液壓與氣動技術(shù) 第2版 習(xí)題及答案 李新德

項目1液壓傳動技術(shù)的認知【項目驅(qū)動】1-1舉例說明那些設(shè)備采用了液壓技術(shù)？答：目前在汽車、工程機械、農(nóng)業(yè)機械、機床、塑機、冶金礦山、發(fā)電設(shè)備、石油化工、鐵路、船舶、港口、輕工、電子、醫(yī)藥以及國防工業(yè)等等都廣泛地采用了液壓技術(shù)。1-2什么是液壓傳動？基本工作原理是什么？答：液體傳動是以液體（油、合成液體）作為工作介質(zhì)，利用液體的壓力能來進行能量傳遞的傳動方式，它包括液壓傳動和液力傳動。液壓傳動工作原理如下。（1）液壓傳動是以液體（液壓油）作為傳遞運動和動力的工作介質(zhì)。（2）液壓傳動經(jīng)過兩次能量轉(zhuǎn)換，先把機械能轉(zhuǎn)換為便于輸送的液體壓力能，然后把液體壓力能轉(zhuǎn)換為機械能對外做功。（3）液壓傳動是依靠密封容積（或密封系統(tǒng)）內(nèi)容積的變化來傳遞能量的。工程機械的起重機、推土機，汽車起重機，注塑機，機床行業(yè)的組合機床的滑臺、數(shù)控車床工件的夾緊、加工中心主軸的松刀和拉刀等都應(yīng)用了液壓系統(tǒng)傳動的工作原理。1-3液壓傳動系統(tǒng)有哪些部分組成？各部分的作用是什么？答：液壓傳動系統(tǒng)主要由以下5部分組成。（1）動力元件。將機械能轉(zhuǎn)換成流體壓力能的裝置。常見的是液壓泵，為系統(tǒng)提供壓力油液。（2）執(zhí)行元件。將流體的壓力能轉(zhuǎn)換成機械能輸出的裝置。它可以是作直線運動的液壓缸，也可以是作回轉(zhuǎn)運動的液壓馬達、擺動缸。（3）控制元件。對系統(tǒng)中流體的壓力、流量及流動方向進行控制和調(diào)節(jié)的裝置，以及進行信號轉(zhuǎn)換、邏輯運算和放大等功能的信號控制元件。（4）輔助元件。保證系統(tǒng)正常工作所需的上述三種以外的裝置，如過濾器、油箱和管件。（5）工作介質(zhì)。用它進行能量和信號的傳遞。液壓系統(tǒng)以液壓油液作為工作介質(zhì)。1-4液壓傳動與其他傳動方式相比較，液壓傳動有哪些主要優(yōu)點和缺點？答：與機械傳動和電力拖動系統(tǒng)相比，液壓傳動具有以下優(yōu)點。（1）液壓元件的布置不受嚴格的空間位置限制，系統(tǒng)中各部分用管道連接，布局安裝有很大的靈活性，能構(gòu)成用其他方法難以組成的復(fù)雜系統(tǒng)。（2）可以在運行過程中實現(xiàn)大范圍的無級調(diào)速，調(diào)速范圍可達2

000∶1。（3）液壓傳動和液氣聯(lián)動傳遞運動均勻平穩(wěn)，易于實現(xiàn)快速啟動、制動和頻繁的換向。（4）操作控制方便、省力，易于實現(xiàn)自動控制、中遠程距離控制以及過載保護。與電氣控制、電子控制相結(jié)合，易于實現(xiàn)自動工作循環(huán)和自動過載保護。（5）液壓元件屬機械工業(yè)基礎(chǔ)件，標準化、系列化和通用化程度較高，有利于縮短機器的設(shè)計、制造周期和降低制造成本。除此之外，液壓傳動突出的優(yōu)點還有單位質(zhì)量輸出功率大。因為液壓傳動的動力元件可采用很高的壓力（一般可達32MPa，個別場合更高），因此，在同等輸出功率下具有體積小、質(zhì)量小、運動慣性小、動態(tài)性能好的特點。液壓傳動的缺點如下。（1）在傳動過程中，能量需經(jīng)兩次轉(zhuǎn)換，傳動效率偏低。（2）由于傳動介質(zhì)的可壓縮性和泄漏等因素的影響，不能嚴格保證定比傳動。（3）液壓傳動性能對溫度比較敏感，不能在高溫下工作，采用石油基液壓油作傳動介質(zhì)時還需注意防火問題。（4）液壓元件制造精度高，系統(tǒng)工作過程中發(fā)生故障不易診斷?？偟膩碚f，液壓傳動的優(yōu)點是主要的，其缺點將隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展會不斷得到克服。例如，將液壓傳動與氣壓傳動、電力傳動、機械傳動合理地聯(lián)合使用，構(gòu)成氣液、電液（氣）、機液（氣）等聯(lián)合傳動，以進一步發(fā)揮各自的優(yōu)點，相互補充，彌補某些不足之處。1-5液壓元件在系統(tǒng)圖中是怎樣表示的？答：在工程實際中，除某些特殊情況外，液壓元件在系統(tǒng)圖中一般都用簡單的圖形符號繪制。圖形符號只表示元件的功能，不表示具體結(jié)構(gòu)和參數(shù)。我國制定的“液壓與氣動”圖形符號標準GB/T786.1—2009見附錄。項目2液壓傳動基礎(chǔ)【項目驅(qū)動】2-1液壓油液的黏度有幾種表示方法？它們各用什么符號表示？各用什么單位？答：常用的黏度有三種表示方法，即動力黏度、運動黏度和相對黏度。平時提到油的牌號實際是運動黏度。①動力黏度用μ表示。在我國法定計量單位制及SI制中，動力黏度μ的單位是Pa·s（帕·秒）或用N·s/m2（?！っ?米2）表示。在CGS制中，μ的單位為dgn·s/cm2（達因·秒/厘米2），又稱為P（泊）。P的百分之一稱為cP（厘泊）。其換算關(guān)系如下1Pa·s=10P=103cP②運動黏度用υ表示。動力黏度μ和該液體密度ρ之比值，稱為運動黏度。即 運動黏度υ沒有明確的物理意義。因為在其單位中只有長度和時間的量綱，所以稱為運動黏度。它是工程實際中經(jīng)常用到的物理量。在我國法定計量單位制及SI制中，運動黏度υ的單位是m2/s（米2/秒）。在CGS制中，υ的單位是cm2/s（厘米2/秒），通常稱為St（沲）。1St（沲）=100cSt（厘沲）。兩種單位制的換算關(guān)系為1m2/s=104St=106cSt③相對黏度。相對黏度又稱條件黏度。它是采用特定的黏度計在規(guī)定的條件下測出來的液體黏度。根據(jù)測量條件的不同，各國采用的相對黏度的單位也不同。如我國、德國及前蘇聯(lián)等國家采用恩氏黏度（°E），美國采用國際賽氏秒（SSU），英國采用雷氏黏度（R）等。恩氏黏度由恩氏黏度計測定，即將200cm3的被測液體裝入底部有φ2.8mm小孔的恩氏黏度計的容器中；在某一特定溫度t℃時，測定液體在自重作用下流過小孔所需的時間t1和同體積的蒸餾水在20℃時流過同一小孔所需的時間t2之比值，便是該液體在t℃時的恩氏黏度。恩氏黏度用符號°Et表示 一般以20℃、50℃、100℃作為測定恩氏黏度的標準溫度，由此而得來的恩氏黏度分別用°E20、°E50和°E100表示。2-2液壓油的選用應(yīng)考慮哪幾方面？答：1.液壓油的使用要求液壓傳動系統(tǒng)使用的液壓油一般應(yīng)滿足的要求有：對人體無害且成本低廉；黏度適當(dāng)，粘溫特性好；潤滑性能好，防銹能力強；質(zhì)地純凈，雜質(zhì)少；對金屬和密封件的相容性好；氧化穩(wěn)定性好，不變質(zhì)；抗泡沫性和抗乳化性好；體積膨脹系數(shù)小；燃點高，凝點低等。對于不同的液壓系統(tǒng)，則需根據(jù)具體情況突出某些方面的使用性能要求。2.液壓油的品種液壓油的主要品種、ISO代號及其特性用途見下表所示。礦油型液壓油的主要品種有普通液壓油、抗磨液壓油、低溫液壓油、高黏度指數(shù)液壓油、液壓導(dǎo)軌油等。礦油型液壓的油潤滑性和防銹性好，黏度等級范圍也較寬，因而在液壓系統(tǒng)中應(yīng)用很廣。汽輪機油是汽輪機專用油，常用于一般液壓傳動系統(tǒng)中。普通液壓油的性能可以滿足液壓傳動系統(tǒng)的一般要求，廣泛適用于在常溫工作的中低壓系統(tǒng)?？鼓ヒ簤河?、低溫液壓油、高黏度指數(shù)液壓油、液壓導(dǎo)軌油等，專用于相應(yīng)的液壓系統(tǒng)中。礦油型液壓油具有可燃性，為了安全起見，在一些高溫、易燃、易爆的工作場合，常用水包油、油包水等乳化液，或水-乙二醇、磷酸脂等合成液。液壓油的主要品種及其特性和用途類型名稱ISO代號特性和用途礦油型通用液壓油L-HL精制礦油加添加劑，提高抗氧化和防銹性能，適用于室內(nèi)一般設(shè)備的中低壓系統(tǒng)?？鼓ヒ簤河蚅-HML-HL油加添加劑，改善抗磨性能，適用于工程機械、車輛液壓系統(tǒng)。低溫液壓油L-HVL-HM油加添加劑，改善粘溫特性，可用于環(huán)境溫度在-20℃～-40℃高壓系統(tǒng)。高黏度液壓油L-HRL-HL油加添加劑，改善粘溫特性，VI值達175以上，適用于對粘溫特性有特殊要求的低壓系統(tǒng)，如數(shù)控機床液壓系統(tǒng)。液壓導(dǎo)軌油L-HGL-HM油加添加劑，改善粘—滑特性，適用于機床中液壓和導(dǎo)軌潤滑合用的系統(tǒng)。全損耗系統(tǒng)用油L-HH淺度精制礦油，抗氧化性、抗旁泡沫性較差，主要用于機械潤滑，也可做液壓代用油，用于要求不高的低壓系統(tǒng)。汽輪機油L-TSA深度精制礦油，改善抗氧化性、抗旁泡沫等性能，為汽輪機專用，可做液壓代用油，用于一般液壓系統(tǒng)。乳化型水包油乳化液L-HFA又稱水基液，特點是難燃、粘溫特性好，有一定的防銹能力，潤滑性差，易泄漏。適用于有抗燃要求、油液用量大的系統(tǒng)。油包水乳化液L-HFB既具有礦油型液壓油的抗磨、防銹性能，又具有抗燃性，適用于有抗燃要求的中壓系統(tǒng)。合成型水-乙二醇液L-HFC難燃，粘溫特性和抗蝕性好，能在－30℃～60℃溫度下使用，適用于有抗燃要求的中壓系統(tǒng)。磷酸酯液L-HFDR難燃，潤滑抗磨性能和抗氧化性能良好，能在－54℃～135℃溫度范圍內(nèi)使用。缺點是有毒。適用于有抗燃要求的高壓精密液壓系統(tǒng)。2-3液壓傳動的工作介質(zhì)污染原因主要來自哪幾方面？應(yīng)該怎樣控制工作介質(zhì)的污染？答：1.液壓油污染產(chǎn)生的原因液壓油被污染的主要原因如下。（1）殘留的固體顆粒在液壓元件裝配、維修等過程中，因洗滌不干凈而殘留下的固體顆粒，如砂粒、鐵屑、磨料、焊渣、棉紗及灰塵等。（2）空氣中的塵埃液壓設(shè)備工作的周圍環(huán)境惡劣，空氣中含有塵埃、水滴。他們從可侵入渠道（如從液壓缸外伸的活塞桿、油箱的通氣孔和注油孔等處）進入系統(tǒng)，造成油液污染。（3）生成物污染在工作過程中產(chǎn)生的自生污染物主要有金屬微粒、銹斑、液壓油變質(zhì)后的膠狀生成物及涂料和密封件的剝離片等。2.液壓油污染防治措施為了延長液壓元件使用壽命，保證液壓系統(tǒng)可靠工作，防止液壓油污染，將液壓油污染控制在某一允許限度以內(nèi)，工程上常采取如下預(yù)防措施。（1）力求減少外來污染在安裝液壓系統(tǒng)和維修液壓元件時要認真嚴格清洗，且在無塵區(qū)進行；油箱與大氣相同的孔上要安裝濾清器并注意定期清洗；向油箱添加液壓油時應(yīng)通過濾油器。（2）濾除油液中的雜質(zhì)在液壓系統(tǒng)相關(guān)位置應(yīng)設(shè)置濾油器，濾除油中的雜質(zhì)，注意定期檢查、清洗和更換濾芯。（3）合理控制液壓油的溫度避免液壓油工作溫度過高，防止油液氧化變質(zhì)，產(chǎn)生各種生成物。一般液壓系統(tǒng)的工作溫度最好控制在60℃以下，機床液壓系統(tǒng)的油溫應(yīng)更低些。（4）定期檢查和更換液壓油每隔一定時間，對液壓系統(tǒng)中的液壓油進行抽樣檢查，分析其污染程度是否還在系統(tǒng)允許的使用范圍之內(nèi)，如果不符合要求，應(yīng)及時更換液壓油。2-4請根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件談?wù)勗撊绾蝸磉x擇液壓油。答：1.油液品種的選擇選擇油液品種時，可以參照表2－3并根據(jù)是否專用、有無具體工作壓力、工作溫度及工作環(huán)境等條件，從而進行綜合考慮。2.選擇黏度等級確定好液壓的品種，就要選擇液壓油的黏度等級。黏度對液壓系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性、可靠性、效率、溫升以及磨損都有顯著的影響，在選擇黏度時應(yīng)注意液壓系統(tǒng)的工作情況。（1）工作壓力為了減少泄漏，對于工作壓力較高的系統(tǒng)，宜選用黏度較大的液壓油。（2）運動速度為了減輕液流的摩擦損失，當(dāng)液壓系統(tǒng)的工作部件運動速度較高時，宜選用黏度較小的液壓油。（3）環(huán)境溫度環(huán)境溫度較高時宜選用黏度較大的液壓油。（4）液壓泵的類型在液壓系統(tǒng)的所有元件中，以液壓泵對液壓油的性能最為敏感，因為泵內(nèi)零件的運動速度很高，承受的壓力較大，潤滑要求苛刻而且溫升高。因此，常根據(jù)液壓泵的類型及要求來選擇液壓油的黏度。2-5在使用和更換液壓油時，應(yīng)注意哪些問題？答：1.設(shè)備檔案的建立為了加強責(zé)任制，做到有據(jù)可查，有關(guān)液壓油部分，應(yīng)記載有油品品種牌號、數(shù)量、加油日期、補油數(shù)量和補油日期等，并指令專人負責(zé)檢查考核，大的工廠可歸口潤滑站等管理部門。這對于了解系統(tǒng)的密封漏油狀況，避免誤用異種油品，決定換油周期有很大參考價值。2.液壓油的保存液壓油存放在清潔、通風(fēng)良好的室內(nèi)，此儲存室應(yīng)滿足一切適用的安全標準。若沒打開的油桶不得存放在室外，則應(yīng)遵守以下的規(guī)則：①油桶宜以側(cè)面存放且借助木質(zhì)墊板或滑行架保持底面清潔，以防下部銹蝕，絕不允許直接放在易腐蝕金屬的表面上。②油桶絕不可在上邊切一大孔或完全去掉一端。因為即便孔被蓋上，污染的概率也大為增加。同理，把一個敞開容器沉入油液中汲油也是一種極壞的做法。因為這樣一來不僅有可能使空氣中的污物侵入，而且汲取容器本身的外側(cè)就可能是臟的。③油桶要以其外側(cè)面放置在適當(dāng)高度的木質(zhì)托架上，用開關(guān)控制向外釋放油液。開關(guān)下要備有集液槽。另一個辦法是，桶直立，借助于手動或電動泵汲取油液。④如果由于種種原因，油桶不得不以端部存放時，則應(yīng)高出地面且應(yīng)倒置（即桶蓋作桶底）。如不這樣，則應(yīng)把桶覆蓋上，以使雨水不能聚集在四周、浸泡桶蓋。水污染無論對哪類油液都是不良的。而潮濕可能穿過看上去似乎完全正常的桶蓋進入桶里這一事實，卻尚未被人們所了解。放置在露天的油桶會受到晝熱和夜冷的影響，這就導(dǎo)致了膨脹和收縮。這種情形是由于桶內(nèi)液面上部空間的白天受熱而壓力稍高于大氣壓，夜晚變冷又稍有真空的作用之結(jié)果。這種壓力變化可以達到足以產(chǎn)生“呼吸”作用的程度，從而空氣白天被壓出油桶，夜晚又吸入油桶。因此，如果通過包圍著水的桶蓋產(chǎn)生“呼吸”作用，則一些水可能被吸入到桶內(nèi)，且經(jīng)過一段時間后，桶內(nèi)就可能積存相當(dāng)大量的水。⑤用來分配液壓流體的容器、漏斗及管子等必須保持清潔，并且備作專用。這些容器要定期清洗，并用不起毛的棉纖維試干。⑥當(dāng)油液存放在大容器中時，很可能產(chǎn)生冷凝水和精細的灰塵結(jié)合到一起且在箱底形成一層淤泥的情形。所以，可行的辦法是，儲液油箱底應(yīng)是碟形的或傾斜的，并且底上要設(shè)有排污塞。這些排污塞可以定期排除掉沉渣。有條件的單位，最好制定一個對大容器儲液油箱日常凈化的保養(yǎng)制度。⑦要對有儲油器進行常規(guī)檢查和漏損檢驗。3.液壓油的換油與補油取用前要確認液壓油的種類和牌號，切勿弄錯。從取油到注油的全過程都應(yīng)保持桶口、罐口、漏斗等器皿的清潔；注油時應(yīng)進行過濾，存放過久的油最好先進行理化檢驗，加油時應(yīng)采用專門的加油小推車，無加油小推車，可在油箱的入口處放置150～200目的濾網(wǎng)過濾。1).換油周期的確定液壓油在高溫、高壓下使用，隨著時間的增長會逐漸老化變質(zhì)，因此，使用一段時間后，必須更換。更換周期一般視情況而定。目前確定換油周期的方法有三種：①根據(jù)經(jīng)驗換油。這種方法憑操作者和現(xiàn)場技術(shù)人員的經(jīng)驗，通過“看、嗅、摸、搖”等簡易方法，規(guī)定當(dāng)油液變黑變臟到某一程度便換油。②固定周期換油。這種方法是根據(jù)不同的設(shè)備和不同的油品，規(guī)定使用半年或一年或運轉(zhuǎn)1000～2000小時后換油。③綜合研究分析換油。這種方法是通過定期取油樣化驗，測定必要項目，以便連續(xù)監(jiān)視油液變質(zhì)情況，根據(jù)實際情況確定何時換油。以上三種方法，前兩種方法應(yīng)用廣泛，但不太科學(xué)，不太經(jīng)濟。第三種方法較為科學(xué)，但需一套理化檢驗儀器，這種方法又叫油質(zhì)換油法。2).現(xiàn)場鑒定油質(zhì)的方法①點滴法（用于一般設(shè)備）。在已運轉(zhuǎn)兩個小時的設(shè)備油箱中，用試棒取一滴油滴在定量濾紙上，在室溫下靜置2～3小時。質(zhì)量合格的油漬均勻一致，污染的油質(zhì)中間有一核影，并且黑黃界限分明，根據(jù)核影顏色的深淺程度及黑圈與黃圈直徑之比來確定油的污染的程度。②簡易化驗法（用于精、稀設(shè)備）。黏度的檢定方法是在一塊帶有刻度的潔凈玻璃上，滴上三滴與試油黏度相同牌號的新油和一滴被試油，然后傾斜玻璃板，觀察油滴流動的速度，如其速度相近，則其黏度也就相近。如黏度不相近但其他質(zhì)量指標均合乎要求，則可采用黏度摻配法來增大油黏度。③雜質(zhì)的測定。取少量樣油，用兩倍潔凈汽油稀釋、搖均后，對著陽光觀察油里雜質(zhì)或其他沉淀。④腐蝕性的鑒定。將兩小塊用細砂紙打光和用汽油清洗凈的紫銅片，分別裝入有試油的試管中，再把有塞試管在水浴中加熱3小時。取出銅片，若銅片保持原來光亮，無黃褐色斑點則認為合格。⑤水分的檢定。可按下圖所示方法進行檢查，把搖均勻的試油裝滿試管一半，在管塞上插200℃溫度計入油，再把試管加熱到120℃以內(nèi)，若油內(nèi)有響聲，根據(jù)聲響大小和持續(xù)時間長短，可判斷油中含水量的多少。為了定量地測定油中水分，可由圖示方法收集水分含量。蒸餾法水分測定裝置3).液壓油的更換污染嚴重的在用液壓油更換時，要盡量放盡液壓系統(tǒng)內(nèi)的舊油，并且要沖洗液壓系統(tǒng)，以便去掉附著于泵、閥等元件及管道內(nèi)壁的劣化生成物、銹斑、鐵屑機油泥等雜質(zhì)。⑴排除舊油①可向在用油中加入沖洗促化劑，將油溫保持在40～60℃，油壓保持在1MPa，進行5～6h的運轉(zhuǎn)。②在熱狀態(tài)下放出在用液壓油，并且將液壓缸、蓄能器及配管等拆開油管接頭排油，盡可能的將舊油排泄干凈。③油箱排油后，用煤油和海綿徹底擦洗，不得使用脫落纖維的棉紗或織物。如油管內(nèi)部生銹，則需進行酸洗。⑵第一次沖洗①用50℃黏度為10～20mm2/s的精制礦物油、汽輪機油、主軸油為清洗油。污染嚴重時則用沖洗油。清洗油用量為油箱液位的70％左右。清洗油不得使用汽油、酒精、蒸汽或水等。②將液壓缸、液壓馬達的進出油管短路，以清洗主系統(tǒng)的油路管道為主，并在回油管上安裝網(wǎng)格20～30m的濾油器。③使油溫升至60～70℃左右，適時轉(zhuǎn)換控制閥，并使液壓泵間歇運轉(zhuǎn)。④沖洗時間決定于系統(tǒng)的臟污程度，當(dāng)回油濾油器完全不再有雜質(zhì)，沖洗即告結(jié)束。在油溫未降低前放掉清洗油。對儲油箱再次清理。⑶第二次沖洗①將液壓系統(tǒng)恢復(fù)為正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)，注入實際作業(yè)時使用的液壓油，濾油器換成10m網(wǎng)格的濾油器。②先以最低運轉(zhuǎn)壓力運轉(zhuǎn)，然后逐漸轉(zhuǎn)為正常運轉(zhuǎn)，每隔3～4h檢查濾油器上的附著物，直到?jīng)]有塵埃雜質(zhì)時，第二次沖洗即告結(jié)束，液壓油可繼續(xù)使用。2-6如圖2.26所示為液壓千斤頂?shù)墓ぷ魇疽鈭D。該設(shè)備只需人施加很小的力F，就能頂起很重的物品G。試說明其工作原理及各部分的作用。答：當(dāng)向上抬起杠桿時，小液壓缸的活塞向上運動，小液壓缸的下腔容積增大形成局部真空，排油單向閥關(guān)閉，油箱的油液在大氣壓的作用下經(jīng)吸油管頂開吸油單向閥進入小液壓缸的下腔，完成一次吸油動作。當(dāng)向下壓杠桿時，小液壓缸的活塞下移，液壓缸的下腔容積減小，油液受到擠壓，壓力升高，關(guān)閉吸油單向閥，小液壓缸下腔的液壓油頂開排油單向閥，油液經(jīng)排油管進入大液壓缸的下腔，推動大活塞向上移動頂起重物。如此不斷上下扳動杠桿就可以使重物不斷升起，達到起重的目的。如果杠桿停止動作，大液壓缸下腔的油液壓力將使排油單向閥關(guān)閉，大液壓缸的活塞連同重物一起被自鎖不動，停止在舉升位置。如果打開截止閥，大液壓缸下腔通油箱，大液壓缸的活塞將在自重作用下向下移動，迅速恢復(fù)到原始位置。設(shè)小液壓缸面積分別為A1和A2,則小液壓缸單位面積上受到的壓力p1=F1/A1，大液壓缸單位面積上受到的壓力p2=G/A2。根據(jù)流體力學(xué)的帕斯卡定律“平衡液體內(nèi)某一點的壓力值能等值地傳遞到密閉液體內(nèi)各點”，所以就能頂起很重的物品G。2-7如圖2.26所示的液壓千斤頂中，F(xiàn)是手掀動手柄的力，假定F=300N，兩活塞直徑分別為D=20mm，d=10mm，試求：(1)作用在小活塞上的力F1；(2)系統(tǒng)中的壓力p；(3)大活塞能頂起重物的重量G；(4)大、小活塞的運動速度之比。圖2.26千斤頂工作原理圖答：（1）根據(jù)力矩公式，F(xiàn)×540=F1×27F1=300×540/27=6000(N)（2）p=F/A1=6000/(0.05)2π=7.6×105(Pa)（3）G=pA2=7.6×105×π×(0.1)2=24000(N)（4）V2/V1=A1/A2=1/42-8如圖2.27所示，一流量＝16L/min的液壓泵，安裝在油面以下，油液黏度m2/s，ρ＝900kg/m3，其他尺寸如圖所示，僅考慮吸油管的沿程損失，試求液壓泵入口處的絕對壓力。圖2.27答：分別取油箱液面和泵吸油口液面為基準面1-1和2-2，列出兩基準面的伯努利方程：兩端面的各項參數(shù)：p1=pa=1.01×105pah1=0,h2=-0.7α1=α2=2v1=0,v2=0.85m/s下面求局部壓力損失和沿程壓力損失：管內(nèi)液流速度：局部壓力損失：計算沿程壓力損失（先求雷諾數(shù)）：流態(tài)為層流用平均流速計算沿程壓力損失用沿程阻力系數(shù)計算沿程壓力損失：泵入口處的絕對壓力：分別將代入1316.48Pa和1543.2Pa求得P2=1.053×105Pa或P2=1.051×105Pa2-9如圖2.28所示，液壓泵的流量L/min,吸油泵吸油口距離液面高度mm，液壓運動黏度m2/s,油液密度為g/cm3,吸油管直徑為已知，液壓油通過時能量損失不計，求液壓泵吸油口的真空度。圖2.28液壓泵吸油解：(1)吸油管的流速為：(2)油液運動粘度為v=20×10-6m2/s油液在吸油管中的流動狀態(tài)所以流動狀態(tài)為層流(3)取泵吸油口處為2-2截面，油箱液面為1-1截面,并為計算基準，采用絕對壓力;(采用相對壓力亦可)由于油箱液面面積大，流速不明顯，因此z1=0，v1=0，p1=pa設(shè)泵吸油腔絕對壓力為p2且有z2=0.5m，v2=1.7m/s列伯努利方程，有根據(jù)真空度概念，有：故pa-p2=0.5×900×10+900×1.72=0.7101×104（Pa）2-10液體流動中為什么會有壓力損失？壓力損失有哪幾種？其值與哪些因素有關(guān)？答：（1）液體在管路中流動時會產(chǎn)生能量損失，即壓力損失。這種能量損失轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃浚挂簤合到y(tǒng)溫度升高，泄漏量增加，效率下降和液壓系統(tǒng)性能變壞。（2）壓力損失有沿程壓力損失和局部壓力損失。（3）液體在直管中流動時的壓力損失是由液體流動時的摩擦引起的，稱之為沿程壓力損失。它主要取決于管路的長度、內(nèi)徑、液體的流速和黏度等。液體的流態(tài)不同，沿程壓力損失也不同。液體在圓管中層流流動在液壓傳動中最為常見，因此，在設(shè)計液壓系統(tǒng)時，常希望管道中的液流保持層流流動的狀態(tài)。液體在等徑直管中流動時多數(shù)情況下為層流。局部壓力損失是液體流經(jīng)閥口、彎管、通流截面變化等時，產(chǎn)生的能量損失稱為局部壓力損失。液流通過這些地方時，由于液流方向和速度均發(fā)生變化，形成旋渦，使液體的質(zhì)點間相互撞擊和摩擦，從而產(chǎn)生較大的能量損耗。2-11空穴現(xiàn)象產(chǎn)生的原因和危害是什么？如何減小這些危害？1.氣穴現(xiàn)象的原因及危害氣穴現(xiàn)象又稱為空穴現(xiàn)象。在液壓系統(tǒng)中，如果某點處的壓力低于液壓油液所在溫度下的空氣分離壓時，原先溶解在液體中的空氣就會分離出來，使液體中迅速出現(xiàn)大量氣泡，這種現(xiàn)象叫做氣穴現(xiàn)象。當(dāng)壓力進一步減小而低于液體的飽和蒸氣壓時，液體將迅速汽化，產(chǎn)生大量蒸氣氣泡，使氣穴現(xiàn)象更加嚴重。氣穴現(xiàn)象多發(fā)生在閥門和液壓泵的吸油口處。在閥口處，一般由于通流截面較小而使流速很高，根據(jù)伯努利方程可知，該處的壓力會很低，從而導(dǎo)致產(chǎn)生氣穴。在液壓泵的吸油過程中，吸油口的絕對壓力會低于大氣壓力，如果液壓泵的安裝高度太大，再加上受到吸油口處過濾器和管道阻力，以及油液粘度等因素的影響，液壓泵入口處的真空度會很大，也會產(chǎn)生氣穴。當(dāng)液壓系統(tǒng)中出現(xiàn)氣穴現(xiàn)象時，大量的氣泡使液流的流動特性變壞，造成流量和和壓力的不穩(wěn)定，當(dāng)帶有氣泡的液流進入高壓區(qū)時，周圍的高壓會使氣泡速度崩潰，使局部產(chǎn)生非常高的溫度和沖擊壓力，引起振動和噪聲。當(dāng)附著在金屬表面上的氣泡破滅時，局部產(chǎn)生的高溫和高壓會使金屬表面疲勞，長時間就會造成金屬表面的侵蝕、剝落，甚至出現(xiàn)海綿狀的小洞穴。這種由于氣穴現(xiàn)象而產(chǎn)生的金屬表面的腐蝕稱為氣蝕。氣蝕會縮短元件的使用壽命，嚴重時會造成故障。2.減小這些危害的措施為減少氣穴現(xiàn)象和氣蝕的危害，一般采取如下一些措施：（1）減小閥孔或其他元件通道前后的壓力降。（2）降低液壓泵的吸油高度，采用內(nèi)徑較大的吸油管，并盡量少用彎頭，吸油管端的過濾器容量要大，以減小管路阻力，必要時對大流量泵采用輔助泵供油。（3）各元件的連接處要密封可靠，以防止空氣進入。（4）整個系統(tǒng)管路應(yīng)盡可能直，避免急彎和局部狹窄等。（5）提高元件的抗氣蝕能力。對容易產(chǎn)生氣蝕的元件，如泵的配油盤等，要采用抗腐蝕能力強的金屬材料，增強元件的機械強度。2-12液壓沖擊產(chǎn)生的原因和危害是什么？如何減小壓力沖擊？1.產(chǎn)生液壓沖擊的原因和危害液壓系統(tǒng)中的液壓沖擊按其產(chǎn)生的原因有：（1）當(dāng)液流通路迅速關(guān)閉或液流迅速換向使液流速度的大小或方向發(fā)生突然變化時，由液流的慣性引起的液壓沖擊。（2）當(dāng)液壓系統(tǒng)中的運動的工作部件突然制動或換向時，由工作部件的慣性引起的液壓沖擊。如換向閥突然關(guān)閉液壓缸的回油通道使運動部件制動時，這一瞬間運動的動能就會轉(zhuǎn)換為被封閉油液的壓力能，壓力急劇上升，出現(xiàn)液壓沖擊。（3）當(dāng)液壓系統(tǒng)中的某些部件反應(yīng)不靈敏時，也可能造成液壓沖擊。如系統(tǒng)壓力突然升高時，溢流閥不能迅速打開溢流閥閥口，或限壓式變量泵不能及時自動減少輸出流量等，都會導(dǎo)致液壓沖擊。2.減小液壓沖擊的措施通過分析液壓沖擊的影響因素，可以歸納出減小液壓沖擊的主要措施有：（1）延長閥門關(guān)閉和運動部件制動換向的時間?？刹捎脫Q向時間可調(diào)的換向閥。實驗證明當(dāng)換向時間大于0.3s時，液壓沖擊就大大減少。（2）限制管路內(nèi)液體的流速及運動部件的速度。一般在液壓系統(tǒng)中將管路流速控制在4.5m/s以內(nèi)，運動部件的速度一般小于10.0m/min，并且當(dāng)運動部件的質(zhì)量越大，則其運動速度就應(yīng)該越小。（3）適當(dāng)增大管徑。這樣不僅可以降低流速，而且可以減小壓力沖擊波傳播速度。（4）盡量縮小管道長度，可以減小壓力波的傳播時間。（5）用橡膠軟管或在沖擊源處設(shè)置畜能器，以吸收沖擊的能量；也可以在容易出現(xiàn)液壓沖擊的地方，安裝限制壓力升高的安全閥。項目3液壓泵【項目驅(qū)動】3-1液壓泵完成吸油和壓油需具備什么條件？答：液壓泵完成吸油和壓油都必須滿足三個工作條件：第一，必須有密閉而且可以變化的容積，以便完成吸油和排油過程；第二，必須有配流裝置。配流裝置的作用是保證密封容積在吸油過程中與油箱相通，同時關(guān)閉供油通路；壓油時與供油管路相通而與油箱切斷。第三，油箱必須于大氣相通，以便在形成壓力差，有利于吸油。3-2液壓泵的工作壓力取決于什么？泵的工作壓力和額定壓力有何區(qū)別？答：液壓泵的工作壓力是指泵工作時輸出液體的實際壓力。其大小是由外負載決定，當(dāng)負載增加時，液壓泵的工作壓力升高；當(dāng)負載減少時，液壓泵的工作壓力下降。液壓泵的額定壓力是指泵在正常工作條件下，連續(xù)運轉(zhuǎn)時所允許的最高壓力。液壓泵的額定壓力受泵本身的泄漏和結(jié)構(gòu)強度所制約，它反映了泵的能力，一般泵銘牌上所標的也是額定壓力。正常工作時不允許超過液壓泵的額定壓力，超過此值即為過載。3-3什么是齒輪泵的困油現(xiàn)象?有何危害？如何解決？齒輪泵要平穩(wěn)工作，齒輪嚙合的重疊系數(shù)必須大于1，也就是說在一對齒輪即將脫開嚙合之前，后面的一對輪齒要進入嚙合，這樣，在兩對輪齒同時嚙合的這一部分區(qū)域內(nèi)，會有一部分油液滯留在兩齒的重疊區(qū)之間，如下圖（a）、（b）所示。隨著齒輪的不斷回轉(zhuǎn)，后一對齒要不斷地進入嚙合，這就意味著剛進入嚙合的齒要與對面的齒槽發(fā)生對擠，而此時被嚙合齒槽由于兩齒的齒厚相等的結(jié)構(gòu)條件，基本上是處于封閉狀態(tài)，如下圖（b）所示，所以，這部分被困在齒槽中的油液將由于齒的不斷嚙入運動和齒槽密封空間的不斷減小而受到強烈的擠壓，如下圖（c）所示。由于油液的可壓縮性極小，被困油液的壓力會急劇上升，這部分油液會尋找任何一處縫隙向外部拼命擠出，甚至阻礙齒輪的繼續(xù)轉(zhuǎn)動，擠壓的油液給齒輪帶來了極大的徑向力。在轉(zhuǎn)過嚙合節(jié)點P點后，如下圖（d）所示，牙齒要逐漸脫出嚙合，封閉的齒槽空間要不斷地擴大，這會造成該封閉空間的真空負壓，如果沒有油液及時地補充進來，會使油液中的空氣分離析出，造成油液產(chǎn)生氣穴，引起振動和噪聲。以上現(xiàn)象發(fā)生在每一對齒的嚙合區(qū)內(nèi)，這種由于齒厚相等而使被封閉在齒間的油液先擠壓后真空負壓的現(xiàn)象，稱為齒輪泵的困油現(xiàn)象。齒輪泵的困油造成了油液的氣穴，會引起傳動振動和噪聲，破壞了液壓傳動的穩(wěn)定性，同時又給泵的回轉(zhuǎn)帶來極大的附加徑向動載荷，對泵的正常工作造成極大的危害，所以，泵的困油現(xiàn)象需要設(shè)法消除。圖齒輪泵的困油現(xiàn)象目前消除困油的方法通常是，在齒輪泵的兩側(cè)端蓋上銑兩條卸荷槽，如圖（e）所示，當(dāng)困油受到強烈擠壓時，使擠壓空間通過卸油槽與壓油腔相連通；而當(dāng)困油區(qū)形成真空負壓時，使其與吸油腔相通，這樣可以部分解決困油問題。但要注意，兩個卸油槽的存在會增加端面泄漏，同時，兩個卸油槽之間的距離不可過近，以免吸壓油腔兩腔相串通。一般的齒輪泵兩卸荷槽是非對稱開設(shè)的，位置往往向吸油腔偏移，但無論怎樣，兩槽間的距離a必須保證在任何時候都不能使吸油腔和壓油腔相互串通，對于分度圓壓力角

=

20°、模數(shù)為m的標準漸開線齒輪，a

=

2.78m，當(dāng)卸荷槽為非對稱時，在壓油腔一側(cè)必須保證b

=

0.8m，另一方面為保證卸荷槽暢通，應(yīng)滿足：槽寬c

>

2.5m，槽深h≥0.8m的要求。3-4齒輪泵為什么有較大的流量脈動？流量脈動大有什么危害？由于外嚙合齒輪泵采用了普通齒輪的輪齒嚙合泵油結(jié)構(gòu)，形成了這種齒輪泵的如下幾個問題：（1）內(nèi)泄漏較嚴重；（2）齒輪嚙合區(qū)的困油現(xiàn)象；（3）齒輪的徑向力不平衡。從而造成了有較大的流量脈動。由于它的流量脈動大，因而壓力脈動和噪聲都比較大，由于一般齒輪泵泄漏量大，而且存在徑向不平衡力，因而限制了壓力的提高。齒輪泵一般應(yīng)用于低壓、小流量的場合下。常用于負載小、功率小的機床設(shè)備及機床輔助裝置如送料、夾緊等不重要的場合，在工作環(huán)境較差的工程機械上也廣泛應(yīng)用。3-5說明葉片泵的工作原理。試述單作用葉片泵和雙作用葉片泵各有什么優(yōu)缺點？1雙作用葉片泵的工作原理雙作用葉片泵它主要由定子、轉(zhuǎn)子、葉片、配油盤、轉(zhuǎn)動軸和泵體等組成。定子內(nèi)表面由四段圓弧和四段過渡曲線組成，形似橢圓，且定子和轉(zhuǎn)子是同心安裝的，泵的供油流量無法調(diào)節(jié)，所以屬于定量泵。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，葉片靠離心力和根部油壓作用伸出并緊貼在定子的內(nèi)表面上，兩葉片之間和轉(zhuǎn)子的外圓柱面、定子內(nèi)表面及前后配油盤形成了若干個密封工作容腔。當(dāng)轉(zhuǎn)子順時針方向旋轉(zhuǎn)時（見書中原理圖），密封工作腔的容積在左上角和右下角處逐漸增大，形成局部真空而吸油，為吸油區(qū)；在右上角和左下角處逐漸減小而壓油，為壓油區(qū)。吸油區(qū)和壓油區(qū)之間有一段封油區(qū)把它們隔開。這種泵的轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周，每個密封工作腔吸油、壓油各兩次，故稱雙作用葉片泵。2單作用葉片泵的工作原理單作用葉片泵工作原理與雙作用葉片泵相類似，單作用葉片泵的主要結(jié)構(gòu)也由定子、轉(zhuǎn)子、葉片和端蓋等組成。它與雙作用泵的主要差別在于它的定子是一個與轉(zhuǎn)子偏心放置的內(nèi)圓柱面。當(dāng)轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)時，由于葉片的離心力作用，使葉片緊靠在定子內(nèi)表面上，這樣，在定子、轉(zhuǎn)子、葉片和兩側(cè)配油盤間就形成若干個密封的工作空間。當(dāng)轉(zhuǎn)子按圖示的方向（逆時針）回轉(zhuǎn)時（見書中原理圖），在定子腔體的右部，葉片要逐漸伸出，葉片間的工作空間將逐漸增大，形成了吸油條件，而當(dāng)它轉(zhuǎn)動到油腔的左邊時，葉片被定子內(nèi)表面逐漸壓進槽內(nèi)，密封空間逐漸縮小，形成了壓油條件，將油液從壓油口壓出。在吸油腔和壓油腔之間，有一段封油區(qū)，把吸油腔和壓油腔隔開。這種葉片泵的轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周，每個密封空間只完成一次吸油和壓油，因此稱其為單作用葉片泵。轉(zhuǎn)子不停地旋轉(zhuǎn)，泵就不斷地進行吸油和壓油的工作循環(huán)。單作用葉片泵與雙作用葉片泵相比較，單作用葉片泵具有以下特點。（1）泵流量可以調(diào)節(jié)單作用式葉片泵易于實現(xiàn)流量調(diào)節(jié)，改變定子和轉(zhuǎn)子之間的偏心距大小便可以改變各個密封容積的變化幅度，從而達到改變泵的排量和流量。常用于快慢速運動的液壓系統(tǒng)，可降低功率損耗，減少油液發(fā)熱，簡化油路，節(jié)省液壓元件。單作用葉片泵多為低壓變量泵，其最高工作壓力一般為7MPa。（2）吸、壓油路可以反向當(dāng)轉(zhuǎn)子與定子的偏心方向反向時，外部油路的吸油壓油方向也相反，所以可以實現(xiàn)吸、壓油路的方向改變。（3）轉(zhuǎn)子的徑向力不平衡由于定子與轉(zhuǎn)子的偏心安裝結(jié)構(gòu)，油泵的轉(zhuǎn)子受到不平衡的徑向力的作用，所以這種泵一般只用于低壓變量的應(yīng)用場合。雙作用葉片泵采用了兩側(cè)對稱的吸油腔和壓油腔結(jié)構(gòu)，所以作用在轉(zhuǎn)子上的徑向壓力是相互平衡的，不會給高速轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子造成徑向的偏載。因此，雙作用葉片泵又稱為卸荷式葉片泵。雙作用葉片泵不僅作用在轉(zhuǎn)子上的徑向力平衡，且運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、輸油量均勻、噪聲小。（4）葉片底部特殊結(jié)構(gòu)單作用葉片泵葉片底部的油液是自動切換的，即當(dāng)葉片在壓油區(qū)時，其底部通壓力油；在吸油區(qū)時則與吸油腔通。所以，葉片上、下的液壓力是平衡的，有利于減少葉片與定子間的磨損。（5）葉片傾角葉片傾斜方向與雙作用葉片泵相反，由于葉片上、下的液壓力是平衡的，葉片的向外運動主要依靠其旋轉(zhuǎn)時所受到的慣性力，因此葉片后傾一個角度更有利于葉片在離心慣性力作用下向外伸出。3-6齒輪泵和葉片泵的壓力提高主要受那些因素的影響？說明提高齒輪泵和葉片泵壓力的方法有哪些？由于一般齒輪泵泄漏量大，而且存在徑向不平衡力，因而限制了壓力的提高。高壓齒輪泵針對上述問題采取了一系列措施。通常采用的端面間隙自動補償裝置有浮動軸套式、浮動側(cè)板式和撓性側(cè)板式等幾種類型。其原理都是引入液壓油使軸套或側(cè)板緊貼于齒輪端面，實現(xiàn)自動補償端面間隙。單作用葉片泵只有一個吸油區(qū)和一個壓油區(qū)，因而作用在轉(zhuǎn)子上的徑向液壓力不平衡，并且壓力越高徑向不平衡力也就越大，從而也就限制了壓力的提高。這種泵一般只用于低壓變量的應(yīng)用場合。一般雙作用葉片泵的葉片底部都采取通壓力油的頂出結(jié)構(gòu)，但這樣做的后果會使得葉片轉(zhuǎn)到吸油區(qū)時，由于頂部壓力過小而緊緊地擠壓在定子表面上，造成定子吸油區(qū)曲線的過度磨損，這一原因同時也嚴重地影響了雙作用葉片泵的工作壓力的進一步提高，所以在高壓葉片泵的結(jié)構(gòu)上，經(jīng)?？梢钥吹揭韵乱恍┤~片徑向壓力均衡結(jié)構(gòu)。3-7限壓式變量葉片泵的限定壓力和最大流量如何調(diào)節(jié)？圖限壓式變量葉片泵的特性曲線限壓式變量葉片泵工作特性曲線如圖所示，當(dāng)工作壓力p小于預(yù)先調(diào)定的最小限定壓力時，液壓作用力不能克服彈簧的作用力，這時定子的偏心距保持最大，泵的輸出流量qA將保持最大值。又因供油壓力的增大將使泵的泄漏流量ql也增加，所以泵的實際輸出流量q圖限壓式變量葉片泵的特性曲線當(dāng)工作壓力p超過最小限定壓力時，液壓作用力大于彈簧的作用力，此時彈簧開始壓縮，定子向偏心量減小的方向移動，使泵的輸出流量減小，壓力愈高，彈簧壓縮量愈大，偏心量愈小，輸出流量愈小，在彈簧的有效彈性變形范圍內(nèi)，流量與系統(tǒng)工作壓力的關(guān)系基本呈特性曲線BC段所示的線形變化規(guī)律。調(diào)節(jié)調(diào)壓螺釘可以改變最高調(diào)定壓力pB的大小，這時特性曲線的BC段將左右平移；而改變調(diào)壓彈簧的剛度，可以改變BC段的斜率，彈簧越“軟”，BC段越陡。調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)螺釘，可以調(diào)節(jié)最大偏心距（初始偏心量）的大小，從而改變泵的最大輸出流量qA，使特性曲線AB段上下平移。3-8為什么軸向柱塞泵適用于高壓？首先，構(gòu)成密封容積的零件為圓柱形的柱塞和缸孔，加工方便，可得到較高的配合精度，密封性能好，泵的內(nèi)泄漏很小，在高壓條件下工作具有較高的容積效率，柱塞泵所容許的工作壓力高，這是柱塞泵的最大特點；第二，柱塞泵中的主要零件均受壓應(yīng)力作用，材料強度性能可得到充分利用。由于它的結(jié)構(gòu)緊湊，工作壓力高、效率高，流量調(diào)節(jié)方便，故在需要高壓、大流量、大功率的系統(tǒng)中和流量需要調(diào)節(jié)的場合得到應(yīng)用。3-9各類液壓泵中，哪些能實現(xiàn)單向變量？哪些能實現(xiàn)雙向變量?答:在常見的液壓泵中,限壓式葉片泵可實現(xiàn)單向變量,而軸向柱塞泵和徑向柱塞泵可以實現(xiàn)雙向變量;齒輪泵、螺桿泵、雙作用葉片泵一般不能實現(xiàn)變量,屬于定量泵。3-10已知液壓泵的額定壓力為p，額定流量為q，如忽略管路損失，試確定在圖3.24所示的各工況下，泵的工作壓力p（壓力表）讀數(shù)各為多少？圖3.24題3-10（a）p=0（b）p=0（c）p=,A0為孔口面數(shù)；d)p=.3-11某液壓泵銘牌的額定壓力pH

=

6.3MPa，工作阻力F

=

45kN，雙出桿活塞式液壓缸的有效工作面積A

=

90cm2，管路較短，壓力損失取Δp

=

0.5MPa。試求：（1）該泵的輸出壓力為多少？（2）所選的液壓泵是否滿足要求？答：（1）負載壓力：p=45000/A=45000N/90cm*2=5MPa該泵的輸出壓力取決于負載，大約為5.5MPa。（2）5+0.5MPa<6.3MPa，所以,所選的泵的壓力能夠滿足要求。3-12如圖3.25所示的回路按規(guī)定方法啟動。啟動過程很平穩(wěn)，但是不能輸出油液。經(jīng)拆卸后檢查葉片泵1安裝正確，未見異常，運轉(zhuǎn)時泵的轉(zhuǎn)向也正確，液壓油的油溫、黏度都合適。再檢查元件位置，發(fā)現(xiàn)遠程控制閥5在最低點，溢流閥3的凋定壓力為6MPa。試分析故障原因并提出排除方法。圖3.25題3-12答:項目4液壓馬達和液壓缸【項目驅(qū)動】4—1什么叫液壓執(zhí)行元件？有哪些類型？它的用途如何？答：液壓缸是液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件，它的職能是將液壓能轉(zhuǎn)換成機械能。液壓缸的輸入量是流體的流量和壓力，輸出的是直線運動速度和力。4—2活塞式液壓缸有幾種結(jié)構(gòu)形式？各有何特點？它們分別用在什么場合？答：1.雙活塞桿液壓缸。雙活塞桿式液壓缸活塞兩側(cè)都有活塞桿伸出。當(dāng)缸體內(nèi)徑為D，且兩活塞桿直徑d相等，液壓缸的供油壓力為p，流量為q時，因雙桿活塞缸兩端活塞桿直徑相等，所以左右兩腔有效面積相等，即：特點：活塞(或缸體)兩個方向的運動速度和推力也都相等應(yīng)用場合：1）缸體固定式結(jié)構(gòu)，這種液壓缸因運動范圍大，占地面積較大，一般用于小型機床或液壓設(shè)備。2）活塞桿固定式結(jié)構(gòu)，因運動范圍不大，占地面積較小，常用于中型或大型機床或液壓設(shè)備。2.單桿式活塞缸如圖4.5所示，活塞只有一端帶活塞桿，單桿液壓缸也有缸體固定和活塞桿固定兩種形式，但它們的工作臺移動范圍都是活塞有效行程的兩倍。特點：由于液壓缸兩腔的有效工作面積不等，因此它在兩個方向上的輸出推力和速度也不等。應(yīng)用場合：因無桿腔活塞面積大，能夠提供較大的推力。常用于中或較大推力的機床或液壓設(shè)備。4—3如果要使機床工作往復(fù)運動速度相同，應(yīng)采用什么類型的液壓缸？答：應(yīng)采用雙活塞桿液壓缸雙活塞桿式液壓缸活塞兩側(cè)都有活塞桿伸出。當(dāng)缸體內(nèi)徑為D，且兩活塞桿直徑相等，液壓缸的供油壓力為，流量為時，因雙桿活塞缸兩端活塞桿直徑相等，所以左右兩腔有效面積相等，即：液壓缸有效作用面積：活塞(或缸體)兩個方向的運動速度和推力也都相等，即：往復(fù)運動推力：往復(fù)運動速度：4—4以單桿活塞式液壓缸為例，說明液壓缸的一般結(jié)構(gòu)形式。答：如圖4.5所示，活塞只有一端帶活塞桿，單桿液壓缸也有缸體固定和活塞桿固定兩種形式，但它們的工作臺移動范圍都是活塞有效行程的兩倍。（a）無桿腔進油（b）有桿腔進油圖4.5單活塞桿式液壓缸由于液壓缸兩腔的有效工作面積不等，因此它在兩個方向上的輸出推力和速度也不等。如圖4.5（a）所示，當(dāng)壓力油進入無桿腔時，活塞上所產(chǎn)生的推力和速度分別為（4—10）（4—11）如圖4.5（b）所示，當(dāng)壓力油進入有桿腔時，作用在活塞上的推力和活塞運動速度分別為（4—12）（4—13）由上式可知，由于,所以，。液壓缸往復(fù)運動的速度、之比，稱速度比，即（4—14）可見，活塞桿直徑越小，速度比就越接近于1，液壓缸在兩個方向上運動速度的差值越小。在已知和的情況下，可較方便地確定。4—5液壓缸的哪些部位需要密封，常見的密封方法有哪些？答：液壓缸中需要密封的部位有：活塞、活塞桿和端蓋等處。常見的密封方法有：①間隙密封如圖（a）所示，它依靠兩運動件配合面間保持一很小的間隙，使其產(chǎn)生液體摩擦阻力來防止泄漏的一種密封方法。為了提高這種裝置的密封能力，常在活塞的表面上制出幾條細小的環(huán)形槽，其尺寸為0.5mm

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0.5mm，槽間距為（3～4）mm，這些環(huán)形槽的作用有兩方面，一是提高間隙密封的效果，當(dāng)油液從高壓腔向低壓腔泄漏時，由于油路截面突然改變，在小槽中形成旋渦而產(chǎn)生阻力，于是使油液的泄漏量減少；二是阻止活塞軸線的偏移，從而有利于保持配合間隙，保證潤滑效果，減少活塞與缸壁的磨損，增強間隙密封性能。它的結(jié)構(gòu)簡單，摩擦阻力小，可耐高溫，但泄漏大，加工要求高，磨損后無法恢復(fù)原有能力，只有在尺寸較小、壓力較低、相對運動速度較高的缸筒和活塞間使用。②摩擦環(huán)密封如圖（b）所示，它依靠套在活塞上的摩擦環(huán)（尼龍或其他高分子材料制成）在O形密封圈彈力作用下貼緊缸壁而防止泄漏。這種材料效果較好，摩擦阻力較小且穩(wěn)定，可耐高溫，磨損后有自動補償能力，但加工要求高，裝拆較不便，適用于缸筒和活塞之間的密封。③密封圈（O形圈、Y形圈、V形圈等）密封圖（c）、（d）所示為密封圈密封，它利用橡膠或塑料的彈性使各種截面的環(huán)形圈貼緊在靜、動配合面之間來防止泄漏。它結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，磨損后有自動補償能力，性④防塵圈對于活塞桿外伸部分來說，由于它很容易把臟物帶入液壓缸，使油液受污染，使密封件磨損，因此常需在活塞桿密封處增添防塵圈，并放在向著活塞桿外伸的一端。4—6液壓缸工作時，為什么會產(chǎn)生引力不足或速度下降現(xiàn)象？如何解決？答：原因：1.缸體和活塞的配合間隙過大，或密封件損壞，造成內(nèi)泄漏。2.缸體和活塞的配合間隙過小，密封過緊，運動阻力大。3.運動零件制造存在誤差和裝配不良，引起不同心或單面劇烈摩擦。4.活塞桿彎曲，引起劇烈摩擦。5.缸體內(nèi)孔拉傷與活塞咬死，或缸體內(nèi)孔加工不良。6.液壓油中雜質(zhì)過多，使活塞或活塞桿卡死。7.液壓油溫度過高，加劇泄漏。解決方法：1.修理或更換不合乎精度要求的零件，重新裝配、調(diào)整或更換密封件。2.增加配合間隙，調(diào)整密封件的壓緊程度。3.修理誤差較大的零件重新裝配。4.校直活塞桿。5.鏜磨、修復(fù)缸體或更換缸體。6.清洗液壓系統(tǒng)，更換液壓油。7.分析溫升原因，改進密封結(jié)構(gòu)，避免溫升過高。4—7液壓缸如何實現(xiàn)排氣？答：液壓缸在安裝過程中或長時間停放重新工作時，液壓缸里和管道系統(tǒng)中會滲入空氣，為了防止執(zhí)行元件出現(xiàn)爬行、噪聲和發(fā)熱等不正常現(xiàn)象，需把缸中和系統(tǒng)中的空氣排出。一般可在液壓缸的最高處設(shè)置進出油口把氣帶走，也可在最高處設(shè)置排氣孔4—8液壓缸如何實現(xiàn)緩沖？答：液壓缸一般都設(shè)置緩沖裝置，特別是對大型、高速或要求高的液壓缸，為了防止活塞在行程終點時和缸蓋相互撞擊，引起噪聲、沖擊，則必須設(shè)置緩沖裝置。緩沖裝置的工作原理是利用活塞或缸筒在其走向行程終端時封住活塞和缸蓋之間的部分油液，強迫它從小孔或細縫中擠出，以產(chǎn)生很大的阻力，使工作部件受到制動，逐漸減慢運動速度，達到避免活塞和缸蓋相互撞擊的目的。常見緩沖裝置的結(jié)構(gòu)有環(huán)狀間隙式、節(jié)流口面積可變式和節(jié)流口面積可調(diào)式等。4—9在液壓缸結(jié)構(gòu)設(shè)計時，通常要考慮哪幾個問題？答：1、要盡量縮小液壓油缸的外形尺寸，使結(jié)構(gòu)緊湊。2、保證液壓油缸往復(fù)運動的速度、行程需要的牽引力。3、活塞桿最好受拉不受壓，以免產(chǎn)生彎曲變形。4、保證每個零件有足夠的強度、剛度和耐久性。5、盡量避免液壓油缸受側(cè)向載荷。6、長行程液壓油缸活塞桿伸出時，應(yīng)盡量避免下垂。7、能消除活塞、活塞桿和導(dǎo)軌之間的偏斜。8、根據(jù)液壓油缸的工作條件和具體情況，考慮緩沖、排氣和防塵措施。9、液壓油缸不能因溫度變化時，受限制而產(chǎn)生撓曲。特別是長液壓油缸更應(yīng)注意。10、要有可能的密封，防止泄漏。11、液壓油缸的結(jié)構(gòu)要素應(yīng)采用標準系列尺寸，盡量選擇經(jīng)常使用的標準件。12、盡量做到成本低，制造容易，維修方便。4—10缸筒和缸蓋連接方式有幾種？各自的特點如何？答：5種。如圖所示為缸筒和缸蓋的常見結(jié)構(gòu)形式。圖（a）所示為法蘭連接式，結(jié)構(gòu)簡單，容易加工，也容易裝拆，但外形尺寸和重量都較大，常用于鑄鐵制的缸筒上。圖（b）所示為半環(huán)連接式，它的缸筒外壁因開了環(huán)形槽而削弱了強度，為此有時要加厚缸壁，它容易加工和裝拆，重量較輕，常用于無縫鋼管或鍛鋼制的缸筒上。圖（c）所示為螺紋連接式，它的缸筒端部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，外徑加工時要求保證內(nèi)外徑同心，裝拆要使用專用工具，它的外形尺寸和重量都較小，常用于無縫鋼管或鑄鋼制的缸筒上。圖（d）所示為拉桿連接式，結(jié)構(gòu)的通用性大，容易加工和裝拆，但外形尺寸較大，且較重。圖（e）所示為焊接連接式，結(jié)構(gòu)簡單，尺寸小，但缸底處內(nèi)徑不易加工，且可能引起變形。圖缸筒和缸蓋結(jié)構(gòu)1.缸蓋；2.缸筒；3.壓板；4.半環(huán)；5.防松螺帽；6.拉桿4—11活塞和活塞桿連接方式有哪幾種？答：（a）螺母連接，它適用負載較小，受力無沖擊的液壓缸中。螺紋連接雖然結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便可靠，但在活塞桿上車螺紋將削弱其強度。（b）半環(huán)式連接方式。活塞桿上開有一個環(huán)形槽，槽內(nèi)裝有兩個半環(huán)以夾緊活塞，半由軸套套住，而軸套的軸向位置用彈簧卡圈來固定。半環(huán)連接一般用在高壓大負荷的場合，特別是當(dāng)工作設(shè)備有較大振動的情況下。（c）所示是一種徑向錐銷式連接結(jié)構(gòu)，用錐銷1把活塞2固連在活塞桿3上。這種連接方式特別適用于雙出桿式活塞，對于輕載的磨床更為適宜。4—12液壓馬達與液壓泵在結(jié)構(gòu)區(qū)別如何？答：液壓馬達是把液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機械能的裝置，從原理上講，液壓泵可以作液壓馬達用，液壓馬達也可作液壓泵用。但事實上同類型的液壓泵和液壓馬達雖然在結(jié)構(gòu)上相似，但由于兩者的工作情況不同，使得兩者在結(jié)構(gòu)上也有某些差異。=1\*GB2⑴液壓馬達一般需要正反轉(zhuǎn)，所以在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上應(yīng)具有對稱性，而液壓泵一般是單方向旋轉(zhuǎn)的，沒有這一要求。=2\*GB2⑵為了減小吸油阻力，減小徑向力，一般液壓泵的吸油口比出油口的尺寸大。而液壓馬達低壓腔的壓力稍高于大氣壓力，所以沒有上述要求。=3\*GB2⑶液壓馬達要求能在很寬的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)正常工作，因此，應(yīng)采用液動軸承或靜壓軸承。因為當(dāng)馬達速度很低時，若采用動壓軸承，就不易形成潤滑滑膜。=4\*GB2⑷葉片泵依靠葉片跟轉(zhuǎn)子一起高速旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的離心力使葉片始終貼緊定子的內(nèi)表面，起封油作用，形成工作容積。若將其當(dāng)馬達用，必須在液壓馬達的葉片根部裝上彈簧，以保證葉片始終貼緊定子內(nèi)表面，以便馬達能正常起動。=5\*GB2⑸液壓泵在結(jié)構(gòu)上需保證具有自吸能力，而液壓馬達就沒有這一要求。=6\*GB2⑹液壓馬達必須具有較大的起動扭矩。所謂起動扭矩，就是馬達由靜止狀態(tài)起動時，馬達軸上所能輸出的扭矩，該扭矩通常大于在同一工作壓差時處于運行狀態(tài)下的扭矩，所以，為了使起動扭矩盡可能接近工作狀態(tài)下的扭矩，要求馬達扭矩的脈動小，內(nèi)部摩擦小。由于液壓馬達與液壓泵具有上述不同的特點，使得很多類型的液壓馬達和液壓泵不能互逆使用。4—13液壓馬達有哪些性能參數(shù)？答：液壓馬達的主要性能參數(shù)：1.液壓馬達的容積效率和轉(zhuǎn)速在液壓馬達的各項性能參數(shù)中，壓力、排量、流量等參數(shù)與液壓泵同類參數(shù)有相似的含義，其原則差別在于：在泵中它們是輸出參數(shù)，在馬達中則是輸入?yún)?shù)。在不考慮泄漏的情況下，液壓馬達每轉(zhuǎn)所需要輸入的液體體積稱為液壓馬達的排量，在不考慮泄漏的情況下，單位時間所需輸入的液體體積稱為液壓馬達的理論流量。即真正轉(zhuǎn)換成輸出轉(zhuǎn)速所需的流量。則（4—1）但由于液壓馬達存在泄漏，故實際所需流量應(yīng)大于理論流量。設(shè)液壓馬達的泄漏量為，則實際供給液壓馬達的流量為（4—2）液壓馬達的容積效率為理論流量比實際流量，即（4—3）液壓馬達的轉(zhuǎn)速公式為（4—4）衡量液壓馬達轉(zhuǎn)速性能好壞的一個重要指標是最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，它是指液壓馬達在額定負載下不出現(xiàn)爬行（抖動或時轉(zhuǎn)時停）現(xiàn)象的最低轉(zhuǎn)速。在實際工作中，一般都希望最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速越小越好，這樣就可以擴大馬達的變速范圍。2.液壓馬達的機械效率和轉(zhuǎn)矩因液壓馬達存在摩擦損失，使液壓馬達輸出的實際轉(zhuǎn)矩小于理論轉(zhuǎn)矩，設(shè)由摩擦造成的轉(zhuǎn)矩損失為，則，液壓馬達的機械效率為實際輸出轉(zhuǎn)矩與理論轉(zhuǎn)矩的比值，即（4—5）則液壓馬達的輸出轉(zhuǎn)矩表達式為（4—6）式中是液壓馬達進、出口處的壓力差。3.液壓馬達的總效率液壓馬達的總效率為液壓馬達的輸出功率與液壓馬達的輸入功率之比，即（4—7）由上式可知，液壓馬達的總效率等于液壓馬達的容積效率與液壓馬達的機械效率的乘積。4—14液壓馬達有哪些類型？答：液壓馬達按其額定轉(zhuǎn)速分為高速和低速兩大類，額定轉(zhuǎn)速高于500r/min的屬于高速液壓馬達，額定轉(zhuǎn)速低于500r/min的屬于低速液壓馬達。高速液壓馬達的基本型式有齒輪式、螺桿式、葉片式和軸向柱塞式等。它們的主要特點是轉(zhuǎn)速較高、轉(zhuǎn)動慣量小，便于啟動和制動，調(diào)速和換向的靈敏度高。通常高速液壓馬達的輸出轉(zhuǎn)矩不大(僅幾十?！っ椎綆装倥！っ?，所以又稱為高速小轉(zhuǎn)矩液壓馬達。高速液壓馬達的基本型式是徑向柱塞式，例如單作用曲軸連桿式、液壓平衡式和多作用內(nèi)曲線式等。此外在軸向柱塞式、葉片式和齒輪式中也有低速的結(jié)構(gòu)型式。低速液壓馬達的主要特點是排量大、體積大、轉(zhuǎn)速低(有時可達每分種幾轉(zhuǎn)甚至零點幾轉(zhuǎn))，因此可直接與工作機構(gòu)連接，不需要減速裝置，使傳動機構(gòu)大為簡化，通常低速液壓馬達輸出轉(zhuǎn)矩較大(可達幾千牛頓·米到幾萬牛頓·米)，所以又稱為低速大轉(zhuǎn)矩液壓馬達。液壓馬達也可按其結(jié)構(gòu)類型來分，可以分為齒輪式、葉片式、柱塞式和其他型式。4—15液壓馬達的工作原理是什么？答：液壓馬達是液壓系統(tǒng)的一種執(zhí)行元件，它將液壓泵提供的液體壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)槠漭敵鲚S的機械能（轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速）。液體是傳遞力和運動的介質(zhì)。以葉片式液壓馬達為例，闡述工作原理。圖葉片馬達的工作原理圖1～7、葉片當(dāng)壓力為p的油液從進油口進入葉片1和3之間時，葉片2因兩面均受液壓油的作用所以不產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。葉片1、3上，一面作用有壓力油，另一面為低壓油。由于葉片3伸出的面積大于葉片1伸出的面積，因此作用于葉片3上的總液壓力大于作用于葉片1上的總液壓力，于是壓力差使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生順時針的轉(zhuǎn)矩。同樣道理，壓力油進入葉片5和7之間時，葉片7伸出的面積大于葉片5伸出的面積，也產(chǎn)生順時針轉(zhuǎn)矩。這樣，就把油液的壓力能轉(zhuǎn)變成了機械能，這就是葉片馬達的工作原理。當(dāng)輸油方向改變時，液壓馬達就反轉(zhuǎn)。當(dāng)定子的長短徑差值越大，轉(zhuǎn)子的直徑越大，以及輸入的壓力越高時，葉片馬達輸出的轉(zhuǎn)矩也越大。葉片馬達的體積小，轉(zhuǎn)動慣量小，因此動作靈敏，可適應(yīng)的換向頻率較高。但泄漏較大，不能在很低的轉(zhuǎn)速下工作，因此，葉片馬達一般用于轉(zhuǎn)速高、轉(zhuǎn)矩小和動作靈敏的場合。項目5液壓輔助元件【項目驅(qū)動】5-1繪制液壓系統(tǒng)各附件的符號。答：過濾器多管式冷卻器電加熱器蓄能器油箱壓力表5-2密封的原理和作用是什么？常用哪些密封件？性能如何？怎樣選擇？答：1.原理和作用：密封可分為間隙密封和接觸密封兩種方式，間隙密封是依靠相對運動零件配合面的間隙來防止泄漏的，其密封效果取決于間隙的大小、壓力差、密封長度和零件表面質(zhì)量。接觸密封是靠密封件在裝配時的預(yù)壓縮力和工作時密封件在油液壓力作用下發(fā)生彈性變形所產(chǎn)生的彈性接觸壓力來實現(xiàn)的，其密封能力隨油液壓力的升高而提高，并在磨損后具有一定的自動補償能力。2.常用的密封件以其斷面形狀命名，有O形、Y形、V形等密封圈，其材料為耐油橡膠、尼龍等。另外，還有防塵圈、油封等。1）．O形密封圈O形密封圈是一種使用最廣泛的密封件，其截面為圓形，如圖5.31所示。其主要材料為合成橡膠，主要用于靜密封及滑動密封，轉(zhuǎn)動密封用得較少。O形密封圈的截面直徑在裝入密封槽后一般壓縮8%～25%。該壓縮量使O形密封圈在工作介質(zhì)沒有壓力或壓力很低時，依靠自身的彈性變形密封接觸面（見圖5.32（c））。當(dāng)工作介質(zhì)壓力較高時，在壓力的作用下，O形密封圈被壓到溝槽的另一側(cè)（見圖5.32（d）），此時密封接觸面處的壓力堵塞了介質(zhì)泄漏的通道，起密封作用。如果工作介質(zhì)的壓力超過一定限度，O形圈將從密封槽的間隙中被擠出（見圖5.32（e））而受到破壞，以致密封效果降低或失去密封作用。為避免擠出現(xiàn)象，必要時加密封擋圈。在使用時，對動密封工況，當(dāng)介質(zhì)壓力大于10MPa時加擋圈；對靜密封工況，當(dāng)介質(zhì)壓力大于32MPa時加擋圈。O形密封圈單向受壓，擋圈加在非受壓側(cè)，如圖5.33（a）所示；O形密封圈雙向受壓，在O形密封圈兩側(cè)同時加擋圈，如圖5.33（b）所示。擋圈材料常用聚四氟乙烯、尼龍等。采用擋圈后，會增加密封裝置的摩擦阻力。2）．唇形密封圈唇形密封圈是將密封圈的受壓面制成某種唇形的密封件。工作時唇口對著有壓力的一邊，當(dāng)介質(zhì)壓力等于零或很低時，靠預(yù)壓縮密封。壓力高時，靠介質(zhì)壓力的作用將唇邊緊貼密封面，壓力越高，貼得越緊，密封越好。唇形密封圈按其截面形狀可分為Y形、Yx形、V形、U形、L形和J形等，主要用于往復(fù)運動件的密封。（1）Y形密封圈。Y形密封圈截面形狀如圖5.35所示。其主要材料為丁腈橡膠，工作壓力可達20MPa。工作溫度為?30℃～100℃。當(dāng)壓力波動大時，要加支承環(huán)，以防止“翻轉(zhuǎn)”現(xiàn)象。當(dāng)工作壓力超過20MPa時，為防止密封圈擠入密封面間隙，應(yīng)加保護墊圈，保護墊圈一般用聚四氟乙烯或夾布橡膠制成。（2）Yx形密封圈。Yx形密封圈是一種截面高、寬比等于或大于2的Y形密封圈。主要材料為聚氨酯橡膠，工作溫度為?30℃～100℃。它克服了Y形密封圈易“翻轉(zhuǎn)”的缺點，工作壓力可達31.5MPa。（3）V形密封圈。V形密封圈是由壓環(huán)、密封環(huán)和支承環(huán)組成。當(dāng)密封壓力高于10MPa時，可增加密封環(huán)的數(shù)量。安裝時應(yīng)注意方向，即開口面向高壓介質(zhì)。環(huán)的材料一般由橡膠或夾織物橡膠制成。主要用于活塞及活塞桿的往復(fù)運動密封，密封性能較Y形密封圈差，但可靠性好。密封環(huán)個數(shù)按工作壓力選取。3）防塵圈在液壓缸中，防塵圈被設(shè)置于活塞桿或柱塞密封外側(cè)，用以防止在活塞桿或柱塞運動期間，外界塵埃、砂粒等異物侵入液壓缸。避免引起密封圈、導(dǎo)向環(huán)和支承環(huán)等的損傷和早期磨損，并污染工作介質(zhì)，導(dǎo)致液壓元件損壞。（1）普通型防塵圈。普通型防塵圈呈舌形結(jié)構(gòu)，分為有骨架式和無骨架式兩種。普通型防塵圈只有一個防塵唇邊，其支承部分的剛性較好，結(jié)構(gòu)簡單，裝拆方便。制作材料一般為耐磨的丁腈橡膠或聚氨酯橡膠。防塵圈內(nèi)唇受壓時，具有密封作用，并在安裝溝槽接觸處形成靜密封。普通型防塵圈的工作速度不大于1m/s，工作溫度為?30℃～110℃，工作介質(zhì)為石油基液壓油和水包油乳化液。（2）旋轉(zhuǎn)軸用防塵圈。旋轉(zhuǎn)軸用防塵圈是一種用于旋轉(zhuǎn)軸端面密封的防塵裝置。防塵圈的密封唇緣緊貼軸頸表面，并隨軸一起轉(zhuǎn)動。由于離心力的作用，斜面上的塵土等異物均被拋離密封部位，從而起到防塵和密封的作用。這種防塵圈的特點是結(jié)構(gòu)簡單，裝拆方便，防塵效果好，不受軸的偏心、振擺和跳動等影響，對軸無磨損。3.密封元件的選擇：密封件的品種、規(guī)格很多，在選用時除了根據(jù)需要密封部位的工作條件和要求選擇相應(yīng)的品種、規(guī)格外，還要注意其他問題，如工作介質(zhì)的種類、工作溫度（以密封部位的溫度為基準）、壓力的大小和波形、密封耦合面的滑移速度、“擠出”間隙的大小、密封件與耦合面的偏心程度、密封耦合面的粗糙度以及密封件與安裝槽的形式、結(jié)構(gòu)、尺寸、位置等。按上述原則選定的密封元件應(yīng)滿足如下基本要求：在工作壓力下，應(yīng)具有良好的密封性能，即泄漏在高壓下沒有明顯的增加；密封件長期在流體介質(zhì)中工作，必須保證其材質(zhì)與工作介質(zhì)的相容性好；動密封裝置的動、靜摩擦阻力要小，摩擦因數(shù)要穩(wěn)定；磨損小，使用壽命長；拆裝方便，成本低等。5-3過濾器有哪幾種？各有何特點？適用于什么地方？答：過濾器按過濾材料的過濾原理來分，有表面型、深度型和磁性過濾器三種。⑴表面型過濾器表面型過濾器被濾除的微粒污物截留在濾芯元件油液上游一面，整個過濾作用是由一個幾何面來實現(xiàn)的，就像絲網(wǎng)一樣把污物阻留在其外表面。濾芯材料具有均勻的標定小孔，可以濾除大于標定小孔的污物雜質(zhì)。由于污物雜質(zhì)積聚在濾芯表面，所以此種過濾器極易堵塞。最常用的有網(wǎng)式和線隙式過濾器兩種。⑵深度型過濾器深度型過濾器的濾芯由多孔可透性材料制成，材料內(nèi)部具有曲折迂回的通道，大于表面孔徑的粒子直接被攔截在靠油液上游的外表面，而較小污染粒子進入過濾材料內(nèi)部，撞到通道壁上，濾芯的吸附及迂回曲折通道有利污染粒子的沉積和截留。這種濾芯材料有紙芯、燒結(jié)金屬、毛氈和各種纖維類等。⑶磁性過濾器磁性過濾器的濾芯采用永磁性材料，將油液中對磁性敏感的金屬顆粒被吸附到上面。常與其他形式濾芯一起制成復(fù)合式過濾器，對加工金屬的機床液壓系統(tǒng)特別適用。5-4開式油箱與閉式油箱有何不同？答：在液壓系統(tǒng)中，油箱有總體式和分離式兩種。總體式油箱是利用機器設(shè)備機身內(nèi)腔作為油箱(如壓鑄機、注塑機等)，其結(jié)構(gòu)緊湊，回收漏油比較方便，但維修不便，散熱條件不好。分離式油箱設(shè)置有一個單獨油箱，與主機分開，減少了油箱發(fā)熱及液壓源振動對工作精度的影響，因此得到了普遍的應(yīng)用。5-5在什么情況下設(shè)置加熱器和冷卻器？答：液壓系統(tǒng)中，油液的工作溫度一般在40℃～60℃為宜，最高不高于60℃，最低不低于15℃。溫度過高將使油液迅速裂化變質(zhì)，同時使液壓泵的容積效率下降；溫度過低則液壓泵吸油困難。5-6常用的油管有哪些？各適用的場合如何？油管安裝應(yīng)注意哪些事項？答：1.常用的油管有（1）硬管①鋼管。價格低廉、耐高壓、耐油、抗腐、剛性好，但裝配時不易彎曲。常在裝拆方便處用作壓力管道。常用鋼管有冷拔無縫鋼管和有縫鋼管（焊接鋼管）兩種。中壓以上條件下采用無縫鋼管，高壓的條件下可采用合金鋼管，低壓條件下采用焊接鋼管。②紫銅管。紫銅管易彎曲成形，安裝方便，管壁光滑，摩擦阻力小，但價格高，耐壓能力低，抗振能力差，易使油液氧化，一般用在儀表裝配不便處。（2）軟管①橡膠管。用于柔性連接，分高壓和低壓兩種。高壓膠管由耐油橡膠夾鋼絲編織網(wǎng)制成，用于壓力管路，鋼絲網(wǎng)層數(shù)越多，耐壓能力越高，最高的使用壓力可達40MPa；低壓膠管由耐油橡膠夾帆布制成，常用在回油管路。②塑料管。耐油、價格低、裝配方便，長期使用易老化，常用在壓力低于0.5MPa的回油管與泄油管。③尼龍管。是一種新型材料，乳白色半透明，可觀察液體流動情況，將在液壓行業(yè)得到日益廣泛的應(yīng)用。加熱后可任意彎曲成形和擴口，冷卻后即定形。一般應(yīng)用在承壓能力為2.5～8MPa的液壓系統(tǒng)中。④金屬波紋軟管。金屬波紋軟管由極薄不銹鋼無縫管作管坯，外套網(wǎng)狀鋼絲組合而成。管坯為環(huán)狀或螺旋狀波紋管。與耐油橡膠相比，金屬波紋管價格較貴，但其重量輕，體積小，耐高溫，清潔度好。金屬波紋管的最高工作壓力可達40MPa，目前僅限于小通徑管道。2.油管安裝應(yīng)注意要求（1）硬管安裝的技術(shù)要求①硬管安裝時，對于平行或交叉管道，相互之間要有100mm以上的空隙，以防止干擾和振動，也便于安裝管接頭。在高壓大流量場合，為防止管道振動，需每隔1m左右用標準管夾將管道固定在支架上，以防止振動和碰撞。②管道安裝時，路線應(yīng)盡可能的短，應(yīng)橫平豎直，布管要整齊，盡量減少轉(zhuǎn)彎，直角轉(zhuǎn)彎要盡量避免。若需要轉(zhuǎn)彎，其彎曲半徑應(yīng)大于管道外徑的3～5倍，彎曲后管道的橢圓度小于10％，不得有波浪狀變形、凹凸不平及壓裂與扭轉(zhuǎn)等不良現(xiàn)象。金屬管連接時一定要有適當(dāng)?shù)膹澢?。③在安裝前應(yīng)對鋼管內(nèi)壁進行仔細檢查，看其內(nèi)壁是否存在銹蝕現(xiàn)象。一般應(yīng)用20％的硫酸或鹽酸進行酸洗，酸洗后用10％的蘇打水中和，再用溫水洗凈、干燥、涂油，進行靜壓試驗，確認合格后再安裝。（2）軟管安裝的技術(shù)要求①軟管彎曲半徑應(yīng)大于軟管外徑的10倍。對于金屬波紋管，若用于運動連接，其最小彎曲半徑應(yīng)大于內(nèi)徑的20倍。②耐油橡膠軟管和金屬波紋管與管接頭成套供貨。彎曲時耐油橡膠軟管的彎曲處距管接頭的距離至少是外徑的6倍；金屬波紋管的彎曲處距管接頭的距離應(yīng)大于管內(nèi)徑的2～3倍。③軟管在安裝和工作中不允許有擰、扭現(xiàn)象。④耐油橡膠軟管用于固定件的直線安裝時要有一定的長度余量（一般留有30％左右的余量），以適應(yīng)膠管在工作時-2％～+4％的長度變化（油溫變化、受拉、振動等因素引起）的需要。⑤耐油橡膠軟管不能靠近熱源，要避免與設(shè)備上的尖角部分相接觸和摩擦，以免劃傷管子。5-7蓄能器有哪些用途？安裝使用時應(yīng)注意哪些問題？答：1.蓄能器的用途蓄能器可以在短時間內(nèi)向系統(tǒng)提供具有一定壓力的液體，也可以吸收系統(tǒng)的壓力脈動和減小壓力沖擊等。其功用主要有以下幾個方面：⑴作輔助動力源當(dāng)執(zhí)行元件間歇運動或只作短時高速運動時，可利用蓄能器在執(zhí)行元件不工作時貯存壓力油，而在執(zhí)行元件需快速運動時，由蓄能器與液壓泵同時向液壓缸供給壓力油。這樣就可以用流量較小的泵使運動件獲得較快的速度，不但可使功率損耗降低，還可以降低系統(tǒng)的溫升。⑵系統(tǒng)保壓當(dāng)執(zhí)行元件在較長時間內(nèi)停止工作且需要保持一定壓力時，可利用蓄能器貯存的液壓油來彌補系統(tǒng)的泄漏，從而保持執(zhí)行元件工作腔的壓力不變。這時，即降低了能耗，又使液壓泵卸荷而延長其使用壽命。⑶吸收壓力沖擊和脈動在控制閥快速換向、突然關(guān)閉或執(zhí)行件的運動突然停止時都會產(chǎn)生液壓沖擊，齒輪泵、柱塞泵、溢流閥等元件工作時也會使系統(tǒng)產(chǎn)生壓力和流量脈動的變化，嚴重時還會引起故障。因此，當(dāng)液壓系統(tǒng)的工作平穩(wěn)性要求較高時，可在沖擊源和脈動源附近設(shè)置蓄能器，以起緩和沖擊和吸收脈動的作用。⑷用作應(yīng)急油源當(dāng)電源突然中斷或液壓泵發(fā)生故障時，蓄能器能釋放出所貯存的壓力油使執(zhí)行元件繼續(xù)完成必要的動作和避免可能因缺油而引起的故障。另外，在輸送對泵和閥有腐蝕作用或有毒、有害的特殊液體時可用蓄能器作為動力源吸入或排出液體，作為液壓泵來使用。2.蓄能器的安裝及使用蓄能器時應(yīng)注意以下幾點：①氣囊式蓄能器中應(yīng)使用惰性氣體（一般為氮氣）。蓄能器絕對禁止使用氧氣，以免引起爆炸。②蓄能器是壓力容器，搬運和拆裝時應(yīng)將充氣閥打開，排出充入的氣體，以免因振動或碰撞而發(fā)生意外事故。③應(yīng)將蓄能器的油口向下豎直安裝，且有牢固的固定裝置。④液壓泵與蓄能器之間應(yīng)設(shè)置單向閥，以防止液壓泵停止工作時，蓄能器內(nèi)的液壓油向液壓泵中倒流；應(yīng)在蓄能器與液壓系統(tǒng)的連接處設(shè)置截止閥，以供充氣、調(diào)整或維修時使用。⑤蓄能器的充氣壓力應(yīng)為液壓系統(tǒng)最低工作力的90％～25％；而蓄能器的容量，可根據(jù)其用途不同，可參考相關(guān)液壓系統(tǒng)設(shè)計手冊來確定。⑥不能在蓄能器上進行焊接、鉚接及機械加工。⑦不能在充油狀態(tài)下拆卸蓄能器。⑧蓄能器屬于壓力容器，必須有生產(chǎn)許可證才能生產(chǎn)，所以一般不要自行設(shè)計、制造蓄能器，而應(yīng)該選擇專業(yè)生產(chǎn)廠家的定型產(chǎn)品。5-8根據(jù)試驗，分析那些原因可能會引起郵箱內(nèi)油溫的嚴重升高？答：①油箱設(shè)置在高溫輻射源附近，環(huán)境溫度高。如注塑機為熔融塑料，用一套大功率的加熱裝置正提供了這種環(huán)境，容易導(dǎo)致液壓油溫度升高。②液壓系統(tǒng)的各種壓力損失，如溢流損失、節(jié)流損失、管路的沿程損失和局部損失等，都會轉(zhuǎn)化為熱量造成油液溫升。③油液黏度選擇不當(dāng)，過高或過低。④油箱設(shè)計時散熱面積不夠等。5-9根據(jù)試驗，如何保證油箱的作用能得到最好的發(fā)揮？答：=1\*GB2⑴油箱的作用是儲存系統(tǒng)所需的足夠液壓油，同時還起著散發(fā)熱量、分離油液中的空氣和沉淀油液中的雜質(zhì)等作用。=2\*GB2⑵油箱的好壞直接影響液壓系統(tǒng)的工作可靠性。=3\*GB2⑶油箱要做好防塵和凈化工作，油液的污染會造液壓系統(tǒng)的性能下降。=4\*GB2⑷油箱在使用過程中會出現(xiàn)嚴重的溫升，這是油箱最常見的故障之一。液壓系統(tǒng)設(shè)計的正確與否、液壓元件的選擇是否正確都會影響到油箱油溫的溫度。=5\*GB2⑸油溫的升高又會引起油箱的噪音和振動。=6\*GB2⑹油箱在使用過程中要做好維護和保養(yǎng)工作，要保證油液的清潔，要定時更換和清洗液壓油，更換和清洗時要采用正確的操作方法。=7\*GB2⑺在使用過程中，要做好液壓設(shè)備的保養(yǎng)和管理工作，以延長液壓油的使用期限。5-10查資料，液壓油更換的周期是多長？如何正確的更換液壓油？答：1.正常機械第一次更換液壓油是使用半年后,一年后更換一次。2.看油液的黏度和老化程度比如是否潔凈等等,判斷是否該更換首先放掉液壓油中的液壓油，清洗干凈油箱后加入新液壓油。拆下回路總管，啟動發(fā)動機后低迷運轉(zhuǎn)，使油泵工作，將回路中的舊油逐一排出，直至回油總管有新油流出為止。最后，將回油總管與油箱連接，往油箱中補充新液壓油至規(guī)定位置即可。5—11常用的油管的接頭形式有哪些？各適用在什么場合？答：管接頭的形式很多，按接頭的通路方向，有直通、直角、三通、四通、鉸接等形式；按其與油管連接方式分，有管端擴口式、卡套式、焊接式、扣壓式等。1.管端擴口式管接頭管端擴口式管接頭它適合于銅管和薄壁鋼管之間的連接。在起剛性密封的同時，也起到連接作用并承受由管內(nèi)流體壓力所產(chǎn)生的接頭體與接管之間的軸向分力。這種管接頭的最高壓力一般小于16MPa。2.卡套式管接頭卡套式管接頭的基本結(jié)構(gòu)由接頭體、卡套和螺母這三個基本零件組成?？ㄌ资且粋€在內(nèi)圓端部帶有鋒利刃口的金屬環(huán)，裝配時因刃口切入被連接的油管而起到連接和密封的作用?？ㄌ资焦芙宇^所用油管外徑一般不超過42mm，使