《液压与气动技术》

一、 填空题1液压系统中的压力取决于，执行元件的运动速度取决于。（外负载；进入执行元件的流量）2液压传动装置由、和四部分组成，其中和为能量转换装置。 （动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件；动力元件、执行元件）16液压传动所使用的泵是，液压传动是利用液体的能量工作的。（容积式；压力）17容积式液压泵是靠来实现吸油和排油的。 （密闭容积的容积变化）18液压泵是把能转变为液体的能输出的能量转换装置，液压马达是把液体的能转变为液体的能输出的能量转换装置。（机械能；压力；压力；机械能）19变量泵是指可以改变的液压泵，常见的变量泵有、其中和是通过改变转子和定子的偏心距来实现变量，是通过改变斜盘倾角来实现变量。（排量；单作用叶片泵、径向柱塞泵、轴向柱塞泵；单作用叶片泵、径向柱塞泵；轴向柱塞泵）20由于泄漏的原因， 液压泵的实际流量比理论流量；而液压马达实际流量比理论流量。（小；大）21斜盘式轴向柱塞泵构成吸、压油密闭工作腔的三对运动摩擦副为与、与、与。（柱塞与缸体、缸体与配油盘、滑履与斜盘）22外啮合齿轮泵位于轮齿逐渐脱开啮合的一侧是腔，位于轮齿逐渐进入啮合的一侧是腔。（吸油；压油）23为了消除齿轮泵的困油现象，通常在两侧盖板上开，使闭死容积由大变少时与腔相通，闭死容积由小变大时与腔相通。（ 卸荷槽；压油；吸油）24齿轮泵产生泄漏的泄漏途径为：泄漏、泄漏和泄漏，其中泄漏占总泄漏量的80% 85%。 （端面、径向；啮合；端面）25油泵的额定流量是指泵在压力和转速下的输出流量。（ 额定；额定）26泵在额定转速和额定压力下的输出流量称为；在没有泄漏的情况下，根据泵的几何尺寸计算而得到的流量称为，它反映液压泵在理想状况下单位时间所排出油液的体积。（额定流量；理论流量）27在实验中或工业生产中，常把零压差下的流量（泵的空载流量）视为；有些液压泵在工作时，每一瞬间的流量各不相同，但在每转中按同一规律重复变化，这就是泵的流量脉动。瞬时流量一般指的是瞬时。（理论流量；理论流量）28双作用式叶片泵中，当配油窗口的间隔夹角定子圆弧部分的夹角两叶片的夹角时，存在，当定子圆弧部分的夹角配油窗口的间隔夹角两叶片的夹角时，存在。（闭死容积大小在变化，有困油现象；虽有闭死容积，但容积大小不变化，所以无困油现象）29当配油窗口的间隔夹角两叶片的夹角时，单作用叶片泵，当配油窗口的间隔夹角p 拐点 时，随着负载压力上升，泵的输出流量；当恒功率变量泵工作压力 pp 拐点 时，随着负载压力上升，泵的输出流量。 （呈线性规律下降；呈双曲线规律下降）32调节限压式变量叶片泵的压力调节螺钉，可以改变泵的压力流量特性曲线上的大小，调节最大流量调节螺钉，可以改变。（拐点压力；泵的最大流量）33双出杠液压缸，采用活塞杠固定安装，工作台的移动范围为缸筒有效行程的；采用缸筒固定安置，工作台的移动范围为活塞有效行程的。 （2倍；3倍）34已知单活塞杠液压缸的活塞直径D 为活塞直径d 的两倍，差动连接的快进速度等于非差动连接前进速度的；差动连接的快进速度等于快退速度的。 (4 倍； 3 倍 )35各种类型的液压缸中，可作双作用液压缸，而只能作单作用液压缸。（摆动缸、活塞缸；柱塞缸）36溢流阀控制的是压力，做调压阀时阀口处于状态，做安全阀时阀口处于状态，先导阀弹簧腔的泄漏油与阀的出口相通。定值减压阀控制的是压力，阀口处于状态，先导阀弹簧腔的泄漏油必须。（进口；开启浮动；常闭；出口；常开；单独引回油箱）37溢流阀在进油节流调速回路中作阀用，其阀口是的；在旁路节流调速回路中作阀用，其阀口是的（调压；浮动常开；安全；常闭）38溢流阀可做调压阀、安全阀和卸荷阀用，在这三种工作状态时它们各自的主阀芯分别处于：位置、位置、位置。（浮动；关闭；全开）39若液压泵出口串联两个调整压力分别为3MPa 和 8MPa 的溢流阀， 则泵的出口压力为；若两个溢流阀并联在液压泵的出口，泵的出口压力又为。 （ 13MPa； 3MPa）40把先导式溢流阀的远程控制口接了回油箱，将会发生问题。(进口压力调不上去)41溢流阀的进口压力随流量变化而波动的性能称为，性能的好坏可用或、评价。（压力流量特性；调压偏差；开启压力比、闭合压力比）42调速阀是由和节流阀而成，旁通型调速阀是由和节流阀而成。（定差减压阀，串联；差压式溢流阀，并联）43一水平放置的液压缸，采用三位四通电磁换向阀，要求阀处于中位时，液压泵卸荷且液压缸处于浮动状态，三位四通电磁换向阀中位机能应选用；若要求阀处于中位时，液压泵卸荷但液压缸锁死，三位四通电磁换向阀中位机能应选用。（H型；M型）44进油和回油节流调速系统的效率低的主要原因是。（存在溢流和节流功率损失）45为了防止产生，液压泵离油箱液面不得太高。 （气蚀现象）46选择三位四通换向阀时，为使液压泵卸荷，可选滑阀中位机能为型的换向阀；若液压泵保持压力则可选滑阀中位机能为型的换向阀，对于采用双液控单向阀的锁进回路，则须选用滑阀中位机能为型的换向阀。（M ；O；H）47当顺序阀以进口压力作为控制压力时，则称该阀为式顺序阀。（内控）48为了便于检修，蓄能器与管路之间应安装，为了防止液压泵停车或泄载时蓄能器内的压力油倒流，蓄能器与液压泵之间应安装。（截止阀；单向阀）49选用过滤器应考虑、和其它功能，它在系统中可安装在、和单独的过滤系统中。（过滤精度、通流能力、机械强度；泵的吸油口、泵的压油口、系统的回油路上）50在变量泵变量马达调速回路中，为了在低速时有较大的输出转矩、在高速时能提供较大功率，往往在低速段， 先将调至最大， 用调速；在高速段，为最大， 用调速。（马达排量，变量泵；泵排量，变量马达）51顺序动作回路按控制方式不同，分为控制和控制。同步回路的分为同步和同步两大类。（压力，行程；速度，位置）52为平衡重力负载，使运动部件不会因自重而自行下落，在恒重力负载情况下，采用顺序阀作平衡阀，而在变重力负载情况下，采用顺序阀作限速锁。（内控外泄式；外控外泄式）53顺序阀在系统中作卸荷阀用时，应选用型，作背压阀时，应选用型。（外控内泄式；内控内泄式）54容积调速回路中，的调速方式为恒转矩调节；的调节为恒功率调节。(变量泵定量马达；定量泵变量马达)55用同样定量泵，节流阀，溢流阀和液压缸组成下列几种节流调速回路，能够承受负值负载，的速度刚性最差，而回路效率最高。（回油节流调速回路、旁路节流调速回路）56在减压回路中，减压阀调定压力为pj ，溢流阀调定压力为py ，主油路暂不工作，二次回路的负载压力为 pLyjLyL j，减压阀进、出口压力关系为。若 pp p ，减压阀进、出口压力关系为；若 p p p（ p1 p2 pL； p1 p y ， p2 pj）57在减压回路中，减压阀调定压力为pj，溢流阀调定压力为 py ，主油路暂不工作，二次回路的负载压力为 pL。若 pypjpL，减压阀阀口状态为；若 pypLpj，减压阀阀口状态为。（阀口处于全开启状态，减压阀不起减压作用；阀口处于小开口的减压工作状态）58系统中采用了内控外泄顺序阀，顺序阀的调定压力为 p （阀口全开时损失不计） ，其出口负载压力为p 。xL当 pLpx 时，顺序阀进、 出口压力间的关系为；当 pL pD；而当泵的工作压力p B2M Pa 时，小于溢流阀的调定压力，先导阀关闭，阻尼小孔内无油液流动，溢流阀主阀芯的两端无压力差，故 pBDp 。3）在电磁铁 DT 通电时， 二位二通阀的开启，使溢流阀在零压下开启卸荷，油泵流量主要是通过C 油管流回油箱。通过阻尼孔经D 和 E流回油箱的流量，仅仅满足使溢流阀主阀芯的两端产生压力差，故这部分的流量很小，4. 图（ a），（ b），（ c）所示的三个调压回路是否都能进行三级调压（压力分别为6MPa、 4MPa、 1MPa）若能进行三级调压，溢流阀压力调定值分别应取多少解：图 a）不能进行三级压力控制。三个调压阀选取的调压值无论如何交换，泵的最大压力均由最小的调定压力所决定，p 10 105Pa。图 b）的压力阀调定值必须满足p1 60 105 Pa， p240 105Pa， p3 10 105Pa。如果将上述调定值进行交换，就无法得到三级压力控制。图a）所用的元件中， 1、 2 必须使用先导型溢流阀，以便远程控制。3 可用远程调压阀（直动型）。图 c）的压力阀调定值必须满足p1 60105Pa，而 p2、 p 3 是并联的阀，互相不影响，故允许任选。设 p2 40 105Pa ， p3 10 105Pa，阀 1 必须用先导式溢流阀，而2、3 可用远程调压阀。5.如图所示压力分级调压回路（各阀的调定压力注在阀的一侧），试问：1）回路能实现多少级压力的调定2）每级压力各为多少解：1) 可实现 8 级压力调定2)各电磁铁通电情况及泵出口压力MPa1Y-+2Y-+-+3Y-+-+-+-+6. 液压缸无杆腔面积 A=50cm2,负载 F=10000N，各阀Pp0134的调定压力如图示，试 确定活塞运动时和活塞运动到终点停止时A、B 两处的压力。解：活塞运动时：PBFA2MPaPA = 2MPaPB=2MPa活塞运动到终点停止时：PA = 5MPaPB=3MPa7. 如图所示的系统中，主工作缸负载阻力F =2000N，夹紧缸 II 在运动时负载阻力很小可忽略不计。两缸大小相同，无杆腔面积A1=20cm2，有杆腔有效面积 A2=10cm2，溢流阀调整值 p y =3MPa，减压阀调整值pj=。试分析：1） 当夹紧缸II 运动时： pa 和 pb 分别为多少2） 当夹紧缸II 夹紧工件时： pa 和 pb 分别为多少 3 ）夹紧缸II 最高承受的压力pmax 为多少解：1） 2）两问中，由于节流阀安装在夹紧缸的回油路上，所以夹紧缸无论在运动或夹紧工件时，减压阀均处于工作状态，故pA=pj=。此时溢流阀始终处于溢流工况，故pB= p y=3MPa。3）当夹紧缸负载阻力FII =0 时，节流调速回路仍处于工作状态，因此夹紧缸的回油腔压力处于最高值：pmax( A1 A2 ) pA(21.5)3MPa8在如图所示系统中，两液压缸的活塞面积相同，A=20cm2，缸 I 的阻力负载F =8000N，缸 II 的阻力负载F =4000N，溢流阀的调整压力为55=20py =45 10 Pa。问：在减压阀不同调定压力时（pj1 =10 10 Pa 、 pj2105Pa、pj3 =4010 5Pa）两缸的动作顺序是怎样的解：F400020 105Pa1）启动缸 II 所需的压力：p2A20当减压阀调定压力为：pj1 =10 105Pa 时，pj1 小于 p2，减压阀处于工作状态， 其出口压力为 pA= pj1 =1010 5Pa 不能推动阻力 F2,故缸 II 不动，此时， pB =py =45 10 5Pa，压力油使缸右移。当减压阀调定压力为：pj2 =20 105Pa 时，pj2 = p2 ，减压阀处于工作状态，流量根据减压阀口、节流阀口及溢流阀口的液阻分配，两缸同时动作。当减压阀调定压力为：pj3 =40105 Pa 时，pj2 p2，减压阀口全开、 不起减压作用， 若不计压力损失，此时 p A =pB = p2 =20 105Pa，故缸 II 单独右移，直到缸II运动到端点后， 压力上升至 pA =pj =40105Pa， pB =py =4510 5Pa，压力油才使缸 I 向右运动。9试分析图示回路在下列情况下，泵的最高出口压力（各阀的调定压力注在阀的一侧）：1）全部电磁铁断电；2）电磁铁2DT 通电， 1DT 断电；3）电磁铁2DT 断电， 1DT 通电。答： 1）全部电磁铁断电，PP=；2）电磁铁2DT 通电， 1DT 断电， PP=3MPa；3）电磁铁2DT 断电， 1DT 通电， PP=。BA10如图所示调压回路（各阀的调定压力注在阀的一侧），试问：1）1Y 通电， 2Y 断电时， A 点和 B 点的压力各为多少2）2Y 通电， 1Y 断电时，A 点和 B 点的压力各为多少3） 1Y 和 2Y 都通电时， A 点和 B 点的压力各为多少4） 1Y 和 2Y 都断电时， A 点和 B 点的压力各为多少答：1）右侧溢流阀起调压作用，PA=PB=0MPa ；2）左侧溢流阀起调压作用，PA= ， PB=0；3）两个溢流阀都不起调压作用，PA= PB=0；4）两个溢流阀串联，PA= ， PB=1 MPa；11已知液压泵的额定压力和额定流量，若忽略管道及元件的损失，试说明图示各种工况下液压泵出口出的工作压力。答：a)p=0b)p=0c)p=pd)p=F/Ae)p= 2Tm/Vm12如图所示双泵供油回路，1小流量高压泵，2大流量低压泵，3顺序阀， 4 单向阀， 5溢流阀1）此基本回路适用于什么场合2）叙述工作原理并说明各元件的作用。答：1）适用于空载快进和工进速度相差大的回路，功率损耗小，系统效率高。2）工作原理：泵 1 为高压小流量泵，泵2 为低压大流量泵，阀5 为溢流阀，调定压力为系统工进工作压力；阀3 为液控顺序阀，调定压力为系统快进时所须压力；当系统快进需要低压大流量时，泵1、泵2 同时向系统供油。当系统工进时，压力升高，液控顺序阀3 打开，低压大流量泵2 卸荷，高压小流量泵1 向系统提供高压小流量油液。四、 计算题1泵和马达组成系统， 已知泵输出油压 pp10MPa，排量 Vp=1 10 5m3/r ，机械效率 pm =，容积效率 pv=；马达排量 Vm=110 5m3/r ，机械效率 mm =，容积效率 mv=，各种损失忽略不计，试求： 1）泵转速np 为 1500r/min 时，液压泵的理论流量qpt，液压泵的实际流量qp；（ L/min ）2）泵输出的液压功率Ppo，所需的驱动功率Ppr ，（ W）3）马达输出转速nm；（r/min ）4）马达输出转矩Tm；（ .）5）马达输出功率Pmo 。（ W）答：1）液压泵的理论流量为：43qpt Vpn p 10m /s液压泵的实际流量为：q p qpt pv 10 4m3/s2) 液压泵的输出功率为： Ppo pp qp 2250w所需的驱动功率为：Ppr Ppo / pm pv =2632w pm p p 10MPa， qm= qp 10 4m3/s马达输出转速n m= qm mv/V m=1215r/min4) 马达输出转矩为： Tm pm Vm mm /2 = .5) 马达输出功率为： Pm 2 Tmnm 1924w2某轴向柱塞泵直径d=22mm ，分度圆直径D = 68mm ，柱塞数z =7，当斜盘倾角为 = 22 30，转速n=960r/min ，输出压力p=10MPa，容积效率v=，机械效率M=时，试求：1） 泵的理论流量；（ m3/s）2）泵的实际流量； （ m3/ s） 3） 所需电机功率。 （ Kw）解：2排量： Vd1.0451053Dztan (m )43泵的理 论 流量： q tnV1.210 3(m)s33泵的实际 流量： qq t v1.1410(ms)所需电需电机的功 Ppq11.3(kw)v m3某液压泵在输出压力为时 ,输出流量为437Kw，当泵空载卸荷运转时 ,10m /s,这时实测油泵轴消耗功率输出流量为10 4m3 /s,求该泵的容积效率V=和总效率 =答：以空载流量为理论流量，即q t 10 4m3/s，实际流量为q 104m3/s所以 V=q/q t=据已知， PO=pq ， Pr=7000w所以 = PO/ Pr=4有一径向柱塞液压马达，其平均输出扭矩T=，工作压力p=5MPa，最小转速nmin=2 r/min ，最大转速 nmax=300r/min ，容积效率 v=，求所需的最小流量和最大流量为多少解：理论转矩： TmtpV2V2 Tmt3.0810 5 (m 3 )pnmin V3qm min1.1106 ( m)vsqm maxn max V1.7104 (m 3)vs 63435马达排量 Vm=10 10m ，供油压力pM =10MPa，流量 qM =4 10m /s，容积效率 mv=，总效率 =，求马达输出转矩TM 、转速 nM 和实际输出功率 PMo答：马达输出扭矩TM =pM Vm / （ 2 mv ） =马达转速nM =qM mv/ V m =38r/s=2280rpm马达输出功率 PMo=pM qM =3Kw6液压泵输出油压P =20MPa,转速 n=1450rpm, 排量 V=100ml/r, 若容积效率V =,总效率 =,求该泵输出的液压功率 P=和驱动该泵的电机功率P电机=qtVnq qt VPpqP电机P/7马达输出转矩TM=,转速 n=2700rpm, 排量 V=84ml/r, 机械效率 Mm =, 容积效率 MV=,求马达所需供油压力p=和流量 qM =TMT MtMmpV2 TMtT Mtp2VqMtVnqMMVMV8一单杆液压缸快速向前运动时采用差动连接,快退时 ,压力油输入有杆腔。假如泵的输出流量q=25L/mln ，活塞往复快速运动的速度都是s,求活塞和活塞杆的直径：D=； d=解：v 快进q0.1m sd 2 4v 快退q0.1m s（D 2d 2）4v 快进v 快 退联立即可求解。9有一齿轮泵，铭牌上注明额定压力为10Mpa ，额定流量为16L/min，额定转速为1000rpm ，拆开实测齿数 z=12，齿宽 B=26mm ，齿顶圆直径 da 45mm ，求： 1）泵在额定工况下的容积效率 v；2）在上述情况下，当电机的输出功率为时，求泵的机械效率m 和总效率 。解：da m( z3)m3mm理论流量：qt2Bn 2.94 104(m 317.63(L2 zms )min )1)泵在额定工况下的容积 效率：vq s90.73%q2)总效率： psqs86%Pr机械效率：m94.8%v10.用一定量泵驱动单活塞杆液压缸，已知活塞直径D=100mm ，活塞杆直径d=70mm，被驱动的负载 F =L105N。有杆腔回油背压为，设缸的容积效率v=，机械效率 m=，液压泵的总效率 =。求： 1）当活塞运动速度为100mm/s 时液压泵的流量q（ L/min ）；2）电机的输出功率P（ KW）。；解：1)液压泵的流量：q( D 2d 2 ) v4v2）电机的输出功率：F L vPpq /mv11如图所示的夹紧回路中，如溢流阀的调整压力py5MPa，减压阀调整压力pj 3MPa。试分析下列各种情况， 并说明减压阀阀芯处于什么状态。1） 当泵压力为5MPa 时，夹紧液压缸使工件夹紧后，A 点、 B、 C 点压力为多少2）当泵压力由于其它工作缸的快进，压力降至2MPa 时（工件原先处于夹紧状态）：这时， A 点、 B、C 点压力为多少3）夹紧缸在未夹紧工件前做空载运动时， A、 B、 C 三点压力为多少解：1)此时，减压阀起减压作用，阀口减小，出口压力等于其调定压力，即： pB=pC=pj 3MPa；而 pA=5MPa ；2)主油路压力降至2MPa 时，减压阀不起减压作用，阀口全开，pA= pB=2MPa ，减压回路上，由于单向阀的作用，分隔了高低压油路，使pC= 3MPa，保障了卡紧安全。3)此时，减压阀不起减压作用，阀口全开，p A= pB= pC=012图示进油节流调速回路，若油缸面积A1=210 3m2，溢流阀调定压力Pp 43/s，负载 F=4000N，节流阀通流面积Tp =3Mpa ，泵流量 q =1 10mA =1 106m2，流量系数 Cd=,油液密度 =900Kg / m3，略管道损失 ,求活塞运动速度v=和通过溢流阀的流量 qY=。解：P1=F/A1=2 Mpa ；节流阀压差P=PP- P1=1 Mpa ；通过节流阀流量qj=Cd T 53A (2P/ )1/2 = 10m /S活塞运动速度v= qj/A 1= 10-2 m/s；溢流量 qY=qP- qj= 10-5 m3/S 。13图示回油节流调速回路，若液压缸无杆腔面积A1=60cm2，有杆腔面积 A2=30cm2 ，溢流阀调定压力 pp=，泵流量 qp =10L/min，负载F=10000N，节流阀通流面积AT=，流量系数 Cq=,油液密度 =870Kg /m3，略管道损失 ,求 :VF1）活塞运动速度V=2）通过溢流阀的流量qY=3）溢流功率损失Pr 和节流功率损失PT4）回路的效率解 ;1）假设节流阀起节流作用，故p 1=pp =又 p1A1= p2 A2+F p2=故通过节流阀流量qj=q2 =CqAT(2p2/ )1/2= 10 5 m3/S s=min又 q1= q2 A1/ A 2 = L/minq p上述假设是正确的，故1) 活塞运动速度 V= q2/ A 2=72 cm/min= 10-2m/s2) 通过溢流阀的流量 q Y=q p- q1= L/min3)溢流功率损失Pr= pp q Y=节流功率损失PT= p q=224)回路的效率p p=FV/p q =30%14如图平衡回路，油缸D=100mm ， d=70mm ，活塞与负载总重量FG=15000N，提升时要求在t=内均匀达到升速 v=6m / min ，停止时，负载不能自行下落。不计任何损失，求溢流阀和平衡阀的调定压力各为多少解 ;顺序阀的调整压力Ps:4FG3.75MPaps(D2d 2 )溢流阀的调整压力Py:提升时的加速度： a=v/t=s2FG惯性力为：Fa