习题参考答案-液压气动技术.docx

液压与气动技术习题与思考题参考答案1-1 选用汽车液压油时应考虑哪些主要因素？一、液压油的选用，要综合考虑设备的性能、使用环境等因素如一般机械可承受一般 液压油；设备在高温环境下，就应选用抗燃性能好的油液；在高压、高速的工程机械上，可选用抗磨液压油；当要求低温时流淌性好，则可用加了降凝剂的低温液压油二、液压油粘度的选用应充分考虑环境温度、运动速度、工作压力等要求，如温度高时 选用高粘度油，温度低时选用低粘度油；压力愈高，选用的粘度愈高；执行元件的速度愈高， 选用油液的粘度愈低三、液压油的选用，需要综合比较液压油的主要品种及其特性和用途1-2 什么叫液体的静压力？液体的静压力有哪些特性？压力是如何传递的？液体静压力 p 是指液体处于静止状态时，单位面积上所受的法向作用力，即p = FA静压力 p 的单位为 N/m2 或 Pa〔帕斯卡〕，液压传动系统中常承受MPa 〔兆帕〕，换算关系为 1MPa=106Pa液体静压力的特性：1） 液体静压力沿着内法线方向作用于承压面；2） 静止液体内任一点受到各个方向上的静压力都大小相等1-3 液压千斤顶柱塞的直径 D = 34mm ,活塞的直径d =13mm，每压下一次小活塞的行程为22mm，杠杆长度如图 1-16 所示，问：1） 杠杆端点应加多大的F 力才能将重力W 为 5×104N 的重物顶起？2） 此时密封容积中的液体压力等于多少？3） 杠杆上下动作一次，重物的上升量为多少？密封容积中的液体压力 p =图 1-16 题 1-3 图W 5 ´104= = 55.1´106 PaA æ 0.034 ö2p ´ ç 2 ÷è ø第 1 页 共 18 页依据静压传递原理〔帕斯卡原理〕，静止液体内部压力处处相等〔无视由液体自重所产生的压力〕：W F= 1A A1æ 0.013 ö2施加在活塞杆上的力F1= p ´ A1= 55.1´106 ´p ´ ç ÷ = 7309Nè 2 ø杠杆端点应加的力F = 25 ´ 7309 = 243.6N750杠杆向下动作，行程t1为 22mm,重物的上升量t = t´ 1 = t ´ d = 22 ´A2 132= 3.2mm1 A 1 D 2342习题与思考题2-1 液压泵完成吸油和压油必需具备什么条件？从单柱塞泵的工作原理可知，液压泵的吸油和压油是依靠密封容积变化来完成的。

液压泵正常工作的必备条件：1. 有周期性变化的密封工作容积2. 有配流装置配流装置的作用是保证密封容积在吸油过程中与油箱相通，同时关闭压油通路；压油时与系统管路相通而与油箱切断配流装置的形式随着泵的构造差异而不同2-2 什么是液压泵的工作压力？额定压力？两者有何关系？液压泵实际工作时的输出压力称为液压泵的工作压力工作压力取决于外负载的大小和排油管路上的压力损失，而与液压泵的流量无关液压泵在正常工作条件下，按试验标准规定，能够连续运转的最高压力称为液压泵的额定压力正常工作条件下，工作压力不宜超过额定压力2-3 液压泵的排量和流量各打算于什么参数？流量的理论值与实际值有何区分？排量是泵主轴每转一周所排出液体体积的理论值，即排量打算于液压泵的密封容积变化量理论流量Q T 是指泵在单位时间内理论上可排出的液体体积，它打算于排量q 与转速n的乘积，即QT = qn由于存在内、外泄漏，泵的实际输出流量Q 小于理论流量2-4 某液压系统中液压泵的输出工作压力 pp=20MPa，实际输出流量 qp=60L/min,容积效率h =0.9，机械效率hvp mp=0.9，试求驱动液压泵的电动机功率。

液压泵的输出功率第 2 页 共 18 页P = p ´ q0 p p= 20 ´106 ´ 60 ´10-360= 20 ´103 W = 20kW电动机功率即液压泵的输入功率P0P = 0 = Pi h h h20= 0.9 ´ 0.9= 24.69kWVP MP2-5 图2-23示为凸轮转子泵的构造原理图，凸轮转子泵主要由凸轮转子、叶片、驱动轴和泵体组成其定子内曲线为完整的圆弧，壳体上有两片不旋转但可以伸缩〔靠弹簧压紧〕的叶片转子外形与一般双作用叶片泵的定子曲线相像说明凸轮转子泵的工作原理，在图上标出其进油口、出油口并指出凸轮转一转泵吸排油几次图 2-23 凸轮转子泵的构造原理图凸轮转子泵的工作原理：凸轮转子顺时针旋转时，左上方和右下方密封油区容积变小， 完成压油过程，压力油通过管道向右侧压油口输出；右上方和左下方密封油区容积变大，完 成吸油过程，液压泵通过管道向左侧吸油口吸油随着凸轮连续不断的回转, 吸油和压油的过程就在连续不断的进展着凸轮转一转，泵吸排油二次习题与思考题3-1 液压执行元件有哪些类型？用途如何？常用的液压执行元件有液压缸和液压马达液压缸是液压系统的执行元件，它将液体的压力能转换成工作机构的机械能，用来实现直线往复运动,输出力和速度。

液压缸构造简洁、配制敏捷、设计、制造比较简洁、使用维护便利，所以得到了广泛的应用液压马达也是液压系统的执行元件，它可以将系统的液压能转换成工作机构的机械能， 用来实现旋转运动,输出转速和转矩3-2 双杆活塞式液压缸在缸筒固定和活塞杆固定时，工作台运动范围有何不同？运动方向和进油方向之间是什么关系?缸筒固定时：工作台运动范围约为 3 倍的活塞行程，运动方向和进油方向一样，左腔进油工作台向左移动第 3 页 共 18 页活塞杆固定时：工作台运动范围约为 2 倍的活塞行程，运动方向和进油方向相反，左腔进油工作台向右移动3-3 什么叫液压缸的差动连接？适用于什么场合？单活塞杆液压缸活塞双向运动可以获得不同的速度和输出力，其油路连接方式如以下图所示时构成了差动连接差动连接时的工作台运动速度u比无杆腔进油时的速度u3 1大，而输出力 F3要比 F 小1u = 4q3 pd 2pF = p (A3 1 1- A ) =2d 2 p4 1液压缸的有效工作面积实际上等于活塞杆的面积，从而实现了活塞的快速运动适用场合：执行元件在空程阶段负载很小，需要其有较高的运动速度，为了提高生产效率，通常承受差动液压缸的差动连接来实现。

3-4 如图 3-30 所示为三个液压缸的缸筒和活塞杆直径都是D 和d ，当输入压力油的油量都是q 时，试说明各缸筒的移动速度、移动方向和活塞杆的受力状况图 3-30 题 3-4 图第 4 页 共 18 页〔图 a〕移动速度u1= qpæ D 2d 2 ö；移动方向方向向左；活塞杆的受力状况较大44ç - ÷è ø〔图 b〕移动速度u2= ；移动方向方向向右；形成液压缸的差动连接，活塞杆的受力qp d 24状况较小〔图 c〕移动速度u3= u ；移动方向方向向右；活塞杆的受力状况较小23-5 什么是液压马达的工作压力、额定压力、排量、理论流量和实际流量？ 液压马达实际工作时的输入压力称为液压马达的工作压力液压马达在正常工作条件下，按试验标准规定，能够连续运转的最高压力称为液压马达的额定压力排量是马达主轴每转一周所需要输入的液体体积理论值理论流量是指马达在单位时间内理论上所需要输入的液体体积由于存在内、外泄漏， 马达的实际输出流量大于理论流量3-6 如图 3-31 所示差动连接液压缸，进油量q =30L/min,进油压力 p =40×105Pa，要求p活塞快进快退速度相等，且速度均为u =6m/min，试计算此液压缸筒内径D 和活塞杆直径d， 并求出推力 F 。

图 3-31 题 3-6 图差动连接时的液压缸有效工作面积实际上就是活塞杆的面积， 所以活塞杆面积：A = p d 2 = qp30 ´10-3= = 5 ´10-3 m 23 4 u 6d = 0.08m = 8cm活塞快进快退速度相等,所以有活塞面积A1= 2A ，3p即 D 2 = 2 ´p d 24 4D = 11.3cm第 5 页 共 18 页d 2 0.082推力F = p ×p4 = 40 ´105 ´ 3.14 ´ 4= 2 ´104 N3-7 滤油器分为哪些种类？绘图说明滤油器一般安装在液压系统中的什么位置？ 滤油器种类：网式滤油器 线隙式滤油器纸芯式滤油器烧结式滤油器滤油器在液压系统中的安装位置有以下几种状况：（1） 安装在液压泵的吸油管路上液压泵的吸油管路上一般安装网式或线隙式粗滤油器，目的是滤除较大颗粒的杂质，以保护液压泵要求滤油器有很大的通流力量(大于液压泵流量的两倍)和较小的压力损失〔图a〕2） 安装在压力油管路上这种安装方式常将滤油器安装在对杂质敏感的调速阀、伺服阀等元件之前(图 b)由于滤油器在高压下工作，要求滤芯有足够的强度为了防止滤油器堵塞，可并联一旁通阀〔溢流阀〕或堵塞指示器(图c)。

3） 安装在回油管路上安装在回油路上的滤油器能使油液在流回油箱之前得到过滤，以掌握整个液压系统的污染度(图 d)3-8 液压油正常工作的温度范围是多少？是否全部的油箱都要设置冷却器和加热器？习题与思考题为提高液压系统工作的稳定性，应使系统在适宜的温度下工作液压油温度一般期望保持在 30℃~50℃范围内，最高不超过 65℃，最低不低于 15℃为保证系统稳定的工作，有时需要使用加热器或冷却器但不是全部的油箱都要设置冷却器和加热器4-1 什么是换向阀的“位”和“通”？换向阀有几种掌握方式？为转变油液的流淌方向，换向阀阀芯的工作位置要变换， 换向阀阀芯有几个工作位置， 就称为几位阀换向阀阀体上与外界通油的主油口数，通常简称为“通”，有几个主通油口， 就称为几通阀依据阀芯可变动的位置数和阀体上的通路数，可组成×位×通阀换向阀的掌握方式如下图：第 6 页 共 18 页4-2 能否用两个二位三通换向阀代替一个二位四通换向阀实现液压缸左、右换向，绘图予以说明可以代替，如以下图：1YA - 2YA - 液压缸右移1YA + 2YA + 液压缸左移1YA + 2YA - 液压泵卸荷1YA - 2YA + 液压泵卸荷4-3 在如图 4-30 所示的回路中，任一电磁铁通电，液压缸都不动作，试分析缘由？如何解决？图 4-30 题 4-3 图任一电磁铁通电，液压缸都不动作的缘由：液动主阀为M 型中位机能，液压泵处于卸荷状态，液压泵出口压力为0，先导阀的驱动压力来源于液压泵出口压力，即先导阀的驱动压力为0，不能换向。

所以，任一电磁铁通电，液压缸都不动作第 7 页 共 18 页解决方法：1. 先导阀的驱动压力来源于单独的液压泵；2. 增加一个背压阀〔溢流阀〕，如。