《液壓與氣壓傳動(dòng)》——趙波王宏元第三版習(xí)題答案.doc

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1、第一章：液壓與氣壓傳動(dòng)概述 1．何謂液壓傳動(dòng)？液壓系統(tǒng)是由哪幾部分組成的？各部分的作用是什么？ 答： （1）定義1：以液體作為工作介質(zhì),利用液體的靜壓能來(lái)實(shí)現(xiàn)功率傳遞； 定義2：用液體壓力能來(lái)轉(zhuǎn)換或傳遞機(jī)械能的傳動(dòng)方式。 （2）液壓傳動(dòng)系統(tǒng)由以下五個(gè)部分組成：能源裝置；執(zhí)行裝置；控制調(diào)節(jié)裝置；輔助裝置；工作介質(zhì)。 （2）能源裝置的作用是將原動(dòng)機(jī)所輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體壓力能的裝置；執(zhí)行裝置的作用是將液體或氣體的壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的裝置；控制調(diào)節(jié)裝置的作用是對(duì)系統(tǒng)中流體的壓力、流量、流動(dòng)方向進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)的裝置；輔助裝置是指除上述三個(gè)組成部分以外的其他裝置。分別起散熱、貯油、過(guò)濾、輸油

2、、連接、測(cè)量壓力和測(cè)量流量等作用，是液壓系統(tǒng)不可缺少的組成部分；工作介質(zhì)的作用是進(jìn)行能量的傳遞。 2. 液壓技術(shù)的主要優(yōu)缺點(diǎn)有哪些？ 答：（1）液壓傳動(dòng)與其它傳動(dòng)相比有以下主要優(yōu)點(diǎn)： ① 液壓傳動(dòng)可以輸出大的推力或大轉(zhuǎn)矩，可實(shí)現(xiàn)低速大噸位運(yùn)動(dòng)，這是其它傳動(dòng)方式所不能比的突出優(yōu)點(diǎn)。 ② 液壓傳動(dòng)能很方便地實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，調(diào)速范圍大，且可在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中調(diào)速。 ③ 在相同功率條件下，液壓傳動(dòng)裝置體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊。液壓元件之間可采用管道連接、或采用集成式連接，其布局、安裝有很大的靈活性，可以構(gòu)成用其它傳動(dòng)方式難以組成的復(fù)雜系統(tǒng)。 ④ 液壓傳動(dòng)能使執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)十分均勻穩(wěn)定，可使運(yùn)動(dòng)

3、部件換向時(shí)無(wú)換向沖擊。而且由于其反應(yīng)速度快，故可實(shí)現(xiàn)頻繁換向。 ⑤ 操作簡(jiǎn)單，調(diào)整控制方便，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。特別是和機(jī)、電聯(lián)合使用，能方便地實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的自動(dòng)工作循環(huán)。 ⑥ 液壓系統(tǒng)便于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)，使用安全、可靠。由于各液壓元件中的運(yùn)動(dòng)件均在油液中工作，能自行潤(rùn)滑，故元件的使用壽命長(zhǎng)。 ⑦ 液壓元件易于實(shí)現(xiàn)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化，便于設(shè)計(jì)、制造、維修和推廣使用。 （2）液壓傳動(dòng)與其它傳動(dòng)相比，具有以下缺點(diǎn)： ① 油的泄漏和液體的可壓縮性會(huì)影響執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性，故無(wú)法保證嚴(yán)格的傳動(dòng)比。 ② 對(duì)油溫的變化比較敏感，不宜在很高或很低的溫度條件下工作。 ③ 能量損失(泄漏損失、溢流損失

4、、節(jié)流損失、摩擦損失等)較大，傳動(dòng)效率較低，也不適宜作遠(yuǎn)距離傳動(dòng)。 ④ 系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，不易查找原因。 3．氣壓傳動(dòng)與液壓傳動(dòng)有什么不同？ 答：液壓傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)： 1）在輸出相同功率的條件下，液壓轉(zhuǎn)動(dòng)裝置體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、慣性小、并且反應(yīng)快。 2）可在運(yùn)行過(guò)程中實(shí)現(xiàn)大范圍的無(wú)級(jí)調(diào)速、且調(diào)節(jié)方便。調(diào)速范圍一般可達(dá)100：1，甚至高達(dá)2000：1。 3）傳動(dòng)無(wú)間隙，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，能快速啟動(dòng)、制動(dòng)和頻繁換向。 4）操作簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，特別是與電子技術(shù)結(jié)合更易于實(shí)現(xiàn)各種自動(dòng)控制和遠(yuǎn)距離操縱。 5）不需要減速器就可實(shí)現(xiàn)較大推力、力矩的傳動(dòng)。 6）易于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)，安全性好

5、；采用礦物油作工作介質(zhì)，滋潤(rùn)滑性好，故使用壽命長(zhǎng)。 7）液壓元件已是標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化產(chǎn)品、便于系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造和推廣應(yīng)用。 液壓傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)： 1）油液的泄露、油液的可壓縮性、油管的彈性變形會(huì)影響運(yùn)動(dòng)的傳遞正確性，故不宜用于精確傳動(dòng)比的場(chǎng)合。 2）由于油液的粘度隨溫度而變，從而影響運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性，故不宜在溫度變化范圍較大的場(chǎng)合工作。 3）由于工作過(guò)程中有較多能量損失（如管路壓力損失、泄漏等），因此，液壓傳動(dòng)的效率還不高，不宜用于遠(yuǎn)距離傳動(dòng)。 4）為了減少泄漏，液壓元件配合的制造精度要求高，故制造成本較高。同時(shí)系統(tǒng)故障診斷困難。 氣壓傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)： 以空氣為傳動(dòng)介質(zhì)，取之

6、不盡，用之不竭；用過(guò)的空氣直接排到大氣中，處理方便，不污染環(huán)境，符合“綠色制造”中清潔能源的要求。 空氣的粘度很小，因而流動(dòng)時(shí)阻力損失小，便于集中供氣、遠(yuǎn)距離傳輸和控制。 工作環(huán)境適應(yīng)性好，特別是在易燃、易爆、多塵埃、強(qiáng)磁、輻射及振動(dòng)等惡劣環(huán)境中工作，比液壓、電子、電氣控制優(yōu)越。 維護(hù)簡(jiǎn)單，使用安全可靠，過(guò)載能自動(dòng)保護(hù)。 氣壓傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)： 氣壓傳動(dòng)裝置的信號(hào)傳遞速度限制在聲速（約340m/s）范圍內(nèi)，所以它的工作頻率和響應(yīng)速度遠(yuǎn)不如電子裝置，并且信號(hào)要產(chǎn)生較大的失真和延滯，不宜用于對(duì)信號(hào)傳遞速度要求十分高的場(chǎng)合中，但這個(gè)缺點(diǎn)不影響其在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用。 由于空氣的可壓縮性大，

7、因而氣壓傳動(dòng)工作速度的穩(wěn)定性較液壓傳動(dòng)差，但采用氣液聯(lián)合可得到較滿意的效果。 系統(tǒng)輸出力小，氣缸的輸出力一般不大于50KN；且傳動(dòng)效率低。 排氣噪聲較大，在高速排氣時(shí)要加消聲器。 第二章：流體力學(xué)基礎(chǔ) 1．壓力有哪幾種表示方法？液壓系統(tǒng)的壓力與外負(fù)載有什么關(guān)系? 表壓力是指什么壓力? 答：（1）壓力有兩種表示方法：絕對(duì)壓力和相對(duì)壓力。 （2）液壓系統(tǒng)的壓力與外負(fù)載的關(guān)系是：外負(fù)載越大，液壓系統(tǒng)的壓力就越高；反之，外負(fù)載越小，液壓系統(tǒng)的壓力就越低。 （3）表壓力是指相對(duì)壓力。 2．解釋下述概念：理想液體、恒定流

8、動(dòng)、層流、紊流和雷諾數(shù)。 答：理想液體：是為簡(jiǎn)化問(wèn)題難度而假設(shè)的既無(wú)粘性，又不可壓縮的液體。 恒定流動(dòng)：是指液體流動(dòng)時(shí)，液體中任一質(zhì)點(diǎn)處的壓力、流速和密度不隨時(shí)間而變化的流動(dòng)。 層流：是指液體流動(dòng)時(shí)，液體質(zhì)點(diǎn)沒(méi)有橫向運(yùn)動(dòng)，互不混雜，呈線狀或?qū)訝畹牧鲃?dòng)。 紊流：是指液體流動(dòng)時(shí)，液體質(zhì)點(diǎn)有橫向運(yùn)動(dòng)（或產(chǎn)生小旋渦），作紊亂狀態(tài)的流動(dòng)。 雷諾數(shù): 是用來(lái)判定液體流動(dòng)時(shí)呈現(xiàn)出的流態(tài)是層流還是紊流的一個(gè)數(shù)。 3. 理想伯努利方程的物理意義是什么？ 答：1）一般條件下伯努利方程在各項(xiàng)的意義 該方程說(shuō)明理想流體在流管中作穩(wěn)定流動(dòng)時(shí),單位體積的動(dòng)能1/2ρv2 、重力勢(shì)能ρgh 、該點(diǎn)的壓強(qiáng)

9、P 之和為一個(gè)常量，其中1/2ρv2相與流速有關(guān),常稱為動(dòng)壓,ρgh 和P 相與流速無(wú)關(guān),常稱為靜壓. 2）、單位重量流體中伯努利方程各項(xiàng)的物理意義 ρg =m/u g =mg/u 表示單位體積的重力,以ρg 除各項(xiàng)得: p/ρg+v平方/2 g+ h = 常量 該方程表示流場(chǎng)中一點(diǎn)上單位重量流體所具有的總機(jī)械能. 其中p/ρg表示流場(chǎng)中一點(diǎn)上單位重量流體所具有的壓力潛能,也就是壓力對(duì)單位體積重量流體所做的功, v平方/2 g 表示單位重量流體所具有的動(dòng)能, h 就是流場(chǎng)中該點(diǎn)的高度。由于v平方/2 g+ p/ρg+ z = 常數(shù),定理中每一項(xiàng)都具有長(zhǎng)度的量綱. 所以p/ρg 表示

10、所考察點(diǎn)的壓力潛能的同時(shí)也可表示它能將流體壓升到某一高度的能力. 3）、單位質(zhì)量流體中伯努利方程p/ρ項(xiàng)的物理意義 以ρ除各項(xiàng)得:p/ρ+1/2 v平方 + gh = 常量 該方程中:p/ρ項(xiàng)表示流場(chǎng)中某一點(diǎn)上單位質(zhì)量流體所具有的壓力或彈性勢(shì)能,從能量的角度討論p/ρ 項(xiàng)也可理解為單位質(zhì)量流體相對(duì)于p = 0 狀態(tài)所蘊(yùn)涵的能量. 綜上所述： 通過(guò)以上的分析推導(dǎo)可以看出伯努利方程是能量方程式,盡管分析問(wèn)題所用的動(dòng)力學(xué)原理不同,但導(dǎo)出方程的意義是完全相同的,說(shuō)明在管內(nèi)作穩(wěn)定流動(dòng)的理想液體具有壓力能、勢(shì)能和動(dòng)能三種形式的能量,在適合限定條件的情況下,流場(chǎng)中的三種能量都可以相互轉(zhuǎn)換,但其

11、總和卻保持不變,這三種能量統(tǒng)稱為機(jī)械能. 由此可以得出:伯努利方程在本質(zhì)上是機(jī)械能的轉(zhuǎn)換與守恒. 4. 液壓缸直徑D=150mm，柱塞直徑d=100mm，液壓缸中充滿油液。如果在柱塞上（如圖a所示）和缸體上（如圖b所示）的作用力F=50000N，不急油液自重所產(chǎn)生的壓力，求液壓缸中液體的壓力。 解：經(jīng)分析，兩圖結(jié)果相同： 5. 如圖所示，一管路輸送密度的液體，h=15mm。測(cè)得壓力如下：1）點(diǎn)1、2,兩處的壓力分別是p1=0.45MPa，p2=0.4MPa； 2）p1=0. 45MPa, p2=0.25MPa。試確定在兩種情況下液流的方向。 6.如圖所示，當(dāng)閥門關(guān)閉時(shí)壓力表

12、讀數(shù)為0.25MPa；閥門打開(kāi)時(shí)壓力表讀數(shù)為0.06MPa。如果d=12mm，，不計(jì)液體流動(dòng)時(shí)的能量損失，求閥門打開(kāi)時(shí)的液體流量qv。 7. 如圖所示某一液壓泵從郵箱中吸油，若吸油管直徑d=60mm，流量qv=150L/min，郵箱的運(yùn)動(dòng)粘度υ=30x10-6m2/s，，彎頭處的局部損失系數(shù)ξ=0.2，吸油口粗濾器網(wǎng)上的壓力損失△p=0.0178MPa。若希望液壓泵吸油口處的真空度不大于0.04MPa，求液壓泵的安裝（吸油）高度（吸油管侵入油液部分的沿程損失可忽略不計(jì)）。 . 第三章：液壓泵與液壓馬達(dá) 1.某液壓泵輸出油壓p=10.0MPa,轉(zhuǎn)速n=1

13、450r/min，泵的排量V=46.2ml/r，容積效率ηv=0.95，總效率η=0.9。求驅(qū)動(dòng)該泵所需電機(jī)的功率Pi和泵的輸出功率Po 2. 液壓泵工作的兩個(gè)條件是什么？簡(jiǎn)述外嚙合齒輪泵的工作原理。 1—泵體 2、4—齒輪 3、5—齒輪傳動(dòng)軸 作業(yè)三：1圖 外嚙合齒輪泵的工作原理 答：兩個(gè)條件：1）形成密封容積且密封容積變化，2）吸壓油腔隔開(kāi)（配流裝置）。 外嚙合齒輪泵是由兩個(gè)相互嚙合的齒輪、泵體、兩個(gè)端蓋和兩根傳動(dòng)軸組成（如圖所示），它們形成了密封的工作容積。該密封的工作容積以相互嚙合齒輪的輪齒接觸的嚙合線為界，分隔成左右兩個(gè)密封的空腔，即腔和腔，腔接

14、吸油口，b腔接壓油口。當(dāng)主動(dòng)軸帶動(dòng)主動(dòng)齒輪2按圖示方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，在腔中，嚙合的兩輪齒逐漸脫開(kāi)，工作容積逐漸增大，形成局部真空。油箱中的油液在大氣壓力作用下經(jīng)吸油口進(jìn)入腔（腔為吸油腔），流入各個(gè)齒槽中，齒槽中的油液隨齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)沿帶尾箭頭所示方向被帶到右側(cè)腔。同時(shí)，在腔中齒輪嚙合處的輪齒逐漸嚙合，使工作容積逐漸減小，油液壓力增加，形成高壓油液，腔的高壓油液被擠壓經(jīng)壓油口排出（腔為壓油腔）。這樣，齒輪不停地轉(zhuǎn)動(dòng)，吸油腔不斷地從油箱中吸油，壓油腔就不斷地排油，這就是外嚙合齒輪泵的工作原理。 3. 什么是液壓泵的排量？什么是實(shí)際流量，理論流量？什么是容積損失和容積效率？ 排量—在沒(méi)有泄漏的情況下，泵 （

15、或馬達(dá)）每轉(zhuǎn)一周所排出的液體的體積V （ml/r） 。 理論流量—不考慮泄露的情況下，單位時(shí)間內(nèi)所排出的液體的體積。 實(shí)際流量——指泵（或馬達(dá)）工作時(shí)實(shí)際輸出的流量 容積損失——泄漏導(dǎo)致的流量損失 容積效率——泵的實(shí)際流量與理論流量的比值 4. 齒輪泵的壓力提高主要受到哪些因素的影響？可以采用哪些措施來(lái)提高齒輪泵的壓力？ 答：影響因素：1）齒輪泵存在間隙，2）徑向不平衡力 措施：1）浮動(dòng)軸套補(bǔ)償原理：將壓力油引入軸套背面， 使之緊貼齒輪端 面，補(bǔ)償磨損，減小間隙。2）彈性側(cè)板式補(bǔ)償原理：將泵出口壓力油引至側(cè)板背面，靠側(cè)

16、板自身的變形來(lái)補(bǔ)償端面間隙。 5.a) 0； b）F/A； c）0； d）0 6. 軸向柱塞泵是如何實(shí)現(xiàn)雙向變量泵功能的？ 答：見(jiàn)教材P38-39。 7. 雙作用葉片泵的葉片底部為什么要通入液壓油？液壓油是如何引入到葉片泵葉片的底部的？ 答：1）由于一般雙作用葉片泵的葉片底部通壓力油,就使得處于吸油區(qū)的葉片頂部和底部的液壓作用力不平衡,葉片頂部以很大的壓緊力抵在定子吸油區(qū)的內(nèi)表面上,使磨損加劇,影響葉片泵的使用壽命,尤其是工作壓力較高時(shí),磨損更嚴(yán)重,因此吸油區(qū)葉片兩端壓力不平衡,限制了雙作用葉片泵工作壓力的提高。所以在高壓葉片泵的結(jié)構(gòu)上必須采取措施,使葉片壓向定子的作用力減小。

17、 2）葉片泵轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉片在離心力和壓力油的作用下，尖部緊貼在定子內(nèi)表面上。這樣兩個(gè)葉片與轉(zhuǎn)子和定子內(nèi)表面所構(gòu)成的工作容積，先由小到大吸油后再由大到小排油，葉片旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，完成兩次吸油與排油. 8. 雙作用葉片泵的葉片在轉(zhuǎn)子上是如何安裝的？為什么要這樣安裝？在安裝雙作用葉片泵時(shí)，如果讓電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向與規(guī)定的方向相反，會(huì)產(chǎn)生什么后果？ 答: 見(jiàn)教材P35-36。 第四章：液壓缸 1. 活塞式液壓缸有幾種結(jié)構(gòu)形式？各有何特點(diǎn)？分別用在什么場(chǎng)合？ 答：答:有雙桿式和單們一式兩種結(jié)構(gòu)形式。雙桿式特點(diǎn)：在活塞沁側(cè)均設(shè)有自桿相同的活塞桿。單桿式特點(diǎn)：其活塞一側(cè)有活塞桿伸出，兩腔有效

18、]_作而積不相等口一般來(lái)說(shuō)，活寨或缸休在兩個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)速度和推力都不相等。雙桿式常用于要求往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度和負(fù)載相同的場(chǎng)合，如各種磨床。單桿式常用于一個(gè)方向有較大負(fù)載但運(yùn)行速度低的，_另一個(gè)方向?yàn)榭蛰d快速退回運(yùn)動(dòng)的設(shè)備，如壓力機(jī)，起重機(jī)等。 2. 以單杠活塞式液壓缸為例，說(shuō)明液壓缸的一般結(jié)構(gòu)形式。 答：根據(jù)常用液壓缸的結(jié)構(gòu)形式分為四種類型液壓缸是將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的、做直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)（或擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)）的液壓執(zhí)行元件。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠。用它來(lái)實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，可免去減速裝置，并且沒(méi)有傳動(dòng)間隙，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，因此在各種機(jī)械的液壓系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。液壓缸輸出力和活塞有效面積及其兩邊的壓差成正比；液壓缸

19、基本上由缸筒和缸蓋、活塞和活塞桿、密封裝置、緩沖裝置與排氣裝置組成。 緩沖裝置與排氣裝置視具體應(yīng)用場(chǎng)合而定，其他裝置則必不可少。 液壓缸的類型： 根據(jù)常用液壓缸的結(jié)構(gòu)形式，可將其分為四種類型： 1）活塞式 單活塞桿液壓缸只有一端有活塞桿。如圖所示是一種單活塞液壓缸。其兩端進(jìn)出口油口A和B都可通壓力油或回油，以實(shí)現(xiàn)雙向運(yùn)動(dòng)，故稱為雙作用缸。 2）.柱塞式的特點(diǎn)： （１）它是一種單作用式液壓缸，靠 液壓力只能實(shí)現(xiàn)一個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，柱 塞回程要靠其它外力或柱塞的自重； （２）柱塞只靠缸套支承而不與缸套 接觸，這樣缸套極易加工，故適于做 長(zhǎng)行程液壓缸； （３）工作時(shí)柱塞總受壓，因而它必

20、須 有足夠的剛度； （４）柱塞重量往往較大，水平放置時(shí) 容易因自重而下垂，造成密封件和導(dǎo)向 單邊磨損，故其垂直使用更有利。 3）伸縮式 伸縮式液壓缸具有二級(jí)或多級(jí)活塞，如圖所示。伸縮式液壓缸中活塞伸出的順序式從大到小，而空載縮回的順序則一般是從小到大。伸縮缸可實(shí)現(xiàn)較長(zhǎng)的行程，而縮回時(shí)長(zhǎng)度較短，結(jié)構(gòu)較為緊湊。此種液壓缸常用于工程機(jī)械和農(nóng)業(yè)機(jī)械上。 4）擺動(dòng)式 擺動(dòng)式液壓缸是輸出扭矩并實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行元件，也稱擺動(dòng)式液壓馬達(dá)。有單葉片和雙葉片兩種形式。圖中定子塊固定在缸體上，而葉片和轉(zhuǎn)子連接在一起。根據(jù)進(jìn)油方向， 葉片將 帶動(dòng)轉(zhuǎn) 子作往 復(fù)擺動(dòng)。 3. 液壓缸的哪些部位需要密封，常用的密

21、封方法有哪些？ 答：1) 活塞與缸體，2）活塞桿與缸體，3）進(jìn)油接口。 一般采用密封膠圈進(jìn)行密封，極個(gè)別場(chǎng)合活塞與缸體間也會(huì)用活塞環(huán)進(jìn)行密封。 一般的密封圈有許多種類，各有各的優(yōu)點(diǎn)。有的比較簡(jiǎn)單如：O型膠圈。不過(guò)壽命較短。有的比較適合高壓高速：如斯特封。 4. 液壓缸如何實(shí)現(xiàn)排氣？ 答：因?yàn)橄到y(tǒng)在安裝或停止工作后常會(huì)滲入空氣，所以使液壓缸產(chǎn)生爬行、振動(dòng)和前沖，換向精度降低等。 故必須設(shè)置排氣裝置。 5. 液壓缸如何實(shí)現(xiàn)緩沖？ 答：在質(zhì)量較大、速度較高(v>12m/min），由于慣性力較大，活塞運(yùn)動(dòng)到終端時(shí)會(huì)撞擊缸蓋，產(chǎn)生沖擊和噪聲，嚴(yán)重影響加工精度，甚至使液壓缸損壞。 6. 已

22、知單活塞桿液壓缸的內(nèi)徑D=50mm?；钊麠U直徑d=35mm泵供油流量為8L/min。試求：1)液壓缸差動(dòng)連接時(shí)的運(yùn)動(dòng)速度。 2)若缸在差動(dòng)階段所能克服的外負(fù)載為FL=1000N無(wú)桿腔內(nèi)油液的壓力該有多大(不計(jì)管路壓力損失)? 解：1） 2） 7. 如圖所示兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的液壓缸串聯(lián)無(wú)桿腔有效面積A1=100cm2有桿腔有效面積A2=80cm2，缸1輸入壓力p1=9106Pa，液壓缸1的輸入流量q1=12L/min。求： (1)兩缸承受相同的負(fù)載時(shí)，球該負(fù)載的數(shù)值以及兩缸的運(yùn)動(dòng)速度。 (2)缸2的輸入壓力是缸1的一半(p2= 0.5p1)時(shí)兩缸各能承受的負(fù)載。 (3)缸

23、1承受負(fù)載為0時(shí)缸2能承受的負(fù)載。 解：1） 以上三式聯(lián)立求出：F1=F2=50KN （4） （5） （4）（5）兩式聯(lián)立求出v2=0.016m/s 2) 3) 求出F2=112.5KN 8. 如圖所示的增壓缸，設(shè)活塞的直徑D=60mm，活塞缸的直徑d=20mm，當(dāng)輸入壓力p1=5MPa時(shí)，試求輸出壓力p2為多少？ 解：由公式，求出瓶=45MPa。 9. 如圖所示，三個(gè)液壓缸的缸筒和活塞的直徑都為D和d，當(dāng)輸入流量都為q時(shí)，試說(shuō)明各液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度、移動(dòng)方向和活塞桿的受力情況。 第五章：液壓控制

24、閥 1. 分別說(shuō)明O型、M型、P型和H 型三位四通換向閥在中間位置時(shí)的性能特點(diǎn)。 2. 溢流閥、減壓閥和順序閥各有什么作用？他們?cè)谠砩稀⒔Y(jié)構(gòu)上和圖形符號(hào)上有何異同。 答：溢流閥的作用： （1） 溢流作用：在定量泵節(jié)流調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，定量泵提供的是恒定流量。當(dāng)系統(tǒng)壓力增大時(shí)，會(huì)使流量需求減小。此時(shí)溢流閥開(kāi)啟，使多余流量溢回油箱，保證溢流閥進(jìn)口壓力，即泵出口壓力恒定（閥口常隨壓力波動(dòng)開(kāi)啟）。 （2）穩(wěn)壓作用：溢流閥串聯(lián)在回油路上，溢流閥產(chǎn)生背壓運(yùn)動(dòng)部件平穩(wěn)性增加。 系統(tǒng)卸荷作用：在溢流閥的遙控口串接溢小流量的電磁閥，當(dāng)電磁鐵通電時(shí)，溢流閥的遙控口通油箱，此時(shí)液壓泵卸荷。溢流閥此時(shí)作

25、為卸荷閥使用。 減壓閥的作用：是一個(gè)高的壓力減到所需要的合適壓力，保護(hù)減壓閥閥后的其他元件不被高壓所破壞，同時(shí)保證出口壓力的穩(wěn)定。 順序閥的作用：控制多個(gè)元件的順序動(dòng)作； 用于保壓回路； 防止因自重引起油缸活塞自由下落而做平衡閥用； 用外控順序閥做卸荷閥，使泵卸荷； 用內(nèi)控順序閥作背壓閥。 相同點(diǎn)： 首先，這三種閥都是壓力控制閥，他們的工作原理基本相同，都是以壓力油的控制壓力來(lái)使閥口啟閉。 不同之處在于，溢流閥是控制系統(tǒng)壓力的大小，在液壓設(shè)備中主要起定壓溢流作用和安全保護(hù)作用；順序閥是在具有二個(gè)以上分支回路的系統(tǒng)中，根據(jù)回路的壓力等來(lái)控制執(zhí)行元件動(dòng)作順序，可以控制液壓元件的啟動(dòng)

26、順序（順序閥壓力調(diào)定低的液壓元件首先卸荷，停止動(dòng)作）；減壓閥是將進(jìn)口壓力減至某一需要的出口壓力，并依靠介質(zhì)本身的能量，使出口壓力自動(dòng)保持穩(wěn)定，避免系統(tǒng)中的壓力過(guò)高，造成液壓元件的損毀。 他們的圖形符號(hào)如下： 直動(dòng)式溢流閥 先導(dǎo)式溢流閥 先導(dǎo)型減壓閥 直動(dòng)順序閥 3. 如圖所示，兩液壓系統(tǒng)中溢流閥的調(diào)整壓力分別為pA=4MPa，pB=3MPa，pC=3MPa，當(dāng)系統(tǒng)負(fù)載為無(wú)窮大時(shí)，泵的出口壓力各為多少？ 答：a）圖：泵的出口壓力為閥C的調(diào)整壓力：3MPa； b）圖：A、B、C三閥串聯(lián)

27、，泵的出口壓力為三者之和，但由于閥B的遙控口直接接郵箱，故進(jìn)出口壓差為0，因此泵的出口壓力為閥A、C的調(diào)整壓力之和：7MPa. 4. 背壓閥的作用是什么？哪些閥可以作為背壓閥？ 答：背壓閥通過(guò)內(nèi)置彈簧的彈力來(lái)實(shí)現(xiàn)動(dòng)作：當(dāng)系統(tǒng)壓力比設(shè)定壓力小時(shí)，膜片在彈簧彈力的作用下堵塞管路；當(dāng)系統(tǒng)壓力比設(shè)定壓力大時(shí)，膜片壓縮彈簧，管路接通，液體通過(guò)背壓閥。背壓閥結(jié)構(gòu)同單向閥相似，但開(kāi)啟壓力大于單向閥，在0.2到0.6兆帕間。 在管路或是設(shè)備容器壓力不穩(wěn)的狀態(tài)下，背壓閥能保持管路所需壓力，使泵能正常輸出流量。另在泵的出端由于重力或其它作用常會(huì)出現(xiàn)虹吸現(xiàn)象，此時(shí)背壓閥能消減由于虹吸產(chǎn)生的流量及壓力的波動(dòng)。而

28、對(duì)于計(jì)量泵等容積泵在低系統(tǒng)壓力下工作時(shí)，都會(huì)出現(xiàn)過(guò)量輸送。為防止類似問(wèn)題，必須使計(jì)量泵的出口至少有0.7Bar的背壓，一般通過(guò)在計(jì)量泵出口安裝背壓閥來(lái)達(dá)到目的。 5. 一夾緊回路，如圖所示，若溢流閥的調(diào)定壓力pY=5MPa，減壓閥的調(diào)定壓力pJ=2.5MPa，試分析活塞快速運(yùn)動(dòng)時(shí)和工件夾緊后，A、B兩點(diǎn)的壓力各位多少？ 答：（1）快速運(yùn)動(dòng)時(shí)（空載）： pA=pB=0 （2）工件夾緊： pA=5MPa pB=2.5MPa 6.插裝閥由哪幾部分組成?與普通閥相比有何優(yōu)缺點(diǎn)? 答:插裝閥主要由插裝單元(主閥)，配以適當(dāng)?shù)纳w板和不同的先導(dǎo)控制閥三部分組成。與普通

29、閥相比其優(yōu)點(diǎn)是液阻小，通流能力大;動(dòng)作快，泄漏少;結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易一」幾實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，可以進(jìn)行邏輯運(yùn)算，適用于高壓大流量。其缺點(diǎn)是沖擊比普通閥大，材料選擇及加工等方而比普通閥嚴(yán)格。 第七章：液壓系統(tǒng)基本回路 1. 圖示油路，若溢流閥和減壓閥的條定壓力分別為5.0MPa、2.0MPa，試分析活在在運(yùn)動(dòng)期間和碰到死擋鐵后，溢流閥進(jìn)油口（A）、減壓閥出油口（B）處的壓力各位多少（主油路關(guān)閉不通，活在在運(yùn)動(dòng)期間液壓缸負(fù)載為0，不考慮能量損失）？ 答：活塞在運(yùn)動(dòng)期間：pA=pB=0 碰到死擋鐵后：pA=5.0M

30、Pa pB=2.0MPa 2. 圖示回路，順序閥何謂溢流閥的調(diào)定壓力分別為3.0 MPa與5.0 MPa，問(wèn)在下列情況 下，A、B兩處的壓力咯等于多少？ （1）液壓缸運(yùn)動(dòng)時(shí)，負(fù)載壓力為4.0MPa。 （2）液壓缸運(yùn)動(dòng)時(shí)，負(fù)載壓力為1.0MPa。 （3）活塞碰到缸蓋時(shí)。 答：（1）pA=pB=4.0MPa （2）pA=1.0MPa pB=3.0MPa （3）pA=5.0MPa pB=5.0MPa 3.試說(shuō)明圖所示的容積調(diào)速回路中單向閥A和B的功用（提示：從液壓缸的進(jìn)出流量大小不同來(lái)考慮）。 答：這是個(gè)閉式容積調(diào)速回路。 第一：雙向變量泵使液壓缸活塞桿伸出

31、時(shí)，進(jìn)油全部回油泵，B閥起截止作用； 第二：反向退回時(shí)，油量有多不能全部回油泵，打開(kāi)A閥，多余油液回油箱。 4. 圖示回路能否實(shí)現(xiàn)“缸1先夾緊工件后，缸2再移動(dòng)”的要求？為什么？夾緊缸的速度能否調(diào)節(jié)？為什么？ 答：根據(jù)圖示回路，分析可知，能實(shí)現(xiàn)。夾緊缸的速度可以調(diào)節(jié)，由節(jié)流閥控制。 5. 圖7-16回路，串聯(lián)調(diào)速閥實(shí)現(xiàn)的慢速—慢速切換方案有什么優(yōu)缺點(diǎn)？圖7-17所示并聯(lián)調(diào)速閥切換回路實(shí)現(xiàn)的慢速—慢速切換方案有什么優(yōu)缺點(diǎn)？ 答：見(jiàn)教材P106-107. 6. 圖7-18所示液壓鎖緊回路中，為什么要采用H型眾位機(jī)能的三位換向閥？如果換成M型中位的換向閥，會(huì)有什么情況出現(xiàn)？ 答：見(jiàn)教材P108。 7. 圖7-22所示的串聯(lián)液壓缸同步回路中，為什么要采用液控單向閥？如果換成普通單向閥會(huì)怎樣？三位四通換向閥3為什么要采用Y型中位機(jī)能？如果換成O型怎么樣？ 答：見(jiàn)教材P110。