液壓與氣壓傳動(dòng)答案詳解

1、液 壓 與 氣 壓 傳 動(dòng)YEYA YU QIYA CHUANDONG習(xí)題詳解XI TI XIANG JIE天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 主審：孟慶國(guó) 馮 娜 解題：機(jī)師1111班 排版：郝祥兵64目錄1 緒論 3 1-1 4 1-2 4 1-3 52 液壓流體力學(xué)基礎(chǔ) 5 2-1 5 2-2 6 2-3 6 2-4 7 2-5 8 2-6 8 2-7 9 2-810 2-912 2-10 12 2-11 13 2-12 15 2-13 153 液壓泵 16 3-116 3-217 3-317 3-417 3-518 3-618 3-719 3-819 3-920 3-10 21 3-11 224 液

2、壓馬達(dá)與液壓缸 23 4-123 4-224 4-325 4-427 4-528 4-6285 液壓控制閥 30 5-130 5-230 5-3325-432 5-5346 液壓輔助裝置 35 6-135 6-2377 液壓基本回路 39 7-139 7-239 7-340 7-440 7-542 7-643 7-746 7-8478 典型液壓系統(tǒng) 48 8-148 8-25310 氣壓傳動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí) 54 10-1 54 10-3 54 10-4 55 10-5 55 10-6 57 10-7 57第一章緒論1-1液壓傳動(dòng)，與機(jī)械傳動(dòng)相比，有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？列舉所熟悉的液壓傳動(dòng)應(yīng)用實(shí)例。優(yōu)點(diǎn)：（1

3、）能在運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)行無(wú)極調(diào)速，調(diào)速方便，調(diào)速范圍比較大。 （2）操縱簡(jiǎn)便，易于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離操縱和自動(dòng)控制。 （3）簡(jiǎn)化機(jī)器結(jié)構(gòu)，減少零件數(shù)目。缺點(diǎn)：（1）由于油液到的可壓縮性和泄露等原因，不能保證嚴(yán)格的傳動(dòng)比。 （2）由于受油液流動(dòng)阻力和泄露的影響，液壓傳動(dòng)效率一般不高，并帶來(lái)系統(tǒng)發(fā)熱，需要冷卻等問(wèn)題。 （3）制造維護(hù)要求均較高，造價(jià)較貴。實(shí)例 液壓千斤頂、自卸式汽車(chē)、挖掘機(jī)、氣墊船、塑料注射機(jī)等等1-2液壓系統(tǒng)由哪幾部分組成？各部分的作用是什么？為什么要將工作介質(zhì)列入系統(tǒng)的一部分？ 液壓系統(tǒng)一般由五部分組成如下：（1） 動(dòng)力部分。其作用是將厡動(dòng)力的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為油液的壓力能。（2） 執(zhí)行部分。其

4、作用是將液壓泵輸入的油液壓力能轉(zhuǎn)換為帶動(dòng)工作機(jī)器的機(jī)械能。（3） 控制部分。其作用是用來(lái)控制和調(diào)節(jié)油液的壓力、流量和流動(dòng)方向。（4） 輔助部件。作用是將前面三部分連接在一起，組成一個(gè)系統(tǒng)，進(jìn)行儲(chǔ)油、過(guò)油、測(cè)量和密封。（5） 工作介質(zhì)。作用是傳遞信號(hào)和動(dòng)力。 工作介質(zhì)在液壓系統(tǒng)中主要是指各種油液，之所以液壓系統(tǒng)可以運(yùn)行就是因?yàn)楣ぷ鹘橘|(zhì)為其傳遞動(dòng)力和信號(hào)。如果沒(méi)有工作介質(zhì)那么液壓系統(tǒng)就沒(méi)法正常工作，所以把工作介質(zhì)列入系統(tǒng)的一部分。1-3舉例說(shuō)明目前液壓傳動(dòng)技術(shù)發(fā)展的方向。1、 提高元件性能，創(chuàng)制新元件、體積不斷縮小。目前市場(chǎng)出現(xiàn)的微型元件主要用于精密的機(jī)械加工，如電子工業(yè)，制藥工業(yè)。2、 高度組合

5、化，集成化和模塊化。3、 與微電子結(jié)合走向智能化?，F(xiàn)在國(guó)外已經(jīng)著手開(kāi)發(fā)多種行業(yè)能通用的只能組合硬件，它們只需配上不同的軟件就可以在不同的行業(yè)中完成不同的任務(wù)。 第二章 液壓流體力學(xué)基礎(chǔ) 2-1 何謂液壓油的黏度？影響?zhàn)ざ鹊囊蛩赜心男看穑阂后w在流動(dòng)時(shí)，在其分子間產(chǎn)生內(nèi)摩擦的性質(zhì)，稱為液體的黏性，粘性的大小用黏度表示，是用來(lái)表征液體性質(zhì)相關(guān)的阻力因子。影響?zhàn)ざ鹊囊蛩赜校海?） 溫度的影響 油液的粘度對(duì)溫度的變化十分敏感，當(dāng)油液的溫度升高時(shí)，其粘度顯著降低；反之，則黏度會(huì)顯著升高。（2） 壓力的影響 液體所受的壓力增大時(shí)，其分子間的距離將減小，內(nèi)摩擦力增大，黏度也隨之增大。2-2 液壓油有哪幾種類(lèi)

6、型？液壓油的牌號(hào)與黏度有什么關(guān)系？如何選用液壓油？答：液壓油分為礦物性和難燃性兩大類(lèi)。礦物性液壓油包括HH液壓油、HL液壓油、HR液壓油、HM液壓油、HG液壓油、HV液壓油、HS液壓油和專(zhuān)用液壓油八類(lèi)。難燃性液壓液包括高水基液壓液、合成液壓液和純水。液壓油的牌號(hào)是指液壓油在40時(shí)運(yùn)動(dòng)粘度中心值，所以牌號(hào)的數(shù)字越大表示液壓油的黏度液越大。液壓油的選用需要根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作環(huán)境和工作條件選擇合適的液壓油類(lèi)型，然后選擇液壓油的牌號(hào)。（1）液壓系統(tǒng)的工作壓力。工作壓力較高的液壓系統(tǒng)宜選用黏度較大的液壓油，以便于密封，減少泄漏；反之，可選用黏度較小的液壓油。（2）環(huán)境溫度。環(huán)境溫度較高時(shí)宜選用黏度較大的

7、液壓油，主要目的是減少泄漏，因?yàn)榄h(huán)境溫度高會(huì)使液壓油的黏度下降；反之，選用黏度較小的液壓油。（3）運(yùn)動(dòng)速度。當(dāng)工作部件的運(yùn)動(dòng)速度較高時(shí)，為了減少液流的摩擦損失，宜選用黏度較小的液壓油；反之，為了減少泄漏，宜選用黏度較大的液壓油。2-3 用恩氏黏度計(jì)測(cè)得的某種液壓油200mL流過(guò)的時(shí)間。20時(shí)200mL蒸餾水流過(guò)的時(shí)間。問(wèn)該液壓油的為多少？動(dòng)力黏度（Pas）為多少？運(yùn)動(dòng)粘度（）為多少？解：液壓油的恩氏黏度： = = 液壓油的運(yùn)動(dòng)粘度： 動(dòng)力粘度： 由得，（Pas）2-4 如題2-4圖所示，容器A內(nèi)充滿著的液體，汞U形測(cè)壓計(jì)的h=1m，求容器A中心的壓力。解：取BC為基面，列出靜力學(xué)基本方程： 2

8、-5 如題2-5圖所示，具有一定真空度的容器用一根管子倒置于液面與大氣相通的槽中，液體在管中上升的高度為h=0.5m，設(shè)液體的密度為1000kg/m，試求容器內(nèi)真空度。 解：由平衡方程可得+gh即真空度為：-=gh=100.5Pa=5Pa 2-6 壓差測(cè)量計(jì)如題2-6圖所示，工作介質(zhì)水銀的密度為1，水的密度為2。水銀的液面差為h,容積A、B的頁(yè)面與基準(zhǔn)面0-0的距離分別為ha 和h b ，相應(yīng)的頁(yè)面上的壓力分別為pa 和pb ，設(shè)h =50mm，ha =150mm，hb =200mm，試確定壓差p(pa -pb)的大小。21解：由圖可知，液體在基準(zhǔn)面0-0所受壓強(qiáng)相同不加活塞加活塞2-7 水平

9、截面是圓形的容器如題2-7圖所示，上端開(kāi)口，試求作用在容器底的作用力。如在開(kāi)口端加一活塞，連活塞重力在內(nèi)，作用力為30kN，問(wèn)容器底面的總作用力為多少?解：（1）上端開(kāi)口時(shí)，受力分析如圖所示（2）加活塞時(shí)，受力分析如圖所示答：上端開(kāi)口時(shí)，作用在容器底的力為7.85104 N；加活塞時(shí)，作用在容器底的力為4.965104N.2-8 如圖2-8所示，已知水深H=10m，截面A1=0.02，截面A2=0.04，求孔口的出流流量以及點(diǎn)2處的表壓力（取a=1，=1000kg/m3，不計(jì)損失） 圖2-8解：對(duì)0-0和2-2截面列理想液體能量方程： 對(duì)22和1-1截面列理想液體能量方程： 顯然， 且有連續(xù)方

10、程： 由聯(lián)立解得：則處的表壓力即 2-9 如2-9圖所示一抽吸設(shè)備水平放置，其出口和大氣相通，細(xì)管處截面積，出口處管道截面積，h=1m，求開(kāi)始抽吸時(shí)，水平管中所必需通過(guò)的流量q（液體為理想液體，不計(jì)損失）。 圖2-9解：對(duì)截面和建立液體的能量方程： （1）連續(xù)方程： （2）又 （3）方程（1）（2）（3）聯(lián)立，可得流量 2-10 如題2-10圖所示，為一水平放置的固定導(dǎo)板，將直徑d=0.1mm、流速為v=20m/s的射流轉(zhuǎn)過(guò)90，試求導(dǎo)板作用于液體合力大小及方向（=1000kg/m）。解：射流流量 對(duì)射流列動(dòng)量方程 導(dǎo)板作用于液體的合力 方向與X軸正方向成 圖2-102-11 如圖2-11圖所

11、示的液壓系統(tǒng)的安全閥，閥底直徑d=25mm,當(dāng)系統(tǒng)壓力為5.0MPa時(shí)，閥的開(kāi)度為x=5mm,通過(guò)的流量=600L/min,若閥的開(kāi)啟壓力為4.3MPa,油液的密度p=900kg/m3彈簧剛度k=20N/mm,試求油液出流角。 V2 P V1 X x解：閥芯面積： A1=d2/4=3.14(25103)/4=0.491103m2 取閥芯前的油液為研究對(duì)象，建立坐標(biāo)系，如圖所示。 左端流體受力： P1=p1A1=51060.491103=2455N 右端流體受力： Ps=p0A1+kx =4.31060.491103+20103510-3 =2211.3N 由動(dòng)量方程 q(2v2x-1v1x)

12、取1=2=1，且v2xv1x,由此可忽略v1x，得 P1-PS=qv2x=qcos=q2cos/A0 此處A0為環(huán)形射流截面積，近似為A0=xsind 且q=60010-3/60=0.01 P1-Ps=(q2/xd)(cos/sin) tan=(q2/xd)/(P1-PS) =(9000.012/510-33.142510-3)/(2455-2211.3) =0.94 =43.220 若考慮實(shí)際流動(dòng)的閥口損失，射流角度值會(huì)有所偏小。2-12 有一薄壁節(jié)流小孔，通過(guò)的流量q=25L/min 時(shí)，壓力損失為0.3MPa，試求節(jié)流孔的通流面積，設(shè)流量系數(shù)Cd =0.61,油液的密度=900kg/m3

13、。解： 根據(jù)薄壁小孔流量公式 q=CdA0 A0=m2 = 2.6510-5 m2 即薄壁小孔的通流面積為2.6510-5 m22-13 如題2-13圖所示，已知液壓泵的供油壓力為，薄壁小孔節(jié)流閥的開(kāi)口面積為，薄壁小孔節(jié)流閥的開(kāi)口面積為，試求活塞向右運(yùn)動(dòng)的速度等于多少？活塞面積，油的密度，負(fù)載，油液的流量系數(shù)。解：對(duì)活塞列平衡方程，得通過(guò)節(jié)流閥的流量通過(guò)節(jié)流閥的流量進(jìn)入缸的流量活塞的速度第3章 液壓泵3-1為什么液壓泵的實(shí)際工作壓力不宜比額定壓力低很多？為什么液壓泵在低轉(zhuǎn)速下工作時(shí)容積效率和總效率均比額定轉(zhuǎn)速時(shí)低？答:(1)因?yàn)樵谄漕~定壓力下，能發(fā)揮其最佳機(jī)械效率。如果工作壓力比額定壓力低太多

14、，一是制造成本的增加，二是使用成本的浪費(fèi)（電能、燃料）。 (2)由公式v=(qt-q)/qt=1-q/nV得轉(zhuǎn)速越小，容積效率越小。液壓泵的總效率隨泵的工作壓力升高而升高，接近液壓泵的額定壓力時(shí)總效率升高，所以液壓泵在低轉(zhuǎn)速下工作時(shí)容積效率和總效率均比額定轉(zhuǎn)速時(shí)要低。3-2為什么軸向柱塞泵一般不能反向旋轉(zhuǎn)使用？如果工作時(shí)要求能夠正反轉(zhuǎn)，結(jié)構(gòu)上應(yīng)該采取什么措施？ 答:(1)軸向柱塞泵都是斜盤(pán)式的柱塞泵，反轉(zhuǎn)時(shí)泵的進(jìn)口就變成出口了，出口變成進(jìn)口了，所以不能反轉(zhuǎn)。但是一般都裝有單向閥的。 (2)軸向柱塞泵是改變斜盤(pán)的傾角，從而改變每個(gè)柱塞泵的行程使得泵的排量發(fā)生變化，所以可以改變斜盤(pán)的傾角與原來(lái)相反

15、的數(shù)值從而實(shí)現(xiàn)。3-3外嚙合齒輪泵為什么會(huì)有較大的流量脈沖？流量脈沖會(huì)產(chǎn)生什么危害？ 答:(1) 齒輪泵通過(guò)齒輪嚙合進(jìn)行液體的輸送，液體輸出流量隨著齒輪嚙合角度變化而變化，這樣造成了液壓系統(tǒng)脈動(dòng)的產(chǎn)生，脈動(dòng)帶給液壓系統(tǒng)振動(dòng)與噪聲，對(duì)液壓系統(tǒng)的精度造成影響，使液壓系統(tǒng)性能降低，甚至出現(xiàn)破壞液壓系統(tǒng)元件使液壓系統(tǒng)無(wú)法正常工作。3-4 什么是齒輪泵的困油現(xiàn)象？產(chǎn)生困油現(xiàn)象有何危害？如何消除困油現(xiàn)象？其他類(lèi)型的液壓泵是否有困油現(xiàn)象？答：齒輪在嚙合過(guò)程中，前一對(duì)齒輪尚未脫離嚙合，后一對(duì)齒輪已經(jīng)進(jìn)入嚙合。由于兩對(duì)輪齒同時(shí)嚙合，就有一部分油液被困在兩對(duì)輪齒所形成的獨(dú)立的封閉腔內(nèi)這一封閉腔和泵的吸、壓油腔相互

16、間不連通。當(dāng)齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)此封閉腔容積發(fā)生變化，使油液受壓縮或膨脹這就是困油現(xiàn)象。危害：封閉腔容積減小時(shí)，被困油液受擠壓，產(chǎn)生很高壓力而從縫隙中擠出，油液發(fā)熱，并使軸承等零件受到額外的負(fù)載；而封閉腔容積增大時(shí)，形成局部真空，使溶于油液中的氣體析出，形成氣泡，產(chǎn)生空穴，使泵產(chǎn)生強(qiáng)烈的噪聲，降低泵的容積效率。消除困油現(xiàn)象的方法是：在兩側(cè)端蓋各銑兩個(gè)卸荷槽。兩個(gè)卸荷槽間的距離應(yīng)保證困油空間在達(dá)到最小位置以前與壓力油腔連通，通過(guò)最小位置后與吸油腔通，同時(shí)又要保證任何時(shí)候吸油腔與壓油腔之間不能連通，以避免泄漏，降低容積效率。只要是容積式泵都可能有困油現(xiàn)象。因?yàn)闉榉乐垢邏汉偷蛪捍?，必須有一段密封，如此時(shí)被密

17、封的容積發(fā)生變化，即發(fā)生困油現(xiàn)象。3-5 雙作用葉片泵和單作用葉片泵各自的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？答：雙作用葉片泵定子與轉(zhuǎn)子同心安裝，定子為橢圓形，不可變量，壓力脈動(dòng)小，徑向力平衡。單作用葉片泵定子與轉(zhuǎn)子偏心安裝，定子為圓形，可變量，可以改變偏心距來(lái)調(diào)節(jié)泵的排量跟流量，壓力脈動(dòng)不雙作用泵大，徑向力不平衡。3-6 蝸桿泵與其他泵相比，他的特點(diǎn)是什么？答：蝸桿泵除了具有齒輪泵的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，緊湊、體積小、質(zhì)量小、對(duì)油液污染不敏感等有點(diǎn)外，還具有運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲小、容積效率高的優(yōu)點(diǎn)。蝸桿泵的缺點(diǎn)是蝸桿形狀復(fù)雜，加工困難，精度不易保證。3-7 某液壓泵排量為10mL /r，工作壓力為10Mpa，轉(zhuǎn)速為1500r/mi

18、n，泵的泄露系數(shù)為B=2.510-6mL/Pas，機(jī)械效率為0.90，試求：（1） 輸出流量；（2） 容積效率和總效率；（3） 輸出和輸入功率；（4） 理論轉(zhuǎn)矩和輸入轉(zhuǎn)矩。解：（1）qt=Vn=101500（mL/min）=15（L/min） 輸出流量 qp=qt-q= Vn-Bpp=15-2.510-61010660=13.5（L/min） （2）v=%=%=90% =vw=0.90.9100%=81%（3）輸出功率：P0=Pqp= kw=2.25kw 輸入功率：Pi= = =2.78kw（4）理論轉(zhuǎn)矩：m= T= Tt=m Tt=15.92Nm 輸入轉(zhuǎn)矩：T=17.69 Nm3-8 齒輪泵

19、轉(zhuǎn)速為1200r/min，理論流量為12.286L/min，齒數(shù)z=8，齒寬B=30mm，機(jī)械效率和容積效率均為90%，工作壓力為5.0106Pa。試求該齒輪泵的齒輪模數(shù)m、輸出功率和輸入功率。解：由泵的理論流量 qpt=npVp=2m2zBnp得 m=3.140.001m3mm輸出功率為 Ppo=PPqp=W=1.22103W=1.22kW輸入功率為 Ppi=kW0.5kW3-9 某變量葉片泵轉(zhuǎn)子外徑d=83mm ，內(nèi)徑D=89mm ，葉片寬度B=30mm ，試求：1）葉片泵排量為16mL/r時(shí)的偏心量e。2）葉片泵最大可能的排量為。解：1)偏心量e當(dāng)忽略葉片厚度和安裝傾角時(shí)，單作用葉片泵的

20、排量為 2)葉片泵的最大可能排量 而 考慮到轉(zhuǎn)子與定子之間必須保持一定的最小間隙，取最小間隙為0.5mm，則可取 3-10 某機(jī)床液壓系統(tǒng)采用限壓式變量泵，該泵出廠的流量壓力特性曲線如題3-13圖所示，已知泵的總效率為0.7，當(dāng)機(jī)床在工作近給時(shí)，泵的壓力=4.5MPa，輸出流量q=2.5L/min，在快速移動(dòng)時(shí)，泵壓力P=2.0MPa，輸出流量q=20L/min，試問(wèn)限壓式變量泵的流量壓力特性曲線應(yīng)調(diào)成何種圖形？泵所需的最大驅(qū)動(dòng)功率為多少？ 解:本題的問(wèn)題是變量葉片泵在使用過(guò)程中經(jīng)常碰到的實(shí)際性問(wèn)題。依據(jù)系統(tǒng)對(duì)工況的要求，空程快進(jìn)時(shí)，泵應(yīng)在AB段工作，而工進(jìn)時(shí)應(yīng)在BC段工作，因而需要根據(jù)快進(jìn)和

21、工進(jìn)的要求來(lái)確定調(diào)整曲線。 （1）空程快進(jìn)：在特性曲線坐標(biāo)上的壓力P=2.0MPa點(diǎn)作垂線，在縱坐標(biāo)上流量q=20L/min點(diǎn)作水平線，兩線交于M，過(guò)M點(diǎn)作AB的平行線AE。 （2）工作進(jìn)給：在特性曲線橫坐標(biāo)上壓力P=4.5MPa點(diǎn)作垂線，在縱坐標(biāo)上流量q=2.5L/min點(diǎn)作水平線，；兩線交于N，過(guò)N點(diǎn)作BC的水平線CD。 A與CD相交于B,得一條新曲線ABC,即為調(diào)整后的變量泵特性曲線，B為特性曲線的拐點(diǎn)。從圖中可查得B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的壓力P=3.25MPa，流量q=19L/min。 變量泵的最大功率在拐點(diǎn)處的壓力附近，在工作壓力超過(guò)限定時(shí)，泵輸出流量減少，通常功率反而下降，因而在計(jì)算泵所需輸入功

22、率時(shí)，應(yīng)按照拐點(diǎn)處的壓力流量參數(shù)計(jì)算，即 3-11設(shè)液壓泵的轉(zhuǎn)速為950r/min，排量為VP=168mL/r，在額定壓力29.5MPa和同樣轉(zhuǎn)速下，測(cè)得的實(shí)際流量為150L/min，額定工況下的總效率為0.87，試求：（1） 液壓泵的理論流量；（2） 液壓泵的容積效率；（3） 液壓泵的機(jī)械效率；（4） 在額定工況下，驅(qū)動(dòng)液壓泵的電動(dòng)機(jī)功率；（5） 驅(qū)動(dòng)泵的轉(zhuǎn)矩。1.解： 2. 3. 4. 5. 第4章 液壓馬達(dá)與液壓缸4-1題4-1所示為定量液壓泵和定量液壓馬達(dá)系統(tǒng)。泵輸出壓力Pp=10MPa,轉(zhuǎn)速np=1450r/min,機(jī)械效率mp=0.9,容積效率vp=0.9，馬達(dá)排量VM=10mL/

23、r,機(jī)械效率mM=0.9,容積效率vM=0.9,泵出口和馬達(dá)進(jìn)口間管道壓力損失0.2MPa,其他損失不計(jì)，試求：（1） 泵的輸出功率；（2） 泵的驅(qū)動(dòng)功率；（3） 馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和功率。 題4-1圖解：(1) qtp=npVp=14501010-3=14.5L/min qp=vpqtp=0.91.4510-2=13.05L/min Pop=ppq=1010613.0510-360=2.175Kw(2) Pip=Po/vpmp=2.175103(0.90.9)=2.69Kw(3) nM=vMqM/VM=vMqp/VM=0.913.0510-3(1010-6)=1174.5r/min 由題意可

24、知：p =pp Tm=pVMmM/(2)=101061010-60.9(23.14)=14(N.m) =nm2/60=117023.1460=122.46(rad/s) PoM=Tm=14122.46=1714w=1.714Kw4-2如題4-2圖所示系統(tǒng)，液壓泵和液壓馬達(dá)的參數(shù)如下：泵的最大排量Vpmax=115mL/r,轉(zhuǎn)速np=1000r/min,機(jī)械效率mp=0.9,總效率p=0.84,馬達(dá)排量VM=148mL/r,機(jī)械效率mM=0.9,總效率p=0.84,回路最大允許壓力pr=8.3MPa,若不計(jì)管道損失。試求：（1） 液壓馬達(dá)最大轉(zhuǎn)速及該轉(zhuǎn)速下的輸出功率和輸出轉(zhuǎn)矩。（2） 驅(qū)動(dòng)液壓泵

25、所需轉(zhuǎn)矩。 題4-2圖 解：(1)qt= Vpnp=11510-31000=115(L/min)q=pqt/mp=0.841150.9=107.33(L/min)由vM=M/mM=qt/q=VMm/q 得，nM=qM/(mMVM)=107.330.840.914810-3=676.86(r/min)TM=pVMmM/(2)=8.310614810-60.923.14=176(N.m)PoM=TM=TM(2nM)/60=17623.14676.8660=12.469(Kw)(2)Pip=PoM/pM =12469(0.840.84)=17671wTp=60Pip/(2np)=6017671(23

26、.141000)=168.8(N.m)4-3 題4-3圖所示為變量液壓和定量液壓馬達(dá)系統(tǒng)，低壓輔助液壓泵輸出壓力PY=0.4MPa,變量泵最大排量Vpmax=1000mL/r，轉(zhuǎn)速np=1000r/min，容積效率vp=0.9，機(jī)械效率mp=0.85。馬達(dá)的相應(yīng)參數(shù)為VM=50mL/r，vM=0.95，mp=0.9。不計(jì)管道損失，試求當(dāng)馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩T=40Nm,轉(zhuǎn)速為nM=160r/min時(shí)，變量泵的排量，工作壓力與功率。PYPmPp 題4-3圖解：(1)求泵的排量VpVp=/np=/np=/np=/np=（2）求泵的壓力pp不計(jì)算管道損失，pp即為液壓馬達(dá)入口壓力，p0為液壓馬達(dá)出口壓力，

27、故有 TM=或 ppp0=則 pp=5.58Mpa+p0=（5.58+0.4）Mpa=5.98Mpa（3）求泵的輸入功率Pip 泵的輸出功率為 則泵入口需要提供的功率為 0.84由于泵的吸油管道油壓為0.4Mpa，即對(duì)于入口輸入的p0=0.4Mpa的壓力油，泵相當(dāng)處于液壓馬達(dá)工況，故由壓力p0產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩為 與之相適應(yīng)的輸入的功率為 相應(yīng)的輸入功率為 功率0.07kW是油泵入口油壓p0（即系統(tǒng)內(nèi)部）提供的則外部所需要提高功率應(yīng)為 4-4 如圖4-4 圖所示，已知泵的流量q=10L/min,工進(jìn)速度v1=0.5m/min，快進(jìn)和快退的速度比為v3/v2=3/2，試求：（1） 缸兩腔的有效面積及快進(jìn)

28、和快退的速度。（2） 通過(guò)換向閥的最大流量。解：(1). (2) . 4-5 差動(dòng)液壓缸如圖4-5圖所示，若無(wú)桿腔面積A1=50cm2，有桿腔面積A2=25cm2，負(fù)載F=27600N，機(jī)械效率差動(dòng)液壓缸如圖4-5圖所示，若無(wú)桿腔面積A1=50cm2，有桿腔面積A2=25cm2，負(fù)載F=27.610N，機(jī)械效率=0.92，容積效率=0.95，試求：（1） 供油壓力大?。唬?） 當(dāng)活塞以0.95m/min的速度運(yùn)動(dòng)時(shí)所需的供油量；（3） 液壓缸的輸入功率。（4） 供油壓力大小；（5） 當(dāng)活塞以0.95m/min的速度運(yùn)動(dòng)時(shí)所需的供油量；（6） 液壓缸的輸入功率。vF解：(1)求供油壓力 (2).

29、 (3).液壓缸的輸入功率4-6 如題4-6圖所示兩個(gè)結(jié)構(gòu)和尺寸均相同相互串聯(lián)的液壓缸，無(wú)桿腔面積A1=110-2m2，有桿腔面積A2=0.810-2m2，輸入油壓力P1=0.9MPa，輸入流量q1=12L/min。不計(jì)損失和泄漏，試求：(1)兩缸承受相同負(fù)載時(shí)（F1=F2），負(fù)載和速度各是多少？(2)缸1不受負(fù)載時(shí)（F1=0），缸2能承受多少負(fù)載？(3)缸1不受負(fù)載時(shí)（F2=0），缸1能承受多少負(fù)載？ 題4-6圖 （1）解：由圖可知：P1A1=F1+P2A2 P2A1=F2 q1=q2 V2A1=A2V1 （） 解：P1A1=F1+P2A2；又P1A1=P2A2第5章 液壓控制閥5-1 如圖

30、5-1所示溢流閥的調(diào)定壓力為4MPa，若閥芯阻尼小孔造成的損失不計(jì)，試判斷下列情況下壓力表讀數(shù)各是多少？（1）DT斷電，且負(fù)載為無(wú)限大時(shí)；答：4MPa(2)DT斷電，且若負(fù)載壓力為2MPa時(shí)；答：2MPa（3）DT得電，且負(fù)載壓力為2MPa時(shí)。答：05-2 如題5-2圖所示回路，溢流閥的調(diào)整壓力5MPa，減壓閥的調(diào)整壓力1.5MPa，活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)負(fù)載壓力為1MPa，其他損失不計(jì)，試求：（1）活塞在運(yùn)動(dòng)期間和碰到死擋鐵后 管路中A、B處的壓力值；（2）如果減壓閥的外泄油口在安裝時(shí)未接郵箱，當(dāng)活塞碰到死擋鐵后A、B處的壓力值。答：（1）運(yùn)動(dòng)期間：1 Mpa，1 Mpa碰到死擋鐵：1.5 Mpa，5

31、Mpa（2）碰到死擋鐵：5 Mpa，5 Mpa5-3定壓式進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路中，溢流閥溢流，在考慮溢流閥調(diào)壓偏差時(shí)，試分析：（1） 如果負(fù)載為定值，將節(jié)流閥開(kāi)口減小，泵的工作壓力如何變化？（2） 如果節(jié)流閥開(kāi)口不變，負(fù)載減小，泵的工作壓力如何變化？解：根據(jù)節(jié)流閥的流量公式 可知：（1） 當(dāng)AT減小，節(jié)流閥流量減小，溢流閥的流量增加，泵的壓力增加。（2） 當(dāng)負(fù)載減小，P增加，節(jié)流閥流量增加，溢流閥流量減小，泵的壓力減小。 5-4溢流閥、順序閥、減壓閥各有什么作用？它們?cè)谠砩虾蛨D形符號(hào)上有何異同？順序閥能否當(dāng)溢流閥用？解：1、（1）溢流閥的基本功用有兩種：一種是實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓、調(diào)壓或限壓的作用，這種功用

32、常用于定量泵系統(tǒng)中，與節(jié)流閥配合使用；第二種是過(guò)載時(shí)溢流，主要起安全保護(hù)作用。（2） 順序閥是控制液壓系統(tǒng)各執(zhí)行元件先后順序動(dòng)作的壓力控制閥，實(shí)質(zhì)上是一個(gè)由壓力油液控制其開(kāi)啟的二通閥。（3） 減壓閥是用來(lái)降低液壓系統(tǒng)中某一分支油路的壓力，使之低于液壓泵的供油壓力，以滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)（如夾緊、定位油路，制動(dòng)、離合油路，系統(tǒng)控制油路等）的需要，并保持基本恒定。2、 相同點(diǎn)：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。不同的：1）控制壓力：減壓閥是出口壓力控制，保證出口壓力為定值；溢流閥是進(jìn)口壓力控制，保證進(jìn)口壓力為定值；順序閥可用進(jìn)口壓力控制，也可用外部壓力控制。

33、 2）不工作時(shí)閥口狀態(tài)：減壓閥閥口常開(kāi)；溢流閥閥口常閉；順序閥閥口常閉。 3）工作時(shí)閥口狀態(tài)：減壓閥閥口關(guān)??；溢流閥閥口開(kāi)啟；順序閥閥口開(kāi)啟。 4）泄油口：減壓閥有單獨(dú)的泄油口；順序閥通常有單獨(dú)的泄油口；溢流閥彈簧腔的泄露油經(jīng)閥體內(nèi)流道內(nèi)泄至出口。順序閥溢流閥減壓閥3、 順序閥能當(dāng)溢流閥用。將內(nèi)控式順序閥的輸入油口接液壓泵，輸出油口接郵箱，可作普通溢流閥使用，但它因閥心開(kāi)口突變，穩(wěn)定性較差。5-5 如題5-5圖所示系統(tǒng)中，已知兩溢流閥的調(diào)整壓力分別為PY1=5MPa，PY2=2MPa,試問(wèn)活塞向左和向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，液壓泵可能達(dá)到的最大工作壓力各是多少？YA2MPaPY25MPaPY1題5-5圖解：

34、YA斷電，泵的最大工作壓力為溢流閥1調(diào)定壓力，Pmax=5MPa； YA通電，泵的最大工作壓力為溢流閥2調(diào)定壓力，Pmax=2MPa。解題思路：電磁閥處于右位時(shí)（圖示位），活塞向右運(yùn)動(dòng)，此時(shí)壓力應(yīng)該這樣理解，根據(jù)先導(dǎo)型溢流閥工作原理，兩個(gè)遠(yuǎn)程溢流閥為并聯(lián)，活塞壓力不斷升高，當(dāng)壓力達(dá)到2MPa時(shí)溢流閥2打開(kāi)，與液壓泵共同向液壓缸左側(cè)供油，當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到右極限位置時(shí)，壓力不斷上升，達(dá)到5MPa時(shí)，溢流閥1工作，油液直接回油箱。因此，最大壓力為5MPa。換向時(shí)，活塞向左運(yùn)動(dòng)，遠(yuǎn)程溢流閥2外接油箱，此時(shí)壓力由遠(yuǎn)程溢流閥2決定，最大壓力為2Mpa。第6章 液壓輔助裝置6-1濾油器有哪幾種類(lèi)型?分別有什么特

35、點(diǎn)？答：按過(guò)濾精度可分為粗過(guò)濾器，普通過(guò)濾器，精過(guò)濾器，特精過(guò)濾器。按濾芯的材料和結(jié)構(gòu)形式，濾油器可分為網(wǎng)式、線隙式，紙質(zhì)濾芯式、燒結(jié)式濾油器。按過(guò)濾材料的過(guò)濾原理分為表面型，深度型，和磁性濾油器等。按濾油器安放的位置不同，還可以分為吸濾器，壓濾器和回油濾油器一 表面型過(guò)濾器表面型過(guò)濾器極易堵塞，最常用的有網(wǎng)式和線隙式濾油器兩種。（1）網(wǎng)式濾油器濾芯以銅網(wǎng)為過(guò)濾材料，在周?chē)_(kāi)有很多孔的塑料或金屬筒形骨架上，包著一層或兩層銅絲網(wǎng)，其過(guò)濾精度取決于銅網(wǎng)層數(shù)和網(wǎng)孔的大小，屬于粗過(guò)濾器。這種濾油器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通流能力強(qiáng)，壓力損失小，清洗方便，但過(guò)濾精度低，一般用于液壓泵的吸油口用以保護(hù)液壓泵。(2)線隙

36、式濾油器用鋼線或鋁線密繞在筒形骨架的外部來(lái)組成濾芯，依靠銅絲間的微小間隙濾除混入液體中的雜質(zhì)。線隙式濾油器分為吸油管用和壓油管用兩種。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通油性能好，過(guò)濾精度比網(wǎng)式濾油器高，但濾芯材料強(qiáng)度低，不易清洗，多用于回路的回油過(guò)濾或泵吸油管中的吸油濾油器。二 深度型過(guò)濾器這種濾芯材料為多孔可透性材料，內(nèi)部具有曲折迂回的通道，如濾紙,燒結(jié)金屬，化纖和毛氈。紙芯、毛氈、燒結(jié)金屬、陶瓷和各種纖維制品等屬于這種類(lèi)型 。深度型過(guò)濾器的過(guò)濾精度高，但壓力損失大，只能安裝在排油管路和回油管路上。紙芯式以濾紙為過(guò)濾材料,濾芯為平紋或波紋的酚醛樹(shù)脂或木漿微孔濾紙制成的紙芯，將紙芯圍繞在帶孔的鍍錫鐵做成的骨架上，

37、以增大強(qiáng)度。為增加過(guò)濾面積，紙芯一般做成折疊形。優(yōu)點(diǎn)是過(guò)濾精度較高，一般用于精過(guò)濾系統(tǒng)，但堵塞后無(wú)法清洗，須定期更換紙芯，強(qiáng)度低。燒結(jié)式濾油器其濾芯用金屬粉末燒結(jié)而成，利用顆粒間的微孔來(lái)?yè)踝∮鸵褐械碾s質(zhì)通過(guò)。其濾芯能承受高壓，抗腐蝕性好，可制成各種形狀，制造簡(jiǎn)單，過(guò)濾精度高，適用于要求精濾的高壓、高溫液壓系統(tǒng)；缺點(diǎn)是堵塞后難清洗，金屬顆粒易脫落。三 磁性過(guò)濾器 磁性過(guò)濾器采用永磁性材料制作，這種濾芯材料把油液中對(duì)磁性敏感的金屬顆粒吸附在其表面上。它一般與深度型過(guò)濾器和表面型過(guò)濾器結(jié)合使用，形成復(fù)合式濾油器，對(duì)加工金屬的機(jī)床液壓系統(tǒng)特別適用。6-2有一壓力機(jī)，工作行程為120mm，活塞以v=60

38、mm/s的速度運(yùn)動(dòng)，負(fù)載F=150kN，系統(tǒng)最高壓力由，溢流閥調(diào)定為p2=20MPa。系統(tǒng)克服負(fù)載時(shí)的工作壓力為p1=13MPa蓄能器充氣壓力p0=10MPa，充油為等溫過(guò)程，排油為絕熱過(guò)程，試求：（1）系統(tǒng)壓力不低于13MPa時(shí)，蓄能器的總?cè)莘e；（2）不采用蓄能器時(shí)，選用泵流量應(yīng)為多少？解：（1）當(dāng)系統(tǒng)壓力低于13MPa時(shí)，蓄能器蓄能，系統(tǒng)壓力不低于13MPa時(shí)，蓄能器工作保證系統(tǒng)壓力。動(dòng)作過(guò)程蓄能器儲(chǔ)存和釋放的油液體積V，蓄能器的最高工作壓力p2=20MPa最低工作壓力p1=13MPa由FH=pV得工作時(shí)充油為等溫過(guò)程，排油為絕熱過(guò)程由氣體狀態(tài)方程 （2）不采用蓄能器時(shí)，在行程為120mm

39、，需油1.38L，缸以速度v=60mm/s完成行程所需時(shí)間缸需供油量答：系統(tǒng)壓力不低于13MPa時(shí)，蓄能器的總?cè)莘e為7.7L；不采用蓄能器時(shí)，選用泵流量應(yīng)為41.4L/min。第7章 液壓基本回路7-1 題7-1圖所示為用插裝閥組成的回路對(duì)泵實(shí)現(xiàn)調(diào)壓卸荷，述其工作原理。 解：當(dāng)二位四通電磁換向閥3處于左位題7-1圖BA21C43 系統(tǒng)壓力等于A腔壓力，由于遠(yuǎn)控油路 C腔和A腔油壓相等，隨后油壓升高溢 流閥打開(kāi)Pc壓力小于Pa腔壓力產(chǎn)生壓 力差，插裝閥打開(kāi)卸荷隨后溢流閥關(guān)閉。 當(dāng)二位四通電磁換向閥3處于右位時(shí)， 7-2 電液比例閥有兩大部分組成，各具什么特點(diǎn)？解：電液比例閥一般也是由電氣-機(jī)械轉(zhuǎn)

40、換器（多為比例電磁鐵）、液壓放大器（先導(dǎo)級(jí)閥和功率級(jí)主閥，其類(lèi)型與伺服閥基本相同）和檢測(cè)反饋機(jī)構(gòu)構(gòu)成。電氣-機(jī)械轉(zhuǎn)換器它將輸入電信號(hào)通過(guò)比例放大器放大后轉(zhuǎn)換為力或力矩，以產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)先導(dǎo)級(jí)閥運(yùn)動(dòng)的位移或轉(zhuǎn)角。先導(dǎo)級(jí)閥用于接受小功率的電氣-機(jī)械轉(zhuǎn)換器輸入的位移或轉(zhuǎn)角信號(hào)，將機(jī)械量轉(zhuǎn)換為液壓力驅(qū)動(dòng)主閥；主閥用于將先導(dǎo)級(jí)閥的液壓力轉(zhuǎn)換為流量或壓力輸出；設(shè)在閥內(nèi)部的機(jī)械、液壓及電氣式檢測(cè)反饋機(jī)構(gòu)將主閥控制口或先導(dǎo)級(jí)閥口的壓力、流量或閥芯的位移反饋到先導(dǎo)級(jí)閥的輸入或比例放大器，實(shí)現(xiàn)輸入輸出的平衡。7-3 可否將直動(dòng)式溢流閥做成比例壓力閥？解：可以，用比例電磁鐵取代直動(dòng)式溢流閥的手動(dòng)調(diào)壓裝置，便成為直動(dòng)式比例

41、溢流閥。7-4 畫(huà)出下列各種方向閥的圖形符號(hào)：（1） 二位三通交流電磁換向閥；（2） 二位二通行程閥（常開(kāi)）；（3） 二位四通直流電磁換向閥（4） 三位四通M型手動(dòng)換向閥（定位式）；（5） 三位五通Y型直流電磁換向閥；（6） 三位四通H型液動(dòng)閥；（7） 三位四通P型直流帶阻尼電液換向閥（詳細(xì)與簡(jiǎn)化符號(hào)）；詳細(xì)：簡(jiǎn)化：（8） 液控單向閥。7-5 題7-5圖所示回路可以實(shí)現(xiàn)快進(jìn)慢進(jìn)快退卸荷工作循環(huán)，試列出其電磁鐵動(dòng)作表。電磁鐵1YA2YA3YA4YA快進(jìn)慢進(jìn)快退卸荷 題7-5圖 7-6 試改正如圖7-6圖所示符號(hào)的錯(cuò)誤。（a）（b）-(c) (d)答： 改正后： (a)(b) (d)(c)錯(cuò)誤分析： （a）圖：兩位四通電磁換向閥左位有復(fù)位彈簧，右位有電磁鐵，只有當(dāng)電磁鐵得電以后，油液才會(huì)經(jīng)過(guò)右位回路。所以一般情況下液壓缸和油箱應(yīng)該在常態(tài)下構(gòu)成液壓回路。 （b）圖：兩位四通電磁換向閥在滿足性能要求的前