液压控制系统王春行版课后题答案 ()

第

二章

思考题

1、为什么把液压控制阀称为液压放大元件？

答：因为液压控制阀将输入的机械信号（位移）转换为液压信号（压力、流量）输出，并进行功率放大，移动阀芯所需要的信号功率很小，而系统的输出功率却可以很大。 2、什么是理想滑阀？什么是实际滑阀？

答： 理想滑阀是指径向间隙为零，工作边锐利的滑阀。

实际滑阀是指有径向间隙，同时阀口工作边也不可避免地存在小圆角的滑阀。 4、什么叫阀的工作点？零位工作点的条件是什么？

答：阀的工作点是指压力-流量曲线上的点，即稳态情况下，负载压力为p L ，阀位移x V 时，阀的负载流量为q L 的位置。

零位工作点的条件是 q =p =x =0L L V 。

5、在计算系统稳定性、响应特性和稳态误差时，应如何选定阀的系数？为什么？ 答：流量增益q q =

x L

V

K ??，为放大倍数，直接影响系统的开环增益。 流量-压力系数c q =-

p L

L

K ??，直接影响阀控执行元件的阻尼比和速度刚度。 压力增益p p =

x L

V

K ??，表示阀控执行元件组合启动大惯量或大摩擦力负载的能力 当各系数增大时对系统的影响如下表所示。

7、径向间隙对零开口滑阀的静态特性有什么影响？为什么要研究实际零开口滑阀的泄漏特性？ 答：理想零开口滑阀c0=0K ，p0=K ∞，而实际零开口滑阀由于径向间隙的影响，存在泄漏流量

2c

c0r =

32W K πμ

，p0c

=

K ，两者相差很大。

理想零开口滑阀实际零开口滑阀因有径向间隙和工作边的小圆角，存在泄漏，泄漏特性决定了阀的性能，用泄漏流量曲线可以度量阀芯在中位时的液压功率损失大小，用中位泄漏流量曲线来判断阀的加工配合质量。

9、什么是稳态液动力？什么是瞬态液动力？

答：稳态液动力是指，在阀口开度一定的稳定流动情况下，液流对阀芯的反作用力。

瞬态液动力是指，在阀芯运动过程中，阀开口量变化使通过阀口的流量发生变化，引起阀腔内液流速度随时间变化，其动量变化对阀芯产生的反作用力。

习题

1、有一零开口全周通油的四边滑阀，其直径-3

d=810m ?，径向间隙-6

c r =510m ?，供油压力

5s p =7010a P ?，采用10号航空液压油在40C 。工作，流量系数d C =0.62，求阀的零位系数。

解：零开口四边滑阀的零位系数为：

零位流量增益

q0

d K C =零位流量-压力系数 2c c0r 32W

K πμ

=

零位压力增益

p0c

K =

将数据代入得

2、已知一正开口量-3=0.0510m U ?的四边滑阀，在供油压力5

s p =7010a P ?下测得零位泄露流量

c q =5min

L

，求阀的三个零位系数。

解：正开口四边滑阀的零位系数为：

零位流量增益 c

q0

q K U

=

零位流量-压力系数 c

c0s

q 2p K =

零位压力增益 q0s

p0c0

2p K K K U

=

=

将数据代入得

第三章

思考题

1、 什么叫液压动力元件？有哪些控制方式？有几种基本组成类型？

答：液压动力元件（或称为液压动力机构）是由液压放大元件（液压控制元件）和液压执行元件组成的。控制方式可以是液压控制阀，也可以是伺服变量泵。有四种基本形式的液压动力元件：阀控液压缸、阀控液压马达、泵控液压缸和泵控液压马达。

4、 何谓液压弹簧刚度？为什么要把液压弹簧刚度理解为动态刚度？ 答：液压弹簧刚度2

e p

h

t

4A K V β=

，它是液压缸两腔完全封闭由于液体的压缩性所形成的液压弹簧的

刚度。因为液压弹簧刚度是在液压缸两腔完全封闭的情况下推导出来的，实际上由于阀的开度和液压缸的泄露的影响，液压缸不可能完全封闭，因此在稳态下这个弹簧刚度是不存在的。但在动态时，在一定的频率范围内泄露来不及起作用，相当于一种封闭状态，因此液压弹簧刚度应理解为动态刚度。

习题

1、有一阀控液压马达系统，已知：液压马达排量为3

-6

m m =610rad

D ?，马达容积效率为95%，额

定流量为3-4

n m q =6.6610

s

?，额定压力5

n p =14010a P ?，高低压腔总容积-4

3

t V =310m ?。拖动

纯惯性负载，负载转动惯量为2

t =0.2kg m J ?，阀的流量增益2

q m

=4s

K ，流量-压力系数

3

-16c m

=1.510s Pa

K ??，液体等效体积弹性模量8

e =710a P β?。试求出以阀芯位移v x 为输入，

液压马达转角m θ为输出的传递函数。 解：由阀控液压马达的三个基本方程

可得

()q

m

m

32

t c tm t t 22

e m m

s s s 4V

K D J K C X V J D D θβ=

+++

马达的容积效率 n v n

q q

q η-?=

且 tm n q p C ?= 得 ()

n v 123tm

n

q 1 2.3810m s a p C P η--=

=??

代入数据得 ()

5

m

4226.6710s 5.9510s 1.3210s 1V X θ--?=

?+?+ 2、阀控液压缸系统，液压缸面积-4

2p =15010

m A ?，活塞行程L=0.6m ，阀至液压缸的连接管路长度

l=1m ，管路截面积-4

2

a=1.7710m ?，负载质量t m =2000kg ，阀的流量-压力系数

3

-12c m

=5.210s Pa

K ??。求液压固有频率h ω和液压阻尼比h ζ。计算时，取8

e =710a P β?，

3

kg

=870m ρ。

解：总压缩体积 33t

p al 9.17710m V A L -=+=?

管道中油液的等效质量 2p

02

m a l 1106kg a

A ρ

=??=

液压缸两腔的油液质量 1p m 7.38kg A L ρ=??= 则折算到活塞上的总质量 t t 01m m +m +m 3113kg ==，

所以液压固有频率

h 148.5rad ω=

=

液压阻尼比

3h 5.3410ζ-==?

4、有一四边滑阀控制的双作用液压缸，直接拖动负载作简谐运动。已知：供油压力5

s p 14010a P =?，负载质量t m 300kg =，负载位移规律为p m x x sin t ω=，负载移动的最大振幅2

m x 810m -=?，角频率30rad ω=。试根据最佳负载匹配求液压缸面积和四边阀的最大开面积m x V W 。计算时，取

d 0.62C =，3870kg m ρ=。 解：负载速度 p m x x cos t L υωω==&

负载力 2

t p t m F m x m x sin t L ωω==-&&

功率

32t m 1

F m x sin 2t 2

L L N υωω=?=

则在2t=

2

π

ω时，负载功率最大

最大功率点的负载力

*

2t m m x 2L F ω=

最大功率点的负载速度

*

m x 2

L υ=

故液压缸面积 *

32p s 1.6410m 2p 3

L F A -==? 由于最大空载流量

*

0m p d x q V L C W υ=

=可求得四边阀的最大开面积

m

*

52x

6.1310m V W υ-=

=?

第四章

思考题

1、 什么是机液伺服系统？机液伺服系统有什么优缺点？

答：由机械反馈装置和液压动力元件所组成的反馈控制系统称为机械液压伺服系统。机液伺服系统结构简单、工作可靠、容易维护。

2、 为什么机液位置伺服系统的稳定性、响应速度和控制精度由液压动力元件的特性所定？

答：为了使系统稳定，v h K ω<

（0.2～0.4），穿越频率c ω稍大于开环放大系数v K 而系统的频宽又稍大于c ω，即开环放大系数越大，系统的响应速度越快，系统的控制精度也越高，而v K 取决于

f q p K K A 、、，所以说机液位置伺服系统的稳定性、响应速度和控制精度由液压动力元件的特性所定。

3、 为什么在机液位置伺服系统中，阀流量增益的确定很重要？

答：开环放大系数越大，系统的响应速度越快，系统的控制精度也越高，而v K 取决于f q p K K A 、、，在单位反馈系统中，v K 仅由q K 和p A 所确定，而p A 主要由负载的要求确定的，因此v K 主要取决于

q K ，所以在机液位置伺服系统中，阀流量增益的确定很重要。

5、低阻尼对液压伺服系统的动态特性有什么影响？如何提高系统的阻尼？这些方法各有什么优缺点？

答：低阻尼是影响系统的稳定性和限制系统频宽的主要因素之一。提高系统的阻尼的方法有以下几种：

1）设置旁路泄露通道。在液压缸两个工作腔之间设置旁路通道增加泄露系数tp C 。缺点是增大了功率损失，降低了系统的总压力增益和系统的刚度，增加外负载力引起的误差。另外，系统性能受温度变化的影响较大。

2）采用正开口阀，正开口阀的c0K 值大，可以增加阻尼，但也要使系统刚度降低，而且零位泄漏量引起的功率损失比第一种办法还要大。另外正开口阀还要带来非线性流量增益、稳态液动力变化等问题。

3）增加负载的粘性阻尼。需要另外设置阻尼器，增加了结构的复杂性。

4）在液压缸两腔之间连接一个机-液瞬态压力反馈网络，或采用压力反馈或动压反馈伺服阀。 6、考虑结构刚度的影响时，如何从物理意义上理解综合刚度？

答：结构感度与负载质量构成一个结构谐振系统，而结构谐振与液压谐振相互耦合，又形成一个液压-机械综合谐振系统。该系统的综合刚度n K 是液压弹簧刚度h K 和结构刚度s1K 、s2K 串联后的刚度，它小于液压弹簧刚度和结构刚度。

7、考虑连接刚度时，反馈连接点对系统的稳定性有什么影响？ 答：1）全闭环系统

对于惯性比较小和结构刚度比较大的伺服系统， s h ωω＞＞，因而可以认为液压固有频率就是综合谐振频率。此时系统的稳定性由液压固有频率h ω和液压阻尼比n ζ所限制。有些大惯量伺服系统，往往是s h ωω＜＜，此时，综合谐振频率就近似等于结构谐振频率，结构谐振频率成为限制整个液压伺服系统频宽的主要因素。 2）半闭环系统

如果反馈从活塞输出端P X 引出构成半闭环系统，此时开环传递函数中含有二阶微分环节，当谐振频率s2ω与综合谐振频率n ω靠的很近时，反谐振二阶微分环节对综合谐振有一个对消作用，使得综合谐振峰值减小，从而改善了系统的稳定性。

习题

1、如图4-15所示的机液位置伺服系统，供油压力5s p 2010a P =?，滑阀面积梯度2

210m W -=?，液压缸面积42p

2010m A -=?，液压固有频率h rad 320s ω=，阻尼比h 0.2ζ=。求增益裕量为6dB

时反馈杠杆比1f 2

l l K =

为多少？计算时，取d 0.62C =，3kg 870m ρ=。

解：由图可得： v i i f p x k x k x =- 其中 12i 2l l k =

l + 1f 2

l

k =l 又因为 v g h h

k k 20lg

2ζω=-

所以 v p f

q

k k 0.22k A =

=

2、如图4-16所示机液伺服系统，阀的流量增益为q K ，流量-压力系数c K ，活塞面积p A ，活塞杆与负载连接刚度s K ，负载质量m L ，总压缩容积t V ，油的体积弹性模量e β，阀的输入位移i x ，活塞输出位移p x ，求系统的稳定条件。

解：由图可知，该系统为半闭环系统，且半闭环系统的稳定条件为

其中： 综合阻尼比 c n n 2

=

2L

P

K M A ζω 综合谐振频率

n

ω=

结构谐振频率

s

ω=

液压弹簧刚度 2

e p

h

t 4A K V β=

开环放大系数 q f v

p

K K K A =

反馈放大系数 1

f 12

l l l K =

+ 综上所述，将各系数代入不等式，可得系统的稳定条件为：

第五章

1、已知电液伺服阀在线性区域内工作时，输入差动电流i 10m A ?=，负载压力5

p 2010a L P =?，负载流量q 60min

L

L

=。求此电液伺服阀的流量增益及压力增益。

解：电液伺服阀的流量增益为 3q q m 0.1s i

L

K A =

=?? 压力增益 8p

p a 210i

L

P K A =

=??

2、已知一电液伺服阀的压力增益为5

a

510

m P A

?，伺服阀控制的液压缸面积为42p

5010m A -=?。

要求液压缸输出力4

510F N =?，伺服阀输入电流i ?为多少？ 解：负载压力 7110a L P

F

P P A =

=? 则伺服阀输入电流 i 20m L

P

P A K ?=

= 5、已知电液伺服阀额定流量为10min

L

，额定压力为5

21010

a P ?，额定电流10mA ，功率滑阀为零

开口四边滑阀，其零位泄露流量为额定流量的4%，伺服阀控制的双作用液压缸42p 2010m A -=?，

当伺服阀输入电流为时，求液压缸最大输出速度和最大输出力。 解：流量增益 3

n q n q 1m s 60

K A I =

=?

流量-压力系数 33c n c a n n

q q 4%m 3.1710s p p p K ?=

==??

压力增益 q 10p

c

Pa

5.2510K K A

K =

=?

负载流量为 36

q m q i 1.6710s

L K -=??=?

则液压缸最大输出速度为 4max q m v 8.3310s L

P

A -=

=?

最大输出力为 4

max p i 1.0510L P F A N =???=?

第六章

思考题

6、未加校正的液压伺服系统有什么特点？

答：液压位置伺服系统的开环传递函数通常可以简化为一个积分环节和一个振荡环节，而液压阻尼比一般都比较小，使得增益裕量不足，相位裕量有余。另一个特点是参数变化较大，特别是阻尼比随工作点变动在很大范围内变化。

7、为什么电液伺服系统一般都要加校正装置？在电液位置伺服系统中加滞后校正、速度与加速度反馈校正、压力反馈和动压反馈校正的主要目的是什么？

答：因为在电液伺服系统中，单纯靠调整增益往往满足不了系统的全部性能指标，所以就要在系统中加校正装置。

加滞后校正的主要目的通过提高低频段增益，减小系统的稳态误差，或者在保证系统稳态精度的条件下，通过降低系统高频段的增益，以保证系统的稳定性。

加速度与加速度反馈校正的主要目的是提高主回路的静态刚度，减少速度反馈回路内的干扰和非线性的影响，提高系统的静态精度。

加压力反馈和动压反馈的目的是提高系统的阻尼。

8、电液速度控制系统为什么一定要加校正？加滞后校正和加积分校正有什么不同？

答：系统在穿越频率c ω处的斜率为40d 10oct B -，因此相位裕量很小，特别是在阻尼比n ζ较小时更是如此。这个系统虽属稳定，但是在简化的情况下得出的。如果在c ω和h ω之间有其它被忽略的环节，这时穿越频率处的斜率将变为60d 10dec B -或80d 10dec B -，系统将不稳定。即使开环增益

01K =，系统也不易稳定，因此速度控制系统必须加校正才能稳定工作。

加滞后校正的系统仍然是零型系统，加积分校正的系统为I 型无差系统。 9、在力控制系统中负载刚度对系统特性有何影响？影响了哪些参数？ 答：1）h K K ＞＞，即负载刚度远大于液压弹簧刚度。此时ce h r 2

P K K A ω≈

，0m ωω≈=。二阶振荡环节与二阶微分环节近似对消，系统动态特性主要由液体压缩性形成的惯性环节决定。

2）h K K ＜＜，即负载刚度远小于液压弹簧刚度。此时，ce r 2

P

K K

A ω≈

，0h m ωωω≈=

=

。随着K 降低，r ω、m ω、0ω都要降低，但r ω和m ω降低要多，使m ω和0ω之间的距离增大，0ω处的谐振峰值抬高。

习题

1、如图6-39所示电液位置伺服系统，已知：3

-6

q m

=2010s mA

K ??，3

-6

m m

=510rad

D ? ，

-2m

n=0.0310rad

?，f =50m

V

K ，h rad

=100s

ω，h =0.225ζ。求：

1）系统临界稳定状态时的放大器增益a K 为多少？ 2）幅值裕量为6dB 时的a K 为多少？ 3）系统作-2

m 210s

?等速运动时的位置误差为多少？伺服阀零漂d =0.6m I A ?时引起的静差为多少？

解：1）系统的开环传递函数为 q

a f

m

2

h 2h h n

(s)s 2s s s+1K K K D G H

ζ

ωω??+ ???

（）（）=

则系统的开环增益 q

v a f

m

n K K K K D =（）

由系统的稳定条件 v h h 2K ωζ< 得系统的零界状态时 q

a f h h m

n 2K K K D ωζ=（）

求得 a 750m K A V = 2）幅值裕量g d d K （B ）=6B

即 v h h h h

lg (j )j 20lg 62K G H

ωωωζ=-=-20（）

即

v h h

1

22

K ωζ=

求得 v 22.5rad s K = a 375m K A V = 3）系统作等速运动时的位置误差 伺服阀零漂d =0.6m I A ?时引起的静差

液压课后习题

2-1 已知液压泵的额定压力和额定留量，不计管道压力损失，说明图示各种工况 下液压泵出口处的工作压力值。 解：a)0p = b)0p = c)p p =? d)F p A = e)2m m T p V π= 2-2如图所示，A 为通流截面可变的节流阀，B 为溢流阀。溢流阀的调整压力是 P y ，如不计管道压力损失，试说明，在节流阀通流截面不断增大时，液压泵的出口压力怎样变化？ 答：节流阀A 通流截面最大时，液压泵出口压力P=0，溢流阀B 不打开，阀A 通流截面逐渐关小时，液压泵出口压力逐渐升高，当阀A 的通流截面关小到某一值时，P 达到P y ，溢流阀B 打开。以后继续关小阀A 的通流截面，P 不升高，维持P y 值。 2-3试分析影响液压泵容积效率v η的因素。 答：容积效率表征容积容积损失的大小。 由1v t t q q q q η?= =- 可知：泄露量q ?越大，容积效率越小 而泄露量与泵的输出压力成正比，因而有 111v t n k k p q v η= =- 由此看出，泵的输出压力越高，泄露系数越大，泵排量越小，转速越底，那么容积效率就越小。

2-4泵的额定流量为100L/min,额定压力为2.5MPa，当转速为1450r/min时，机械效率为η m ＝0.9。由实验测得，当泵出口压力为零时，流量为106 L/min，压力为2.5 MPa时，流量为100.7 L/min，试求： ①泵的容积效率； ②如泵的转速下降到500r/min，在额定压力下工作时，计算泵的流量为多少？ ③上述两种转速下泵的驱动功率。 解：①通常将零压力下泵的流量作为理想流量，则q t ＝106 L/min 由实验测得的压力为2.5 MPa时的流量100.7 L/min为实际流量，则 η v ＝100.7 /106=0.95=95% ②q t =106×500/1450 L/min =36.55 L/min,因压力仍然是额定压力，故此时泵流量为36.55×0.95 L/min=34.72 L/min。 ③当n=1450r/min时, P=pq/(η v η m )=2.5×106×100.7×10-3/（60×0.95×0.9）w=4.91kw 当n=500r/min时, P=pq/(η v η m )=2.5×106×34.7×10-3/（60×0.95×0.9）w=1.69kw 2-5设液压泵转速为950r/min，排量＝168L/r，在额定压力29.5MPa和同样转速下，测得的实际流量为150L/min，额定工况下的总功率为0.87，试求： (1)泵的理论流量； (2)泵的容积效率； (3)泵的机械效率； (4)泵在额定工况下，所需电机驱动功率； (5)驱动泵的转矩。 解：① q t ＝V p n=168×950 L/min =159.6 L/min ②η v =q/q t =150/159.6=94% ③η m =η/ηv =0.87/0.9398=92.5% ④ P=p q/η =29.5×106×150×10-3/（60×0.87）w=84.77kw ⑤因为η=p q/T ω

液压控制系统(王春行编)课后题答案

第二章 思考题 1、为什么把液压控制阀称为液压放大元件？ 答：因为液压控制阀将输入的机械信号（位移）转换为液压信号（压力、流量）输出，并进行功率放大，移动阀芯所需要的信号功率很小，而系统的输出功率却可以很大。 2、什么是理想滑阀？什么是实际滑阀？ 答： 理想滑阀是指径向间隙为零，工作边锐利的滑阀。 实际滑阀是指有径向间隙，同时阀口工作边也不可避免地存在小圆角的滑阀。 4、什么叫阀的工作点？零位工作点的条件是什么？ 答：阀的工作点是指压力-流量曲线上的点，即稳态情况下，负载压力为p L ，阀位移x V 时，阀的负载流量为q L 的位置。 零位工作点的条件是 q =p =x =0L L V 。 5、在计算系统稳定性、响应特性和稳态误差时，应如何选定阀的系数？为什么？ 答：流量增益q q = x L V K ??，为放大倍数，直接影响系统的开环增益。 流量-压力系数c q =- p L L K ??，直接影响阀控执行元件的阻尼比和速度刚度。 压力增益p p = x L V K ??，表示阀控执行元件组合启动大惯量或大摩擦力负载的能力 当各系数增大时对系统的影响如下表所示。 7、径向间隙对零开口滑阀的静态特性有什么影响？为什么要研究实际零开口滑阀的泄漏特性？ 答：理想零开口滑阀c0=0K ，p0=K ∞，而实际零开口滑阀由于径向间隙的影响，存在泄漏 流量2c c0r = 32W K πμ ，p0c K ，两者相差很大。

理想零开口滑阀实际零开口滑阀因有径向间隙和工作边的小圆角，存在泄漏，泄漏特性决定了阀的性能，用泄漏流量曲线可以度量阀芯在中位时的液压功率损失大小，用中位泄漏流量曲线来判断阀的加工配合质量。 8、理想零开口阀具有线性流量增益，性能比较好，应用最广泛，但加工困难；因为实际阀总存在径向间隙和工作边圆角的影响。 9、什么是稳态液动力？什么是瞬态液动力？ 答：稳态液动力是指，在阀口开度一定的稳定流动情况下，液流对阀芯的反作用力。 瞬态液动力是指，在阀芯运动过程中，阀开口量变化使通过阀口的流量发生变化，引起阀腔内液流速度随时间变化，其动量变化对阀芯产生的反作用力。 习题 1、有一零开口全周通油的四边滑阀，其直径-3 d=810m ?，径向间隙-6c r =510m ?，供油压力5s p =7010a P ?，采用10号航空液压油在40C 。 工作，流量系数d C =0.62，求阀的零位 系数。 解：零开口四边滑阀的零位系数为： 零位流量增益 q0d K C =零位流量-压力系数 2c c0r 32W K πμ = 零位压力增益 p0c K = 将数据代入得 2q0 1.4m s K = 123c0 4.410m s a K P -=?? 11p0 3.1710a m K P =? 2、已知一正开口量-3 =0.0510m U ?的四边滑阀，在供油压力5s p =7010a P ?下测得零位泄 露流量c q =5min L ，求阀的三个零位系数。 解：正开口四边滑阀的零位系数为： 零位流量增益 c q0q K U = 零位流量-压力系数 c c0s q 2p K =

液压与气压传动课后答案

http://210.14.64.62/jpkc/jpkc2007/fs/DH/DH.htm液压精品课程申报表 “液压与气压传动” 习题集 机电工程学院 上海第二工业大学 2006.1

目录 第一章液压与气压传动概述 (3) 第二章液压传动的基础知识 (3) 第三章液压泵与液压马达 (12) 第四章液压缸 (15) 第五章液压基本回路与控制阀 (20) 第六章液压辅助元件 (44) 第七章液压系统实例 (44) 第八章液压系统的设计计算 (47) 第九章液压伺服系统 (47) 第十章气源装置与气动辅件 (49) 第十一章气缸 (49) 第十二章气动控制元件与基本回路 (50)

第一章 液压与气压传动概述 1.1 谓液压传动和气压传动？液压传动和气压传动系统有哪些基本组成部分？各部分的作用是什么？ 1.2 气压传动与液压传动有什么不同? 第二章 液压传动的基础知识 2.1 为什么压力会有多种不同测量与表示单位？ 2.2 为什么说压力是能量的一种表现形式？ 2.3 液压与气压传动中传递力是依据什么原理？ 2.4 为什么能依据雷诺数来判别流态？它的物理意义是什么？ 2.5 伯努利方程的物理含义是什么？ 2.6 试述稳态液动力产生的原因？ 2.7 为什么减缓阀门的关闭速度可以降低液压冲击？ 2.8 为什么在液压传动中对管道内油液的最大流速要加以限制？ 2.9 有半径mm R 100=的钢球堵塞着垂直壁面上直径R d 5.1=的圆孔，当钢球恰好处于平衡状态时，钢球中心与容器液面的距离H 是多少？已知钢密度为3/8000m kg ，液体密度为3 /820m kg 。 题2.9 图 题2.10 图 2.10 喷管流量计直径mm D 50=，喷管出口直径mm d 30=。局部阻力系 数8.0=ζ，油液密度3/800m kg =ρ，喷管前后压力差由水银差压计读数 mm h 175=。试求通过管道的量q 。 2.11 图2. 11为齿轮液压泵，已知转速为min /1500r n =，工作压力为

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2.1 要提高齿轮泵的压力需解决哪些关键问题?通常都采用哪些措施? 解答：（1）困油现象。采取措施：在两端盖板上开卸荷 槽。（2）径向不平衡力：采取措施：缩小压油口直径；增大扫膛处的径向间隙；过渡区连通；支撑上采用滚针轴承或滑动轴承。（3）齿轮泵的泄 漏：采取措施：采用断面间隙自动补偿装置。 ? 2.2 叶片泵能否实现反转?请说出理由并进行分析。解答：叶片泵不允许反转，因为叶片在转子中有安放角，为了提高密封性叶片本身也有方向性。? 2.3 简述齿轮泵、叶片泵、柱塞泵的优缺点及应用场合。 ?解答：（1）齿轮泵: 优点：结构简单，制造方便，价格低廉，体积小，重量轻，自吸性能好，对油液污染不敏感，工作可靠；主要缺点：流量和压力脉动大，噪声大，排量不可调。应用：齿轮泵被广泛地应用于采矿设备，冶金设备，建筑机械，工程机械，农林机械等各个行业。（2）叶片泵：优点：排油均匀，工作平稳，噪声小。缺点：结构较复杂，对油液的污染比较敏感。应用：在精密仪器控制方面应用广泛。（3）柱塞泵：优点：性能较完善，特点是泄漏小，容积效率高，可以在高压下工作。缺点：结构复杂，造价高。应用：在凿岩、冶金机械等领域获得广泛应用。? 2.4 齿轮泵的模数m=4 mm，齿数z=9，齿宽B=18mm，在额定压力下，转速n=2000 r／min时，泵的实际输出流量Q=30 L／min，求泵的容积效率。 ?解答： ηv=q/qt=q/(6.6~7)zm2bn =30/(6.6×9 ×42×18×2000 ×10-6)=0.87 ? ? 2.5 YB63型叶片泵的最高压力pmax=6.3MPa，叶片宽度B=24mm，叶片厚度δ=2.25mm，叶片数z =12，叶片倾角θ=13°,定子曲线长 径R=49mm，短径r=43mm，泵的容积效率ηv=0.90，机械效率ηm=0.90，泵轴转速n=960r／min，试求：(1) 叶片泵的实际流量是多少?(2)叶片泵的输出 功率是多少?解答： ? 2.6 斜盘式轴向柱塞泵的斜盘倾角β=20°，柱塞直径d=22mm，柱塞分布圆直径D=68mm，柱塞数z=7，机械效率ηm=0.90，容积效率ηV=0.97，泵转速n=1450r／min，泵输出压力p=28MPa，试计算：(1)平均理论流量；(2)实际输出的平均流量；(3)泵的输入功率。 ?解答：（1） qt=πd2zDntanβ/4 = π ×0.0222×7×0.068tan20°/4=0.0016 (m3/s) ?（2） q= qt ×ηV=0.0016 ×0.97=0.00155(m3/s) ?（3）N入=N出/ (ηm ηV)=pq/(ηm ηV)?=28 ×106×0. 00155/(0.9 ×0.97)

液压传动-课后习题及解答

第一章绪论 一、填空题 1 、一部完整的机器一般主要由三部分组成， 即 、 、 2 、液体传动是主要利用 能的液体传动。 3 、液压传动由四部分组成即 、 、 、 。 4 、液压传动主要利用 的液体传动。 5 、液体传动是以液体为工作介质的流体传动。包括 和 。 二、计算题： 1:如图 1 所示的液压千斤顶，已知活塞 1 、 2 的直径分别为 d= 10mm ， D= 35mm ，杠杆比 AB/AC=1/5 ，作用在活塞 2 上的重物 G=19.6kN ，要求重物提升高度 h= 0.2m ，活塞 1 的移动速度 v 1 = 0.5m /s 。不计管路的压力损失、活塞与缸体之间的摩擦阻力和泄漏。试求： 1 ）在杠杆作用 G 需施加的力 F ； 2 ）力 F 需要作用的时间； 3 ）活塞 2 的输出功率。

二、课后思考题： 1 、液压传动的概念。 2 、液压传动的特征。 3 、液压传动的流体静力学理论基础是什么？ 4 、帕斯卡原理的内容是什么？ 5 、液压传动系统的组成。 6 、液压系统的压力取决于什么？ 第一章绪论答案 一、填空题 第1空：原动机；第2空：传动机；第3空：工作机；第4空：液体动能; 第5空 ：液压泵； 6 ：执行元件； 7 ：控制元件； 8 ：辅助元件； 9 ：液体压力能； 10 ：液力传动； 11 ：液压传动 二、计算题：

答案： 1 ）由活塞 2 上的重物 G 所产生的液体压力 =20×10 6 Pa 根据帕斯卡原理，求得在 B 点需施加的力 由于 AB/AC=1/5 ，所以在杠杆 C 点需施加的力 2 ）根据容积变化相等的原则 求得力 F 需施加的时间 3 ）活塞 2 的输出功率

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第2章习题 1-1液压缸直径D=150mm ，活塞直径d=100mm ，负载F=5 104N 。若不计液压油自重及活塞及缸体质量，求如下图a,图b 两种情况下的液压缸内压力。 （a ）：设液压缸压力为p 根据流体静力学原理，活塞处于静力平衡状态，有： F=p ·πd 2 /4 p=4F/πd 2=20 104/3.14 0.12 p=6.37 106 pa （b ）：设液压缸压力为p 根据流体静力学原理，活塞处于静力平衡状态，有： F=p ·πD 2 /4 p=4F/πD 2=20 104/3.14 0.152 p=2.83 106 pa 此题做法有待于考虑 F=p ·Πd 2 /4 p=4F/Πd 2=20 104/3.14 0.12 p=6.37 106 pa 1-2如图所示 的开式水箱（水箱液面与大气相通）。其侧壁开一小孔，水箱液面与小孔中心距离为h 。水箱足够大，h 基本不变（即小孔流出水时，水箱液面下降速度近似等于0）。不计损失，求水从小孔流出的速度（动能修正系数设为1）。（提示，应用伯努利方程求解） 解：取水箱液面为1-1过流断面，小孔的外部截面为2-2过流断面，设大气压为p 1 根据伯努力方程： 1-3判定管内流态：(1)圆管直径d=160mm ，管内液压油速度u=3m/s ；液压油运动黏度 =114mm 2/s ； (2)圆管直径d=10cm ，管内水的流速u=100cm/s 。假定水温为20 C （相应运动粘度为1.308mm 2/s 。 解：管内流态根据雷诺数判断. 雷诺数计算公式： (1)： 管内液流状态为：湍流状态 （2）232076452101.30810.1Re 6 - =??= 管内液流状态为：湍流状态 1-4 如图，液压泵从油箱吸油，吸油管直径 d=10cm ，泵的流量为 Q=180L/min, 油液的运动粘度υ=20 x10-6 m 2/s ，密度ρ=900kg/m 3，当泵入口处的真空度 p =0.9x105pa 时，求泵最大允许吸油的高度 h 。 （提示：运用伯努利方程与压力损失理论） 解：取油箱液面为1-1过流断面，油泵进油口为2-2过流断面，设大气压为p 0 由伯努力方程得： 判断油管的流动状态： 油管的流态为层流：动能修正系数为：22=α 局部压力损失----沿程压力损失： 层流状态：e /64R =λ 2 382.09001.0e 642 ?=?h R p f =21.99h 带入伯努力方程得：

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第二章 液压放大元件 习题 1. 有一零开口全周通油的四边滑阀，其直径m d 3108-?=，径向间隙 m r c 6105-?=，供油压力Pa p s 51070?=，采用10号航空液压油在40C ?工作，流 量系数62.0=d C ，求阀的零位系数。s pa ??=-2104.1μ3/870m kg =ρ 解：对于全开口的阀，d W π= 由零开口四边滑阀零位系数 2. 已知一正开口量m U 31005.0-?=的四边滑阀，在供油压力Pa p s 51070?=下测得零位泄漏流量min /5L q c =，求阀的三个零位系数。 解：正开口四边滑阀零位系数ρ s d q p w c k 20= s s d co p p wu c k ρ = ρ s d c p wu c q 2= 3. 一零开口全周通油的四边滑阀，其直径m d 3108-?=，供油压力 Pa p s 510210?=，最大开口量m x m 30105.0-?=，求最大空载稳态液动力。 解：全开口的阀d W π= 最大空载液动力： 4. 有一阀控系统，阀为零开口四边滑阀，供油压力Pa p s 510210?=，系统稳定性要求阀的流量增益s m K q /072.220=，试设计计算滑阀的直径d 的最大开口量 m x 0。计算时取流量系数62.0=d C ，油液密度3/870m kg =ρ。 解：零开口四边滑阀的流量增益： 故m d 31085.6-?= 全周开口滑阀不产生流量饱和条件

5. 已知一双喷嘴挡板阀，供油压力Pa p s 510210?=，零位泄漏流量 s m q c /105.736-?=，设计计算N D 、0f x 、0D ，并求出零位系数。计算时取8.00d =C ， 64.0df =C ，3/870m kg =ρ。 解：由零位泄漏量 ρπs f N df c p X D C q 02???= 即16 0N f D X = 得： mm p C q D s df c N 438.0216=??= ρ π 则： 若： 8.00 =d df C C ， 16 10= N f D X 则mm D D N 193.044.00== 第三章 液压动力元件 习题 1. 有一阀控液压马达系统，已知：液压马达排量为rad m D m /10636-?=，马达容积效率为95%，额定流量为s m q n /1066.634-?=，额定压力Pa p n 510140?=，高低压腔总容积34103m V t -?=。拖动纯惯性负载，负载转动惯量为2 2.0m kg J t ?=，阀的流量增益s m K q /42=，流量-压力系数Pa s m K c ??=-/105.1316。液体等效体积弹性模量Pa 8e 107?=β。试求出以阀芯位移V x 为输入，液压马达转角m θ为输出的传递函数。 解：解：由阀控液压马达的三个基本方程 由阀控液压马达的三个基本方程 可得 ()q m m 32 t c tm t t 22 e m m s s s 4V K D J K C X V J D D θβ= +++

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《液压与气压传动》习题解答 第1章液压传动概述 １、何谓液压传动？液压传动有哪两个工作特性？ 答：液压传动是以液体为工作介质，把原动机的机械能转化为液体的压力能，通过控制元件将具有压力能的液体送到执行机构，由执行机构驱动负载实现所需的运动和动力，把液体的压力能再转变为工作机构所需的机械能，也就是说利用受压液体来传递运动和动力。液压传动的工作特性是液压系统的工作压力取决于负载，液压缸的运动速度取决于流量。 ２、液压传动系统有哪些主要组成部分？各部分的功用是什么？ 答：⑴动力装置：泵，将机械能转换成液体压力能的装置。⑵执行装置：缸或马达，将液体压力能转换成机械能的装置。⑶控制装置：阀，对液体的压力、流量和流动方向进行控制和调节的装置。⑷辅助装置：对工作介质起到容纳、净化、润滑、消声和实现元件间连接等作用的装置。⑸传动介质：液压油，传递能量。 ３、液压传动与机械传动、电气传动相比有哪些优缺点？ 答：液压传动的优点：⑴输出力大,定位精度高、传动平稳，使用寿命长。 ⑵容易实现无级调速，调速方便且调速围大。⑶容易实现过载保护和自动控制。⑷机构简化和操作简单。 液压传动的缺点：⑴传动效率低，对温度变化敏感，实现定比传动困难。⑵出现故障不易诊断。⑶液压元件制造精度高，⑷油液易泄漏。 第２章液压传动的基础知识 1、选用液压油有哪些基本要求？为保证液压系统正常运行，选用液压油要考

虑哪些方面？ 答：选用液压油的基本要求：⑴粘温特性好，压缩性要小。⑵润滑性能好，防锈、耐腐蚀性能好。⑶抗泡沫、抗乳化性好。⑷抗燃性能好。选用液压油时考虑以下几个方面，⑴按工作机的类型选用。⑵按液压泵的类型选用。⑶按液压系统工作压力选用。⑷考虑液压系统的环境温度。⑸考虑液压系统的运动速度。⑹选择合适的液压油品种。 2、油液污染有何危害？应采取哪些措施防止油液污染？ 答：液压系统中污染物主要有固体颗粒、水、空气、化学物质、微生物等杂物。其中固体颗粒性污垢是引起污染危害的主要原因。1)固体颗粒会使滑动部分磨损加剧、卡死和堵塞，缩短元件的使用寿命；产生振动和噪声。2)水的侵入加速了液压油的氧化，并且和添加剂一起作用，产生粘性胶质，使滤芯堵塞。3)空气的混入能降低油液的体积弹性模量，引起气蚀，降低其润滑性能。 4)微生物的生成使油液变质，降低润滑性能，加速元件腐蚀。 污染控制贯穿于液压系统的设计、制造、安装、使用、维修等各个环节。在实际工作中污染控制主要有以下措施：1)油液使用前保持清洁。2)合理选用液压元件和密封元件，减少污染物侵入的途径。3)液压系统在装配后、运行前保持清洁。4)注意液压油在工作中保持清洁。5)系统中使用的液压油应定期检查、补充、更换。6)控制液压油的工作温度，防止过高油温造成油液氧化变质。 3、什么是液压油的粘性和粘温特性？为什么在选择液压油时，应将油液的粘度作为主要的性能指标？ 答：液体流动时分子间相互牵制的力称为液体的摩擦力或粘滞力，而液体

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2-6 伯努利方程的意义是什么？该方程的理论式和实际式有什么区别？ 伯努利方程的物理意义：在密闭管道内做恒定运动的理想液体，具有三种形式的能量，即压力能 动能 位能，他们之间可以相互转化，但在管道内任意位置，单位质量的液体包含的这三种能的总和是一定的。 理论式；g h u p g h u p 22 212 11 2 2++=++ρρ 实际式; g h g h a g h p w ++2 = ++ 22 211 11 2 υυαρ 区别：实际液体在管道内流动时，由于液体存在粘性，产生摩擦力，消耗能量，同时管道局部产生形状和尺寸产生变化，所以需要加入修正系数α和能量损失w h 。 2-13,如图所示， d1=20mm.d2=40mm,D1=75mm,D2=125mm,q=25L/min,求v1,v2,q1,q2. s m A q 094.0106010004256=?75????== -21πυ s m A q 034.010 6010004256=?125????==-22πυ 左侧活塞杆运动由两部分产生， 所以q Q d =+4 1 112π υ 得：min 22.23121L d q Q =4 -=1 π υ 同理得；44.222=Q 2-29如图所示，柱塞受F=100N,的固定力作用而下落，缸中油液经缝隙泻出。设缝隙厚度 δ=0.05mm,缝隙长度l=80mm,柱塞直径d=20mm,油的动力粘度μ=50?310-Pa s ?.求柱塞和 缸孔同心时，下落0.1所需要的时间是多少。

02 1u d p l d q δπμδπ-12=3 1 A u q 0= 2 2 4d F A F p π= = 3 联立123得 s m u 401065.1-?= s u l t 2.606== 液压传动第三章3-12 3-16 3-18答案。 3-12.当泵的额定压力和额定流量为已知时，试说明下列各工况下压力表的读数（管道压力损失除图c 为外均忽略不计）。 a:p=0 b:p=F/A c:p= d:p=0 e:p=Pm 3-16.要求设计输出转矩TM=52.5N M,转速nM=30r/min 的液压马达。设液压马达的排量VM=105cm 3/r,求所需要的流量和压力各为多少？（液压马达的机械效率、容积效率均为0.9） 解：（1）q t =V M n M =105×10-3 ×30=3.15L/min

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第三章 3.18 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ηm =0.9。由实验测得，当液压泵的出口压力为零时，流量为106 L/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ηV 是多少？（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）ηv t q q = ==1007106 095.. （2）=??= = =95.01061450 500111v t v q n n Vn q ηη 34.7L/min （3）在第一种情况下： 3 3 6 0109.460 9.010 106105.2?=????= == -m t m t i pq P P ηηW 在第二种情况下： 3 3 6 1 1 011069.195 .0609.010 7.34105.2?=?????= == -m t m t i pq P P ηηW 答：液压泵的容积效率ηV 为0.95，在液压泵转速为500r/min 时，估算其流量为34.7L/min ，液压泵在第一种情况下的驱动功率为4.9?103W ，在第二种情况下的驱动功率为1.69?103 W 。 3.20 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η = 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： 6 3 0111110(1663)10 1316.760 P p q -??+?== = W 工进时液压泵的输出功率为： 6 3 022******** 80060 P p q -???== = W 电动机的功率为： 16468 .07.131601 === η P P 电 W

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` 第二章 思考题 1、为什么把液压控制阀称为液压放大元件 答：因为液压控制阀将输入的机械信号（位移）转换为液压信号（压力、流量）输出，并进行功率放大，移动阀芯所需要的信号功率很小，而系统的输出功率却可以很大。 2、什么是理想滑阀什么是实际滑阀 答：理想滑阀是指径向间隙为零，工作边锐利的滑阀。 实际滑阀是指有径向间隙，同时阀口工作边也不可避免地存在小圆角的滑阀。 4、什么叫阀的工作点零位工作点的条件是什么 | 答：阀的工作点是指压力-流量曲线上的点，即稳态情况下，负载压力为p L ，阀位移x V 时， 阀的负载流量为q L 的位置。 零位工作点的条件是q=p=x=0 L L V 。 5、在计算系统稳定性、响应特性和稳态误差时，应如何选定阀的系数为什么 答：流量增益 q q = x L V K ? ? ，为放大倍数，直接影响系统的开环增益。 流量-压力系数 c q =- p L L K ? ? ，直接影响阀控执行元件的阻尼比和速度刚度。 压力增益 p p = x L V K ? ? ，表示阀控执行元件组合启动大惯量或大摩擦力负载的能力 当各系数增大时对系统的影响如下表所示。 ， 7、径向间隙对零开口滑阀的静态特性有什么影响为什么要研究实际零开口滑阀的泄漏特性 答：理想零开口滑阀 c0=0 K， p0= K∞，而实际零开口滑阀由于径向间隙的影响，存在泄漏

流量2c c0r = 32W K πμ ，p0c K ，两者相差很大。 理想零开口滑阀实际零开口滑阀因有径向间隙和工作边的小圆角，存在泄漏，泄漏特性决定了阀的性能，用泄漏流量曲线可以度量阀芯在中位时的液压功率损失大小，用中位泄漏流量曲线来判断阀的加工配合质量。 9、什么是稳态液动力什么是瞬态液动力 答：稳态液动力是指，在阀口开度一定的稳定流动情况下，液流对阀芯的反作用力。 瞬态液动力是指，在阀芯运动过程中，阀开口量变化使通过阀口的流量发生变化，引起阀腔内液流速度随时间变化，其动量变化对阀芯产生的反作用力。 > 习题 1、有一零开口全周通油的四边滑阀，其直径-3 d=810m ?，径向间隙-6c r =510m ?，供油压力5s p =7010a P ?，采用10号航空液压油在40C 。 工作，流量系数d C =0.62，求阀的零位 系数。 解：零开口四边滑阀的零位系数为： 零位流量增益 q0d K C =零位流量-压力系数 2c c0r 32W K πμ = 零位压力增益 p0c K = 将数据代入得 2q0 1.4m s K = ！ 123c0 4.410m s a K P -=?? 11p0 3.1710a m K P =? 2、已知一正开口量-3 =0.0510m U ?的四边滑阀，在供油压力5s p =7010a P ?下测得零位泄 露流量c q =5min L ，求阀的三个零位系数。 解：正开口四边滑阀的零位系数为：

液压与气压传动的课后习题答案

1-1 填空题 1.液压传动是以（液体）为传动介质，利用液体的（压力能）来实现运动和动力传递的一种传动方式。 2.液压传动必须在（密闭的容器内）进行，依靠液体的（压力）来传递动力，依靠（流量）来传递运动。 3.液压传动系统由（动力元件）、（执行元件）、（控制元件）、（辅助元件）和（工作介质）五部分组成。 4.在液压传动中，液压泵是（动力）元件， 它将输入的（机械）能转换成（压力）能，向系统提供动力。 5.在液压传动中，液压缸是（执行）元件， 它将输入的（压力）能转换成（机械）能。 6.各种控制阀用以控制液压系统所需要的（油液压力）、（油液流量）和（油液流动方向），以保证执行元件实现各种不同的工作要求。 7.液压元件的图形符号只表示元件的（功能），不表示元件（结构）和（参数），以及连接口的实际位置和元件的（空间安装位置和传动过程）。 8.液压元件的图形符号在系统中均以元件的（常态位）表示。 1-2 判断题 1.液压传动不易获得很大的力和转矩。（ × ） 2.液压传动装置工作平稳，能方便地实现无级调速，但不能快速起动、制动和频繁换向。（ × ） 3.液压传动与机械、电气传动相配合时， 易实现较复杂的自动工作循环。（ √ ） 4.液压传动系统适宜在传动比要求严格的场合采用。（ × ） 2-1 填空题 1．液体受压力作用发生体积变化的性质称为液体的（可压缩性），可用（体积压缩系数）或（体积弹性模量）表示，体积压缩系数越大，液体的可压缩性越（大）；体积弹性模量越大,液体的可压缩性越（小）。在液压传动中一般可认为液体是（不可压缩的）。 2．油液粘性用（粘度）表示；有（动力粘度）、（运动粘度）、（相对粘度）三种表示方法； 计量单位m 2/s 是表示（运动）粘度的单位；1m 2/s ＝（106 ）厘斯。 3．某一种牌号为L-HL22的普通液压油在40o C 时（运动）粘度的中心值为22厘斯cSt(mm 2 /s )。 4. 选择液压油时，主要考虑油的（粘度）。（选项：成分、密度、粘度、可压缩性） 5．当液压系统的工作压力高，环境温度高或运动速度较慢时，为了减少泄漏，宜选用粘度较（高）的液压油。当工作压力低，环境温度低或运动速度较大时，为了减少功率损失，宜选用粘度较（低）的液压油。 6. 液体处于静止状态下，其单位面积上所受的法向力，称为（静压力），用符号（p ）表示。其国际单位为（Pa 即帕斯卡），常用单位为（MPa 即兆帕）。 7. 液压系统的工作压力取决于（负载）。当液压缸的有效面积一定时，活塞的运动速度取决于（流量）。 8. 液体作用于曲面某一方向上的力，等于液体压力与（曲面在该方向的垂直面内投影面积的）乘积。 9. 在研究流动液体时，将既（无粘性）又（不可压缩）的假想液体称为理想液体。 10. 单位时间内流过某通流截面液体的（体积）称为流量，其国标单位为 （m 3/s 即米 3 /秒），常用单位为（L/min 即升/分）。 12. 液体的流动状态用（雷诺数）来判断，其大小与管内液体的（平均流速）、（运动粘度）和管道的（直径）有关。 13. 流经环形缝隙的流量，在最大偏心时为其同心缝隙流量的（）倍。所以，在液压元件中，为了减小流经间隙的泄漏，应将其配合件尽量处于（同心）状态。 2-2 判断题 1. 液压油的可压缩性是钢的100～150倍。（√） 2. 液压系统的工作压力一般是指绝对压力值。（×） 3. 液压油能随意混用。（×） 4. 作用于活塞上的推力越大，活塞运动的速度就越快。（×） 5. 在液压系统中，液体自重产生的压力一般可以忽略不计。 （√） 6. 液体在变截面管道中流动时，管道截面积小的地方，液体流速高，而压力小。（×） 7. 液压冲击和空穴现象是液压系统产生振动和噪音的主要原因。（√） 3-1 填空题 1．液压泵是液压系统的（能源或动力）装置，其作用是将原动机的（机械能）转换为油液的（压力能），其输出功率用公式（pq P ?=0或pq P =0）表示。 2．容积式液压泵的工作原理是：容积增大时实现（吸油） ，容积减小时实现（压油）。 3．液压泵或液压马达的功率损失有（机械）损失和（容积）损失两种；其中（机械）损失是指泵或马达在转矩上的损失，其大小用（机械效率ηm ）表示；（容积）损失是指泵或马达在流量上的损失，其大小用（容积效率ηv ）表示。

液压传动部分课后习题答案(安工大版)

液压传动部分课后习题答案3-16 3-18 4-2

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6-3 8-1．液压泵输出流量Q p =10L/min 液压缸无杆腔面积A 1 =50cm 2 ，有杆腔面积A 2 =25cm 2 。溢流 阀调定压力p Y =2.4MPa ，负载F =10000N 。节流阀按薄壁孔，流量系数C d =0.62，油液密度ρ =900kg/m 3，节流阀开口面积A T =0.01cm 2 ，试求： （1）液压泵的工作压力； （2）活塞的运动速度； （3）溢流损失和回路效率。 解：（1）求液压泵的工作压力 此油路为采用节流阀的回油节流调速回路 液压泵的工作压力由溢流阀调定。 MPa p p Y p 4.2== （2）求活塞的运动速度 列出液压缸的力平衡方程，求回油路压力p 2 F A p A p +=2211 MPa 8.0Pa 10810 2510000 1050104.254 462112=?=?-???=-=--A F A p p 节流阀两端的压差 MPa 8.02==?p p

回油路流量 900 108.0210 01.062.026 4 2????=?=-ρ p A C Q T d /s m 1026.03 4 -?= L/min 57.1= 活塞速度 m/s 0104.010251026.04 4 22=??==--A Q v （3）求溢流损失和回路效率 由 2211A Q A Q v == 进油路流量 L/min 14.357.1222 1 1=?== Q A A Q 溢流量 min /86.614.3101L Q Q Q p =-=-=? 溢流损失 kW p Q P p Y 27.060/4.286.6=?=??=? 回路效率 26.0104.2101060 0104.0100006 3=?????=?=-p p p Q Fv η 8-2．如图所示的平衡回路，液压缸无杆腔面积A 1 =80cm 2 ，有杆腔面积A 2 =40cm 2 ，活塞与运 动部分自重G =6000N ，运动时活塞上的摩擦阻力F 1=2000N ，向下运动时的负载阻力F =24000N ，试求顺序阀和溢流阀的调定压力各为多少？ 解：（1）求顺序阀调定压力p x 平衡回路要求顺序阀有一定的调定压力，防止换向阀 处于中位时活塞向下运动，起到锁紧作用。 G A p x =?2 MPa 5.1Pa 105.110 406000 64 2 =?=?= =-A G p x 由液压回路工作时缸的力平衡关系 ()G F F A p A p x Y -++=121 MPa Pa A G F F A p A p x Y 25.31025.310 806000 200024000105.1216461112=?=?-++??=-++= - 8-3.图示回路，液压泵流量Q p =25L/min ，负载F =40000N ，溢流阀的调定压力p Y =5.4MPa 。 液压缸活塞速度v =18cm/min ，不计管路损失，试求： （1）工作进给（推动负载）时回路的效率；

液压控制系统复习资料(王春 行版)

一、简略设计应用电液比例阀控制的速度控制回路。画出原理图并加以说明。 该液压控制系统由控制计算机、比例放大器、电液比例方向阀、液压泵、液压缸、基座、负载、位移传感器和，数据采集卡组成，如图1所示。 图1 电液比例阀控制的速度控制回路 液压系统采用定量泵和溢流阀组成的定压供油单元，用电液比例方向阀在液压缸的进油回路上组成进油节流调速回路，控制活赛的运行速度。位移传感器检测出液压缸活塞杆当前的位移值，经A/D 转换器转换为电压信号，将该电压信号与给定的预期位移电压信号比较得出偏差量，计算机控制系统根据偏差量计算得出控制电压值，再通过比例放大器转换成相应的电流信号，由其控制电液比例方向阀阀芯的运动，调节回路流量，从而通过离散的精确位移实现对负载速度的精确调节。 二、说明使用电液闭环控制系统的主要原因。 液压伺服系统体积小、重量轻，控制精度高、响应速度快，输出功率大，信号灵活处理，易于实现各种参量的反馈。另外，伺服系统液压元件的润滑性好、寿命长；调速范围宽、低速稳定性好。闭环误差信号控制则定位更加准确，精度更高。

三、在什么情况下电液伺服阀可以看成震荡环节、惯性环节、比例环节？ 在大多数的电液私服系统中，伺服阀的动态响应往往高于动力元件的动态响应。为了简化系统的动态特性分析与设计，伺服阀的传递函数可以进一步简化，一般可以用二阶震荡环节表示。如果伺服阀二阶震荡环节的固有频率高于动力元件的固有频率，伺服阀传递函数还可以用一阶惯性环节表示，当伺服阀的固有频率远远大于动力元件的固有频率，伺服阀可以看成比例环节。 四、在电液私服系统中为什么要增大电气部分的增益，减少液压部分的增益？ 在电液伺服控制系统中，开环增益选得越大，则调整误差越小，系统抗干扰能力就越强。但系统增益超过临街回路增益，系统就会失稳。在保持系统稳定性的条件下，得到最大增益。从提高伺服系统位置精度和抗干扰刚度考虑，要求有较高的电气增益K P，因此，液压增益不必太高，只要达到所需要的数值就够了。同时，电气系统增益较液压增益也易于调节，同时成本低。 五、结合实际应用设计应用电液私服控制的位置控制系统。画原理图并加以说明。 设计送料机械手移送机构液压伺服系统工作原理图如图2所示。 图2 送料机械手移送机构液压伺服系统工作原理图 1—液压缸；2、3—液控单向阀；4、13、18—电磁换向阀；5—电液伺服 阀； 6、15—压力继电器； 该回路设计具有以下几个特点： （1）伺服泵站由交流电机、轴向柱塞泵、溢流阀、单向阀、过滤器、蓄能器，压力继电器、压力表、加热器以及冷却回路等组成。泵站同时具备温度、液位等信号的监测、报警功能，自动化程度较高。液压系统的启动、停止、溢流阀的动作、报警、紧急情况处理等由计算机及

液压习题及答案.doc

1顺序阀和溢流阀是否可以互换使用？ 答：顺序阀可代替溢流阀，反之不行。 2试比较溢流阀、减压阀、顺序阀（内控外泄式）三者之间的异同点 答：相同点：都是利用控制压力与弹簧力相平衡的原理，改变滑阀移动的开口量，通过开口量的大小来控制系统的压力。结构大体相同，只是泻油路不同。 不同点：溢流阀是通过调定弹簧的压力，控制进油路的压力，保证进口压力恒定。出 油口与油箱相连。泄漏形式是内泄式，常闭，进出油口相通，进油口压力为调整压力， 在系统中的联结方式是并联。起限压、保压、稳压的作用。 减压阀是通过调定弹簧的压力，控制出油路的压力，保证出口压力恒定。出油口与减压回路相连。泄漏形式为外泄式。常开，出口压力低于进口压力，出口压力稳定在调定 值上。在系统中的联结方式为串联，起减压、稳压作用。 顺序阀是通过调定弹簧的压力控制进油路的压力，而液控式顺序阀由单独油路控制压力。出油口与工作油路相接。泄漏形式为外泄式。常闭，进出油口相通，进油口压力允 许继续升高。实现顺序动作时串联，作卸荷阀用时并联。不控制系统的压力，只利用系统的 压力变化控制油路的通断 3 如图所示溢流阀的调定压力为4MPa ，若阀芯阻尼小孔造成的损失 不计，试判断下列情况下压力表读数各为多少？ （1） Y断电，负载为无限大时； （2） Y断电，负载压力为2MPa时； (3 )Y通电，负载压力为2MPa 时 答：（ 1） 4；（ 2） 2；（ 3） 0 4 如图所示的回路中，溢流阀的调整压力为5.0 MPa ，减压阀的调整压 力为 2.5 MPa ，试分析下列情况，并说明减压阀阀口处于什么状态？ （ 1）当泵压力等于溢流阀调整压力时，夹紧缸使工件夹紧后，A、 C

《液压与气动技术》习题集[附答案]

液压与气动技术习题集（附答案） 第四章液压控制阀 一．填空题 1.单向阀的作用是控制液流沿一个方向流动。对单向阀的性能要求是：油液通过时，压力损失小；反向截止时，密封性能好。 2.单向阀中的弹簧意在克服阀芯的摩檫力和惯性力使其灵活复位。当背压阀用时，应改变弹簧的刚度。 3.机动换向阀利用运动部件上的撞块或凸轮压下阀芯使油路换向，换向时其阀芯移动速度可以控制，故换向平稳，位置精度高。它必须安装在运动部件运动过程中接触到的位置。 4.三位换向阀处于中间位置时，其油口P、A、B、T间的通路有各种不同的联接形式，以适应各种不同的工作要求，将这种位置时的内部通路形式称为三位换向阀的中位机能。为使单杆卧式液压缸呈“浮动”状态、且泵不卸荷，可选用 Y型中位机能换向阀。 5.电液动换向阀中的先导阀是电磁换向阀，其中位机能是“Y”，型，意在保证主滑阀换向中的灵敏度（或响应速度）；而控制油路中的“可调节流口”是为了调节主阀的换向速度。 6.三位阀两端的弹簧是为了克服阀芯的摩檫力和惯性力使其灵活复位，并（在位置上）对中。 7.为实现系统卸荷、缸锁紧换向阀中位机能（“M”、“P”、“O”、“H”、“Y”）可选用其中的“M”，型；为使单杆卧式液压缸呈“浮动”状态、且泵不卸荷，中位机能可选用“Y”。型。 8.液压控制阀按其作用通常可分为方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀。 9.在先导式减压阀工作时，先导阀的作用主要是调压，而主阀的作用主要是减压。10．溢流阀的进口压力随流量变化而波动的性能称为压力流量特性，性能的好坏用调压偏差或开启压力比、闭合压力比评价。显然（p s—p k）、（p s—p B）小好， n k和n b大好。 11．将压力阀的调压弹簧全部放松，阀通过额定流量时，进油腔和回油腔压力的差值称为阀的压力损失，而溢流阀的调定压力是指溢流阀达到额定流量时所对应的压力值。 12．溢流阀调定压力P Y的含义是溢流阀流过额定流量时所对应的压力值；开启比指的是开启压力与调定压力的比值，它是衡量溢流阀静态性能的指标，其值 越大越好。 13．溢流阀应用在定量泵节流调速回路中起溢流稳压作用，这时阀口是常开的；而应用在容