「液压传动习题与答案」.doc

综合练习题1. 我国油液牌号以_40 _C时油液的平均_运动_黏度的_cSt _数表示。2. 油液黏度因温度升高而_降低_，因压力增大而_增大_。3. 动力黏度的物理意义_表示液体在单位速度梯度下流动时单位面积上的内摩擦力； _其表达式为_= _。4. 运动黏度的定义是_液体动力黏度与液体密度之比；_,其表达式为_=/_。 5. 相对黏度又称_条件黏度_机床常用液压油的相对黏度 约在_4_与_10_之间。6. 液体的可压缩系数表示_液体所受的压力每增加一个单位压力时，其体积相对变化量，, _,其表达式为_= - _，我们称K为_液体体积弹性模量_。7. 理想气体的伯努利方程表达式是_常量， _。其物理意义是_在密闭管道内作稳定流动的理想流体具有压力能、动能、位能三种能量形式，这三种能量之间可以相互转换，但总和保持不变_。8. 雷诺数是_流态判别数_，其表达式是Re =_；液体流动时，由层流变为紊流的条件由_临界雷诺数Re临_决定，当_ Re Re临_时为紊流。9. 液体流动中的压力损失可分为_沿程_压力损失和_局部_压力损失；它们分别用公式_p = _和 _p = _加以计算。10. 液体流经直径为d的圆形截面管时，其水力半径为_d/4_，如截面形状为边长等于1的正方形时，其水力半径为_1/4_。11. 油液中混入的空气泡愈多，则油液的体积压缩系数愈_大_。12. 假定忽略管道本身的弹性，则管道内液压冲击波的传播速度相当于_液体介质中的声速_。13. 容积式液压泵是靠_密封容积的变化_来实现吸油和排油的。14. 液压泵的额定流量是指泵在额定转速和_额定_压力下的输出流量。15. 液压泵的机械损失是指液压泵在_克服相对运动件表面的摩擦_上的损失。16. 液压泵是把_机械_能转变为液体_压力_能的转换装置。17. 齿轮泵的泄漏一般有三个渠道：_径向间隙_;_端面间隙；_啮合处_。其中以_端面间隙_最为严重。18. 设液压马达的排量为V（cm/r），液压马达的转速为n（r/min），其理论输入流量为_ V n _L/min。如果实际输入流量为q实，则马达的容积效率为_。19. 液压马达是将液体的_压力_能转换为_机械_能的转换装置。20. 液压缸的_容积_效率是缸的实际运动速度和理想运动速度之比。21. 在工作行程很长的情况下，使用_柱塞式_液压缸最合适。22. 柱塞式液压缸的运动速度与缸阀筒内径_无关_。23. 对额定压力为2.5MPa的齿轮泵进行性能试验，当泵输出的油液直接通向油箱时，不计管道阻力，泵的输出压力为_零_。24. 为防止产生_空穴_，液压泵距离油箱液面不能太高。 25. 滑阀机能为_ M _型的换向阀，在换向阀处于中间位置时液压泵卸荷;而_O _型的换向阀处于中间位置时可使液压泵保持压力（各空白只写一种类型）。26. 如果顺序阀用阀进口压力作为控制压力，则该阀称为_内控_式。27. 调速阀是由_差压式减压_阀和节流阀串联而成的。28. 溢流节流阀是由差压式溢流阀和节流阀_并_联构成的。29. 采用出口节流的调速系统，若负载减小，则节流阀前的压力就会_增大_。30. 节流阀流量公式 ，节流口形状近似细长孔时，指数m接近于_1_，近似薄壁孔时，m接近于_0.5_.31. 当溢流阀通过_额定_流量时，进口处的压力称为全流压力；全流压力与_开启_压力之差称为静态调压偏差。32. 滑阀产生液压卡紧的主要原因是由_滑阀副几何形状误差和阀孔中心线不重合_引起的径向不平衡力，减小该力的办法是_在阀芯上开均压槽_。33. 滑阀的瞬态液动力只与阀的_阀芯移动速度_有关而与阀的_阀口开度本身_无关。34. 液压缸在低速运动时，由于_摩擦力的“降落”_特性，常发生周期性的停顿和跳跃运动，称为_“黏着滑脱”现象或称爬行现象_.35. 电液比例方向阀既可以用来_改变流液的方向_，又可起到_节流调速_作用。36. 电液比例压力阀稳态性能的五项指标_线性误差_,_滞环误差_,_灵敏度_,_分辨率_,_重复误差_。37. 伺服阀在_负载流量为零_时的压力放大系数称为伺服阀零位压力放大系数；理想零开口伺服阀的零位压力放大系数为_无穷大_.38. 测定油液污染的方法有_目测法、比色法、淤积指数法、称重法和颗粒计数法_ 等方法；一般认为液压系统_75_%以上的故障是由油液中的污染造成的。39. 在定量液压泵变量液压马达容积调速回路中，当系统工作压力不变时，液压马达的输出_功率_是恒定的。40. 进油和回油节流调速系统效率低，主要损失是_溢流损失和节流损失_。41. 在要求加工带台阶工件外圆磨床上，应该使用_行程控制制动_式换向回路。42 .如图1所示，设溢流阀的调整压力为pY,关小节流阀 a和b的节流口，得节流阀a的前端压力 ，后端压力 ，且 ;若再将节流口b完全关死，此时节流阀a的前端压力_后端压力_。43. 在弹簧对中型电液动换向阀中，先导阀的中位机能应选_ Y _型。44. 图2所示液压系统，能实现快进工进工进快退停止及卸荷工序，填写电磁动作（通电为+，断电为-）于表中。电磁铁动作顺序 工序1YA 2YA3YA4YA快进+-工件+-+工件+-+快退-+-停止、卸荷-二 选择题1. 溶解在油液的空气含量增加时，油液的等效体积弹性模量_ C _；混入油液中的空气含量增加时，油液的等效体积弹性模量_ B _.A. 增大B减小C基本不变2. 选择液压油时,主要考虑油液的_ C _.A密度B成分C黏度3. 在_ B _工作的液压系统容易发生气蚀.A洼地B高原C平原4. 液压系统的工作压力取决于_ C _.A泵的额定压力B溢流阀的调定压力C负载5. 设计合理的液压泵的吸油管应该比压油管_ B _.A长些B粗些C细些6. 液压系统利用液体的_ C _来传递动力.A位能B动能C压力能D热能7. 高压系统宜采用_ C _A齿轮泵B叶片泵C柱塞泵8._ A _储能器的输出压力恒定A重锤式B弹簧式C充气式9._ B _的系统效率较高A节流调速B容积调速C容积节流调速10.用过一段时间后滤油器的过滤精度略有_ A _A提高B降低11分流阀能基本上保证两液压缸运动_ B _同步A位置B速度C加速度12液压系统的故障大多数是_ C _引起的A油液黏度不适应B油温过高C油液污染 D系统漏油13野外工作的液压系统，应选用黏度指数_ A _的液压油A高B低14当负载流量需求不均衡时，拟采用 B 油源A泵溢流阀B泵储能器15存在超负载（动力性负载），应采用_ B _调速。A进油节流B回油节流C旁路节流16容积调速系统的速度刚度比采用调速阀节流调速系统的速度刚度_ B _.A高B低17图3为一换向回路，如果要求液压缸停位准确，停止后液压泵卸荷，那么换向阀中位机能应选择_ D _A O型 B H型 C P 型 D M型18图4为轴向柱塞泵和轴向柱塞马达的工作原理图。当缸体如图示方向旋转时，请判断各油口压力高低，选答案填空格i. 作液压泵用时 _ D _-ii. 作油马达用时_ C _A为高压油口 b为低压油口 B b 为高压油口 a为低压油口C c 为高压油口 d为低压油口 D d 为高压油口 c为低压油口19图5所示变量泵一定量马达容积调速系统。当系统工作压力不变时，该回路是_ A _A恒扭矩调速B恒功率调速C恒压力调速D恒功率和恒扭矩组合调速20、图5回路中，阀1和阀2的作用是 _ B _A 、阀1起溢流作用，阀2起安全作用 B、阀1起安全作用，阀2起溢流作用C、 均起溢流作用 D、均起安全作用21. 图6所示回路,液压缸B进退所需压力均为2Mpa,各阀调定压力如图所示.试确定在下列工况时,C缸的工作压力_(1) 在图示状况下, C缸压力是_C_(2) 在图示状况下,当B缸活塞顶上死挡块时,C缸压力是_A_(3) 当A阀通电后, B缸活塞退回不动时, C缸压力是_D_A 1.5Mpa B 3Mpa C 5Mpa D 4Mpa22. 根据每小题系统图和假定条件,选择属于该小题的正确答案,填入空格：(1) 图7（a）所示系统,当施加某一恒定负载 ,其引起主油路压力未达到溢流阀调整压力 在进行调速时,_D_A输出功率为恒定 B输出扭矩随液压泵排量的增大而减小C主油路的工作压力随液压泵排量的增大而增大D液压马达输出功率随液压泵排量的增大而增大(2) 图7（b）所示系统,在每一次调速时,施加的负载所引起的主油路的压力都刚好达到溢流阀的调整压力值 ,在进行调速时,_B_A液压马达转速随排量的增加而增加B输出扭矩随液压马达排量的增大而增大C输出功率随液压马达排量的增大而增大D 当液压马达排量调整到最大时,则输出转速为最大值(3) 图7(c)所示系统,当施加的负载是不断变化的(即为变量),但其最大值所引起的主油路压力还未达到溢流阀的调整压力 ,在进行调速时, _B_D_A液压马达的转速随负载的增加而减小B液压马达输出功率随负载和液压泵排量的增加而增加C液压马达输出转矩随液压泵的排量的增加而增加D主油路的压力随负载的增加而增加23. 叶片泵和叶片马达工作时,如突然发生一片叶子卡在转子叶片槽内而不能外伸的故障,试分析他们的工作状况将分别发生什么变化:(1) 对于叶片泵，转子转速_C_，输出压力_B_,输出流量_B_;(2) 对于叶片马达，转子转速_B_,输出转矩_B_,输出流量 _C_.A降低为零 B呈不稳定波动 C保持不变24某液压泵不直接从液面为大气压的油箱中吸油，而是采用压力为 P2的辅助低压系统向该泵供油。假设泵转速 效率及外负载均不变，试分析下列参数如何变化;(1) 泵的输出压力C(2) 泵的输出流量C(3) 泵的输出功率BA 增大 B减小 C不变25. 限制齿轮泵压力提高的主要因素 _ C D _A 流量脉动 B困油现象 C泄漏 D径向不平衡力26 . 根据外反馈限压式变量泵的工作原理图，分析调节以下环节后，下述参数将发生什么变化： （1） 流量调节螺钉向内旋进：空载流量q0_ B _,限定压力Pc _ A _.最大压力Pmax_ C _-（2） 压力调节螺钉向外旋出，减小弹簧压缩量：空载流量q0_ C _,限定压力Pc _ B _.最大压力Pmax_ B _，BC曲线斜率_ C _.（3） 更换原有弹簧，放置刚性系数较小的弹簧，拆装后其他条件（弹簧预压缩量，流量和压力调节螺钉位置）均不变：空载流量q0_ C _,限定压力Pc _ B _.最大压力Pmax_ B _，BC曲线斜率_ A _.A增大 B减小 C不变27. 叶片泵的叶片数量增多后，双作用式叶片泵输出流量_ B _-,单作用式叶片泵输出流量_ C _A增大 B减小 C不变28. 消防队员手握水龙喷射压力水时，消防队员_ B _A不受力 B受推力 C受拉力29. 电液比例阀电磁力马达的弹簧在理论上的刚度是 _ C _A很小 B一般 C无限大30电液位置伺服系统中采用滞后校正可以_(1)_ B _；采用速度校正可以_(2)_ A _;采用加速度校正可以_(3)_ C _(1) A提高频宽B提高稳定性C提高阻尼比(2) A提高频宽B提高稳定精度C提高阻尼比(3) A提高频宽B提高稳定精度C提高阻尼比三 简答题1 液压油黏度的选择与系统工作压力，环境温度及工作部件的运动速度有何关系？答：选择液压油黏度时，系统的压力越高，环境温度越高，工作部件运动速度越慢时，选用液压油的黏度应越大。2 在考虑液压系统中液压油的可压缩性时，应考虑哪些因素才能说明实际情况？答：需考虑液压油本身的可压缩性、混合在油液中的空气的可压缩性以及盛放液压油的封闭容器的容积变化，才能真正说明实现情况。3 什么是理想流体？答：所谓理想流体，是一种假想的既无黏性又不可压缩的流体。4 对于层流和紊流两种不同流态，其沿程压力损失与流速的关系有何不同？答：层流状态时，沿程压力损失与流速的一次方成正比；紊流时，沿程压力损失与流速的1.75 2 次方成正比。5 写出非圆截面管道的雷诺数公式，并说明公式中符号的意义。答：非圆管道的雷诺数Re = 式中 平均流速 R水力半径，R = （A为管道通流截面面积，X为湿周） 液体的运动黏度6 轴向柱塞泵的柱塞数为何都取奇数？答：轴向柱塞 泵的柱塞数取奇数，是为了减小流量脉动。7 那些阀在液压系统中可以做背压阀使用？答：可以作背压阀的元件有溢流阀、单向阀、顺序阀以及节流阀。8 流量阀的节流口为什么通常要采用薄壁孔而不采用细长小孔？答：（1）薄壁小孔的流量特性好（薄壁小孔节流指数m = 0.5，而细长小孔m =1）（2）薄壁小孔的流量公式中不含黏度参数，流量受温度的影响小（3）薄壁小孔不容易堵塞，可以获得最小开度，故可以获得比细长小孔更小的稳定流量。9 举出滤油器的各种可能安装位置。答：滤油器在液压系统中各种可能的安装位置有（1） 液压泵吸油管路上（2） 系统压力管道上（3） 系统旁通油管上（4） 系统回油管路上（5） 单独设立滤油管路上10.为什么调速阀比节流阀的调速性能好？答：所谓调速性能系指速度流量特性和功率特性。用节流阀的调速回路，流量随负载而变化，特性软，溢流和节流损失大；用调速阀时，流量不随负载变化，有效功率随负载增加线性上升，而节流损失则随之线性下降。11.试述节流阀刚度的定义。他对流量阀的性能有什么影响？答：节流阀的刚度定义为速度负载特性曲线斜率的倒数。节流阀的刚度影响其流量的稳定性，刚度愈大，流量受负载的影响越小。12.说明直流电磁换向阀和交流电磁换向阀的特点。答：电磁换向阀用交流电磁铁操作力较大，起动性能好，换向时间短，但换向冲击和噪声较大，当阀芯被卡阻时，线圈容易因电流增大而烧坏，换向可靠性差，允许的换向频率低。直流电磁换向频率高，冲击小，寿命长，工作可靠，但操作力小，换向时间长。13.液压系统中溢流阀的进口、出口接错后会发生什么故障？答：液压系统中流溢阀的进口、出口接错后，溢流阀始终不能开启，因而将产生超压现象，损坏液压元件。14.采用节流阀进油节流调速回路，何时液压缸输出功率最大？答：当负载所需工作压力为泵输出压力的三分之二时，液压缸输出的功率最大。15.确定双作用叶片泵的叶片数应满足什么条件？通常采用的叶片数为多少？答：双作用叶片泵的叶片数影响输出之流量脉动。故其叶片数应有利于减小流量脉动，即应使同时位于过渡曲线内的叶片数是4 的整倍数，常采用叶片数为12 和16。16.为什么柱塞泵一般比齿轮泵或叶片泵能达到更高压力？答：液压泵的泄漏量随压力的升高而增加。柱塞泵的工作腔是规则的圆柱面配合，密封性好，泄漏少，即使在高压下工作也可获得较高的效率。17.何谓溢流阀的启闭特性？请说明含义。答：启闭特性系指阀开启和关闭时，由于摩擦力的方向不同而造成的开启与闭合压力特性曲线不重合的特性。18.何谓溢流阀的超调压力？请说明产生超调压力的原因。答：超调压力是溢流阀动态特性的一项重要指标，即阀开启的瞬间，系统油液压力超出调整压力的值。超调压力是由惯性和阻尼作用产生的。19.何谓液压泵的困油?请说明困油引发的后果。答：液压泵正常工作时变化着的密封容积应该与配油装置的相应吸排油腔相通。由泵结构的原因形成的“闭死容积”（不与吸油腔、排油腔相通）叫困油现象。“困油”将导致液体受挤压使压力升高，或产生局部真空造成气浊。其后果是功率损失增加、油温升高、引起噪声和振动，影响泵工作的平稳和寿命。20.作用在电磁换向阀内圆柱式滑阀阀心上的作用力有多少种？说明这些作用力产生的原因。答：作用在电磁换向阀圆柱阀柱芯上的力有：（1） 电磁力，由电磁铁通电产生（2） 摩擦力，由油液黏性产生（3） 侧向力（液压卡紧力），由圆柱阀芯的锥度和安装偏心产生（4） 稳态液动力，液流通过滑阀通道时因动量变化而产生（5） 瞬态液动力，在滑阀移动过程中因阀腔内液流加速或减速而产生（6） 弹簧力，由弹簧被压缩而产生21.滑阀式随动阀有哪几种开口形式？写出随动阀三个特性系数名称 定义及表达式。答：滑阀式随动阀开口形式有三种，即正开口、负开口、零开口。三个特性系数是：（1） 流量放大系数 Kq =（2） 压力放大系数 Kp =（3） 流量压力系数 Kc=22.液压伺服系统动态特性中的“过渡过程”品质主要有那几个指标来表示？答：液压伺服系统动态特性“过渡过程”品质主要用最大超调量、过渡过程时间和振动次数来表示。23.什么是电液伺服阀的“零偏”“零漂”“不对称度”“非线性度”？答：电液伺服阀的“零偏”是指由于组成阀的元件结构尺寸、电磁性能、水力特性和装配等因素影响，在输入电流为零时输出流量并不为零的特性。“零漂”系指当工作条件和环境发生变化时所引起的零位变化，又称“零位漂移”。“不对称度”表示两个极性的名义流量增益的不一致性。“非线性度”表示流量曲线的非直线性，是名义流量曲线与名义增益线的最大偏差。24.液压伺服系统中采用的速度反馈 加速度反馈 压力反馈的校正方法对系统性能有何影响?答：速度校正可以提高系统的刚度，减小增益变化和零漂，减小回路死区、滞环和间隙等非线性影响，但降低回路增益使频宽减小。采用加速度校正可以提高系统阻尼，改善稳定性，并可提高响应速度减小误差。25.试用电液比例压力阀绘出三级压力控制的基本回路。答：用电液比例压力阀进行三级压力控制，只要输入三个相应的电流值即可。四 分析说明题1 分析图8所示液压系统，说明下列问题：(1) 阀1、阀2、阀3组成什么回路?(2) 本系统中阀1、阀2可用液压元件中哪一种阀来代替?(3) 系统工作正常时,为使柱塞能够平稳右移,在系统工作压力p1、阀2的调整压力p2和阀3的调整压力p3这三种中,哪个压力值最大.，哪个最小或者相等,请予以说明。 (1)旁路节流回路 （2）可用调速阀代替 (3)最大，最小。阀3是安全阀，调整压力较高2图9为一个压力分级调压回路,回路中有关阀的压力值已调好,试问:(1) 该回路能够实现多少压力级？(2) 每个压力级的压力值是多少？是如何实现的？请分别回答并说明。本回路用3个二位二通电磁阀串联，每一个阀都并联一个溢流阀，各溢流阀是按几何级数来调整压力的，即每一个溢流阀的调定压力为前一级溢流阀的2倍。图为系统卸荷状态。若电磁阀A切换，系统压力为2MPa，其余类推。共可得从0至3.5MPa，级差为0.5MPa的8级压力组合，见附表（“0”代表断电，“1”代表通电）附表换向阀动作系统压力（Mpa）ABC00000010.50101.0 0111.51002.0 1012.51103.0 1113.53 图10表示一个双作用叶片泵的吸油 排油 两个配油盘，试分析说明以下问题:（1）标出配油盘的吸油窗口和排油窗口。（2）盲槽 a，环槽b和凹坑c有何用途？（3）三角形浅槽d的作用是什么？（4）图中的四个三角形浅沟槽有画错处，请改正。（）配油盘吸油窗口、排油窗口如图所示图（）使叶片侧面的液压力相互平衡，以免叶片对配油盘有侧向力而加速磨损。（）使每两相邻叶片构成的容积从吸油窗口吸满油液后，向排油区过渡时逐渐升压，以减小液压冲击及油液倒流。（）两配油盘上的三角沟槽必须彼此两两相对。改正方法如图所示4 图11所示一轴向柱塞式液压马达。（1） 试补AA 视图,画出配油盘上的通油窗口。（2） 叙述其工作原理,重点分析一个柱塞的受力情况,说明输入压力油后马达轴为什么会转动。（3） 设柱塞数为Z,柱塞直径为 d,柱塞在缸体中的分布圆半径为R,斜盘倾角,求转量每排。（4） 设输入油液压力为p回油压力为零,求马达输出的平均转矩。(1)AA视图及通油窗如图所示 ()当柱塞底部输入压力油时，柱塞外伸，压在斜盘端面上。斜盘给柱塞一反作用力，方向垂直于斜盘平面。力可以分解为一个轴向分力，与压力油作用在柱塞上的力相平衡；另一个分力为，垂直于柱塞轴线，此力使缸体产生转矩。的大小为 tg力使缸体产生转矩的大小，视柱塞在压油区所处的位置而定。连续输入压力油，缸体便连续转动。（）马达排量（）马达输出平均转矩根据马达的输出功率马达输入的液压功率即 = p q M = 又所以5. 图12表示何种控制阀的原理图?图中有何错误?请改正.并说明其工作原理和1、 2、 3、4、5、6各点应接何处,这种阀有何特点及其应用场合。.该图是电液动换向阀的工作原理图。其电磁先导阀中位机能应为型。工作原理：当电磁铁通电时，电磁先导阀推向右端，控制油经管路电磁先导阀单向阀进入液控阀左端，将液控主阀芯推向右端，而主阀芯右端油腔的油经节流阀电磁先导阀管路回油箱。主阀阀芯右移速度受节流阀控制。主阀主油路和管道连通，管路通过主阀和回油口连通。带电时，控制油路的压力油将主阀芯推向左端，使主油路换向。油路接法：接控制油源；、接执行机构两腔；接压力油源；、接油箱。阀的特点：用于大流量系统，可用较小的电磁阀控制较大液动换向阀；先导阀型中位机能使主阀处于中位时，两端卸荷，实现弹簧对中复位；换向时间可调，实现换向缓冲。6. 图13所示液压系统,活塞及模具的重量分别为G1=3000N,G2=5000N;活塞及活塞杆直径分别为D=250mm,d=200mm;液压泵1和2的最大工作压力分别为p1=7Mpa,p2=32Mpa;忽略各处摩擦损失.试问:(1) 阀a、b、c和d各是什么阀?在系统中有何功用?(2) 阀a、b、c和d的压力各应调整为多少?6. 答：（1）阀a为直控式顺序阀，用来平衡等的重量，防止因自重下滑。阀 b为直控式顺序阀，用来为主油路产生背压，使系统运转时在任何状况下都保证有足够的压力控制三位四通电液换向阀动作。阀c为卸荷阀，当系统升为高压工作时，使泵1卸荷。阀d为溢流阀，是控制系统最高工作压力的安全阀。（2）所以 7. 图14为组合机床液压系统,用以实现”快进-工进-快退-原位停止、泵卸荷”工作循环.试分析油路有无错误.简要说明理由并加以改正。7答：图示液压系统中有下列错误：（1） 直动式P型溢流阀无远程控制口，液压泵不能实现远控卸荷。应更换为先导式Y型溢流阀。（2） 单向阀装反了，系统无法实现节流调速。（3） 行程阀应为常开型。图示情况不能实现“快进转工进”机动控制。（4） 压力继电器应装在节流阀出口，才能反映液压缸无杆大腔压力变化。实现活塞碰死挡后迅速快退。（5） 背压阀应装在换向阀右边 回油路上，图示装法工进时无 背压，快退时反而有背压。8. 根据图15回答下列问题:(1) 说明这是一种什么阀,试标出进口和出口,并画出其职能符号。(2) 说明此种阀可用于那几种节流调速回路,试画出其中的一种原理图,将此阀接入回路。(3) 说明阀1和阀3起什么作用。8答：（1） 溢流节流阀，其职能符号如图45（a）所示。（2） 该阀只用于进油路节流调速回路。回路应用如45(a)所示（3） 阀1为差压式溢流阀，该阀上下两腔分别与节流阀前后压力相通，靠调节溢流口开度 x使节流阀两端压差基本保持不变。阀3是安全阀，只有当系统压力超过该阀调整值时，该阀才打开防止系统过载。9. 试分析节流调速系统的能量利用效率。在设计和使用节流调速系统时，应如何尽量提高其效率？9答：节流调速系统分为普通节流阀节流调速系统和调速阀节流调速系统。根据节流阀或调速阀的安装位置不同又分为进油、回油和旁路调速回路。普通节流阀调速系统，进油及回油调速回路用于负载恒定（或负载变化很小）且调速范围不大的场合，回路效率较高；用在 负载变化很大的场合时，回路效率很低。其主要原因是它的溢流损失太大。旁路节流调速回路，由于液压泵的供油压力与负载压力共升降，因而其回路效率较前两者高。调速阀调速系统，在变负载工况下，回路效率比普通节流阀调速系统高些。（其定量分析及比较，参看教材有关部分。）为提高节流调速系统回路效率，液压泵的流量应尽可能接近于液压缸工作时所需要的流量，以减少溢流损失。10. 有一台液压传动的机床，其工作台在运动中产生爬行，试分析应如何寻找产生爬行的原因。10 . 答:液压传动系统中,当液压缸或液压马达低速运行时,可能产生时断时续运动,这种现象称为爬行.产生爬行的原因首先是和摩擦力特性有关,若静摩擦力与动摩擦力相等，摩擦力没有降落特性,就不易爬行,因此检查导轨安装精度、润滑状况及液压缸内密封件安装正确与否,对消除爬行是必要的。爬行的产生与传动系统的刚度有关,当油中混入空气时,则油的有效体积弹性系数大大降低,系统刚度减小,就容易产生爬行.因此必须防止空气进入液压系统,设法排出系统中的空气.另外,供油流量不稳定,油液变质或污染也会引起爬行现象。11. 试分析说明液压泵入口产生气蚀的物理过程及其危害。11.答:如果液压泵的吸油管直径较小,吸油面过低,或吸油管路中的其他阻力较大,以致泵的入口处压力过低,或者液压泵的转速太高,在液压泵入口处油液不能充满全部空间,就会产生空穴。当其压力低于当时温度下油液的蒸汽压时,油液开始沸腾,形成气泡。同时，原来溶于油液中的空气也会游离出来,形成气泡。当附着在金属表面的气泡破灭时,它所产生的局部高温和高压会使金属剥落,同时从液体中游离出来的空气中含有氧气,这种氧气有较强的酸化作用,使零件表面粗糙化,或出现海绵状小洞穴,这种因空穴现象而产生的零件腐蚀称为气蚀。液压泵入口处产生气蚀的物理过程,除使液压泵产生噪声、振动外,还破坏了油液连续性,影响泵的流量,造成流量和压力的波动.同时液压泵零件不断承受冲击载荷,降低液压泵工作寿命。12. 图16为一顺序动作回路，两液压缸有效面积及负载均相同，但在工作中发生不能按规定的A先动、B后动顺序动作，试分析其原因，并提出改进的方法。12. 答:图16所示两缸并联回路,缸A需要实现节流调速,故液压泵输出压力已由溢流阀的调节压力所决定,当顺序阀的调整压力等于或低于溢流阀调定压力，缸 A 、B将同时动作，当顺序阀调整压力高于溢流阀调定压力时，缸 B不能动作。改进方法：:图46所示,回路接法,即可实现缸A先运动到终点后,缸B才能动作的运动顺序。13阐述双作用叶片泵定子曲线的组成及对曲线的要求。13. 答:双作用叶片泵定子曲线是由两段小半径圆弧,两段大半径圆弧,和四段过渡曲线组成,(见47图),使定子工作表面呈腰圆形,在两圆弧部分,两叶片间的密封容积处于最大和最小,而在过渡曲线部分,叶片在沿过渡曲线表面滑动时,密封容积的大小起变化,进行吸油和压油。 叶片在沿过度曲线表面滑动时，叶片在斜槽中相对于转子的径向速度和径向加速度的大小,取决于过渡曲线的形状，而叶片径向速度和径向加速度大小又决定了定子曲线表面是否容易磨损以及液压泵流量是否均匀，因此，对定子曲线的要求是：（1）过渡曲线应该选择使叶片径向速度为常量或接近常量的曲线，以保证流量均匀。（2）过渡曲线应使叶片径向加速度（即叶片相对于转子的相对加速度）不太大，以免叶片从小半径圆弧向大半径圆弧方向滑动时发生脱空现象，（3）过渡曲线与圆弧曲线要有共同的连接点，使叶片经过过渡曲线与圆弧曲线的连接部分不发生跳跃，以避免冲击，减小噪声。（4）过渡曲线与圆弧曲线在连接点处有公共的切线，力求叶片经过连接点时，径向速度和径向加速度不发生突变或变化尽量小些，以免引起噪声和严重磨损。14阐述双作用叶片马达的工作原理，并指出其结构与叶片泵的区别。14. 双作用叶片式液压马达工作原理见图48。当压力油经配油窗口进入叶片1 、2 以及3、 4之间时，由于叶片1、2及3 、4伸出的长度不同，油压作用面积不等，因此产生使转子逆时针方向转动的力矩，在叶片1、2之间和3、4之间的力矩之和为液压马达输出的转矩，在供油量为一定值时，双作用叶片马达将以确定的转速旋转。改变输油方向时马达反转。双作用叶片马达与叶片泵相比，结构上有如下区别： 在结构上，叶片根部设置了扭力弹簧，使叶片始终贴紧定子，保证马达顺利启动 ； 叶片在转子中径向放置，叶片倾角为零，以满足马达正反转要求 ； 为保证叶片根部受压力油作用，马达内叶片根部油路装有单向阀。15当阀心与阀套配合时，在阀心的外圆柱面上，常开有若干环形槽（宽度及深度1mm），试从阀心与阀套的间隙中油压分布情况，说明该环形槽的作用。15. 阀芯与阀套配合，由于滑阀副几何形状误差和同心度变化而引起阀心上产生径向不平衡液压力，结果产生滑阀的液压卡紧现象，为了减小阀芯上的径向不平衡力，常在阀芯的外圆柱面上开若干环形槽。其作用分析如下：（1）未开环形槽前，如果阀芯和阀孔无几何形状误差，轴心线平行但不重合，这时阀芯周围的间隙内压力分布是线性的，图49中 线所表示，阀芯上会出现径向不平衡力，但实际上，由于加工误差和安装误差，使阀心和阀孔的配合间隙内的压力分布不是线性的，如图49 中 线所示。由于阀芯偏斜，使阀心左端上部缝隙小，压力下降快，下部缝隙大压力下降越慢。因此，阀芯周围间隙压力分布曲线表示为曲线形状。阀芯上径向不平衡力为 间所围成的面积。（2）开环形槽后，环形槽把从到的压力分为几段，由于同一个环形槽内压力处处相等，阀芯上部和下部压力分布曲线变为 。从图中可见，这时的径向不平衡力（阴影线表示的面积）的数值大大减小，从而可以看出，开环形槽对于减小径向不平衡力的明显作用。16图17所示为容积节流调速回路。其中p、q分别为进入系统的压力和流量， 和 为泵出口压力和理论流量， 为标示部分活塞有效面积，s为弹簧推力。（1） 写出定子偏心量达到稳态时的定子受力平衡方程式。（2） 当外负载变化时，即p变化，液压泵内泄漏变化时，能否保证输入系统的流量q恒定？（3） 外负载不变，即p不变时，调节节流阀可实现工作进给工况；二位二通阀接通，可实现快速进给工况；换向阀关闭可实现停止。试说明三种工况时压力泵偏心量e流量如何变化。16. 答：（1）定子偏心量达到稳定态时定子力平衡方程式： （2）能保证输入系统的流量q恒定 当外负载变化时，即p变化，如p升高，泵 供油压力 也随之升高。泵的泄漏量 加大，泵的供油量便减少，于是节流阀前后的压差也减小。在控制缸的作用下，定子向左移动，加大偏心距e ，直至通过节流阀的流量q恢复到接近原来的调定值时为止。这时定子处于新的平衡位置，在此位置上，节流阀前后的压差也恢复到其原来的值。当负载减小时，p和都减小，泄漏量也减小，便比调定的q值大，使加大，定子便向右移，减小偏心距e，直至压差和流量q都恢复到各自的原来值为止。可见，这种回路能补偿因负载变化而产生的泄漏油变化，回路中的流量基本上不受负载变化的影响。（3）当外负载不变时，调节节流阀面积，如减小，便立即升高，引起定子右移，偏心量e减小，泵供油量减小，直到与通过节流阀的流量相适应为止。可见，改变节流阀流通面积，可以实现调速。二位二通阀接通时，定子在弹簧力s作用下左移，泵输油量最大，可实现快速工况。换向阀关闭时，压力p立即升高，安全阀打开，也升高。因为节流阀中仍有很小流量通过，然后经安全阀回油箱，所以，克服弹簧力s，使偏心量距e减小，泵输出流量减至最小。17分析并说明直动式和先导式溢流阀中阻尼孔作用有何不同，当溢流阀的阻尼孔堵塞时，直动式和先导式溢流阀各会出现什么现象。17. 答：直动式溢流阀中的阻尼孔的作用是对阀芯运动形成阻尼，避免阀芯产生振动使阀工作平稳。 先导式溢流阀中的阻尼孔的阻尼的作用是使油液流过时产生压降，使阀芯顶端油液的压力小于其底端油液的压力，通过这个压差作用使阀芯开启，使主阀弹簧刚度降低。溢流阀在溢流量变化时，溢流阀控制压力变化较小。 若直动式溢流阀阻尼孔堵赛，该阀就失去调压作用。主阀芯始终关闭不会溢流，将产生超压事故。若先导式溢流阀阻尼孔堵塞，先导阀就失去对主阀的压力调压作用。当进油压力很低时，就能将主阀打开溢流，由于主阀弹簧力很小，因此系统建立不起压力。18在图18所示回路中，溢流节流阀装在液压缸回油路上，其能否实现调速，为什么？18. 答：当溢流节流阀装在回油路时，节流阀出口压力为零，差压式溢流阀有弹簧的一腔油液压力也为零。当液压缸回油进入溢流节流阀的无弹簧腔时只要克服弹簧的作用力，就能使溢流口开度最大。这样，油液基本上不经节流阀而由溢流口直接回油箱，溢流节流阀两端压差很小，在液压缸回油腔建立不起背压，故无法对液压缸实现调速。19试说明溢流阀中的调压弹簧钢度强弱和阻尼孔大小对溢流阀工作特性的影响。19. 答：调压弹簧的强弱主要影响溢流阀的静态调压偏差。弹簧刚度越大，其调压偏差越大；反之，调压偏差越小。弹簧刚度小，溢流阀调压范围变小。 阻尼孔的大小主要影响溢流阀工作平稳性，如先导式溢流阀，阻尼孔小，对提高主阀芯运动的平稳性和减震，效果更为显著。阻尼孔太小，将使溢流阀开启时的压力超调量增大，过渡时间加长。20液压系统的噪声主要来源液压泵，试结合齿轮泵叶片泵轴向柱塞泵分析说明液压泵的噪声来源。20. 答：液压泵的噪声来源大致有以下几方面。 （1）液压泵压力和流量周期变化 由于泵内齿轮、叶片和柱塞在泵运转时进行吸油、排油，而使相应的工作腔产生周期性的流量和压力变化，引起流量和压力脉动，造成泵的构件振动。构件的振动又引起和其相接触的空气产生疏密变化的振动，进而产生噪声的声压被传播出去。 （2）液压泵的空穴现象 液压泵工作时，如果吸油管道阻力过大，使泵吸油腔真空度过大，以致达到油的空气分离压，气体大量析出，形成气泡。随着泵的运转，带有气泡的油液进入高压区，气泡受高压作用而缩小、破裂和消失，形成很高的局部高频压力冲击，使泵产生很大的压力振动和噪声。 （3）液压泵的困油现象齿轮泵要能正常工作，其重叠系数 两轮齿啮合处便产生困油现象.叶片泵两叶片夹角,配油盘上封油区夹角及定子的表面圆弧部分夹角,三者之间必须保持确定的关系.否则不可避免的形成困油或产生空穴现象.轴向柱塞泵在配油盘上的吸油,压油窗口之间有一封油区,这个封油夹角必须适当,若稍大,将引起柱塞缸中的困油现象.。 油液的可压缩性很小,困油区的容积变化引起压力急剧变化.被困油液受挤压,压力急剧上升,使泵轴承受到很大的径向力.当泵继续回转,这个封闭空间的容积又逐渐增大,产生部分真空度,进而油液中空气分离,蒸发气化,从而产生噪声.。(4) 液压泵内零件的机械振动 齿轮泵中齿形的误差及轴线不平行都会造成齿轮啮合时接触不良而产生振动,柱塞泵,叶片泵的转子不平衡及滚动轴承中滚动体也会引起振动,变量柱塞泵的斜盘因刚性差而引起振动等,这些都是因泵内零件的机械振动而产生噪声的噪声源。五 设计计算题1 . 图19所示增压器，大小活塞直径分别为D和d，两测压管内径相等，液体为同种不可压缩流体。已知右测压管内液面距离增压器轴线的高度为 H,求增压器的活塞处于平衡时两测压管内液面高度差h，若又将体积为V的同种液体加入左测压管内，此时活塞移动量L为多少？1. 解： （1）活塞平衡方程式为 故 （2）设测压管内经为，将体积为V的同种液体全加入左测压管后，左、右测压管均上升 ,活塞重新平衡。此时平衡方程式为 解得 2. 活塞杆通过滑轮提升重物，如图20所示，设液压缸有杆腔的有效面积A=100cm,溢流阀的调整压力Py=2.5Mpa，液压泵输出流量q=10L/min，重物W=50kN，求液压泵输出压力和重物上升速度。2. 解：提起重物时，液压缸有杆腔压应力为而溢流阀的调整压力保持在2.5MPa，油液全部从溢流阀排出。故液压泵输出压力为2.5MPa，重物上升速度为零。3 . 如图21所示，活塞下部的油腔中充满油液，活塞面积为A,其上的小孔为薄壁孔，直径为d.忽略活塞活塞杆处的摩擦力和泄漏，求重物下降的速度。3. 油流流经薄壁孔的流量公式为 式中 ； -节流口前后压差，重物下降速度 4 . 图22所示液压系统，当负载F很大，液压缸中油液压力p1使单向阀关闭时，（1）求系统中液压弹簧刚度k=F/x的表达式（设管道液压缸和阀均无泄漏，V1为液压缸左腔的容积，V2为管道的容积，A为活塞的有效面积）（2）活塞处于不同位置时，刚度K是否都相同？4.解： （1）由液体的体积弹性模量K定义知 式中 V-油液的初始体积， 油液受压后体积的变化量，； 油液压力变化量， 代入上式，得 即 （2）由液压弹簧刚度表达式可知，当活塞处于不同位置时，式中是变值，所以刚度值是不同的。5 . 图23所示，要使液压缸活塞向左或向右运动的速度比 ，试求液压缸活塞面积比的关系式。5. 解：活塞向右运动为差动连接，故其运动速度 活塞向左运动速度 又 所以即 故 6. 图24所示，已知活塞直径d=39.6mm，缸体内径D=40mm,活塞长L=60mm,活塞两端压力分别为P1=15Mpa,P0=0,活塞移动速度v=1.5m/s,油液黏度= .试求活塞与液压缸同心时从间隙泄漏油液的流量。6.解：同心环状缝隙的流量计算式为 式中“”号确定：短圆柱（即活塞）以速度v逆压差方向运动。故应取“+”号。代入有关数值，可得 即从间隙泄露油液的流量为 2.39L/min7 . 按图25所示进油节流调速回路，说明油液通过各元件上的功率损失，并用数学表达试列出各部分的功率损失以及系统回路的效率公式。7.解：系统的有效负载功率 消耗在调速阀上的功率消耗在节流阀上的功率消耗在减压阀上的功率消耗在溢流阀上的功率液压泵的输出功率系统回路的效率8 . 设计两种利用储能器的液压回路图（系统中执行机构可自行选择）：（1）采用小油量液压泵,用储能器储存能量,满足短期内需要大流量的液压系统;（2）用储能器保持系统中的油压力,并使液压泵卸荷的液压系统.8. 解： （1）采用小流量的液压泵，用蓄能器储存能量，满足短期内需要大流量的液压系统如图50（a）所示（2）用储能器保持系统压力并使液压