第8章 典型液压系统.

《液压传动与控制》习题集液压传动课程组兰州工专内部使用前言《液压传动与控制》教材由兰州工业高等专科学校、云南工学院、新疆工学院、陕西工学院四所院校编写，于1994年6月由重庆大学出版社出版。

阅历十余年，液压传动的内容发展很快，所以修订后再出版。

为有利于教学，编了该教材的思考题与习题集，仅供参考。

编者2005年月目录绪论 (4)第一章工作介质及液压流体力学基础 (4)第二章液压泵及液压马达 (7)第三章液压缸 (9)第四章控制阀 (10)第五章液压辅件 (13)第六章液压基本回路 (14)第七章典型液压系统分析 (19)第八章液压系统的设计与计算 (20)第九章液压伺服控制系统 (20)第十章液压系统（设备）的安装、调试、使用及维护 (21)第十一章液压系统的故障诊断及排除 (21)绪论0-1 何谓液压传动？其基本工作原理是怎样的?0-2 结合图0-2所示的液压系统图，说明液压系统由哪几部分组成?各起什么作用? 0-3 液压元件在系统图中是怎样表示的?0-4 液压传动与机械传动、电气传动和气压传动相比较，有哪些优缺点?第一章 工作介质及液压流体力学基础1-1什么是液体的粘性?常用的粘度表示方法有哪几种，并分别叙述其粘度单位。

1-2压力的定义是什么?静压力有哪些特性?压力是如何传递的?1-3什么是绝对压力、相对压力、表压力、真空度?它们之间的关系是什么? 1-4为什么说液压系统的工作压力决定于外负载?液压缸有效面积一定时，其活塞运动速度由什么来决定?1-5伯努利方程的物理意义是什么?该方程的理论式与实际式有何区别?1-6什么是层流?什么是紊流?液压系统中液体的流动希望保持层流状态，为什么? 1-7管路中的压力损失有哪几种?分别受哪些因素影响?1-8有200cm 3的液压油，在50℃时流过恩氏粘度计的时间t 1=153s ；同体积的蒸馏水在20℃时流过的时间t 2＝51s 。

该油的恩氏粘度o E 50、运动粘度v 、动力粘度μ各为多少 ? 油液的新、旧牌号各为什么?解：3511532150==t t E ＝()c s t E E v 12.213/64.830.8/64.80.85050=-⨯=-=()cp v 19109001012.2136=⨯⨯⨯=⋅=-ρμ旧牌号 20 ；新牌号 N321-9某液压油的运动粘度为20cSt ，其密度ρ = 900kg ／m 3，求其动力粘度和恩氏粘度各为多少?解：()cp v 1810900102036=⨯⨯⨯=⋅=-ρμ 由 t t E E v/64.80.8-= 导出 064.80.8=--t t E v E()1626204264.88420202±=⨯-⨯⨯-±=t E875.21=t E375.02-=t E （舍去）1-10如图所示直径为d ，重量为G 的柱塞浸没在液体中，并在F 力作用下处于静止状态。

第8章液压与气压传动8-1 液压传动概述教学目的与要求：1、了解液压传动的基本概念。

2、熟悉液压传动的组成。

3、掌握液压传动的工作原理和特点。

教学重点与难点：1、重点：液压传动的工作原理和特点。

2、难点：压传动的基本概念。

教学手段与方式：讲授法、归纳法教学过程：引入：机械传动、电气传动、液压传动与气压传动是目前运用最为广泛的四大类传动方式。

液压传动是以液体为工作介质，利用液体压力来传递动力和进行控制的一种传动方式。

新课传授：一、液压传动工作原理液压传动系统的工作过程如下图所示。

二、液压传动的组成液压传动系统主要由以下四部分组成。

（1）动力元件把机械能转化为液压能的装置，常见的动力元件为液压泵。

（2）执行元件把油液的液压能转换成机械能的装置，执行元件为液压缸、液压马达。

（3）控制元件控制调节系统中油液压力、流量或流向的装置，常见的控制元件有各种阀类元件，如换向阀、压力阀、流量阀等。

（4）辅助元件保护系统正常工作的装置，如过滤器、蓄能器及各种管接头等。

三、液压系统的特点1.液压传动在应用上与机械传动相比有以下优点①速度、扭矩、功率均可无级调节，而且能迅速换向和改变速度，调速范围宽。

②在传递相同功率的情况下，液压传动装置的体积小，重量轻，结构紧凑，布局灵活。

③易于实现过载保护，安全可靠。

④便于液压系统的设计、制造和使用维修。

⑤易于控制和调节，实现数字控制。

2.液压传动的缺点①传动效率低。

②不宜在温度很高或很低的条件下工作。

③液压元件结构精密，制造精度较高，给使用和维修带来一定困难。

④液压系统不能保证精确的传动比。

四、液压系统的特点1、静压传递规律F１/A１= F２/A２= p不计活塞重量，则Ｇ＝Ｆ２＝ｐＡ２。

液压系统中的工作压力取决于外负载。

2.流量与平均速度（1）流量流量指单位时间内流过某一截面处的液体体积，即ｑＶ＝Ｖ/ｔ（2）平均流速液体在单位时间内平均移动的距离称为平均流速，即ｖ＝ｑＶ/Ａ（3）活塞运动速度与流量、流道截面的关系根据物质不灭定律，油液流动时既不能增多也不会减少，由于油液又被认为是几乎不可压缩的，所以油液流经无分支管道时，每一横截面上通过的流量一定是相等的，即ｑＶ１＝ｑＶ２＝ｑＶ３因为Ｑ＝Ａｖ，故Ａ１ｖ１＝Ａ2ｖ２＝Ａ３ｖ３液体在无分支管道中流动时，通过不同截面的流速与其截面积大小成反比，而流量不变，即管道截面小的地方流速大，反之流速小。

《液压与气压传动》教学大纲一、课程性质与任务1．课程性质：本课程是车辆工程专业的专业选修课。

2．课程任务：通过本课程的学习使学生了解和掌握液压传动技术的基本知识，典型液压元件的结构特点和工作原理；掌握液压基本回路的组成，典型液压传动系统的工作原理；液压传动系统的设计计算及其在工程实际中的应用等；通过实验课使学生对液压元件结构及液压传动系统有更深刻的认识，并掌握必要的实验技能和一定的分析和解决问题的实际能力。

二、课程教学基本要求通过对液压概念、液压元件和液压系统组成的介绍，让学生理解液压系统以及各组成元件的工作方式、工作原理、结构细节对性能的影响，最终达到自己设计液压系统的目的。

通过必要的理论学习和实验操作，使学生掌握基本的实验方法及实验技能，学习科学研究的方法，帮助学生学习和运用理论处理实际问题，验证消化和巩固基础理论；通过液压传动实验使学生初步具备液压元件、液压回路的调整和测试的综合能力；培养学生正确处理实验数据和分析实验结果的能力，运用所学的理论解决实际问题的能力，提高学生的综合素质。

使学生同时具备将抽象的液压原理用简洁的机构表达出来的能力。

教学中要坚持以学生为主体，教师为主导，充分调动学生学习的主动性和积极性，让学生主动参与教学全过程；课堂教学中要多采用模型、实物和现代教育技术，加强直观性教学，注意理论联系实际，重视培养学生的实际操作能力。

成绩考核形式：平时30%（作业、考勤、练习、实验），期末70%（考试）。

成绩评定采用百分制，60分为及格。

三、课程教学内容第一章绪论1．教学基本要求了解液压传动发展概述；理解压力、流量、速度的基本概念；掌握液压系统的工作原理、组成。

2．要求学生掌握的基本概念、理论通过本章教学使学生初步具有识别简单液压系统的技能，激起学生的学习热情和学习兴趣。

3．教学重点和难点教学重点是液压传动的工作原理，关于压力和流量的两个重要概念。

教学难点是液压系统的组成。

4．教学内容第一节液压与气压传动系统的工作原理1．液压与气压传动的工作原理2．液压与气压传动系统的组成3．液压与气压传动系统的职能符号第二节液压与气压传动的优缺点1．液压与气压传动的优点2．液压与气压传动的缺点第三节液压与气压传动的应用与发展1．液压与气压传动的应用2．液压与气压传动的发展第二章液压油与液压流体力学基础1．教学基本要求了解流体力学三个基本方程式：连续性方程、伯努利方程和动量方程的意义和计算；理解动力学基本概念：理想液体、恒定流动、迹线和流线等；掌握液体静力学基本方程及意义、压力、流量两个重要参数。

第8章典型液压系统章典型液压系统组合机床液压系统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。

第一章绪论一、填空题1 、一部完整的机器一般主要由三部分组成，即 、 、2 、液体传动是主要利用 能的液体传动。

3 、液压传动由四部分组成即 、 、 、 。

4 、液压传动主要利用 的液体传动。

5 、液体传动是以液体为工作介质的流体传动。

包括 和 。

二、计算题：1:如图 1 所示的液压千斤顶，已知活塞 1 、 2 的直径分别为 d= 10mm ， D= 35mm ，杠杆比 AB/AC=1/5 ，作用在活塞 2 上的重物 G=19.6kN ，要求重物提升高度 h= 0.2m ，活塞 1 的移动速度 v 1 = 0.5m /s 。

不计管路的压力损失、活塞与缸体之间的摩擦阻力和泄漏。

试求：1 ）在杠杆作用 G 需施加的力 F ；2 ）力 F 需要作用的时间；3 ）活塞 2 的输出功率。

二、课后思考题：1 、液压传动的概念。

2 、液压传动的特征。

3 、液压传动的流体静力学理论基础是什么？4 、帕斯卡原理的内容是什么？5 、液压传动系统的组成。

6 、液压系统的压力取决于什么？第一章绪论答案一、填空题第1空：原动机；第2空：传动机；第3空：工作机；第4空：液体动能; 第5空 ：液压泵； 6 ：执行元件； 7 ：控制元件； 8 ：辅助元件； 9 ：液体压力能； 10 ：液力传动； 11 ：液压传动二、计算题：答案：1 ）由活塞2 上的重物 G 所产生的液体压力=20×10 6 Pa根据帕斯卡原理，求得在 B 点需施加的力由于 AB/AC=1/5 ，所以在杠杆 C 点需施加的力2 ）根据容积变化相等的原则求得力 F 需施加的时间3 ）活塞 2 的输出功率第二章液压流体力学基础一、填空题1、油液在外力作用下，液层间作相对运动进的产生内摩擦力的性质，叫做 。

2、作用在液体内部所有质点上的力大小与受作用的液体质量成正比，这种力称为 。

3、作用在所研究的液体外表面上并与液体表面积成正比的力称为 。

4、 液体体积随压力变化而改变。

第八章液压原件与液压油第一节液压控制阀第二节液压泵第三节液压马达第四节液压辅助元件第五节液压油液压控制阀一、液压控制阀的功用、要求与分类作用: 对执行元件(工作机构)进行控制和调节。

分类：按工作原理分方向控制阀（液流方向）压力控制阀（压力大小）流量控制阀(流量大小)按元件数目分单体阀，组合阀（复合阀，集成式）按连接方式分螺纹连接，板式连接，阀兰连接按功能分类定制控制式，比例控制式，逻辑制式分类：单向阀，换向阀1 单向阀功能：只允许油液单向流动。

要求: 灵敏可靠，开启阻力小，止逆密封性好，无噪音。

分类：球阀，锥阀，直通式，直角式符号：单向阀1隔开油路；2组成单向平衡阀⏹单向阀开启压力一般为0.035~0.05MPa ，所以单向阀中的弹簧很软。

⏹单向阀的主要用途如下：（1）单向阀可以安装在回油路中作为背压阀。

（2）安装在液压泵出口，防止系统压力突然升高而损坏液压泵。

（3）与其它阀组合成单向控制阀。

（4）用于隔开油路之间的联系，防止油路相互干扰；液控单向阀卸载式液控单向阀中，当控制活塞上移时先顶开卸载阀的小阀芯，使主油路卸压，然后再顶开单向阀芯。

这样可大大减小控制压力，使控制压力与工作压力之比降低到4.5％。

因此可用于压力较高的场合，同时可以避免筒式阀中当控制活塞推开单向阀芯时，高压封闭回路内油液的压力将突然释放，产生巨大冲击和噪声的现象。

上述两种结构形式按其控制活塞处的泄油方式，又均有内泄式和外泄式之分。

(a)为内泄式，其控制活塞的背压腔与进油口p1相通。

带卸荷阀芯的液控单向阀(a)带卸荷阀芯的内泄式液控单向阀;(b)带卸荷阀芯的外泄式液控单向阀外泄式的活塞背压腔直接通油箱，这样反向开启时腔压就可减小p1力对控制压力的影响，从而减小。

故控制压力pK一般在反向出油较低时口压力p1采用内泄式，高压系统采用外泄式。

换向阀：利用阀芯和阀体间相对位置的不同来变换不同管路间的通断关系，实现接通、切断，或改变液流方向。