附件8 《液压与气压传动》习题 《液压与气压传动》习题
1．1 液压传动系统由哪几部分组成？各部分的作用是什么？ 1．2 液压传动与机械传动、电传动相比有那些优点？为什么有这些优点？ 1．4普通液压油与抗磨液压油有什么区别？ 第二章习题 2．1 要提高齿轮泵的压力需解决哪些关键问题?通常都采用哪些措施? 2．2 叶片泵能否实现正、反转?请说出理由并进行分析。 2．3 简述齿轮泵、叶片泵、柱塞泵的优缺点及应用场合。 2．4 齿轮泵的模数m=4 mm，齿数z=9，齿宽B=18mm，在额定压力下，转速n=2000 r／min 时，泵的实际输出流量Q=30 L／min，求泵的容积效率。 2.5 YB63型叶片泵的最高压力p max=6.3MPa，叶片宽度B =24mm，叶片厚度δ=2.25mm，叶片数z =12，叶片倾角θ= 13°,定子曲线长径R=49mm，短径r=43mm，泵的容积效率ηv=0.90，机械效率ηm=0.90，泵轴转速n=960r／min，试求：(1)叶片泵的实际流量是多少?(2)叶片泵的输出功率是多少? 2．6 斜盘式轴向柱塞泵的斜盘倾角β=20°，柱塞直径d=22mm，柱塞分布圆直径D=68mm，柱塞数z=7，机械效率ηm=0.90，容积效率ηV=0.97，泵转速n=1450r／min，泵输出压力 p=28MPa，试计算：(1)平均理论流量；(2)实际输出的平均流量；(3)泵的输入功率。 第三章习题 3.1 多级伸缩缸在外伸、内缩时，不同直径的柱塞以什么样的顺序运动?为什么? 3.2 已知单杆液压缸缸筒直径D=50mm，活塞杆直径d=35mm，液压泵供油流量为q=10L／min，试求，(1)液压缸差动连接时的运动速度；(2)若缸在差动阶段所能克服的外负载F=1000N，缸内油液压力有多大(不计管内压力损失)? 3.3 一柱塞缸的柱塞固定，缸筒运动，压力油从空心柱塞中通入，压力为p=10MPa，流量为 q=25L／min，缸筒直径为D=100mm，柱塞外径为d=80mm，柱塞内孔直径为d0=30mm，试求柱塞缸所产生的推力和运动速度。 3.4 设计一单杆活塞液压缸，要求快进时为差动连接，快进和快退(有杆腔进油)时的速度均为6m／min。工进时(无杆腔进油，非差动连接)可驱动的负载为F=25000N，回油背压为0.25 MPa，采用额定压力为6.3MPa、额定流量为25L／min的液压泵，试确定：(1)缸筒内径和活塞杆直径各是多少?(2)缸筒壁厚最小值(缸筒材料选用无缝钢管)是多少? 第四章习题 4.1 滤油器有哪些种类?安装时要注意什么? 4.2 根据哪些原则选用滤油器? 4.3 在液压缸活塞上安装O形密封圈时，为什么在其侧面安放挡圈?怎样确定用一个或两个挡圈? 4.4 举例说明油箱的典型结构及各部分的作用。 4.5 设蓄能器的充气压力为6MPa，求在压力为13 MPa和7 MPa之间时可供2L油液的蓄能器的容积，按等温充油、绝热放油和等温过程两种情况计算。 第五章习题 5.3 说明O型、M型、P型和H型三位四通换向阀在中间位置时的特点。 5.5 O型机能的三位四通电液换向阀中的先导电磁阀一般选用何种中位机能?由双液控单向阀 组成的锁紧回路中换向阀又选用什么机能? 为什么? 5.6 在图5.22(a)所示液动换向阀和图5.23(a)所示电液换向阀中，主阀和先导阀各是几台肩式?T、 A、P、 B、T所对应的阀体环形沟槽，何处为构成阀口节流边的工作槽?
授课内容具体措施第六章液压基本回路 本章重点 1.压力控制回路的工作原理及应用; 2.节流阀节流调速回路的速度负载特性; 3.快速运动回路和速度换接回路的工作原理及应用; 4.多缸动作回路的实现方式。 本章难点 1.平衡回路的工作原理及应用; 2.容积调速回路的调节方法及应用; 3.互不干扰回路的工作原理。 基本思路:由一些液压元件组成完成特点功能的油路结构。 分类:压力控制回路、方向控制回路、速度控制回路、多缸动作 控制回路。 §6-1压力控制回路 工业实例: 钻床用于加工各种空心体的零件。工件被一台液压虎钳夹紧,根据 空心体的壁厚不同,必须能够调整夹紧力。同时通过单向节流阀来调节虎钳夹紧速度。
这是一个典型的压力控制回路,可以用到的主要控制元件是溢流阀和减压阀。减压阀用于降低系统压力,以满足不同液压设备的压力需要。 一、调压回路 1、单级调压 溢流阀的调定压力必须大于液压缸工作压力和油路中各种压力损失之和。 2、多级调压 液压系统在不同的工作阶段,液压系统需要不同的压力,多级调压就可实现这样的要求。 3、远程调压 远程调压阀调节的最高压力应低于溢流阀的调定压力。进行远程调压时,溢流阀的先导阀不起作用。绝大多数油液仍从主溢流阀溢走。考虑溢流阀与减压阀的区别。 二、卸荷回路 1、二位二通阀卸荷(a 二位二通阀的规格必须与液压泵的额定流量相适应,常用于泵流量小于63L/min 的场合。 2、M、H型三位换向阀的中位卸荷(b 一般适用于压力较低和小流量场合。且选用换向阀的通径应与泵的额定流量相适应。 3、用先导型溢流阀和二位二通电磁阀组成的卸荷回路(c 这种回路比直接用二位二通电磁阀的回路平稳,适合于大流量的系统。
第4版《液压与气压传动》课后习题答案 第一章 习题 1-1某液压油在大气压下的体积是50L ，当压力升高后其体积减少到49.9L ，设液压油的体积弹性模量Pa K 5107000?=，求压力升高值。 解：V V p K ???-=Θ Pa Pa V V K p 551014)(50 )509.49(107000?=-??-=??-=?∴ 1-2用恩氏粘度计测得3/850m kg =ρ的某种液压油200mL 流过的时间s t 1531=。20℃时200mL 蒸馏水流过的时间s t 512=。问该液压油的E 0为多少？动力粘度)(s Pa ?μ为多少？运动粘度)/(2s m ν为多少？ 解：351 153210===t t E s m s m E E v /1083.19)/(10)3 31.6331.7(10)31.631.7(2626600---?=?-?=?-= s Pa s Pa v ??=???==-5610169.0)(1083.19850ρμ 1-3如题1-3图所示，容器A 内充满着3/900m kg =ρ的液体，汞U 形测压计的m s m h A 5.0,1==，求容器A 中心压力。 解：设B 、C 为等压面，容器A 中心压力为p A ，则： a C A A B c B p gh P p gZ p p p +=+==汞ρρ 得：a A A p gh p gZ +=+汞ρρ 容器A 中心的绝对压力为：
Pa Pa p Z h g p a A A 55331031.2)(1001.1)5.0109.01106.13(81.9)(?=?+??-???=+-=ρρ汞 容器A 中心的相对压力为： Pa Pa Z h g p p A a A 533103.1))(5.0109.01106.13(81.9)(?=??-???=-=-ρρ汞 1-4 如题1-4图所示，具有一定真空度的容器用一根管子倒置于一液面与大气相同的槽中，液体在管中上升的高度m h 5.0=，设液体的密度3/1000m kg =ρ，试求容器内的真空度。 解：根据液体静力学基本方程 gh p p A B ρ+= （1） 液面的压力即为大气压，即： a B p p = （2） 将（2）代入（1）得：gh p p A a ρ+= 容器内的真空度：Pa Pa gh p p A a 4900)(5.081.91000=??==-ρ 1-5如题1-5图所示，直径为d ，质量为m 的柱塞浸入充满液体的密闭容器中，在力F 的作用下处于平衡状态。若浸入深度为h ，液体密度为ρ，试求液体在测压管内上升的高度x 。 解：设柱塞底部的压力为p 以柱塞为研究对象，列受力平衡方程式： mg F d p +=??24π （1） )(h x g p +=ρ （2） 将（2）代入（1） 2 244)(d g mg F h x mg F d h x g ??+=++=?? +π ρπρ h g d mg F x -+=ρπ2)(4
第六章液压基本回路 授课班级：083012103/4 授课日期：18 教学课题：速度控制回路 教学目的及要求： 1．掌握节流调速回路、容积调速回路、容积节流调速回路的组成、调速原理、特点及应用。 2．掌握快速运动回路、速度转换回路的组成、调速原理、特点及应用。 教学重点：节流调速回路 教学难点：容积调速回路 教学方法：采用启发式、讨论式教学方法，辅助使用多媒体教学手段一般讲授。 教具：黑板、投影仪 教学过程及内容： 一、节流调速回路 定义：在定量泵供油系统中，用流量控制阀对执行元件的运动速度进行调节的回路。 联接方式：可以串联在执行元件的进、回油路上，也可以与执行元件并联，实现速度调节与控制，但必须与起溢流稳压作用的溢流阀配合使用。调速阀也可与变量泵组成容积节流调速回路，在提高速度稳定性的同时，提高系统效率。 特点：结构简单，成本低，使用维护方便，但有节流损失，且流量损失较大，发热多，效率低，仅适用于小功率液压系统。 种类：进油路、回油路和旁油路节流调速回路三种。 1．进、回油路节流调速回路 （1）回路组成：在执行元件的进油路上串接一个流量阀，即构成进油路节流调速回路。在执行元件的回油路上串接一个流量阀，即构成回油路节流调速回路。如图6-32所示。（2）调速原理：在这两种回路中，定量泵的供油压力均由溢流阀调定。液压缸的速度都靠调节流量阀开口的大小来控制，泵多余的流量由溢流阀溢回油箱。 （3）应用：根据速度特性曲线可知，当流量阀为节流阀时，进、回油路节流调速回路用于低速、轻载、且负载变化较小的液压系统，能使执行元件获得平稳的运动速度。当流量阀为调速阀时，进、回油路节流调速回路用于速度较高，且负载变化较大的液压系统，但效率更低。 （4）进、回油路节流调速回路的不同点： 回油路节流调速回路，其流量阀能使液压缸的回油腔形成背压，使液压缸运动平稳且能承受一定的负值负载。 进油路节流调速回路容易实现压力控制。 采用单杆液压缸的液压系统，将流量阀设置在进油路上能获得更低的运动速度。 综合上述两种回路的优点，实际应用中，常采用进油路节流调速回路，并在其回油路上加背压阀。 2．旁油路节流调速回路 组成：将流量阀设置在与执行元件并联的旁油路上，即构成旁油路节流调速回路。 原理分析：如图所示，调节节流阀的开口就调节了执行元件的运动速度，同时也调节了液压泵流回油箱流量的多少，从而起到了溢流的作用。它不需要溢流阀“常开”溢流，只在过载时才打开。液压泵出口的压力与液压缸的工作压力相等，直接随负载的变化而改变，不为定值。流量阀进、出油口的压差也等于液压缸进油腔的压力（出口压力视为零）。 回路特点：节流阀开口越大，活塞运动速度越低；节流阀开口一定时，速度刚性更软，且负载较大时，速度刚性较好；相同负载下，阀口较小，活塞运动速度较高时，刚性好；速度高时最大承载能力较大，速度越低其承载能力越小。有节流损失，但无溢流损失，发热较少，其效率比进、回油路节流调速回路高一些。 应用：负载较大，速度较高，且速度平稳性要求不高的中等功率的液压系统。 二、容积调速回路 调速原理及功能：利用改变变量泵或变量液压马达的排量来调节执行元件运动速度。 特点：无溢流损失和节流损失，效率高、发热少。
第三章 二、作业题 3-1某一减速机要求液压马达的实际输出转矩T=，转速n=30r/min 。设液压马达排量V=r ，容积效率ηMv =，机械效率ηMm =，求所需要的流量和压力各为多少？ 解： π 2pV T t = t M Mm T T = η 6 10*5.12*9.0*2*5.522-== π ηπV T p Mm M = 60 *9.030*10*5.12/6-==Mv M Vn q η=s m /10*9.636- 3-2 某液压马达排量V=70cm 3 /r ，供油压力p=10MPa ，输入流量q=100L/min, 容积效率ηMv =，机械效率ηMm =，液压马达回油腔背压，求马达的输出转矩与转速。 解：=-==-πη294 .0*10*70*10*)2.010(*66Mm t M T T ====--6 310 *70*6092.0*10*100V q V q n Mv M t η 某液压马达排量V=40cm 3 /r ，当马达在p=和转速n=1450r/min 时，马达的实际流量q=63L/min,马达的实际输出转矩为，求马达的容积效 率、机械效率和总效率。 解：==== -π πη2/10*40*10*3.65 .372/66pV T T T M t M Mm ====--3 610*5.371450*10*40M M t Mv q Vn q q η 3-4 如图所示两个结构相同相互串联的液压缸，无杆腔的面积A 1=50*10-4m 2 ，有杆腔的面积A 2=20*10-4m 2 ，输入流量 q=3L/min ，负载F1=5000N,F2=4000N,不计损失与泄漏，求 （1）两缸工作压力p1,p2两缸的运动速度v1,v2 解：对两缸进行受力分析2 1212211F A p F A p A p =+=D 得出p2=2MPa ，p1=3MPa 速度：v1=q/A1=s 1221A v A v = V2= m/s 3-5若要求差动液压缸快进速度v1是快退速度v2的3倍，试确定活塞面积A1与活塞杆面积A2之比 3-6 如图所示，液压缸活塞直径D=100mm ，活塞杆直径d=70mm ，进入液压缸的流量q=25L/min ，压力p1=2MPa ，回油背压p2=，试计算三种情况下运动速度与方向及最大推力（实际计算其中一种。其余用公式表示） 解：设作用面积，无杆腔A1=*10-3m 2 ,有杆腔A2=4*10-3m 2，活塞杆面积A=*10-3m 2 （1）方向向左 == 1 A q v s =-=2211A p A p F (2)方向向左
习题解 第一章 1— 3：解： 1136009.811133416p gh Pa ρ==??=汞 11334169009.810.51334164414.5129001.5A A p p gZ Pa ρ=-=-??=-= 1— 4：解： 10009.810.54905a a p p gh p p p gh Pa ρρ=-∴=-==??=Q 真 1— 5：解： h d g mg F x d mg F g h x -+=+= +2 2 )(4)(4)(πρπρ 1— 6：解： 3 22 4416100.85/600.02 q v m s d ππ-??==≈?? 4 22 22 0.850.02 Re 154523202 0.11100.850.20.007463.88229.817520.850.1791545.3215450.0229.81 vd v h m p gh Pa g l v h m p gh Pa d g ζζζλλλαυζρλρ-?= = =<=?==?≈?==?=??=??≈ ?==?层流 或或 列油箱液面与泵进口出的伯努利方程，以管子中心为基础： ζ λαραρh h h z m z v h z g v g p z g v g p w w a +====+++=++07.00 2221122 2 221211式中： 则： 2 222125 220.85108809.810.78809.810.00740.17929.81106042.988632.80.26106042.982244.53103798.450.1a v p p gz g h h g Pa MPa λζαρρ?? =+-++ ? ?? ?? ?=+??-??++ ???? =-?=-==： 1— 9：解：
第五章－第六章 一、填空题 1.液压传动中得控制阀,可分为()控制阀()控制阀与() 控制阀。 2、方向控制阀就是利用()与()间相对位置得改变来实现阀内某些油路得通与闭,以满足液压系统中各换向功能要求。(阀心、阀体) 3.采用带()得液控单向阀可以减小反向开启最小控制压力。(卸荷阀心) 4.汽车起重机得支腿锁紧机构常采用()来实现整个起重机得支撑,在系统停止供油时支腿仍能保持锁紧。(双液控单向阀)。 5.三位换向阀得阀心在中间位置时各通口间得不同接通方式称为换向阀得()。(中位机能) 6.溢流阀为( )压力控制,阀口常( ),先导阀弹簧腔得泄漏油与阀得出口相通。定值减压阀为( )压力控制,阀口常( ),先导阀弹簧腔得泄漏油必须( )。 (进口;闭;出口;开; 单独引回油箱) 7.直动式溢流阀利用作用于阀心上得液压力直接与()相平衡得原理来控制溢流压力。直动式溢流阀只能用于()压系统。(弹簧力、低) 8.压力控制阀按用途与功能可分为()、()、()、()。(溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继电器) 9.节流阀主要起()、()、()作用。(节流调速、负载阻尼、压力缓冲) 10.调速阀就是由( )与节流阀( ) 而成,旁通型调速阀就是由( )与节流阀( )而成。 (定差减压阀,串联;差压式溢流阀,并联) 11.为了便于检修,蓄能器与管路之间应安装( ),为了防止液压泵停车或泄载时蓄能器内得压力油倒流,蓄能器与液压泵之间应安装( )。 (截止阀;单向阀) 12.选用过滤器应考虑( )、( )、( )与其它功能,它在系统中可安装在( )、()、( )与单独得过滤系统中。 (过滤精度、允许压力降、纳垢容量、过滤能力与工作压力;泵得吸油口、泵得压油口、系统得回油路上) 油箱用于储存油液,以保证供给液压系统充分得工作油液,同时还具有(散发油液中得热量)、释放(混在油液中得气体)与(沉淀在油液中得污物)等作用。 13、调速阀比节流阀得调速性能好,就是因为无论调速阀进出口_________ 如何变化,节流口前后得______基本稳定,从而使______ 基本保持恒定。 14、溢流阀得进口压力随流量变化而波动得性能称为( ),性能得好坏用( )或( )、( )评价。显然(p s—p k)、(p s—p B)小好,n k与n b大好。(压力流量特性;调压偏差;开启压力比、闭合压力比) 15、三位换向阀得阀芯未受操纵时,其所处位置上各油口得连通情况称为换向阀得 ______ 。 16.流量控制阀就是通过改变节流口得大小(通流面积)或通流通道得( )来改变局部阻力得大小,从而实现对流量进行控制得。 17.对换向阀得主要性能要求就是:油路导通时,( )损失要小:油路断开时,泄漏量要小;阀芯换位时,操纵力要小以及换向平稳。 18.压力阀得共同特点就是利用()与()相平衡得原理来进行工作得。
第六章习题 6—6：图示为某专用铣床液压系统，已知：泵的输出流量q p ＝30L ／min ，溢流阀调整压力p y ＝2.4MPa ，液压缸两腔作用面积分别为A 1＝50cm 2，A 2＝25cm 2，切削负载F L ＝9000N ，摩擦负载F f ＝1000N ，切削时通过调速阀的流量为q t ＝1.2L ／min ，若忽略元件的泄漏和压力损失，试求： 解1）：1)活塞快速趋近工件时，活塞的快进速度v 1及回路的效率η1； Pa A F p f 541 110210501000?=?==-
液压与气压传动课后第三、四、六章 习题答案 第三章二、作业题3-1某一减速机要求液压马达的实际输出转矩T=，转速n=30r/min。设液压马达排量V=/r，容积效率ηMv=，机械效率ηMm=，求所需要的流量和压力各为多少？解：Tt?pV 2??Mm?TM Ttp?TM2?*2*?= ??**10?*10?6*30?63?=* 10m/s *60Mv=，机械效率ηqM?Vn/?Mv3-2 某液压马达排量V=70cm3/r，供油压力p=10MPa，输入流量q=100L/min,容积效率ηMm=，液压马达回油腔背压，求马达的输出转矩与转速。解：TM?Tt*?Mm(10?)*106*70*10?6*?? 2?qtqM?Mv100*10?3*????/s=1314r/min VV60*70*10?63-3 某液压马达排量V=40cm3/r，当马达在p=和转速n=1450r/min时，马达的实际流量
q=63L/min,马达的实际输出转矩为，求马达的容积效率、机械效率和总效率。解：?Mm???? 6?6TtpV/2?*10*40*10/2??MvqtVn40*10? 6*1450???? ?*103-4 如图所示两个结构相同相互串联的液压缸，无杆腔的面积A1=50*10-4m2，有杆腔的面积A2=20*10-4m2，输入流量q=3L/min，负载F1=5000N,F2=4000N,不计损失与泄漏，求两缸工作压力p1,p2两缸的运动速度v1,v2 解：对两缸进行受力分析速度：v1=q/A1=/s p1A1?p2A2?F1p2A1?F2D得出p2=2MPa，p1=3MPa v1A2?v2A1 V2= m/s 3-5若要求差动液压缸快进速度v1是快退速度v2的3倍，试确定活塞面积A1与活塞杆面积A2之比3-6 如图所示，液压缸活塞直径D=100mm，活塞杆直径d=70mm，进入液压缸的流量q=25L/min，压力p1=2MPa，回油背压p2=，试计算三种情
6-1 如图6-1所示的进油节流调速回路，已知液压泵的供油流量q p min L/6=，溢流阀调定压力 p p MPa 0.3=，液压缸无杆腔面积241m 1020-?=A ，负载 N 4000=F ， 节流阀为薄壁孔口，开口面积为24T m 1001.0-?=A ，C d 62.0=，3m /kg 900=ρ。试 求 ： （1）活塞的运动速度v 。 （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A T124m 1003.0-?=和A T224m 1005.0-?=时，分别计算液压缸的运动速度和溢流阀的溢流量。 解：（1）由11P A F ?= 得4114000020102P F A MPa -=/=/?= 1321p P P P MPa ?=-=-= （2） 4414 3 1100.292100.70810p q q q m s ---?=-=?-?=?/ （3）1 1 4330.87610T T q q m s -==?/ 因为2 2 5T T p q q q => 所以2 43110T p q q m s -==?/ 6-2 如图6-2所示的回油节流调速回 路，已知液压泵的供油流量q p min L/20=，负载N 40000=F ，溢流阀调定压力p p 5.4MPa =，液压缸无杆腔面积 A 124m 1080-?=，有杆腔面积A 224m 1040-?=，液压缸 工作速度min /m 18.0=v ，不考虑管路损失和液压缸的摩擦损失，试计算： （1）液压缸工作时液压系统的效率。 （2）当负载0=F 时，活塞的运动速度和回油腔的压力。 解：（1）63 400000.18 5.335.4102510c p p F v p q -??η= ==%???? a) b) 图6-1 进油节流调速回路 a ）回路图 b ）速度负载特性 图6-2 回油节流调速回路
精品文档江南大学现代远程教育第二阶段测试卷 考试科目:《液压与气压传动》第四章至第六章（总分100分） 一、单项选择题（每小题1分，共10分） 1．通过环形缝隙中的液流，当两圆环同心时的流量与两圆环偏心时的流量相比（ B ） A 前者大 B 后者大 C 一样大 D 前面三项都有可能 2．解决齿轮泵困油现象的最常用方法是（ B ） A 减少转速 B 开卸荷槽 C 加大吸油口 D 降低气体温度 3．CB-B型齿轮泵中泄漏的途径有有三条，其中（ A ）对容积效率影响最大。 A 齿轮端面间隙 B 齿顶间隙 C 齿顶间隙 D A+B+C 4．斜盘式轴向柱塞泵改变流量是靠改变（ D ）。 A 转速 B 油缸体摆角 C 浮动环偏心距 D 斜盘倾角 5．液压马达的总效率通常等于：（ A ） A 容积效率×机械效率 B 容积效率×水力效率 C 水力效率×机械效率 D容积效率×机械效率×水力效率 6．能实现差动连接的油缸是：（ B ） A 双活塞杆液压缸 B 单活塞杆液压缸 C 柱塞式液压缸 D A+B+C 7．选择过滤器应主要根据（ A ）来选择。 A 通油能力 B 外形尺寸 C 滤芯的材料 D 滤芯的结构尺寸 8．M型三位四通换向阀的中位机能是（ A ）。 A 压力油口卸荷，两个工作油口锁闭 B 压力油口卸荷，两个工作油口卸荷 C 所有油口都锁闭 D 所有油口都卸荷 9．在液压系统中，（ A ）可作背压阀。 A 溢流阀 B 减压阀 C 液控顺序阀 D 调速阀 10．低压系统作安全阀的溢流阀，一般选择（ C ）结构。 A 差动式 B 先导式 C 直动式 D 锥阀式 二、判断题（每小题1分，共15分） 1．液压传动不易获得很大的力和转矩。（×） 2．液压马达的工作压力取决于负载而与自身的强度和密封性能无关。（√） 3．Y型密封圈适用于速度高处的密封。（√） 4．纸芯式过滤器比烧结式过滤器的耐压高。（×） 5．高压大流量液压系统常采用电磁换向阀实现主油路换向。（×） 6．节流调速回路中，大量液压油由溢流阀回油箱，是能量损失大、温升高、效率低的主要原因。（×）7．在清洗液压元件时，应用棉布擦洗。（×） 8．由空气压缩机产生的压缩空气，一般不能直接用于气压系统。（√） 9．气压传动能使气缸实现准确的速度控制和很高的定位精度。（×）
第六章执行器 基本要求 1.掌握控制阀的流量特性的意义，了解串联管道中阻力比：和并联管道中分流比z对流量特性的影响。 2.了解气动薄膜控制阀的基本结构、主要类型及使用场合。 3.理解气动执行器的气开、气关型式及其选择原则。 4.了解电气转换器及电一气阀门定位器的用途及工作原理。 5.了解电动执行器的基本原理。 问题解答 1.气动执行器主要由哪两部分组成各起什么作用 答气动执行器由执行机构和控制机构（阀）两部分组成。执行机构是执行器的推动装置，它根据控制信号（由控制器来）压力的大小产生相应的推力，推动控制机构动作，所以它是将信号压力的大小转换为阀杆位移的装置。控制机构是指控制阀，它是执行器的控制部分，它直接与被控介质接触，控制流体的流量，所以它是将阀杆的位移转换为流过阀的流量的装置。 2.气动执行机构主要有哪几种结构形式各有什么特点 答气动执行机构主要有薄膜式和活塞式两种结构形式。 薄膜式执行机构的结构简单、价格便宜、维修方便、应用最为广泛。它可以用作一般控制阀的推动装置，组成气动薄膜式执行器，习惯上称为气动薄膜控制阀。 气动活塞式执行机构的特点是推力大，主要适用于大口径、高压降的控制阀或蝶阀的推动装置。 除薄膜式和活塞式执行机构外，还有长行程执行机构，它的行程长、转矩大，适用于输出转角(0°～90°）和力矩的场合，如用于蝶阀或风门的推动装置。 3.控制阀的结构形式主要有哪些各有什么特点主要使用在什么场合 答简单列表说明如下：
4.控制阀的流量特性是指什么 答 控制阀的流量特性是指被控介质流过阀门的相对流量与阀门的相对开度（或相对位移）之间的关系，即 )(max L l f Q Q 式中相对流量若m ax Q Q 是控制阀某一开度时的流量Q 与全开时的流量Q max 之比。相对开度L l 是控制阀某一开度时的阀杆行程l 与阀杆全行程L 之比。 5.何为控制阀理想流量特性和工作流量特性 答 阀前后压差保持不变时的流量特性称为理想流量特性；在实际使用过程中，阀前后 的压差会随阀的开度变化而变化，此时的流量特性称为工作流量特性。 6.何为直线流量特性试写出直线流量特性控制阀的相对流量与相对开度之间的关系式。 答 直线流量特性是指控制阀的相对流量与相对开度成直线关系，即单位位移变化所引 起的流量变化是常数，即
第六章液压基本回路 所谓基本回路就是能够完成某种特定控制功能的液压元件和管道的组合。例如用来调节液压泵供油压力的调压回路，改变液压执行元件工作速度的调速回路等都是常见的液压基本回路，所谓全局为局部之总和，因而熟悉和掌握液压基本回路的功能，有助于更好地分析、使用和设计各种液压传动系统。 第一节压力控制回路 压力控制回路是利用压力控制阀来控制系统整体或某一部分的压力，以满足液压执行元件对力或转矩要求的回路，这类四路包括调压、减压、增压、卸荷和平衡等多种回路。 一、调压回路 功用：使液压系统整体或部分的压力保持恒定或不超过某个数值。 在定量泵系统中，液压泵的供油压力可以通过溢流阀来调节。在变量泵系统中，用安全阀来限定系统的最高压力，防止系统过载。若系统中需要二种以上的压力，则可采用多级调压回路。 （1）单级调压回路 如图4-16a所示，在液压泵1出口处设置并联的溢流阀2，即可组成单级调压回路，从而控制了液压系统的最高压力值。
（2）二级调压回路 如图6-1a，可实现两种不同的压力控制。
（3）多级调压回路如图6-1b所示的由溢流阀1、2、3分别控制系统的压力，从而组成了三级调压回路。在这种调压回路中，阀2和阀3的调定压力要小于阀1的调定压力，但阀2和阀3的调定压力之间没有什么一定的关系。 二、减压回路 减压回路的功用是使系统中的某一部分油路具有较低的稳定压力。最常见的减压回路通过定值减压阀与主油路相连，如图6－2所示。回路中的单向阀供主油路压力降低（低于减压阀调整压力）时防止油液倒流，起短时保压之用。减压回路中也可以采用类似两级或多级调压的方法获得两级或多级减压，图6－2b 所示为利用先导型减压阀1的远控口接一远控溢流阀2，则可由阀1、阀2各调得一种低压，但要注意，阀2的调定压力值一定要低于阀1的调定压力值。
第一章 1-4 如图所示，一具有一定真空不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。 解：取水槽液面为基面。列出静力学基本方程： a p p h g g ρρ+= 则真空度为： 310009.819.810a p p gh ρ-==??=?pa 1-5 1-8 如图所示，已知水深H=10m,截面22120.02,0.04A m A m ==，求孔子的出流流 量以及点２处的表压力（取1?=，不计损失）
1-11泵从一个大的油池中抽吸油液，流量为q＝150L/min,油液的运动粘度 =34×10－6m2/s,油液密度ρ=900 kg/m3。吸油管直径d＝60厘米，并设泵的吸油管弯头处局部阻力系数ξ＝0.2，吸油口粗滤网的压力损失Δp＝ 0.0178MPa。如希望泵入口处的真空度P b不大于0.04 MPa，求泵的吸油高度 h（液面到滤网之间的管道沿程损失可忽略不计）
1-15运动粘度 =40×10－6m 2/s 的油液通过水平管道，油液密度ρ=900kg/m 3，管 道内径d=10mm,l=5m, 进口压力P 1＝4.0MPa, 问流速为3 m/s 时，出口压力P 2为多少？ 解：沿程压力损失：ΔP λ
=0.17 MPa 所以P2＝P1－ΔPλ＝4－0.17＝3.83MPa 第二章 2-5设液压泵转速为950r/min，排量＝168mL/r，在额定压力29.5MPa和同样转速下，测得的实际流量为150L/min，额定工况下的总功率为0.87，试求： (1)泵的理论流量； (2)泵的容积效率； (3)泵的机械效率； (4)泵在额定工况下，所需电机驱动功率； (5)驱动泵的转速。 解：① q t＝V p n=168×950=159.6 L/min ②ηv =q/q t=150/159.6=93.98% ③ηm =η/ηv =0.87/0.9398=92.57% ④ Pi=p q/η =29.5×106×150×10-3/（60×0.87）=84.77kw ⑤ T=Pi/ω = Pi/（2лn） =852.1N.m 第三章 3-1 图示三种结构的液压缸，活塞和活塞杆直径分别为D，d，如进入液压缸的
第六章
电液比例阀及 比例控制回路
6.1 概述
本 章 介 绍
6.2 电液比例阀 6.3 电液比例控制基本回路 6.4 电液比例控制工业应用
6.1 概述
从广义讲，凡是输出量，如压力、流量、位移、速度、加速 度等，能随输入信号连续地按比例地变化的控制系统，都称 为比例控制系统。从这个意义上说，伺服控制也是一种比例 控制。电液比例控制可以分为开环控制和闭环控制。
图6-1 电液比例开环控制系统方框图
图6-2 电液比例闭环控制系统方框图
目前，最常用的分类方式是按被控对象(量或参数)来进行分 类。则电液比例控制系统可以分为： 比例流量控制系统 比例压力控制系统 比例流量压力控制系统 比例速度控制系统 比例位置控制系统 比例力控制系统 比例同步控制系统
电液比例控制技术的发展动力
1.传统的液压控制方式是开关型控制。它通过电磁驱动或手动驱动来 实现液压流体的通、断和方向控制，从而实现被控对象的机械化和自 动化。但是这种方式无法实现对液流流量、压力连续地按比例地控制 ，同时控制的速度比较低、精度差、换向时冲击比较大。
2.当需要高性能的速度或位置控制时，以前电液伺服阀曾经是唯一实 用的解决办法。电液伺服阀是一种高技术条件的方向和流量控制阀， 不可避免地带来成本高、不耐污染、维修不便等问题。在并不需要伺 服阀的全部性能潜力的应用场合，这些问题可能成为主要的缺点。
3.发展电液比例阀的主要目的在于填补从简单的通/断电磁阀控制与复 杂的电液伺服控制之间的空白。虽然比例阀的部分性能指标不如伺服 阀，但对许多应用场合来已经够用了,同时可以体现出明显的成本和维 护优势。
第三章 二、作业题 3-1某一减速机要求液压马达的实际输出转矩T=52.5N.m ，转速n=30r/min 。设液压马达排量V=12.5cm 3 /r ，容积效率ηMv =0.9，机械效率ηMm =0.9，求所需要的流量和压力各为多少？ 解： π 2pV T t = t M Mm T T = η 6 10 *5.12*9.0*2*5.522-= = πηπ V T p Mm M =29.3MPa 60 *9.030 *10 *5.12/6 -= =Mv M Vn q η=s m /10*9.636- 3-2 某液压马达排量V=70cm 3/r ，供油压力p=10MPa ，输入流量q=100L/min, 容积效率ηMv =0.92，机械效率ηMm =0.94，液压马达回油腔背压0.2MPa ，求马达的输出转矩与转 速。 解：=-= =-π η294 .0*10 *70*10*)2.010(*6 6 Mm t M T T 102.68N.m == == --6 3 10 *70*6092 .0*10*100V q V q n Mv M t η21.8r/s=1314r/min 3-3 某液压马达排量V=40cm 3/r ，当马达在p=6.3MPa 和转速n=1450r/min 时，马达的实际流量q=63L/min,马达的实际输出转矩为37.5N.m ，求马达的容积效率、机械效率和总效率。 解：== = = -π π η2/10 *40*10*3.65 .372/6 6pV T T T M t M Mm 0.93 == = = --3 6 10 *5.371450 *10 *40M M t Mv q Vn q q η0.92
第一章 流体力学基础 1、液体因所受压力增高而发生体积缩小的性质称为可压缩性。 2、流体粘性的大小用粘度来衡量。常用的粘度有三种：即动力粘度、运动粘度、相对粘度。 3、温度对粘度的影响： 温度变化使液体内聚力发生变化，因此液体的粘度对温度的变化十分敏感：温度升高，粘度下降。这一特性称为液体的粘一温特性。粘一温特性常用粘度指数来度量。粘度指数高，说明粘度随温度变化小，其粘一温特性好。 4、工作介质的维护关键是控制污染。实践证明，工作介质被污染是系统发生故障的主要原因，它严重影响着液压系统的可靠性及组件的寿命。 6、根据度量基准的不同，压力有两种表示方法：以绝对零压力作为基准所表示的压力，称为绝对压力；以当地大气压力为基准所表示的压力，称为相对压力(又称：表压力)。绝大多数测压仪表因其外部均受大气压力作用，所以仪表指示的压力是相对压力。今后，如不特别指明，液压传动中所提到的压力均为相对压力。真空度=大气压力一绝对压力 7、一般把既无粘性又不可压缩的假想液体称为理想液体。 8、液体流动时，如液体中任何一点的压力、速度和密度都不随时间而变化，便称液体是在作恒定流动；反之，只要压力、速度或密度中有一个参数随时间变化，则液体的流动被称为非恒定流动。 9、连续方程：q =v A=常数或v 1 A 1= v 2 A 2它说明在恒定流动中，通过流管各截面的不可压缩液体的流量是相等的。 10、能量方程又常称伯努利方程 理想液体的能量方程 实际液体的能量方程 11、动量方程：作恒定流动的液体∑F=ρq (β2v 2－β1v 1) 12、层流和湍流是两种不同性质的流态。液体的流动状态可用雷诺数来判别。ν d υR e =液流由层流转变为紊流时的雷诺数和由湍流转变为层流时的雷诺数是不同的，后者数值小。所以一般都用后者作为判别流动状态的依据，称为临界雷诺数，记作Re cr 。当雷诺数Re 小于临界雷诺数Re cr 时，液流为层流；反之，液流大多为湍流。对于非圆截面的管道来说，雷诺数Re 应用下式计算 ν d υR H e = 式中，d H 为通流截面的水力直径，它等于4倍通流截面面积A 与湿周（流体与固体壁面相接触的周长）x 之比，即 x A d H 4= 13、圆管层流的流量计算公式λ p l μd πq Δ128=4 14、层流时的动能修正系数α =2和动量修正系数β= 4／3 湍流时的动能修正系数α = 1，动量修正系数β=1 15、压力损失 沿程压力损失2=Δ2 υρd l λp λ λ——沿程阻力系数，理论值λ=64/R e 。考虑到实际流动时还存在温度变化等问题，因此，液体在金属管道中流动时宜取λ=75／Re ，在橡胶软管中流动时则取λ=80／Re 局部压力损失2 =Δ2 υρζp ζ 16、薄壁小孔的流量ρp A C q d ?==20各种结构形式的阀口就是薄壁小孔的实际例子。 17、在液压系统中，当突然关闭或开启液流通道时，在通道内液体压力发生急剧交替升降的波动过程称为液压冲击。 第二章 能源装置及辅件 1液压泵是一种将机械能转换为液压能的能量转换装置。它为液压系统提供具有一定压力和流量的液体，是液压系统的一个重要组成部分。 构成液压泵的基本条件是： l ）具有密封的工作腔。 2）密封工作腔容积大小交替变化，变大时与吸油口相通，变小时与压油口相通。 3）吸油口和压油口不能连通。 2液压泵主要性能参数的计算 3齿轮泵的困油现象： 4提高齿轮泵工作压力措施：首要的问题是解决轴向泄漏以及径向不平衡力 。 第三章 执 行元件 1液压缸是用油液的压力能来实现直线往复运动的执行元件。 液压缸按其结构形式，可以分为活塞缸、柱塞
6 压力控制阀 6.1 压力的调节与控制 6.2 溢流阀 6.3 减压阀 6.4 顺序阀 6.5 压力继电器 6.6 压力阀在调压与减压回路中的应用 小结 本章提要：本章主要内容为①调压和稳压的基本原理；②溢流阀、减压阀、顺 序阀和压力继电器等四种压力控制阀的原理、结构、主要性能和应用；③调压与减压回路。本章的重点是压力负反馈、溢流阀的工作原理和性能、减压阀的工作原理以及调压回路。其中先导式溢流阀的工作原理尤为重要。学习时应从液压桥路和压力负反馈等基本概念着手理解这些阀的工作原理。 教学内容： 本章介绍了压力的调节与控制；介绍了压力阀--溢流阀、减压阀、顺序阀和压力继电器的结构和工作原理；并介绍了压力阀在调压与减压回路中的应用。 教学重点： 1．压力调节与控制的原理； 2．溢流阀、减压阀、顺序阀的原理与结构及区别。 教学难点： 1．掌握压力调节与控制的原理； 2．溢流阀、减压阀、顺序阀的原理与结构； 3．溢流阀和减压阀的稳态特性方程、主要参数及其含义。 教学方法：
课堂教学为主，充分利用网络课程中的多媒体素材来表示抽象概念，利用实 验，了解压力阀的结构及工作原理。 教学要求： 掌握压力调节与控制的原理；溢流阀、减压阀、顺序阀的原理与结构；溢流 阀和减压阀的稳态特性方程、主要参数及其含义。 压力控制阀简称压力阀。它包括用来控制液压系统的压力或利用压力变化作 为信号来控制其它元件动作的阀类。按其功能和用途不同可分为溢流阀、减压阀、顺序阀和压力继电器等。 6.1 压力的调节与控制 在压力阀控制压力的过程中，需要解决压力可调和压力反馈两个方面的问 题。 6.1.1调压原理 调压是指以负载为对象，通过调节控制阀口（或调节油泵的变量机构）的大小，使系统输给负载的压力大小可调。调压方式主要有以下四种： （1）流量型油源并联溢流式调压 定量泵Q0是一种流量源（近似为恒流源），液压负载可以用一个带外部扰动的液压阻抗Z来描述，负载压力P L与负载流量Q L之间的关系为 P L=Q L Z 显然，只有改变负载流量Q L的大小才能调节负载压力P L。用定量泵向负载供油时，如果将控制阀口R x串联在油泵和负载之间，则无论阀口R x是增大还是减少，都无法改变负载流量Q L的大小，因此也就无法调节负载压力P L。只有将控制阀口R X与负载Z并联，通过阀口的溢流（分流）作用，才能使负载流量 Q L发生变化，最终达到调节负载压力之目的。这种流量型油源并联溢流式调压 回路如图6.1(a)所示。