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第四章液压控制与辅助元件思考与练习题解4-1 简述液压控制阀的作用和类型。
液压控制阀，简称为液压阀，它是液压系统中的控制元件，其作用是控制和调节液压系统中液压油的流动方向、压力的高低和流量的大小，以满足液压缸、液压马达等执行元件不同的动作要求。
液压阀的类型如表4-1所示。
表4-1 液压阀的类型分类方法 类型 详细分类压力控制阀 溢流阀、顺序阀、减压阀、压力继电器 按用途分流量控制阀 节流阀、调速阀、分流阀、集流阀方向控制阀 单向阀、液控单向阀、换向阀滑阀 圆柱滑阀、旋转阀、平板滑阀按结构分类座阀 椎阀、球阀、喷嘴挡板阀射流管阀 射流阀人力操纵阀 手把及手轮、踏板、杠杆操纵阀机械操纵阀 挡块、弹簧操纵阀按操作方式分液压（或气动）操纵阀 液压、气动操纵阀电动操纵阀 电磁铁、电液操纵阀比例阀 比例压力阀、比例流量阀、比例换向阀、比例复合阀 按控制方式分类伺服阀 单、两级电液流量伺服阀、三级电液流量伺服阀数字控制阀 数字控制压力控制流量阀与方向阀管式连接 螺纹式连接、法兰式连接阀按连接方式分类板式及叠加式连接 单层连接板式、双层连接板式、整体连接板式、叠加阀插装式连接 螺纹式插装阀、法兰式插装阀4-2 简述普通単向阀和液控单向阀的作用、组成和工作原理。
单向阀可分普通单向阀和液控单向阀两种。
1．普通单向阀的作用、组成和工作原理普通单向阀的作用是使油液只能沿一个方向流动，不许它反向倒流，故又称为止回阀。
如图4-1所示为普通单向阀的外形图，图4-2所示为其结构和图形符号图，这种阀由阀体1、阀芯2、弹簧3等零件组成。
当压力油从阀体左端的通口P1流入时，油液在阀芯的左端上产生的压力克服弹簧3作用在阀芯2上的力，使阀芯向右移动，打开阀口，并通过阀芯2上的径向孔a、轴向孔b，从阀体右端的通口P2流出。
当压力油从阀体右端的通口P2流入时，液压力和弹簧力一起使阀芯锥面压紧在阀座上，使阀口关闭，油液无法通过。
(a)结构图(b)图形符号图 1—阀体；2—阀芯；3—弹簧图4-2 普通单向阀2．液控单向阀的作用、组成和工作原理液控单向阀可使油液在两个方向自由通流，可用作二通开关阀，也可用作保压阀，用两个液控单向阀还可以组成“液压锁”。
液压与气动技术习题集附答案The document was prepared on January 2, 2021液压与气动技术习题集（附答案）第四章液压控制阀一．填空题1.单向阀的作用是控制液流沿一个方向流动。
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。
2.单向阀中的弹簧意在克服阀芯的摩檫力和惯性力使其灵活复位。
当背压阀用时，应改变弹簧的刚度。
3.机动换向阀利用运动部件上的撞块或凸轮压下阀芯使油路换向，换向时其阀芯移动速度可以控制，故换向平稳，位置精度高。
它必须安装在运动部件运动过程中接触到的位置。
4.三位换向阀处于中间位置时，其油口P、A、B、T间的通路有各种不同的联接形式，以适应各种不同的工作要求，将这种位置时的内部通路形式称为三位换向阀的中位机能。
为使单杆卧式液压缸呈“浮动”状态、且泵不卸荷，可选用Y型中位机能换向阀。
5.电液动换向阀中的先导阀是电磁换向阀，其中位机能是“Y”，型，意在保证主滑阀换向中的灵敏度（或响应速度）；而控制油路中的“可调节流口”是为了调节主阀的换向速度。
6.三位阀两端的弹簧是为了克服阀芯的摩檫力和惯性力使其灵活复位，并（在位置上）对中。
7.为实现系统卸荷、缸锁紧换向阀中位机能（“M”、“P”、“O”、“H”、“Y”）可选用其中的“M”，型；为使单杆卧式液压缸呈“浮动”状态、且泵不卸荷，中位机能可选用“Y”。
型。
8.液压控制阀按其作用通常可分为方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀。
9.在先导式减压阀工作时，先导阀的作用主要是调压，而主阀的作用主要是减压。
10．溢流阀的进口压力随流量变化而波动的性能称为压力流量特性，性能的好坏用调压偏差或开启压力比、闭合压力比评价。
显然（p s—p k）、（p s—p B）小好， n k 和n b大好。
11．将压力阀的调压弹簧全部放松，阀通过额定流量时，进油腔和回油腔压力的差值称为阀的压力损失，而溢流阀的调定压力是指溢流阀达到额定流量时所对应的压力值。
1.液压动力机构由液压放大元件、执行元件及负载组合而成。
基本组合形式有：阀控缸系统、阀控马达系统、泵控缸系统和泵控马达系统。
2.三个基本方程：忽略弹性负载的简化形式：3.液压固有频率（忽略弹性负载）：液压固有频率（考虑弹性负载）：液压阻尼系数（忽略弹性负载）：液压阻尼系数（考虑弹性负载）：液压固有频率表示液压执行元件动态响应的快速性，固有频率越高，响应速度越快；液压阻尼系数直接影响系统的稳定性，而液压系统本身是低阻尼的，因此提高液压阻尼系数是保证液压系统稳定性的重要措施。
提高液压固有频率的方法：增加活塞有效面积，减小总容腔体积，减小运动部件质量，提高等效弹性模量。
提高液压阻尼系数的方法：采用正开口阀，加大阀预开口量，提高压力-流量系数；采用旁路泄露的方式，加大泄露系数；增大负载阻尼系数。
4. 动力机构的负载匹配问题讨论动力机构的输出速度和输出力是否满足负载速度和负载力的需要，负载匹配要通过负载轨迹与动力机构的输出特性的比较来确定。
负载最佳匹配原则：动力机构的输出特性不仅满足最大负载要求，并且实现了负载轨迹的最小包络（在最大功率点相切）。
9.等效体积弹性模量βe 取6.9*108N/m 2,液压缸两腔的总容积V t ，活塞及由负载折算至活塞上的总质量M t 取1000kg ，活塞有效面积A p ，总压力流量系数K ce =K c +C t ，K c 为压力流量系数，C t 为总泄露系数，C t =C i +C e /2，C i 为内泄露系数，C e 为外泄露系数，K ce 取7.6∗10−12，流量增益系数K q 为0.2m 3/s 。
ωℎ=√4βe A p 2M t V t =√4∗6.9∗108∗(π∗(0.0252−0.0182))21000∗(π∗(0.0252−0.0182)∗0.5)=72.2 rad/s ξℎ≈K ce A p √βe M t V t =7.6∗10−12π∗(0.0252−0.0182)√ 6.9∗108∗1000π∗(0.0252−0.0182)∗0.5=0.31 G(s)=K qA p 1s(s 2ωℎ2+2ξℎωℎs +1)=211.50.0002s 3+0.0086s 2+s。
第四章液压控制元件—插装阀文章目录[隐藏]∙第四章液压控制元件—插装阀∙ 4.5插装阀∙ 4.5.1插装阀的结构∙ 4.5.2插装阀的动作原理∙ 4.5.3插装阀用作方向控制阀∙ 4.5.4插装阀用作方向、流量控制阀∙ 4.5.5插装阀用作压力控制阀第四章液压控制元件—插装阀4.5插装阀液压插装阀是由插装式基本单元(以下简称插件体)和带有弓|导油路的阀盖所组成。
按回路目的，配不同的插件体及阀盖来进行方向、流量或压力的控制。
插装阀是安装在预先开好阀穴的油路板上(manifold blocks)而构成我们所需要的液压回路，如图4-54所示，因此可使液压系统小形化。
插装阀是七十年代初才出现的-种新型液压元件，为一多功能、标准化、通用化程度相当高的液压元件，适用于钢铁设备、塑胶成型机以及船舶等机械中。
插装阀的特点是:1)插装阀盖的配合，可具有方向、流量及压力控制功能。
2)件体为锥形阀结构，因而内部泄漏极少，不存在液压下紧现象，并没有如滑轴(spool)的重叠现象，反应性良好，可进行高速切换。
3)最适于压力损失小的高压大流量系统。
4)插装阀直接组装在油路板上，因而少了由于配管弓|起的外部泄漏、振动、噪音等事故，系统可靠性增加。
5)安装空间缩小，是液压系统小形化。
同时和以往方式相比，可降低液压系统的制造成本。
图4-54插装阀构成的液压回路外观图4-54插装阀构成的液压回路外观4.5.1插装阀的结构由插装阀所组装成的液压回路，通常含有下列基本元件:1.油路板图4-55插装阀油路板亦有人称为集成块，这是方块钢体-上挖有阀孔,用以承装插装阀，如图4-55所示。
图4-56油路板上主要阀孔和控制通道图4-56为常见油路板上主要阀孔和控制通道,X Y为控制压油油路，F为承装插件体的阀孔，A口B口是配合插件体的压油工作油路。
2.插件体插件体(cartnidges)主要由锥形阀(poppet)、弹簧套管(sleeve)及若干个密封垫圈所构成，如图4-55所示。
液压系统中的高效节能控制技术研究与应用第一章：液压系统的概述液压系统是一种广泛应用于各种工业生产中的传动控制系统。
其能够将机械能转换为液压能，进而实现力的放大和传递，从而达到工业生产中需要的各种操作。
液压系统广泛应用于冶金、矿山、农业、工程机械、船舶、航天等领域。
然而，液压系统在使用过程中也存在能源浪费、环境污染等问题。
因此，在液压系统中引入高效节能的控制技术成为发展的必然趋势。
第二章：液压系统中节能技术的研究现状2.1 液压系统中流体动力控制技术流体动力控制技术被广泛应用于液压系统中。
以PID调节器为基础的闭环控制技术可以更有效地控制系统的流率和压力。
采用节流阀、换向阀等元件实现液压力的调节控制，以节流阀为代表的稳态调速系统，以压差式稳态调速系统为代表的双阀流量调节系统，以及以电液比例系统为代表的比例调速系统等也是液压系统节能技术的一些典型代表。
2.2 液压马达组合速度控制技术液压马达组合速度控制技术是一种高效率的液压节能技术。
其原理是在运动控制中采用以电液比例控制为基础的马达速度控制系统，运用矢量变频控制技术、磁流体变阻器技术等实现液压力的调节控制，从而得到更为精准的运动即可达到高效节能目的。
2.3 全液压伺服控制技术全液压伺服控制技术是近年来液压技术的一项重要进展。
它是通过变量控制、位置控制、速度控制等实现液压系统的更高级控制，并对高精度定位要求的机构提供更优服务。
该技术利用用高速、高灵敏性的电液比例控制阀，通过不断调整比例阀开度，控制液压缸的位置、力和速度，从而实现负载的精准控制和推动液压系统节能的发展。
第三章：液压系统中节能技术的应用3.1 液压发电节能技术液压发电是一种新型的节能技术。
该技术采用高效液压发电装置，利用水能转换成高压水流，再通过高压液压泵的作用予以收纳，形成液压能，从而驱动液压发电机发电。
该技术易于维修和安装，效率较高，几乎不污染环境，成本低，可以在远离电网的地方进行电力供给，节约能源之外还能缩减电力传输线路的投资远距离输送电力所带来的变损耗等投资。
液压传动与气动技术课程教案-液压控制阀第一章：液压控制阀概述1.1 教学目标1. 了解液压控制阀的基本概念和作用2. 掌握液压控制阀的分类和基本结构3. 理解液压控制阀的工作原理1.2 教学内容1. 液压控制阀的定义和作用2. 液压控制阀的分类2.1 方向控制阀2.2 压力控制阀2.3 流量控制阀3. 液压控制阀的基本结构3.1 滑阀3.2 球阀3.3 锥阀4. 液压控制阀的工作原理1.3 教学方法1. 采用PPT讲解液压控制阀的基本概念、分类和结构2. 通过实物展示和示意图解释液压控制阀的工作原理3. 进行课堂讨论，解答学生疑问1.4 教学评估1. 课堂问答2. 课后作业第二章：液压控制阀的性能参数2.1 教学目标1. 掌握液压控制阀的主要性能参数2. 理解液压控制阀的选型依据2.2 教学内容1. 液压控制阀的主要性能参数1.1 流量1.2 压力1.3 方向2. 液压控制阀的选型依据2.1 系统压力2.2 系统流量2.3 控制精度2.3 教学方法1. 采用PPT讲解液压控制阀的性能参数和选型依据2. 分析实际案例，解释选型过程2.4 教学评估1. 课堂问答2. 课后作业第三章：液压控制阀的设计与计算1. 掌握液压控制阀的设计原则2. 学会液压控制阀的计算方法3.2 教学内容1. 液压控制阀的设计原则1.1 结构设计1.2 材料选择1.3 制造工艺2. 液压控制阀的计算方法2.1 流量计算2.2 压力计算2.3 功率计算3.3 教学方法1. 采用PPT讲解液压控制阀的设计原则和计算方法2. 分析实际案例，演示计算过程3.4 教学评估1. 课堂问答2. 课后作业第四章：液压控制阀的应用与维护4.1 教学目标1. 学会液压控制阀的应用方法2. 了解液压控制阀的维护保养知识1. 液压控制阀的应用方法1.1 安装与调试2.1 使用与维护2. 液压控制阀的维护保养知识2.1 清洁2.2 检查2.3 更换密封件4.3 教学方法1. 采用PPT讲解液压控制阀的应用方法和维护保养知识2. 观看实际操作视频，了解操作细节4.4 教学评估1. 课堂问答2. 课后作业第五章：液压控制阀的故障诊断与维修5.1 教学目标1. 学会液压控制阀的故障诊断方法2. 掌握液压控制阀的维修技巧5.2 教学内容1. 液压控制阀的故障诊断方法1.1 外观检查1.2 性能测试2. 液压控制阀的维修技巧2.1 维修工具与设备2.2 维修步骤与注意事项5.3 教学方法1. 采用PPT讲解液压控制阀的故障诊断方法和维修技巧2. 分析实际案例，演示维修过程5.4 教学评估1. 课堂问答2. 课后作业第六章：典型液压控制阀的分析与应用6.1 教学目标1. 熟悉典型液压控制阀的结构与工作原理2. 掌握典型液压控制阀的应用案例6.2 教学内容1. 方向控制阀的分析与应用1.1 单向阀1.2 换向阀2. 压力控制阀的分析与应用2.1 溢流阀2.2 减压阀3. 流量控制阀的分析与应用3.1 节流阀3.2 调速阀6.3 教学方法1. 采用PPT讲解典型液压控制阀的结构、工作原理和应用案例2. 分析实际案例，解释应用过程6.4 教学评估1. 课堂问答2. 课后作业第七章：液压控制阀的现代设计方法7.1 教学目标1. 了解液压控制阀的现代设计方法2. 学会运用计算机辅助设计（CAD）进行液压控制阀设计7.2 教学内容1. 液压控制阀的现代设计方法1.1 有限元分析1.2 计算机辅助设计（CAD）2. 运用CAD进行液压控制阀设计的过程2.1 建立三维模型2.2 进行强度与稳定性分析3. 确定设计参数与优化方案7.3 教学方法1. 采用PPT讲解液压控制阀的现代设计方法和CAD应用过程2. 实际操作演示，让学生了解设计过程7.4 教学评估1. 课堂问答2. 课后作业第八章：液压控制阀的仿真与实验8.1 教学目标1. 学会使用液压控制阀仿真软件2. 了解液压控制阀的实验方法8.2 教学内容1. 液压控制阀仿真软件的使用1.1 软件介绍与操作界面1.2 建立仿真模型2. 液压控制阀的实验方法2.1 实验设备与仪器2.2 实验步骤与数据处理8.3 教学方法1. 采用PPT讲解液压控制阀仿真软件的使用和实验方法2. 实际操作演示，让学生熟悉实验过程8.4 教学评估1. 课堂问答2. 课后作业第九章：液压控制阀在工程应用中的案例分析9.1 教学目标1. 熟悉液压控制阀在工程应用中的实际案例2. 学会分析液压控制阀在工程应用中的优缺点9.2 教学内容1. 液压控制阀在工程机械中的应用案例1.1 挖掘机2.1 装载机2. 液压控制阀在航空航天中的应用案例2.1 飞行器控制系统3. 液压控制阀在工业自动化中的应用案例3.19.3 教学方法1. 采用PPT讲解液压控制阀在工程应用中的实际案例2. 分析案例中液压控制阀的优缺点，进行讨论9.4 教学评估1. 课堂问答2. 课后作业第十章：液压控制阀的发展趋势与展望10.1 教学目标1. 了解液压控制阀的发展趋势2. 展望液压控制阀的未来发展前景10.2 教学内容1. 液压控制阀的发展趋势1.1 微型化2.1 智能化3. 环保型2. 液压控制阀的未来发展前景2.1 新材料的应用2.2 新型控制技术的融合10.3 教学方法1. 采用PPT讲解液压控制阀的发展趋势和未来发展前景2. 进行课堂讨论，激发学生的创新思维10.4 教学评估1. 课堂问答2. 课后作业重点和难点解析一、教案结构的完整性确保教案包含课程概述、教学目标、教学内容、教学方法、教学评估等基本部分，以保证教学的系统性和连贯性。
