《液壓與氣壓傳動》姜繼海第1-7章課后習(xí)題答案(全)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上1.1 液體傳動有哪兩種形式？它們的主要區(qū)別是什么？答：用液體作為工作介質(zhì)來進行能量傳遞的傳動方式被稱之為液體傳動。按照其工作原理的不同，液體傳動又可分為液壓傳動和液力傳動，其中液壓傳動是利用在密封容器內(nèi)液體的壓力能來傳遞動力的；而液力傳動則的利用液體的動能來傳遞動力的。1.2 液壓傳動系統(tǒng)由哪幾部分組成？各組成部分的作用是什么？答：（1）動力裝置：動力裝置是指能將原動機的機械能轉(zhuǎn)換成為液壓能的裝置，它是液壓系統(tǒng)的動力源。（2）控制調(diào)節(jié)裝置：其作用是用來控制和調(diào)節(jié)工作介質(zhì)的流動方向、壓力和流量，以保證執(zhí)行元件和工作機構(gòu)的工作要求。（3）執(zhí)行裝置：是將液壓能轉(zhuǎn)換為機械能

2、的裝置，其作用是在工作介質(zhì)的推動下輸出力和速度（或轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速），輸出一定的功率以驅(qū)動工作機構(gòu)做功。（4）輔助裝置：除以上裝置外的其它元器件都被稱為輔助裝置，如油箱、過濾器、蓄能器、冷卻器、管件、管接頭以及各種信號轉(zhuǎn)換器等。它們是一些對完成主運動起輔助作用的元件，在系統(tǒng)中是必不可少的，對保證系統(tǒng)正常工作有著重要的作用。（5）工作介質(zhì)：工作介質(zhì)指傳動液體，在液壓系統(tǒng)中通常使用液壓油液作為工作介質(zhì)。1.3 液壓傳動的主要優(yōu)缺點是什么？答：優(yōu)點：（1）與電動機相比，在同等體積下，液壓裝置能產(chǎn)生出更大的動力，也就是說，在同等功率下，液壓裝置的體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊，即：它具有大的功率密度或力密度，力密

3、度在這里指工作壓力。（2）液壓傳動容易做到對速度的無級調(diào)節(jié)，而且調(diào)速范圍大，并且對速度的調(diào)節(jié)還可以在工作過程中進行。（3）液壓傳動工作平穩(wěn)，換向沖擊小，便于實現(xiàn)頻繁換向。（4）液壓傳動易于實現(xiàn)過載保護，能實現(xiàn)自潤滑，使用壽命長。（5）液壓傳動易于實現(xiàn)自動化，可以很方便地對液體的流動方向、壓力和流量進行調(diào)節(jié)和控制，并能很容易地和電氣、電子控制或氣壓傳動控制結(jié)合起來，實現(xiàn)復(fù)雜的運動和操作。（6）液壓元件易于實現(xiàn)系列化、標(biāo)準化和通用化，便于設(shè)計、制造和推廣使用。答：缺點：（1）由于液壓傳動中的泄漏和液體的可壓縮性使這種傳動無法保證嚴格的傳動比。（2）液壓傳動中有較多的能量損失（泄漏損失、摩擦損失等）

4、，因此，傳動效率相對低。（3） 液壓傳動對油溫的變化比較敏感，不宜在較高或較低的溫度下工作。（4） 液壓傳動在出現(xiàn)故障時不易找出原因。1.6 國家新標(biāo)準規(guī)定的液壓油液牌號是在多少溫度下的哪種粘度的平均值？答：我國液壓油的牌號是用它在溫度為40時的運動粘度平均值來表示的。例如32號液壓油，就是指這種油在40時的運動粘度平均值為32 mm2/s。1.7 液壓油的選用應(yīng)考慮幾個方面？答：對液壓油液的選用，首先應(yīng)根據(jù)液壓傳動系統(tǒng)的工作環(huán)境和工作條件來選擇合適的液壓油液類型，然后再選擇液壓油液的粘度。1.10 液壓傳動的介質(zhì)污染原因主要來自哪幾個方面？應(yīng)該怎樣控制介質(zhì)的污染？答：液壓油液被污染的原因是很

5、復(fù)雜的，但大體上有以下幾個方面：（1）殘留物的污染：這主要指液壓元件以及管道、油箱在制造、儲存、運輸、安裝、維修過程中，帶入的砂粒、鐵屑、磨料、焊渣、銹片、棉紗和灰塵等，雖然經(jīng)過清洗，但未清洗干凈而殘留下來的殘留物所造成的液壓油液污染。（2）侵入物的污染：液壓傳動裝置工作環(huán)境中的污染物，例如空氣、塵埃、水滴等通過一切可能的侵入點，如外露的活塞桿、油箱的通氣孔和注油孔等侵入系統(tǒng)所造成的液壓油液污染。（3）生成物的污染：這主要指液壓傳動系統(tǒng)在工作過程中所產(chǎn)生的金屬微粒、密封材料磨損顆粒、涂料剝離片、水分、氣泡及油液變質(zhì)后的膠狀物等所造成的液壓油液污染?？刂莆廴镜姆椒ㄖ饕校海?）減少外來的污染：液

6、壓傳動系統(tǒng)在裝配前后必須嚴格清洗。組成液壓系統(tǒng)的管件，用機械的方法除去殘渣和表面氧化物，然后進行酸洗。液壓傳動系統(tǒng)在組裝后要進行全面清洗，最好用系統(tǒng)工作時使用的油液清洗，特別是液壓伺服系統(tǒng)最好要經(jīng)過幾次清洗來保證清潔。油箱要加空氣濾清器，給油箱加油要用濾油機，對外露件應(yīng)裝防塵密封，并經(jīng)常檢查，定期更換。液壓傳動系統(tǒng)的維修，液壓元件的更換、拆卸應(yīng)在無塵區(qū)進行。（2）濾除系統(tǒng)產(chǎn)生的雜質(zhì)：應(yīng)在系統(tǒng)的相應(yīng)部位安裝適當(dāng)精度的過濾器，并且要定期檢查、清洗或更換濾芯。（3）控制液壓油液的工作溫度：液壓油液的工作溫度過高會加速其氧化變質(zhì)，產(chǎn)生各種生成物，縮短它的使用期限。所以要限制油液的最高使用溫度。（4）定

7、期檢查更換液壓油液：應(yīng)根據(jù)液壓設(shè)備使用說明書的要求和維護保養(yǎng)規(guī)程的有關(guān)規(guī)定，定期檢查更換液壓油液。更換液壓油液時要清洗油箱，沖洗系統(tǒng)管道及液壓元件。2.1 什么叫壓力？壓力有哪幾種表示方法？液壓系統(tǒng)的壓力與外界負載有什么關(guān)系？答：液體在單位面積上所受的內(nèi)法線方向的法向應(yīng)力稱為壓力。壓力有絕對壓力和相對壓力，絕對壓力是以絕對真空為基準來度量的，而相對壓力是以大氣壓為基準來進行度量的。由公式P=F/A可知液壓系統(tǒng)中的壓力是由外界負載決定的。2.2 解釋下述概念：理想流體、定常流動、通流截面、流量、平均流速、層流、紊流和雷諾數(shù)。答：理想液體：既無粘性又不可壓縮的假想液體。定常流動：流體流動時，流體中

8、任何點處的壓力、速度和密度都不隨時間而變化，稱這種流動為定常流動。通流截面：液體在管道中流動時，垂直于流動方向的截面稱為通流截面。流量：在單位時間內(nèi)流過某一通流截面的液體體積稱為體積流量，簡稱流量。平均流速：流量與通流截面積的比值即為平均流速v=q/A層流：液體質(zhì)點互不干擾、液體的流動呈線狀或?qū)訝?、且平行于管道軸線。紊流：液體質(zhì)點的運動雜亂無章，除了平行于管道軸線的運動外，還存在劇烈的橫向運動。雷諾數(shù)：由平均流速 、管徑d 和液體的運動粘度 三個參數(shù)組成的無量綱數(shù)用來表明液體的流動狀態(tài)。2.3 說明連續(xù)性方程的本質(zhì)是什么？它的物理意義是什么？答：連續(xù)性方程的本質(zhì)是質(zhì)量守恒定律。它的物理意義是單

9、位時間流入、流出的質(zhì)量流量的差等于體積V 中液體質(zhì)量的變化率。2.4 說明伯努利方程的物理意義并指出理想液體伯努利方程和實際液體伯努利方程有什么區(qū)別？答：伯努利方程表明了流動液體的能量守恒定律。實際液體的伯努利方程比理想液體伯努利方程多了一項損耗的能量hw 和比動能項中的動能修正系數(shù)。理想液體伯努利方程：const實際液體伯努利方程：2.5 如圖2.32所示，已知測壓計水銀面高度，計算M點處的壓力是多少？解：取BC等壓面，： 因為DB為等壓面，故 。取M水平面為等壓面，。題1.5圖2.6 如題1.5圖所示的液壓千斤頂，小柱塞直徑d = 10 mm，行程S1 = 25 mm，大柱塞直徑D = 5

10、0 mm，重物產(chǎn)生的力= 50 000 N，手壓杠桿比L：l = 500：25，試求：（1）此時密封容積中的液體壓力p是多少？（2）杠桿端施加力F1為多少時，才能舉起重物？（3）在不計泄漏的情況下，杠桿上下動作一次，重物的上升高度是多少？解：（1）Pa = 25.46 MPa（2） N N（3） mm 答：密封容積中的液體壓力p= 25.46 MPa，杠桿端施加力F1 =100 N，重物的上升高度=1 mm。2.7 一個壓力水箱與兩個U形水銀測壓計連接如圖2.33，a，b，c，d和e分別為各液面相對于某基準面的高度值，求壓力水箱上部的氣體壓力pg是多少？解：由等壓面概念： 整理： （為處大氣壓

11、力）2.8 如圖2.34所示的連通器，內(nèi)裝兩種液體，其中已知水的密度r1= 1 000 kg/m，h1= 60 cm，h1= 75 cm，試求另一種液體的密度r是多少？解：取等壓面11列方程： 2.9 水池如圖2.35側(cè)壁排水管為0.5´0.5 m´m的正方形斷面，已知，h = 2 m，a = 45°，不計蓋板自重及鉸鏈處摩擦影響，計算打開蓋板的力是多少？解：蓋板所受的總壓力， （N） 壓心位置，（m）對鉸鏈力矩平衡， （N）2.10 如圖2.36所示的漸擴水管，已知d = 15 cm，D = 30 cm，pA = 6.86×10 4 Pa，pB = 5

12、.88×10 4 Pa，h = 1 m，uB = 1.5 m/s，求（1）uA=？（2）水流的方向，（3）壓力損失為多少？解：（1） （m/s） （2）A點總能頭（mH2O） B點總能頭（mH2O） 故水流方向為由A到B （3）能頭損失為 （mH2O） 壓力損失為：（Pa）2.11 如圖2.37中，液壓缸直徑D = 150 mm，活塞直徑d = 100 mm，負載F = 5×104N。若不計液壓油自重及柱塞與缸體重量，試求圖示兩種情況下液壓缸內(nèi)的液體壓力是多少？解：（a） （Pa） （b） （Pa）2.12 消防水龍軟管如圖2.38所示，已知水龍出口直徑d = 5 cm，水

13、流流量q = 2.36 m3/min，水管直徑D = 10 cm，為保持消防水管不致后退，試確定消防員的握持力為多大？解：（N）；向左 （N）；向上 握持力：， （N） 握持力方向 ；（右下）2.13 如圖2.39中所示的壓力閥，當(dāng)p= 6 MPa時，液壓閥動作。若d= 10 mm，d= 15 mm，p= 0.5 MPa，試求：（1）彈簧的預(yù)壓力Fs；（2）當(dāng)彈簧剛度k = 100 N/mm時的彈簧預(yù)壓縮量x。解：（1）力平衡關(guān)系： （N） （2）由于 則有（mm）2.14 虹吸管道如圖2.40所示，已知水管直徑D = 10 cm，水管總長L = 1 000 m，h0 = 3 m，求流量q是多

14、少？（局部阻力系數(shù)：入口 = 0.5，出口 = 1.0，彎頭= 0.3，沿程阻力系數(shù)= 0.06）解： （m） （m/s） （m3/s）2.15 壓力表校正裝置原理如圖2.41所示，已知活塞直徑d = 10 mm，絲杠導(dǎo)程S =2 mm，裝置內(nèi)油液的體積彈性模量K =1.2×105 MPa。當(dāng)壓力為1個大氣壓 (pa » 0.1 MPa) 時，裝置內(nèi)油液的體積為200 mL。若要在裝置內(nèi)形成21 MPa壓力，試求手輪要轉(zhuǎn)多少轉(zhuǎn)？解：由于 則有：（mL） 而， 故，（轉(zhuǎn)）2.16 如圖2.42所示，液壓泵的流量q = 25 L/min，吸油管直徑d =25 mm，泵口比油箱液

15、面高出400 mm，管長l = 600 mm。如果只考慮吸油管中的沿程壓力損失P，當(dāng)用32號液壓油，并且油溫為40 時，液壓油的密度r = 900kg/m3，試求油泵入口處的真空度是多少？解： 0.8488（m/s） <2320，所以液體是層流。 （Pa） 忽略液柱高影響，油泵吸油口的真空度為 （Pa）2.17 沿直徑d = 200 mm，長度l = 3000 m的鋼管（e = 0.1 mm），輸送密度為 r = 900 kg/m3的油液，流量為q = 9´104 kg/h，若其粘度為 n = 1.092 cm2/s，求沿程損失。解：（m3/s） 流速（m/s） ，液體流動是層

16、流 沿程損失（米油柱） （Pa）2.18 如圖2.43所示水的管路，已知：d1 = 300 mm，l1 = 500 m；d2 = 250 mm，l2 = 300 m；d3 = 400 mm，l3 = 800 m；dAB = 500 mm，lAB = 800 m；dCD = 500 mm，lCD = 400 m。B點流量為q =300 l/s，液體粘度0.0101cm2/s，并設(shè) ，計算全程壓力損失是多少？解：全程壓力損失 由于，則有 解得： 0.213 (m/s) 0.251 (m/s) 0.194 (m/s) 63139.6 62005 76831.7 D/d1 = 0.00033，D/d2

17、 = 0.00025，D/d3 = 0.0004。 查表：0.1（mm），則0.02，0.02，0.02。 假設(shè)成立，故： （Pa） （m/s） >2320，液體流動是紊流。 0.025 （Pa） ，0.025 （Pa） 所以 （Pa）2.19 如圖2.44所示，液壓泵從一個大容積的油池中抽吸潤滑油，流量為q = 1.2 L/s，油液的粘度°E = 40，密度r = 900 kg/m3，假設(shè)液壓油的空氣分離壓為2.8 米水柱，吸油管長度l = 10 m，直徑d = 40 mm，如果只考慮管中的摩擦損失，求液壓泵在油箱液面以上的最大允許安裝高度是多少？解：油液粘度： （m2/s）

18、 故為層流， 沿程損失 （Pa） 空氣分離壓（Pa） 最大安裝高度處 故（m）2.20 管路系統(tǒng)如圖2.45所示，A點的標(biāo)高為10 米，B點的標(biāo)高為12 米，管徑d = 250 mm，管長l =1000 米，求管路中的流量q是多少?（沿程阻力系數(shù)l = 0.03，局部阻力系數(shù)：入口1 = 0.5，彎管2 = 0.2，出口3 = 1.0）。解：有效靜壓頭為 （m） （m/s） （m3/s）2.21 已知容器中空氣的壓力為1.1705´105 a（絕對壓力），空氣的溫度為0 ，經(jīng)管嘴噴入壓力為1.0136´105 Pa的大氣中，計算噴嘴出口處氣流的速度是多少？解：空氣在0、Pa

19、時的密度為1.285（kg/m3），容器中空氣的密度為： （kg/m3） （Pa） 因為 （m/s）3.5 試說明齒輪泵的困油現(xiàn)象及解決辦法。答：齒輪泵要正常工作，齒輪的嚙合系數(shù)必須大于1，于是總有兩對齒輪同時嚙合，并有一部分油液因困在兩對輪齒形成的封閉油腔之內(nèi)。當(dāng)封閉容積減小時，被困油液受擠壓而產(chǎn)生高壓，并從縫隙中流出，導(dǎo)致油液發(fā)熱并使軸承等機件受到附加的不平衡負載作用；當(dāng)封閉容積增大時，又會造成局部真空，使溶于油液中的氣體分離出來，產(chǎn)生氣穴，這就是齒輪泵的困油現(xiàn)象。消除困油的辦法，通常是在兩端蓋板上開卸荷槽。3.6 齒輪泵壓力的提高主要受哪些因素的影響？可以采取哪些措施來提高齒輪泵的工作壓

20、力？答：齒輪泵壓力的提高主要受壓力油的泄漏的影響。通常采用的方法是自動補償端面間隙，其裝置有浮動軸套式和彈性側(cè)板式齒輪泵。3.9 試說明葉片泵的工作原理。并比較說明雙作用葉片泵和單作用葉片泵各有什么優(yōu)缺點。答：葉片在轉(zhuǎn)子的槽內(nèi)可靈活滑動，在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時的離心力以及通入葉片根部壓力油的作用下，葉片頂部貼緊在定子內(nèi)表面上，于是兩相鄰葉片、配油盤、定子和轉(zhuǎn)子間便形成了一個個密封的工作腔。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時葉片向外伸出，密封工作腔容積逐漸增大，產(chǎn)生真空，于是通過吸油口和配油盤上窗口將油吸入。葉片往里縮進，密封腔的容積逐漸縮小，密封腔中的油液往配油盤另一窗口和壓油口被壓出而輸?shù)较到y(tǒng)中去，這就是葉片泵的工作原理。

21、雙作用葉片泵結(jié)構(gòu)復(fù)雜，吸油特性不太好，但徑向力平衡；單作用葉片泵存在不平衡的徑向力。3.10 限壓式變量葉片泵的限定壓力和最大流量怎樣調(diào)節(jié)？在調(diào)節(jié)時，葉片泵的壓力流量曲線將怎樣變化？答：調(diào)節(jié)彈簧預(yù)緊力可以調(diào)節(jié)限壓式變量葉片泵的限定壓力，這時BC 段曲線左右平移；調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)螺釘可以改變流量的大小，AB 段曲線上下平移。3.18 液壓泵的額定壓力為2.5 MPa，當(dāng)轉(zhuǎn)速為1 450 r/min時，機械效率為m =0.9。由實驗測得，當(dāng)液壓泵的出口壓力為零時，流量為106 L/min；壓力為2.5 MPa 時，流量為100.7 L/min，試求：（1）液壓泵的容積效率V 是多少？（2）如果液壓泵的

22、轉(zhuǎn)速下降到500 r/min，在額定壓力下工作時，估算液壓泵的流量是多少？（3）計算在上述兩種轉(zhuǎn)速下液壓泵的驅(qū)動功率是多少？4.1從能量的觀點來看，液壓泵和液壓馬達有什么區(qū)別和聯(lián)系？從結(jié)構(gòu)上來看，液壓泵和液壓馬達又有什么區(qū)別和聯(lián)系？答：從能量的觀點來看，液壓泵是將驅(qū)動電機的機械能轉(zhuǎn)換成液壓系統(tǒng)中的油液壓力能，是液壓傳動系統(tǒng)的動力元件；而液壓馬達是將輸入的壓力能轉(zhuǎn)換為機械能，輸出扭矩和轉(zhuǎn)速，是液壓傳動系統(tǒng)的執(zhí)行元件。它們都是能量轉(zhuǎn)換裝置。從結(jié)構(gòu)上來看，它們基本相同，都是靠密封容積的變化來工作的。4.3在供油流量q不變的情況下，要使單桿活塞式液壓缸的活塞桿伸出速度相等和回程速度相等，油路應(yīng)該差動連

23、接，而且活塞桿的直徑d與活塞直徑D的關(guān)系為：D=（根號2）乘以d.4.64.74.84.94.104.114.12 設(shè)計一單桿活塞液壓缸，要求快進時為差動連接，快進和快退（有桿腔進油）時的速度均為6 m/min。工進時（無桿腔進油，非差動連接）可驅(qū)動的負載為F = 25 000N，回油背壓力為0.25 MPa，采用額定壓力為6.3 MPa、額定流量為25 L/min的液壓泵，試確定：（1）缸筒內(nèi)徑和活塞桿直徑各是多少？（2）缸筒壁厚（缸筒材料選用無縫鋼管）是多少？解：（1）活塞缸直徑： m缸筒直徑： m按國家標(biāo)準規(guī)定，取活塞桿直徑 mm， mm。（2）MPa MPa， MPa，取；材料取普通碳

24、素鋼，則： MPa mm5.1 現(xiàn)有一個二位三通閥和一個二位四通閥，如題6.1圖所示，請通過堵塞閥口的辦法將它們改為二位二通閥。問：（1）改為常開型的如何堵？（2）改為常閉型的如何堵？請畫符號表示（應(yīng)該指出：由于結(jié)構(gòu)上的原因，一般二位四通閥的回油口O不可堵塞，改作二通閥后，原O口應(yīng)作為泄油口單獨接管引回油箱）。答：（1）二位四通閥；（2）改為常開（常通）型二位二通閥，堵住B口（但由于特殊結(jié)構(gòu)O口不接）；（3）改為常閉（常斷）型二位二通閥，堵住A口。 （1）二位三通閥；（2）改為常開（常通）型二位二通閥，堵住B口；（3）改為常閉（常斷）型二位二通閥，堵住A口。5.85.7+5.95.12+5.1

25、35.10+5.117.26第7章 液壓與氣壓傳動基本回路思考題和習(xí)題7.1 減壓回路有何功用？答：減壓回路的功用是：使系統(tǒng)中的某一部分油路具有較低的穩(wěn)定壓力；也可采用兩級或多級調(diào)壓的方法獲得兩級或多級減壓；還可采用比例減壓閥來實現(xiàn)無級減壓。7.2 在什么情況下需要應(yīng)用保壓回路？試繪出使用蓄能器的保壓回路。答：執(zhí)行元件在工作循環(huán)的某一階段內(nèi)，若需要保持規(guī)定的壓力，就應(yīng)采用保壓回路。參見圖7.10。7.3 卸荷回路的功用是什么？試繪出兩種不同的卸荷回路。答：卸荷回路的功用是使液壓泵在接近零壓的情況下運轉(zhuǎn)，以減少功率損失和系統(tǒng)發(fā)熱，延長泵和電機的使用壽命。參見圖7.13。7.4 什么是平衡回路？平

26、衡閥的調(diào)定壓力如何確定？答：為了防止立式液壓缸及其工作部件因自重而自行下落，或在下行運動中由于自重而造成失控失速的不穩(wěn)定運動，在回路中設(shè)置平衡閥，這就是平衡回路。平衡閥的調(diào)定壓力應(yīng)由液壓缸及其工作部件重量而定。7.5 進口節(jié)流閥調(diào)速回路有何特點？答：進口節(jié)流閥調(diào)速回路特點從三方面分析：1. 速度負載特性，a. 在節(jié)流閥通流面積一定時，負載越小，這種回路的速度剛度越大：b. 在負載一定時，節(jié)流閥通流面積越小，回路的速度剛度越大；c. 增大液壓缸有效面積和提高液壓泵供油壓力可提高這種回路的速度剛度。2. 最大承載能力：在供油壓力調(diào)定后，這種回路的最大承載能力是不變的。3. 功率特性：這種回路既有溢

27、流損失，又有節(jié)流損失，故回路效率低，特別是在負載和速度變化較大時。故這種回路常用于負載恒定或變化小調(diào)速范圍不大和無速度穩(wěn)定性要求的小功率系統(tǒng)中。7.6 出口節(jié)流閥調(diào)速回路有何特點？答：出口節(jié)流閥調(diào)速回路與進口節(jié)流閥調(diào)速回路的特性基本相同。但承受負值負載能力比進口節(jié)流閥調(diào)速回路強，運動平穩(wěn)性也比進口節(jié)流閥調(diào)速回路好。又因油經(jīng)節(jié)流閥直接回油箱，故散熱條件比進口節(jié)流閥調(diào)速回路好。 故這種回路的應(yīng)用場合也與進口節(jié)流閥調(diào)速回路基本相同，特別適用于負值負載。7.7 旁路節(jié)流閥調(diào)速回路有何特點？答：旁路節(jié)流閥調(diào)速回路特點：1. 速度負載特性：a. 在節(jié)流閥通流面積一定時，負載越大，這種回路的速度剛度越大；b

28、. 在負載一定時，節(jié)流閥通流面積越小，回路的速度剛度越大；c. 增大液壓缸有效面積和降低液壓泵供油能力可提高這種回路的速度剛度；2. 最大承載能力：隨著節(jié)流面積的增加，這種回路的最大承載能力減小；3. 功率特性：這種回路只有流量損失，無壓力損失，故回路效率較高。這種回路適用于功率較大，對速度穩(wěn)定性要求不高的場合。7.8 為什么采用調(diào)速閥能提高調(diào)速性能？答：由于調(diào)速閥有定差減壓閥能自動保持節(jié)流閥前后壓力差不變，故能保證通過節(jié)流閥的流量不受外界負載變化的影響，故能提高調(diào)速性能。7.9 試分析比較三種容積式無級調(diào)速回路的特性。答：變量泵和定量馬達的調(diào)速回路：這種回路執(zhí)行元件的速度取決于變量泵的流量，

29、調(diào)速范圍較大，可以連續(xù)的無級調(diào)速；執(zhí)行元件輸出力由負載決定，不因調(diào)速而變化，又稱恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速回路。由于泵和執(zhí)行元件的泄漏，引起速度下降，故有速度隨負載增加而下降的特性。 定量泵和變量馬達的調(diào)速回路：這種回路執(zhí)行元件的速度取決于變量馬達的排量。當(dāng)負載功率恒定時，若調(diào)小馬達的排量則馬達的轉(zhuǎn)數(shù)增加、轉(zhuǎn)矩減小，故又稱恒功率調(diào)速。由于馬達的轉(zhuǎn)速不能太高，排量不能調(diào)的過小，故調(diào)速范圍很小。變量泵和變量馬達的調(diào)速回路：這種回路執(zhí)行元件的速度可通過調(diào)節(jié)變量泵和變量馬達的排量實現(xiàn)，因而擴大了調(diào)速范圍。有較高的工作效率，適用于大功率的場合。7.10 試繪出三種不同的快速運動回路。答：三種不同的快速運動回路是：差動連

30、接回路；采用蓄能器的快速運動回路；雙泵供油回路，參見圖7.37，7.38，7.39。7.11 什么叫差動回路？答：利用液壓缸的差動連接，使泵輸出的油液和缸有桿腔返回的油液合流，進入缸的無桿腔，實現(xiàn)活塞快速運動，這種連接方法的回路稱差動回路。7.12 如何利用行程閥實現(xiàn)兩種不同速度的換接？答：正常時，泵輸出的油直接流入油缸，活塞快速運動；當(dāng)活塞桿上的擋塊壓下行程閥，使液壓泵的油經(jīng)節(jié)流閥進入油缸，這時轉(zhuǎn)為慢速。這種方法可實現(xiàn)兩種不同速度的換接。7.13 如何利用兩個調(diào)速閥實現(xiàn)兩種不同速度的換接？答：利用兩個調(diào)速閥并聯(lián)，由換向閥換接，兩調(diào)速閥各自獨立調(diào)節(jié)流量，互不影響，實現(xiàn)兩種不同速度的換接，還可以

31、利用兩個調(diào)速閥串聯(lián)，當(dāng)電磁閥將第2個調(diào)速閥短路時，得到一種進給速度，第2個調(diào)速閥不短路時，得到第2種進給速度，在第2個調(diào)速閥開口面積比第1個調(diào)速閥開口面積小的情況下可以各自調(diào)節(jié)流量。7.14 如何使用行程閥實現(xiàn)執(zhí)行機構(gòu)順序動作？答：A，B兩缸，正常運動時油經(jīng)行程閥一側(cè)流往A缸，當(dāng)A缸運動到位，活塞桿上的擋塊，壓下行程閥，行程閥換向，油經(jīng)行程閥另一側(cè)流往B缸，從而實現(xiàn)執(zhí)行機構(gòu)順序動作。7.15 如何使用順序閥實現(xiàn)執(zhí)行機構(gòu)順序動作？答：利用順序閥的壓力調(diào)節(jié)實現(xiàn)執(zhí)行機構(gòu)順序動作。例如A，B兩缸，缸B接一順序閥，調(diào)定順序閥的壓力，使之大于缸A的最大工作壓力。壓力油先進入缸A，實現(xiàn)動作，A缸行至終點后壓

32、力上升，壓力油打開順序閥進入B缸，實現(xiàn)動作。如此實現(xiàn)A，B兩缸順序動作。7.16 如何使用延時閥實現(xiàn)執(zhí)行機構(gòu)時間控制順序動作？答：利用延時閥的時間控制實現(xiàn)執(zhí)行機構(gòu)時間控制順序動作。例如A，B兩缸，缸B接一延時閥，調(diào)定延時時間。當(dāng)壓力油進入缸A，缸A動作。同時，壓力油也進入延時閥通往缸B，由于延時閥延續(xù)一定時間后，才進入缸B，使缸B動作。調(diào)節(jié)延時閥的時間，便可調(diào)節(jié)缸A與缸B的先后動作的時間差，實現(xiàn)執(zhí)行機構(gòu)時間控制順序動作。7.17 試繪出兩種不同的容積式同步回路？答：參見圖7.177.18 怎樣實現(xiàn)串聯(lián)液壓缸同步？答：兩串聯(lián)液壓缸A，B要實現(xiàn)同步，需使缸A的有桿腔的有效面積與缸B的無桿腔的有效面

33、積相等。當(dāng)壓力油進入缸A的無桿腔，缸A動作，有桿腔的油進入缸B的無桿腔，使缸B動作。由于缸A的有桿腔的有效面積與缸B的無桿腔的有效面積相等，故兩缸的動作同步。7.19 怎樣實現(xiàn)并聯(lián)液壓缸同步？答：用同步缸來實現(xiàn)并聯(lián)液壓缸同步。即用一個由兩個尺寸相同的雙桿缸（也稱同步缸）連接此面積相等的并聯(lián)液壓缸A與B，使雙桿缸的a與b腔接缸A缸B的無桿腔。當(dāng)同步缸的活塞左移時，a與b腔中的油進入缸A缸B的無桿腔，使之缸A缸B的無桿腔運動。由于a與b腔的面積相等，進入缸A缸B的油流量相等，故缸A缸B的速度也相等，如此實現(xiàn)并聯(lián)液壓缸同步。7.20 繪出機械聯(lián)結(jié)的同步回路。答：參見圖7.527.21 如何利用分流集

34、流閥使執(zhí)行機構(gòu)實現(xiàn)同步？答：將分流集流比與兩油缸面積比相同的分流集流閥的兩分流接口接在兩油缸的無桿或有桿腔，分流集流閥的兩股油進入兩油缸的無桿或有桿腔，使缸同步運動。當(dāng)換向后，分流集流閥的集流口起集流作用，使缸同步返回。7.22 如何利用電液比例閥使執(zhí)行機構(gòu)實現(xiàn)位置同步？答：將電液比例閥的接口接往缸A，缸B與缸A接有位置檢測裝置。當(dāng)缸B與缸A出現(xiàn)位置誤差時，檢測裝置發(fā)出信號，調(diào)節(jié)電液比例閥的開口度，實現(xiàn)位置同步。7.23 如何利用電液伺服閥使兩個執(zhí)行機構(gòu)實現(xiàn)同步？答：將電液伺服閥的接口接往缸A，缸B與缸A接有檢測裝置。當(dāng)缸B與缸A出現(xiàn)位置誤差時，檢測裝置發(fā)出信號，持續(xù)不斷地調(diào)節(jié)電液伺服閥的開口

35、度，使缸A跟隨B缸，實現(xiàn)位置同步。7.24 試設(shè)計一雙手控制氣缸往復(fù)運動回路。答：參見圖7.247.25 試設(shè)計一個可使雙作用氣缸快速返回回路。用下列氣閥：一個單電控二位五通閥，一個單向節(jié)流閥，一個快速排氣閥。答：參見圖7.25。7.26 如圖7.60所示，液壓泵輸出流量 L/min，液壓缸無桿腔面積 cm，液壓缸有桿腔面積 cm。溢流閥的調(diào)定壓力 MPa，負載F=10 kN。節(jié)流閥口視為薄壁孔，流量系數(shù)。油液密度 kg/m。試求：（1）節(jié)流閥口通流面積cm和cm時的液壓缸速度、液壓泵壓力、溢流閥損失和回路效率；（2）當(dāng) cm和 cm時，若負載F= 0，求液壓泵的壓力和液壓缸兩腔壓力和各為多大

36、？（3）當(dāng)F=10 kN時，若節(jié)流閥最小穩(wěn)定流量為 L/min，所對應(yīng)的和液壓缸速度多大？若將回路改為進油節(jié)流調(diào)速回路，則和多大？把兩種結(jié)果相比較能說明什么問題？解：1 圖示為出口節(jié)流調(diào)速回路，用液壓缸活塞受力平衡方程可求出節(jié)流閥的壓差： （Pa） 流過節(jié)流閥的流量： （1）當(dāng)0.05 cm2 時， =1.307´10-4 （m3/s）=7842 cm3/min m/s = 313.68 cm/min 大腔需要流量： cm3/min = 15.684 L/min qp，閥口開得太大，不可能。 所以： = 0.033 m/s = 200 cm/min 流過節(jié)流閥的實際流量為： = 50

37、00 cm3/min = 5 L/min 節(jié)流閥的前后實際壓差為： Pa 21×105 Pa = 2.1 MPa 0.94 （2）當(dāng)0.01 cm2 時， = 26.14×106 m3/s = 1568.4 cm3/min m/s = 62.7 cm/min 0.×50×104 = 5.228×5×105 m3/s = 3.136.8 L/min qp=10 L/min 2.4 MPa。 103.137 = 6.8632 L/min。 溢流損失：= 24×105×6.865×103/60 = 274.5

38、W = 0.26 2 當(dāng)F0 當(dāng)Ar = 0.01 cm2 Pa 24×105 Pa，48×105Pa。= 4.8 MPa。 3 當(dāng)F10 kN時 Pa = 0.8 MPa 流過節(jié)流閥的流量： 50×103 L/min =3.19×108 m2 =3.19×104 cm2= 3.3×104 m/s 改為進口節(jié)流調(diào)速回路： = 2×106 Pa = 2 MPa = 2.42 = 0.4 MPa =4.5×10-8 m2= 0.045×10-2 cm2 = 0.000 17m/s 兩種結(jié)果比較，說明在節(jié)流閥同

39、樣的最小穩(wěn)定流量時：進口節(jié)流調(diào)速回路的最小速度比出口節(jié)流調(diào)速回路小，速度調(diào)節(jié)范圍大些；進口節(jié)流調(diào)速回路的節(jié)流損失比出口節(jié)流調(diào)速回路小。7.27 如圖7.61所示，各液壓缸完全相同，負載。已知節(jié)流閥能調(diào)節(jié)液壓缸速度并不計壓力損失。試判斷在圖（a）和圖（b）的兩個液壓回路中，哪個液壓缸先動？哪個液壓缸速度快？請說明道理。答：（a）在圖液壓回路中，A缸先動。負載的大小決定了缸壓力，因為，> ， >，所以A缸先動。 A缸動作時，流過節(jié)流閥的流量為，。 B缸動作時，流過節(jié)流閥的流量為，。 因為 > ，所以 < ， < 。 又因，所以 < 。 （b）圖液壓回路中，A缸先

40、動。因為，A1 = B1，A2 =B2。 F2> F1， < ，負載小的活塞運動產(chǎn)生的背壓又加負載大的活塞B背腔，更使活塞B缸不能動，直至A缸到達端點，B缸方能運動，所以A缸先動。 A缸運動時流經(jīng)節(jié)流閥的流量，。 B缸運動時流經(jīng)節(jié)流閥的流量，。 因為F2> F1， < ， > ，A2 =B2，有>所以A缸速度快。7.28 如圖7.62所示，圖示為采用調(diào)速閥的進口節(jié)流加背壓閥的調(diào)速回路。負載F=9 000 N。液壓缸兩腔面積 cm， cm。背壓閥的調(diào)定壓力 MPa。液壓泵的供油流量 L/min。不計管道和換向閥的壓力損失。試問：（1）欲使液壓缸速度恒定，不計調(diào)

41、壓偏差，溢流閥最小調(diào)定壓力多大？（2）卸荷時的能量損失有多大？（3）若背壓閥增加了，溢流閥調(diào)定壓力的增量應(yīng)有多大？ 解：圖示回路中活塞受力平衡方程： = 20×105 Pa （1）欲使液壓缸速度恒定，不計調(diào)壓偏差，溢流閥最小調(diào)定壓力： 調(diào)速閥穩(wěn)定工作的條件是兩端壓差最小為5×105。所以 (20+5) ×105 = 2.5 MPa （2）卸荷時的能量損失 = 250 W = 0.25 kW （3）溢流閥調(diào)定壓力的增量應(yīng)為的增量 = 0.4 7.29 如圖7.63所示，雙泵供油，差動快進工進速度換接回路有關(guān)數(shù)據(jù)如下：液壓泵的輸出流量 L/min， L/min；輸送油

42、液密度 kg/m，運動粘度 m/s，液壓缸兩腔面積 cm， cm，快進時的負載F=1 kN，油液流過方向閥時的壓力損失 MPa，連接液壓缸兩腔的油管ABCD的內(nèi)徑為 cm，其中ABC段因較長（L=3 m），計算時需考慮其沿程損失，其它損失及由速度、高度變化形成的影響皆可忽略。試求：（1）快進時（差動連接）液壓缸的速度和壓力表讀數(shù)；（2）工進時如果壓力表讀數(shù)為 MPa，此時回路承受載荷能力有多大（因流量很小，可不計損失）？液控順序閥的調(diào)定壓力宜選多大？解：（1）快進時液壓缸的速度和壓力表讀數(shù) 活塞腔的流量：， 差動快進時液壓缸的速度： = 0.083 m/s 雷諾數(shù)： = 75 < ，所以

43、是層流。 層流流動： = 516.7 Pa = 0.00516×105Pa = 6.3×105 Pa = 6.3×105 Pa （2）= 80×105 Pa 工進時若不計損失：p1A1 = F + p2A2 = F F = 80×105×100×104 = 80000 N 液控順序閥的調(diào)定壓力宜選略大于6.3×105Pa。7.30 如圖7.64所示的調(diào)速回路，液壓泵的排量 mL/r，轉(zhuǎn)速 r/min，容積效率，溢流閥調(diào)定壓力MPa，液壓馬達排量mL/r，容積效率，機械效率，負載轉(zhuǎn)矩Nm。節(jié)流閥最大開度cm（可視為薄

44、壁孔口），其流量系數(shù)，油液密度kg/m。不計其它損失。試求：（1）通過節(jié)流閥的流量和液壓馬達的最大轉(zhuǎn)速、輸出功率P和回路效率，并請解釋為何效率很低？（2）如果將提高到8.5MPa時，將為多大？解：（1）由公式得液壓馬達入口壓力為：7.85×105 Pa = 1.75×10-3 m3/s 通過節(jié)流閥的流量： =14.57×104 m3/s 液壓馬達的最大轉(zhuǎn)速：= 8.65 r/s 輸出功率： = 869.6 W 回路效率： = 0.071 回路效率低的原因是進油調(diào)速回路有兩部分功率損失（溢流損失和節(jié)流損失）。 （2）通過節(jié)流閥的流量： = 16.24×104 m3/s = 97.42 L/min 液壓馬達的最大轉(zhuǎn)速：= 9.64 r/s 輸出功率： = 969 W 回路效率： = 0.0657.31 試說明圖7.65所示容積調(diào)速回路中單向閥A和B的功用。在液壓缸正反向移動時，為了向系統(tǒng)提供過載保護，安全閥應(yīng)如何接？試作圖表示。答：這是個閉式容積調(diào)速回路。 單向閥A用于防止液壓泵輸出給活塞桿腔的油回油箱；當(dāng)液壓泵輸出給活塞腔油時，又能給液壓泵吸油側(cè)補油，保證液壓泵的供油。 液控單向閥B用于當(dāng)液壓泵輸出給活塞桿腔油時，壓力油