第五章 液压控制元件

液压与气动技术(第三版)部分习题参考答案第2章 液压传动基础2-7 解： st t t E t 51121==︒2.351.45123040>==︒E E E ︒-︒=46.7ν ）（）（s mm s mm 2232389.33887.0276.3451.4451.46.7≈=-=-⨯= )(10390010389.33236s P m kg v a ⋅⨯=⨯⨯==--ρμ2-8 解：机械（杠杆）增力75025⋅=⋅'F F )(6)(600025750KN N F F ===' 液压增力 2244d F D Gππ'= )(04.41613342222KN F d D G =⨯='⋅=2-9 解：取等压面M-M21gh p gh p a s a ρρ+=+ )m kg 800( 10175603321=⨯⨯==h h s ρρ2-10 解：（1）取等压面M-M由于不计油液重量，不计大气压力（管内相对压力为1个标准大气压）则U 形管左边A M p p =左 ， 右边gh p g M ρ=右即 gh p A ρ=)(760)(76.08.9106.1310101325.036mm m g p h g A g ==⨯⨯⨯==ρ （2）管内压力为1个工程大气压（a MP 0981.0）)(1110)(1.118.9900100981.06cm m g p h y a y ==⨯⨯==ρ 2-11 解：（a ）)(3.6)(103.61.0410546242MPa P d Fp a =⨯=⨯⨯==ππ (b))(3.642MPa d Fp ==π2-12 解： v d Av q V 24π== )(85.025*********1062526242s m A q v v =⨯⨯=⨯⨯⨯==-ππ w p v g h p v g h p ∆+++=++22222211112121ραρραρ 式中a p p =1， 01=h ， 01=v ，2h =H ，代入上式，整理可得2222222v d l v gH p p a ρλραρ⋅++=- el e R vdR <=⨯⨯⨯==--5.10621020102585.063ν=2300， 层流，2=α 0705.075==eR λ 2p p a -285.090010254.00705.0285.029004.08.9900232⨯⨯⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯=-=4545(Pa)第3章 液压动力元件3-6 已知：p =10MPa ，n =1450r/min ，V =200mL/r ，95.0=V η，9.0=η 求：?0=P ， ?=i P解：（1）求液压泵的输出功率液压泵的实际流量)min (5.27595.01450102003LVn q q v v vt v =⨯⨯⨯===-ηη液压泵的输出功率 )(92.45)(1092.451065.27510103460kW W pq P v =⨯=⨯⨯⨯== （2）求电机的驱动功率)(519.092.450kW P P i ===η3-7 已知：m =3mm ，z =15， b =25mm ， n=1450r/min ， m in/25L q v = 求：?=V ， ?=V η 解：)(48.22102531566.666.6322r mL b zm V =⨯⨯⨯⨯==- )min (59.3214501048.223L Vn q vt =⨯⨯==-7671.059.3225===vt v v q q η （可见齿轮泵容积效率较低）3-8 已知：转子外径d =83mm ，定子内径D =89mm ，叶片宽度b =30mm求：（1）当rmL V 16=时，?=e ； （2）?max =V 解：（1）beD V π2=)(954.0)(0954.010893014.321622mm cm bD V e ==⨯⨯⨯⨯==-π （2）)(32mm d D e =-= )(30.501086330223max rmL beD V =⨯⨯⨯⨯==-ππ 3-9 已知：︒=18γ，d =15mm ，D =116mm ， z =7， 95.0==m V ηη，n =980r/min ，p =32MPa 求：?max =V ， ?=vt q ， ?=V q ， ?=i P解：z r D d V ⋅=tan 42max π)(60.46718tan 1161542r mL =⨯︒⨯⨯⨯=π )min (67.4598060.46L Vn q vt =⨯== )min .(38.4395.067.45Lq q v vt v =⨯=⋅=η m v v i pq P P ηηη==0)(6.25)(2563595.095.0)106/(1038.433246kW W ==⨯⨯⨯⨯=第4章 液压执行元件4-4 已知：p =3.5MPa ， D =0.09m ， d =0.04m ， v =0.0152m/s求：F =？，?=V q解：)(86.17)(178585.3)(422kN N d D F ==⨯-=π )(40152.022d D vA q v -⨯==π =7.76×10-5m 3/s = 4.6L/min4-6 已知：min /30L q V =, MPa p 4=求：（1）若 v 2 =v 3 = 4m/min ，D =？，d =? (2) F =?解： D =1.414d 324v d q v ⋅=π34v q d v π= )(78)(108.760/614.3)106/(30424mm m d =⨯=⨯⨯⨯=- 查表4-4，取d =80mm)(14.1132mm d D ==查表4-5，取D =110mm)(38)(37994411044221kN N p D F ==⨯⨯==ππ)(18)(178984)80110(4)(422222kN N p d D F ==⨯-=-=ππ )(20)(20096423KN N p d F ===π4-7 已知：单杆缸， D =125mm ，d =90mm ， min /40L q v =，a MP p 5.21= ，02=p求：（1）无杆腔进油，v 1，F 1=?（2）有杆腔进油，v 2，F 2=?（3）差动连接，v 3，F 3=？解：（1）无杆腔进油)(66.30)(30665.212544212111kN N p D A p F ==⨯⨯===ππ(2)有杆腔进油5.210)90125(4)(422122212⨯⨯-⨯=⋅-==ππp d D A p F =14768N=14.77(kN)min)/(77.6)/(1128.0)(42221m s m d D q A q v v v ==-==π (3)差动连接)(9.15)(15896259044212313KN N p d A p F ==⨯⨯===ππmin)/(29.6)/(105.01090106/4044624233m s m d q A q v v v ==⨯⨯⨯⨯===-ππ第5章 液压控制元件5-6 解：（a ）a MP p 2=， (b)a MP p 11=5-7 解：(a) 取决于调定压力值低的阀；（b ）取决于调定压力值高的阀。

第五章液压控制元件（9学时）1.基本内容：液压阀概述、压力阀、流量阀、方向阀。

2.重点内容：压力阀、流量阀、方向阀工作原理、特点、应用场合3.难点内容：压力阀、调速阀、电液换向阀的工作原理和结构特点第一节概述（1学时）一、液压控制阀的功能和分类表5-1列出了液压阀的分类情况。

对液压阀的基本要求：1）结构简单、紧凑、动作灵敏，工作可靠、调节方便。

2）密封性能好、压力损失小。

3）通用性好，便于维护和安装。

二、阀口的结构形式与对应的流量公式液压阀的阀口结构形式及过流面积如表5-2所示。

三、液动力液流流经阀口时，由于流动方向和流速的变化造成液体动量的改变，阀芯会受到附加作用力，即液动力。

液动力分为稳态液动力和瞬态液动力两种。

（一）稳态液动力稳态液动力指的是阀芯移动完毕，阀口开度固定之后，液流流经阀口时因动量改变而附加作用在阀芯上的力。

1、滑阀液动力油液流经一个完整腔滑阀阀口的轴向稳态液动力的大小为F bs=ρqvcosФ，作用方向使阀口趋向于关闭。

具体见圆柱滑阀稳态液动力稳态液动力对滑阀性能的影响是1）加大了操纵滑阀所需的力，尤其在高压大流量的情况下，成为操纵阀芯的突出问题；2）使阀口趋于关闭，相当于一个回复力，使阀的工作趋于稳定。

为了解决稳态液动力增大滑阀操纵力的问题，通常在结构上采取一些措施来补偿或消除此力。

图5-1所示为采用特种形式的阀腔补偿稳态液动力的例子。

图5-1a为采用特种形式的阀腔；图5-1b 为在阀套上开斜孔，使流入和流出阀腔液体的动量互相抵消，减小轴向液动力；图5-1c 为加大阀芯的颈部直径，使液流流过阀芯时有较大的压力损失，以便在阀芯两端面产生不平衡的液压力，抵消轴向液动力等。

2．锥阀不同的锥阀结构所受液动力有所区别。

图5-2所示为油液流经常用锥阀阀口的两种情况。

锥阀为两通阀，可以是A 流向B ，也可以是B 流向A ，前者为外流式，后者为内流式。

两种情况下的稳态液动力的大小均为p dx C qv F d b ∆==απαρ2sin cos其中外流式锥阀阀口的稳态液动力使阀口趋于关闭，内流式的稳态液动力使阀口趋于开启。

第5章液压控制元件教案一、教学目标1.了解液压控制元件的基本原理和分类。

2.掌握溢流阀、比例阀、安全阀、方向控制阀的工作原理及调整方法。

3.了解液力放大器和液压自动机的工作原理和应用。

二、教学内容1.液压控制元件的基本原理和分类-液压控制元件的作用和应用场景-液压控制元件的基本分类2.溢流阀-溢流阀的工作原理和结构-溢流阀的调整方法和应用场景3.比例阀-比例阀的工作原理和结构-比例阀的特点和调整方法-比例阀的应用场景和控制效果4.安全阀-安全阀的工作原理和结构-安全阀的调整方法和应用场景5.方向控制阀-方向控制阀的工作原理和结构-方向控制阀的调整方法和应用场景-方向控制阀的分类和特点6.液力放大器和液压自动机-液力放大器的工作原理和应用场景-液压自动机的工作原理和应用场景三、教学方法1.理论讲授：通过介绍液压控制元件的基本原理和分类，向学生传授相关知识。

2.实例分析：通过实际案例，分析液压控制元件的应用场景和操作方法。

3.实验演示：展示液压控制元件的工作原理和调整方法，让学生亲自操作和观察。

四、教学步骤1.导入：介绍液压控制的基本概念和作用。

2.理论讲授：依次介绍溢流阀、比例阀、安全阀和方向控制阀的工作原理和调整方法。

3.实例分析：通过实际应用案例，分析液压控制元件的应用场景和操作方法。

4.实验演示：展示液力放大器和液压自动机的工作原理和应用方法，让学生亲自操作和观察。

5.练习与讨论：布置相关习题，引导学生对所学内容进行巩固和复习，并进行讨论和答疑。

6.总结与评价：总结本节课的教学内容，评价学生的学习情况。

五、教学资源1.课程教材：液压控制技术教材相关章节2.实验设备：液压控制元件实验装置、液压控制系统实验装置3.案例分析：液压控制元件应用案例材料六、教学评价1.学生课堂表现：学生参与度、主动性和表现能力。

2.学生作业完成情况：作业的准确度和完整度。

3.学生实验操作和观察：实验操作的准确度和观察问题的发现能力。

第五章液压控制阀（习题五）一、名词解释：1．换向阀的中位机能2．节流阀的最小稳定流量二、填空题(请在括号中填入正确答案. ，1．溢流阀阀口常，先导阀弹簧腔的泄漏油与阀的出口相通。

定值减压阀阀口常，先导阀弹簧腔的泄漏油必须。

2．三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结形式，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。

3．直动式溢流阀的阻尼孔的作用是而先导式溢流阀的阻尼孔的作用是。

4．压力继电器的作用是。

5．减压阀与顺序阀的主要区别是（1），（2），（3）。

6．调速阀是由和节流阀而成，旁通型调速阀是由和节流阀而成。

7．压力阀主要是通过和平衡的原理来工作的。

8．电液换向阀中先导阀的中位机能应选用型。

液压系统采用三位四通换向阀换向，若要求需要液压泵卸荷、液压缸锁紧时，可采用的中位机能为型。

9．液压控制阀按其用途可分为、和三大类，分别调节、控制液压系统中液流的、和。

10．换向阀的中位机能是。

11．当溢流阀进口压力低于调整压力时，阀口是的，溢流量为，当溢流阀进口压力等于调整压力时，阀口是的，溢流阀开始。

12．压力继电器是一种能将转变为的转换装置。

压力继电器能发出电信号的最低压力和最高压力的范围，称为。

13．调速阀可使速度稳定，是因为其节流阀前后的压力差。

14．调速阀可使速度稳定，是因为其节流阀前后的压力差_ _。

15．按阀芯运动的控制方式不同，换向阀可分为、、、、换向阀。

16．电液换向阀是由和组成。

前者的作用是；后者的作用是。

17．在进油路节流调速回路中，当节流阀的通流面积调定后，速度随负载的增大而。

18．在容积调速回路中，随着负载的增加，液压泵和液压马达的泄漏，于是速度发生变化。

19．单向阀的作用是，正向通过时应，反向时应。

20．溢流阀是利用和弹簧力相平衡的原理来控制的油液压力。

21．液压基本回路是指由某种液压元件组成的，用来完成的回路，按其功用不同，可分为、和回路。

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。