液压传动 第三章

液压与气压传动主编：郭晋荣本书目录第一章绪论第二章液压传动系统的基本组成第三章液压传动基本回路第四章典型液压传动系统第五章气压传动系统的基本组成第六章气压传动基本回路第七章典型气压传动系统第八章液压与气压传动系统的安装调试和故障分析第三章液压传动基本回路第一节方向控制回路第二节压力控制回路第三节速度控制回路第四节多缸动作回路第五节液压伺服系统一、换向回路1.采用双向变量泵的换向回路液压基本回路是指能实现某种规定功能的液压元件组合。

方向控制回路是通过控制进入执行元件的油液的通、断或方向，从而实现液压系统中执行元件的启动、停止或改变运动方向的回路。

在容积调速的闭式回路中，可以利用双向变量泵控制油液的方向来实现执行元件的换向。

如下图所示，控制换向变量泵的方向，即可改变液压马达的旋转方向。

一、换向回路2.采用换向阀的换向回路电磁换向阀换向回路手动换向阀换向回路二、锁紧回路1.用换向阀的锁紧回路锁紧回路的作用是使控制执行元件能在任意位置停留，且停留后不会因外力作用而移动位置。

如下图所示,利用Ｏ型或Ｍ型中位机能的三位四通换向阀，封闭液压缸两腔进出油口，使液压缸锁紧。

由于换向阀的泄漏，这种锁紧回路能保持执行元件的锁紧时间短，锁紧效果较差。

三位换向阀的锁紧回路图下图是采用液控单向阀的锁紧回路。

换向阀左位工作时，压力油经左液控单向阀进入液压缸左腔，同时将右液控单向阀打开，使缸右腔的油液能流回油箱，活塞向右运动；同理，当换向阀右位工作时，压力油进入缸右腔，同时将左液控单向阀打开，缸左腔回油，活塞向左运动。

当换向阀处于中位或液压泵停止供油时，两个液控单向阀立即关闭，活塞停止运动。

为了保证中位锁紧可靠，换向阀宜采用Ｈ型或Ｙ型机能。

由于液控单向阀密封性能好，泄漏少。

因此，锁紧精度高，能保证执行元件长期锁紧。

用液控单向阀的锁紧回路图二、锁紧回路2.用液控单向阀的锁紧回路一、调压回路1.单级调压回路单级调压回路即用单个溢流阀实现调压的回路，这在前面溢流阀的应用中已有2.二级调压回路图（a）所示二级调压回路，先导式溢流阀4的外控口K串接一个二位二通换向阀3和一个远程调压阀2（小规格的溢流阀）。

第三章习题答案3-1 填空题1．液压泵是液压系统的（能源或动力）装置，其作用是将原动机的（机械能）转换为油液的（压力能），其输出功率用公式（pq P ∆=0或pq P =0）表示。

2．容积式液压泵的工作原理是：容积增大时实现（吸油） ，容积减小时实现（压油）。

3．液压泵或液压马达的功率损失有（机械）损失和（容积）损失两种；其中（机械）损失是指泵或马达在转矩上的损失，其大小用（机械效率ηm ）表示；（容积）损失是指泵或马达在流量上的损失，其大小用（容积效率ηv ）表示。

4．液压泵按结构不同分为（齿轮泵）、（叶片泵）和（柱塞泵）三种，叶片泵按转子每转一转，每个密封容积吸、压油次数的不同分为（单作用）式和（双作用）式两种，液压泵按排量是否可调分为（定量泵）和（变量泵）两种；其中（单作用式叶片泵）和（柱塞泵）能做成变量泵；（齿轮泵）和（双作用式叶片泵）只能做成定量泵。

5．轴向柱塞泵是通过改变（斜盘倾角）实现变量的，单作用式叶片泵是通过改变（偏心距）实现变量的。

3-2 画出下列图形符号单向定量液压泵： 双向定量液压泵：单向定量液压马达： 双向变量液压马达：3-3 问答题1．液压泵完成吸油和压油必须具备的条件是什么？答：(1)具有若干个可以周期性变化的密封容积。

(2)油箱内液体的绝对压力必须恒等于或大于大气压力。

(3)具有相应的配流机构。

2．液压泵的排量和流量各决定于哪些参数？理论流量和实际理论的区别是什么？写出反映理论流量和实际流量关系的两种表达式。

答：液压泵的排量取决于密封容积的几何尺寸，与泵的转速和泄漏无关。

液压泵的流量取决于液压泵的排量和泵的转速。

理论流量是指在不考虑泄漏的情况下，单位时间内所排出液体的体积。

实际流量是指在考虑泄漏的情况下，单位时间内所排出液体的体积。

l t q q q -=；v V t q q η=。

3．齿轮泵的泄漏方式有哪些？主要解决方法是什么？答：齿轮泵泄漏方式有三个：齿轮端面和端盖间的轴向间隙；齿轮外圆和壳体内孔间的径向间隙以及两个齿轮的齿面啮合处。

第三章液压泵和液压马达一、填空题1、液压泵是一种能量转换装置，它将机械能转换为_________，是液压传动系统中的动力元件。

2、液压传动中所用的液压泵都是靠密封的工作容积发生变化而进行工作的，所以都属于_________。

3、泵每转一转，由其几何尺寸计算而得到的排出液体的体积，称为_________。

4、在不考虑泄漏的情况下，泵在单位时间内排出的液体体积称为泵的________。

二、单项选择题1、为了使齿轮泵能连续供油，要求重叠系数 ＿＿＿。

A、大于1B、等于lC、小于12.泵常用的压力有：A.泵的输出压力B.泵的最高压力C.泵的额定压力泵实际工作的压力是（）；泵的极限压力是（）；根据实验结果而推荐的可连续使用的最高压力是（）3、柱塞泵中的柱塞往复运动一次，完成一次＿＿＿。

A、吸油B、压油C、吸油和压油4.泵常用的压力中，（）是随外负载变化而变化的A.泵的输出压力B.泵的最高压力C.泵的额定压力5．改变轴向柱塞变量泵倾斜盘倾斜角的大小和方向，可改变＿＿＿。

A、流量大小B、油流方向C、流量大小和油流方向6、泵的额定转速和额定压力下的流量称为（）A.实际流量B.理论流量C.额定流量7、YB型叶片泵置于转子槽中的叶片是依靠＿＿＿使叶片紧贴在定子内表面上的。

A、叶片的离心力B、叶片根部的压力C、叶片的离心力和叶片根部的压力8、在实际中，常把泵的压力为零时的流量视为( )A.实际流量B.理论流量C.额定流量9.驱动液压泵的电机功率应比液压泵的输出功率大，是因为（）。

A、泄漏损失；B、摩擦损失；C、溢流损失；D、前两种损失。

10、影响液压泵容积效率下降的主要原因（）。

A、工作压力B、内摩擦力C、工作腔容积变化量D、内泄漏11、负载大，功率大的机械设备上的液压系统可使用（）。

A、齿轮泵B、叶片泵C、柱塞泵D、螺杆泵12、外反馈限压式变量叶片泵q—p特性曲线中，改变曲线A—B段的上下平移的方法（）A、改变工作压力B、调节流量调节螺钉C、调节弹簧预压缩量D、更换刚度不同的弹簧13．外啮合齿轮泵的特点有（）。

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：π2pVT t =tMMm T T =η 610*5.12*9.0*2*5.522-==πηπV T p Mm M =60*9.030*10*5.12/6-==MvM 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(*66Mmt M T T ====--6310*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：====-ππη2/10*40*10*3.65.372/66pV T T T M t M Mm ====--3610*5.371450*10*40M M t Mvq 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21212211F A p F A p A p =+=D 得出p2=2MPa ，p1=3MPa速度：v1=q/A1=s1221A v A v = V2= m/s3-5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。

第一章习题答案1-1 填空题1.液压传动是以（液体）为传动介质，利用液体的（压力能）来实现运动和动力传递的一种传动方式。

2.液压传动必须在（密闭的容器内）进行，依靠液体的（压力）来传递动力，依靠（流量）来传递运动。

3.液压传动系统山（动力元件）、（执行元件）、（控制元件）、（辅助元件）和（工作介质）五部分组成。

4.在液压传动中，液压泵是（动力）元件，它将输入的（机械）能转换成（压力）能，向系统提供动力。

5. 在液压传动中，液压缸是（执行）元件，它将输入的（压力）能转换成（机械）能。

6.各种控制阀用以控制液压系统所需要的（油液压力）、（油液流量）和（油液流动方向），以保证执行元件实现各种不同的工作要求。

7.液压元件的图形符号只表示元件的（功能），不表示元件（结构）和（参数），以及连接口的实际位置和元件的（空间安装位置和传动过程）。

8.液压元件的图形符号在系统中均以元件的（常态位）表示。

1-2 判断题1.液压传动不易获得很大的力和转矩。

(X)2.液压传动装置工作平稳，能方便地实现无级调速，但不能快速起动、制动和频繁换向。

(X)3.液压传动与机械、电气传动相配合时，易实现较复杂的自动工作循环。

(✓)4.液压传动系统适宜在传动比要求严格的场合采用。

(X)第二章习题答案2-1 填空题1.液体受压力作用发生体积变化的性质称为液体的（可压缩性），可用（体积压缩系数）或（体积弹性模量）表示，体积压缩系数越大，液体的可压缩性越（大）；体积弹性模量越大，液体的可压缩性越（小）。

在液压传动中一般可认为液体是（不可压缩的）。

2.油液粘性用（粘度）表示；有（动力粘度）、（运动粘度）、（相对粘度）三种表示方法；计量单位m2/s是表示（运动）粘度的单位；l m2/s = (10心厘斯。

3.某一种牌号为L-HL22的普通液压油在40。

C时（运动）粘度的中心值为22厘斯(mm2/s)。

4.选择液压油时，主要考虑油的（粘度）。

（选项：成分、密度、粘度、可压缩性）5.当液压系统的工作压力高，环境温度高或运动速度较慢时，为了减少泄漏，宜选用粘度较（高）的液压油。

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。