液壓及氣壓傳動技術(shù)及應用(田勇、高長銀)課后習題答案

1、第1章 習題答案1. 液壓與氣壓傳動是以流體（液壓油或壓縮空氣）作為工作介質(zhì)對能量進行傳遞和控制的一種傳動形式。液壓千斤頂、機床動力滑臺液壓系統(tǒng)等等。汽車開關(guān)門氣動系統(tǒng)、氣動磨粉機等等。2. p3-43. p4-64. 答：不行。因為，液壓傳動中有較多的能量損失（摩擦損失、壓力損失、泄漏損失），效率低，所以不宜作遠距離傳動。5. 答：液壓傳動工作平穩(wěn)、功率大、輸出力大，但功率損失大不宜作遠距離傳動；而氣壓傳動便于作遠距離傳動，具有防火、防爆、耐潮濕的能力，與液壓方式相比，氣動方式可在惡劣的環(huán)境（高溫、強振動、強沖擊、強腐蝕和強輻射等）下進行正常工作，但是，由于氣體的可壓縮性較大，平穩(wěn)性不如液壓

2、傳動，且壓力級一般小于0.8MPa，系統(tǒng)的輸出力較小。有時采用氣液聯(lián)動方式可以克服彼此的缺陷，利用彼此的優(yōu)勢。6. p6-8第2章習題答案2.8 思考題與習題答案1. 液壓油有哪幾種類型？液壓油的牌號和粘度有什么關(guān)系？如何選用液壓油？ 答：目前液壓油主要包括礦物型液壓油和難燃型液壓油；液壓油的粘度等級是以其40時運動粘度的中心值來表示的，如L-HM32液壓油的粘度等級為32，則40時其運動粘度的中心值為32mm2/s；選擇液壓油一般首先選擇液壓油的品種，然后再選擇液壓油的粘度。2. 動力粘度、運動粘度的含義是什么？答：動力粘度是指液體在單位速度梯度下流動時單位面積上產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力。液體的動力粘

3、度與其密度的比值，稱為液體的運動粘度。3. 液壓油粘度過高、過低會有什么不良的影響？答：液壓油粘度過高對液壓裝置不利，其本身也會發(fā)生化學變質(zhì)，產(chǎn)生各種生成物，縮短它的使用期限；過低影響其潤滑效果。4. 什么是壓力？壓力有哪幾種表示方法？液壓系統(tǒng)的工作壓力與外界負載有什么關(guān)系？答：靜止液體某點處單位面積上所受的法向力稱為該點的靜壓力。靜壓力在物理學上稱為壓強，在液壓傳動中稱為壓力。壓力有兩種表示方法：一種是以絕對真空作為基準所表示的壓力，稱為絕對壓力；另一種是以大氣壓力作為基準所表示的壓力，稱為相對壓力。液壓系統(tǒng)的工作壓力隨著外界負載的增大而增大。5. 連續(xù)性方程的本質(zhì)是什么？它的物理意義是什么

4、？答：連續(xù)方程的本質(zhì)是質(zhì)量守恒。它的物理意義是在單位時間內(nèi)流過管中每一截面的液體質(zhì)量是相等的。6. 說明伯努利方程的物理意義，并指出理想液體的伯努利方程和實際液體的伯努利方程有什么區(qū)別。答：伯努利方程的物理意義就是能量守恒定律在流體力學中的具體表達式。理想液體的伯努利方程表示液體在流動時，具有三種形式的能量，分別是動能、勢能和壓力能。它們之間可以相互轉(zhuǎn)換，但總和不變。但實際液體在管道內(nèi)流動時，由于液體存在粘性，會產(chǎn)生摩擦力，消耗能量；同時，管道局部形狀和尺寸的變化，會使液流產(chǎn)生擾動，也消耗一部分能量。因此，實際液體在流動過程中，會產(chǎn)生流量損失。7. 管路中的壓力損失有哪幾種？它們有什么區(qū)別？答

5、：在液壓傳動中，能量損失主要表現(xiàn)為壓力損失，壓力損失可分為沿程壓力損失和局部壓力損失。油液沿等直徑直管流動時所產(chǎn)生的壓力損失，稱為沿程壓力損失。這類壓力損失是由液體流動時的內(nèi)、外摩擦力所引起的。它主要取決于管路的長度、內(nèi)徑、液體的流速和粘度等。而局部壓力損失是油液流經(jīng)局部障礙（如彎頭、接頭、管道截面突然擴大或收縮）時，由于液流方向和速度的突然變化，在局部形成旋渦引起油液質(zhì)點間及質(zhì)點與固體壁面間相互碰撞和劇烈摩擦而產(chǎn)生的。8. 一個潛水員在海深處工作，若海水密度，問潛水員身體受到的靜壓力等于多少？解：由靜力學基本方程知，在海深為處液體靜壓力為9. 一平板相距另一固定平板，二板間充滿液體，上板在每

6、平方米為的力作用下以的速度移動。求該液體的粘度。解：由動力粘度的物理意義及公式，可得該液體的粘度為10. 如圖2-20所示，直徑為、重力為的活塞浸在液體中，并在力的作用下處于靜止狀態(tài)。若液體的密度為，活塞浸入的深度為。試確定液體在側(cè)壓管內(nèi)的上升高度。解：由帕斯卡定律可知， 整理可得側(cè)壓管內(nèi)的上升高度11. 如圖2-21所示液壓泵的吸油高度。已知吸油管內(nèi)徑，泵的流量，泵入口處的真空度為，油液的運動粘度，密度，彎頭處的局部阻力系數(shù)，沿程壓力損失忽略不計。解：設(shè)真空度為，局部壓力損失為，進口處的速度為，泵出口處的速度為，油液在管內(nèi)的速度為，泵出口處的壓力為，那么由實際伯努利方程由于,故，又在彎頭處有

7、局部阻力，沿程壓力損失忽略不計，上式整理可得真空度為又 ，取，代入上式整理可得 ，代入數(shù)據(jù)整理可得圖2-20 習題10的圖 圖2-21 習題11的圖12. 某液壓系統(tǒng)由泵驅(qū)動馬達的管路如圖2-22所示。已知管徑，管路總長。油液密度，油液的運動粘度，流速，在時局部阻力系數(shù)，在時，在時。試求由泵至馬達的全部壓力損失為多少？解：全部壓力損失公式又取，代入上式整理得故，圖2-22 習題12的圖13. 如圖2-23所示，齒輪泵從油箱吸油。如果齒輪泵安裝在油面之上處，泵的流量為，吸油管內(nèi)徑，設(shè)濾網(wǎng)及吸油管道內(nèi)總的壓降為，油的密度為。求泵吸油時泵腔的真空度。解：設(shè)泵的流量為，總的壓降為，取油箱液面為I-I截

8、面，泵吸油口處為II-II截面，以I-I截面為基面，列些伯努利方程因為I-I截面上為大氣壓，而遠小于，故可忽略不計，故有整理可得，泵吸油口的真空度為 又，代入整理可得真空度為 14. 如圖2-24所示的柱塞直徑，缸套的直徑；長，柱塞在力的作用下往下運動。若柱塞與缸套同心，油液的動力黏度。求柱塞下落0.1m所需時間。解：經(jīng)分析知此題可用同心環(huán)形縫隙的有關(guān)知識求解，同心環(huán)形縫隙的公式為其中，代入數(shù)據(jù)整理可得設(shè)液體沿縫隙上升的速度為，由公式，代入整理可得那么下落所需時間為圖2-23 習題13的圖 圖2-24 習題14的圖15. 如圖2-25所示，油管水平放置，截面1-1、2-2處的內(nèi)徑分別為，在管內(nèi)

9、流動的油液密度，運動粘度。若不計油液流動的能量損失，試問：（1）截面1-1和2-2哪一處壓力較高？為什么？（2）若管內(nèi)通過的流量，求兩截面間的壓力差。圖2-25 習題15的圖解：設(shè)在截面1-1處的壓力為，油液速度為；在截面2-2的壓力為，油液速度為，水平油管中心為零勢能面。（1）由理想液體伯努利方程可得整理得又由理想液體連續(xù)性方程得 由于，故由因此 （2）當管內(nèi)通過流量為的液體時，可求得 ，通過公式 ，在時，可得，把數(shù)據(jù)代入整理可得壓力差為 又，取，代入數(shù)據(jù)整理得第3章 思考題與習題參考答案1液壓泵的工作壓力取決于什么？液壓泵的工作壓力和額定壓力有什么區(qū)別？答：液壓泵的工作壓力取決于負載，負載

10、越大，工作壓力越大。液壓泵的工作壓力是指在實際工作時輸出油液的壓力值，即液壓泵出油口處的壓力值，也稱為系統(tǒng)壓力。額定壓力是指在保證泵的容積效率、使用壽命和額定轉(zhuǎn)速的前提下，泵連續(xù)運轉(zhuǎn)時允許使用的壓力限定值。2如何計算液壓泵的輸出功率和輸入功率？液壓泵在工作過程中會產(chǎn)生哪兩方面的能量損失？產(chǎn)生這些損失的原因是什么？答：液壓泵的理論輸入功率為，輸出功率為。功率損失分為容積損失和機械損失。容積損失是因內(nèi)泄漏、氣穴和油液在高壓下的壓縮而造成的流量上的損失；機械損失是指因摩擦而造成的轉(zhuǎn)矩上的損失。3齒輪泵為什么有較大的流量脈動？流量脈動大會產(chǎn)生什么危害？答：由于齒輪嚙合過程中壓油腔的容積變化率是不均勻的

11、，因此齒輪泵的瞬時流量是脈動的。流量脈動引起壓力脈動，隨之產(chǎn)生振動與噪聲。4為什么齒輪泵的吸油口和出油口的位置不能任意調(diào)換？答：由于齒輪泵存在徑向液壓力不平衡的問題，為減小液壓力的不平衡，通中出油口的直徑小于吸油口的直徑，因此吸油口和出油口的位置不能任意調(diào)換。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

12、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。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。7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

13、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。雙作用葉片泵結(jié)構(gòu)復雜，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。8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。9為什么軸向柱塞泵適用于高壓？答：由于軸向柱塞泵結(jié)構(gòu)緊湊，徑向尺寸小、慣性小、容積效率高，所以一般用于工程機械、壓力機等高壓系統(tǒng)中。10略。11.液壓

14、泵的額定流量為100 L/min，液壓泵的額定壓力為2.5 MPa，當轉(zhuǎn)速為1 450 r/min時，機械效率為=0.9。由實驗測得，當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）液壓泵的容積效率是多少？（2）如果液壓泵的轉(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？解：（1）（2） 34.7L/min（3）在第一種情況下：W在第二種情況下：W答：液壓泵的容積效率為0.95，在液壓泵轉(zhuǎn)速為500r/min時，估算其流量為34.7L/min，液壓泵

15、在第一種情況下的驅(qū)動功率為4.9´103W，在第二種情況下的驅(qū)動功率為1.69´103W。12某組合機床用雙聯(lián)葉片泵YB 4/16×63，快速進、退時雙泵供油，系統(tǒng)壓力p = 1 MPa。工作進給時，大泵卸荷（設(shè)其壓力為0），只有小泵供油，這時系統(tǒng)壓力p = 3 MPa，液壓泵效率h = 0.8。試求：（1）所需電動機功率是多少？（2）如果采用一個q = 20 L/min的定量泵，所需的電動機功率又是多少？解：（1）快速時液壓泵的輸出功率為： W工進時液壓泵的輸出功率為： W電動機的功率為： W（2）電動機的功率為： W答：所需電動機功率是1646 W，如果采用一

16、個q = 20 L/min的定量泵，所需的電動機功率是1250 W。13齒輪泵輸出流量不足，壓力上不去的原因是什么？怎樣排除？答：答案參見表3-3。14.略。15柱塞泵噪聲過大的原因是什么？怎樣排除？答：答案參見表3-5。第4章 思考題與習題參考答案1常用的液壓馬達有哪些類型？結(jié)構(gòu)上各有何特點？各用于什么場合？答：常用的液壓馬達有齒輪式、葉片式、柱塞式和其它形式。齒輪式液壓馬達由于密封性差，容積效率低，輸入油壓力不能過高，不能產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)矩，因此齒輪液壓馬達僅適合于高速小轉(zhuǎn)矩場合，一般用于工程機械、農(nóng)業(yè)機械及對轉(zhuǎn)矩均勻性要求不高的機械設(shè)備上。葉片式液壓馬達體積小，轉(zhuǎn)動慣量小，動作靈敏，可適用于

17、換向頻率較高的場合，但其泄漏量較大，低速工作時不穩(wěn)定。因此葉片式液壓馬達一般用于轉(zhuǎn)速高、轉(zhuǎn)矩小和動作要求靈敏的場合。柱塞式液壓馬達結(jié)構(gòu)形式基本上與柱塞泵一樣，故可分為軸向柱塞馬達和徑向柱塞馬達。軸向柱塞馬達通常都是高速馬達，輸出扭矩較小。而徑向柱塞馬達多用于低速大轉(zhuǎn)矩的情況下， 2.略。3常用的液壓缸有哪些類型？結(jié)構(gòu)上各有何特點？各用于什么場合？答：常用的液壓缸主要有活塞式液壓缸、柱塞式液壓缸和擺動式液壓缸?；钊揭簤焊字饕懈淄病⒒钊突钊麠U、端蓋等主要部件組成。通常應用于各種金屬切削機床、壓力機、注塑機、起重機等液壓系統(tǒng)。柱塞式液壓缸的主要特點是柱塞與缸體內(nèi)壁不接觸，所以缸體內(nèi)孔只需粗加工

18、甚至不加工，故工藝性好，適用于較長行程的場合，例如，龍門刨床、大型拉床等設(shè)備的液壓系統(tǒng)中。擺動式液壓缸結(jié)構(gòu)緊湊，輸出轉(zhuǎn)矩大，但密封性較差，一般用于機床加工夾具的夾緊裝置、送料裝置、轉(zhuǎn)位裝置、周期性進給機構(gòu)等中低壓系統(tǒng)以及工程機械中。4略。5.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

19、來工作的。6已知單桿液壓缸缸筒直徑D = 100 mm，活塞桿直徑d = 50 mm，工作壓力=2 MPa，流量為q = 10 L/min，回油背壓力為= 0.5 MPa，試求活塞往復運動時的推力和運動速度。解：（1）無桿腔進油時： N m/s（2）有桿腔進油時： N m/s 答：當無桿腔進油時的活塞推力是1.08´104 N，運動速度是0.021 m/s；當有桿腔進油時活塞的推力是0.875´104 N，運動速度是0.028 m/s。7已知單桿液壓缸缸筒直徑D = 50 mm，活塞桿直徑d = 35 mm，泵供油流量為q = 10 L/min，試求：（1）液壓缸差動連接時

20、的運動速度；（2）若缸在差動階段所能克服的外負載F = 1 000 N，缸內(nèi)油液壓力有多大（不計管內(nèi)壓力損失）？解：（1） m/s （2） MPa 答：液壓缸差動連接時的運動速度是0.17 m/s；若缸在差動階段所能克服的外負載F=1 000 N時，缸內(nèi)油液壓力是1.04 MPa。8一柱塞缸柱塞固定，缸筒運動，壓力油從空心柱塞中通入，壓力為p，流量為q，缸筒直徑為D，柱塞外徑為d，內(nèi)孔直徑為，試求柱塞缸所產(chǎn)生的推力F和運動速度。解：，答：柱塞缸所產(chǎn)生的推力等于，運動速度等于。9如圖所示的葉片泵，銘牌參數(shù)為q = 18 L/min，p = 6.3 MPa，設(shè)活塞直徑D = 90 mm，活塞桿直徑

21、d = 60 mm，在不計壓力損失且F = 28 000 N時，試求在各圖示情況下壓力表的指示壓力是多少？（p=2 MPa）解：（a） MPa（b） MPa（c）第五章 習題解答1. 說明普通單向閥和液控單向閥的原理和區(qū)別，它們有哪些用途？2. 何為換向閥的“位”、“通”及“中位機能”？簡述常用換向閥的中位機能特點（O、M、P、H、Y）。3先導型溢流閥由哪幾部分組成？各起什么作用？與直動型溢流閥比較，先導型溢流閥有什么優(yōu)點？4. 現(xiàn)有兩個壓力閥，由于銘牌脫落，分不清哪個是溢流閥，哪個是減壓閥，又不希望把閥拆開，如何根據(jù)其特點作出正確判斷？5. 先導式溢流閥的阻尼孔起什么作用?如果它被堵塞將會出

22、現(xiàn)什么現(xiàn)象？如果彈簧腔不與回油腔相接，會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？6為什么減壓閥的調(diào)壓彈簧腔要接油箱？如果把這個油口堵死將會怎樣？若將減壓閥的進出口反接，又會出現(xiàn)什么情況？7對于彈簧對中型的電液換向閥，其電磁先導閥為什么通常采取Y型中位機能？8節(jié)流閥最小穩(wěn)定流量有什么意義？影響節(jié)流口流量的主要因素有哪些？9. 試根據(jù)調(diào)速閥的工作原理進行分析：調(diào)速閥進油口、出油口能否反接？進油口、出油口反接后將會出現(xiàn)怎樣的情況？在節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中，如果調(diào)速閥的進、出油口接反了，將會出現(xiàn)怎樣的情況?試根據(jù)調(diào)速閥的工作原理進行分析。10簡述比例閥的工作原理，比例閥有哪些用途？11如題5-1圖所示，開啟壓力分別為0.2、0.3、0

23、.4的三個單向閥串聯(lián)（如圖a）或并聯(lián)（如圖b），當O點剛有油液流過時，P點壓力各為多少？ 題圖5-1答：（a）壓力為0.9MPa （2）壓力為0.2MPa12題圖5-2所示系統(tǒng)中，兩個溢流閥單獨使用時的調(diào)整壓力分別為pY1=2，pY2=4。若不計溢流閥卸荷時的壓力損失，試判斷二位二通閥在不同工況下，A點和B點的壓力。題圖5-2答：（1）1YA得電，2YA失電，A點壓力為4MPa，B點壓力為4MPa（2）1YA失電，2YA得電，A點壓力為0MPa，B點壓力為2MPa（3）1YA失電，2YA失電，A點壓力為4MPa，B點壓力為6MPa13如題圖5-3所示溢流閥的調(diào)定壓力為5若閥心阻尼小孔的損失不計

24、，試判斷下列情況下壓力表數(shù)各為多少？（1）電磁鐵斷電，負載為無限大時；（2）電磁鐵斷電，負載為4；（3）電磁鐵通電，負載為3時。題圖5-3 答：（1）電磁鐵斷電，負載為無限大時，壓力為5MPa（2）電磁鐵斷電，負載為4，壓力為4MPa（3）電磁鐵通電，負載為3時，壓力為0MPa14先導式溢流閥主閥芯上的阻尼孔直徑d0=1.2mm，長度l=12mm，通過小孔的流量q=0.5L/min，油液的運動粘度為=20×10-6m2/s。試求小孔兩端的壓差(=900kg/m3)。答：由圓管層流公式可知：0.354×l05Pa15在題圖5-43所示回路中，已知活塞的運動負載為，活塞的面積，

25、溢流閥調(diào)整壓力為，兩個減壓閥的調(diào)整壓力分別為,。如不計管道及閥上的流動損失，試確定：（1）油缸活塞運動時，、點的壓力？（2）油缸運動到端位時，、點的壓力？題圖5-4注意：該題中原書圖錯了，現(xiàn)在進行更換。答：（1）活塞在運動時，A、B兩點的壓力；由于負載壓力小于減壓閥調(diào)定壓力，所以減壓閥不起作用，則： （2）活塞到達盡頭時，A、B兩點的壓力當活塞運動到終點時，負載壓力為無窮大，則減壓閥和溢流閥工作：，16題圖5-44所示，溢流閥的調(diào)整壓力為5.0，減壓閥的調(diào)整壓力為2.0，試分析下列各情況,并說明減壓閥閥口處于什么狀態(tài)。（1）當泵的出口壓力等于溢流閥調(diào)整壓力時，夾緊缸使工件夾緊后，A、C點的壓力

26、為多少？（2）當泵的出口壓力由于工作缸快進使壓力降至1.0時（工件原先處于夾緊狀態(tài)），A、C點的壓力為多少？（3）夾緊缸在夾緊工件前作空載運行時，A、B、C三點的壓力各為多少？題圖5-44答：（1）當泵的出口壓力等于溢流閥調(diào)整壓力時，夾緊缸使工件夾緊后，A、C點的壓力為多少？當夾緊缸使工件夾緊后，負載壓力為無窮大，則減壓閥和溢流閥工作：（2）當泵的出口壓力由于工作缸快進使壓力降至1.0時（工件原先處于夾緊狀態(tài)），A、C點的壓力為多少？溢流閥關(guān)閉，減壓閥不起作用，B點壓力與A點壓力相等，工件夾緊單向閥反向截止，（3）夾緊缸在夾緊工件前作空載運行時，A、B、C三點的壓力各為多少？17題圖5-45所

27、示回路，減壓閥調(diào)定調(diào)定壓力為pJ，負載壓力為pL，試分析下述各情況下，減壓閥進、出口壓力的關(guān)系及減壓閥口的開啟狀況： （1） pY<pJ，pJ> pL；（2） pY>pJ，pJ> pL；（3） pY>pJ，pJ= pL；（4） pY>pJ，pL=。題圖5-45答：（1）當PYPJ,PJPL時，即負載壓力小于減壓閥調(diào)定值，溢流閥調(diào)定值也小于減壓閥調(diào)定值，此時，減壓閥口處于全開狀態(tài)，進口壓力、出口壓力及負載壓力基本相等。（2）當PY>PJ,PJPL時，即負載壓力仍小于減壓閥調(diào)定值，溢流閥調(diào)定值大于減壓閥調(diào)定值。此時，與（1)情況相同，減壓閥口處于小開口的減

28、壓工作狀態(tài)，其進口壓力、出口壓力及負載壓力基本相等。（3）當PY>PJ,PJ=PL時，即負載壓力等于減壓閥調(diào)定值，而溢流閥調(diào)定值仍大于減壓閥調(diào)定值，此時，減壓閥口處于小開口的減壓工作狀態(tài)，其進口壓力等于溢流閥調(diào)定值，出口壓力等于負載壓力。（4）當PY>PJ,PL=時，即負載壓力相當大（如液壓缸運動到行程終點時）。此時減壓閥口基本處于關(guān)閉狀態(tài)，只有少量油液通過閥口流至先導闊；進口壓力等于溢流閥調(diào)定值，出口壓力等于減壓閥調(diào)定值。第六章略第7章 思考題與習題答案7.1進油節(jié)流調(diào)速回路的功率損失包括溢流損失和節(jié)流損失；該回路適用于輕載、低速、負載變化不大和對速度穩(wěn)定性要求不高的小功率液壓系

29、統(tǒng)。7.2節(jié)流閥位于回油路上使液壓缸回油腔產(chǎn)生一定的背壓，該回路能承受一定的負值負載，提高了液壓缸的速度穩(wěn)定性。同一節(jié)流閥放在回油路上可獲得比進油路上更高的速度。7.3 旁路節(jié)流調(diào)速回路的功率損失只有節(jié)流損失；該回路在負載變化時速度變化較前兩種回路更嚴重，即此回路的速度剛性更軟，速度穩(wěn)定性更差，本回路的低速承載能力更差，調(diào)速范圍也更小。7.4 采用節(jié)流閥的調(diào)速回路當負載變化時，會引起節(jié)流閥前后兩端工作壓差的變化。對于有效通流面積一定的節(jié)流閥來說，當工作壓差變化時，通過的流量也會變，這樣就導致液壓缸的運動速度變化。因此，采用節(jié)流閥的調(diào)速回路的速度平穩(wěn)性比較差。采用調(diào)速閥的調(diào)速回路，其速度平穩(wěn)性大

30、為改善。因為只要調(diào)速閥的工作壓差超過它的最小工作壓差值，則通過調(diào)速閥的流量便不隨壓差變化。7.5 實現(xiàn)順序運動的方式有：采用順序閥、壓力繼電器、行程開關(guān)、機動換向閥等多種方式。7.6 同步回路主要有采用同步缸或同步馬達同步回路和帶補償裝置的同步回路兩種。采用同步缸或同步馬達的同步運動回路的同步精度取決于液壓缸或馬達的加工精度和密封性，一般不宜做得過大，所以這種回路僅適用于小容量的場合。帶補償裝置的同步運動回路采用兩液壓缸串聯(lián)、面積相等來實現(xiàn)同步，本回路中的補償裝置可以使液壓缸在每一次運動中消除同步誤差，從而提高同步精度。7-7 在a）、b）圖中均是B缸先動，因為A、B兩液壓缸完全相同，且負載，

31、所以B缸先動；a）圖中液壓缸的運動速度比b）圖中的低，因為a）圖為進油節(jié)流調(diào)速回路，b）圖為回油節(jié)流調(diào)速回路，并且同一節(jié)流閥位于進口可使液壓缸得到比出口更低的速度。7-8 快進時，雙泵同時供油，速度為；壓力表讀數(shù)為。工進時，回路承載能力為。7-9 ； ； 7-10 ；。第八章氣壓傳動基本知識8-1 干空氣的密度與哪些因素有關(guān)？寫出干空氣密度表達式？答：干空氣的密度與溫度與壓力有關(guān)。 （）8-2 何謂濕空氣？有哪些評定指標？答：由干空氣與水蒸氣組成的混合氣體，稱為濕空氣。評定指標有絕對濕度、相對濕度、含濕量和露點。8-3 設(shè)濕空氣的壓力為0.1013MPa，溫度為70，相對濕度為60%，求（1）

32、絕對濕度？（2）氣溫降到多少攝氏度時，開始結(jié)露水（露點）？答：絕對濕度為60%。氣溫降低到20時，開始結(jié)露水。8-4 氣壓壓縮機向容積為20L的氣罐內(nèi)充氣至p1=0.8MPa時停止，此時罐內(nèi)的溫度為t1=40,又經(jīng)過若干消失，缸內(nèi)溫度降至室溫t1=10，問（1）此時，罐內(nèi)的壓力為多少？（2）此時，罐內(nèi)壓縮了多少室溫為10的自由空氣（設(shè)大氣壓壓力近似為0.1MPa）？答：由等容變化過程可知： 由等溫變化過程可知：8-5 如何定義馬赫數(shù)？說明它的物理意義？答：速度與聲速之比稱為馬赫數(shù)。馬赫數(shù)是聲速的倍數(shù)，是氣體流動的一個重要參數(shù)，也是氣體壓縮性的一個判別數(shù)。8-6 多個元件組合后的有效截面面積如何

33、計算？寫出并聯(lián)組合、串聯(lián)組合、串并聯(lián)組合元件的有效截面面積的計算公式？答：在回路中有多個閥類元件連接使用時，可用一總有效面積來代替。當n個元件并聯(lián)時總有效面積為 當n個元件串聯(lián)時總有效面積為 當n個元件串并聯(lián)時總有效面積為 第九章常用氣壓傳動元件9-1 簡述活塞式空壓機的工作原理？答：其工作原理如課文中9-2所示。當活塞3向右運動時，氣缸2內(nèi)活塞左腔的壓力低于大氣壓力，吸氣閥9被打開，空氣在大氣壓力作用下進入氣缸2內(nèi)，這個過程 稱為“吸氣過程”。當活塞向左移動時，吸氣閥9在缸內(nèi)壓縮氣體的作用下而關(guān)閉，缸內(nèi)氣體被壓縮，這個過程稱為壓縮過程。當氣缸內(nèi)空氣壓力增高到略高于輸氣管內(nèi)壓力后，排氣閥l被打

34、開，壓縮空氣進入輸氣管道，這個過程稱為“排氣過程”?；钊?的往復運動是由電動機帶動曲柄轉(zhuǎn)動，通過連桿、滑塊、活塞桿轉(zhuǎn)化為直線往復運動而產(chǎn)生的。圖中只表示了一個活塞一個缸的空氣壓縮機，大多數(shù)空氣壓縮機是多缸多活塞的組合。9-2 簡述油霧器的工作原理？答：引射原理是從噴管噴出一股流體，由于質(zhì)點的相互摩擦、碰撞，使它具有卷吸周圍靜止流體的作用（如課文中9-12a所示），主射流將自身的一部分能量傳給周圍流體，從而夾帶周圍一部分流體一起向前運動。如果在噴管外部套一個比噴管尺寸大的管道，如課文中9-12b所示，這樣便限制了射流與外界的接觸。這時，由噴管噴出來的射流，還是要卷吸一部分周圍流體向前運動，于是在

35、射流的周圍形成低壓區(qū)，套管中流體便被卷吸進來，與噴管噴出的流體混合后，經(jīng)出口流出。這種利用一股較高速度的流體射流將另一股流體（靜止或低速的流體）吸入并相互混合后一起流動的現(xiàn)象稱為引射現(xiàn)象。當射流從油杯中將油引射出來時，氣流繞過油滴或球體，油滴表面壓力分布不均，出現(xiàn)局部低壓區(qū)（相對來流壓力），此低壓力的作用正好與油滴表面張力相反，低壓力的作用使油滴膨脹，表面張力的作用使油滴緊縮，當?shù)蛪毫Φ拇笥谟偷伪砻鎻埩r，油滴膨脹并被撕裂成更小油珠。這樣便使油發(fā)生霧化。由上述分析可見，當引射流體的速度（即來流速度）越高，則油滴表面形成負壓越厲害，越容易將油滴撕裂，即越容易霧化。9-3 氣源裝置中為什么要設(shè)置儲

36、氣罐，其容積和尺寸應如何確定？答：設(shè)置貯氣罐的主要目的是使壓縮空氣供氣平穩(wěn)，減少壓力脈動；作為壓縮空氣瞬間消耗需要的儲存補充之用；儲存一定量的壓縮空氣，停電時可使系統(tǒng)繼續(xù)維持一定時間；可降低空壓機的啟動-停止頻率，其功能相當于增大了空壓機的功率；利用儲氣罐的大表面積散熱使壓縮空氣中的一部分水蒸氣凝結(jié)為水。 根據(jù)貯氣罐的主要用途不同而選擇相應的計算方法進行計算。9-4 氣動系統(tǒng)管道選擇的原則是什么？答：1）從空氣壓縮機的排氣口至冷卻器、油水分離器、氣罐、空氣干燥器的壓縮空氣管道構(gòu)成了空氣壓縮機站管道；空氣從空氣壓縮機站輸出到氣動設(shè)備之間的管道稱為空氣輸送管道，這兩種管道均以無縫鋼管作為輸送管道。

37、2）硬管適用于高溫、高壓和固定的場合。在小范圍之內(nèi)高等級的鍍鋅焊接管經(jīng)過耐壓試驗以后也可以使用。雖然紫銅管道價格昂貴，其抗振能力較弱，但比較容易彎曲和安裝，因此固定部分的安裝可以選擇。3）軟管用于工作壓力不高、溫度較低的場合。軟管拆裝方便，密封性能好，適用于氣動元件之間的連接。9-5 簡述沖擊氣缸的工作過程？答：沖擊氣缸的整個工作過程可簡單地分為三個階段。第一個階段圖9-22a，壓縮空氣由孔A輸入沖擊缸的下腔，蓄氣缸經(jīng)孔口排氣，活塞上升并用密封墊封住噴嘴，中蓋和活塞間的環(huán)形空間經(jīng)排氣孔與大氣相通。第二階段圖9-22 b，壓縮空氣改由孔召進氣，輸入蓄氣缸中，沖擊缸下腔經(jīng)孔A排氣。由于活塞上端氣壓

38、作用在面積較小的噴嘴上，而活塞下端受力面積較大，一般設(shè)計成噴嘴面積的9倍，缸下腔的壓力雖因排氣而下降，但此時活塞下端向上的作用力仍然大于活塞上端向下的作用力。第三階段圖9-22c，蓄氣缸的壓力繼續(xù)增大，沖擊缸下腔的壓力繼續(xù)降低，當蓄氣缸內(nèi)壓力高于活塞下腔壓力9倍時，活塞開始向下移動，活塞一旦離開噴嘴，蓄氣缸內(nèi)的高壓氣體迅速充人到活塞與中間蓋間的空間，使活塞上端受力面積突然增加9倍，于是活塞將以極大的加速度向下運動，氣體的壓力能轉(zhuǎn)換成活塞的動能。在沖程達到一定時，獲得最大沖擊速度和能量，利用這個能量對工件進行沖擊做功，產(chǎn)生很大的沖擊力。 9-6 說明直動式和先導式減壓閥的工作原理？答：如圖9-4

39、6為直動式減壓閥的結(jié)構(gòu)原理。輸入氣流經(jīng)P1 進入閥體，經(jīng)閥口2節(jié)流減壓后從P2口輸出，輸出口的壓力經(jīng)過阻尼孔4進入膜片室，在膜片上產(chǎn)生向上的推力，當出口的壓力P2瞬時增高時，作用在膜片上向上的作用力增大，有部分氣流經(jīng)溢流口和排氣口排出，同時減壓閥芯在復位彈簧1的作用下向上運動，關(guān)小節(jié)流減壓口，使出口壓力降低；相反情況不難理解。調(diào)解手輪8就可以調(diào)節(jié)減壓閥的輸出壓力。采用兩個彈簧調(diào)壓的作用是調(diào)節(jié)的壓力更穩(wěn)定。2)先導式減壓閥如圖9-47為某先導式減壓閥的結(jié)構(gòu)原理圖。與直動式減壓閥相比，該閥增加了由噴嘴10、擋板11、固定節(jié)流孔5及氣室所組成的噴嘴擋板放大環(huán)節(jié)。當噴嘴與擋板之間的距離發(fā)生微小變化時，

40、就會使氣室中的壓力發(fā)生很明顯的變化，從而引起膜片6有較大的位移，去控制閥芯4的上下移動，使進氣閥口3開大或關(guān)小，提高了對閥芯控制的靈敏度，也就提高了閥的穩(wěn)壓精度。9-7 簡述快速排氣閥的工作原理？答：如課文中9-33為快速排氣閥的結(jié)構(gòu)原理。當氣體從P通入時，氣體的壓力使唇型密封圈右移封閉快速排氣口e，并壓縮密封圈的唇邊，導通P口和A口，當P口沒有壓縮空氣時，密封圈的唇邊張開，封閉A和P通道，A口氣體的壓力使唇型密封圈左移，A、T通過排氣通道e連通而快速排氣（一般排到大氣中）。9-8 減壓閥、順序閥和安全閥這三種壓力閥的圖形符號有什么區(qū)別？它們各有什么用途？答：在常開與常閉；出口壓力與進口壓力反

41、饋；出口接元件或油箱及作用的不同。減壓閥獲得較低、穩(wěn)定的壓力，一般用于支油路；順序閥起壓力開關(guān)作用，控制多個執(zhí)行元件順序動作；安全閥限制系統(tǒng)的最高壓力。9-9 普通節(jié)流閥與排氣節(jié)流閥的區(qū)別是什么？答：安裝位置不同，排氣節(jié)流閥只能安裝在排氣位置。9-10 為什么說雙氣控二位五通閥相當于一個“雙穩(wěn)”元件？畫出職能符號并用真值表說明其邏輯功能？答：元件屬于記憶型元件，在邏輯線路中具有重要的作用。圖示9-63為雙穩(wěn)元件的工作原理。當A有信號輸入時，閥芯移動到右端極限位置，由于滑塊的分隔作用，P口的壓縮空氣通過S1輸出，S2與排氣口T相通；在A信號消失后B信號到來前，閥芯保持在右端位置，S1總有輸出；當

42、B有信號輸入時，閥芯移動到左端極限位置，P口的壓縮空氣通過S2輸出，S1與排氣口T相通；在B信號消失后A信號到來前，閥芯保持在右端位置，S2總有輸出；這里，兩個輸入信號不能同時存在。元件的邏輯關(guān)系式為：； 。9-11 用職能符號畫出減壓閥、油霧器、分水濾氣器之間的正確連接順序，并指出為什么只能這樣連接？空氣過濾器，濾去空氣中的灰塵、雜質(zhì)、并將空氣中的水分分離出來。減壓閥，起減壓和穩(wěn)壓的作用，保證每臺氣動設(shè)備得到所需要的壓力。油霧器，它是一種特殊的注油裝置，它將潤滑油霧化后注入空氣流，使之隨壓縮空氣進入需要潤滑的部件。9-12 什么是氣動邏輯元件？答：氣動邏輯元件是用壓縮空氣為介質(zhì)，通過元件的可

43、動部件（如膜片、閥心）在氣控信號作用下動作，改變氣流方向以實現(xiàn)一定邏輯功能的氣體控制元件。第10章 思考題與習題答案（略）11章習題答案1.(1)“抓住兩頭”即首先找出系統(tǒng)中的執(zhí)行元件和動力元件（可能有多個）；根據(jù)設(shè)備的工藝對液壓系統(tǒng)的動作要求，結(jié)合動作循環(huán)表（圖）要求，了解每個執(zhí)行元件的工作情況；了解液壓動力元件的類型。(2)找準“主控閥”；找準主控閥就為分析動作循環(huán)找到了支撐點，其它閥都是圍繞執(zhí)行元件的調(diào)節(jié)功能而確立的，如：用壓力控制閥調(diào)整壓力，用節(jié)流元件調(diào)整速度，用行程閥、行程開關(guān)、壓力繼電器或電接觸式壓力表發(fā)信等，實現(xiàn)各種工況的狀態(tài)要求。(3)“三圖結(jié)合”，逐步分解；“三圖”即系統(tǒng)原理

44、圖、動作循環(huán)圖、電磁鐵得失電圖表。按照執(zhí)行元件動作循環(huán)圖要求，以各個執(zhí)行元件為核心將系統(tǒng)分解為一個個子系統(tǒng)（基本回路），然后，利用前面學過的知識逐個分析子系統(tǒng)工作原理，即液壓油從動力元件開始，沿油路一步一步傳遞，到主控閥，直至執(zhí)行元件，再回到油箱。結(jié)合電磁鐵得失電表，確定某種工況時的回路中所有元件的工作狀態(tài)。2. 答：YT4543型動力滑臺的液壓系統(tǒng)主要由下列基本回路組成：限壓式變量泵、調(diào)速閥、背壓閥組成的容積式進油口節(jié)流調(diào)速回路（容積節(jié)流回路）；差動連接的快速運動回路；電液換向閥（由閥5、4組成）的換向回路；行程閥和電磁閥的速度換接回路；（5）串聯(lián)調(diào)速閥的二次進給回路。單向閥3除有保護液壓泵

45、免受液壓沖擊的作用外，主要是在系統(tǒng)卸荷時使電液換向閥的先導控制油路有一定的控制壓力，確保實現(xiàn)換向動作。單向閥6的作用是：在工進時隔離進油路和回油路。3. 答：YB32200型液壓機液壓系統(tǒng)的特點：1.系統(tǒng)使用一個高壓軸向柱塞式變量泵供油，既符合工藝要求又節(jié)省能量，這是壓力機液壓系統(tǒng)的一個特點。2.液壓機是典型的以壓力控制為主的液壓系統(tǒng)。系統(tǒng)壓力由遠程調(diào)壓閥3調(diào)定；減壓回路確?？刂朴吐帆@得2Mpa的穩(wěn)定低壓；系統(tǒng)中的順序閥7規(guī)定了液壓泵必須在2.5MPa的壓力下卸荷，從而使控制油路能確保具有一定的控制壓力；系統(tǒng)利用管道和油液的彈性變形來實現(xiàn)保壓，方法簡單，但對液控單向閥和液壓缸等元件的密封性能要

46、求高；采用液控單向閥的平衡回路；采用了專用的泄壓回路等。3.系統(tǒng)中采用了專用的釋壓閥來實現(xiàn)上滑塊快速返回時上缸換向閥的換向，保證液壓機動作平穩(wěn)，不會在換向時產(chǎn)生液壓沖擊和噪聲。4.系統(tǒng)中上、下兩缸的動作協(xié)調(diào)是由兩個換向閥互鎖來保證的。一個缸必須在另一個缸靜止不動時才能動作。但是，在拉伸操作中，為了實現(xiàn)“壓邊”這個工步，上液壓缸活塞必須推著下液壓缸活塞移動；這時上液壓缸下腔的油進入下液壓缸的上腔，而下液壓缸的下腔的油則經(jīng)過下缸溢流閥排回油箱，這樣兩缸能同時工作，不存在動作不協(xié)調(diào)的問題。5.系統(tǒng)中的兩個液壓缸各設(shè)有一個安全閥進行過載保護。兩缸換向閥采用串聯(lián)接法也是一種安全措施。上液壓缸快速下行系統(tǒng)

47、中油液流動的情況為：進油路：液壓泵順序閥7上缸換向閥6(左位)單向閥10上液壓缸上腔?；赜吐罚荷弦簤焊紫虑灰嚎貑蜗蜷y11上缸換向閥6(左位)下缸換向閥14(中位) 油箱。保壓時液壓泵卸荷的油路是：液壓泵順序閥7上缸換向閥6(中位) 下缸換向閥14(中位) 油箱。上液壓缸泄壓后快速返回油液流動情況為：進油路：液壓泵順序閥7上缸換向閥6(右位)液控單向閥11上液壓缸下腔；回油路：上液壓缸上腔液控單向閥12油箱。閥12的作用：當上液壓缸快速下行，上液壓缸上腔仍因油液不足而產(chǎn)生負壓，吸開液控單向閥12（也稱補油閥）使補油桶中的油流入上液壓缸上腔；從上滑塊接觸工件時開始，上液壓缸上腔壓力升高，液控單向閥

48、12關(guān)閉；上液壓缸泄壓后快速返回時，液控單向閥12被打開，油液直接流回油箱。4.答：SZ250A型塑料注射成型機液壓系統(tǒng)主要有如下基本回路組成：（1）雙泵供油回路；（2）卸荷回路；（3）保壓回路；（4）節(jié)流調(diào)速回路；（5）順序動作回路；（6）多級調(diào)壓回路；（7）速度換接回路。12章習題答案1. 如圖：12-12.答：p294-295。3.略。4.略。第13章 氣動邏輯系統(tǒng)設(shè)計1. 答：氣動行程程序控制回路中的障礙信號是指行程發(fā)信裝置發(fā)出的信號之間相互干擾，使動作不能正常進行。典型障礙信號分為型障礙和型障礙。一個信號妨礙另一個信號輸入，使程序不能正常進行的信號，稱之為 I型障礙信號，它經(jīng)常發(fā)生在單往復程序回路中。信號多次出現(xiàn)而產(chǎn)生的障礙，稱之為型障礙信號，這種障礙通常發(fā)生在多往復回路中。障礙信號的判別與消除見課本p299。2. A1B1 A0B0的X-D狀態(tài)圖：A1B1 A0B0的氣動控制回路圖：3.略4.略5.略第14章 氣壓傳動系統(tǒng)應用與分析1.拉門自動開閉氣動系統(tǒng)利用超低壓氣動閥,對行人的踏板動作進行檢測,用以控制氣缸的動作,并通過連桿機構(gòu),將氣缸活塞桿的直線運動轉(zhuǎn)換成拉門的開啟與關(guān)閉運動。在拉門的內(nèi)、外兩側(cè),分別裝有踏板7和12,在踏板下方裝有一端完全密封的橡膠管,管的另一端與超