XX学校21年《气压与液压传动控制技术(第3版)》题库带答案练习题测试题试题章节练习题.doc

0．1液压传动与气压传动统称为流体传动，都是利用有压流体（液体或气体）作为工作介质来传递动力或控制信号的一种传动方式。
0．2气、液压传动系统主要由能源装置、执行装置、控制调节装置、辅助装置构成。
0．3帕斯卡原理：在密闭容器内，施加于静止液体上的压力将以等值同时传到液体的各点。
液压缸的输出力= F1A2/A1 速度= q/A 功率P=pq
0．4液压与气动系统具有的优点：
（1）液压与气动系统执行元件的速度、转矩、功率均可作无级调节，且调节简单、方便。
（2）液压与气动系统容易实现自动化的工作循环。气、液压系统中，气、液体的压力、流量和方向控制容易。与电气控制相配合，可以方便的实现复杂的自动工作过程的控制和远程控制。
（3）气动系统过载时不会发生危险，液压系统则有良好的过载保护，安全性高。
（4）液压与气动元件易于实现系列化、标准化和通用化，便于设计、制造。
（5）在相同功率的情况下，液压传动装置的体积小，重量轻，惯性小，结构紧凑。
（6）气压传动工作介质用之不尽，取之不竭，且不易污染。
（7）压缩空气没有爆炸和着火危险，因此不需要昂贵的防爆设施。
（8）液压传动的传动介质是液压油，能够自动润滑，元件的使用寿命长。
（9）压缩空气由管道输送容易，而且由于空气粘性小，在输送时压力损失小，可进行远距离压力输送。
液压与气动系统的主要缺点是：
（1）由于泄漏及气体、液体的可压缩性，使它们无法保证严格的传动比，这一缺点对气动尤为显著。
（2）液压传动常因有泄漏，所以易污染环境。另外油液易被污染，从而影响系统工作的可靠性。
（3）气压传动传递的功率较小，气动装置的噪音也大，高速排气时要加消声器。
（4）由于气动元件对压缩空气要求较高，为保证气动元件正常工作，压缩空气必须经过良好的过滤和干燥，不得含有灰尘和水份等杂质。
（5）相对于电信号而言，气动控制远距离传递信号的速度较慢，不适用于需要高速传递信号的复杂回路。
（6）液压元件制造精度要求高，加工、装配比较困难，使用维护要求严格，在工作过程中发生故障不易诊断。
（7）油液中混入空气易影响液压系统的工作性能。油液混入空气后，易引起液压系统爬行、振动和噪声，使系统的工作性能受影响并缩短元件使用寿命。
1．1绝对湿度：1m3湿空气中所含水蒸气的质量称为绝对湿度。也就是湿空气中水蒸气的密度。相对湿度：在相同温度、相同压力下，绝对湿度与饱和绝对湿度之比称为该温度下的相对湿度。含湿量：空气的含湿量指1kg质量的干空气中所混合的水蒸气的质量。露点：保持水蒸气压力不变而降低未饱和湿空气的温度，使之达到饱和状态时的温度叫露点。
1．2 绝对压力：绝对真空作为基准所计的压力。相对压力：大气压力作为基准所计的压力。
表压：相对压力也称为表压力。真空度：而当某点的绝对压力小于大气压时，则将在这点上的绝对压力比大气压小的那部分数值叫作真空度。
绝对压力=相对压力+大气压力 真空度=大气压—绝对压力 表压=相对压力
1．3 常用的压力单位有帕斯卡（Pa），兆帕（MPa）和巴（bar）。1MPa=106Pa 1bar=105Pa
1．4活塞式空压机是通过转轴带动活塞在缸体内作往复运动，从而实现吸气和压气，达到提高气压的目的的。以图1-6中一级级活塞为例，当活塞向下运动，缸体内容积相应增大，气压下降形成真空。大气压将吸气阀顶开，外界空气被吸入缸体；当活塞向上运动，缸体内容积下降，压力升高，使吸气阀关闭，让排气阀打开，将具有一定压力的压缩空气向2级活塞输出。这样就完成了一级活塞的一次工作循环。输出的压缩空气在经中间冷却器冷却后，由2级活塞进行二次压缩，使压力进一步提高，以满足气动系统使用的需要。
1．5由于压缩空气中的水分、油污和灰尘等杂质不经处理直接进入管路系统时，会对系统造成不良后果，所以气压传动系统中所使用的压缩空气必须经过干燥和净化处理后才能使用。
1．6 压缩空气中的污染物主要来自于：
（1）由系统外部通过空气压缩机等设备吸入的杂质。即使在停机时，外界的杂质也会从阀的排气口进入系统内部。
（2）系统运行时内部产生的杂质。如：湿空气被压缩、冷却就会出现冷凝水；压缩机油在高温下会变质，生成油泥；管道内部产生的锈屑；相对运动件磨损而产生的金属粉末和橡胶细末；密封和过滤材料的细末等等。
（3）系统安装和维修时产生的杂质。如安装、维修时未清除掉的铁屑、毛刺、纱头、焊接氧化皮、铸砂、密封材料碎片等。
1．7 压缩空气常用干燥方法有冷冻法、吸附法、吸收法和高分子隔膜干燥法。
冷冻干燥法是通过将湿空气冷却到其露点温度以下，使空气中的水汽凝结成水滴并排除出去来实现空气干燥的；吸附干燥法是利用具有吸附性能的吸附剂（如硅胶、活性氧化铝、分子筛等）吸附空气中水分的一种干燥方法；吸收式干燥法是利用不可再生的化学干燥剂来获得干燥压缩空气的方法；高分子隔膜干燥法是利用特殊的高分子中空隔膜只有水蒸气可以通过，氧气和氮气不能透过的特性来进行空气干燥的。
1．8 对于一般的空压站除空气压缩机（简称空压机）外，还必须设置过滤器、后冷却器、油水分离器和储气罐等装置。空压站的布局根据对压缩空气的不同要求，可以多种不同的形式，但空压站内各设备排列顺序是不能颠倒的，按先后顺序应为：空压机、后冷却器、油水分离器、贮气罐、干燥器、过滤器。
1．9空气压缩机应依据工作可靠性、经济性与安全性进行选择，主要考虑因素有：排气压力的高低和排气量的大小、用气的场合和条件、压缩空气的质量、运行的安全性。
1．10 空压机输出的压缩空气温度可以达到120ºC以上，空气中水份完全呈气态。后冷却器的作用就是将空压机出口的高温空气冷却至40ºC以下，将其中大部分水蒸气和变质油雾冷凝成液态水滴和油滴，从空气中分离出来。后冷却器有风冷式和水冷式两大类。
1．11储气罐的主要作用主要有：
（1）用来储存一定量的压缩空气，一方面可解决短时间内用气量大于空压机输出气量的矛盾；另一方面可在空压机出现故障或停电时，作为应急气源维持短时间供气，以便采取措施保证气动设备的安全。
（2）减小空压机输出气压的脉动，稳定系统气压。
（3）进一步降低压缩空气温度，分离压缩空气中的部分水份和油份。
1．12 顺时针调节手柄1，调压弹簧2被压缩，推动膜片3和阀芯4向下运动，阀口5开口增大，阀口的节流作用减小，输入压力损耗降低，输出压力增大；反向调节则阀口减小，输出压力降低。
1．13 空气过滤器的过滤原理是根据固体物质和空气分子的大小和质量不同，利用惯性、阻隔和吸附的方法将灰尘和杂质与空气分离。当压缩空气从左向右通过过滤器时，经过叶栅导向之后，被迫沿着滤杯圆周向下作旋转运动。旋转产生的离心力使较重的灰尘颗粒、小水滴和油滴由于自身惯性的作用与滤杯内壁碰撞，并从空气中分离出来流至杯底沉积起来。其后压缩空气流过滤芯，进一步过滤去更加细微的杂质微粒，最后经输出口输出的压缩空气供气动装置使用。
1．14 油雾器的工作原理如图1-17所示。假设压力为P1气流从左向右流经文氏管后压力降为P2，当输入压力P1和P2的压差△P大于把油吸到排出口所需压力rgh（r为油液密度）时，油被吸到油雾器上部，在排出口形成油雾并随压缩空气输送到需润滑的部位。
1．15 空气过滤器、调压阀和油雾器组合在一起构成的气源调节装置，通常被称为气动三联件。空气过滤器主要用于除去压缩空气中的固态杂质、水滴和油污等污染物，是保证气动设备正常运行的重要元件。调压阀的作用是将较高的输入压力调整到符合设备使用要求的压力，并保持输出压力稳定。油雾器以压缩空气为动力，将特定的润滑油喷射成雾状混合于压缩空气中，并随压缩空气进入需要润滑的部位，达到润滑的目的。
完整画法

简化画法

1．16 气动系统的供气系统管道主要包括以下三方面：
（1）压缩空气站内气源管道：包括压缩机的排气口至后冷却器、油水分离器、储气罐、干燥器等设备的压缩空气管道。
（2）厂区压缩空气管道：包括从压缩空气站至各用气车间的压缩空气输送管道。
（3）用气车间压缩空气管道：包括从车间入口到气动装置和气动设备的压缩空气输送管道。
供气系统管道的设计原则：
（1）按供气压力和流量要求考虑
（2）从供气的质量要求考虑
（3）从供气的可靠性、经济性考虑
（4）从防止污染角度考虑

2．1 在气动系统中将压缩空气的压力能转换为机械能，驱动工作机构作直线往复运动、摆动或者旋转的元件称为气动执行元件。按运动方式的不同，气动执行元件可以分为气缸、摆动缸和气马达。
2．2 单作用气缸只在活塞一侧可以通入压缩空气使其伸出或缩回，另一侧是通过呼吸孔开放在大气中的。这种气缸只能在一个方向上作功。双作用气缸活塞的往返运动是依靠压缩空气从缸内被活塞分隔开的两个腔室（有杆腔、无杆腔）交替进入和排出来实现的，压缩空气可以在两个方向上作功。
单作用气缸的特点是由于单边进气，因此结构简单，耗气量小；缸内安装了弹簧，增加了气缸长度，缩短了气缸的有效行程，且其行程还受弹簧长度限制；借助弹簧力复位，使压缩空气的能量有一部分用来克服弹簧张力，减小了活塞杆的输出力。而且输出力的大小和活塞杆的运动速度在整个行程中随弹簧的变形而变化。因此单作用气缸多用于行程较短以及对活塞杆输出力和运动速度要求不高的场合。
双作用气缸由于没有复位弹簧双作用气缸可以实现更长的有效行程和稳定的输出力。但双作用气缸是利用压缩空气交替作用于活塞上实现伸缩运动的，由于回缩时压缩空气有效作用面积较小，所以产生的力要小于伸出时产生的推力。
2．3 缓冲装置的作用是当气缸行程接近末端时，减缓气缸活塞运动速度，防止活塞对端盖的高速撞击。缓冲气缸接近行程末端时，缓冲柱塞阻断了空气直接流向外部的通路，使空气只能通过一个可调的节流阀排出。由于空气排出受阻，使活塞运动速度下降，避免了活塞对端盖的高速撞击。
2．4 摆动气缸是利用压缩空气驱动输出轴在小于360°的角度范围内的作往复摆动的气动执行元件，多用于物体的转位、工件的翻转、阀门的开闭等场合。叶片式摆动气缸是利用压缩空气作用在装在缸体内的叶片上来带动回转轴实现往复摆动的。当压缩空气作用在叶片的一侧，叶片另一侧排气，叶片就会带动转轴向一个方向转动；改变气流方向就能实现叶片转动的反向。齿轮齿条式摆动气缸利用气压推动活塞带动齿条作往复直线运动，齿条带动与之啮合的齿轮作相应的往复摆动，并由齿轮轴输出转矩。
2．5 气动马达是将压缩空气的压力能转换为连续旋转运动的气动执行元件。叶片式气动马达主要由定子、转子和叶片组成。由于转子偏心安装，气压作用在两侧叶片上的转矩不等，使转子旋转。转子转动时，每个工作腔的容积在不断变化。相邻两个工作腔间存在压力差，这个压力差进一步推动转子的转动。活塞式气动马达是一种通过曲柄或斜盘将多个气缸活塞的输出力转换为回转运动的气动马达。
2．6 气动马达与电动机和液压马达相比，有以下特点：
（1）由于气动马达的工作介质是压缩空气，以及它本身结构上的特点，有良好的防爆、防潮和耐水性，不受振动、高温、电磁、辐射等影响,可在高温、潮湿、高粉尘等恶劣环境下使用。
（2）气动马达具有结构简单，体积小，重量轻，操纵容易，维修方便等特点，其用过的空气也不需处理，不会造成污染。
（3）气动马达有很宽的功率和速度调节范围。气动马达功率小到几百瓦，大到几万瓦，转速可以从零到25000r/min或更高。通过对流量的控制即可非常方便的达到调节功率和速度的目的。
（4）正反转实现方便。只要改变进气排气方向就能实现正反转换向，而且回转部分惯性小，且空气本身的惯性也小，所以能快速地启动和停止。
（5）具有过载保护性能。在过载时气动马达只会降低速度或停车，当负载减小时即能重新正常运转，不会因过载而烧毁。
（6）气动马达能长期满载工作，由于压缩空气绝热膨胀的冷却作用，能降低滑动摩擦部分的发热，因此气动马达能在高温环境下运行，其温升较小。
（7）气动马达，特别是叶片式气马达转速高，零部件部件磨损快，需及时检修、清洗或更换零部件。
（8）气动马达还具有输出功率小，耗气量大，效率低，噪声大和易产生振动等缺点。
2．7在气动系统中有一类元件在低于大气压下工作的元件，这类元件称为真空元件，由真空元件构成的气动系统称为真空系统。真空系统一般由真空发生器（真空压力源）、吸盘（执行元件）、控制阀（有手动阀、机控阀、气控阀和电磁阀）及附件（过滤器、消声器等）组成。
2．8 当压缩空气通过喷嘴射入接收室，形成射流。射流卷吸接收室内的静止空气并和它一起向前流动进入混合室并由扩散室导出。由于卷吸作用，在接收室内会形成一定的负压。接收室下方与吸盘相连，就能在吸盘内产生真空。当达到一定的真空度就能将吸附的物体吸持住。
2．9 真空系统在使用时主要应注意：
（1）供给的气源应经过净化处理，也不能含有油雾。在恶劣环境中工作时，真空压力开关前也应安装过滤器。
（2）真空发生器与吸盘间的连接管应尽量短，且不承受外力。拧动时要防止连接管扭曲变形造成漏气。
（3）为保证停电后保持一定真空度，防止真空失效造成工件松脱，应在吸盘与真空发生器间设置单向阀，真空电磁阀也应采用常通型结构。
（4）吸盘的吸着面积应小于工件的表面积，以免发生泄漏。
（5）对于大面积的板材宜采用多个大口径吸盘吸吊，以增加吸吊平稳性。一个真空发生器带多个吸盘时，每个吸盘应单独配有真空压力开关，以保证其中任一吸盘漏气导致真空度不符合要求时，都不会起吊工件。

第三章习题答案
3．1气动控制回路图的绘制应主要应注意以下几点：
（1）气动回路图中的元件应按照中华人民共和国标准《液压与气动图形符号》（GB786-93）进行绘制。
（2）气动回路图中应包括全部执行元件、主控阀和其它实现该控制回路的控制元件。
（3）回路图除特殊需要一般不画出具体控制对象及发信装置的实际位置布置情况。
（4）气动回路图应表示整个控制回路处于工作程序最终节拍终了时的静止位置（初始位置）的状态。如气缸最后一个动作是气缸活塞杆的伸出，回路图中就应将该气缸按其活塞杆伸出的状态： 画出。
（5）为方便阅读，气动回路图中元件的图形符号应按能源左下，按顺序各控制元件从下往上、从左到右，执行元件在回路图上部按从左到右的原则布置。
（6）管线在绘制时尽量用直线，避免交叉，连接处用黑点表示。
（7）为了便于气动回路的设计和对气动回路进行分析，可以对气动回路中的各元件进行编号，在编号时不同类型的元件所用的代表字母也应遵循一定的规则：
泵和空压机 P 执行元件 A 原动机 M 传感器 S
阀 V 其它元件 Z（或用除上面提到的其它字母）
3．2用于通断气路或改变气流方向，从而控制气动执行元件起动、停止和换向的元件称为方向控制阀。单向阀是用来控制气流方向，使之只能单向通过的方向控制阀。用于改变气体通道，使气体流动方向发生变化从而改变气动执行元件的运动方向的元件称为换向阀。
3．3换向阀按操控方式分主要有人力操纵控制、机械操纵控制、气压操纵控制和电磁操纵控制四类。人力操纵控制换向阀是依靠人力对阀芯位置进行切换的；机械操纵换向阀是利用安装在工作台上凸轮、撞块或其它机械外力来推动阀芯动作实现换向的；气压控制换向阀是利用气压力来实现换向的；电磁换向阀是利用电磁线圈通电时所产生的电磁吸力使阀芯改变位置来实现换向的。
3．4 “位”指的是为了改变流体方向，阀芯相对于阀体所具有的不同的工作位置。表现在图形符号中，即图形中有几个方格就有几位；所谓的“通”指的是换向阀与系统相连的通口，有几个通口即为几通。
3．5阀的开启和关闭是通过大于管道直径的阀芯在阀体内移动来进行控制的，这种结构的换向阀称为截止式换向阀。换向是通过在圆柱形阀芯在阀套内作轴向运动来实现的，这种结构的换向阀称为滑阀式换向阀。截止式换向阀主要有以下特点：
（1） 用很小的移动量就可以使阀完全开启，阀流通能力强，因此便于设计成紧凑的大流量阀。
（2） 抗粉尘和污染能力强，对空气的过滤精度及润滑要求不高，适用于环境比较恶劣的场合。
（3） 当阀口较多时，结构太复杂，所以一般用于三通或二通阀。
（4） 因为有阻碍换向的背压存在，阀芯关闭紧密，泄漏量小，但换向阻力也较大。
滑阀式换向阀主要有以下特点：
（1） 换向行程长，即阀门从完全关闭到完全开启所需的时间长。
（2） 切换时，没有背压阻力，所需换向力小，动作灵敏。
（3） 结构具有对称性，作用在阀芯上的力保持轴向平衡，阀容易实现记忆功能。即控制信号在换向阀换向完成后即使消失，阀芯仍能保持当前位置不变。
（4） 阀芯在阀体内滑动，对杂质敏感，对气源处理要求较高。
（5） 通用性强，易设计成多位多通阀。只要稍微改变阀套或阀芯的尺寸、形状就能实现机能的改变。
3．6通过人力或机械外力直接控制换向阀换向来实现执行元件动作控制，这种控制方式称为直接控制。间接控制则指的是执行元件由气控换向阀来控制动作，人力、机械外力等外部输入信号只是用来控制气控换向阀的换向，不直接控制执行元件动作。直接控制所用元件少，回路简单，主要用于单作用气缸或双作用气缸的简单控制，但无法满足换向条件比较复杂的控制要求。而且由于直接控制是由人力和机械外力直接操控换向阀换向的，操作力较小，只适用于所需气流量和控制阀的尺寸相对较小的场合。
间接控制主要用于控制要求比较复杂的回路和高速或大口径执行元件的控制。
3．7 双压阀可以实现逻辑“与”的功能。当两个输入信号压力不等时，则输出压力相对低的一个，因此它还有选择压力作用；梭阀能实现逻辑“或”的功能。当两个输入信号压力不等时，梭阀则输出压力高的一个，所以它也具有压力选择的作用。逻辑“或”简单的将两个输入信号进行并联，则如果两个输入元件中只有一个有信号，其输出的压缩空气会从另一个输入元件的排气口漏出。
3．8 双手操作可以保证设备操作人员只有在双手全部危险区域后才能启动设备工作，这种方法可以有效保证操作人员的人身安全。 在气动控制中可以利用两个按钮串联来实现或利用双压阀让两个按钮全部有信号时产生输出；在电气控制回路中可以直接将两个按钮开关进行串联来实现。
3．9 图3-100中下方三个按钮任意两个按下气缸均会伸出。
3．10在气动控制回路中最常用的位置传感器就是行程阀；采用电气控制时，最常用的位置传感器有行程开关、电容式传感器、电感式传感器、光电式传感器、光纤式传感器和磁感应式传感器。行程阀和行程开关都要靠机械外力来使其产生输出信号。电容式传感器可以检测金属物体，也能检测非金属物体，对金属物体可以获得最大的动作距离。而对非金属物体，动作距离的决定因素之一是材料的介电常数。材料的介电常数越大，可获得的动作距离越大。材料的面积对动作距离也有一定影响。电感式传感器只能检测金属物体。常用的光电式传感器可分为漫射式、反射式、对射式等几种。漫射式光电传感器前方有物体时，接收器就能接收到物体反射回来的部分光线产生输出信号；反射式光电传感器集发射器与接收器于一体，其反射板与发射器之间被测物体遮挡时，接收器无法接收到发射器发出的光线，传感器产生输出；对射式光电传感器的发射器和接收器是分离的，物体在发射器和接受器间进行遮挡时，接收器接收不到发射器发出的光线，传感器产生输出信号。它们的图形符号分别为：
电感式传感器
光电式传感器
电容式传感器
行程开关

3．11 该回路在启动后首先1A气缸伸出，同时2A气缸缩回，3A气缸伸出；当2A气缸回缩到位，压下行程开关2S后，1A气缸活塞杆伸出，同时2A气缸伸出，3A气缸缩回；当1A气缸回缩到位压下行程开关1S，一个动作过程完成，开始循环。任何时候关断换向阀0S，则一个动作过程完成后，各气缸停止工作。
3．12 行程阀滚轮被压下后，导阀的阀杆被压下，行程阀1号口的压缩空气通过导阀作用在主阀上方的腔体内，使主阀阀芯上方的膜片向下变形，推动主阀阀芯下移实现换向。
3．13通过选择小通径的控制阀或安装节流阀可以降低气缸活塞的运动速度。通过增加管路的流通截面或使用大通径的控制阀以及采用快速排气阀等方法都可以在一定程度上提高气缸的活塞的运动速度。其中使用节流阀和快速排气阀都是通过调节进入气缸或气缸排出的空气流量来实现速度控制的。这也是气动回路中最常用的速度调节方式。
进气节流和排气节流性能比较如下：
采用进气节流：
l 启动平稳；但带载启动可能无法启动。
l 运动速度稳定性较差。
l 负值负载时可能出现前冲现象。
l 方便实现压力顺序控制。
采用排气节流：
l 启动时有一定的冲击，启动平稳性不如进气节流。
l 运动的稳定性好。
l 负值负载时不会会出现活塞前冲。
l 实现压力控制比较困难且可靠性差。
3．14 气缸的排气一般是经过连接管路，通过主控换向阀的排气口向外排出。管路的长度、通流面积和阀门的通径都会对排气产生影响，从而影响气缸活塞的运动速度。快速排气阀的作用在于当气缸内腔体向外排气时，气体可以通过它的大口径排气口迅速向外排出。这样就可以大大缩短气缸排气行程，减少排气阻力，从而提高活塞运动速度。
课题八电气控制图
3．15

课题九电气控制图

3．16延时阀是气动系统中的一种时间控制元件，它是通过节流阀调节气室充气时压力上升速率来实现延时的。压力顺序阀是根据所检测位置气压的大小来控制回路各执行元件的动作的元件，它是利用所检测位置的气压力克服设定弹簧力来产生输出控制信号的。

延时阀图形符号
压力顺序阀图形符号

习题3．17控制回路图
3．17

3．18
习题3．18控制回路图

5．1 作为液压传动介质的液压油主要有以下功能：
（1）传动：把由泵产生的压力能传递给执行部件。
（2）润滑：对泵、阀、执行元件等运动部件进行润滑。
（3）密封：保持由泵所产生的压力。
（4）冷却：吸收并带出液压装置所产生的热量。
（5）防锈：防止液压系统中所用的各种金属部件锈蚀。
（6）传递信号：传递信号元件或控制元件发出的信号。
（7）吸收冲击：吸收液压回路中产生的压力冲击。
5．2 液压油主要应具有的性能有：
（1）具有合适的粘度和良好的粘度－温度特性，在实际使用的温度范围内，油液粘度随温度的变化要小，液压油的流动点和凝固点低。
（2）具有良好的润滑性，能对元件的滑动部位进行充分润滑，能在零件的滑动表面上形成强度较高的油膜，避免干磨擦，能防止异常磨损和卡咬等现象的发生。
（3）具有良好的安定性，不易因热、氧化或水解而生成腐蚀性物质、胶质或沥青质，沉渣生成量小，使用寿命长。
（4）具有良好的抗锈性和耐腐蚀性，不会造成金属和非金属的锈蚀和腐蚀。
（5）具有良好的相容性，不会引起密封件、橡胶软管、涂料等的变质。
（6）油液质地纯净，尽可能少包含污染物；当污染物从外部侵入时，能迅速分离。液压油中如含有酸碱，会造成机件和密封件腐蚀；含有固体杂质，会对滑动表面造成磨损，并易使油路发生堵塞；如含有挥发性物质，在长期使用后会使油液粘度变大，同时在油液中产生气泡。
（7）应有良好的消泡性、脱气性，油液中裹携的气泡及液面上的泡沫应比较少，且容易消除。油液中的泡沫会造成系统断油或出现空穴现象，影响系统正常工作。
（8）具有良好的抗乳化性，对于非含水液压油，油液中的水分容易分离。在油液中混入水分会使油液乳化，降低油的润滑性能，增加油的酸值，缩短油液的使用寿命。
（9）油液在工作中发热和体积膨胀都会造成工况的恶化，所以油液应有较低的的体积膨胀系数和较高比热容。
（10）具有良好的防火性，闪点（即明火能使油面上的蒸气燃烧，但油液本身不燃烧的温度）和燃点高，挥发性小。
（11）压缩性尽可能小，响应性好。
（12）不得有毒性和异味，易排放处理。
5．3 我国各种液压设备所采用的液压油，按抗燃烧性可分矿物油型（石油基液压油）和不燃或难燃油型（抗燃油型）。
5．4 液压油主要物理性质有：
（1）密度：随着温度的上升而减小；随着压力增大而稍有增加。
（2）粘度：温度上升，粘度下降；压力增大时，粘度增大。
（3）压缩率：随压力和温度的增加而增加。
5．5粘度是表征液体流动时内摩擦力大小的系数，是衡量液体粘性大小的指标，也是液压油最重要的性质。常用的粘度单位有三种：动力粘度、运动粘度和相对粘度。油液粘度大可以降低泄漏，提高润滑效果，但会使压力损失增大，动作反应变慢，机械效率降低，功率损耗变大；油液粘度低可实现高效率小阻力的动作，但会增加磨损和泄漏，降低容积效率。
5．6 选择液压油通常按以下三个基本步骤进行：
（1）列出液压系统对液压油（液）各方面性能的变化范围要求：粘度、密度、温度范围、压力范围、抗燃性、润滑性、可压缩性等。
（2）能够同时满足所有性能要求的液压油是不存在的，应尽可能选出接近要求的液压油品种。我们可以从液压件生产企业及其产品样本中获得工作介质的推荐资料。
（3）综合、权衡、调整各方面的要求参数，决定所采用的液压油类型。
选择合适的液压油主要根据根据环境条件、工作压力、设备要求选用，还要合理选用液压油品种。
5．7 液压油污染会使液压系统性能变坏，经常出现故障，液压元件磨损加剧，寿命缩短。油液对液压系统的危害可大致归纳为以下几点：
（1）固体颗粒使液压元件滑动部分磨损加剧，反应变慢，甚至造成卡死，缩短其使用寿命。
（2）堵塞滤油器，使液压泵运转困难，造成吸空，产生气蚀、振动和噪声。
（3）造成液压元件的微小孔道和缝隙发生堵塞，使液压阀性能下降或动作失灵。
（4）加速密封件的磨损，使泄漏量增大。
（5）液压油中混入水分会使液压油的润滑能力降低并使油液乳化变质，并腐蚀金属表面，生成的锈片会进一步污染油液。
（6）低温时，自由水会变成冰粒，堵塞元件的间隙和孔道。
（7）空气混入液压油会产生气蚀，降低元件机械强度，造成液压系统出现振动和爬行，产生噪声。
（8）空气还能加速油液氧化变质，增大油液的可压缩性。
液压油中污染物来源是多方面的，总体来说可分为系统内部残留、内部生成和外部侵入三种。造成油液污染的主要原因有以下几点：
（1）液压油虽然是在比较清洁的条件下精炼和调制的，但油液运输和储存过程中受到管道、油桶、油罐的污染。
（2）液压系统和液压元件在加工、运输、存储、装配过程中灰尘、焊渣、型砂、切屑、磨料等残留物造成污染。
（3）液压系统运行中由于油箱密封不完善以及元件密封装置损坏、不良而由系统外部侵入的灰尘、砂土、水分等污染物造成污染。
（4）液压系统运行过程中产生的污染物。金属及密封件因磨损而产生的颗粒，通过活塞杆等处进入系统的外界杂质，油液氧化变质的生成物也都会造成油液的污染。
5．8在实际工作中污染控制主要有以下措施：
（1） 在使用前保持液压油清洁。
（2） 做好液压元件和密封元件清洗，减少污染物侵入。
（3） 使液压系统在装配后、运行前保持清洁。
（4） 在工作中保持液压油清洁。
（5） 防止污染物从活塞杆伸出端侵入。
（6） 合理选用过滤器。
（7） 对液压系统中使用的液压油定期检查、补充、更换。
油液污染成份与含量分析的常用方法有：光谱分析、铁谱分析和红外光谱分析；质量污染度一般采用称重法测量。颗粒污染度的测定有显微镜计数法、自动颗粒计数器计数法两种定量方法和显微镜比较法、滤网堵塞法两种半定量方法。
5．9液体静止是指液体内部质点间没有相对运动，不呈现粘性，而与盛装液体容器的运动状态无关。液体静压力的基本方程为p= p1+ p2=rgh + F/A。由液体静压力的基本方程可知:
（1）静止液体内任一点的压力均由两部分组成,一部分是液面上的压力，另一部分是液体本身的自重所产生的压力。当液面上只受到大气压力p0时,则液面下某点的压力则为p0+rgh。
（2）在同一容器内，同一种液体内的静压力随液体的深度增加而线性增加。
（3）连通器内同一液体中深度相同的各点压力相等。由压力相等的点组成的面称为等压面。在重力作用下静止液体的等压面是一个水平面，与容器的形状无关。
5．10 既无粘性又不可压缩的液体称为理想液体。这样，在研究液体流动规律时就忽略液体的粘性和可压缩性对运动的影响，可以比较容易的得到理想液体的基本运动方程。然后根据实验结果，对理想液体的基本方程加以修正，使之与实际液体的情况相符。
5．11在不考虑液体的可压缩性的情况下，即液体密度r不变，那么单位时间流过管道任一截面的液体体积就是相等的，即通过流通管道任一通流截面的液体流量相等，这就是液体连续性原理。
在流动过程中，这三种能量之间可以互相转换，但在管道内任一截面处的这三种能量的总和为一常数。理想液体的伯努利方程为p1/rg+h1+v12/2g=p2/rg+h2+v22/2g。
5．12 管形弹簧压力表是按布尔顿的管形弹簧原理工作的，其工作原理为：弯成C形的管形弹簧1一端固定，它有一个椭圆的截面，其内部是空心的。当液压油流入管形弹簧时，整个空心管内就形成了与被测部位相等的压力。油液对管形弹簧外环A有一个向外张开的力，对内环B有一个向内收缩的力。由于外环和内环存在面积差，向外张开的力大于向内收缩的力，导致管形弹簧伸张变形。这个变形通过放大机构：杠杆2，扇轮3和齿轮4，使指针5发生偏转。压力越大，指针偏转越大，这样在刻度盘上就能读到相应的压力值。
涡轮式流量仪是通过对涡轮转速的测量来间接测出流量的。从涡轮式流量仪流过的油液使轴流涡轮旋转，涡轮是用磁性材料制成，通过安装在涡轮上方的探头可以记录一定时间内涡轮叶片转过的次数。根据探头测得的脉冲数可以计算出涡轮的转速。由于油液的流量与涡轮转速成正比，所以测出转速也就测出了油液的流量。由于探头输出的是电信号，所以利用这种流量计可以实现远程的流量监控。
5．13 流动液体的压力损失分为沿程压力损失和局部压力损失两大类。沿程压力损失是指油液沿等直径管流动时所产生的压力损失。局部压力损失是油液流动时经过局部障碍（如弯管、分支或管路截面突然变化）时，由于液体的流向和速度的突然变化，在局部形成涡流，引起油液质点间以及质点与固体壁面间相互碰撞和剧烈磨擦而产生的压力损失。
5．14 流体在管路中的流动状态分为层流和紊流两种。层流时，液体流速较低，质点主要受粘性力作用，不能随意运动，流动时所产生的压力损失较小；但在紊流时，液体流速较高，粘性力的制约作用减弱，惯性力起主导作用，能量损耗大，流动时所产生的压力损失大。当液体实际流动时的雷诺数小于临界雷诺数时，液流为层流，反之则为紊流。
5．15 减少液压系统的压力损失主要有以下措施：
（1）缩短管道长度，减少管道弯曲，尽量避免管道截面的突然变化。
（2）减小管道内壁表面粗糙度，使其尽可能光滑。
（3）选用的液压油粘度应适当。
（4）管道应有足够大的通流面积，将液流的速度限制在适当的范围内。
根据雷诺数计算公式 Re=vd/n ，增大流通截面的直径d可以限制液流的速度，由公式可以分析出雷诺数和液流速度成正比，所以增大流通截面的直径d可以降低雷诺数。
5．16 气泡混杂在液体中，产生气穴，使原来充满在管道或元件内的油液出现不连续状态，这种现象就称为空穴现象。气泡受压破裂产生的压力冲击作用在零件的金属表面，就会使金属表面发生剥落，这种现象就称为气蚀。
5．17 空穴现象还会引起系统的温升、噪声和震动，并影响系统的性能和可靠性，缩短元件的使用寿命，严重时甚至会损坏设备。尤其在液压泵部分发生空穴现象时，除会产生噪音和振动外，还会影响泵的吸油能力，造成液压系统流量和压力的波动。此外，在高温高压下，空气极易使液压油氧化变质，生成有害的酸性物质或胶状沉淀。
减少空穴现象主要就是要防止液压系统中的压力过度降低，常用的有以下措施：
（1）减少流经节流小孔前后的压力差，尽量使小孔前后的压力比小于3.5。
（2）保持液压系统中油压高于空气分离压。
（3）液压零件应选用抗腐蚀能力强的金属材料，合理设计，增加零件的机械强度，提高零件的表面加工质量，提高零件的抗气蚀能力，减少气蚀对零件的影响。
（4）进行良好密封，防止外部空气侵入液压系统，降低液体中气体的含量。
5．18 液压冲击的产生主要有以下原因：
（1）液流突然停止运动或换向时，液体流动的速度突然降为零，使液体的动能向压力能的瞬间转变。
（2）运动的工作部件突然制动或换向时，由于工作部件的惯性力使液压执行元件的回油腔和管路中的油液压力急剧升高，引起压力冲击。
（3）由于液压系统中的某些元件如溢流阀反应动作不够灵敏，在系统压力升高时不能及时开启卸压，造成系统超压，出现压力冲击。
（4）液压泵在吸油和压油的过程中，压力和流量周期性的变化形成压力脉动。
（5）刚性管路或过细的管路以及方向、截面积变化大的管路也很容易产生液压冲击。
产生液压冲击时，系统的瞬时压力峰值往往比正常工作压力高好几倍，并引起设备强烈的振动和噪声，造成系统温度上升。液压冲击还会破坏液压系统内部构件之间的相对位置，导致运动部件的运动精度降低，影响系统正常工作。它还会造成液压元件、密封装置的损坏，甚至会使管子爆裂，缩短整个液压系统的寿命。由于压力的突然升高，还可能使系统中的某些压力元件产生误动作，造成事故。
5．19 减少和防止液压冲击常用的措施有：
（1）降低开、关阀门的速度，减少冲击波的强度。
（2）限制管路中液流的流速。
（3）在管路中易发生液压冲击的地方采用橡胶软管或设置蓄能器，以吸收液压冲击的能量，减少冲击波传播的距离。
（4）在容易出现液压冲击的地方，安装限制压力升高的安全阀
（5）降低机械系统的振动。

6．1液压系统中为系统提供压力油的部件称为液压系统的能源部件或动力部件。液压泵站一般由电动机、液压泵、油箱、安全阀等所组成，也可作为一个独立的液压装置，根据用户要求及依据使用条件配置集成块、设置冷却器、加热器、蓄能器以及相关电气控制装置。
6．2 液压泵按输出流量能否调节可以分为定量泵和变量泵；按压力分可分为低压泵、中压泵和高压泵；按结构形式分可以分为齿轮泵、叶片泵、柱塞泵和螺杆泵。
6．3 容积式液压泵主要具有以下基本特点：
（1）具有若干个密封且又可以周期性变化的空间 液压泵的输出流量与此空间的容积变化量和单位时间内的变化次数成正比，与其它因素无关。
（2）油箱内液体的绝对压力必须恒等于或大于大气压力 这是容积式液压泵能够吸入油液的外部条件。为保证液压泵正常吸油，油箱必须与大气相通，或采用的密闭的充压油箱。
（3）具有相应的配流机构 配流机构可以将液压泵的吸油腔和排液腔隔开，保证液压泵有规律地连续吸排液体。不同结构的液压泵，其配流机构也不相同。
6．4 如采用密闭式油箱则必须对油箱进行处理充压处理，否则液压泵就会因吸油困难而无法正常工作。
6．5 外啮合齿轮泵的泵体、端盖和齿轮的各个齿间槽组成了密封工作腔，而啮合线又把它们分隔为两个互不串通的吸油腔和压油腔。当齿轮按一个方向旋转时，下方的吸油腔由于相互啮合的轮齿逐渐脱开，密封工作容积逐渐增大，形成部分真空。油箱中的油液在外界大气压力作用下，经吸油管进入吸油腔，将齿间槽充满。随着齿轮旋转，油液被带到上方的压油腔内。在压油腔一侧，由于轮齿在这里逐渐进入啮合，密封工作腔容积不断减小，油液被挤出来，由压油腔输进入压力管路供系统使用。
外啮合齿轮泵的优点是结构简单，尺寸小，重量轻，制造方便，价格低廉，工作可靠，自吸能力强（允许的吸油真空度大），对油液污染不敏感，维护容易。它的缺点是一些机件要承受不平衡径