《液壓與氣壓傳動(dòng)技術(shù)》習(xí)題及解答 韓玉勇

山東省五年制高等職業(yè)教育機(jī)械制造與自動(dòng)化專業(yè)教材《液壓與氣壓傳動(dòng)技術(shù)》習(xí)題解答項(xiàng)目1探究液壓與氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)思考與練習(xí)1-1何謂液壓傳動(dòng)？液壓傳動(dòng)的基本工作原理是什么？答：液壓與氣壓傳動(dòng)是以流體(液壓油液或壓縮空氣)為工作介質(zhì)進(jìn)行能量傳遞和控制的一種傳動(dòng)形式。液壓與氣壓傳動(dòng)實(shí)質(zhì)上是一種不同能量的轉(zhuǎn)換過程。它由液壓泵（或空氣壓縮機(jī)）將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液體（或氣體）的壓力能，再通過液壓缸或液壓馬達(dá)（氣缸或氣壓馬達(dá)）將流體壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，以驅(qū)動(dòng)工作機(jī)構(gòu)完成所要求的各種動(dòng)作。1-2液壓傳動(dòng)系統(tǒng)有哪些基本組成部分？試說明各組成部分的作用。答：一個(gè)完整的、能夠正常工作的液壓與氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)，應(yīng)該由以下五個(gè)主要部分組成：1.動(dòng)力裝置它是將原動(dòng)機(jī)(電動(dòng)機(jī))供給的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w或者氣體的壓力能的裝置，為各類液(氣)壓設(shè)備提供動(dòng)力。最常見的形式是液壓泵或空氣壓縮機(jī)。2.執(zhí)行裝置它是將液體或氣體的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的裝置。包括做直線運(yùn)動(dòng)的液壓缸和作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的液壓馬達(dá)、擺動(dòng)缸，它們又稱為液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件。3.控制調(diào)節(jié)裝置它們的作用是控制執(zhí)行元件的壓力、流量和方向，以保證執(zhí)行元件完成預(yù)期的工作運(yùn)動(dòng)。如壓力閥、流量閥、方向閥等。4.輔助裝置是使工作介質(zhì)(油或氣)貯存、輸送、凈化、潤(rùn)滑、測(cè)量以及用于元件間連接的裝置，如過濾器、油管、壓力計(jì)、流量計(jì)、油箱、油霧器、消聲器等。它們對(duì)保證系統(tǒng)正常工作是必不可分的。5.工作介質(zhì)用它進(jìn)行能量和信號(hào)的傳遞。在液壓系統(tǒng)中通常用液壓油液為工作介質(zhì)，同時(shí)還可起潤(rùn)滑、冷卻和防銹的作用，氣動(dòng)系統(tǒng)則以壓縮空氣作為工作介質(zhì)。1-3液壓傳動(dòng)與機(jī)械傳動(dòng)、電氣傳動(dòng)比較，有哪些主要的優(yōu)缺點(diǎn)？答：在輸出相同功率的條件下，液壓轉(zhuǎn)動(dòng)裝置體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、慣性小、并且反應(yīng)快?？稍谶\(yùn)行過程中實(shí)現(xiàn)大范圍的無級(jí)調(diào)速、且調(diào)節(jié)方便。調(diào)速范圍一般可達(dá)100：1，甚至高達(dá)2000：1。傳動(dòng)無間隙，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，能快速啟動(dòng)、制動(dòng)和頻繁換向。操作簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，特別是與電子技術(shù)結(jié)合更易于實(shí)現(xiàn)各種自動(dòng)控制和遠(yuǎn)距離操縱。不需要減速器就可實(shí)現(xiàn)較大推力、力矩的傳動(dòng)。易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，安全性好；采用礦物油作工作介質(zhì)，滋潤(rùn)滑性好，故使用壽命長(zhǎng)。液壓元件已是標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化產(chǎn)品、便于系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造和推廣應(yīng)用。液壓傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)：（1）油液的泄露、油液的可壓縮性、油管的彈性變形會(huì)影響運(yùn)動(dòng)的傳遞正確性，故不宜用于精確傳動(dòng)比的場(chǎng)合。（2）由于油液的粘度隨溫度而變，從而影響運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性，故不宜在溫度變化范圍較大的場(chǎng)合工作。（3）由于工作過程中有較多能量損失（如管路壓力損失、泄漏等），因此，液壓傳動(dòng)的效率還不高，不宜用于遠(yuǎn)距離傳動(dòng)。（4）為了減少泄漏，液壓元件配合的制造精度要求高，故制造成本較高。同時(shí)系統(tǒng)故障診斷困難。氣壓傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)：（1）以空氣為傳動(dòng)介質(zhì)，取之不盡，用之不竭；用過的空氣直接排到大氣中，處理方便，不污染環(huán)境，符合“綠色制造”中清潔能源的要求。（2）空氣的粘度很小，因而流動(dòng)時(shí)阻力損失小，便于集中供氣、遠(yuǎn)距離傳輸和控制。（3）工作環(huán)境適應(yīng)性好，特別是在易燃、易爆、多塵埃、強(qiáng)磁、輻射及振動(dòng)等惡劣環(huán)境中工作，比液壓、電子、電氣控制優(yōu)越。（4）維護(hù)簡(jiǎn)單，使用安全可靠，過載能自動(dòng)保護(hù)。氣壓傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)：（1）氣壓傳動(dòng)裝置的信號(hào)傳遞速度限制在聲速（約340m/s）范圍內(nèi)，所以它的工作頻率和響應(yīng)速度遠(yuǎn)不如電子裝置，并且信號(hào)要產(chǎn)生較大的失真和延滯，不宜用于對(duì)信號(hào)傳遞速度要求十分高的場(chǎng)合中，但這個(gè)缺點(diǎn)不影響其在工業(yè)生產(chǎn)過程中應(yīng)用。（2）由于空氣的可壓縮性大，因而氣壓傳動(dòng)工作速度的穩(wěn)定性較液壓傳動(dòng)差，但采用氣液聯(lián)合可得到較滿意的效果。（3）系統(tǒng)輸出力小，氣缸的輸出力一般不大于50KN；且傳動(dòng)效率低。（4）排氣噪聲較大，在高速排氣時(shí)要加消聲器。1-4深入企業(yè)，寫一份3000字左右調(diào)查報(bào)告，了解液壓與氣動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用。項(xiàng)目2液壓油的選用與維護(hù)思考與練習(xí)2-1什么叫液體的黏性？常用的黏度表示方法有哪幾種？它們相互如何換算？答：當(dāng)液體在外力作用下流動(dòng)時(shí)，由分子間的內(nèi)聚力（液體內(nèi)部分子之間引力的作用效果）而產(chǎn)生一種阻礙液體分子之間進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)的內(nèi)摩擦力。液體的這種產(chǎn)生內(nèi)摩擦力的性質(zhì)稱為液體的黏性。液體黏性的大小用黏度表示。常用的黏度有三種，即動(dòng)力黏度、運(yùn)動(dòng)黏度和相對(duì)黏度。2-2壓力的定義是什么？壓力有哪幾種表示方法？液壓系統(tǒng)的工作壓力與負(fù)載有什么關(guān)系？答：根據(jù)度量基準(zhǔn)的不同，液體壓力分為絕對(duì)壓力和相對(duì)壓力兩種。絕對(duì)壓力是以絕對(duì)零壓力作為基準(zhǔn)來進(jìn)行度量，相對(duì)壓力是以當(dāng)?shù)卮髿鈮簽榛鶞?zhǔn)來進(jìn)行度量。液壓系統(tǒng)中，液體的壓力是由外負(fù)載決定。2-3闡述層流與紊流的物理現(xiàn)象及其判別方法？答：液體的流動(dòng)有兩種狀態(tài)，即層流和紊流。這兩種流動(dòng)狀態(tài)的物理現(xiàn)象可以通過一個(gè)實(shí)驗(yàn)觀察出來，這就是雷諾實(shí)驗(yàn)。雷諾數(shù)的物理意義是流動(dòng)液體的慣性力與粘性力之比。雷諾數(shù)小，表示粘性力占主導(dǎo)地位，由壓力與粘性力之間的平衡決定了流動(dòng)的規(guī)律，流體質(zhì)點(diǎn)受粘性力制約只能按層沿軸線方向運(yùn)動(dòng)，因此流動(dòng)為層流。液體的流態(tài)由臨界雷諾數(shù)Recr決定。當(dāng)只Re＜Recr時(shí)為層流；當(dāng)Re＞Recr時(shí)為紊流。2-4伯努利方程的物理意義是什么？該方程的理論式與實(shí)際式有什么區(qū)別？答：伯努利方程的物理意義是：在流束內(nèi)作恒定流動(dòng)的理想液體具有三種形式的比能，即比壓能、比動(dòng)能和比勢(shì)能，它們之間可以相互轉(zhuǎn)化，但在流束的任一處，這三種比能的總和是一定的。液壓傳動(dòng)中使用的液壓油都具有黏性，流動(dòng)時(shí)必須考慮因黏性而損失一部分能量。另外，實(shí)際液體的黏性使流束的通流截面上各點(diǎn)的真實(shí)流速并不相同，精確計(jì)算時(shí)必須引進(jìn)動(dòng)能修正系數(shù)。2-5管路中的壓力損失有哪幾種？分別受哪些因素影響？答：實(shí)際液體具有黏性，流動(dòng)時(shí)會(huì)有阻力產(chǎn)生。為了克服阻力，流動(dòng)液體需要損耗一部分能量，具體表現(xiàn)為液體的壓力損失。壓力損失可分為沿程壓力損失和局部壓力損失。2-6如圖所示，直徑為d、質(zhì)量為m的柱塞浸入充滿液體的密閉容器中，在力F的作用下處于平衡狀態(tài)。若浸入深度為h，液體密度為ρ，試求液體在測(cè)壓管內(nèi)上升的高度x。2-7如圖所示，泵從油箱中吸油，管道直徑d=6cm,泵的流量q=150L/min,吸油高度h=2.16m,油的運(yùn)動(dòng)黏度ν=30cst,密度ρ=900kg/m3,彎頭局部水頭損失系數(shù)為0.22,濾網(wǎng)的局部損失系數(shù)為0.5.不計(jì)沿程損失，求：1）油管中的流動(dòng)狀態(tài)。2）泵口的真空度。2-8如圖所示，液壓缸直徑D=150mm，柱塞直徑d=100mm，負(fù)載F=5×104N。若不計(jì)液壓油自重及活塞或缸體重量，試求圖示兩種情況下液壓缸內(nèi)的液體壓力是多少？答：2-9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)性方程是質(zhì)量守恒定律在流體力學(xué)中的一種表達(dá)形式。該方程說明：在管道中作恒定流動(dòng)的不可壓縮液體，流過各截面的流量是相等的，因而流速與通流面積成反比。2-10何謂液壓沖擊與氣穴現(xiàn)象？各有哪些危害？一般采取哪些預(yù)防措施？答：在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中，常常由于一些原因而使液體壓力突然急劇上升，形成很高的壓力峰值，這種現(xiàn)象稱為液壓沖擊。液壓沖擊的危害：系統(tǒng)中出現(xiàn)液壓沖擊時(shí)，液體瞬時(shí)壓力峰值可以比正常工作壓力大好幾倍。液壓沖擊會(huì)損壞密封裝置、管道或液壓元件，還會(huì)引起設(shè)備振動(dòng)，產(chǎn)生很大噪聲。有時(shí)沖擊會(huì)使某些液壓元件，如壓力繼電器、順序閥等產(chǎn)生誤動(dòng)作，影響系統(tǒng)正常工作。減小壓力沖擊的措施：液壓沖擊危害極大，根據(jù)其產(chǎn)生的原因，可以采取適當(dāng)措施來減小液壓沖擊。減小液壓沖擊的主要措施如下。1）盡可能延長(zhǎng)閥門關(guān)閉和運(yùn)動(dòng)部件制動(dòng)換向的時(shí)間。在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中采用換向時(shí)間可調(diào)的換向閥。2）正確設(shè)計(jì)閥口，限制管道流速及運(yùn)動(dòng)部件速度，使運(yùn)動(dòng)部件制動(dòng)時(shí)速度變化比較均勻。例如，在機(jī)床液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中，通常將管道流速限制在4.5m/s以下，液壓缸驅(qū)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)部件速度一般不宜超過10m/min等。3）在某些精度要求不高的工作機(jī)械上，使液壓缸兩腔油路在換向閥回到中位時(shí)瞬時(shí)互通。4）適當(dāng)加大管道直徑，盡量縮短管道長(zhǎng)度。必要時(shí)，還可在沖擊區(qū)附近設(shè)置卸荷閥和安裝蓄能器等緩沖裝置來達(dá)到此目的。5）采用軟管，增加系統(tǒng)的彈性，以減少壓力沖擊。在流動(dòng)的液體中，由于壓力過分降低（低于其空氣分離壓）而有氣泡形成的現(xiàn)象稱為氣穴現(xiàn)象。氣穴對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生的危害：氣穴的產(chǎn)生破壞了油液的連續(xù)狀態(tài)。當(dāng)所形成的氣泡隨著液流進(jìn)入高壓區(qū)時(shí)，氣穴體積將急速縮小或潰滅。這一過程瞬時(shí)發(fā)生，從而產(chǎn)生局部液壓沖擊，其動(dòng)能迅速轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ芗盁崮埽咕植繅毫皽囟燃眲∩仙ň植繅毫蛇_(dá)數(shù)百甚至上千大氣壓，局部溫度可達(dá)1000℃），并引起強(qiáng)烈的振動(dòng)及噪聲。過高的溫度將加速工作液的氧化變質(zhì)。如果這個(gè)局部液壓沖擊作用在金屬表面上，金屬壁面在反復(fù)液壓沖擊、高溫及游離出來的空氣中氧的侵蝕下將產(chǎn)生剝蝕，這種現(xiàn)象通常稱為氣蝕。預(yù)防氣穴及氣蝕所采取的措施：1）減小孔口或縫隙前后壓力差，使孔口或縫隙前后壓力差之比p1/p2＜3.5。2）限制泵吸油口至油箱油面的安裝高度，盡量減少吸油管道中的壓力損失（如及時(shí)清洗濾油器或更換濾芯）。3）提高各元件接合處管道的密封性，盡量防止空氣滲入到液壓系統(tǒng)中。4）對(duì)于易產(chǎn)生氣蝕的零件采用抗腐蝕性強(qiáng)的材料，增加零件的力學(xué)強(qiáng)度，并降低其表面粗糙度。5）當(dāng)拖動(dòng)大負(fù)載運(yùn)動(dòng)的液壓執(zhí)行元件，因換向或制動(dòng)在回油腔產(chǎn)生液壓沖擊的同時(shí)，會(huì)使原進(jìn)油腔壓力下降而產(chǎn)生真空。為防止氣穴，應(yīng)在系統(tǒng)中設(shè)置補(bǔ)油回路。2-11有一液壓千斤頂，其工作原理如圖所示。大、小活塞的直徑比為D/d＝5，杠桿比為L(zhǎng)/l＝5，若作用力F＝100N，求所頂起的重物W的重量是多少牛頓(N)？題2-11圖題2-11圖項(xiàng)目3解析液壓泵站思考與練習(xí)3-1什么叫液壓泵的容積效率、機(jī)械效率和總效率？相互關(guān)系如何？答：液壓泵在能量轉(zhuǎn)換和傳遞過程中，必然存在能量損失，如泵的泄漏造成的流量損失，機(jī)械運(yùn)動(dòng)副之間的摩擦引起的機(jī)械能損失等。液壓泵的容積效率。液壓泵由于存在泄漏，因此，它輸出的實(shí)際流量q，總是小于理論流量qt，液壓泵的容積效率ηV可用下式表示液壓泵的機(jī)械效率。由于存在機(jī)械損耗和液體粘性引起的摩擦損失，因此，液壓泵的實(shí)際輸入轉(zhuǎn)矩Ti，必然大于泵的所需的理論轉(zhuǎn)矩Tt，其機(jī)械效率液壓泵的總效率η。液壓泵的總效率為泵的輸出功率P0和輸入功率Pi之比即液壓泵的總效率等于容積效率ηV和機(jī)械效率ηm的乘積。3-2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)要低？答：在額定壓力下，能發(fā)揮液壓泵的最佳機(jī)械效率。如果工作壓力比額定壓力低太多，一是制造成本的增加，二是使用成本的浪費(fèi)（電能、燃料）。液壓泵在轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)低于額定轉(zhuǎn)速下工作時(shí)，液壓泵的實(shí)際工作壓力低，轉(zhuǎn)矩小。實(shí)踐證明，轉(zhuǎn)矩越小，液壓泵的機(jī)械效率越低;且液壓泵在低轉(zhuǎn)速下工作時(shí)流量小，流量越小，液壓泵的容積效率越低，所以液壓泵的總效率較低。3-3什么是齒輪泵的困油現(xiàn)象？變量葉片泵的困油現(xiàn)象與齒輪泵有何不同？軸向柱塞泵是否也有困油現(xiàn)象？怎樣產(chǎn)生的？答：齒輪泵要平穩(wěn)地工作，齒輪嚙合的重疊系數(shù)必須大于1，當(dāng)前一對(duì)齒尚未退出嚙合時(shí)，后一對(duì)齒已經(jīng)進(jìn)入嚙合，這樣在兩對(duì)輪齒嚙合瞬間，在兩嚙合處之間形成了一個(gè)封閉的容積，其內(nèi)被封閉的油液隨封閉容積從大到小(圖3-8a～圖3-8b)，又從小到大(圖3-8b～圖3-8c)的變化。被困油液壓力周期性升高和下降會(huì)引起振動(dòng)、噪聲和空穴現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為困油現(xiàn)象。困油現(xiàn)象嚴(yán)重地影響泵的工作平穩(wěn)性和使用壽命。為了減輕和消除困油現(xiàn)象的影響，通常在兩端蓋內(nèi)側(cè)面上開困油卸荷槽，有對(duì)稱開的，也有偏向吸油腔開的，還有開圓形盲孔卸荷槽的。目的是使封閉容積減小時(shí)，通過卸荷槽使其與壓油腔相通；封閉容積增大時(shí)通過卸荷槽使其與吸油腔相通。兩槽之間的距離應(yīng)保證吸、壓油腔互不相通，否則泵不能正常工作。3-4為什么齒輪泵的齒輪多為修正齒輪？答：(1)齒數(shù)少于17齒齒輪要切根必須修正。（2）標(biāo)準(zhǔn)齒形流量太小為了加大流量必須修正齒輪。3-5有一齒輪泵的齒輪模數(shù)m＝3mm，齒數(shù)Z＝15，齒寬B＝25mm，轉(zhuǎn)速n＝1450r/min，在額定壓力下輸出流量qv＝25L/min，試求該泵的容積效率？答：3-6某液壓泵的輸出油壓p＝1OO×105Pa，轉(zhuǎn)速n＝1450r/min，排量V＝200mL/r，容積效率ηv＝0.95，總效率η＝0.9。求驅(qū)動(dòng)泵的電機(jī)功率至少多少？泵的輸出功率是多少？答：3-7雙作用式定量葉片泵的葉片在轉(zhuǎn)子槽中為何向前有一傾角？而單作用式葉片泵的葉片為何向后有一傾角？答：雙作用葉片泵，葉片在轉(zhuǎn)子槽放置不采用徑向安裝，而是有一個(gè)順轉(zhuǎn)向的前傾角，如圖3-15所示，理由是在壓油區(qū)，如葉片徑向安放，葉片和定子曲線有壓力角β，定子對(duì)葉片的反力F在垂直葉片方向上的分力使葉片產(chǎn)生彎曲，將葉片壓緊在葉片槽的側(cè)壁上。這樣摩擦力增大，使葉片內(nèi)縮不靈活，會(huì)使磨損增大，所以將葉片順轉(zhuǎn)向傾斜一角度θ(通常θ＝13°)。這樣使壓力角減為α＝β－θ。壓力角減小有利于葉片在槽內(nèi)滑動(dòng)。單作用式變量葉片泵在吸油區(qū)的葉片根部不通壓力油，否則葉片給定子內(nèi)壁摩擦力較大，會(huì)削弱泵的壓力反饋?zhàn)饔?。因而，為了能使葉片在慣性力作用下能順利甩出，葉片采用后傾一個(gè)角度(α＝24°)安放。3-8為什么雙作用葉片泵的葉片數(shù)取為偶數(shù)？而單作用葉片泵的葉片數(shù)為奇數(shù)？答：由于葉片有厚度，根部又連通壓油腔，在吸油區(qū)葉片不斷伸出，根部容積要由壓力油補(bǔ)充，減少了輸出流量，造成葉片泵有少量流量脈動(dòng)。流量脈動(dòng)率在葉片數(shù)為4的整數(shù)倍且大于8時(shí)最小，故定量葉片泵葉片數(shù)為10或12。單作用葉片泵在葉片單數(shù)時(shí)候脈動(dòng)率?。▽?shí)際實(shí)驗(yàn)得出的），也就取13、15這樣的單數(shù)。3-9為保證雙作用葉片泵的葉片在轉(zhuǎn)子葉片槽內(nèi)自由滑動(dòng)并緊貼定子內(nèi)表面，通常采用葉片槽根部全部通高壓油的措施。請(qǐng)分析這一措施帶來的三個(gè)方面的副作用。答：為了保證葉片頂部與定子內(nèi)表面緊密接觸，所有的葉片的根部通壓力油，當(dāng)葉片處于吸油區(qū)時(shí)，葉片作用于定子表面的力很大，在高速運(yùn)轉(zhuǎn)下，會(huì)加速定子內(nèi)表面的磨損，這是不能提高泵的工作壓力的主要原因。由于葉片有厚度，根部又連通壓油腔，在吸油區(qū)葉片不斷伸出，根部容積要由壓力油補(bǔ)充，減少了輸出流量，造成葉片泵有少量流量脈動(dòng)。3-10為什么軸向柱塞泵一般不能反向旋轉(zhuǎn)使用？如工作時(shí)要求能夠正反轉(zhuǎn)，結(jié)構(gòu)上應(yīng)采取什么措施？答:(1)軸向柱塞泵都是斜盤式的柱塞泵，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，所以可以改變斜盤的傾角與原來相反的數(shù)值從而實(shí)現(xiàn)。3-12蓄能器有哪些功用？安裝和使用蓄能器應(yīng)注意哪些事項(xiàng)？答：蓄能器是用來儲(chǔ)存和釋放液體壓力能的裝置，其主要功用如下：（1）作輔助動(dòng)力源。（2）保壓和補(bǔ)充泄漏。（3）吸收壓力沖擊和消除壓力脈動(dòng)。蓄能器在液壓回路中的安放位置，隨其功用的不同而異。在安裝蓄能器時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1）氣囊式蓄能器原則上應(yīng)垂直安裝(油口向下)，只有在空間位置受到限制時(shí)才考慮傾斜或水平安裝。2）吸收沖擊壓力和脈動(dòng)壓力的蓄能器應(yīng)盡可能裝在振源附近。3）裝在管道上的蓄能器，要承受一個(gè)相當(dāng)于其入口面積與油液壓力乘積的力，因而必須用支持板或支持架固定。4）蓄能器與管道系統(tǒng)之間應(yīng)安裝截止閥，供充氣、檢修時(shí)使用。蓄能器與液壓泵之間應(yīng)安裝單向閥，以防止停泵時(shí)壓力油倒流。3-13濾油器在液壓系統(tǒng)中應(yīng)安裝在什么位置？起什么作用？答：濾油器的作用就在于不斷凈化油液，使其污染程度控制在允許范圍內(nèi)。濾油器在液壓系統(tǒng)中的安裝位置，通常有以下幾種：（1）安裝在液壓泵的吸油路上這種安裝方式要求濾油器有較大的通油能力和較小的阻力(阻力不超過0.01MPa～0.02MPa)，否則將造成液壓泵吸油不暢或空穴現(xiàn)象。該安裝方式一般都采用過濾精度較低的網(wǎng)式濾油器。這種安裝方式的作用主要是保護(hù)液壓泵。（2）安裝在壓油路上這種安裝方式可以保護(hù)除泵以外的其他液壓元件。由于濾油器在高壓下工作，殼體應(yīng)能承受系統(tǒng)的工作壓力和沖擊壓力。過濾阻力不應(yīng)超過3.5×105Pa，以減少因過濾所引起的壓力損失和濾芯所受的液壓力。為了防止濾油器堵塞時(shí)引起液壓泵過載或使濾芯裂損，可在壓力油路上設(shè)置一旁路閥與濾油器并聯(lián)，或在濾油器上設(shè)置堵塞指示裝置。（3）安裝在回油路上由于回油路上壓力較低，這種安裝方式可采用強(qiáng)度和剛度較低的濾油器。這種方式能經(jīng)常地清除油液中的雜質(zhì)，從而間接地保護(hù)系統(tǒng)。可并聯(lián)一單向閥作為安全閥，以防堵塞引起系統(tǒng)壓力提高。（4）單獨(dú)過濾系統(tǒng)在大型液壓系統(tǒng)中，可專門設(shè)置由液壓泵和過濾器組成的獨(dú)立過濾系統(tǒng)，專門濾去油箱中的污物，通過不斷循環(huán)，提高油液的清潔度。專用過濾車也是一種獨(dú)立的過濾系統(tǒng)。3-14油箱的功用是什么？設(shè)計(jì)油箱時(shí)應(yīng)注意哪些問題？答：油箱的作用是儲(chǔ)存油液，使?jié)B入油液中的空氣逸出，沉淀油液中的污物和散熱。為了保證油箱的功用，在結(jié)構(gòu)上應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：（1）油箱要有足夠的強(qiáng)度和剛度油箱一般用2.5mm～4mm的鋼板焊接而成，尺寸大者要加焊加強(qiáng)筋。箱蓋若安裝液壓站，則更應(yīng)加厚及局部加強(qiáng)。（2）防污密封為防止油液污染，蓋板及窗口各連接處均需加密封墊，各油管通過的孔都要加密封圈，注油器上要加濾油網(wǎng)。（3）吸油管與回油管設(shè)置吸、回油管距離應(yīng)盡量遠(yuǎn)些，管口應(yīng)插入最低油面以下?；赜凸芮?5°斜口并應(yīng)面向箱壁。（4）油溫控制油箱正常工作溫度應(yīng)在15℃～65℃之間。必要時(shí)應(yīng)設(shè)溫度計(jì)和熱交換器。（5）油箱內(nèi)壁的加工新油箱內(nèi)壁要經(jīng)噴丸、酸洗和表面清洗，然后可涂一層與工作液相容的塑料薄膜或耐油清漆。（6）對(duì)功率較大且連續(xù)工作的液壓系統(tǒng)，應(yīng)進(jìn)行熱平衡計(jì)算然后再確定油箱的有效容積。3-15油管有幾種？各用在什么場(chǎng)合？答：液壓系統(tǒng)中使用的油管，有鋼管、銅管、尼龍管、塑料管、橡膠軟管等多種類型，應(yīng)根據(jù)液壓元件的安裝位置、使用環(huán)境和工作壓力等進(jìn)行選擇。油管的種類、特點(diǎn)及適用范圍種類特點(diǎn)和適用范圍硬管鋼管能承受高壓(25MPa～32MPa)、價(jià)格低廉、耐油、抗腐蝕、剛性好，但裝配時(shí)不能任意彎曲，因而多用于中、高壓系統(tǒng)的壓力管道。一般中、高壓系統(tǒng)用10號(hào)、15號(hào)冷拔無縫鋼管，低壓系統(tǒng)可用焊接鋼管。紫銅管裝配時(shí)易彎曲成各種形狀，但承壓能力較低(一般不超過6.5MPa～10MPa)。銅是貴重材料，抗振能力較差，又易使油液氧化，應(yīng)盡量少用。紫銅管一般只用在液壓裝置內(nèi)部配接不便之處。黃銅管可承受較高的壓力(25MPa)，但不如紫銅管那樣容易彎曲成形。軟管尼龍管新型的乳白色半透明管，承壓能力因材料而異，自2.5MPa～8MPa不等，目前大都在低壓管道中使用。將尼龍管加熱到140℃左右后可隨意彎曲和擴(kuò)口，然后浸入冷水冷卻定形，因而它有著廣泛的使用前途。塑料管價(jià)格便宜，裝配方便，但承壓能力差，只適用于工作壓力小于0.5MPa的管道，如回油路、泄油路等處。塑料管長(zhǎng)期使用后會(huì)變質(zhì)老化。橡膠軟管用于兩個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)件之間的連接，分為高壓和低壓兩種。高壓橡膠軟管由夾有幾層鋼絲編織的耐油橡膠制成，鋼絲層數(shù)越多耐壓越高。低壓橡膠軟管由夾有帆布的耐油橡膠或聚氯乙烯制成，多用于低壓回油管道。3-16管接頭有幾種？各用在什么場(chǎng)合？答：管接頭是管道和管道、管道和其他元件(如泵、閥、閥塊等)之間的可拆卸連接件。管接頭與其他元件之間可采用普通細(xì)牙螺紋連接或米制錐螺紋連接。3-17已知齒輪泵頂圓直徑De＝48mm，齒寬B＝24mm，齒數(shù)Z＝13。若最大工作壓力p＝10MPa，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n＝980r/min。求電動(dòng)機(jī)功率(泵的容積效率ηpv＝0.90，總效率ηp＝0.8)。3-18有一齒輪泵，在齒輪兩側(cè)端面間隙s1＝s2＝0.04mm，轉(zhuǎn)速n＝1000r/min，工作壓力p＝2.5MPa時(shí)輸出的流量q＝20L/min，容積效率ηpv＝0.90。工作一段時(shí)間后，端面間隙因磨損分別增大為s1＝0.042mm，s2＝0.048mm(其他間隙不變)。若泵的工作壓力和轉(zhuǎn)速不變。求此時(shí)的容積效率。(提示：s1＝s2＝0.04mm時(shí)端面間隙泄漏占總泄漏的85％)項(xiàng)目4解析液壓執(zhí)行元件思考與練習(xí)4-1雙桿活塞式液壓缸在缸固定和桿固定時(shí)，工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)范圍有何不同?試?yán)L圖說明。答：（a）（b）圖雙桿活塞缸圖a為缸體固定式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。當(dāng)缸的左腔進(jìn)壓力油，右腔回油時(shí)，活塞帶動(dòng)工作臺(tái)向右移動(dòng)；反之，右腔進(jìn)壓力油，左腔回（a）（b）圖雙桿活塞缸圖b為活塞固定式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。液壓油經(jīng)空心活塞桿的中心孔及其活塞處的徑向孔c、d進(jìn)、出液壓缸。當(dāng)缸的左腔進(jìn)壓力油，右腔回油時(shí)，缸體帶動(dòng)工作臺(tái)向左移動(dòng)；反之，右腔進(jìn)壓力油，左腔回油時(shí)，缸體帶動(dòng)工作臺(tái)向右移動(dòng)。其運(yùn)動(dòng)范圍略大于缸有效行程的兩倍，常用于行程長(zhǎng)的大、中型設(shè)備的液壓系統(tǒng)。4-2活塞式液壓缸在缸固定和桿固定時(shí)，其運(yùn)動(dòng)方向和進(jìn)油方向之間是什么關(guān)系？答：當(dāng)向缸兩腔分別供油，且供油壓力和流量相同時(shí)，活塞(或缸體)在兩個(gè)方向的推力和運(yùn)動(dòng)速度不相等。當(dāng)無桿腔進(jìn)壓力油，有桿腔回油時(shí)，活塞推力F1和運(yùn)動(dòng)速度v1分別為當(dāng)有桿腔進(jìn)壓力油，無桿腔回油時(shí)，活塞推力F2和運(yùn)動(dòng)速度v2分別為式中A1——缸無桿腔有效工作面積；A2——缸有桿腔有效工作面積。4-3若要求某差動(dòng)液壓缸快進(jìn)速度v1是快退速度v2的3倍，試確定活塞面積A1和活塞桿截面積A2之比A1/A2為多少？答：4-4活塞式、柱塞式和擺動(dòng)液壓缸各有什么特點(diǎn)？適用于什么場(chǎng)合？答：液壓缸按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的不同可分為活塞缸、柱塞缸和擺動(dòng)缸三類?；钊缀椭子靡詫?shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)，輸出推力和速度；擺動(dòng)缸用以實(shí)現(xiàn)小于360°的轉(zhuǎn)動(dòng)，輸出轉(zhuǎn)矩和角速度。4-5為什么液壓缸內(nèi)徑D和活塞桿直徑d在計(jì)算后要圓整，還要再查表取標(biāo)準(zhǔn)值？答：如果算出的液壓缸內(nèi)徑和活塞桿內(nèi)徑不圓整成標(biāo)準(zhǔn)值——?jiǎng)t液壓缸就是一個(gè)非標(biāo)產(chǎn)品,會(huì)出現(xiàn)以下狀況：

1）活塞缸體一般是鑄鐵的,非標(biāo)的東西,要重新制作鑄造用的模子,會(huì)增加鑄模費(fèi)用；

2）缸徑不標(biāo)準(zhǔn)會(huì)造成活塞不標(biāo)準(zhǔn),活塞不標(biāo)準(zhǔn)會(huì)造成活塞密封也不是標(biāo)準(zhǔn)件,在市場(chǎng)上也配不到相應(yīng)的密封,所以需要定做密封,這樣也會(huì)增加成本；

3）液壓缸內(nèi)徑和活塞桿不標(biāo)準(zhǔn),會(huì)造成端蓋和活塞桿端的密封也不標(biāo)準(zhǔn),也需要定做,增加成本。4-6有一柱塞式缸，當(dāng)柱塞固定、缸體運(yùn)動(dòng)時(shí)，壓力油從空心柱塞中流入，壓力為p，流量為qv，缸體內(nèi)徑為D，柱塞外徑為d，內(nèi)孔為d0。試求缸所產(chǎn)生的推力和運(yùn)動(dòng)速度及方向。答：4-7如圖所示，兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的液壓缸串聯(lián)。已知液壓缸無桿腔面積A1為100cm2，有桿腔面積A2為80cm2，缸1的輸入壓力為p1＝1.8MPa，輸入流量qv1＝12L/min，若不計(jì)泄漏和損失1)當(dāng)兩缸承受相同的負(fù)載時(shí)(F1＝F2)，該負(fù)載為多少？?jī)筛椎倪\(yùn)動(dòng)速度各是多少？2)缸2的輸入壓力為缸1的一半(p2＝p1/2)時(shí)，兩缸各承受多大負(fù)載？3)當(dāng)缸1無負(fù)載(F1＝0)時(shí)，缸2能承受多大負(fù)載？題4-7圖答：題4-7圖（a)（b)（c)題4-8圖4-8如圖所示，液壓缸活塞直徑D＝100mm，活塞桿直徑d＝70mm，進(jìn)入液壓缸的油液流量q＝25L/min，壓力p1＝20×105Pa，回油背壓p2＝2×105Pa，試計(jì)算圖示a、b、c三種情況下缸體的運(yùn)動(dòng)速度大小和方向，最大推力的大小和方向，以及活塞桿受拉還是受壓？（a)（b)（c)題4-8圖答：項(xiàng)目5解析液壓控制閥思考與練習(xí)5-1電液動(dòng)換向閥的先導(dǎo)閥，為何選用Y型中位機(jī)能?改用其他型中位機(jī)能是否可以？為什么?試說明電液動(dòng)換向閥的組成特點(diǎn)及各組成部分的功用。答：不行，使液控閥兩邊在先導(dǎo)閥斷電時(shí)無壓力處于中位狀態(tài)，改用其它中位機(jī)能不行，不能達(dá)到上述要求。這樣可以保證主閥芯在中位時(shí)，油液能回油。電液換向閥是由電磁換向閥和液動(dòng)換向閥組成的復(fù)合閥。電磁換向閥為先導(dǎo)閥，它用以改變控制油路的方向；液動(dòng)換向閥為主閥，它用以改變主油路的方向。這種閥的優(yōu)點(diǎn)是可用反應(yīng)靈敏的小規(guī)格電磁閥方便地控制大流量的液動(dòng)閥換向。5-2二位四通電磁閥能否做二位三通或二位二通閥使用？具體接法如何？答：可以把液壓閥板上不需要的口用油塞堵上，比如需要將兩位四通變成兩位三通，可以把液壓閥板（標(biāo)準(zhǔn)采購(gòu)或自制）的A口堵上，只留B口，就可以實(shí)現(xiàn)兩位三通。兩位兩通也一樣，把T口再堵上就可以了。5-3若先導(dǎo)式溢流閥主閥芯上阻尼孔被污物堵塞，溢流閥會(huì)出現(xiàn)什么樣的故障？如果溢流閥先導(dǎo)閥錐閥座上的進(jìn)油小孔堵塞，又會(huì)出現(xiàn)什么故障。答：第一種情況油液壓力與主閥彈簧力平衡，主閥彈簧很軟，稍有壓力即會(huì)打開。第二種情況倘若阻尼孔被堵塞，先導(dǎo)閥錐閥關(guān)閉，不能產(chǎn)生壓力降，進(jìn)、出油口不能接通，則溢流閥不能溢流，無論系統(tǒng)壓力增加多少，溢流閥也不能溢流，閥一直打不開。5-4若把先導(dǎo)式溢流閥的遠(yuǎn)程控制口當(dāng)成泄漏口接油箱，這時(shí)液壓系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生什么問題？答：產(chǎn)生卸荷現(xiàn)象，系統(tǒng)壓力近乎零。5-5試比較溢流閥、減壓閥、順序閥(內(nèi)控外泄式)三者之間的異同點(diǎn)。順序閥能否當(dāng)溢流閥用？答：相同點(diǎn)：都是利用控制壓力與彈簧力相平衡的原理，改變滑閥移動(dòng)的開口量，通過開口量的大小來控制系統(tǒng)的壓力。結(jié)構(gòu)大體相同，只是瀉油路不同。不同點(diǎn)：溢流閥是通過調(diào)定彈簧的壓力，控制進(jìn)油路的壓力，保證進(jìn)口壓力恒定。出油口與油箱相連。泄漏形式是內(nèi)泄式，常閉，進(jìn)出油口相通，進(jìn)油口壓力為調(diào)整壓力，在系統(tǒng)中的聯(lián)結(jié)方式是并聯(lián)。起限壓、保壓、穩(wěn)壓的作用。減壓閥是通過調(diào)定彈簧的壓力，控制出油路的壓力，保證出口壓力恒定。出油口與減壓回路相連。泄漏形式為外泄式。常開，出口壓力低于進(jìn)口壓力，出口壓力穩(wěn)定在調(diào)定值上。在系統(tǒng)中的聯(lián)結(jié)方式為串聯(lián)，起減壓、穩(wěn)壓作用。順序閥是通過調(diào)定彈簧的壓力控制進(jìn)油路的壓力，而液控式順序閥由單獨(dú)油路控制壓力。出油口與工作油路相接。泄漏形式為外泄式。常閉，進(jìn)出油口相通，進(jìn)油口壓力允許繼續(xù)升高。實(shí)現(xiàn)順序動(dòng)作時(shí)串聯(lián)，作卸荷閥用時(shí)并聯(lián)。不控制系統(tǒng)的壓力，只利用系統(tǒng)的壓力變化控制油路的通斷。5-6如圖所示，兩個(gè)不同調(diào)整壓力的減壓閥串聯(lián)后的出口壓力決定于哪一個(gè)減壓閥的調(diào)整壓力？為什么？如兩個(gè)不同調(diào)整壓力的減壓閥并聯(lián)時(shí)，出口壓力又決定于哪一個(gè)減壓閥？為什么？題5-6圖答:兩個(gè)不同調(diào)整壓力的減壓閥串聯(lián)后的出口壓力決定于較小一個(gè)誠(chéng)壓閥的調(diào)整壓力。前大后小決定于第二個(gè)，前小后大，后-個(gè)不起作用。題5-6圖如兩個(gè)不同調(diào)整壓力的減壓閥并聯(lián)時(shí)，出口壓力又訣定于較大一個(gè)減壓閥。兩個(gè)閥分別調(diào)整，油路分?jǐn)n后決定于高的。5-7調(diào)速閥與節(jié)流閥在結(jié)構(gòu)和性能上有何異同？各適用于什么場(chǎng)合下？答：節(jié)流閥，是調(diào)節(jié)和控制閥內(nèi)開口的大小直接限制流體通過的流量達(dá)到節(jié)流的目的。由于是強(qiáng)制受阻節(jié)流，所以節(jié)流前后會(huì)產(chǎn)生較大的壓力差，受控流體的壓力損失比較大，也就是說節(jié)流后的壓力會(huì)減小。節(jié)流閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，體積小，使用方便，造價(jià)低。但負(fù)載和溫度的變化對(duì)流量穩(wěn)定性的影響較大，因此只適用于負(fù)載和溫度變化不大或速度穩(wěn)定性要求不高的液壓系統(tǒng)。調(diào)速閥，是在節(jié)流閥節(jié)流原理的基礎(chǔ)上，又在閥門內(nèi)部結(jié)構(gòu)上增設(shè)了一套壓力補(bǔ)償裝置，改善的節(jié)流后壓力損失大的現(xiàn)象，使節(jié)流后流體的壓力基本上等同于節(jié)流前的壓力，并且減少流體的發(fā)熱。題5-8圖5-8如圖所示兩個(gè)液壓系統(tǒng)的泵組中，各溢流閥的調(diào)整壓力分別為pA＝4MPa，pB＝3MPa，pC＝2MPa，若系統(tǒng)的外負(fù)載趨于無限大時(shí)，泵出口的壓力各為多少？題5-8圖答：圖a，三個(gè)閥并聯(lián)，出口壓力取決于最小的那個(gè)，即出口壓力P=PC=2MP。

圖b，溢流閥C的遙控口接油箱，閥口全開，即相當(dāng)于通路，故出口壓力P=PA+PB+PC=9MPa5-9什么叫壓力繼電器的開啟壓力和閉合壓力？壓力繼電器的返回區(qū)間如何調(diào)整？答：壓力繼電器主要用于對(duì)液體或氣體壓力的高低進(jìn)行檢測(cè)并發(fā)出開關(guān)量信號(hào)，以控制電磁閥、液壓泵等設(shè)備對(duì)壓力的高低進(jìn)行控制。壓力繼電器發(fā)出電信號(hào)時(shí)的壓力，稱為開啟壓力；切斷電信號(hào)時(shí)壓力稱為閉合壓力。由于開啟時(shí)閥芯摩擦力的方向與油壓力的方向相反、閉合時(shí)相同，故開啟壓力＞閉合壓力，兩者之差稱為壓力繼電器通斷返回區(qū)間。當(dāng)控制壓力達(dá)到設(shè)定壓力時(shí)，發(fā)出電信號(hào)，控制電氣元件（如電磁鐵、繼電器等）動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)油路轉(zhuǎn)換、泵的加載或卸荷、執(zhí)行元件的順序動(dòng)作、系統(tǒng)的安全保護(hù)和連鎖等功能。5-10試說明電液比例壓力閥和電液比例調(diào)速閥的工作原理，與一般壓力閥和調(diào)速閥相比，它們有何優(yōu)點(diǎn)?答：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)式比例溢流閥。將直動(dòng)式比例溢流閥作為先導(dǎo)閥與普通壓力閥的主閥相結(jié)合，便可組成先導(dǎo)式比例溢流閥、比例順序閥和比例減壓閥。使這些閥能隨電流的變化而連續(xù)地或按比例地控制輸出油的壓力。用比例電磁鐵取代節(jié)流閥或調(diào)速閥的手動(dòng)調(diào)速裝置，便成為比例節(jié)流閥或比例調(diào)速閥。它能用電信號(hào)控制油液流量，使其與壓力和溫度的變化無關(guān)。它也分為直動(dòng)式和先導(dǎo)式兩種。受比例電磁鐵推力的限制，直動(dòng)式比例流量閥適用作通徑不大于10mm的小規(guī)格閥。當(dāng)通徑大于10mm時(shí)，常采用先導(dǎo)式比例流量閥。它用小規(guī)格比例電磁鐵帶動(dòng)小規(guī)格先導(dǎo)閥，再利用先導(dǎo)閥的輸出放大作用來控制流量大的主節(jié)流閥或調(diào)速閥，因此能用于壓力較高的大流量油路的控制?？傊?，采用比例閥既能提高液壓系統(tǒng)性能參數(shù)及控制的適應(yīng)性，又能明顯地提高其控制的自動(dòng)化程度。項(xiàng)目6液壓系統(tǒng)基本回路組建與調(diào)試思考和練習(xí)6-1調(diào)速回路有哪幾類？各適用于什么場(chǎng)合？答：調(diào)速回路是用來調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度。改變輸入執(zhí)行元件的流量、液壓缸的有效工作面積或液壓馬達(dá)的排量都可達(dá)到調(diào)速目的。目前液壓系統(tǒng)的調(diào)速方式有以下三種。（1）節(jié)流調(diào)速用定量泵供油，由流量控制閥改變輸入執(zhí)行元件的流量來調(diào)節(jié)速度。（2）容積調(diào)速通過改變變量泵或（和）變量馬達(dá)的排量來調(diào)節(jié)速度。（3）容積節(jié)流調(diào)速用能自動(dòng)改變流量的變量泵與流量控制閥聯(lián)合來調(diào)節(jié)速度。6-2常用的快速運(yùn)動(dòng)回路有哪幾種？各適用于什么場(chǎng)合？答：快速運(yùn)動(dòng)回路又稱增速回路，其功用在于使液壓執(zhí)行元件在空載時(shí)獲得所需的高速，以提高系統(tǒng)的工作效率或充分利用功率。實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)有多種回路，下面介紹幾種常用的快速運(yùn)動(dòng)回路。(1)液壓缸的差動(dòng)連接快速運(yùn)動(dòng)回路;(2)采用蓄能器的快速補(bǔ)油回路;(3)利用雙泵供油的快速運(yùn)動(dòng)回路。6-3快、慢速轉(zhuǎn)換回路有哪幾種形式？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？答：用行程閥來實(shí)現(xiàn)快速與慢速換接的回路。在這種速度換接回路中，因?yàn)樾谐涕y的通油路是由液壓缸活塞的行程控制閥芯移動(dòng)而逐漸關(guān)閉的，所以換接時(shí)的位置精度高，沖出量小，運(yùn)動(dòng)速度的變換也比較平穩(wěn)。這種回路在機(jī)床液壓系統(tǒng)中應(yīng)用較多，它的缺點(diǎn)是行程閥的安裝位置受一定限制(要由擋鐵壓下)，所以有時(shí)管路連接稍復(fù)雜。行程閥也可以用電磁換向閥來代替，這時(shí)電磁閥的安裝位置不受限制(擋鐵只需要壓下行程開關(guān))，但其換接精度及速度變換的平穩(wěn)性較差。對(duì)于某些自動(dòng)機(jī)床、注塑機(jī)等，需要在自動(dòng)工作循環(huán)中變換兩種以上的工作進(jìn)給速度，這時(shí)需要采用兩種(或多種)工作進(jìn)給速度的換接回路。用兩個(gè)調(diào)速閥來實(shí)現(xiàn)不同工進(jìn)速度的換接回路。一種是兩個(gè)調(diào)速閥并聯(lián)，由換向閥實(shí)現(xiàn)換接。兩個(gè)調(diào)速閥可以獨(dú)立地調(diào)節(jié)各自的流量，互不影響；但是一個(gè)調(diào)速閥工作時(shí)另一個(gè)調(diào)速閥內(nèi)無油通過，它的減壓閥不起作用而處于最大開口狀態(tài)，因而速度換接時(shí)大量油液通過該處將使機(jī)床工作部件產(chǎn)生突然前沖現(xiàn)象。因此它不宜用于工作過程中速度換接的場(chǎng)合，只可用于速度預(yù)選的場(chǎng)合。題6-4圖另外一種是兩調(diào)速閥串聯(lián)的速度換接回路。在這種回路中，前面的調(diào)速閥一直處于工作狀態(tài)，它在速度換接時(shí)限制著進(jìn)入后面調(diào)速閥的流量，因此它的速度換接平穩(wěn)性比較好，但由于油液經(jīng)過兩個(gè)調(diào)速閥，因此能量損失比較大。題6-4圖6-4如圖所示的回路中，溢流閥的調(diào)整壓力為5.0MPa，減壓閥的調(diào)整壓力為2.5MPa，試分析下列情況，并說明減壓閥閥口處于什么狀態(tài)？1）當(dāng)泵壓力等于溢流閥調(diào)整壓力時(shí)，夾緊缸使工件夾緊后，A、C點(diǎn)的壓力各為多少？2）當(dāng)泵壓力由于工作缸快進(jìn)壓力降到1.5MPa時(shí)（工作原先處于夾緊狀態(tài)）A、C點(diǎn)的壓力各為多少？3）夾緊缸在夾緊工件前作空載運(yùn)動(dòng)時(shí)，A、B、C三點(diǎn)的壓力各為多少？解:

(1)工件夾緊時(shí)，夾緊缸壓力即為減壓閥調(diào)整壓力,pA=pC=2.5Mpa。減壓閥開口很小,這時(shí)仍有一部分油通過減壓閥閥芯的小開口(或三角槽),將先導(dǎo)閥打開而流出，減壓閥閥口始終處在工作狀態(tài)。(2)泵的壓力突然降到1.5Mpa時(shí),減壓閥的進(jìn)口壓力小于調(diào)整壓力,減壓閥閥口全開而先導(dǎo)閥處于關(guān)閉狀態(tài)，閥口不起減壓作用,pA=pB=1.5Mpa。單向閥后的C點(diǎn)壓力,由于原來夾緊缸處于2.5Mpa,單向閥在短時(shí)間內(nèi)有保壓作用,故pC=2.5Mpa,以免夾緊的工件松動(dòng)。

(3)夾緊缸作空載快速運(yùn)動(dòng)時(shí)，pC=0。A點(diǎn)的壓力如不考慮油液流過單向閥造成的壓力損失，pA=0。因減壓閥閥口全開，若壓力損失不計(jì)，則pB=0。由此可見，夾緊缸空載快速運(yùn)動(dòng)時(shí)將影響到泵的工作壓力。題6-5圖6-5A、B閥的調(diào)整壓力分別為pA=3.5MPa，pB=5.0MPa，當(dāng)外載足夠大時(shí)，求兩種連接狀態(tài)下系統(tǒng)壓力是多少？題6-5圖題6-6圖答：圖a,

A、B兩閥并聯(lián)，系統(tǒng)壓力由其中最小設(shè)定壓力決定，所以泵出口壓力為閥A的調(diào)整壓力3.5MPa。圖b，A、B兩閥串聯(lián)，系統(tǒng)壓力為兩閥之和，所以泵出口壓力為閥A、B之和，即8.5MPa。題6-6圖6-6如圖所示的液壓系統(tǒng)的工作循環(huán)為快進(jìn)→工進(jìn)→死擋鐵停留→快退→原位停止，其中壓力繼電器用于死擋鐵停留時(shí)發(fā)令，使2YA得電，然后轉(zhuǎn)為快退。問：1)壓力繼電器的動(dòng)作壓力如何確定？2)若回路改為回油路節(jié)流調(diào)速，壓力繼電器應(yīng)如何安裝？說明其動(dòng)作原理。答：1）壓力繼電器的動(dòng)作壓力為溢流閥調(diào)定壓力。2）調(diào)速閥進(jìn)口應(yīng)加電路，使調(diào)速閥進(jìn)口壓力為0時(shí)，繼電器動(dòng)作。6-7如圖所示為液壓機(jī)液壓回路示意圖。設(shè)錘頭及活塞的總重量G=3×103N，油缸無桿腔面積A1=300mm2，油缸有桿腔面積A2=200mm2，閥5的調(diào)定壓力p=30MPa。試分析并回答以下問題：1）寫出元件3、4、5的名稱；2）系統(tǒng)中換向閥采用何種滑閥機(jī)能，并形成了何種基本回路？3）當(dāng)1YA、2YA兩電磁鐵分別通電動(dòng)作時(shí)，壓力表7的讀數(shù)各為多少？答：1）3為溢流閥；4為中位機(jī)能為M型的三位四通電磁換向閥；5為單向順序組合閥。系統(tǒng)中換向閥采用M型中位滑閥機(jī)能，此時(shí)P、O口連通，A，B口封閉，液壓泵卸荷，執(zhí)行元件處于閉鎖狀態(tài)。3）當(dāng)1YA、2YA兩電磁鐵分別通電動(dòng)作時(shí)，壓力表7的讀數(shù)分別為20MPa、0MPa。題6-7圖6-8在回油節(jié)流調(diào)速回路中，在液壓缸的回油路上，用減壓閥在前、節(jié)流閥在后相互串聯(lián)的方法，能否起到調(diào)速閥穩(wěn)定速度的作用？如果將它們裝在缸的進(jìn)路或旁油路上，液壓缸運(yùn)動(dòng)速度能否穩(wěn)定？題6-7圖答：回油路、旁油路有作用，進(jìn)油路無作用。題6-9圖6-9如圖所示為采用中、低壓系列調(diào)速閥的回油調(diào)速回路，溢流閥的調(diào)定壓力為4MPa，缸徑，活塞桿直徑，負(fù)載力，工作時(shí)發(fā)現(xiàn)活塞運(yùn)動(dòng)速度不穩(wěn)定，試分析原因，并提出改進(jìn)措施。題6-9圖答：工作時(shí)發(fā)現(xiàn)活塞運(yùn)動(dòng)速度不穩(wěn)定，主要原因是節(jié)流閥兩端壓差太小，幾乎沒有。改進(jìn)措施：如油泵額定壓力可以調(diào)大溢流閥控制壓力，如不行只有改小最大外載。6-10主油路節(jié)流調(diào)速回路中溢流閥的作用是什么？壓力調(diào)整有何要求？節(jié)流閥調(diào)速和調(diào)速閥調(diào)速在性能上有何不同？答：主油路節(jié)流調(diào)速是將節(jié)流閥串聯(lián)在主油路上，并聯(lián)一溢流閥，多余的油液經(jīng)溢流閥流回油箱，由于溢流閥一直處于工作狀態(tài)，所以泵出口壓力保持恒定不變，故又稱為定壓式節(jié)流調(diào)速回路。節(jié)流調(diào)速回路采用節(jié)流閥或調(diào)速閥實(shí)現(xiàn)。通過改變主回路的通流面積從而改變流量實(shí)現(xiàn)調(diào)速。在要求調(diào)速性能好的場(chǎng)合采用調(diào)速閥調(diào)速。節(jié)流調(diào)速裝置簡(jiǎn)單，并能獲得較大的調(diào)速范圍。但系統(tǒng)中節(jié)流損失大，效率低，容易引起油液發(fā)熱。6-11圖6-19所示雙泵供油快速運(yùn)動(dòng)回路中，1泵和2泵各有什么特點(diǎn)？單向閥的作用是什么？溢流閥7為什么接在去系統(tǒng)油路上？答：泵l為高壓小流量泵，泵2是低壓大流量泵，他們組成雙聯(lián)泵作動(dòng)力源。單向閥8的作用是防止高壓小流量泵1及系統(tǒng)油液向低壓大流量泵2流入。單向閥9的作用是防止系統(tǒng)油液向高壓小流量泵1倒流。溢流閥7起調(diào)壓溢流作用，為常開式。6-12兩調(diào)速閥串聯(lián)的速度換接回路中閥A和閥B是否可以位置互換？為什么？答：兩調(diào)速閥串聯(lián)的速度換接回路中閥A和閥B不可以位置互換。在該回路中，要求調(diào)速閥B的開口量要調(diào)得比調(diào)速閥A的小。由于調(diào)速閥A一直處于工作狀態(tài)，在速度換接時(shí)限制了進(jìn)入調(diào)速閥B的流量，所以其速度換接較平穩(wěn)。6-13在多缸互不干擾系統(tǒng)中雙聯(lián)泵能否像圖6-19那樣連接？答：采用雙泵分別供油的快慢速互不干擾回路中，兩缸的“快進(jìn)”和“快退”均由低壓大流量泵2供油，兩缸的“工進(jìn)”均由高壓小流量泵1供油?？焖俸吐俟┯颓啦煌?，因而避免了相互的干擾。圖6-19中快速時(shí)是兩個(gè)泵同時(shí)供油，工作原理不一樣。6-14如圖所示的回路中，已知活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)的負(fù)載F=1200N，活塞面積A=15×10-4m2，溢流閥調(diào)整值為4.5MPa，兩個(gè)減壓閥的調(diào)整值分別為PJ1=3.5MPa，PJ2=2MPa。如油液流過減壓閥及管路時(shí)的損失可略去不計(jì)，試確定活塞在運(yùn)動(dòng)時(shí)和停在終端位置處時(shí)，A、B、C三點(diǎn)的壓力。題6-14圖答：題6-14圖6-15由變量泵和定量馬達(dá)組成的調(diào)速回路，變量泵的排量可在0～50cm3/r范圍內(nèi)改變，泵轉(zhuǎn)速為1000r/min，馬達(dá)排量為50cm3/r，安全閥調(diào)定壓力為10MPa，泵和馬達(dá)的機(jī)械效率都是0.85，在壓力為10MPa時(shí)，泵和馬達(dá)泄漏量均是1L/min，求：液壓馬達(dá)的最高和最低轉(zhuǎn)速。液壓馬達(dá)的最大輸出轉(zhuǎn)矩。液壓馬達(dá)最高輸出功率。計(jì)算系統(tǒng)在最高轉(zhuǎn)速下的總效率。項(xiàng)目7典型液壓系統(tǒng)的安裝調(diào)試與故障排除思考與練習(xí)7-1試述閱讀液壓傳動(dòng)系統(tǒng)圖的一般步驟。答：閱讀液壓系統(tǒng)圖時(shí)，大致按下述步驟進(jìn)行。1）了解設(shè)備的功用及對(duì)液壓系統(tǒng)動(dòng)作和性能的要求。2）初步分析液壓系統(tǒng)圖，以執(zhí)行元件為中心，將系統(tǒng)分解為若干個(gè)子系統(tǒng)。從液壓系統(tǒng)中拆分液壓基本回路的主要方法就是從液壓元件在基本回路中所起的關(guān)鍵作用入手，結(jié)合所學(xué)的基本回路的知識(shí)，掌握該回路的工作原理。例如：要從液壓系統(tǒng)中拆分換向回路，就要選取缸、換向閥、泵組成一個(gè)換向回路，換向回路的作用就是通過換向閥來控制缸的運(yùn)動(dòng)方向。3）對(duì)每個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行分析。分析組成子系統(tǒng)的基本回路及各液壓元件的作用；按執(zhí)行元件的工作循環(huán)分析實(shí)現(xiàn)每步動(dòng)作的進(jìn)油和回油路線。4）根據(jù)系統(tǒng)中對(duì)各執(zhí)行元件之間的順序、同步、互鎖、防干擾或聯(lián)動(dòng)等要求分析各子系統(tǒng)之間的聯(lián)系，弄懂整個(gè)液壓系統(tǒng)的工作原理。5）歸納出設(shè)備液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)和使設(shè)備正常工作的要領(lǐng)，加深對(duì)整個(gè)液壓系統(tǒng)的理解。7-2液壓動(dòng)力滑臺(tái)快進(jìn)動(dòng)作的工作原理是什么？其從快進(jìn)到工進(jìn)動(dòng)作時(shí)如何控制的？試想一下是否還有別的控制方法。答：液壓缸為差動(dòng)連接，動(dòng)力滑臺(tái)實(shí)現(xiàn)快進(jìn)?？爝M(jìn)到工進(jìn)是行程換向閥控制的快慢速轉(zhuǎn)換回路。7-3簡(jiǎn)述MJ-50數(shù)控車床液壓系統(tǒng)中的回轉(zhuǎn)刀盤分系統(tǒng)的作用及其工作油路。答：回轉(zhuǎn)刀盤分系統(tǒng)有兩個(gè)執(zhí)行元件，刀盤的松開與夾緊由液壓缸執(zhí)行，而液壓馬達(dá)則驅(qū)動(dòng)刀盤回轉(zhuǎn)。因此，分系統(tǒng)的控制回路也有兩條支路。第一條支路由三位四通換向閥3和兩個(gè)單向調(diào)速閥9和10組成。通過三位四通換向閥3的切換控制液壓馬達(dá)即刀盤正、反轉(zhuǎn)，而兩個(gè)單向調(diào)速閥9和10與變量液壓泵，則使液壓馬達(dá)在正、反轉(zhuǎn)時(shí)都能通過進(jìn)油路容積節(jié)流調(diào)速來調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)速度。第二條支路控制刀盤的放松與夾緊，它是通過二位四通換向閥的切換來實(shí)現(xiàn)的。刀盤的完整旋轉(zhuǎn)過程：刀盤松開→刀盤通過左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)就近到達(dá)指定刀位→刀盤夾緊。因此電磁鐵的動(dòng)作順序是4DT得電（刀盤松開）→8DT（正轉(zhuǎn)）或7DT（反轉(zhuǎn)）得電（刀盤旋轉(zhuǎn)）→8DT（正轉(zhuǎn)時(shí)）或7DT（反轉(zhuǎn)時(shí)）失電（刀盤停止轉(zhuǎn)動(dòng)）→4DT失電（刀盤夾緊）。7-4電液換向閥的滑閥不動(dòng)作的產(chǎn)生原因有哪幾種情況？如何解決？答：7-5減壓回路工作中壓力減不下來的原因有哪些？如何解決？答：減壓回路的功用是使系統(tǒng)中的某一部分油路具有低于主油路的穩(wěn)定壓力。最常見的減壓回路采用定值減壓閥與主油路相連?；芈分械膯蜗蜷y用于防止油液倒流，起短時(shí)保壓的作用。減壓回路中也可以采用類似兩級(jí)或多級(jí)調(diào)壓的方式獲得兩級(jí)或多級(jí)減壓。減壓回路工作中壓力減不下來的原因主要是：閥進(jìn)出油口接錯(cuò)、先導(dǎo)型閥前阻尼孔被堵塞、閥芯在關(guān)閉位置上被卡住。7-6順序動(dòng)作回路工作時(shí)，順序動(dòng)作沖擊大的原因是什么？怎樣解決？答：執(zhí)行元件產(chǎn)生微動(dòng)或前沖的原因主要是換向閥中位機(jī)能選擇不當(dāng)、換向閥換位滯后。7-7液壓缸運(yùn)動(dòng)速度不穩(wěn)定的原因有哪些？怎么解決該問題？答：不能低速工作的原因主要是節(jié)流閥或調(diào)速閥節(jié)流口被堵塞、節(jié)流閥或調(diào)速閥前后壓降過小、調(diào)速閥內(nèi)減壓閥閥芯被卡住。在負(fù)載增加時(shí)速度顯著降低的原因是元件泄漏隨負(fù)載增大而增加過大。執(zhí)行元件產(chǎn)生爬行的原因是液壓系統(tǒng)滲入了空氣、導(dǎo)軌潤(rùn)滑不良或?qū)к壟c缸軸線平行度誤差太大、活塞桿密封過緊或活塞桿彎曲變形過大、液壓缸回油背壓不足、液壓泵輸出流量脈動(dòng)較大、節(jié)流閥口堵塞或調(diào)速閥內(nèi)減壓閥閥芯移動(dòng)不靈活。項(xiàng)目8分析氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)思考與練習(xí)8-1簡(jiǎn)述氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的工作原理及組成。答：氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)先將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成壓力能，然后通過各種元件組成的控制回路來實(shí)現(xiàn)能量的調(diào)控，最終再將壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)預(yù)定的功能，按照預(yù)定的程序完成相應(yīng)的動(dòng)力與運(yùn)動(dòng)輸出。根據(jù)元件在氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的不同功能，氣體系統(tǒng)可以分成以下幾部分：（1）氣源裝置由空氣壓縮機(jī)及其附件（后冷卻器、油水分離器和儲(chǔ)氣罐等）所組成。它將原動(dòng)機(jī)供給的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成氣體的壓力能，作為轉(zhuǎn)動(dòng)與控制的動(dòng)力源。（2）氣源凈化裝置清除壓縮空氣中的水分、灰塵和油污，以輸出干燥潔凈的空氣供后續(xù)元件使用，如各種過濾器和干燥器等。（3）氣動(dòng)執(zhí)行元件它把空氣的壓力能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，以驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)（如汽缸）或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（如氣馬達(dá)）。（4）氣動(dòng)控制元件控制和調(diào)節(jié)壓縮空氣的壓力、流量和流動(dòng)方向，以保證氣動(dòng)執(zhí)行元件按預(yù)定的程序正常地進(jìn)行工作。如壓力閥、流量閥、方向閥和比例閥等（5）輔助元件是解決元件內(nèi)部潤(rùn)滑、排氣噪聲、元件間的連接以及信號(hào)轉(zhuǎn)換、顯示、放大、檢測(cè)等所需要的各種氣動(dòng)元件。如油霧器、消聲器、管接頭及連接管、轉(zhuǎn)換器、顯示器、傳感器、放大器和程序器等。8-2氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)和液壓傳動(dòng)系統(tǒng)相比有何不同？答：氣動(dòng)技術(shù)與其他的傳動(dòng)和控制方式相比，其主要優(yōu)缺點(diǎn)如下：1.優(yōu)點(diǎn)1）氣動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕便，安裝維護(hù)簡(jiǎn)單，壓力等級(jí)低，故使用安全。2）氣壓傳動(dòng)的工作介質(zhì)是空氣，成本低，取之不盡，也不易堵塞管路，排氣無需排氣管路，并且對(duì)環(huán)境污染小。3）對(duì)于液壓系統(tǒng)而言，氣動(dòng)的反應(yīng)快，動(dòng)作迅速，輸出力及工作速度的調(diào)節(jié)也非常容易。氣缸動(dòng)作速度一般為50mm/s～500mm/s,適合于快速運(yùn)動(dòng)。4）可靠性高，使用壽命長(zhǎng)。電器元件的有效動(dòng)作次數(shù)約為數(shù)百萬次，而一般電磁閥的壽命大于3000萬次，小型閥超過2億次。5）利用空氣的可壓縮性，可儲(chǔ)存能量，實(shí)現(xiàn)集中供氣?？啥虝r(shí)間釋放能量，以獲得間歇運(yùn)動(dòng)中的告訴響應(yīng)?？蓪?shí)現(xiàn)緩沖，對(duì)沖擊負(fù)載有較強(qiáng)的適應(yīng)能力。在一定條件下，可使氣動(dòng)裝置有自保持能力。6）全自動(dòng)控制具有防火、防爆、耐潮的能力。與液壓方式相比，氣動(dòng)方式更適合在高溫場(chǎng)合使用。7）由于空氣在管路中流動(dòng)損失小，易于實(shí)現(xiàn)壓縮空氣集中供應(yīng)，遠(yuǎn)距離輸送。2.缺點(diǎn)1）由于空氣有壓縮性，氣缸的動(dòng)作速度易受負(fù)載的變化而變化，氣缸的穩(wěn)定性較差，但采用氣液聯(lián)動(dòng)方式可以克服這一缺陷。2）雖然在許多應(yīng)用場(chǎng)合，氣缸的工作壓力比較低，輸出力和力距雖能滿足工作需要，但其輸出力比液壓缸小。3）噪音較大，尤其在超聲速速排氣時(shí)要加消音器。8-3氣源及凈化裝置都包括哪些設(shè)備？都起什么作用？答：氣源裝置是提供潔凈，干燥，并且具有一定壓力和流量的壓縮空氣的裝置，從而滿足氣壓傳動(dòng)和控制的要求。氣動(dòng)輔助元件更是氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)正常工作必不可少的組成部分。氣源裝置一般由三部分組成：1）產(chǎn)生壓縮空氣的氣壓發(fā)生裝置，如空氣壓縮機(jī)。2）凈化壓縮空氣的輔助裝置和設(shè)備，如過濾器、油水分離器、干燥器等。3）輸送壓縮空氣的供氣管道系統(tǒng)。壓縮空氣凈化裝置一般包括：后冷卻器、油水分離器、儲(chǔ)氣罐、干燥器、過濾器等。8-4氣源裝置中為什么設(shè)儲(chǔ)氣罐？答:儲(chǔ)氣罐的作用是儲(chǔ)存一定數(shù)量的壓縮空氣；消除壓力波動(dòng)，保證輸出氣流的連續(xù)性；調(diào)節(jié)用氣量或以備發(fā)生故障和臨時(shí)需要應(yīng)急使用；進(jìn)一步分離壓縮空氣中的水分和油分。對(duì)于活塞式空壓機(jī)，應(yīng)考慮在壓縮機(jī)和后冷卻器之間安裝緩沖氣罐，以消除空壓機(jī)輸出壓力的脈動(dòng)，保護(hù)后冷卻器；而螺桿式空壓機(jī)，輸出壓力比較平穩(wěn)，一般不必加緩沖氣罐。一般氣動(dòng)系統(tǒng)中的氣罐多為立式，它用鋼板焊接而成，并裝有放泄過剩壓力的安全閥、指示罐內(nèi)壓力的壓力表和排放冷凝水的排水閥。8-5油霧器的工作原理是什么？答：氣動(dòng)系統(tǒng)中的各種氣閥、氣缸、氣動(dòng)馬達(dá)等，其可動(dòng)部分需要潤(rùn)滑，但以壓縮空氣為動(dòng)力的氣動(dòng)元件都是密封氣室，不能用一種方法注油，只能以某種方法將油混入氣流中，隨氣流帶到需要潤(rùn)滑的地方。油霧器就是這樣一種特殊的注油裝置。它使?jié)櫥挽F化后隨空氣流進(jìn)入需要潤(rùn)滑的運(yùn)動(dòng)部件。用這種方法加油，具有潤(rùn)滑均勻、穩(wěn)定和耗油量