《液壓與氣壓傳動技術(shù)》習(xí)題及解答 韓玉勇 - 項(xiàng)目1-4

山東省五年制高等職業(yè)教育機(jī)械制造與自動化專業(yè)教材《液壓與氣壓傳動技術(shù)》習(xí)題解答項(xiàng)目1探究液壓與氣壓傳動系統(tǒng)思考與練習(xí)1-1何謂液壓傳動？液壓傳動的基本工作原理是什么？答：液壓與氣壓傳動是以流體(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形式。液壓與氣壓傳動實(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)動工作機(jī)構(gòu)完成所要求的各種動作。1-2液壓傳動系統(tǒng)有哪些基本組成部分？試說明各組成部分的作用。答：一個完整的、能夠正常工作的液壓與氣壓傳動系統(tǒng)，應(yīng)該由以下五個主要部分組成：1.動力裝置它是將原動機(jī)(電動機(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)動的液壓缸和作回轉(zhuǎn)運(yùn)動的液壓馬達(dá)、擺動缸，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。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、潤滑、測量以及用于元件間連接的裝置，如過濾器、油管、壓力計、流量計、油箱、油霧器、消聲器等。它們對保證系統(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)，同時還可起潤滑、冷卻和防銹的作用，氣動系統(tǒng)則以壓縮空氣作為工作介質(zhì)。1-3液壓傳動與機(jī)械傳動、電氣傳動比較，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。傳動無間隙，運(yùn)動平穩(wěn)，能快速啟動、制動和頻繁換向。操作簡單，易于實(shí)現(xiàn)自動化，特別是與電子技術(shù)結(jié)合更易于實(shí)現(xiàn)各種自動控制和遠(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。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)，滋潤滑性好，故使用壽命長。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、制造和推廣應(yīng)用。液壓傳動的主要缺點(diǎn)：（1）油液的泄露、油液的可壓縮性、油管的彈性變形會影響運(yùn)動的傳遞正確性，故不宜用于精確傳動比的場合。（2）由于油液的粘度隨溫度而變，從而影響運(yùn)動的穩(wěn)定性，故不宜在溫度變化范圍較大的場合工作。（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，液壓傳動的效率還不高，不宜用于遠(yuǎn)距離傳動。（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。同時系統(tǒng)故障診斷困難。氣壓傳動的主要優(yōu)點(diǎn)：（1）以空氣為傳動介質(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，因而流動時阻力損失小，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)簡單，使用安全可靠，過載能自動保護(hù)。氣壓傳動的主要缺點(diǎn)：（1）氣壓傳動裝置的信號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，并且信號要產(chǎn)生較大的失真和延滯，不宜用于對信號傳遞速度要求十分高的場合中，但這個缺點(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，因而氣壓傳動工作速度的穩(wěn)定性較液壓傳動差，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；且傳動效率低。（4）排氣噪聲較大，在高速排氣時要加消聲器。1-4深入企業(yè)，寫一份3000字左右調(diào)查報告，了解液壓與氣動技術(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時，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)行相對運(yùn)動的內(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，即動力黏度、運(yùn)動黏度和相對黏度。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，液體壓力分為絕對壓力和相對壓力兩種。絕對壓力是以絕對零壓力作為基準(zhǔn)來進(jìn)行度量，相對壓力是以當(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：液體的流動有兩種狀態(tài)，即層流和紊流。這兩種流動狀態(tài)的物理現(xiàn)象可以通過一個實(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，因此流動為層流。液體的流態(tài)由臨界雷諾數(shù)Recr決定。當(dāng)只Re＜Recr時為層流；當(dāng)Re＞Recr時為紊流。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)作恒定流動的理想液體具有三種形式的比能，即比壓能、比動能和比勢能，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。液壓傳動中使用的液壓油都具有黏性，流動時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，精確計算時必須引進(jìn)動能修正系數(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，流動時會有阻力產(chǎn)生。為了克服阻力，流動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.不計沿程損失，求：1）油管中的流動狀態(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，液體瞬時壓力峰值可以比正常工作壓力大好幾倍。液壓沖擊會損壞密封裝置、管道或液壓元件，還會引起設(shè)備振動，產(chǎn)生很大噪聲。有時沖擊會使某些液壓元件，如壓力繼電器、順序閥等產(chǎn)生誤動作，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）盡可能延長閥門關(guān)閉和運(yùn)動部件制動換向的時間。在液壓傳動系統(tǒng)中采用換向時間可調(diào)的換向閥。2）正確設(shè)計閥口，限制管道流速及運(yùn)動部件速度，使運(yùn)動部件制動時速度變化比較均勻。例如，在機(jī)床液壓傳動系統(tǒng)中，通常將管道流速限制在4.5m/s以下，液壓缸驅(qū)動的運(yùn)動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瞬時互通。4）適當(dāng)加大管道直徑，盡量縮短管道長度。必要時，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，氣穴體積將急速縮小或潰滅。這一過程瞬時發(fā)生，從而產(chǎn)生局部液壓沖擊，其動能迅速轉(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)烈的振動及噪聲。過高的溫度將加速工作液的氧化變質(zhì)。如果這個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)拖動大負(fù)載運(yùn)動的液壓執(zhí)行元件，因換向或制動在回油腔產(chǎn)生液壓沖擊的同時，會使原進(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/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)速下工作時容積效率和總效率均比額定轉(zhuǎn)速時要低？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，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)前一對齒尚未退出嚙合時，后一對齒已經(jīng)進(jìn)入嚙合，這樣在兩對輪齒嚙合瞬間，在兩嚙合處之間形成了一個封閉的容積，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引起振動、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，通過卸荷槽使其與壓油腔相通；封閉容積增大時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。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，會削弱泵的壓力反饋?zhàn)饔谩Ｒ蚨?，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。流量脈動率在葉片數(shù)為4的整數(shù)倍且大于8時最小，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)時候脈動率?。▽?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。請分析這一措施帶來的三個方面的副作用。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，葉片作用于定子表面的力很大，在高速運(yùn)轉(zhuǎn)下，會加速定子內(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。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：蓄能器是用來儲存和釋放液體壓力能的裝置，其主要功用如下：（1）作輔助動力源。（2）保壓和補(bǔ)充泄漏。（3）吸收壓力沖擊和消除壓力脈動。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才考慮傾斜或水平安裝。2）吸收沖擊壓力和脈動壓力的蓄能器應(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、檢修時使用。蓄能器與液壓泵之間應(yīng)安裝單向閥，以防止停泵時壓力油倒流。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)?？刹⒙?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)計油箱時應(yīng)注意哪些問題？答：油箱的作用是儲存油液，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。必要時應(yīng)設(shè)溫度計和熱交換器。（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)、價格低廉、耐油、抗腐蝕、剛性好，但裝配時不能任意彎曲，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、15號冷拔無縫鋼管，低壓系統(tǒng)可用焊接鋼管。紫銅管裝配時易彎曲成各種形狀，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。塑料管長期使用后會變質(zhì)老化。橡膠軟管用于兩個相對運(yùn)動件之間的連接，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，電動機(jī)轉(zhuǎn)速n＝980r/min。求電動機(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時輸出的流量q＝20L/min，容積效率ηpv＝0.90。工作一段時間后，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。求此時的容積效率。(提示：s1＝s2＝0.04mm時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，工作臺運(yùn)動范圍有何不同?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)簡圖。當(dāng)缸的左腔進(jìn)壓力油，右腔回油時，活塞帶動工作臺向右移動；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，缸體帶動工作臺向左移動；反之，右腔進(jìn)壓力油，左腔回油時，缸體帶動工作臺向右移動。其運(yùn)動范圍略大于缸有效行程的兩倍，常用于行程長的大、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，其運(yùn)動方向和進(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，活塞(或缸體)在兩個方向的推力和運(yùn)動速度不相等。當(dāng)無桿腔進(jìn)壓力油，有桿腔回油時，活塞推力F1和運(yùn)動速度v1分別為當(dāng)有桿腔進(jìn)壓力油，無桿腔回油時，活塞推力F2和運(yùn)動速度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若要求某差動液壓缸快進(jìn)速度v1是