液气压传动课后作业答案

1、第一章1-1 什么是流体传动？除传动介质外，它由哪几部分组成？各部分的主要作用是 什么？ 答：以流体为工作介质，在密闭容器中实现各种机械的能量转换、传递和自 动控制的技术称为流体传动。动力元件将原动机的机械能转换为执行机构所需要的流体液压能。包括 液压泵、空压机。执行元件将由动力元件输入的流体液压能转换为负载所需的新的机械 能。包括液压气动缸和液压气动马达。控制元件对系统中流体的压力、流量或流动方向进行控制或调节。包括 压力阀、流量阀和方向阀等。辅助元件流体传动系统中的各种辅助装置。 如油箱、过滤器、油雾器等。1-2 液压系统中的压力取决于什么？执行元件的运动速度取决于什么？液压传 动是通过液

2、体静压力还是液体动压力实现传动的？ 答：液压系统中的压力取决于外负载的大小，与流量无关。执行元件的运动速度取决于流量 Q，与压力无关。 液压传动是通过液体静压力实现传动的。第二章2-3 液压油液的黏度有几种表示方法？它们各用什么符号表示?它们又各用什么单位？答：（1）动力黏度（绝对黏度） ：用 表示，国际单位为： Pas（帕秒）；工程单 位： P（泊）或 cP（厘泊）。（2）运动黏度： 用表示，法定单位为 m2s ，工程制的单位为 S（t 沲,cm2s ）， cSt（厘沲）。（ 3）相对黏度：中国、德国、前苏联等用恩氏黏度o E，美国采用赛氏黏度 SSU，英国采用雷氏黏度 R，单位均为秒。2-

3、11如题 2-11图所示为串联液压缸， 大、小活塞直径分别为 D2=125mm,D1=75mm; 大、小活塞杆直径分别为 d2=40mm,d1=20mm，若流量 q=25L/min 。求 v1、v2、q1、 q2 各为多少？1解： 由题意 D =q =4q/ D=0.094m/s1又 q= D =0.034m/s41q= （D-d）=3.86x10m/s=23.16L/min1q= （D-d）=3.74 x10m/s=22.44 L/min2-13 求题 2-13 图所示液压泵的吸油高度 H。已知吸油管内径 d=60mm，泵的流 量 q=160L/min ，泵入口处的真空度为 2104Pa，油

4、液的运动黏度 =0.3410-4m2/s, 密度 =900kg/m3，弯头处的局部阻力系数 =0.5，沿程压力损失忽略不计。 解：设吸油管入口处截面为 1-1 截面，泵入口处的截面为 2-2截面 列 1-1、2-2 截面处的伯努利方程：2P1 1 u12由 A=A AA2 u gh1 P22 u22 1 2 2 所以，可忽略不计，且 h 忽略不计gh2 Pu2P1 0 ,u10,h1 0 ；qd24160 10 3 3 42 56.(60 10 3)2in) 0.943(ms)Re ud v0.943 60 140 3 1664.12 23000.34 10 4该状态是层流状态，即 122P2

5、2 104(pa) ,u2 0.94u222代入伯努利方程：0.5900 (0.943),h2 H s200.08( pa )0 0 0 2 1042 900 (0.943) 900 9.8 H s 200.082sHs422 104 2900 (0.943)200.082 2.15(m)900 9.8液压泵的吸油高度为 2.15m.2-14 题 2-14 图所示的柱塞直径 d=20mm，缸套的直径 D=22mm；长 l=70mm， 柱塞在力 F=40N的作用下往下运动。 若柱塞与缸套同心， 油液的动力粘度 =0.784 10-6Pa.s，求柱塞下落 0.1m 所需的时间。解：当柱塞往下运动时

6、，缸套中的油液可以看成是缝隙流动3 dh3dhQ=12 l 2Dd由题意 h= =1mm2以柱塞为研究对象有F+PA=F+PA = P- P=F Ff又 F=A dduy =dlvh= 4F -4 l= d 2 - hd1 而 Q=A= d41dh3d=4 12 l3dhdh3 4F 4 l dh( 2 - )12 l d 2 hd 24h3F2 4 2 ld 2(3d 6hh2)d30.32m/s4 0.0013 403 2 4 23.14 78.4 10 3 0.07 0.022 (3 0.02 6 0.0010.0012 )0.020.1t= =0.3125s0.32 第三章3- 1 要

7、提高齿轮泵的压力须解决哪些关键问题？通常都采用哪些措施？答：要解决： 1、径向液压力不平衡2、轴向泄漏问题为了减小径向不平衡力的影响，通常可采取：1）缩小压油腔尺寸的办法，压油腔的包角通常Py2Py3 时，可实现三级调压。7-2 如题 7-2 图所示，液压缸 A 和 B 并联，要求液压缸 A 先动作，速度可调，且当 A 缸的 活塞运动到终点后，液压缸 B 才动作。试问图示回路能否实现要求的顺序动作？为什么？ 在不增加元件数量（允许改变顺序阀的控制方式）的情况下应如何改进？7-4 如题 7-4 图所示，一个液压系统，当液压缸固定时，活塞杆带动负载实现“快速进给 工作进给快速退回原位停止油泵卸荷”

8、 五个工作循环。 试列出各电磁铁的动作顺序表。（“+”表示电磁铁通电 ,“ -”表示电磁铁断电）工作循环电磁铁快进工进快退原位停止油泵卸荷1YA+-2YA-+-3YA+-+（-）-4YA-+7-5 如题 7-5 图所示的进口节流调速系统中， 液压缸大、 小腔面积各为 A=100cm ，A=50 cm ， 负载 F=25KN 。（1）若节流阀的压降在 F 时为 3MP ，问液压泵的工作压力 P和溢流阀的调整压力各为多少？（2）若溢流阀按上述要求调好后， 负载从 F=25 KN 降为 15 KN 时，液压泵工作压力和活塞 的运动速度各有什么变化？F 25 10（1）P=4 =2.5 MP P= P

9、+ PT =2.5+3=5.5 MPA1 100 10 4 T（2）液压泵工作压力降低， P= P+ PT =1.5+3=4.5 MP ，压力取决于负载！根据 v q1 CAT （Pp F ） 节流阀 （ AT ）的面积一定时， 随负载 （F）的，速度（v） A1A1A1。7-6 如题 7-6 图所示，如变量泵的转速 n=1000r/min ，排量 V=40mL/r ，泵的容积效率 =0.9 ， 机械效率 =0.9，泵的工作压力 P=6 MP，进油路和回油路压力损失P进P回 1 MP ，液压缸大腔面积 A=100 cm，小腔面积 A=50 cm，液压缸的容积效率 =0.98 ，机械效率 =0.

10、95 ， 试求：（1）液压泵电机驱动功率；（2）活塞推力；（3）液压缸输出功率；（4）系统的效率。1) = q = q =0.9q=Vn=0.9100040=36000mL/min=36L/min qt VnP=pq=Pq=6103610/60= 3.6kwP= p0p0vm3.60.9 0.94.44kw2)F= (Ap- Ap)=(100105 10-5010110)0.95=42750N3) P=F=F q v =42750A136 10 3 0.98100 10 4 60=2.5Kw7-7 改正如题 7-7 图所示的进口节流调速回路中的错误，并简要分析出现错误的原因（压力 继电器用来控

11、制液压缸反向） 。7-8 分别用电磁换向阀、 行程阀、 顺序阀设计实现两缸顺序动作的回路， 并分析比较其特点。用电磁换向阀实现的顺序动作回路 这种回路调整行程方便， 只需改变电气控制线路就可以组成多种动作顺序， 互锁，动作可靠。可利用电气实现用行程阀实现的顺序动作回路这种控制方式工作可靠，但行程阀安装位置受到限制，改变动作顺序较困难。用顺序阀实现的顺序动作回路行程控制单一，改变动作顺序较困难7-9 如题 7-9 图所示，液压缸和固定，由活塞带动负载。试问：（1）图示回路属于什么液压回路？说明回路的工作原理。（2）各种液压阀类在液压回路中起什么作用？（3）写出工作时各油路流动情况。（1）此回路属

12、于用调速阀的同步回路。压力油同时进入两液压缸的无杆腔，活塞上升。调 速阀 4、5 采用单向阀桥式整流油路，改变调速阀开口大小以调节流量，使两缸活塞同步运 动。（2）溢流阀：应作定压溢流阀用。 电磁换向阀、单向阀：控制油液流动方向。单向阀桥式整流油路能保证活塞上下运动 均能通过调速阀 4 调速。调速阀：控制油液流量大小。（3）换向阀中位时，泵卸荷。换向阀 1DT 通电，进油：油液从泵 1换向阀左位单向阀 6 调速阀 4单向阀 9缸的无杆 腔；油液从泵 1 换向阀左位单向阀 10 调速阀 5 单向阀 13 缸的无杆腔。回油： 、缸的有杆腔 换向阀左位油箱。换向阀 2DT 通电，进油：油液从泵 1

13、换向阀右位、缸的有杆腔。回油：缸的无杆腔单 向阀 8 调速阀 4 单向阀 7 换向阀右位油箱； 缸的无杆腔单向阀 12 调速阀 5 单向阀 11 换向阀 右位油箱。第八章第八章8-1 列出如题 8-1 图所示的液压系统实现“快进工进挡铁停留快退停止” 工作循环的电磁铁压力继电器动作顺序表， 说明系统图中各元件的名称和作用， 并分析该系 统由哪些基本回路组成。动作1DT2DT3DTYJ快进+-工进+-+-挡铁停留-+快退-+-原位停止-各个元件名称和作用：变量泵（ 1）：提供流量可变的油液单向阀（ 2、 5、7）：单向导通电液换向阀 （3）：控制油路方向 二位二通电磁阀（ 4）：作为油路开关换向

14、 调速阀（ 6）：控制流量，改变缸动作速度 顺序阀（ 8）： 快进到工进的顺序控制 溢流阀（ 9）： 背压 基本回路：换向回路、锁紧回路、卸荷回路、容积节流调速回路、速度换接回路、外控顺序 阀控制的背压回路。8-2、有一个液压系统，用液压缸A 来夹紧工件，液压缸 B 带动刀架运动来进行切削加工，试拟定满足下列要求的液压系统原理图。（1）工件先夹紧，刀架再进刀，刀架退回以后，工件才能松夹； （2）刀架能实现“快进工进快退原位停止”的循环；（3）工件夹紧力可以调节，而且不会因为各动作循环负载的不同而改变；（4）在装夹和测量工件尺寸时，要求液压泵卸荷。8-3 阅读如题 8-3 图所示的液压系统，并根

15、据题 8-3 表所列的动作循环表中附注的说明填写 电气元件动作循环表，并写出各个动作循环的油路连通情况。题 8-3 表 电气元件动作循环表电磁铁动作1DT2DT3DT4DT5DT6DTYJ附注定位夹紧-、两缸各自进行 独立循环动作，互不 约束。4DT、 6DT 中任何一 个通电时， 1DT 便通 电； 4DT 、6DT 均断 电时， 1DT 才断电快进+-+-工作卸荷（低）-+-+-+快退+-+-+松开拔销-+-原位卸荷（低）-答： 图示状态为左侧两个缸的定位夹紧状态。定位：油液经减压阀过单向阀，经过二位二 通电磁换向阀左位，到达左缸上腔，实现定位。夹紧：油液经减压阀过单向阀，经过二位二 通电

16、磁换向阀左位，经单向顺序阀到达右缸上腔，实现夹紧。 快进：油液经 4DT 左位和 3DT 右位进入缸无杆腔，实现缸快进。 快进：油液经 5DT 右位进入缸无杆腔，回油经 6DT 左位实现差动连接，实现快进。 工进： 低压大流量泵经 1DT 左位卸荷， 油液经 4DT 左位和 3DT 右位进入缸无杆腔， 实 现缸工进。工进：油液经 5DT 右位进入缸无杆腔，回油经 6DT 右位流回油箱，实现工进。 快退：油液经 4DT 右位进入缸有杆腔，实现缸快退。快退：油液经 6DT 左位进入缸有杆腔，实现快退。 松开拔销：拔销：油液经减压阀过单向阀，经过二位二通电磁换向阀2DT 右位，到达左缸下腔，实现拔销

17、；松开：油液经减压阀过单向阀，经过二位二通电磁换向阀2DT 右位，到达右缸下腔，实现松开。原位卸荷：如图示卸荷状态。第十章 作业一：分析射流管式两级电液伺服阀的结构、工作原理和特点。 答：下图为射流管式两级电液伺服阀的结构图。射流管式两级电液伺服阀结构图如上图所示，射流管式两级电液伺服阀主要由力矩马达、射流放大器和滑阀组成，其中，力矩马达是 动铁式的，它是该阀的电气 -机械转换器部分，射流放大器是该阀的先导级阀，是该阀的前置级，滑阀是该 阀的功率级主阀。该阀的工作原理如下：当力矩马达无控制电流输入时，射流口在中间位置，两个接收口的压力相等， 伺服阀第二级滑阀不动，没有控制流量输出。当给力矩马达

18、线圈通入电流时，控制电流产生的电磁力矩驱 动衔铁组件转动一定角度，带动射流口偏离中位，从而在两个接收口之间产生压差，驱动阀芯运动。阀芯 的位移通过反力杆反馈到力矩马达，当反馈力矩与电磁力矩平衡时，伺服阀便达到稳定状态，从而得到与 输入电流成正比的输出流量。该阀的特点：该两级电液伺服阀由于其先导级阀是射流管式的，其喷嘴与接受器之间的距离较大，不 容易发生堵塞，抗污染能力强，从而使得该阀具有抗污染能力强、可靠性高的突出优点，在可靠性和抗污 染能力方面，该阀相对于喷嘴 -挡板式两级电液伺服阀要高得多，因而，该阀在民用飞机等民用领域上得到 广泛的应用。作业二：教材 P284-285: 10-1 、10

19、-2、10-6 的答案如下：10-1 液压伺服系统由哪几部分组成？各部分的功能是什么？答：液压伺服系统无论多么复杂 ，都是由一些基本元件组成的，下图为液压伺服系统的组成框图：由上图可知，液压伺服系统一般由输入元件、检测反馈元件、比较元件、放大转换元件、液压执行元 件及被控对象组成，是一个闭环控制系统。其中，输入元件给出输入信号；检测反馈元件用于检测系统的 输出信号并形成反馈信号，比较元件将输入信号与反馈信号进行比较得到控制信号输入到放大转换元件； 放大转换元件将比较后得到的控制信号转换为液压信号（流量、压力 ）输出，并进行功率放大；执行元件接受功率放大后的液压信号对外做功，实现对被控对象的控制；被控对象即系统所要控制的对象，其输出量 即为系统的被控制量。10-2 液压伺服系统的基本类型有哪些？ 答：液压伺服系统按照不同的标