 2、深刻理解电压、电流参考方向的意义； 3、掌握理想元件和电压源、电流源的输出特性； 4、熟练掌握基尔霍夫定律； 5、深刻理解电路中电位的概念并能熟练计算电路中各点电位； 6、深刻理解电压源和电流源等效变换的概念； 7、熟练掌握弥尔曼定理、叠加原理和戴维南定理； 8、理解受控电源模型, 了解含受控源电路的分析方法。 本章内容 电路的基本概念及基本定律是电路分析的重要基础。电路的基本定律和理想的电路元件虽只有几个，但无论是简单的还是复杂的具体电路，都是由这些元件构成，从而依据基本定律就足以对它们进行分析和计算。因而，要求对电路的基本概念及基本定律深刻理解、牢固掌握、熟练应用、打下电路分析的基础。依据欧姆定律和基尔霍夫定律，介绍电路中常用的分析方法。这些方法不仅适用于线性直流电路，原则上也适用于其他线性电路。为此，必须熟练掌握。 1.1电路的基本概念 教学时数 1学时 本节重点 1、理想元件和电路模型的概念 2、电路变量（电动势、电压、电流）的参考方向； 3、电压、电位的概念与电位的计算。 本节难点参考方向的概念和在电路分析中的应用。 教学方法通过与物理学中质点、刚体的物理模型对比，建立起理想元件模 型的概念，结合举例，说明电路变量的参考方向在分析电路中的重要性。通过例题让学生了解并掌握电位的计算过程。 教学手段传统教学手法与电子课件结合。 教学内容 一、实际电路与电路模型 1、实际电路的组成和作用 2、电路模型： 3、常用的理想元件： 二、电路分析中的若干规定 1、电路参数与变量的文字符号与单位 2、电路变量的参考方向 变量参考方向又称正方向，为求解变量的实际方向无法预先确定的复杂电 路，人为任意设定的电路变量的方向，如图（b）所示。 参考方向标示的方法： ①箭头标示；②极性标示；③双下标标示。
第四章典型液压传动系统实例分析 第一节液压系统的型式及其评价 一、液压系统的型式 通常可以把液压系统分成以下几种不同的型式。 1．按油液循环方式的不同分 按油液循环方式的不同，可将液压系统分为开式系统和闭式系统。 （1）开式系统 如图4.1所示，开式系统是指液压泵1从油 箱5吸油，通过换向阀2给液压缸3（或液压马 达）供油以驱动工作机构，液压缸3（或液压马 达）的回油再经换向阀回油箱。在泵出口处装溢 流阀4。这种系统结构较为简单。由于系统工作 完的油液回油箱，因此可以发挥油箱的散热、沉 淀杂质的作用。但因油液常与空气接触，使空气 易于渗入系统，导致工作机构运动的不平稳及其 它不良后果。为了保证工作机构运动的平稳性， 在系统的回油路上可设置背压阀，这将引起附加 的能量损失，使油温升高。 在开式系统中，采用的液压泵为定量泵或单 向变量泵，考虑到泵的自吸能力和避免产生吸空 现象，对自吸能力差的液压泵，通常将其工作转 速限制在额定转速的75％以内，或增设一个辅助 泵进行灌注。工作机构的换向则借助于换向阀。 换向阀换向时，除了产生液压冲击外，运动部件 的惯性能将转变为热能，而使液压油的温度升高。 图4.1 开式系统 但由于开式系统结构简单，因此仍为大多数工程 机械所采用。 （2）闭式系统 如图4.2所示。在闭式系统中，液压泵的进油管直接与执行元件的回油管相联，工作液体在系统的管路中进行封闭循环。闭式直系统结构较为紧凑，和空气接触机会较少，空气不易渗入系统，故传动的平稳性好。工作机构的变速和换向靠调节泵或马达的变量机构实现，避免了在开式系统换向过程中所出现的液压冲击和能量损失。但闭式系统较开式系统复杂，由于闭式系统工作完的油液不回油箱，油液的散热和过滤的条件较开式系统差。为了补偿系统中的泄漏，通常需要一个小容量的补油泵进行补油和散热，因此这种系统实际上是一个半
第八章 思考题和习题解 8-1 图8-22所示的进口节流调速回路，已知液压泵的供油流量min /6L q p =,溢流阀调定压力MPa p p 3=，液压缸无杆腔面积2411020m A -?=，负载F ＝4000N ，节流阀为薄璧孔，开口面积为241001.0m A T -?=，62.0=d C 3/9000m kg =ρ，试求: 1)活塞的运动速度。 2)溢流阀的溢流量和回路的效率。 3)当节流阀开口面积增大到2411003.0m A T -?=和2421005.0m A T -?=时，分别计算液压缸的运动速度和溢流阀的溢流量。 解： 负载产生的压力MPa A F P 21 == 节流阀压差 MPa P T 123=-=? 节流阀流量 241001.0m A T -?=时 356 4 109.2900 101210 01.062.021m P CA q T --?=????=?=ρ 缸速度s m A q v /1046.110 2109.22 3 5---?=??== 溢流阀的溢流量s m q q q p /101.7109.260/10613453---?=?-?=-= 回路效率%191011031045.14000462 =?????==--p p q P FV η 节流阀流量 2411003.0m A T -?=时 s m P CA q T /107.8900 101210 03.062.021356 4 --?=????=?=ρ
溢流阀的溢流量s m q q q p /103.1107.8101013455---?=?-?=-= 缸速度s m A q v /1038.410 23109.22 3 5---?=???== 节流阀流量 2421005.0m A T -?=时 s m P CA q T /105.14900 101210 05.062.021356 4 --?=????=?=ρ 大于泵排量，溢流阀不打开， 溢流阀的溢流量为0 缸速度s m A q v /10510 210102 3 5---?=??== 8-2 图8-23所示调速回路中的活塞在其往返运动中受到的限力F 大小相等，方向与运动方向相反，试比较; 1)活塞向左和向右的运动速度哪个大? 2)活塞向左和向右运动时的速度刚性哪个大? 1，向右运动时： 1 1A F P = ??)()(111p p CA p p CA q p T p T -=-= ? ? +-==11 111)(A F A p CA A q v p T 1111 ][-+-= ?? ?F A P CA A Kv P T 2，向左运动时： ? ? +-==11 211)(A F A p CA A q v p T
第八章典型液压系统 文档由旅行海陆空一体化搜索引擎达达搜分享,欢迎转载 近年来, 液压传动技术已广泛应用于工程机械、起重运输机械、机械制造业、冶金机械、矿山机械、建筑机械、农业机械、轻工机械、航空航天等领域。由于液压系统所服务的主机的工作循环、动作特点等各不相同, 相应的各液压系统的组成、作用和特点也不尽相同。本章通过对几个典型液压系统的分析, 进一步熟悉各液压元件在系统中的作用和各种基本回路的组成,并掌握分析液压系统的方法和步骤。 将实现各种不同运动的执行元件及其液压回路拼集、汇合起来,用液压泵组集中供油 , 使液压设备实现特定的运动循环或工作的液压传动系统,简称为液压系统。 液压系统图是用规定的图形符号画出的液压系统原理图。它表明了组成液压系统的所有液压元件及它们之间相互连接情况,还表明了各执行元件所实现的运动循环及循环的控制方式等,从而表明了整个液压系统的工作原理。 分析和阅读较复杂的液压系统图的步骤如下 1.了解设备的功用及对液压系统动作和性能的要求。 2.初步分析液压系统图,并按执行元件数将其分解为若干个子系统。 3.对每个子系统进行分析,分析组成子系统的基本回路及各液压元件的作用,按执行元件的工作循环分析实现每步动作的进油和回油路线。 4.根据设备对液压系统中各子系统之间的顺序、同步、互锁、防干扰或联动等要求,分析它们之间的联系,弄懂整个液压系统的工作原理。 5.归纳出设备液压系统的特点和使设备正常工作的要领 , 加深对整个液压系统的理解。第一节组合机床动力滑台液压系统
组合机床是由通用部件和某些专用部件所组成的高效率和自动化程度较高的专用机床。它能完成钻、镗、铣、刮端面、倒角、攻螺纹等加工和工件的转位、定位、夹紧、输送等动作。 动力滑台是组合机床的一种通用部件。在滑台上可以配置各种工艺用途的切削头, 例如安装动力箱和主轴箱、钻削头、铣削头、镗削头、镗孔、车端面等。型组合机床液压动力滑台可以实现多种不同的工作循环, 其中一种比较典型的工作循环是:快进→一工进→二工进→死挡铁停留→快退→停止。完成这一动作循环的动力滑台液压系统工作原理图如图 8-1所示。系统中采用限压式变量叶片泵供油, 并使液压缸差动连接以实现快速运动。由电液换向阀换向, 用行程阀、液控顺序阀实现快进与工进的转换, 用二位二通电磁换向阀实现一工进和二工进之间的速度换接。为保证进给的尺寸精度, 采用了死挡铁停留来限位。实现工作循环的工作原理如下: (1快进 按下启动按钮, 三位五通电液动换向阀 5的先导电磁换向阀 1Y A 得电, 使之阀芯右移, 左位进入工作状态,这时的主油路是: 进油路:滤油器1→变量泵2→单向阀3→管路4→电液换向阀 5的 P 口到 A 口→管路10, 11→行程阀17→管路18→液压缸 19左腔; 回油路:缸 19右腔→管路20→电液换向阀 5 的 B 口到 T 口→油路8→单向阀9→油路11→行程阀17→管路18→缸 19左腔; 这时形成差动连接回路。因为快进时,滑台的载荷较小,同时进油可以经阀 17直通油缸左腔,系统中压力较低,所以变量泵 2输出流量大,动力滑台快速前进,实现快进。 (2第一次工进 在快进行程结束,滑台上的挡铁压下行程阀 17,行程阀上位工作,使油路 11和 18断开。电磁铁 1Y A 继续通电,电液动换向阀 5左位仍在工作,电磁换向阀 14的电磁铁处于断电状态。进油路必须经调速阀 12进入液压缸左腔,与此同时,系统压力升
2008/2009学年 第2学期 电力系统分析 期末考试试题卷（A ） 适用班级： 考试时间： 一、 填空题(每空2分，共30分) 1 电力网络主要由电力线路和 变压器 组成 2．电能生产最基本首要的要求是 保证安全可靠持续供电 。 3. 在我国110kV 以上电力系统的中性点运行方式一般为 直接接地 。 4．电压降落指元件两端电压的 相量差 。 5. 采用分裂导线的目的是 减少电晕和线路电抗 。 6．挂接在kV 10电网上的发电机的额定电压应为 11 kV ，该电压等级的平均标称电压为 10.5 kV 。 7. 一次调频和二次调频都是通过调整 原动机 的功率来实现的。 8 一般通过调节 发电机励磁 来改变发电机的机端电压。 9. 双绕组变压器的分接头在 高压 侧。 10．从发电厂电源侧的电源功率中减去变压器的功率损耗，得到的直接连接在发电厂负荷测母线上的电源功率称为 运算功率 。 11.简单系统静态稳定依据为 。 12.减少原动机出力将 提高 系统的暂态稳定性。 13．一台额定电压13.8kV ，额定功率为125MW 、功率因数为0.85的发电机，其电抗标幺值为0.18（以发电机额定电压和功率为基准值），如果以13.8kV 和100MVA 为电压和功率基准值，这台发电机的电抗标幺值为 0.122 。 14. 在电力系统计算中，节点注入电流可理解为 节点电源电流与负荷电流之和 。 二、选择题( 每题1分，共15分) 1．手算潮流时，将变电所母线上所联线路对地电纳中无功功率的一半也并入到等值负荷功率中，这一功率称为（ A ）。 A ：运算负荷功率 B ：运算电源功率 C ：等值负荷功率 D ：等值电源功率 2．在电力系统的标么值计算中，基准功率和基准电压之间的关系满足（C ）。 A ：3 B B B I U S = B ：B B B I U S = C ：B B B I U S 3= D ：B B B I U S 3= 3. 我国电力系统的额定电压等级为（ D ） A ： 3、6、10、35、110、220（KV ） B ： 3、6、10、35、66、110、220（KV ） C ： 3、6、10、110、220、330（KV ） D ：3、6、10、35、60、110、220、330、500（KV ） 4．电能质量是指（ D ） A ：电压的大小 B:电压的大小和波形质量 C ：电压大小，电流大小 D:电压大小，波形质量，频率 5. 和架空输电线相比，同截面电缆的电抗（ B ）。 A ：大 B ：小 C ：相等 D ：都不对 6. 电力系统发生两相短路故障，（BC 短路）则故障相电压为（ C ）。 A ：A C B U U U ...31== B ： A C B U U U ...21== C ：A C B U U U ...21-== D ：A C B U U U . ..2 1== 7. 电力系统发生三相短路后，短路电流（周期分量与非周期分量之和）的最大值一般出现在短路后（ C ） A ：0秒； B ：0.005秒； C ：0.01秒； D ：0.02秒。 8. 短路电流量大的短路为（D ） A ：单相短路 B ：两相短路 C ：两相短路接地 D ：三相短路 9. P －δ曲线被称为（ D ） Ａ：耗量特性曲线 B ：负荷曲线 C ：正弦电压曲线 D:功角曲线 10.无限大功率供电系统，发生三相短路，短路电流非周期分量起始值（ B ） A ：cp bp ap i i i == B ：cp bp ap i i i ≠≠ C ：cp bp ap i i i ≠= D ：cp bp ap i i i =≠ 11．理想同步发电机，q 轴同步电抗xq 和次暂态电抗xq ″的大小顺序是（ B ） A ：xq=xq ″ B ：xq ＞xq ″ C ：xq ＜xq ″ D ：都不对 12．单相短路中，附加阻抗?Z 为（ C ） A ：Z 0Σ B ：Z 2Σ C ：Z 0Σ+ Z 2Σ D ：Z 0Σ∥Z 2Σ 13．单相短路的序分量电流边界条件是（ B ） A ：i 1+i 2+i 0=0 B ：i 1=i 2=i 0 C ：i 1+i 2=0 D ：i 1=i 2 0/d dP E >δ
第八章典型液压系统 8.1重点、难点分析 典型液压系统是对以前所学的液压件及液压基本回路的结构、工作原理、性能特点、应用，对液压元件基本知识的检验与综合，也是将上述知识在实际设备上的具体应用。因为液压传动应用十分广泛，受篇幅的限制，在此只能选择金属切削设备的动力头、锻压机械的压力机、轻工机械的注塑机和工程机械的挖掘机的液压系统为代表，分析这些系统的组成、工作原理、系统特点，从而达到读懂中等以上复杂程度的液压传动系统的学习目的。本章的重点与难点均是对典型液压系统工作原理图的阅读和各系统特点的分析。对于任何液压系统，能否读懂系统原理图是正确分析系统特点的基础，只有在对系统原理图读懂的前提下，才能对系统在调速、调压、换向等方面的特点给以恰当的分析和评价，才能对系统的控制和调节采取正确的方案。因此，掌握分析液压系统原理图的步骤和方法是重中之重的内容。 1．分析液压系统工作原理图的步骤和方法 对于典型液压系统的分析，首先要了解设备的组成与功能，了解设备各部件的作用与运动方式，如有条件，应当实地考察所要分析的设备，在此基础上明确设备对液压系统的要求，以此作为液压系统分析的依据；其次要浏览液压系统图，了解所要分析系统的动力装置、执行元件、各种阀件的类型与功能，此后以执行元件为中心，将整个系统划分为若干个子系统油路；然后以执行元件动作要求为依据，逐一分析油路走向，每一油路均应按照先控制油路、后主油路，先进油、后回油的顺序分析；再后就是针对执行元件的动作要求，分析系统的方向控制、速度控制、压力控制的方法，弄清各控制回路的组成及各重要元件的作用；更后就是通过对各执行元件之间的顺序、同步、互锁、防干扰等要求，分析各子系统之间的联系；最后归纳与总结整个液压系统的特点，加深对系统的理解。 2．在此选用YT4543型组合机床动力滑台的液压系统，作为金属切削专用机床进给部件的典型代表。此系统是对单缸执行元件，以速度与负载的变换为主要特点。要求运动部件实现“快进一一工进一二工进一死挡铁停留一快退—原位停止”的工作循环。具有快进运动时速度高负载小与工进运动时速度低负载大的特点。系统采用限压式变量泵供油，调速阀调速的容积节流调速方式，该调速方式具有速度刚性好调速范围大的特点；系统的快速回路是采用三位五通电液换向阀与单向阀、行程阀组成的液压缸差动连接的快速运动回路，具有系统效率较高、回路简单的特点；速度的换接采用行程阀和液控顺序阀联合动作的快进与工进的速度换接回路，具有换接平稳可靠的特点；两种工进采用调速阀串联与电磁滑阀组成的速度变换回路实现两次工进速度的换接，换接平稳；采用中位机能为M型
机密★启用前 大连理工大学网络教育学院 2016年秋《电力系统分析》课程 期末考试复习题 ☆注意事项：本复习题满分共：400分。 学习中心______________ 姓名____________ 学号____________ 一、单项选择题（本大题共50小题，每小题3分，共150分） 1、医院属于（）负荷。 A．一级 B．二级 C．三级 D．四级 2、电力线路中导纳支路为（）。 A．容性 B．阻性 C．感性 D．性质不确定 3、环形网络中的无功功率分点通常是系统（） A．电流最低点B．电流最高点 C．电压最低点D．电压最高点 4、功率方程中，每个节点有（）个变量。 A．7 B．6 C．5 D．4 5、下列各选项中属于热备用的是（）。 A．国民经济备用 B．检修备用 C．事故备用 D．负荷备用 6、我国对电压偏移的规定：农村电网电压偏移范围在（）。 A．±5%之内B．±7%之内 C．5%-﹣10%之间D．﹢%-﹣10%之间 7、短路电流的最大有效值为短路后第（）个周期内的电流有效值。 A．一 B．二 C．三 D．四 8、电力线路的零序电抗与其正序电抗相比较，（）。 A．前者大 B．二者相等
C．后者大 D．二者大小不定 9、功角变小，说明此时发电机转子的转速（）系统同步转速。 A．大于 B．小于 C．等于D．不等于 10、电力系统扰动后暂态过程按时间划分阶段，中间阶段指的是（）。 A．小于1s B．1s-5s C．5s-10s D．大于10s 11、通常同步发电机接在线路首端，它的额定电压为电力线路额定电压的（）。 A．倍B．倍 C．倍D．倍 12、变压器的电导参数主要决定于实验数据（）。 A．短路损耗B．空载损耗 C．短路电压百分比D．空载电流百分比 13、线路两端的电压相量之差称为（）。 A．电压调整B．电压损耗 C．电压偏移D．电压降落 14、下列关于节点导纳矩阵说法不正确的是（）。 A．节点导纳矩阵是上三角矩阵 B．节点导纳矩阵是n×n维方阵 C．如果两节点没有直接的电气连接，则导纳矩阵中的互导纳为零 D．节点导纳矩阵是高度稀疏矩阵 15、下列调频属于事前调频的是（）。 A．一次调频B．二次调频 C．三次调频D．四次调频 16、一般综合负荷的功率因数为（）。 A．左右B．D．、下列属于短路应对措施的是（）。 A．快速切除故障B．快速恢复线路供电 C．降低短路发生概率D．以上说法都正确 18、在任意某系统某点发生不对称短路时，短路点元件参数（）。 A．对称B．不对称