国家开放大学《液压与气压传动》形考任务1-2参考答案

1、国家开放大学液压与气压传动形考任务1-2参考答案形考任务1一、填空题1液压系统中，（执行部分）元件将油液的压力能转换为对外做功的机械能，完成对外做功；（动力部分）元件向液压系统提供压力油，将电机输出的机械能转换为油液的压力能。2气动系统中，空气压缩机属于（气源装置）元件；汽缸属于（执行）元件；气源净化装置属于（气源装置）元件。3液压系统中的压力取决于（负载的大小）。4液体粘度有三种表示方法，（动力）粘度，（运动）粘度和（相对）粘度。5液压油对温度变化极为敏感，温度升高，粘度（降低）；压力增大，粘度（增加），但数值变化小，可不考虑。（填“增加”或“降低”）6压力的表示方法有三种，即：（绝对压力）

2、、（相对压力）和（表压力）。其中，以大气压为基准计测压力，基准以上的正值叫（相对压力），基准以下的负值叫（绝对压力）。 7通常将无（黏性）、不可（压缩）的液体称为理想液体。8液体流动时，若液体中任一点处的（压力）、（流速）和密度都不随时间变化称为恒定流动。9伯努力方程是（能量守恒）定律在流体力学中的表达形式，理想液体的伯努利方程中包含（压力）能、（位置势能）能和动（比动）能10液体在管道中流动时的压力损失可分为（沿程）压力损失和（局部）压力损失两种。11液压泵是一种能量转换装置，能将（机械能）转换为液体的（液压能）。12液压泵是靠密封容积的变化来吸压油的，故一般称为（容积式液压）泵。13对于液

3、压泵来说，实际流量总是（小于）理论流量，实际输入转矩总是（大于）理论上需要的转矩。（填写“大于”、“小于”）14液压泵按排量是否能调节分为（定量泵）和（变量泵）。15按结构形式分，常用的液压泵有齿轮泵、叶片泵、柱塞泵等类型。其中，（柱塞）泵总效率较高，常用于高压大流量液压系统；（齿轮）泵结构简单，价格便宜，对油液污染不敏感，但泄漏量大，效率低，排量不可调；（叶片）泵结构较复杂，对油液污染敏感。16在叶片泵中，（单作用）式叶片泵可作变量泵使用，其流量变化是依靠改变（偏心距）实现的。17液压马达是将（压力能）转换为（机械能）的装置，可以实现连续地旋转运动。18对于液压马达来说，实际流量总是（大于）

4、理论流量，实际输出转矩总是（小于）理论上需要的转矩。（填写“大于”、“小于”）19液压缸是将（液压能）转换为（机械能）的装置，是执行元件。20当双杆活塞式液压缸的活塞杆直径相同，两腔的进油压力、流量相同时，活塞在两个方向的（运动速度）和（推力）相同。21液压马达是将（压力能）转换为（机械能）的装置，可以实现连续地旋转运动。22可输出回转运动的液压缸是（摆动）缸。23对行程较长的场合，考虑到液压缸体的孔加工困难，所以采用（柱塞式）液压缸。24（电液）换向阀由电磁铁先导控制，液压驱动，使液压系统中执行元件能得到平稳换向。25如图所示的液压回路，若阀1的调定压力py=4MPa，阀2的调定压力pj=2

5、MPa，试回答下列问题：（1）阀l是（溢流）阀，阀2是（减压）阀；（2）当液压缸运动时(无负载)，A点的压力值为（4MPa）、B点的压力值为（0MPa）；（3）当液压缸运动至终点碰到挡块时，A点的压力值为（0MPa）、B点的压力值为（2MPa）。26压力继电器是一种利用油液的（压力）来启闭电气触点的一种电液控制元件。二、简答题1简述液压传动和气压传动的优缺点。参考答案：液压传动的优点：（1）传动平稳，易于频繁换向。(2）质量轻、体积小，动作灵敏。（3）承载能力大。（4)调速范围大，易实现无级调速。（5）易实现过载保护。（6）液压元件能够自动润滑，元件的使用寿命长。（7）容易实现各种复杂的动作。

6、（8）能够简化机械结构。（9）便于实现自动化控制。（10）便于实现系列化、标准化和通用化。 液压传动的缺点：（1）液压元件的制造精度要求高。（2）实现定比传动困难。（3）油液易受温度的影响。(4)不适宜远距离输送动力。（5)油液中混入空气易影响工作性能。（6）油液空气污染。（7）发生故障不容易检查与排除。气压传动的优点：（1）工作介质是压缩空气，空气到处都有，用量不受限制，排气处理简单，同时可少设置或不设置回气管道。（2)压缩空气为快速流动的工作介质，所以可以获得较高的工作反应速度。（3)全气压控制具有防火、防爆和耐潮的特点。（4）气体装置结构简单、轻便，安装与维护方便。（5）压缩空气存储方便

7、。（6）可远距传输。（7）清洁，基本无污染。 气压传动的缺点：（1)空气具有可压缩性，不易实现准确定位和速度控制。（2)气缸输出的力较小，推力限制在2030kN之间。（3）排气噪声较大。（4）需要净化和润滑。2在液压系统中，液体介质的主要作用有哪些？参考答案：（1）液体介质在传动系统中作中间介质，起传递和转换能量的作用。（2）起着对液压系统内各部件的润滑、抗磨、防腐蚀、防锈、冷却、冲洗等作用。（3）保证整个液压系统运行可靠性，影响液压元件的使用寿命。（4）影响整套设备运行安全性。3简述液体静压力的特性。参考答案：由于液体不能受拉、受剪，只能受压，故有下列特性：（1）液体静压力垂直于作用面，其方

8、向与该面的内沿线方向一致。（2）静止液体内任一点，收受到的各方向静压力都相等。三、计算题1下图所示圆管，管中液体由左向右流动，管中通流断面的直径分别为d1200 mm和d2100 mm，如果通过通流断面1的平均流速v11.5m/s，求通过通流断面2的平均流速v2。参考答案：解：通过通流断面1的流量q1=v1A1=1.520022=0.0471m2/s 因此，通过同流截面2的平均流速 v2=q2A2=0.047110022=6m/s2某液压泵的工作压力p=8MPa，转速n=950r/min，泵的排量V=30ml/r，容积效率，总效率。求：（1）泵的输出功率；（2）驱动该泵的电动机功率。参考答案：

9、解：（1）液压泵的理论流量qt=Vn=30950=28.5L/min泄露流量q=qt1-v=28.51-0.95=1.425L/min实际流量q=qt-q=28.5-1.425=27.075L/min泵的输出功率Pe=pq=810627.075103/60=3.61KW（2）驱动该泵的电动机功率Pi=Pe=3.610.9=4.01KW3叶片泵转速n1500r/min，输出压力6.3MPa时输出流量为53L/min，测得泵轴消耗功率为7kW，当泵空载时，输出流量为56L/min，求该泵的容积效率和总效率。参考答案：解：叶片泵空载时可认为无泄漏，空载时的输出流量即为理论流量qt=56L/min=9

10、.3310-4m3/s，实际流量 q=53L/min=8.8310-4m3/s 该泵的容积效率v=qqt=8.8310-49.3310-4=0.946 液压泵的输出功率Pe=pq=6.31068.8310-4=5.565KW 总效率为=PePi=5.5657=0.7954某液压马达排量V=200ml/r，总效率=0.75，机械效率m=0.9。当马达转速为500r/min时，求实际输入马达的流量q。参考答案：解：液压马达的容积效率v=m=0.750.9=0.833实际输入液压马达的流量q=nVv=5006020010-20.833=2L/s5单杆活塞式液压缸缸筒内径为D=90mm，活塞杆直径为d

11、60mm。下图所示差动连接时，若输入液压缸的油液流量为q=50L/min，求活塞的运动速度v3。参考答案：解：假设该缸的容积率v=1，则活塞的运动速度v2=qvA1-A2=501(9010-22)2-(6010-22)2=141.5428dmmin=236mm/s6如图所示液压泵驱动两个液压缸串联工作。已知两缸结构尺寸相同，无杆腔面积A1100cm2，有杆腔面积A280cm2，负载力F1F210000N，液压泵输出流量q25L/min，不计损失，求泵的输出压力及两液压缸的运动速度。参考答案：解：求解液压缸腔内压力和速度的途径通常是对液压缸的活塞进行受力分析，列出两个液压缸的受力平衡方程，其中左

12、侧液压缸的受力平衡方程为：P1A1=P2A2+F1右侧液压缸有杆腔的回油路通过两位四通换向阀与油箱相通，即有杆腔的油液压力为0，所以活塞的受力平衡方程为：P2A1=F2联立以上两式得：P1A1=F2A1A2+F1已知F1=F2=10000N，得：P1=A1+A2A12F1=10010-4+8010-4(10010-4)2=1.8106Pa=1.8Mpa右侧液压缸活塞的运动速度为：v1=qA1=2510-2/6010010-4=0.042m/s根据流体动力学的连续性方程，左侧液压缸有杆腔排除的油液流量等于右侧液压缸无杆腔的输入流量，即v2A1=v1A2，故右侧液压缸活塞的运动速度为：v2=v1A

13、2A1=0.0428010-410010-4=0.0336m/s形考任务2一、填空题1流量控制阀是通过调节阀口的（大小）来改变通过阀口油液的（流量），从而控制执行机构（运动速度）的元件。2调速阀是由（定差减压阀）和节流阀（串联）而成。3调速阀能在负载变化时使通过调速阀的（流量）不变。4（密封）是解决液压系统泄露问题最重要、最有效的手段。5蓄能器是液压系统中用以储存（液压油能量）的装置。常用的充气式蓄能器有（气瓶）式、（活塞）式和气囊式三种。其中，（活塞）式蓄能器灵敏性最差。6一般油箱中的油面高度为油箱高度的（80%）。7滤油器能够滤除杂质颗粒的公称尺寸称（过滤精度）。8下图所示的调压回路，图中

14、各溢流阀的调整压力为p1 p2 p3 p4，那么回路能实现（四）级调压。9有两个调整压力分别为5MPa和10MPa的溢流阀串联在液压泵的出口，泵的出口压力为（5）MPa。10有两个调整压力分别为5MPa和10MPa的溢流阀并联在液压泵的出口，泵的出口压力为（10）MPa。 11液压系统的调速方法通常有三种：（节流调速）回路、（容积调速）回路和容积节流调速回路。其中，（容积节流调速）回路效率较高，且速度稳定性好。12速度控制回路中节流调速回路又分为（进口节流调速）回路、（出口节流调速）回路和（旁路节流调速）回路三种。13泵控马达容积调速的方式通常有（定量泵-变量马达）、（变量泵-定量马达）、（变

15、量泵-变量马达）三种形式，其中（变量泵-定量马达）为恒转矩调速，（定量泵-变量马达）为恒功率调速。14湿空气是（干空气）和（水蒸气）的混合气体。15绝对湿度是指每立方米的湿空气中所含（水蒸气的质量）。16相对湿度是在同一温度下，湿空气中的（绝对湿度）和（饱和绝对湿度）的比值。17空气压缩机是依据气动系统所需要的（工作压力）和（流量）两个主要参数选择。18为保证气动系统正常工作，需要在压缩机出口处安装（后冷却器）以降低压缩空气的温度，将水蒸气及污油雾冷凝成液态水滴和油滴。19（空气过滤器）、（减压阀）和油雾器组装在一起，称为气源调节装置。20气动系统使用（油雾器）是为了使各种气动元件得到润滑，其

16、安装位置应尽可能靠近使用端。21与液压执行元件相比，气动执行元件的运动速度（快），工作压力（低），适用于低输出力的场合。但由于气体具有可压缩性，气动执行元件在（速度控制）和（抗负载影响）方面的性能劣于液压执行元件。22气-液阻尼缸是由将（气缸）和（液压缸）组合而成，它是以（压缩空气）为能源，并利用油液的（）来获得活塞的平稳运动。23在气动系统中，一般不设排气管道，压缩空气经（换向阀）向大气排放，需要用（消声器）来降低排气噪声。24如图所示的双作用气动缸单往复动作气动控制回路，由一个手动控制换向阀1、一个行程阀4、一个单气动控制换向阀5、一个双气动换向阀2、一个顺序阀3等组成。试分析其工作过程：

17、（注：填“向右”、“向左”、“停止”）图 双作用气动缸单往复动作回路原理图（1）启动手动控制换向阀1，控制气体经手动控制换向阀1送达双气动换向阀2的左控制端，气动缸活塞（向右）运动。（2）手动控制换向阀1释放后，双气动换向阀2的左控制端、右控制端均无控制信号，双气动换向阀保持原状态，气动缸活塞（向左）运动。（3）气动缸左腔压力上升，顺序阀3动作，气动换向阀5动作，当活塞杆压下机控阀4时，压缩空气经单气动换向阀5、机动换向阀4到达双气动换向阀2的右端，双气动换向阀2换向，气动缸活塞（向右）运动。二、简答题1分析比较溢流阀、减压阀、顺序阀的作用及差别。参考答案：溢流阀：溢流阀的作用是控制所在油路液

18、体的工作压力。当液体压力超过溢流阀的调定压力时，溢流阀阀口会自动开启，使油液回油箱。减压阀：减压阀的主要作用是降低系统某一支路的油液压力，使同一系统中有两个或多个不同的压力。减压阀利用进口压力油流经缝隙时产生压力损失的原理，使出口油液的压力低于进口压力，并能自动调节缝隙大小，从而保持出口压力恒定。顺序阀：顺序阀的作用是控制液压系统中各元件的先后动作顺序。2说明O型、M型、P型、Y型、H型三位四通换向阀在中间位置时的特点。参考答案：O型：P、A、B、T四口全封闭，液压泵不卸荷，液压缸闭锁，可用于多个换向阀的并联工作。M型：通口P、T相通，通口A、B封闭，液压缸闭锁，液压泵卸荷。P型：P、A、B三

19、个通口相通，通口T封闭，液压泵与液压缸相通，可组成差动回路。Y型：P口封闭，A、B、T三口相通，液压缸活塞浮动，在外来的作用下可移动，液压泵不卸荷。H型：P、A、B、T四口全部相通，液压缸活塞处于浮动状态，液压泵卸荷。3简述油箱的作用。参考答案：油箱用于储存油液，以保证为液压系统供给充分的工作油液，同时还具有散热和使渗入油液中的污物沉淀等作用。三、计算题1下图所示的液压回路中，已知液压缸的面积A1A3100cm2，A2A450cm2，节流阀2上的压降pr0.2MPa，单向阀4的开启压力pK0.15MPa。当负载F114000N，F24250N，两个液压缸的活塞向右运动,且速度稳定不变。试求：（

20、1）A、B、C各点的压力；（2）若液压缸速度v13.5cm/s，v24cm/s，求各液压缸的输入流量。参考答案：解：（1）计算A、B、C各点的压力列出缸1的力平衡方程，进油压力即为C点压力PC，回油压力为零，固有 PCA1=F1 PC=F1A1=1400010010-4=1.4MPa PA-PC=Pr PA=PC+Pr=1.4+0.2=1.6MPa列出缸2的力平衡方程，进油压力即为B点压力PB，回油压力为单向阀的开启压力 PBA3=PKA4+F2 PB=PKA4+F2A3=0.151065010-4+425010010-4=0.5MPa（2）计算输入流量 Q1=v1A1=3.510-210010-