液压与-气压传动技术及其应用(田勇高长银)课后习题答案.doc

-_第第 1 章章 习题答案习题答案1.液压与气压传动是以流体（液压油或压缩空气）作为工作介质对能量进行传递和控制 的一种传动形式。 液压千斤顶、机床动力滑台液压系统等等。 汽车开关门气动系统、气动磨粉机等等。 2.p3-4 3.p4-64.答：不行。 因为，液压传动中有较多的能量损失（摩擦损失、压力损失、泄漏损失） ，效率低， 所以不宜作远距离传动。5.答：液压传动工作平稳、功率大、输出力大，但功率损失大不宜作远距离传动；而气 压传动便于作远距离传动，具有防火、防爆、耐潮湿的能力，与液压方式相比，气动 方式可在恶劣的环境（高温、强振动、强冲击、强腐蚀和强辐射等）下进行正常工作， 但是，由于气体的可压缩性较大，平稳性不如液压传动，且压力级一般小于 0.8MPa， 系统的输出力较小。有时采用气液联动方式可以克服彼此的缺陷，利用彼此的优势。 6.p6-8第第 2 章习题答案章习题答案2.8 思考题与习题答案 1. 液压油有哪几种类型？液压油的牌号和粘度有什么关系？如何选用液压油？ 答：目前液压油主要包括矿物型液压油和难燃型液压油；液压油的粘度等级是以其 40时运动粘度的中心值来表示的，如 L-HM32 液压油的粘度等级为 32，则 40时其运动 粘度的中心值为 32mm2/s；选择液压油一般首先选择液压油的品种，然后再选择液压油的 粘度。 2. 动力粘度、运动粘度的含义是什么？ 答：动力粘度是指液体在单位速度梯度下流动时单位面积上产生的内摩擦力。液体的 动力粘度与其密度的比值，称为液体的运动粘度。 3. 液压油粘度过高、过低会有什么不良的影响？ 答：液压油粘度过高对液压装置不利，其本身也会发生化学变质，产生各种生成物， 缩短它的使用期限；过低影响其润滑效果。 4. 什么是压力？压力有哪几种表示方法？液压系统的工作压力与外界负载有什么关系？答：静止液体某点处单位面积上所受的法向力称为该点的静压力。静压力在物理学上 称为压强，在液压传动中称为压力。压力有两种表示方法：一种是以绝对真空作为基准所 表示的压力，称为绝对压力；另一种是以大气压力作为基准所表示的压力，称为相对压力。 液压系统的工作压力随着外界负载的增大而增大。 5. 连续性方程的本质是什么？它的物理意义是什么？-_答：连续方程的本质是质量守恒。它的物理意义是在单位时间内流过管中每一截面的 液体质量是相等的。 6. 说明伯努利方程的物理意义，并指出理想液体的伯努利方程和实际液体的伯努利方 程有什么区别。 答：伯努利方程的物理意义就是能量守恒定律在流体力学中的具体表达式。理想液体 的伯努利方程表示液体在流动时，具有三种形式的能量，分别是动能、势能和压力能。它 们之间可以相互转换，但总和不变。但实际液体在管道内流动时，由于液体存在粘性，会 产生摩擦力，消耗能量；同时，管道局部形状和尺寸的变化，会使液流产生扰动，也消耗 一部分能量。因此，实际液体在流动过程中，会产生流量损失。 7. 管路中的压力损失有哪几种？它们有什么区别？ 答：在液压传动中，能量损失主要表现为压力损失，压力损失可分为沿程压力损失和 局部压力损失。油液沿等直径直管流动时所产生的压力损失，称为沿程压力损失。这类压 力损失是由液体流动时的内、外摩擦力所引起的。它主要取决于管路的长度、内径、液体 的流速和粘度等。而局部压力损失是油液流经局部障碍（如弯头、接头、管道截面突然扩 大或收缩）时，由于液流方向和速度的突然变化，在局部形成旋涡引起油液质点间及质点 与固体壁面间相互碰撞和剧烈摩擦而产生的。8. 一个潜水员在海深处工作，若海水密度，问潜水员身体受300m31000/kg m到的静压力等于多少？解：由静力学基本方程知，在海深为处液体静压力为mh30062 0(101000 9.8 300)/ppghN m623.9 10/3.9N mMPa9. 一平板相距另一固定平板，二板间充满液体，上板在每平方米为的力0.8mm4N 作用下以的速度移动。求该液体的粘度。0.5/m s解：由动力粘度的物理意义及公式，可得该液体的粘度为dydu dyduAFf340.00640.5 0.8 10Pa sPa s 10. 如图 2-20 所示，直径为、重力为的活塞浸在液体中，并在力的作用下处dGFF于静止状态。若液体的密度为，活塞浸入的深度为。试确定液体在侧压管内的上升高h 度。x 解：由帕斯卡定律可知，24()()GFFg xhd整理可得侧压管内的上升高度24()GFFxhgd-_11. 如图 2-21 所示液压泵的吸油高度。已知吸油管内径，泵的流量sH50dmm，泵入口处的真空度为，油液的运动粘度，140 / minqL42 10 Pa420.34 10/ms密度，弯头处的局部阻力系数，沿程压力损失忽略不计。3900/kg m0.5解：设真空度为，局部压力损失为，进口处的速度为，泵出口处的速度为，tPP1v2v油液在管内的速度为，泵出口处的压力为，那么由实际伯努利方程v2P22 0122 22swpvpvHhgggg由于,故，又在弯头处有局部阻力，沿程压力损失忽略不计，上式整理21vv 01v可得真空度为2 2 2tsvPgHp又 ，取，代入上式整理可得 22vpeRvd22/ 2qv d2300eR ，代入数据整理可得2222428te spRqHggdgd 2.1sHm图 2-20 习题 10 的图 图 2-21 习题 11 的图-_12. 某液压系统由泵驱动马达的管路如图 2-22 所示。已知管径，管路总长16dmm。油液密度，油液的运动粘度，流速384Lcm3880/kg m2218.7 10/cms，在时局部阻力系数，在时，在时。试求5/vm s0450.30901.1201352由泵至马达的全部压力损失为多少？解：全部压力损失公式ppp又22222 103445194100 10344519410022222lllllvvvvvpddddd000000002222 904513590 9045135902222vvvvp取，代入上式整理得4100.83pMpa2.73pMpa故，Mpap56. 3图 2-22 习题 12 的图13. 如图 2-23 所示，齿轮泵从油箱吸油。如果齿轮泵安装在油面之上处，泵的0.5m流量为，吸油管内径，设滤网及吸油管道内总的压降为，20/ minL24dmm43 10 Pa油的密度为。求泵吸油时泵腔的真空度。3900/kg m解：设泵的流量为，总的压降为，取油箱液面为 I-I 截面，泵吸油口处为 II-II 截qp面，以 I-I 截面为基面，列些伯努利方程22 1122 22wpvpvhhgggg-_因为 I-I 截面上为大气压，而远小于，故可忽略不计，故有1p1v2v1v2 122 2wppvhhggg整理可得，泵吸油口的真空度为 2 2 122vppghp又，代入整理可得真空度为22/ 2qv d4 123.47 10ppPa14. 如图 2-24 所示的柱塞直径，缸套的直径；长，22dmm26Dmm76lmm 柱塞在力的作用下往下运动。若柱塞与缸套同心，油液的动力黏度50FN。求柱塞下落 0.1m 所需时间。60.784 10 Pa s解：经分析知此题可用同心环形缝隙的有关知识求解，同心环形缝隙的公式为312dhQpl 其中，代入数据整理可得22Ddh 2/ 2Fp d 3101.8/Qms设液体沿缝隙上升的速度为，由公式，代入整理可得v22/ 2/ 2Qv Dd56.8 10/vm s那么下落所需时间为0.1m71.5 10ts-_图 2-23 习题 13 的图 图 2-24 习题 14 的图15. 如图 2-25 所示，油管水平放置，截面 1-1、2-2 处的内径分别为，110dmm，在管内流动的油液密度，运动粘度。若不计230dmm3900/kg m220/mms油液流动的能量损失，试问： （1）截面 1-1 和 2-2 哪一处压力较高？为什么？（2）若管内通过的流量，求两截面间的压力差。40 / minqLp图 2-25 习题 15 的图解：设在截面 1-1 处的压力为，油液速度为；在截面 2-2 的压力为，油液速度为1p1v2p，水平油管中心为零势能面。2v（1）由理想液体伯努利方程可得22 1122 22pvpv gggg整理得22 21 1222vvpp又由理想液体连续性方程得 由于，故由22 1122v dv d12dd12vv因此 12pp（2）当管内通过流量为的液体时，可求得 ，通过公式 ，在q221/ 2qv d2 2eRvd时，可得，把数据代入整理可得压力差为2300eR 2v-_又，取，代入数据整理得22 21 22vvpp 22vpeRvd2300eR 43.14 10pPa 第第 3 章章 思考题与习题参考答案思考题与习题参考答案1液压泵的工作压力取决于什么？液压泵的工作压力和额定压力有什么区别？答：液压泵的工作压力取决于负载，负载越大，工作压力越大。液压泵的工作压力是指在实际工作时输出油液的压力值，即液压泵出油口处的压力值，也称为系统压力。额定压力是指在保证泵的容积效率、使用寿命和额定转速的前提下，泵连续运转时允许使用的压力限定值。2如何计算液压泵的输出功率和输入功率？液压泵在工作过程中会产生哪两方面的能 量损失？产生这些损失的原因是什么？答：液压泵的理论输入功率为，输出功率为。PTnTi20PFpApq功率损失分为容积损失和机械损失。容积损失是因内泄漏、气穴和油液在高压下的压缩而造成的流量上的损失；机械损失是指因摩擦而造成的转矩上的损失。3齿轮泵为什么有较大的流量脉动？流量脉动大会产生什么危害？ 答：由于齿轮啮合过程中压油腔的容积变化率是不均匀的，因此齿轮泵的瞬时流量是 脉动的。流量脉动引起压力脉动，随之产生振动与噪声。 4为什么齿轮泵的吸油口和出油口的位置不能任意调换？ 答：由于齿轮泵存在径向液压力不平衡的问题，为减小液压力的不平衡，通中出油口 的直径小于吸油口的直径，因此吸油口和出油口的位置不能任意调换。 5试说明齿轮泵的困油现象及解决办法。答：齿轮泵要正常工作，齿轮的啮合系数必须大于 1，于是总有两对齿轮同时啮合，并有一部分油液因困在两对轮齿形成的封闭油腔之内。当封闭容积减小时，被困油液受挤压而产生高压，并从缝隙中流出，导致油液发热并使轴承等机件受到附加的不平衡负载作用；当封闭容积增大时，又会造成局部真空，使溶于油液中的气体分离出来，产生气穴，这就是齿轮泵的困油现象。消除困油的办法，通常是在两端盖板上开卸荷槽。6齿轮泵压力的提高主要受哪些因素的影响？可以采取哪些措施来提高齿轮泵的工作 压力？答：齿轮泵压力的提高主要受压力油的泄漏的影响。通常采用的方法是自动补偿端面间隙，其装置有浮动轴套式和弹性侧板式齿轮泵。-_7试说明叶片泵的工作原理。并比较说明双作用叶片泵和单作用叶片泵各有什么优缺 点。答：叶片在转子的槽内可灵活滑动，在转子转动时的离心力以及通入叶片根部压力油的作用下，叶片顶部贴紧在定子内表面上，于是两相邻叶片、配油盘、定子和转子间便形成了一个个密封的工作腔。当转子旋转时叶片向外伸出，密封工作腔容积逐渐增大，产生真空，于是通过吸油口和配油盘上窗口将油吸入。叶片往里缩进，密封腔的容积逐渐缩小，密封腔中的油液往配油盘另一窗口和压油口被压出而输到系统中去，这就是叶片泵的工作原理。双作用叶片泵结构复杂，吸油特性不太好，但径向力平衡；单作用叶片泵存在不平衡的径向力。8限压式变量叶片泵的限定压力和最大流量怎样调节？在调节时，叶片泵的压力流量 曲线将怎样变化？答：调节弹簧预紧力可以调节限压式变量叶片泵的限定压力，这时 BC 段曲线左右平移；调节流量调节螺钉可以改变流量的大小，AB 段曲线上下平移。AABBpcpcqqtC ppmax09为什么轴向柱塞泵适用于高压？ 答：由于轴向柱塞泵结构紧凑，径向尺寸小、惯性小、容积效率高，所以一般用于工 程机械、压力机等高压系统中。 10略。 11.液压泵的额定流量为 100 L/min，液压泵的额定压力为 2.5 MPa，当转速为 1 450 r/min 时，机械效率为=0.9。由实验测得，当液压泵的出口压力为零时，流量为 106 mL/min；压力为 2.5 MPa 时，流量为 100.7 L/min，试求：（1）液压泵的容积效率是多少？V（2）如果液压泵的转速下降到 500 r/min，在额定压力下工作时，估算液压泵的流量是多 少？（3）计算在上述两种转速下液压泵的驱动功率是多少？解：（1）vtq q1007 106095.（2） 34.7L/min95. 010614505001 11vtvqnnVnq-_（3）在第一种情况下：W336 0109 . 4609 . 010106105 . 2mtmt ipqPP在第二种情况下：W336 110 11069. 195. 0609 . 0107 .34105 . 2mtmt ipqPP答：液压泵的容积效率为 0.95，在液压泵转速为 500r/min 时，估算其流量为V34.7L/min，液压泵在第一种情况下的驱动功率为 4.9103W，在第二种情况下的驱动功率为1.69103W。12某组合机床用双联叶片泵 YB 4/16×63，快速进、退时双泵供油，系统压力 p = 1 MPa。工作进给时，大泵卸荷（设其压力为 0） ，只有小泵供油，这时系统压力 p = 3 MPa， 液压泵效率 = 0.8。试求：（1）所需电动机功率是多少？（2）如果采用一个 q = 20 L/min 的定量泵，所需的电动机功率又是多少？解：（1）快速时液压泵的输出功率为：W63011 11 10(1663) 101316.760Pp q工进时液压泵的输出功率为：W6302223 1016 1080060Pp q电动机的功率为：W16468 . 07 .131601PP电（2）电动机的功率为： W1250608 . 0102010336 pqP电答：所需电动机功率是 1646 W，如果采用一个 q = 20 L/min 的定量泵，所需的电动机功率是 1250 W。13齿轮泵输出流量不足，压力上不去的原因是什么？怎样排除？ 答：答案参见表 3-3。 14.略。 15柱塞泵噪声过大的原因是什么？怎样排除？ 答：答案参见表 3-5。-_第第 4 章章 思考题与习题参考答案思考题与习题参考答案1常用的液压马达有哪些类型？结构上各有何特点？各用于什么场合？ 答：常用的液压马达有齿轮式、叶片式、柱塞式和其它形式。齿轮式液压马达由于密 封性差，容积效率低，输入油压力不能过高，不能产生较大的转矩，因此齿轮液压马达仅 适合于高速小转矩场合，一般用于工程机械、农业机械及对转矩均匀性要求不高的机械设 备上。叶片式液压马达体积小，转动惯量小，动作灵敏，可适用于换向频率较高的场合， 但其泄漏量较大，低速工作时不稳定。因此叶片式液压马达一般用于转速高、转矩小和动 作要求灵敏的场合。柱塞式液压马达结构形式基本上与柱塞泵一样，故可分为轴向柱塞马 达和径向柱塞马达。轴向柱塞马达通常都是高速马达，输出扭矩较小。而径向柱塞马达多 用于低速大转矩的情况下， 2.略。 3常用的液压缸有哪些类型？结构上各有何特点？各用于什么场合？ 答：常用的液压缸主要有活塞式液压缸、柱塞式液压缸和摆动式液压缸。活塞式液压 缸主要有缸筒、活塞和活塞杆、端盖等主要部件组成。通常应用于各种金属切削机床、压 力机、注塑机、起重机等液压系统。柱塞式液压缸的主要特点是柱塞与缸体内壁不接触， 所以缸体内孔只需粗加工甚至不加工，故工艺性好，适用于较长行程的场合，例如，龙门 刨床、大型拉床等设备的液压系统中。摆动式液压缸结构紧凑，输出转矩大，但密封性较 差，一般用于机床加工夹具的夹紧装置、送料装置、转位装置、周期性进给机构等中低压 系统以及工程机械中。 4略。 5.从能量的观点来看，液压泵和液压马达有什么区别和联系？从结构上来看，液压泵 和液压马达又有什么区别和联系？答：从能量的观点来看，液压泵是将驱动电机的机械能转换成液压系统中的油液压力能，是液压传动系统的动力元件；而液压马达是将输入的压力能转换为机械能，输出扭矩和转速，是液压传动系统的执行元件。它们都是能量转换装置。从结构上来看，它们基本相同，都是靠密封容积的变化来工作的。6已知单杆液压缸缸筒直径 D = 100 mm，活塞杆直径 d = 50 mm，工作压力=2 p1MPa，流量为 q = 10 L/min，回油背压力为= 0.5 MPa，试求活塞往复运动时的推力和运2P动速度。解：（1）无杆腔进油时：2 22 21221114dpDppApApFN66262 12 100.5 100.10.5 100.054F41008. 1m/s31 2110 100.021 0.1604q A -_（2）有杆腔进油时：2 12 21122124dpDppApApFN66262 22 100.5 100.12 100.054F 410785. 0m/s32 22210 100.028 (0.10.05 ) 604q A 答：当无杆腔进油时的活塞推力是 1.08104 N，运动速度是 0.021 m/s；当有杆腔进油时活塞的推力是 0.875104 N，运动速度是 0.028 m/s。 7已知单杆液压缸缸筒直径 D = 50 mm，活塞杆直径 d = 35 mm，泵供油流量为 q = 10 L/min，试求：（1）液压缸差动连接时的运动速度；（2）若缸在差动阶段所能克服的外负 载 F = 1 000 N，缸内油液压力有多大（不计管内压力损失）？解：（1） m/s32210 100.17 0.0356044qd （2） MPa04. 1035. 041000422 dFp答：液压缸差动连接时的运动速度是 0.17 m/s；若缸在差动阶段所能克服的外负载 F=1 000 N 时，缸内油液压力是 1.04 MPa。8一柱塞缸柱塞固定，缸筒运动，压力油从空心柱塞中通入，压力为 p，流量为 q，缸筒直径为 D，柱塞外径为 d，内孔直径为，试求柱塞缸所产生的推力 F 和运动速度。d0解：，pdpAF2 42244qqq Add答：柱塞缸所产生的推力等于，运动速度等于。2 4Fd p24q d9如图所示的叶片泵，铭牌参数为 q = 18 L/min，p = 6.3 MPa，设活塞直径 D = 90 mm，活 塞杆直径 d = 60 mm，在不计压力损失且 F = 28 000 N 时，试求在各图示情况下压力表的指示压力是多少？（p=2 MPa）2-_解：（a） MPa4 . 4 09. 04280002 AFp（b） MPa 5 . 509. 0406. 009. 0410228000222622 AApFp（c）0pp 第五章第五章 习题解答习题解答1. 说明普通单向阀和液控单向阀的原理和区别，它们有哪些用途？2. 何为换向阀的“位” 、 “通”及“中位机能”？简述常用换向阀的中位机能特点 （O、M、P、H、Y） 。3先导型溢流阀由哪几部分组成？各起什么作用？与直动型溢流阀比较，先导型溢流阀有 什么优点？4. 现有两个压力阀，由于铭牌脱落，分不清哪个是溢流阀，哪个是减压阀，又不希望把阀 拆开，如何根据其特点作出正确判断？5. 先导式溢流阀的阻尼孔起什么作用?如果它被堵塞将会出现什么现象？如果弹簧腔不与 回油腔相接，会出现什么现象？6为什么减压阀的调压弹簧腔要接油箱？如果把这个油口堵死将会怎样？若将减压阀的进 出口反接，又会出现什么情况？7对于弹簧对中型的电液换向阀，其电磁先导阀为什么通常采取 Y 型中位机能？8节流阀最小稳定流量有什么意义？影响节流口流量的主要因素有哪些？-_9. 试根据调速阀的工作原理进行分析：调速阀进油口、出油口能否反接？进油口、出油口 反接后将会出现怎样的情况？ 在节流调速系统中，如果调速阀的进、出油口接反了，将会出现怎样的情况?试根据调速阀 的工作原理进行分析。10简述比例阀的工作原理，比例阀有哪些用途？11如题 5-1 图所示，开启压力分别为 0.2、0.3、0.4的三个单向阀串联MPaMPaMPa （如图 a）或并联（如图 b） ，当 O 点刚有油液流过时，P 点压力各为多少？题图 5-1 答：答：（a）压力为 0.9MPa （2）压力为 0.2MPa12题图 5-2 所示系统中，两个溢流阀单独使用时的调整压力分别为 pY1=2，pY2=4MPa 。若不计溢流阀卸荷时的压力损失，试判断二位二通阀在不同工况下，A 点和 B 点MPa 的压力。题图 5-2 答：答： （1）1YA 得电，2YA 失电，A 点压力为 4MPa，B 点压力为 4MPa （2）1YA 失电，2YA 得电，A 点压力为 0MPa，B 点压力为 2MPa （3）1YA 失电，2YA 失电，A 点压力为 4MPa，B 点压力为 6MPa13如题图 5-3 所示溢流阀的调定压力为 5若阀心阻尼小孔的损失不计，试判断下列MPa 情况下压力表数各为多少？ （1）电磁铁断电，负载为无限大时；-_（2）电磁铁断电，负载为 4；MPa （3）电磁铁通电，负载为 3时。MPa题图 5-3 答：答： （1）电磁铁断电，负载为无限大时，压力为 5MPa（2）电磁铁断电，负载为 4，压力为 4MPaMPa （3）电磁铁通电，负载为 3时，压力为 0MPaMPa14先导式溢流阀主阀芯上的阻尼孔直径 d0=1.2mm，长度 l=12mm，通过小孔的流量 q=0.5L/min，油液的运动粘度为 =20×10-6m2/s。试求小孔两端的压差(=900kg/m3)。 答：答： 由圆管层流公式pldq1284可知：0.354×l05Pa4/128dlqp15在题图 5-43 所示回路中，已知活塞的运动负载为，活塞的面积kNF2 . 1，溢流阀调整压力为，两个减压阀的调整压力分别为241015mAMPapP5 . 4,。如不计管道及阀上的流动损失，试确定：MPapj5 . 31MPapj22（1）油缸活塞运动时，、点的压力？ABC （2）油缸运动到端位时，、点的压力？ABC题图 5-4 注意：该题中原书图错了，现在进行更换。 答：答： （1）活塞在运动时，A、B 两点的压力；MPaAFpL8 . 010*15/12004BACpJ1pJ2F-_由于负载压力小于减压阀调定压力，所以减压阀不起作用，则：MPappBA8 . 0（2）活塞到达尽头时，A、B 两点的压力 当活塞运动到终点时，负载压力为无穷大，则减压阀和溢流阀工作：MpapA5 . 3，MPapB5 . 4MPapC216题图 5-44 所示，溢流阀的调整压力为 5.0，减压阀的调整压力为 2.0，试MPaMPa 分析下列各情况,并说明减压阀阀口处于什么状态。 （1）当泵的出口压力等于溢流阀调整压力时，夹紧缸使工件夹紧后，A、C 点的压力为多 少？ （2）当泵的出口压力由于工作缸快进使压力降至 1.0时（工件原先处于夹紧状态） ，MPa A、C 点的压力为多少？ （3）夹紧缸在夹紧工件前作空载运行时，A、B、C 三点的压力各为多少？ABC题图 5-44 答：答： （1）当泵的出口压力等于溢流阀调整压力时，夹紧缸使工件夹紧后，A、C 点的压力为多 少？ 当夹紧缸使工件夹紧后，负载压力为无穷大，则减压阀和溢流阀工作：MpappCA2（2）当泵的出口压力由于工作缸快进使压力降至 1.0时（工件原先处于夹紧状态） ，MPa A、C 点的压力为多少？ 溢流阀关闭，减压阀不起作用，B 点压力与 A 点压力相等，工件夹紧单向阀MpapA1反向截止，MpapC2（3）夹紧缸在夹紧工件前作空载运行时，A、B、C 三点的压力各为多少？ MpapppCBA217题图 5-45 所示回路，减压阀调定调定压力为 pJ，负载压力为 pL，试分析下述各情况下， 减压阀进、出口压力的关系及减压阀口的开启状况： （1） pY pL； （2） pY>pJ，pJ> pL； （3） pY>pJ，pJ= pL；-_（4） pY>pJ，pL=。题图 5-45答：答： （1）当 PYPJ,PJPL 时，即负载压力小于减压阀调定值，溢流阀调定值也小于减压阀调 定值，此时，减压阀口处于全开状态，进口压力、出口压力及负载压力基本相等。 （2）当 PY>PJ,PJPL 时，即负载压力仍小于减压阀调定值，溢流阀调定值大于减压阀调定 值。此时，与（1)情况相同，减压阀口处于小开口的减压工作状态，其进口压力、出口压 力及负载压力基本相等。 （3）当 PY>PJ,PJ=PL 时，即负载压力等于减压阀调定值，而溢流阀调定值仍大于减压阀调 定值，此时，减压阀口处于小开口的减压工作状态，其进口压力等于溢流阀调定值，出口 压力等于负载压力。 （4）当 PY>PJ,PL=时，即负载压力相当大（如液压缸运动到行程终点时） 。此时减压阀口 基本处于关闭状态，只有少量油液通过阀口流至先导阔；进口压力等于溢流阀调定值，出 口压力等于减压阀调定值。第六章第六章略第第 7 章章 思考题与习题答案思考题与习题答案7.1 进油节流调速回路的功率损失包括溢流损失和节流损失；该回路适用于轻载、低速、负 载变化不大和对速度稳定性要求不高的小功率液压系统。 7.2 节流阀位于回油路上使液压缸回油腔产生一定的背压，该回路能承受一定的负值负载， 提高了液压缸的速度稳定性。同一节流阀放在回油路上可获得比进油路上更高的速度。 7.3 旁路节流调速回路的功率损失只有节流损失；该回路在负载变化时速度变化较前两种 回路更严重，即此回路的速度刚性更软，速度稳定性更差，本回路的低速承载能力更差， 调速范围也更小。 7.4 采用节流阀的调速回路当负载变化时，会引起节流阀前后两端工作压差的变化。对于 有效通流面积一定的节流阀来说，当工作压差变化时，通过的流量也会变，这样就导致液-_压缸的运动速度变化。因此，采用节流阀的调速回路的速度平稳性比较差。采用调速阀的 调速回路，其速度平稳性大为改善。因为只要调速阀的工作压差超过它的最小工作压差值， 则通过调速阀的流量便不随压差变化。 7.5 实现顺序运动的方式有：采用顺序阀、压力继电器、行程开关、机动换向阀等多种方 式。 7.6 同步回路主要有采用同步缸或同步马达同步回路和带补偿装置的同步回路两种。采用 同步缸或同步马达的同步运动回路的同步精度取决于液压缸或马达的加工精度和密封性， 一般不宜做得过大，所以这种回路仅适用于小容量的场合。带补偿装置的同步运动回路采 用两液压缸串联、面积相等来实现同步，本回路中的补偿装置可以使液压缸在每一次运动 中消除同步误差，从而提高同步精度。7-7 在 a） 、b）图中均是 B 缸先动，因为 A、B 两液压缸完全相同，且负载，所以21FF B 缸先动；a）图中液压缸的运动速度比 b）图中的低，因为 a）图为进油节流调速回路， b）图为回油节流调速回路，并且同一节流阀位于进口可使液压缸得到比出口更低的速度。7-8 快进时，双泵同时供油，速度为；压力表读数为。smv/0833. 0MPa63. 0工进时，回路承载能力为。KNF807-9 ； ； sm/0145. 0min/25. 4LqY%33.197-10 ；。%33. 5MPap8 .102第八章气压传动基本知识第八章气压传动基本知识8-1 干空气的密度与哪些因素有关？写出干空气密度表达式？答：干空气的密度与温度与压力有关。（） Tp310482. 33mkg8-2 何谓湿空气？有哪些评定指标？答：由干空气与水蒸气组成的混合气体，称为湿空气。评定指标有绝对湿度、相对湿度、含湿量和露点。8-3 设湿空气的压力为 0.1013MPa，温度为 70，相对湿度为 60%，求（1）绝对湿度？（2）气温降到多少摄氏度时，开始结露水（露点）？答：绝对湿度为 60%。气温降低到 20时，开始结露水。8-4 气压压缩机向容积为 20L 的气罐内充气至 p1=0.8MPa 时停止，此时罐内的温度为t1=40,又经过若干消失，缸内温度降至室温 t1=10，问（1）此时，罐内的压力为多少？-_（2）此时，罐内压缩了多少室温为 10的自由空气（设大气压压力近似为 0.1MPa）？答：由等容变化过程可知：MPapp Tp Tp2 . 010408 . 0222211由等温变化过程可知：LVVVpVp40*1 . 020*2 . 02222118-5 如何定义马赫数？说明它的物理意义？答：速度与声速之比称为马赫数。马赫数是声速的倍数，是气体流动的一个重要参数，也是气体压缩性的一个判别数。8-6 多个元件组合后的有效截面面积如何计算？写出并联组合、串联组合、串并联组合元件的有效截面面积的计算公式？答：在回路中有多个阀类元件连接使用时，可用一总有效面积来代替。当 n 个元件并联时总有效面积为nAAAAA.321当 n 个元件串联时总有效面积为22 32 22 121.1111nAAAAA当 n 个元件串并联时总有效面积为24321.1.111 mnmAAAAAAA第九章常用气压传动元件第九章常用气压传动元件9-1 简述活塞式空压机的工作原理？答：其工作原理如课文中 9-2 所示。当活塞 3 向右运动时，气缸 2 内活塞左腔的压力低于大气压力，吸气阀 9 被打开，空气在大气压力作用下进入气缸 2 内，这个过程 称为“吸气过程” 。当活塞向左移动时，吸气阀 9 在缸内压缩气体的作用下而关闭，缸内气体被压缩，这个过程称为压缩过程。当气缸内空气压力增高到略高于输气管内压力后，排气阀l 被打开，压缩空气进入输气管道，这个过程称为“排气过程” 。活塞 3 的往复运动是由电动机带动曲柄转动，通过连杆、滑块、活塞杆转化为直线往复运动而产生的。图中只表示-_了一个活塞一个缸的空气压缩机，大多数空气压缩机是多缸多活塞的组合。9-2 简述油雾器的工作原理？答：引射原理是从喷管喷出一股流体，由于质点的相互摩擦、碰撞，使它具有卷吸周围静止流体的作用（如课文中 9-12a 所示） ，主射流将自身的一部分能量传给周围流体，从而夹带周围一部分流体一起向前运动。如果在喷管外部套一个比喷管尺寸大的管道，如课文中 9-12b 所示，这样便限制了射流与外界的接触。这时，由喷管喷出来的射流，还是要卷吸一部分周围流体向前运动，于是在射流的周围形成低压区，套管中流体便被卷吸进来，与喷管喷出的流体混合后，经出口流出。这种利用一股较高速度的流体射流将另一股流体（静止或低速的流体）吸入并相互混合后一起流动的现象称为引射现象。当射流从油杯中将油引射出来时，气流绕过油滴或球体，油滴表面压力分布不均，出现局部低压区（相对来流压力） ，此低压力的作用正好与油滴表面张力相反，低压力的作用使油滴膨胀，表面张力的作用使油滴紧缩，当低压力的大于油滴表面张力时，油滴膨胀并被撕裂成更小油珠。这样便使油发生雾化。由上述分析可见，当引射流体的速度（即来流速度）越高，则油滴表面形成负压越厉害，越容易将油滴撕裂，即越容易雾化。9-3 气源装置中为什么要设置储气罐，其容积和尺寸应如何确定？答：设置贮气罐的主要目的是使压缩空气供气平稳，减少压力脉动；作为压缩空气瞬间消耗需要的储存补充之用；储存一定量的压缩空气，停电时可使系统继续维持一定时间；可降低空压机的启动-停止频率，其功能相当于增大了空压机的功率；利用储气罐的大表面积散热使压缩空气中的一部分水蒸气凝结为水。根据贮气罐的主要用途不同而选择相应的计算方法进行计算。9-4 气动系统管道选择的原则是什么？答：1）从空气压缩机的排气口至冷却器、油水分离器、气罐、空气干燥器的压缩空气管道构成了空气压缩机站管道；空气从空气压缩机站输出到气动设备之间的管道称为空气输送管道，这两种管道均以无缝钢管作为输送管道。2）硬管适用于高温、高压和固定的场合。在小范围之内高等级的镀锌焊接管经过耐压试验以后也可以使用。虽然紫铜管道价格昂贵，其抗振能力较弱，但比较容易弯曲和安装，因此固定部分的安装可以选择。3）软管用于工作压力不高、温度较低的场合。软管拆装方便，密封性能好，适用于气动元件之间的连接。-_9-5 简述冲击气缸的工作过程？答：冲击气缸的整个工作过程可简单地分为三个阶段。第一个阶段图 9-22a，压缩空气由孔 A 输入冲击缸的下腔，蓄气缸经孔口排气，活塞上升并用密封垫封住喷嘴，中盖和活塞间的环形空间经排气孔与大气相通。第二阶段图 9-22 b，压缩空气改由孔召进气，输入蓄气缸中，冲击缸下腔经孔 A 排气。由于活塞上端气压作用在面积较小的喷嘴上，而活塞下端受力面积较大，一般设计成喷嘴面积的 9 倍，缸下腔的压力虽因排气而下降，但此时活塞下端向上的作用力仍然大于活塞上端向下的作用力。第三阶段图 9-22c，蓄气缸的压力继续增大，冲击缸下腔的压力继续降低，当蓄气缸内压力高于活塞下腔压力 9 倍时，活塞开始向下移动，活塞一旦离开喷嘴，蓄气缸内的高压气体迅速充人到活塞与中间盖间的空间，使活塞上端受力面积突然增加 9 倍，于是活塞将以极大的加速度向下运动，气体的压力能转换成活塞的动能。在冲程达到一定时，获得最大冲击速度和能量，利用这个能量对工件进行冲击做功，产生很大的冲击力。 9-6 说明直动式和先导式减压阀的工作原理？答：如图 9-46 为直动式减压阀的结构原理。输入气流经 P1 进入阀体，经阀口 2 节流减压后从 P2 口输出，输出口的压力经过阻尼孔 4 进入膜片室，在膜片上产生向上的推力，当出口的压力 P2 瞬时增高时，作用在膜片上向上的作用力增大，有部分气流经溢流口和排气口排出，同时减压阀芯在复位弹簧 1 的作用下向上运动，关小节流减压口，使出口压力降低；相反情况不难理解。调解手轮 8 就可以调节减压阀的输出压力。采用两个弹簧调压的作用是调节的压力更稳定。2)先导式减压阀如图 9-47 为某先导式减压阀的结构原理图。与直动式减压阀相比，该阀增加了由喷嘴10、挡板 11、固定节流孔 5 及气室所组成的喷嘴挡板放大环节。当喷嘴与挡板之间的距离发生微小变化时，就会使气室中的压力发生很明显的变化，从而引起膜片 6 有较大的位移，去控制阀芯 4 的上下移动，使进气阀口 3 开大或关小，提高了对阀芯控制的灵敏度，也就提高了阀的稳压精度。9-7 简述快速排气阀的工作原理？答：如课文中 9-33 为快速排气阀的结构原理。当气体从 P 通入时，气体的压力使唇型密封圈右移封闭快速排气口 e，并压缩密封圈的唇边，导通 P 口和 A 口，当