液壓與氣壓傳動學習指導與習題集 參考答案

PAGEPAGE21液壓與氣壓傳動學習指導與習題集參考答案緒論0－11MPa，v1/v2=25/40.5MPa，v1=v2=00－31）F＝500N2）v2＝2mm/s3）q＝3925mm3/s0－51）缸1先動，缸2再動；v1=v2=0.33×103cm/min，2）166.7W；250W3）300W第一章液壓流體力學基礎1－2Δp＝14×105Pa1－3pB＝0.925×105Pa1－41－5ΔpAB＝8358Pa1－6m1＝75kg1－7點2→點1，q＝1.06×10－3m3/s1－8H＝2.14m1－9pB＝111110N/m2，pC＝98610N/m2，pD＝118230N/m2，pE＝101300N/m21－10q＝0.027m3/s1－11q＝1.57×10－3m3/s1－14層流，Δp1＝0.69×105Pa；紊流，Δp2＝1.61×105Pa1－15Re＝2650，紊流1－16q＝1.09×10－3m3/s1－17雷諾數(shù)Re＝2548，紊流；d＝11mm1－181－19q1＝0.192×10－3m3/s，v1＝0.61m/s；q2＝0.012×10－3m3/s，v2＝0.153m/s1－20Fsx＝1605N，F(xiàn)sy＝1605N，F(xiàn)s＝2270N1－21α＝41.81°，F(xiàn)＝1244N1－22A＝0.312×10－4m21－231）p＝5.01×105Pa2）v＝0.51m/s3）t＝5.2s1－24Δq＝10.33×10－6m3/s；8倍1－25，t＝1870s1－26Δq1＝8×10－2cm3/s；Δq2＝1×10－2cm3/s1－27p＝44.8×105Pa；σ＝200×105Pa1－281）pmax1＝256×105Pa2）pmax2＝14.6×105Pa第二章液壓泵2－766.3l/min；39.5kW2－221）30.3l/min；25.8l/min2）3.6kW2－311）0.954mm2）41.94cm3/r第三章液壓馬達與液壓缸3－10.86；0.94；0.9153－212.1Nm；18r/s；1368W3－31）278.7Nm2）0.25×10－3m3/s3－6362.8Nm；10r/s3－71）4.9kW；3.675kW2）17.1Nm；37.6r/s3－889.86%；89.75%；80.65%3－91）25.825cm3/r2）41.12Nm3－1090.43%；93.75%；84.78%3－123082Nm；25.6r/min3－131）3.26m/min、30664N2）6.78m/min、14768N3）6.29m/min、；15896N3－141/43－161.78；14137N；25132N3－170.637m/s；0.312m/s；25990N3－181）缸1先動，缸2后動；v1=v2=0.1m/s2）P1=300W、P2=420W；Ppmax=750W3－191)20000N；0.2m/s2）1.6kW3－203MPa、2MPa；0.01m/s、0.025m/s3－2127l/min；3.2MPa3－221）1.475×10－2m/s、2.123×10－2m/s、22600N、17700N2）向左、4.83×10－2m/s、6900N3－2316×105N；62.5cm/min3－242520Nm；6.51rad/s3－2515.87MPa3－261）12.74m/min2）0.796m/min3）0.849m/min3－293243Nm；0.654red/s第四章液壓控制閥4－22pk=22.93×105Pa；x=3.83×10-4m；q=79l/min4－3615MPa；18MPa；20MPa4－378MPa；13Mpa第五章液壓輔件5－217.36L5－322l/min；7.5L5－1648ml/min第六章液壓基本回路6－622＝4；24＝166－11px≥37.5×105Pa；py≥40×105Pa6－15268.5cm/min，155cm/min；759cm/min，438cm/min6－171）10cm/s，100％2）0.8cm/s，6.67％6－191）4000r/min，1000r/min2）19.9Nm，79.6Nm6－203.16cm3/r，6.53MPa；0.426kW6－271）0.632）0.205第九章氣壓傳動基礎知識9－27.89kg/m39－65.734kg/m3；5.741kg/m39－724.32g/m3；21.63g/kg9－110.5238MPa9－12246.6℃9－131MPa，20℃；2.51MPa，462.8℃9－14－78.62℃9－150.6MPa；6.92kg/m39－16V2=0.193V1；ρ2＝5.18ρ19－206.076mm29－211.07×10－5m29－2240.6m/s；72.2m/s9－234.3×10-6m3/s9－251.79mm2；2.12mm29－30350K；0.472s；0.218MPa9－31－96.9℃；0.1685MPa綜合測試題一、填空題負載；流量動力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件；動力元件、執(zhí)行元件層流；紊流；雷諾數(shù)無粘性；不可壓縮粘性；沿程壓力；局部壓力小孔通流面積；壓力差；溫度7．壓力差；縫隙值；間隙8．排量；單作用葉片泵、徑向柱塞泵、軸向柱塞泵；單作用葉片泵、徑向柱塞泵；軸向柱塞泵9．大；小10．柱塞與缸體、缸體與配油盤、滑履與斜盤11．模數(shù)、齒數(shù)；模數(shù)齒數(shù)12．吸油；壓油13．卸荷槽；壓油；吸油14．端面、徑向；嚙合；端面15．大半徑圓弧、小半徑圓弧、過渡曲線；過渡曲線16．拐點壓力；泵的最大流量17．壓力流量特性；調(diào)壓偏差；開啟壓力比、閉合壓力比；調(diào)壓偏差；開啟壓力比和閉合壓力比18．進口；閉；出口；開；單獨引回油箱19．定差減壓閥，串聯(lián)；差壓式溢流閥，并聯(lián)20．截止閥；單向閥21．過濾精度、通流能力、機械強度；泵的吸油口、泵的壓油口、系統(tǒng)的回油路上22．高速低速增加相同23．馬達排量，變量泵；泵排量，變量馬達24．自動相適應，不變；相適應，負載壓力25．壓力，行程；速度，位置26．干空氣；濕空氣；濕度、含濕量27．沒有粘性的氣體；氣體狀態(tài)方程pV/T＝常數(shù)；絕熱過程28．等溫過程；絕熱過程29．馬赫數(shù)Ma；Ma越大；Ma>1；Ma<1；Ma＝130．收縮管；擴散管31．聲速、亞聲速；聲速、亞聲速32．壓力和流量；凈化程度；除油、除水、除塵33．容積型壓縮機、速度型壓縮機；工作壓力、流量34．后冷卻器、油水分離器、貯氣罐、干燥器35．分水濾氣器、減壓閥、油霧器36．灰塵、雜質(zhì)；水分37．高壓截止式邏輯元件、高壓膜片式邏輯元件、滑閥式邏輯元件、射流元件38．氣壓信號；膜片變形；膜片二、選擇題C；AA；BD；AA、C；B、DD；BC；AB、C、D；AB；DC；A10．B；C11．A、C；B12．A、B；C13．A、B、D；B14．B；C15．D；C16．C；B17．B、C18．B；D19．A、B、C；A20．A；B21．B、C；A22．A、B、C；D23．C；D24．A、C；A、B25．C；B26．B；B27．B；A28．A；B29．A；C30．B、A；C31．B；C32．D；A33．B、C；C34．D；A35．D；A36．D；A37．B；A38．B；B39．B；C40．A；A41．C；D42．A；C43．C；B44．C；A45．B；C46．D；C47．A；C48．A；A49．A；C50．A；C51．A；D三、判斷題○2．×3．○4．×5．○6．×7．×8．×9．○10．○11．○12．×13．○14．×15．×16．○17．×18．○19．×20．×21．○22．○23．×24．×25．○26．×27．○28．×29．×30．○31．○32．×33．○34．×35．○36．×37．○38．×39．○40．×四、名詞解釋帕斯卡原理（靜壓傳遞原理）在密閉容器內(nèi)，施加于靜止液體上的壓力將以等值同時傳到液體各點。系統(tǒng)壓力系統(tǒng)中液壓泵的排油壓力。運動粘度動力粘度μ和該液體密度ρ之比值。液動力流動液體作用在使其流速發(fā)生變化的固體壁面上的力。層流粘性力起主導作用，液體質(zhì)點受粘性的約束，不能隨意運動，層次分明的流動狀態(tài)。紊流慣性力起主導作用，高速流動時液體質(zhì)點間的粘性不再約束質(zhì)點，完全紊亂的流動狀態(tài)。沿程壓力損失液體在管中流動時因粘性摩擦而產(chǎn)生的損失。局部壓力損失液體流經(jīng)管道的彎頭、接頭、突然變化的截面以及閥口等處時，液體流速的大小和方向急劇發(fā)生變化，產(chǎn)生漩渦并出現(xiàn)強烈的紊動現(xiàn)象，由此造成的壓力損失液壓卡緊現(xiàn)象當液體流經(jīng)圓錐環(huán)形間隙時，若閥芯在閥體孔內(nèi)出現(xiàn)偏心 且大端壓力高于小端壓力時，閥芯將受到一個液壓側向力的作用。當液壓側向力足夠大時，閥芯將緊貼在閥孔壁面上，產(chǎn)生卡緊現(xiàn)象。10．液壓沖擊在液壓系統(tǒng)中，因某些原因液體壓力在一瞬間突然升高，產(chǎn)生很高的壓力峰值，這種現(xiàn)象稱為液壓沖擊。11．氣穴現(xiàn)象；氣蝕在液壓系統(tǒng)中，若某點處的壓力低于液壓油液所在溫度下的空氣分離壓時，原先溶解在液體中的空氣就分離出來，使液體中迅速出現(xiàn)大量氣泡，這種現(xiàn)象叫做氣穴現(xiàn)象。當氣泡隨著液流進入高壓時，在高壓作用下迅速破裂或急劇縮小，又凝結成液體，原來氣泡所占據(jù)的空間形成了局部真空，周圍液體質(zhì)點以極高速度填補這一空間，質(zhì)點間相互碰撞而產(chǎn)生局部高壓，形成壓力沖擊。如果這個局部液壓沖擊作用在零件的金屬表面上，使金屬表面產(chǎn)生腐蝕。這種因空穴產(chǎn)生的腐蝕稱為氣蝕。12．排量液壓泵每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)理論上應排出的油液體積；液壓馬達在沒有泄漏的情況下，輸出軸旋轉(zhuǎn)一周所需要油液的體積。13．自吸泵液壓泵的吸油腔容積能自動增大的泵。14．變量泵排量可以改變的液壓泵。15．恒功率變量泵液壓泵的出口壓力p與輸出流量q的乘積近似為常數(shù)的變量泵。16．困油現(xiàn)象液壓泵工作時，在吸、壓油腔之間形成一個閉死容積，該容積的大小隨著傳動軸的旋轉(zhuǎn)發(fā)生變化，導致壓力沖擊和氣蝕的現(xiàn)象稱為困油現(xiàn)象。17．差動連接單活塞桿液壓缸的左、右兩腔同時通壓力油的連接方式稱為差動連接。18．往返速比單活塞桿液壓缸小腔進油、大腔回油時活塞的運動速度v2與大腔進油、小腔回油時活塞的運動速度v1的比值。19．滑閥的中位機能三位滑閥在中位時各油口的連通方式，它體現(xiàn)了換向閥的控制機能。20．溢流閥的壓力流量特性在溢流閥調(diào)壓彈簧的預壓縮量調(diào)定以后，閥口開啟后溢流閥的進口壓力隨溢流量的變化而波動的性能稱為壓力流量特性或啟閉特性。21．節(jié)流閥的剛性節(jié)流閥開口面積A一定時，節(jié)流閥前后壓力差Δp的變化量與流經(jīng)閥的流量變化量之比為節(jié)流閥的剛性T：。22．節(jié)流調(diào)速回路液壓系統(tǒng)采用定量泵供油，用流量控制閥改變輸入執(zhí)行元件的流量實現(xiàn)調(diào)速的回路稱為節(jié)流調(diào)速回路。23．容積調(diào)速回路液壓系統(tǒng)采用變量泵供油，通過改變泵的排量來改變輸入執(zhí)行元件的流量，或執(zhí)行元件為變量馬達時改變馬達的排量，從而實現(xiàn)調(diào)速的回路稱為容積調(diào)速回路。24．功率適應回路（負載敏感調(diào)速回路）液壓系統(tǒng)中，變量泵的輸出壓力和流量均滿足負載需要的回路稱為功率適應回路。25．速度剛性負載變化時調(diào)速回路阻抗速度變化的能力。26．相對濕度在某一確定溫度和壓力下，其絕對濕度與飽和絕對濕度之比稱為該溫度下的相對濕度。27．氣動元件的有效截面積氣體流過節(jié)流孔時，由于實際流體存在粘性，其流束的收縮比節(jié)流孔實際面積還小，此最小截面積稱為有效截面積28．馬赫數(shù)氣流速度v與當?shù)芈曀賑之比稱為馬赫數(shù)。29．非時序邏輯系統(tǒng)系統(tǒng)的輸出只與輸入變量的組合有關，與變量取值的先后順序無關。30．時序邏輯系統(tǒng)系統(tǒng)的輸出不僅與輸入信號的組合有關，而且受一定順序的限制。也稱為順序控制或程序控制系統(tǒng)。五、分析題1．解：圖示系統(tǒng)為定量泵，表示輸出流量qP不變。根據(jù)連續(xù)性方程，當閥的開口開小一些，通過閥口的流速增加，但通過節(jié)流閥的流量并不發(fā)生改變，qA=qp，因此該系統(tǒng)不能調(diào)節(jié)活塞運動速度v，如果要實現(xiàn)調(diào)速就須在節(jié)流閥的進口并聯(lián)一溢流閥，實現(xiàn)泵的流量分流。連續(xù)性方程只適合于同一管道，活塞將液壓缸分成兩腔，因此求qB不能直接使用連續(xù)性方程。根據(jù)連續(xù)性方程，活塞運動速度v=qA/A1，qB=qA/A1=（A2/A1）qP。2．解：節(jié)流閥開口面積有一臨界值ATo。當AT>ATo時，雖然節(jié)流開口調(diào)小，但活塞運動速度保持不變，溢流閥閥口關閉起安全閥作用；當AT<ATo時，活塞運動速度隨開口變小而下降，溢流閥閥口打開起定壓閥作用。液壓缸工作壓力液壓泵工作壓力式中△p為節(jié)流閥前后壓力差，其大小與通過的流量有關。3．解：1）進油節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)活塞運動速度v1=qmin/A1；出口節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)活塞運動速度v2=qmin/A2因Ａ1>Ａ2，故進油節(jié)流調(diào)速可獲得最低的最低速度。2）節(jié)流閥的最小穩(wěn)定流量是指某一定壓差下（2～3×105Pa），節(jié)流閥在最小允許開度ATmin時能正常工作的最小流量qmin。因此在比較哪個回路能使液壓缸有較低的運動速度時，就應保持節(jié)流閥最小開口量ATmin和兩端壓差△p相同的條件。設進油節(jié)流調(diào)速回路的泵壓力為pp1,節(jié)流閥壓差為△p1則：設出口調(diào)速回路液壓缸大腔壓力（泵壓力）為pp2，節(jié)流閥壓差為△p2，則：由最小穩(wěn)定流量qmin相等的定義可知：△p1=△p2即：為使兩個回路分別獲得缸最低運動速度，兩個泵的調(diào)定壓力pp1、pp2是不相等的。4．解：只有C正確，當溢流節(jié)流閥裝在回油路上，節(jié)流閥出口壓力為零，差壓式溢流閥有彈簧的一腔油液壓力也為零。當液壓缸回油進入溢流節(jié)流閥的無彈簧腔時，只要克服軟彈簧的作用力，就能使溢流口開度最大。這樣，油液基本上不經(jīng)節(jié)流閥而由溢流口直接回油箱，溢流節(jié)流閥兩端壓差很小，在液壓缸回油腔建立不起背壓，無法對液壓缸實現(xiàn)調(diào)速。5．解：液壓馬達在工作時，溢流閥5起安全作用。制動時換向閥切換到中位，液壓馬達靠慣性還要繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，故產(chǎn)生液壓沖擊，溢流閥1，2分別用來限制液壓馬達反轉(zhuǎn)和正轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的最大沖擊壓力，起制動緩沖作用。另一方面，由于液壓馬達制動過程中有泄漏，為避免馬達在換向制動過程中產(chǎn)生吸油腔吸空現(xiàn)象，用單向閥3和4從油箱向回路補油。6．解：1）在溢流閥開啟或關閉時，控制油路E，F(xiàn)段與泵出口處B點的油路始終得保持連通2）當泵的工作壓力pB＝30×105Pa時，先導閥打開，油流通過阻尼孔流出，這時在溢流閥主閥芯的兩端產(chǎn)生壓降，使主閥芯打開進行溢流，先導閥入口處的壓力即為遠程控制口E點的壓力，故pB>pE；當泵的工作壓力pB＝15×105Pa時，先導閥關閉，阻尼小孔內(nèi)無油液流動，pB＝pE。3）二位二通閥的開啟或關閉，對控制油液是否通過阻尼孔（即控制主閥芯的啟閉）有關，但這部分的流量很小，溢流量主要是通過CD油管流回油箱。7．解：1）2）由于節(jié)流閥安裝在夾緊缸的回油路上，屬回油節(jié)流調(diào)速。因此無論夾緊缸在運動時或夾緊工件時，減壓閥均處于工作狀態(tài)，pA=pj=15×105Pa。溢流閥始終處于溢流工況，pB=py=30×105Pa。3）當夾緊缸負載阻力FII=0時，在夾緊缸的回油腔壓力處于最高值：8．解：在（a）圖方案中，溢流閥2裝在節(jié)流閥1的后面，節(jié)流閥始終有油液流過?；钊谛谐探K了后，溢流閥處于溢流狀態(tài)，節(jié)流閥出口處的壓力和流量為定值，控制液動閥換向的壓力差不變。因此，（a）圖的方案可以正常工作。在（b）圖方案中，壓力推動活塞到達終點后，泵輸出的油液全部經(jīng)溢流閥2回油箱，此時不再有油液流過節(jié)流閥，節(jié)流閥兩端壓力相等。因此，建立不起壓力差使液動閥動作，此方案不能正常工作。9．解：1）A為內(nèi)控外泄順序閥，作用是保證先定位、后夾緊的順序動作，調(diào)整壓力略大于10×105Pa；B為卸荷閥，作用是定位、夾緊動作完成后，使大流量泵卸載，調(diào)整壓力略大于10×105Pa；C為壓力繼電器，作用是當系統(tǒng)壓力達到夾緊壓力時，發(fā)訊控制其他元件動作，調(diào)整壓力為30×105PaD為溢流閥，作用是夾緊后，起穩(wěn)壓作用，調(diào)整壓力為30×105Pa。2）系統(tǒng)的工作過程：系統(tǒng)的工作循環(huán)是定位—夾緊—拔銷—松開。其動作過程：當1DT得電、換向閥左位工作時，雙泵供油，定位缸動作，實現(xiàn)定位；當定位動作結束后，壓力升高，升至順序閥A的調(diào)整壓力值，A閥打開，夾緊缸運動；當夾緊壓力達到所需要夾緊力時，B閥使大流量泵卸載，小流量泵繼續(xù)供油，補償泄漏，以保持系統(tǒng)壓力，夾緊力由溢流閥D控制，同時，壓力繼電器C發(fā)訊，控制其它相關元件動作。10．解：1）DT吸合，活塞運動時：因pL<pj，減壓閥閥口處于最大位置，不起減壓作用，pA＝pC＝pL＝10×105Pa，pB＝10×105＋ΔpjPa，Δpj為油液通過減壓閥時產(chǎn)生的壓力損失。2）DT吸合，活塞夾緊工件：溢流閥必然開啟溢流，pB＝py＝45×105Pa。對于減壓閥1，由于pL的作用使其先導閥開啟，主閥芯在兩端壓力差的作用下，減壓開口逐漸關小，直至完全閉合；對于減壓閥2，由于pL的作用使其主閥口關小處于平衡狀態(tài)，允許（1～2）l/min的流量經(jīng)先導閥回油箱，以維持出口處壓力為定值，pC＝pA＝pj2＝35×105Pa。3）由以上分析可知，只要DT一吸合，缸位于夾緊工況時，夾緊缸的壓力將由并聯(lián)的減壓閥中調(diào)定值較高的那一減壓閥決定。因此，為了獲得兩種不同夾緊力，必須使pj1<pj2。如果取pj1=35×105Pa，則無法獲得夾緊缸壓力pj=20×105Pa。11．解：1）啟動缸II所需的壓力：pj1=10×105Pa<p2，減壓閥處于工作狀態(tài)，由于出口壓力不能推動阻力F2,故缸II不動，v2=0、pA=10×105Pa，pB=py=45×105Pa，壓力油使缸Ⅰ右移。pj2=20×105Pa=p2，減壓閥處于工作狀態(tài)，流量根據(jù)減壓閥口、節(jié)流閥口及溢流閥口的液阻分配，兩缸同時動作。pj3=40×105Pa>p2，減壓閥口全開、不起減壓作用，若不計壓力損失，pB≈p2=20×105Pa，該壓力不能克服缸I負載，故缸II單獨右移，待缸II運動到端點后，壓力上升pA=pj=40×105Pa，pB=py=45×105Pa，壓力油才使缸I向右運動。2）當pj3=40×105Pa時，減壓閥口全開、不起減壓作用。泵的壓力取決于負載，pB=p2=20×105Pa。因為溢流閥關閉，泵的流量全部進入缸II，故缸II運動速度最快，vII=q/A。12．解：圖（a）方案，當活塞在接觸工件慢進和保壓時，或者活塞上行到終點時，泵一部分油液進入蓄能器。當蓄能器壓力達到一定值，壓力繼電器發(fā)訊使泵卸載，這時，蓄能器的壓力油對壓力機保壓并補充泄漏。當換向閥切換時，泵和蓄能器同時向缸供油，使活塞快速運動。蓄能器在活塞向下向上運動中，始終處于壓力狀態(tài)。由于蓄能器布置在泵和換向閥之間，換向時兼有防止液壓沖擊的功能。圖（b）方案，活塞上行時蓄能器與油箱相通，故蓄能器內(nèi)的壓力為零。當活塞下行接觸工件時泵的壓力上升，泵的油液進入蓄能器。當蓄能器的壓力上升到調(diào)定壓力時，壓力繼電器發(fā)訊使泵卸載，這時缸由蓄能器保壓。該方案適用于加壓和保壓時間較長的場合。與（a）方案相比，它沒有泵和蓄能器同時供油、滿足活塞快速運動的要求及當換向閥突然切換時、蓄能器吸收液壓沖擊的功能。13．解：1）DT失電時活塞向右運動，遠程調(diào)壓閥1進出口壓力相等，由于作用在閥芯兩端的壓差為零，閥1始終處于關閉狀態(tài)不起作用，泵的壓力由py2決定：ppmax＝py2＝20×105Pa；DT吸合時活塞向左運動，缸的大腔壓力為零，泵的最大工作壓力將由py1、py2中較小的值決定：ppmax＝py2＝20×105Pa。2）同上一樣，DT失電時活塞向右運動，遠程調(diào)壓閥1不起作用，泵的壓力由py2決定：ppmax＝py2＝60×105Pa；DT吸合時活塞向左運動，泵的最大工作壓力將由py1、py2中較小的值決定：ppmax＝py1＝20×105Pa。六、問答題1．答：當“是門”元件正常工作時，氣流由氣源流向輸出口S，若由于某種原因使氣源壓力p為零而輸出仍保持壓力，則輸出口S氣流會回流到氣源口，輸出口S的污穢會進入是門元件甚至是門元件前的其它控制閥。這種情況應該避免。故采用彈簧使是門元件閥芯復位，防止輸出口S氣流回流。此中情況下非門元件輸出口S回流氣流正好使閥芯關斷，故不需彈簧。2．答：（1）在工作原理上：高壓截止式邏輯元件的動作是依靠氣壓信號推動閥芯或通過膜片變形推動閥芯動作，改變氣流的通路以實現(xiàn)一定的邏輯功能；高壓膜片式邏輯元件由帶閥口的氣室和能夠擺動的膜片構成，它通過膜片兩側造成壓力差使膜片向一側擺動，從而開關相應的閥口，使氣流的流向、流路切換，以實現(xiàn)各種邏輯控制功能。（2）在性能上各有長處：高壓截止式邏輯元件的閥芯是自由圓片或圓柱體，檢查、維修、安裝方便，行程短，流量大。高壓膜片式邏輯元件結構簡單，內(nèi)部可動部件摩擦小，壽命長，密封性好。3．答：氣動馬達在使用中必須得到良好的潤滑。一般在整個氣動系統(tǒng)回路中，在氣動馬達控制閥前設置油霧器，并按期補油，使油霧混入空氣后進入氣動馬達，從而達到充分潤滑。氣缸在使用時應注意環(huán)境溫度為-35~+80℃；安裝前應在1.5倍工作壓力下進行試驗，不應漏氣；裝配時所有工作表面應涂以潤滑脂；安裝的氣源進口處必須設置油霧器，并在灰大的場合安裝防塵罩；安裝時應盡可能讓活塞桿承受軸線上的拉力載荷；在行程中若載荷有變化，應該使用輸出力充裕的氣缸，并附設緩沖裝置；多數(shù)情況下不使用滿行程。4．答：液壓泵是依靠密閉工作容積的變化，將機械能轉(zhuǎn)化成壓力能的泵，常稱為容積式泵。液壓泵在機構的作用下，密閉工作容積增大時，形成局部真空，具備了吸油條件；又由于油箱與大氣相通，在大氣壓力作用下油箱里的油液被壓入其內(nèi)，這樣才能完成液壓泵的吸油過程。如果將油箱完全封閉，不與大氣相通，于是就失去利用大氣壓力將油箱的油液強行壓入泵內(nèi)的條件，從而無法完成吸油過程，液壓泵便不能工作了。5．答：限壓式變量葉片泵的流量壓力特性曲線如附圖13所示。在泵的供油壓力小于p限時，流量按AB段變化，泵只是有泄漏損失，當泵的供油壓力大于p限時，泵的定子相對于轉(zhuǎn)子的偏心距e減小，流量隨壓力的增加而急劇下降，按BC曲線變化。由于限壓式變量泵有上述壓力流量特性，所以多應用于組合機床的進給系統(tǒng)，以實現(xiàn)快進→工進→快退等運動；限壓式變量葉片泵也適用于定位、夾緊系統(tǒng)。當快進和快退，需要較大的流量和較低的壓力時，泵在AB段工作；當工作進給，需要較小的流量和較高的壓力時，則泵在BC段工作。在定位﹑夾緊系統(tǒng)中，當定位、夾緊部件的移動需要低壓、大流量時，泵在AB段工作；夾緊結束后，僅需要維持較高的壓力和較小的流量（補充泄漏量），則利用C點的特性?？傊?，限壓式變量葉片泵的輸出流量可根據(jù)系統(tǒng)的壓力變化（即外負載的大?。詣拥卣{(diào)節(jié)流量，也就是壓力高時，輸出流量??；壓力低時，輸出流量大。優(yōu)缺點：1）限壓式變量葉片泵根據(jù)負載大小，自動調(diào)節(jié)輸出流量，因此功率損耗較小，可以減少油液發(fā)熱。2）液壓系統(tǒng)中采用變量泵，可節(jié)省液壓元件的數(shù)量，從而簡化了油路系統(tǒng)。3）泵本身的結構復雜，泄漏量大，流量脈動較嚴重，致使執(zhí)行元件的運動不夠平穩(wěn)。4）存在徑向力不平衡問題，影響軸承的壽命，噪音也大。6．答：雙聯(lián)泵：同一根傳動軸帶動兩個泵的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，泵的吸油口是公共的，壓油口各自分開。泵輸出的兩股流量可單獨使用，也可并聯(lián)使用。雙級泵：同一根傳動軸帶動兩個泵的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，第一級泵輸出的具有一定壓力的油液進入第二級泵，第二級泵將油液進一步升壓輸出。因此雙級泵具有單泵兩倍的壓力。7．答：液壓泵的密閉工作容積在吸滿油之后向壓油腔轉(zhuǎn)移的過程中，形成了一個閉死容積。如果這個閉死容積的大小發(fā)生變化，在閉死容積由大變小時，其中的油液受到擠壓，壓力急劇升高，使軸承受到周期性的壓力沖擊，而且導致油液發(fā)熱；在閉死容積由小變大時，又因無油液補充產(chǎn)生真空，引起氣蝕和噪聲。這種因閉死容積大小發(fā)生變化導致壓力沖擊和氣蝕的現(xiàn)象稱為困油現(xiàn)象。困油現(xiàn)象將嚴重影響泵的使用壽命。原則上液壓泵都會產(chǎn)生困油現(xiàn)象。外嚙合齒輪泵在嚙合過程中，為了使齒輪運轉(zhuǎn)平穩(wěn)且連續(xù)不斷吸、壓油，齒輪的重合度ε必須大于1，即在前一對輪齒脫開嚙合之前，后一對輪齒已進入嚙合。在兩對輪齒同時嚙合時，它們之間就形成了閉死容積。此閉死容積隨著齒輪的旋轉(zhuǎn)，先由大變小，后由小變大。因此齒輪泵存在困油現(xiàn)象。為消除困油現(xiàn)象，常在泵的前后蓋板或浮動軸套（浮動側板）上開卸荷槽，使閉死容積限制為最小，容積由大變小時與壓油腔相通，容積由小變大時與吸油腔相通。在雙作用葉片泵中，因為定子圓弧部分的夾角>配油窗口的間隔夾角>兩葉片的夾角，所以在吸、壓油配流窗口之間雖存在閉死容積，但容積大小不變化，所以不會出現(xiàn)困油現(xiàn)象。但由于定子上的圓弧曲線及其中心角都不能做得很準確，因此仍可能出現(xiàn)輕微的困油現(xiàn)象。為克服困油現(xiàn)象的危害，常將配油盤的壓油窗口前端開一個三角形截面的三角槽，同時用以減少油腔中的壓力突變，降低輸出壓力的脈動和噪聲。此槽稱為減振槽。在軸向柱塞泵中，因吸、壓油配流窗口的間距≥缸體柱塞孔底部窗口長度，在離開吸（壓）油窗口到達壓（吸）油窗口之前，柱塞底部的密閉工作容積大小會發(fā)生變化，所以軸向柱塞泵存在困油現(xiàn)象。人們往往利用這一點，使柱塞底部容積實現(xiàn)預壓縮（預膨脹），待壓力升高（降低）接近或達到壓油腔（吸油腔）壓力時再與壓油腔（吸油腔）連通，這樣一來減緩了壓力突變，減小了振動、降低了噪聲。8．答：1）柱塞端面是承受油壓的工作面，動力是通過柱塞本身傳遞的。2）柱塞缸只能在壓力油作用下作單方向運動，為了得到雙向運動，柱塞缸應成對使用，或依靠自重（垂直放置）或其它外力實現(xiàn)。3）由于缸筒內(nèi)壁和柱塞不直接接觸，有一定的間隙，因此缸筒內(nèi)壁不用加工或只做粗加工，只需保證導向套和密封裝置部分內(nèi)壁的精度，從而給制造者帶來了方便。4）柱塞可以制成空心的，使重量減輕，可防止柱塞水平放置時因自重而下垂。9．答：液壓缸高壓腔中的油液向低壓腔泄漏稱為內(nèi)泄漏，液壓缸中的油液向外部泄漏叫做外泄漏。由于液壓缸存在內(nèi)泄漏和外泄漏，使得液壓缸的容積效率降低，從而影響液壓缸的工作性能，嚴重時使系統(tǒng)壓力上不去，甚至無法工作；并且外泄漏還會污染環(huán)境，因此為了防止泄漏的產(chǎn)生，液壓缸中需要密封的地方必須采取相應的密封措施。液壓缸中需要密封的部位有：活塞、活塞桿和端蓋等處。常用的密封方法有三種：１）間隙密封這是依靠兩運動件配合面間保持一很小的間隙，使其產(chǎn)生液體摩擦阻力來防止泄漏的一種密封方法。用該方法密封，只適于直徑較小、壓力較低的液壓缸與活塞間密封。為了提高間隙密封的效果，在活塞上開幾條環(huán)形槽,這些環(huán)形槽的作用有兩方面，一是提高間隙密封的效果，當油液從高壓腔向低壓腔泄漏時,由于油路截面突然改變，在小槽內(nèi)形成旋渦而產(chǎn)生阻力，于是使油液的泄漏量減少；另一是阻止活塞軸線的偏移，從而有利于保持配合間隙，保證潤滑效果，減少活塞與缸壁的磨損，增加間隙密封性能。2）橡膠密封圈密封按密封圈的結構形式不同有Ｏ型、Ｙ型、Yx型和Ｖ型密封圈，Ｏ形密封圈密封原理是依靠Ｏ形密封圈的預壓縮，消除間隙而實現(xiàn)密封。Ｙ型、Yx型和Ｖ型密封圈是依靠密封圈的唇口受液壓力作用變形，使唇口貼緊密封面而進行密封，液壓力越高，唇邊貼得越緊，并具有磨損后自動補償?shù)哪芰Α?）橡塑組合密封裝置由O型密封圈和聚四氟乙烯做成的格來圈或斯特圈組合而成。這種組合密封裝置是利用O型密封圈的良好彈性變形性能，通過預壓縮所產(chǎn)生的預壓力將格來圈或斯特圈緊貼在密封面上起密封作用。O型密封圈不與密封面直接接觸，不存在磨損、扭轉(zhuǎn)、啃傷等問題，而與密封面接觸的格來圈或斯特圈為聚四氟乙烯塑料，不僅具有極低的摩擦因素（0.02～0.04，僅為橡膠的1/10），而且動、靜摩擦因素相當接近。此外因具有自潤滑性，與金屬組成摩擦付時不易粘著；啟動摩擦力小，不存在橡膠密封低速時的爬行現(xiàn)象。此種密封不緊密封可靠、摩擦力低而穩(wěn)定，而且使用壽命比普通橡膠密封高百倍，應用日益廣泛。10．答：當運動件的質(zhì)量較大，運動速度較高時，由于慣性力較大，具有較大的動量。在這種情況下，活塞運動到缸筒的終端時，會與端蓋發(fā)生機械碰撞，產(chǎn)生很大的沖擊和噪聲，嚴重影響加工精度，甚至引起破壞性事故，所以在大型、高壓或高精度的液壓設備中，常常設有緩沖裝置，其目的是使活塞在接近終端時，增加回油阻力，從而減緩運動部件的運動速度，避免撞擊液壓缸端蓋。11．答：液壓馬達和液壓泵的相同點：1）從原理上講，液壓馬達和液壓泵是可逆的，如果用電機帶動時，輸出的是液壓能（壓力和流量），這就是液壓泵；若輸入壓力油，輸出的是機械能（轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速），則變成了液壓馬達。2）從結構上看，二者是相似的。3）從工作原理上看，二者均是利用密封工作容積的變化進行吸油和排油的。對于液壓泵，工作容積增大時吸油，工作容積減小時排出高壓油。對于液壓馬達，工作容積增大時進入高壓油，工作容積減小時排出低壓油。液壓馬達和液壓泵的不同點：1）液壓泵是將電機的機械能轉(zhuǎn)換為液壓能的轉(zhuǎn)換裝置，輸出流量和壓力，希望容積效率高；液壓馬達是將液體的壓力能轉(zhuǎn)為機械能的裝置，輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，希望機械效率高。因此說，液壓泵是能源裝置，而液壓馬達是執(zhí)行元件。2）液壓馬達輸出軸的轉(zhuǎn)向必須能正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，因此其結構呈對稱性；而有的液壓泵（如齒輪泵、葉片泵等）轉(zhuǎn)向有明確的規(guī)定，只能單向轉(zhuǎn)動，不能隨意改變旋轉(zhuǎn)方向。3）液壓馬達除了進、出油口外，還有單獨的泄漏油口；液壓泵一般只有進、出油口（軸向柱塞泵除外），其內(nèi)泄漏油液與進油口相通。4）液壓馬達的容積效率比液壓泵低；通常液壓泵的工作轉(zhuǎn)速都比較高，而液壓馬達輸出轉(zhuǎn)速較低。另外，齒輪泵的吸油口大，排油口小，而齒輪液壓馬達的吸、排油口大小相同；齒輪馬達的齒數(shù)比齒輪泵的齒數(shù)多；葉片泵的葉片須斜置安裝，而葉片馬達的葉片徑向安裝；葉片馬達的葉片是依靠根部的燕式彈簧，使其壓緊在定子表面，而葉片泵的葉片是依靠根部的壓力油和離心力作用壓緊在定子表面上。12．答：液壓控制閥的共同點：1）結構上，所有的閥都由閥體、閥芯和操縱機構三部分組成。2）原理上，所有的閥都是依靠閥口的開、閉來限制或改變油液的流動和停止的。3）只要有油液流經(jīng)閥口，都要產(chǎn)生壓力降和溫度升高等現(xiàn)象，通過閥口的流量滿足壓力流量方程，式中A為閥口通流面積，Δp為閥口前后壓力差。對液壓控制閥的基本要求：1）動作靈敏，工作可靠，沖擊和振動盡量小。2）閥口全開時，油液通過閥口時的壓力損失要小。3）閥口關閉時密封性能好，不允許有外泄漏。4）所控制的參數(shù)（壓力或流量）穩(wěn)定，受外干擾時變化量小。4）結構要簡單緊湊、安裝調(diào)試維護方便、通用性好。13．答：1)必須保證有足夠的控制壓力，否則不能打開液控單向閥。2)液控單向閥閥芯復位時，控制活塞的控制油腔的油液必須流回油箱。3)防止空氣侵入到液控單向閥的控制油路。4)在采用液控單向閥的閉鎖回路中，因溫度升高往往引起管路內(nèi)壓力上升。為了防止損壞事故，可設置安全閥。5)作充液閥使用時，應保證開啟壓力低、過流面積大。6)在回路和配管設計時，采用內(nèi)泄式液控單向閥，必須保證液流出口側不能產(chǎn)生影響活塞動作的高壓，否則控制活塞容易反向誤動作。如果不能避免這種高壓，則采用外泄式液控單向閥。14．答：1）系統(tǒng)保壓當換向閥的P口被堵塞時，系統(tǒng)保壓。這時液壓泵能用于多執(zhí)行元件液壓系統(tǒng)。2）系統(tǒng)卸載當油口P和O相通時，整個系統(tǒng)卸載。3）換向平穩(wěn)性和換向精度當工作油口A和B各自堵塞時，換向過程中易產(chǎn)生液壓沖擊，換向平穩(wěn)性差，但換向精度高。反之，當油口A和B都與油口O相通時，換向過程中機床工作臺不易迅速制動，換向精度低，但換向平穩(wěn)性好，液壓沖擊也小。4）啟動平穩(wěn)性換向閥中位，如執(zhí)行元件某腔接通油箱，則啟動時該腔因無油液緩沖而不能保證平穩(wěn)啟動。5）執(zhí)行元件在任意位置上停止和浮動當油口A和B接通，臥式液壓缸和液壓馬達處于浮動狀態(tài)，可以通過手動或機械裝置改變執(zhí)行機構位置；立式液壓缸則因自重不能停止在任意位置。15．答：當油壓對閥芯的作用力大于彈簧預緊力時，閥芯開啟，高壓油便通過閥口溢流回油箱。將溢流閥開始溢流時打開閥口的壓力稱為開啟壓力。溢流閥開始溢流時，閥的開口較小，溢流量較少。隨著閥口的溢流量增加，閥芯升高，彈簧進一步被壓縮，油壓上升。當溢流量達到額定流量時，閥芯上升到一定高度，這時的壓力為調(diào)整壓力。16．答：1)由于執(zhí)行元件的啟動壓力在調(diào)定壓力以下，系統(tǒng)中壓力控制閥又具有壓力超調(diào)特性，因此控制順序動作的順序閥的調(diào)定壓力不能太低，否則會出現(xiàn)誤動作。2)順序閥作為卸荷閥使用時，應注意它對執(zhí)行元件工作壓力的影響。由于卸荷閥也可以調(diào)整壓力，旋緊調(diào)整螺釘，壓緊彈簧，使卸荷的調(diào)定壓力升高；旋松調(diào)整螺釘，放松彈簧，使卸荷的調(diào)定壓力降低，這就使系統(tǒng)工作壓力產(chǎn)生了差別，應充分注意。3)順序閥作為平衡閥使用時，要求它必須具有高度的密封性能，不能產(chǎn)生內(nèi)部泄漏，使它能長時間保持液壓缸所在位置，不因自重而下滑。17．答：順序閥是利用壓力控制閥口通斷的壓力閥類，其控制壓力由調(diào)壓彈簧的壓縮量調(diào)定。當順序閥的出口壓力油去工作時，為保證控制壓力穩(wěn)定在一定值，應使控制壓力通過閥芯直接與調(diào)壓彈簧力相比較，即閥芯彈簧端泄油腔壓力應為零。為此可通過一個外接油口將其與油箱接通，這就是“外泄”。如果順序閥的出口直接接回油箱，則閥芯彈簧端可通過閥體內(nèi)部通道與出口連通，閥芯彈簧端泄油腔壓力也為零，這就是“內(nèi)泄”。不管順序閥出口壓力油是否去工作，都可采用外泄式結構，只是在順序閥出口接回油箱的場合，多用一根油管。18．答：調(diào)速閥是由節(jié)流閥和減壓閥串聯(lián)而成。調(diào)速閥進口的油液壓力為p1，經(jīng)減壓閥流到節(jié)流閥的入口，這時壓力降到p2再經(jīng)節(jié)流閥到調(diào)速閥出口，壓力由p2又降到p3。油液作用在減壓閥閥芯左、右兩端的作用力為（p3A+Ft）和p2A，其中A為減壓閥閥芯面積，F(xiàn)t為彈簧力。當閥芯處于平衡時（忽略彈簧力），則p2A=p3A+Ft，p2－p3＝Ft/A＝常數(shù)。為了保證節(jié)流閥進、出口壓力差為常數(shù)，則要求p2和p3必須同時升高或降低同樣的值。當進油口壓力p1升高時，p2也升高，則閥芯右端面的作用力增大，使閥芯左移，于是減壓閥的開口減小，減壓作用增強，使p2又降低到原來的數(shù)值；當進口壓力p1降低時，p2也降低，閥芯向右移動，開口增大，減壓作用減弱，使p2升高，仍恢復到原來數(shù)值。當出口壓力p3升高時，閥芯向右移動，減壓閥開口增大，減壓作用減弱，p2也隨之升高；當出口壓力p3減小時，閥芯向左移動，減壓閥開口減小，減壓作用增強了，因而使p2也降低了。這樣，不管調(diào)速閥進、出口的壓力如何變化，調(diào)速閥內(nèi)的節(jié)流閥前后的壓力差（p2－p3）始終保持不變，所以通過節(jié)流閥的流量基本穩(wěn)定，從而保證了執(zhí)行元件運動速度的穩(wěn)定。19．答：調(diào)速閥與旁通型調(diào)速閥都是壓力補償閥與節(jié)流閥復合而成，其壓力補償閥都能保證在負載變化時節(jié)流閥前后壓力差基本不變，使通過閥的流量不隨負載的變化而變化。用旁通型調(diào)速閥調(diào)速時，液壓泵的供油壓力隨負載而變化的，負載小時供油壓力也低，因此功率損失較小；但是該閥通過的流量是液壓泵的全部流量，故閥芯的尺寸要取得大一些；又由于閥芯運動時的摩擦阻力較大，因此它的彈簧一般比調(diào)速閥中減壓閥的彈簧剛度要大。這使得它的節(jié)流閥前后的壓力差值不如調(diào)速閥穩(wěn)定，所以流量穩(wěn)定性不如調(diào)速閥。旁通型調(diào)速閥適用于對速度穩(wěn)定性要求稍低一些、而功率較大的節(jié)流調(diào)速回路中。液壓系統(tǒng)中使用調(diào)速閥調(diào)速時，系統(tǒng)的工作壓力由溢流閥根據(jù)系統(tǒng)工作壓力而調(diào)定，基本保持恒定，即使負載較小時，液壓泵也按此壓力工作，因此功率損失較大；但該閥的減壓閥所調(diào)定的壓力差值波動較小，流量穩(wěn)定性好，因此適用于對速度穩(wěn)定性要求較高，而功率又不太大的節(jié)流調(diào)速回路中。旁通型調(diào)速閥只能安裝在執(zhí)行元件的進油路上，而調(diào)速閥還可以安裝在執(zhí)行元件的回油路、旁油路上。這是因為旁通型調(diào)速閥中差壓式溢流閥的彈簧是弱彈簧，安裝在回油路或旁油路時，其中的節(jié)流閥進口壓力建立不起來，節(jié)流閥也就起不到調(diào)節(jié)流量的作用。20．答：在液壓系統(tǒng)中設置背壓回路，是為了提高執(zhí)行元件的運動平穩(wěn)性或減少爬行現(xiàn)象。這就要在回油路上設置背壓閥，以形成一定的回油阻力，一般背壓為0.3～0.8MPa，背壓閥可以是裝有硬彈簧的單向閥、順序閥，也可以是溢流閥、節(jié)流閥等。無論是平衡回路，還是背壓回路，在回油管路上都存在背壓，故都需要提高供油壓力。但這兩種基本回路的區(qū)別在于功用和背壓的大小不同。背壓回路主要用于提高進給系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提高加工精度，所具有的背壓不大。平衡回路通常是用于立式液壓缸或起重液壓馬達平衡運動部件的自重，以防運動部件自行下滑發(fā)生事故，其背壓應根據(jù)運動部件的重量而定。21．答：圖a為采用單向順序閥的平衡回路，運動平穩(wěn)性好，但順序閥的調(diào)定壓力取決于活塞部件的重量，運動時消耗在順序閥的功率損失較大。由于順序閥是滑閥結構，鎖緊性能較差。多用于重物為恒負載場合。圖b為采用遠控平衡閥的平衡回路，遠控平衡閥是一種特殊結構的遠控順序閥，它不但具有很好的密封性，能起到長時間的鎖閉定位作用，而且閥口大小能自動適應不同負載對背壓的要求，保證了活塞下降速度的穩(wěn)定性不受載荷變化的影響，且功率損失小。這種遠控平衡閥又稱為限速鎖。多用于變負載場合。圖c為采用液控單向閥的平衡回路，由于液控單向閥是錐面密封，故鎖閉性能好。單向閥接通后液壓缸不產(chǎn)生背壓，功率損失小。但最大的缺點是運動平穩(wěn)性差，這是因為活塞下行過程中，控制油失壓而使液控單向閥時開時關，致使活塞下降斷斷續(xù)續(xù)。為此應在回油路上串聯(lián)一單向節(jié)流閥，活塞部件的重量由節(jié)流閥產(chǎn)生的背壓平衡，保證控制油路有一定壓力，其運動平穩(wěn)性和功率損失與節(jié)流閥開口大小有關。22．答：在多缸液壓系統(tǒng)中，如果要求執(zhí)行元件以相同的位移或相同的速度運動時，應采用同步回路。從理論上講，只要兩個液壓缸的有效面積相同、輸入的流量也相同的情況下，應該做出同步動作。但是，實際上由于負載分配的不均衡，摩擦阻力不相等，泄漏量不同，均會使兩液壓缸運動不同步，因此需要采用同步回路。同步回路的控制方法一般有三種：容積控制、流量控制和伺服控制。容積式同步回路如串聯(lián)缸的同步回路、采用同步缸（同步馬達）的同步回路，其同步精度不高，為此回路中可設置補償裝置；流量控制式同步回路如用調(diào)速閥的同步回路、用分流集流閥的同步回路，其同步精度較高（主要指后者）；