1、 液压与气压传动课后答案（左健民） 第一章液压传动基础知识 1-1 液压油的体积为 ，质量为 16.1kg，求此液压油的密度。3180m 解： 23-36.=8.9410kg/v 1-2 某液压油在大气压下的体积是 ，当压力升高后，其体积减少到5 ，取油压的体积模量为 ，求压力升高值。349.10m7.KMpa 解： 3343049.1010Vm 由 知： 0PK 630 1.45kVppaM 1- 3 图示为一粘度计，若 D=100mm，d=98mm,l=200mm,外筒转速 n=8r/s 时，测 得转矩 T=40N cm,试求其油液的动力粘度。 解：设外筒内壁液体速度为 0u083.14/
2、2.51/2funDmssFTArl: 由 dydu 两边积分得 020.42()()31.980.1.0515aaTldDpssu: 1-4 用恩式粘度计测的某液压油（ ）200Ml 流过的时间为3/kgm =153s， 时 200Ml 的蒸馏水流过的时间为 =51s，求该液压油的恩式1t2C 2t 粘度 ，运动粘度 和动力粘度 各为多少？E 解： 1253t6252.31(7.)0/1.980/Ess 2.680Pas: 2 1-5 如图所示，一具有一定真空度的容器用一根管子倒置一液面与大气相通的 水槽中，液体与大气相通的水槽中，液体在管中上升的高度 h=1m,设液体 的密度为 ，试求容器
3、内真空度。310/kgm 解：设 为大气压， 为绝对压力，则真空度： Pa 0a 取水槽液面为基面，列出静力学基本方程： 0aphg 则真空度为： pa319.8.10a 1-6 如图所示，有一直径为 d，质量为 m 的活塞浸在液体中，并在力 F 的作用 下处于静止状态。若液体的密度为 ，活塞浸入深度为 h，试确定液体在 测压管内的上升高度 x。 解：由题意知： 2 ()4FGgxhAd 1-7 图示容器 A 中的液体的密度 A900Kg/m 3,B 中液体的密度为 B1200 Kg/m3， ZA=200mm, ZB =180mm,h=60mm,U 形管中的测试介质是汞，试求 A,B 之间的压
4、力差。 解：此为静压力问题，可列出静压力平衡方程： PA+ A g ZA B g ZB + 水银 g h + PB 得 P ABP A -PB B g ZB + 水银 g h - A g Z 12009.80.1813.610 30.06900 9.80.2Pa=8350 Pa 3 1-9 如图所示，已知水深 H=10m,截面 ，求孔口的出流流2210.,.04Am 量以及点处的表压力（取 ，不计损失） 解：对 0-0 和 2-2 截面列理想液体能量方程： 220pVHgg1 对 22 和 1-1 截面列理想液体能量方程： 221pgg2 显然， 12a020,v:故 且有连续方程： 12VA
5、q3 由 联立解得：123 31129.808/qvAgHms 则处的表压力即 22 122 ()a qgHvApp 20.89.()410.735paMpa 1-10 如图示一抽吸设备水平放置，其出口和大气相通，细管处截面积 ，出口处管道截面积 ，h=1m，求开始抽吸时，水平4213.0Am214A 管中所必需通过的流量 q（液体为理想液体，不计损失） 。 解：对截面和建立液体的能量方程： （1） 221PVgg 连续方程 4 （2）12VA 又 （3）Pgh 方程（1） （2） （3）联立，可得流量 432129.84.210/.62/55qVAmsLs 1-11 图示水平放置的固定导板，
6、将直径 d=0.1m,而速度为20m/s 的射流转 过 90 度角，求导板作用于液体的合力大小和方向（ ）3/kg 解：射流流量 22333.140/0.157/dqAvmss 对射流列 X 轴方向的动量方程 （“”表示力的方(0)10.57(2)34.6FvN 向与 X 轴正方向相反） 对射流列 Y 轴方向的动量方程 (0)1.5720314.6qv 导板作用于液体的合力 ，方向与 X 轴正方向22234.6XYFN合 成 135 1-12 如图所示的安全阀，阀座直径 d=25mm，当系统压力为 5.0Mpa 时，阀的开 度 x=5mm 为，通过的流量 q=600L/min，若阀的开启压力为
7、 4.3Mpa，油液的密度 为 900kg/m3，弹簧的刚度 k=20N/mm，求油液的出流角。 解：对安全阀阀心列平衡方程 F液 弹 簧 液 动 其中， 62(54.3)10pAd:液 Fkx弹 簧 12(cos)qv液 动 而 1qv2ddpC: 联立以上得， ()cos2dqAkxpc代入数据得， 28.o 5 1-14 有一液压缸，其流量为 q=32L/min，吸油管直径 20mm，液压泵吸油口距离 液面高 500mm。如只考虑吸油管中 500mm 的沿程压力损失，油液的运动粘 度为 20 ，油液的密度为 900 ，问泵的吸油腔处的真空度6102/ms3/kgm 为多少？ 解：如图，对
8、 1-1 截面和 2-2 截面建立液体能量方程： 221pvvhggw+ 其中， 020,:故 1ap 得 到 真 空 度 ： （ 表示沿程压力损失）22apghvgw21hvP322 210/ /0.63/6()4vqAmss ，所以流态为层流60Re31d 沿程压力损失 22275175687.eVllPVPadd: 所以，真空度为 p= + +687.6 =4539.9390.8410290.4apa 1-15 运动粘度 =40106 m2/s 的油液通过水平管道，油液密度 =900kg/m 3， 管道内径 d=10mm,l=5m,进口压力 P14.0MPa, 问流速为 3 m/s 时，
9、出口压 力 P2为多少？ 解：由于油在水平管道中流动，此管道为等径直管，所以产生沿程压力损失： 2264eLvvpRdd: 6 = 624015903.193paM P2P 1P 40.192 MPa3.81Mpa 1-16 有一薄壁节流小孔，通过的流量为 q=25L/min，压力损失为 0.3Mpa，试求 节流孔的通流面积，设流量系数 Cd=0.61，油液的密度 900kg/m3 解：由 ，得2dpqCA: =d 325262510.10.6.9m 1-17 图示柱塞直径 d=19.9mm,缸套直径 D=20mm,长 l=70mm,柱塞在力 F40N 作 用下向下运动，并将油液从隙缝中挤出，
10、若柱塞与缸套同心，油液的动力 粘度 =0.78410 3 Pa.s，问柱塞下落 0.1 m 所需的时间。 解： 此问题为缝隙流动问题，且为环形缝隙 30012dhqpul: 其中， ， ， D 20.14dqAt24Fpd: 代入数据得， 20.8ts 1-18 如图所示的液压系统从蓄能器 A 到电磁阀 B 的距离 l=4m,管径 d=20mm,壁 厚 ，管内压力 ，钢的弹性模量 ，液体密度1m2Mpa5E=2.10Mpa ， 体积模量 ，求，当阀瞬间关闭、390/kg5/s31.k 0.02 和 0.05 关闭时，在管路中达到的最大压力各为多少？ 解：压力冲击波的传播速度 7 9311.0/
11、48.0/2.1240.78.dckCmssElts （1） 阀瞬间关闭，属于直接冲击， 此时管道内瞬间压力升高值 0.790148.51.82ctpvpaM 管中最大压力 max02.3.M （2） t=0.02 ，属于间接冲击ct 此时管道内瞬间压力升高值 0.790148.5.2ctpvpaM 管中最大压力 max02.72.M （3） t=0.05 ,属于间接冲击ct 此时管道内瞬间压力升高值 0.790148.5.2ctpvpaM 管中最大压力 max02.72.M 第二章液压动力元件 2-1 某液压泵的输出压力为 5MPa，排量为 10mL/r，机械效率为 0.95，容积效率 为
12、0.9，当转速为 1200r/min 时，泵的输出功率和驱动泵的电动机的功率 各为多少？ 解：泵的输出功率： -3pvn51020.9=606qP KW 8 驱动泵的电动机的功率： pt0.9=5PKW 2-2 设液压泵转速为 950r/min，排量168L/r，在额定压力 29.5MPa 和同样转 速下，测得的实际流量为 150L/min，额定工况下的总功率为 0.87，试求： (1)泵的理论流量； (2)泵的容积效率； (3)泵的机械效率； (4)泵在额定工况下，所需电机驱动功率； (5)驱动泵的转矩。 解： q tV pn=168950 L/min =159.6 L/min v =q/q
13、t=150/159.6=94% m = / v =0.87/0.9398=92.5% P=p q/ =29.510615010-3/（600.87）w=84.77kw 因为 =p q/T 所以 T=p q/ = p q/（2 n） =29.510615010-3/（20.873.14950） Nm: =852.1Nm: 2-3 某变量叶片泵转子外径 d=83mm，定子内径 D=89mm，叶片宽度 B=30mm，试求： 1）叶片泵排量为 16mL/r 时的偏心量 e。 2）叶片泵最大可能的排量 Vmax。 解： 2-4 试分析外反馈压力式变量叶片泵 特性曲线，并叙述改变 AB 段上下位qp 置，
14、BC 段的斜率和拐点 B 的位置的调节方法。 答：曲线形状分析： 1） 曲线 AB 段。在此段，泵的反馈作用力 小于泵的弹簧预紧力，泵的偏心距为初始 最大值不变，泵的流量也是最大值，并保 9 持不变，曲线 AB 段近似水平。但由于压力增加，泄漏也增加，故曲线 AB 段随压力的增加而略有下降。 2） 拐点 B。在 B 点，泵的反馈作用力刚好等于泵的弹簧预紧力。对应的工作压 力 ，其值由弹簧预压缩量 确定。cs0xp=k/A0x 3） 曲线 BC 段。在此段，泵的反馈作用力大于泵的弹簧预紧力，定子左移，偏 心距减小，泵的流量也减小。当泵的工作压力高到接近于 C（实际上不能达 到）点压力时，泵的流量
15、已很小，这时因压力较高，故泄漏也增多，当泵的 流量只能全部用于弥补泄漏时，泵的实际对外输出流量为零，这时，偏心距 已很小且不会再变小，泵的工作压力也不会再升高，这就是 C 点。 影响曲线形状的因素： 1）改变柱塞的初始位置，可以改变初始偏心距的大小，从而改变泵的最大 输出流量，即使曲线 AB 段上、下平移。 2）改变弹簧刚度，可以改变曲线 BC 段的斜率，弹簧刚度大，BC 段斜率小， 刚度小，BC 段斜率大。 3）改变弹簧预紧力的大小，可改变压力 的大小，从而使曲线拐点左、cp 右平移。 第三章液压执行元件 3-1 已知某液压马达的排量 V=250mL/r，液压马达入口压力为 p1=10.5M
16、pa，出 口压力为 p2=1.0Mpa，其总效率 ，容积效率 ，当输入流量m=0.9v=0.92 q=22L/min 时，试求液压马达的实际转速 n 和液压马达的输出转矩 T。 解：液压马达的实际转速： 3vq21.n8.6r/min50V 液压马达的输出转矩： vtmm .9p2T=p=-=N2314（ .） 50369. 3-3 图示两个结构和尺寸均相同相互串联的液压缸，无杆腔面积 A1100cm 2， 有杆腔面积 A280cm 2，缸 1 输入压力 P10.9MPa，输入流量 q112 L/min。 不计损失和泄漏，试求： 两缸承受相同负载时（F 1= F2） ，负载和速度各为多少？ 1
17、0 缸 1 不受负载时（F 10） ，缸 2 能承受多少负载？ 缸 2 不受负载时（F 20） ，缸 1 能承受多少负载？ 解： 对缸 1 和 2 的活塞分别列平衡方程 F1P 1 A1P 2 A2 F2P 2 A1 其中，F 1F 2 联立以上方程得， P2=0.910610010-4/（8010 -4+10010-4）Pa =0.510 6Pa 负载： F1F 2= P2 A1=0.510610010-4=5000N 缸的速度： V1q 1/ A1=12103 /（10010 -4）m/min =1.2m/min 又由 V 1 A2= V2 A1 得 V 2V 1 A2/ A1=0.96m
18、/min 由 F 1P 1 A1P 2 A2=0 得 P 2P 1 A1/ A2=1.125 MPa F2= P2 A1=1.12510610010-4=11250 N 由 F 2= P2 A1=0 得 P 20 F1P 1 A10.910 610010-4N =9000 N 第四章液压控制元件 11 4-1 如图所示液压缸， 液控单向阀作用锁22130,10,30,AcmcFN 以防止液压缸下滑，阀的控制活塞面积 是阀心承受面积 A 的 3 倍。若摩擦力，k 弹簧力均忽略不计，试计算需要多大的控制压力才能开启液控单向阀？开启前 液压缸中最高压力为多少？ 解：对刚缸体作受力分析有 12kPAF
19、 由于控制面积 为阀心承压面积的 3 倍kA 故开启阀需 即 取临界条件1kp13kp1kp 13kKpAF12.853kFMaA 开启最高压力 .kpp 4-2 弹簧对中型三位四通电液换向阀的先导阀及主阀的中位机能能否任意选定？ 答：不能。 4-3 二位四通阀用作二位三通或而为二通阀时应如何连接？ 答：作二位三通阀，将回油口 T 堵死。 作二位二通阀，将回油口 T 和某一工作油接通。 4-4 如图所示系统，溢流阀的调定压力为 5Mpa，减压阀的调定压力为 2.5Mpa。 试分析下列各工况，并说明减压阀阀口处于什么状态？ 1）当泵口压力等于溢流阀调定压力时，夹紧缸使工件夹紧后，A，C 点 压力
20、各为多少？ 2）当泵出口压力由于工作缸快进，压力降低到 1.5Mpa 时（工件原处于 夹紧状态） ，A.C 点压力各为多少？ 3）夹紧缸在夹紧工件前作空载运动时，A.B.C 点压力各为多少？ 12 答：1）P A=PC=2.5MPa, PB=5MPa;减压阀阀口处于 关闭状态。 工件夹紧后，由于泵的流量继续输出，使得 A 点和 C 点的压力同时升高，当升高到减压阀的调 定压力时，减压阀工作，阀口关闭，并稳定 A,C 两点压力为其调定压力 2.5Mpa；B 点的压力为溢流阀的调定压力 5Mpa。 2）P A=PB=1.5Mpa, PC=2.5Mpa;减压阀阀口处于打开状态。 当泵的出口压力降到
21、1.5Mpa 时，溢流阀和减压阀都不工作，溢流阀阀口 关闭，B 点压力 PB=PP=1.5MPa; 减压阀阀口打开，即相当于一个通道，所以 PA=PB=1.5MPa;由于单向阀的作用，C 中的压力仍为刚才的压力，即 2.5MPa。 3）P A=PB=PC=0Mpa；减压阀阀口处于打开状态 当夹紧缸在夹紧工件前作空载运动时，负载压力 PL=0MPa,因为 PL小于减 压阀的调整压力，所以减压阀阀口全开，P C=PB=PL=0MPa; 由于溢流阀阀口关 闭，所以 PA=PB=0MPa 4-5 如图系统，液压缸的有效面积 A1=A2=100cm2，缸负载 Fl=35000N,缸运 动时负载为零，不计
22、摩擦阻力、惯性力和管路损失。溢流阀、顺序阀和减压阀 的调定压力分别为 4MPa、3MPa 和 2MPa，求下列三种工况下 A、B 和 C 处的压力。 1）液压泵启动后，两换向阀处于中位； 2）1YA 通电，液压缸运动时和到终端终止时； 3）1YA 断电，2YA 通电，液压缸运动时和碰到档快停止运动时； 13 1） P A= PB=4MPa PC=2MPa 当泵出口压力达到 2MPa 时，减压阀工作，使得 PC=2MPa，此后，随泵的流量 继续输出，顺序阀打开，此后溢流阀打开，最后使得得 PA= PB=4MPa（溢流阀调 定压力） 2）运动时，P C=2MPa PA= PB=3.5MPa 缸运动
23、时的压力 PI =PII=FL/A=35000/10010-4Pa=3.5MPa 缸运动时，顺序阀一直开启，溢流阀关闭，P A= PB=3.5MPa 减压阀工作，P C=2MPa 终端时，P C=2MPa PA= PB=4MPa 缸终端时，P C还是 2MPa，顺序阀一直开启，当活塞运动到右端不动时， 由于泵的流量继续输出，从而使得 A、B 点压力同时升高，当达到溢流阀的调整 压力 4MPa 时, 溢流阀溢流定压，此时，P A=PB=4MPa。 3）运动时，P A= PB=PC=0 缸 II 运动时，负载压力为 0，此时减压阀口全开，所以 PA=PC=0 顺序阀关闭，所以 PB=0 终端时，P
24、 C=2MPa，P A= PB=4MPa 14 缸终端时，液压缸负载无穷大，使得减压阀工作，P C=2MPa，由于泵的流 量继续输出，从而使得 A、B 点压力同时升高，当达到溢流阀的调整压力 4MPa 时, 溢流阀溢流定压，此时，P A=PB=4MPa。 4-8 液压缸活塞面积 A=100cm2,负载在 50040000N 的范围内变化，为使负载变 化是活塞运动速度恒定，在液压缸进口处使用一个调速阀。如将泵的工作 压力调到其额定压力 6.3MPa，试问这是否合适？ 解：缸的最大工作压力 P=F/A=40000/10-2 Mpa =4 Mpa。因调速阀正常工作 时的压差要保持在 0.40.5Mp
25、a，所以泵的工作压力 Pp=P+P=4+0.4(0.5) Mpa=4.44.5Mpa 如果将泵的工作压力调到 6.3MPa，虽然调速阀有良好的稳定流量特性，但 对节省泵的能耗不利。 4-9 如图所示为插装式锥阀组成换向阀的两个例子。如果阀关闭时 A，B 有压差， 试判断电磁阀通电和断电时，图 a 和 b 的压力油能否开启锥阀而流动，并 分析各自是作何种换向阀使用的。 答：电磁阀通电： 对 a）图，和作用力方向都向上，阀心可以开启，当 时，BAp 油液从 ；当 ，油液 。BABpA 对 B）图，同理，当 时，油液从 ；当 ，油液AB 。 电磁阀断电： 对 a）图，要开启阀心，阀心受力（ ）的方向
26、要向上，2BAp 所以，需 ，此时，油液从 。BAp 对 B）图，要开启阀心，阀心受力（ ）的方向要向上，1AB 所以，需 ，此时，油液从 。BpA 15 第五章液压辅助元件 5-1 某液压系统，使用 YB 叶片泵，压力为 6.3Mpa，流量为 40L/min。试选油管 的尺寸。 5-2 一单杆液压缸，活塞直径为 100mm，活塞杆直径为 56mm，行程为 500mm，现 有杆腔进油，无杆腔回油，问由于活塞的移动而使有效底面积为 200cm2的油箱 内液面高度的变化是多少？ 5-3 皮囊式蓄能器容量为 2.5L，气体的充气压力为 2.5Mpa，当工作压力从 p1=7Mpa 变化到 4Mpa 时
27、，蓄能器能输出的油液体积为多少？ 第六章液压基本回路 6-1 在图示回路中，若溢流阀的调整压力分 别为 。泵出口处的负载126,4.5yypMapa 阻力为无限大，试问在不计管道损失和调压偏差 时：1) 换向阀下位接入回路时，泵的工作压力 为多少？B 点和 C 点的压力各为多少？2）换向 阀上位接入回路时，泵的工作压力为多少？B 点 和 C 点的压力各为多少？ 解：1）换向阀下位接入回路时，即关闭 的外泄油口（但换向阀有泄漏） 。2yp 则泵的工作压力 （视换向阀的泄漏情况而定）16,1.56pyBcMapMa: 2）换向阀上位接入回路时，阀 1 和阀 2 并联，泵的工作压力为两者调整压力 的
28、较小者，故， ， （通油箱） 。24.pyp4.,0BCpa 6-2 在图示回路中，已知活塞运动时的负载 F1200N，活塞面积 A1510 4 ，溢流阀调整值为 Pp4.5MPa，两个减压阀的调整压力分别为 pj13.5 MPa 和 pj22 MPa，如油液流过减压阀及管路时的损失可略去不 计，试确定活塞在运动时和停在终端位置处时，A,B,C 三点压力值。 解：1)运动时， 此时，0.8ABCpMpa 16 Pc=F/A=1200/（1510 4 ）Pa0.8MPa，即 ，故两减压阀都不工12,jjp 作，阀口常开，相当于一通道，又 ，溢流阀关闭，所以，Y0.8ABCpMpa 2)停在终端位
29、置时， 3.5,4.5,2ABCpaMpa 此时，液压阀的负载无穷大，使得减压阀 2、1 相继工作，故 ，随着泵的流量继续增加，B 点压力迅速憋高，使得该2,3.5CApapa 溢流阀工作，故 。4M 6-3 如图 6-7 所示的平衡回路中，若液压缸无杆面积为 有杆面积42180Am， ，活塞与运动部件自重 G=6000N，运动时活塞上的摩擦力为42201Am 向下运动时要克服负载阻力为 ，试问顺序阀和溢流fFN， 24LFN 阀的最小调整压力各为多少？ 解：顺序阀最小调整压力 ，42601.5GPpaMA 溢流阀最小调整压力： 62 4021.503.258LfF paM 6.4 如教材 6
30、-10 图所示的回油节流调速回路，已知液压泵的供油量 ，负载 40000N，溢流阀调整压力 ，液压缸无杆25/minpq 5.p 面积为 有杆面积 ，液压缸工进速度42180A， 42201Am 17 ，不考虑管路损失和液压缸的摩擦损失，试计算：0.18/minv 1）液压缸工进时液压系统的效率 2）当负载为 0 时，活塞的运动速度和回油腔的压力。 解： 1） 634.18/06.7%5.2cFVpq 2） 对液压缸列平衡方程 12lPA 在 F=0 时，回油路压力 64112025.40810.8YPaM 此时，有杆腔回油量（节流阀过流量） （1）200ddPqCA 在 F=40000N 时
31、，回油压力 641225.41080.8lFPaMA 此时，有杆腔回油量（节流阀过流量） 200ddPqCAV （2）436310.8/61/mss 两式相比得 63632001.20/4.10/8Pqsms 6042/inVmcA 6.5 如教材 6-9a 所示的进油节流调速回路，已知液压泵的供油流量 ，溢流阀调定压力 ，液压缸无杆腔面积6/minpqL3.0pMa ，负载为 4000N，节流阀为薄壁孔口，开口面积为4210.3A2,0.6,9/TdCkgm ，求 18 1）活塞的运动速度 2）溢流阀的溢流量和回路的效率 3）当节流阀的开口面为和时，分别计算液压缸的运动速度和以溢流阀 的溢流
32、量 解： 1）液压缸活塞平衡方程为： 1PAF 14022PaM 设泵出口压力 ，pYP 则节流阀过流量 6422(3)100.6109dTPqCA 533.9/./Pmsqms 所以，溢流阀稳定溢流，活塞运动速度 53412.90/1.60/qVmssA 2）溢流阀溢流量 353430.2.9/.710/ypqsms 回路效率 3641.0.4%3cFVpq 3）当 时420.1TAm 同 1） 节流阀过流量 6-4 -53-3p1 (32)10q=.6230=8.7m/sq0.1/s9节 溢流阀工作，溢流阀溢流量 353431610/.12/ypqss节 活塞运动速度 19 53148.7
33、60/.810/2qVmssA节 当 时40.5T 同理 533p2q1.60/q0.1/sms节 显然不可能，所以节流阀不起作用 3p2./s节 活塞运动速度 3240.1/0.5/qVmssA节 溢流阀当安全阀用 0yq 6-6 在 6-58 所示的调速阀节流调速回路中已知 ，F 由 0 增至 30000N 时活塞424225/min1501pLAm， ， 向右移动速度基本无变化， ，若调速阀要求的最小压差为./inV ，试求：min0.Ma 1）不计调压偏差时溢流时溢流阀调整压力 是多少？泵的工作压力是多少？yp 2）液压缸所能达到的最高工作压力是多少？ 3）回路的最高效率为多少？ 解：
34、1）无杆腔流量， 4310.21/2/minpqVAsLq 所以溢流阀处于稳定溢流状态， py 当负载为 3000N 时，对液压缸列平衡方程： 式中， 12maxLpAF12min,Y 所以， 462minax4150.03.51LYAFp paM 20 2）由以上等式 知， 恒定，当 最小时， 最大12maxLpAF1pYLF2p 此时 203.56.YM 3）回路最高效率 43610.27.4%.cpVq 6-7 如教材 6-16 所示的限压式变量泵和调速阀的容积节流调速回路，若变量泵 的拐点坐标为（2Mpa,10L/min） ，且在 时 ，液压缸无杆面积2.8pMa0pq 为 有杆面积
35、，调速阀的最小工作压差为42150Am， 42510Am 0.5Mpa，背压阀调压值为 0.4Mpa，试求： 1）在调速阀通过的流量 q=5L/min 时，回路的效率是多少？ 2）若 q 不变，负载减小 4/5 时，回路的效率为多少？ 3）如何才能使负载减小后的回路得以提高？ 解： 1)在稳态工作时， ，由其调速特性图知1pq2.82.4pMap 则 1(2.405).9pMa: 11/2/07.8%.cpA 2）在负载减小 4/5，即 /5F1/4.25ccpFA 3）宜采用差压式变量泵和节流阀组成的容积节流调速回路，当 时， ，该回路适合负载变化大，速1.9pMa1.986%05cp: 度
36、较低的系统。 6-8 有一液压传动系统，快进时需最大流量 25L/min，工进时液压缸工作压力 为 ，流量为 ，若可采用单泵流量为 25L/min 和双联泵流15.pMa2/minL 量为 4L/min 及 25L/min 两种泵分别对系统供油，设泵的总效率为 ，0.8 溢流阀调定压力 ，双联泵中低压泵卸荷压力 ，不6.0Ppa2.1pMa 21 计其他损失，计算分别采用这两种泵供油时系统得效率（液压缸效率为 100%） 解：采用单泵： 快进时 工作压力 p=0， 0 工进时 15.28%5.6pq 采用双泵： 快进时 工进时 01.280%36.64pq 第七章典型液压传动系统 7-1 根据
37、图 7-1 的 YT4543 型动力滑台液压系统图，完成以下各项工作：1）写 出差动快进时液压缸左腔压力 p1 与右腔压力 p2 的关系式。2）说明当滑台进入 工进状态，但切削刀具尚未触及被加工工件时，什么原因使系统压力升高并将 液控顺序阀 4 打开？3）在限压式变量的 p-q 曲线上定性表明动力滑台在差动快 进、第一次工进、第二次工进、止挡铁停留、快退及原位停止时限压式变量叶 片泵的工作点。 7-2 图 7-7 所示的压力机液压系统能实现“快进慢进保压快退 停止”的动作循环。试读懂此液压系统图，并写出：1）包括油液流动情况的 动作循环表；2）标号元件的名称和功能。 第八章液压伺服和电液比例控
38、制技术 8-1 液压伺服系统与液压传动系统有什么区别？使用场合有何不同？ 答：液压伺服系统通过电气传动方式，将电气信号输入系统来操纵有关的液压 控制元件动作，控制液压执行元件使其随输入信号而动作。这类伺服系统中电 液两部分之间都采用电液伺服阀作为转换元件。电液伺服系统根据被控物理量 的不同分为位置控制、速度控制、压力控制等。液压传动是根据机械设备的工 作要求，选用适当的液压基本回路经有机组合而成。 液压伺服系统在工业自动化设备、航空、航天、冶金和军事装备中得到广泛应 用；液压传动系统的应用涉及机械制造、轻工、纺织、工程机械、船舶、航空 和航天等各个领域。 8-2 电液伺服阀的组成和特点是什么？
39、它在电液伺服系统中起什么作用？ 答：电液伺服阀通常由电气机械转换装置、液压放大器和反馈（平衡）机构 22 三部分组成。电气机械转换装置用来将输入的电信号转换为转角或直线位移 输出。输出转角的装置称为力矩马达，输出直线位移的装置称为力马达。液压 放大器接受小功率的电气机械转换装置输入的转角或直线位移信号，对大功 率的压力油进行调节和分配，实现控制功率的转换和放大。反馈和平衡机构使 电液伺服阀输出的流量或压力获得与输入电信号成比例的特性。伺服阀控制精 度高，响应速度快，特别是电液伺服系统易实现计算机控制。 电液伺服阀是电液司伺服系统中的放大转换元件，它把输入的小功率电流信号， 转换并放大成液压功率
40、（负载压力和负载流量）输出，实现执行元件的位移、 速度、加速度及力控制。它是电液伺服系统的核心元件，其性能对整个系统的 特性有很大影响。 8-3 电液比例阀由哪两大部分组成？它具有什么特点？ 答：电液比例阀由常用的人工调节或开关控制的液压阀加上电气机械比例转 换装置构成。常用的电气机械比例转换装置是有一定性能要求的电磁铁，它 能把电信号按比例地转换成力或位移，对液压阀进行控制。在使用过程中，电 液比例阀可以按输入的电气信号连续地、按比例地对油液的压力、流量和方向 进行远距离控制，比例阀一般都具有压力补偿性能，所以它的的输出压力和流 量可以不受负载变化的影响，它被广泛地应用于对液压参数进行连续、
41、远距离 控制或程序控制、但对控制精度和动态特性要求不太高的液压系统中。 8-4 微机电液控制系统的主要组成是什么？有何特点？ 答：微机电液控制系统的主要组成除常规的液压传动系统以外，通常还有数据 采集装置、信号隔离和功率放大电路、驱动电路、电气机械转换器、主控制 器（微型计算机或单片微机）及相关的键盘及显示器等。这种系统一般是以稳 定输出（力、转矩、转速、速度）为目的，构成了从输出到输入的闭环控制系 统。是一个涉及传感技术、计算机控制技术、信号处理技术、机械传动技术等 技术的机电一体化系统。这种控制系统操作简单，人机对话方便；系统功能强， 可以实现多功能控制；通过软件编制可以实现不同的控制算法
42、，且较易实现实 时控制和在线检测。 第九章液压系统的设计与计算 第十章气压传动基础知识 10-1 在常温 t=20时，将空气从 0.1Mpa（绝对压力）压缩到 0.7Mpa（绝对压 23 力） ，求温升为多少？ 10-2 空气压缩机向容积为 40L 的气罐充气直至 pt=0.8Mpa 时停止，此时气罐内 温度 t1=40，又经过若干小时罐内温度降至室温 t=10，问：1）此时罐内表 压力为多少？2）此时罐内压缩了多少室温为 10的只有空气（设大气压力近 似为 0.1MPa）？ 解 已知： 由等容过程状态方程可得 则表压力为 由等温过程状态方程可得 则 即罐内压缩了 248L 室温为 10C 的
43、自由空气。 第十一章气源装置及气动辅助元件 11-1 简述活塞式空气压缩机的工作原理。 答：活塞式空气压缩机是通过曲柄连杆机构使活塞作往复运动而实现吸、压气， 并达到提高气体压力的目的。单级单作用压缩机工作原理图主要由缸体 1、活 塞 2、活塞杆 3、曲柄连杆机构 4、吸气阀 5 和排气阀 6 等组成。曲柄由原动机 （电动机）带动旋转，从而驱动活塞在缸体内往复运动。当活塞向右运动时， 气缸内容积增大而形成部分真空，外界空气在大气压力下推动吸气阀 5 而进入 283K10)(273T14.8MPap1 0.72MPaPa31280.Tp122 0.62a0.)Ma(.72p228L40.172V
44、p 211 4)(2821 24 气缸中；当活塞反向运动时，吸气阀关闭，随着活塞的左移，缸内空气受到压 缩而使压力升高，当压力增至足够高（即达到排气管路中的压力）时排气阀 6 打开，气体被排出。并经排气管输送到储气罐中。曲柄旋转一周，活塞往复行 程一次，即完成一个工作循环。但压缩机的实际工作循环是由吸气、压缩、排 气和膨胀四个过程所组成。 11-2 简述油雾器的工作原理及分类。 答：油雾器是以压缩空气为动力，将润滑油喷射成雾状并混合于压缩空气中， 使该压缩空气具有润滑气动元件的能力。油雾器的工作原理如图所示，假设气 流通过文氏管后压力降为 p2，当输入压力 p1 和 p2 的压差p 大于把油吸
45、引到 排出口所需压力 gh 时，油被吸上，在排出口形成油雾并随压缩空气输送出去。 若已知输入压力为 p1，通过文氏管后压力降为 p2。而p=p1-p2，但因油的粘 性阻力是阻止油液向上运动的力，因此实际需要的压力差要大于 gh，粘度较 高的油吸上时所需的压力差就较大。相反，粘度较低的油吸上时所需的压力差 就较小，但是粘度较低的油即使雾化也容易沉积在管道上，很难到达所期望的 润滑地点。因此，在气动装置中要正确选择润滑油的牌号。 油雾器的分类： 不给油润滑：采用橡胶材料作为滑动部位的密封件，密封件带有滞留槽结构内 存润滑脂来润滑。 喷油润滑：有油雾器和集中润滑元件两种。 注意事项：1、不给油润滑元
46、件也可给油润滑，一旦给油，中途不得停止供油。 2、绝对不要使用锭子油和机油，以免使密封件膨胀。趋势：不给油润滑已很普 遍，而给油润滑逐渐减少。将润滑油进行雾化并注入空气流中，随压缩空气流 入需要润滑的部位达到润滑的目的。 11-3 气电转换器和电气转换器在气动系统中各有何作用？ 答：气电转换器是将压缩空气的气信号转变成电信号的装置，即用气信号（气 体压力）接通或断开电路的装置，也称之为压力继电器。在安装气电转换器时 应避免安装在振动较大的地方，且不应倾斜和倒置，以免使控制失灵，产生误 动作，造成事故。 电气转换器的作用正好与气动转换器的作用相反，它是将电信号转换成气信号 的装置。实际上各种电磁
47、换向阀都可作为电气转换器。 25 11-4 气源装置中为什么要设置储气罐，其容积和尺寸应如何确定？ 答：储气罐的作用是消除压力波动，保证输出气流的连续性；储存一定数量的 压缩空气，调节用气量或以备发生故障和临时需要应急使用，进一步分离压缩 空气中的水分和油分。储气罐一般采用圆筒状焊接结构，有立式和卧式两种， 一般以立式居多。立式储气罐的高度为其直径的 2-3 倍，同时应使进气管在下， 出气管在上，并尽可能加大两管之间的距离，以利于进一步分离空气中的油和 水。同时，每个储气罐应有以下附件： 1） 安全阀 调整极限压力，通常比正常工作压力高 10%。 2） 清理、检查用的孔口。 3） 指示储气罐罐内空气压力的压力表。 4） 储气罐的底部应有排放油水的接管。 在选择储气罐的容积时，一般是以空气压缩机每分钟的排气量为依据选择的。 即当排气量小于每分钟 0.6 立方米时，取储气罐体积为 1.2 立方米；当排气量 等于每分钟 6.0-30 立方米时，取储气罐容积为 1.2-4.5 立方米；当排气量大于
