液压与气压传动技术作业.doc

《液压与气压传动技术》网络课程作业
一、选择题
1. 液压与气压传动是以流体的（ B ）的来传递动力的。
A．动能 B. 压力能 C. 势能 D. 热能
2. 流体的粘度随温度变化，对于液体，温度升高，粘度（ A ）。
A. 下降 B. 增大 C. 不变
3. 在没有泄漏的情况下，根据泵的几何尺寸计算得到的流量称为（ B ）。
A．实际流量 B. 理论流量 C. 额定流量
4. 限制齿轮泵工作压力提高的主要原因是（ A ）
A. 泄漏
B. 存在困油现象
C. 径向不平衡力
C´
q

A´
A
B´
B
C
1
2
p
p
5. 图中1曲线是限压式变量叶片泵未调整时的特性曲线，2曲线是调整过的特性曲线，由1曲线调到2曲线是经过（ A ）的调整得到的。
A. 调节压力调节螺钉和改变调节压力弹簧刚度
B. 调节最大流量调节螺钉和压力调节螺钉
C. 调节最大流量调节螺钉和改变调节压力的弹簧刚度

6. 通常在负载大、功率大的液压机械设备中采用（ B ）。
A．齿轮泵 B. 柱塞泵 C. 叶片泵
7．双杆活塞式液压缸，当采用活塞杆固定的安装方式时，工作台的移动范围为缸筒有效行程的( C )。
A．1倍 B. 2倍 C. 3倍 D. 4倍
8. 某液压回路，如果要求液压缸停位准确，且能实现中位液压泵卸荷，那么使用具有( B )中位机能的三位四通换向阀能满足要求。
A．O型 B. M型 C. H型 D. P型
9. 为保证负载变化时(在节流阀开口一定的条件下)，节流阀的前后压力差不变，即通过节流阀的流量基本不变，往往将节流阀与( B )串联组成调速阀。
A．减压阀 B. 定差减压阀 C. 溢流阀 D. 定差溢流阀
10．在两个调整压力分别为5MPa和1OMPa的溢流阀串联在液压泵的出口时，泵的出口压力为( C )。
A．5MPa B. 10MPa C. 15MPa D. 20MPa
11. 双作用叶片泵的叶片在转子槽中的安装方向是（ B A C ）。
A. 沿着径向方向安装
B. 沿着转子旋转方向前倾一角度
C. 沿着转子旋转方向后倾一角度
12. 液压系统中液压泵的工作压力取决于（ C ）。
A．液压泵的额定工作压力

B．溢流阀的调定压力
C．负载
13. 容积调速回路中，( A )的调速方式为恒功率调速。
A．定量泵—变量马达
B. 变量泵—定量马达
C. 变量泵—变量马达
14. 单位体积的湿空气中所含水蒸汽的质量称为湿空气的( A )。
A．绝对湿度 B. 相对湿度 C. 含湿量 D. 析水量
15. 双压阀有两个输入口P1、P2，一个输出口A。只有当两个输入都进气时，A口才有输出，P1与P2口输入的气压不等时，( C )通过A口输出。
A. P1或者P2口有气信号
B. 气压高的气信号
C. 压力低的气信号

二、判断题
1. 液压与气压传动中的功率P等于压力p与排量V的乘积。（ × ）
2. 薄壁小孔因其通流量与油液的粘度无关，即对油温的变化不敏感，因此，常用作调节流量的节流器。（√ ）
l 3. 液压马达与液压泵从能量转换观点上看是互逆的，因此所有的液压泵均可以用来做马达使用。（×）
4. 液压缸作差动连接时，虽然液压缸两腔油压力相同，但由于两腔的有效工作面积不等，产生的液压作用力推动活塞运动。此时，从有杆腔排出的油液汇同泵的供油一起进入无杆腔。（√ ）
5. 串联了定值减压阀的支路，始终能获得低于系统压力调定值的稳定的工作压力。（×）
6. 采用O型(或M型)三位换向阀中位机能锁紧的回路，其特点是结构简单，不需增加其他装置，锁紧效果好，故常常应用于要需长时间锁紧的场合。（ √ ）
7. 减压阀阀口的状态取决于负载，当因负载建立的压力低于减压阀的调定压力时，减压阀阀口全开，此时减压阀不起减压作用，出口压力由负载决定；当减压阀出口负载很大时(超过其调定压力)，减压阀阀口关闭，其出口压力保持在调定压力值。（ √ ）
8. 在压力控制的顺序动作回路中，顺序阀和压力继电器的调定压力应大于执行元件前一动作的最高工作压力。（×）
9. 进油节流调速回路在正常工作时，溢流阀阀口处于关闭的状态。（×）
10. 梭阀在结构上由两个单向阀组合而成。梭阀有两个进气口P1、P2，一个出气口A。当P1与P2口中任何一个有信号输入，A口都有输出；若P1与P2口都有信号输入时，则P1与P2口的气信号都通过A口输出。（√）

三、简答题

1. 液压传动由哪几部分组成？各部分的主要作用是什么？
答：液压系统主要由：动力元件（油泵）、执行元件（油缸或液压马达）、控制元件（各种阀）、辅助元件和工作介质等五部分组成。 1、动力元件（油泵）　　它的作用是利用液体把原动机的机械能转换成液压力能；是液压传动中的动力部分。 2、执行元件（油缸、液压马达）　　它是将液体的液压能转换成机械能。其中，油缸做直线运动，马达做旋转运动。 3、控制元件　　包括压力阀、流量阀和方向阀等。它们的作用是根据需要无级调节液动机的速度，并对液压系统中工作液体的压力、流量和流向进行调节控制。 4、辅助元件　　除上述三部分以外的其它元件，包括压力表、滤油器、蓄能装置、冷却器、管件各种管接头(扩口式、焊接式、卡套式）、高压球阀、快换接头、软管总成、测压接头、管夹等及油箱等，它们同样十分重要。 5、工作介质　　工作介质是指各类液压传动中的液压油或乳化液，它经过油泵和液动机实现能量转换。
2. 容积式液压泵有哪些基本特点?
答：容积式液压泵是依靠密封工作油腔的容积不断变化来进行工作的。因此它必须具有一个或多个密封的工作油腔，当液压泵运转时，该油腔的容积必须不断由小逐渐加大，形成真空，油箱的油液才能被吸入，当油腔容积由大逐渐减小时，油被挤压在密封工作油腔中，压力才能升高，压力的大小取决于油液从泵中输出时受到的阻力（如单向阀的弹簧力）。这种泵的输油能力（或输出流量）的大小取决于密封工作油腔的数目以及容积变化的大小和频率，故称容积式泵。
3. 影响外啮合齿轮泵性能有哪三大问题，通常采用何措施来解决？
答：困油现象， 径向不平衡力 ，泄漏。困油现象可以在端盖上铣两条卸荷槽，为了减小径向不平衡力齿轮泵的压油口小于吸油口，为减少外啮合齿轮泵的泄漏，可以设计活动侧板,利用压力来控制间隙。
4. 试比较减压阀与溢流阀的不同之处。
答：1.减压阀保持出口出压力基本不变，而溢流阀保持进口处压力基本不变。
2.在不工作时，减压阀进出口互通，而溢流阀进出口不通。
3.为保证减压阀出口压力调整值恒定，它的先导阀弹簧腔需要通过泄油口单独外接油箱；而溢流阀的出口是通油箱的，所以它的先导阀弹簧腔和泄漏油可通过阀体上的通道与出油口接通，不必单独外接油箱。
5. 溢流阀在液压系统中有哪些功用?
答：溢流阀在液压系统中很重要，特别是定量泵系统，没有溢流阀几乎不可能工作。它的主要功能有如下几点：1）起稳压溢流作用用定量泵供油时，它与节流阀配合，可以调节和平衡液压系统中的流量。在这种场合下，阀口经常随着压力的波动而开启，油液经阀口流回油箱，起稳压溢流作用。2）起安全阀作用避免液压系统和机床因过载而引起事故。在这种场合下，阀门平时是关闭的，只有负载超过规定的极限时才开启，起安全作用。通常，把溢流阀的调定压力比系统最高压力调高10~20%。3）作卸荷阀用由先导型溢流阀与二位二通电磁阀配合使用，可使系统卸荷。4）作远程调压阀用用管路将溢流阀的遥控口接至调节方便的远程调节进口处，以实现远控目的。5）作高低压多级控制用换向阀将溢流阀的遥控口和几个远程调压阀连接，即可实现高低压多级控制。6）用于产生背压将溢流阀串联在回油路上，可以产生背压，使执行元件运动平稳。此时溢流阀的调定压力低，一般用直动式低压溢流阀即可。
6. 调速回路有几种形式？哪种调速回路效率最高？
答：调速回路主要有一下三种形式

1.节流调速回路；由定量泵供油，用流量阀调节进入或流出执行机构的流量来实现调速
2.容积调速回路，用调节变量泵或变量马达的排量来调速。
3.容积节流调速回路；用限压变量泵供油，由流量阀调节进入执行机构的流量，并使变量泵的流量与调节阀的调节流量相适用来实现调速容积节流调速回路效率高，变速范围大。
四、计算题
《液压与气压传动》（第四版）教材
1. P73： 题2-1
某液压泵的输出压力为5MPa,排量为10ml/r,机械效率为0.95，容积效率为0.9，当转速为1200r/min时，泵的输出功率和驱动泵的电动机的功率各为多少？
解：h=hVhm=0.95×0.9=0.855
P=PqhV/60=5×10×1200×0.9/(60×1000)=0.9kW
Pi=P/h=0.9/(0.95×0.9)=1.05kW
2. P89： 之题3-1
已知某液压马达的排量V=250mL/r,液压马达入口为P1=10.5MPa,出口压力P2=1.0MPa,,其总效率nm=0.9,容积效率nv =0.92,当输入流量ｑ=22Ｌ/min时，试求液压马达的实际转速n和液压马达的输出转矩T。
解：n=q×nv/v=22×0.92/0.25=80.96r/min
T=Ttnm=ΔΡ/2π*nm=ΔΡvnm/2π=9.5×106×0.25×10-3×0.98/2×3.14=370.4N.m

P89：之题3-3
图3-18所示两个结构相同相互串联的液压缸，无杆腔的面积A1=100×10-4㎡, 有杆腔的面积A2＝80×10-4㎡，缸l的输入压力 p1=0.9MPa，输人流量 q＝12L/min，不计摩擦损失和泄漏，求:
(1) 两缸承受相同负载（F1=F2）时，该负载的数值及两缸的运动速度。
(2) 缸2的输入压力是缸1的一半（p2=1/2p1）时，两缸各能承受多少负载?
(3)缸1不承受负载(F1=0)时，缸2能承受多少负载？
解：
1）负载数值，两缸结构相同，得等式：
P1×A1=F1+P2×A2，P2×A1=F2，
其中A1=A1'，F1=F2，代入数值，
得P2=0.5MPA，
F1=F2=P2×A1'=5000N
运动速度：V1=q1/A1=1.2M/min，
此时缸1有杆腔流量：
q2=V1×A2=9.6L/min
V2=q2/A1'=0.96M/min
2)P2=p1/2时，F2=P2×A1'=p1/2×A1=4500N，
F1=P1×A1-P2×A2=P1×A1-P1/2×A2=5400N

3)F1=0时，P1×A1=P2×A2——P2=1.125MPA，F2=P2×A1'=11250N。

3. P124：题4-4
图4-51所示回路中，溢流阀的调整压力为5.0MPa，减压阀的调整压力为2.5 MPa，试分析下列各情况，并说明减压阀阀口处于什么状态？
1） 当泵压力等于溢流阀调定压力时，夹紧缸使工件夹紧后，A,C点的压力各为多少？
2） 当泵压力由于工作缸快进，压力降到1.5 MPa时（工件原先处于夹紧状态）A,C点的压力为多少？
3） 夹紧缸在夹紧工件前空载运动时，A,B,C三点的压力各为多少？
解：1）、工件夹紧时，夹紧缸压力即为减压阀调整压力PA=PC=2.5MPa，减压阀开口很小，减压阀阀口始终处在工作状态。
2）、泵的压力突然降到1.5MPa时，减压阀的进口压力小于调整压力，减压阀阀口全开，阀口不起减压作用，PA=PB=1.5MPa.单向阀后的C点压力，由于原来夹紧缸处于2.5MPa，单向阀在短时间内有保压作用，故此Pc=2.5MPa,以免夹紧的工件松动。
3）、夹紧缸作空载快速运动时，Pc=0.A点的压力如不考虑油液流过单向阀造成的压力损失，
PA=0.因减压阀阀口全开，若压力损失不计，则PB=0。由此可见，夹紧缸空载快速运动时将影响到泵的工作压力。

P124：题4-5
如图4-52所示的液压系统，两液压缸有效面积为A1= A2=100×10-4 ㎡，缸I的负载F=3.5×104 N，缸Ⅱ运动时负载为零，不计摩擦阻力，惯性力和管路损失。溢流阀，顺序阀和减压阀的调整压力分别为4.0MPa，3.0 MPa和2.0 MPa.求下列三种情况下A,B和C点的压力。
1） 液压泵启动后，两换向阀处于中位。
2） IYA通电，液压缸I活塞移动时及活塞运动到终点时。
3） IYA断电，2YA通电，液压缸Ⅱ活塞运动时及活塞杆碰到固定挡铁时

解：p1=F1/A=3.5×10-4 /(100×10-4)= 3.5MPa
p2=F2/A=1×10-4 /(100×10-4)=1MPa
（1）4.0MPa、4.0MPa、2.0MPa
（2）活塞运动时：3.5MPa、3.5MPa、2.0MPa；终点时：4.0MPa、4.0MPa、2.0MPa
（3）活塞运动时：1Mpa、0MPa、1MPa；碰到挡铁时：4.0MPa、4.0MPa、2.0MPa。

4. 如图所示系统，液压泵和液压马达的参数如下：泵的排量VP= 115 mL/r，转速nP= 1000 r/min，机械效率ηmp= 0.9，总效率ηp= 0.84，马达排量VM= 148 mL/r，机械效率ηmM= 0.9，总效率ηp= 0.84，回路最大允许压力pr= 8.3MPa，不计管道损失，试求：
1） 液压马达的转速(r/min)及该转速下的输出功率(kW)和输出转矩(N

•m)；
2） 驱动液压泵所需的转矩(N•m)。

解：（1）液压马达的转速和转矩液压泵的输出流量
q p=VPnPηp/ηmp=115×10-3×1000×0.84/0.9=107.3L/min
液压马达的容积效率
ηvm=ηm/ηmp=0.84/0.9=0.93
液压马达的转速
ηm =q pηvm/Vm=107.3×0.93/148×10-3=674.25r/min
液压马达的输出转矩
Tm =PvmηmM/2π=83×105×148×10-6/2π×0.9 = 175.96 N•m
(2)驱动液压泵所需的转矩
驱动液压泵所需的功率
Pi =P/ηp= PVPηp /ηmp=83×105×115×10-6×1000/0.9×60×103=17.7kW
驱动液压泵所需的转矩
T= Pi /Ω=17700×60/2π×1000=169.02 N•m

五、设计题
1. 试设计绘制出按下列液压元件组成能够完成：“快进→工进→快退→原位停止（系统卸荷）”工件循环的进油节流调速回路。
动作名称
1YA
2YA
3YA
信号来源
快进
+
-
-
启动
工进
+
-
-
行程阀
快退
-
+
-
1XT
停止（卸荷）
-
-
+
2XT
液压元件: 1．齿轮泵，2．先导式溢流阀，3．三位四通电磁阀（O型），4．二位二通行程阀，5．二位二通电磁阀，6．调速阀，7．单向阀，8．液压缸（注：上列元件各用一次，不得增加、减少，或更改）

2. 试设计绘制出按下列液压元件组成能够完成：“快进→工进→挡铁停留→快退→原位停止（系统卸荷）”工件循环的回油节流调速回路。
液压元件: 1．齿轮泵，2．先导式溢流阀，3．三位四通电磁阀（O型），4．二位二通行程阀，5．二位二通电磁阀，6．调速阀，7．单向阀，8．液压缸，9.压力继电器（注：上列元件各用一次，不得增加、减少，或更改）

动作名称
1YA
2YA
3YA
信号来源
快进
+
-
-
自动
工进
+
-
-
行程阀
挡铁停留
+
-
-
压力继电器
快退
-
+
-
1XT
停止（卸荷）
-
-
+
2XT

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