第二讲动力元件和执行元件
第二讲压动力元件和执行元件
液压动力元件起着向系统提供动力源的作用，是系统不可缺少的核心元件。液压系统是以液压泵作为系统提供一定的流量和压力的动力元件，液压泵将原动机（电动机或内燃机）输出的机械能转换为工作液体的压力能，是一种能量转换装臵。
第一节液压泵
一、液压泵的工作原理及特点
1.液压泵的工作原理
图2-1 液压泵工作原理图
液压泵都是依靠密封容积变化的原理来进行工作的，故一般称为容积式液压泵，图2-1所示的是一单柱塞液压泵的工作原理图，图中柱塞2装在缸体3中形成一个密封容积a，柱塞在弹簧4的作用下始终压紧在偏心轮1上。原动机驱动偏心轮1旋转使柱塞2作往复运动，使密封容积a的大小发生周期性的交替变化。当a有小变大时就形成部分真空，使油箱中油液在大气压作用下，经吸油管顶开单向阀6进入油箱a而实现吸油；反之，当a由大变小时，a腔中吸满的油液将顶开单向阀5流入系统而实现压油。这样液压泵就将原动机输入的机械能转换成液体的压力能，原动机驱动偏心轮不断旋转，液压泵就不断地吸油和压油。
2.液压泵的特点
单柱塞液压泵具有一切容积式液压泵的基本特点：
(1)具有若干个密封且又可以周期性变化空间。液压泵输出流量与此空间的容积变化量和单位时间内的变化次数成正比，与其他因素无关。这是容积式液压泵的一个重要特性。
(2)油箱内液体的绝对压力必须恒等于或大于大气压力。这是容积式液压泵能够吸入油液的外部条件。因此，为保证液压泵正常吸油，油箱必须与大气相通，或采用密闭的充压油箱。
(3)具有相应的配流机构，将吸油腔和排液腔隔开，保证液压泵有规律地、连续地吸、排液体。液压泵的结构原理不同，其配油机构也不相同。如图8-1中的单向阀5、6就是配油机构。
容积式液压泵中的油腔处于吸油时称为压油腔。吸油腔的压力决定于吸油高度和吸油管路的阻力吸油高度过高或吸油管路阻力太大，会使吸油腔真空度过高而影响液压泵的自吸能力，压油腔的压力则取决于外负载和排油管路的压力损失，从理论上讲排油压力与液压泵的流量无关。
容积式液压泵排油的理论流量取决于液压泵的有关几何尺寸和转速，而与排油压力无关。但排油压力会影响泵的内泄露和油液的压缩量，从而影响泵的实际输出流量，所以液压泵的实际输出流量随排油压力的升高而降低。
液压泵按其在单位时间内所能输出的油液的体积是否可调节而分为定量泵和变量泵两类；按结构形式可分为齿轮式、叶片式和柱塞式三大类。
二、液压泵的主要性能参数
1.压力
(1)工作压力。液压泵实际工作时的输出压力称为工作压力。工作压力的大小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。
(2)额定压力。液压泵在正常工作条件下,按试验标准规定连续运转的最高压力称为液压泵的额定压力。
(3)最高允许压力。在超过额定压力的条件下,根据试验标准规定,允许液压泵短暂运行的最高压力值,称为液压泵的最高允许压力。
2.排量和流量
(1)排量V 。液压泵每转一周,由其密封容积几何尺寸变化计算而得的排出液体的体积叫液压泵的排量。排量可调节的液压泵称为变量泵;排量为常数的液压泵则称为定量泵。
(2)理论流量q i 。理论流量是指在不考虑液压泵的泄漏流量的情况下,在单位时间内所排出的液体体积的平均值。显然,如果液压泵的排量为V,其主轴转速为n,则该液压泵的理论流量q i 为：
i q Vn =
(3)实际流量q 。液压泵在某一具体工况下,单位时间内所排出的液体体积称为实际流量,它等于理论流量q i 减去泄漏流量Δq,即：
i q q q =-?
(4)额定流量q n 。液压泵在正常工作条件下,按试验标准规定(如在额定压力和额定转速下)必须保证的流量。
三、齿轮泵
齿轮泵是液压系统中广泛采用的一种液压泵,它一般做成定量泵,按结构不同,齿轮泵分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵,而以外啮合齿轮泵应用最广。下面以外啮合齿轮泵为例来剖析齿轮泵。
1、齿轮泵的工作原理和结构
齿轮泵的工作原理如图2-2所示，它是分
离三片式结构，三片是指泵盖和泵体，泵体内
装有一对齿数相同、宽度和泵体接近而又互相
啮合的齿轮，这对齿轮与两端盖和泵体形成一
密封腔，并由齿轮的齿顶和啮合线把密封腔划
分为两部分，即吸油腔和压油腔。两齿轮分别
用键固定在由滚针轴承支承的主动轴和从动轴
上，主动轴由电动机带动旋转。
CB —B 齿轮泵的结构如图2-3所示，当泵
的主动齿轮按图示箭头方向旋转时，齿轮泵右
侧（吸油腔）齿轮脱开啮合，齿轮的轮齿退出齿间，使密封容积增大，形成局部真空，油箱
中的油液在外界大气压的作用下，经吸油管路、吸油腔进入齿间。随着齿轮的旋转，吸入齿间的油液被带到另一侧，进入压油腔。这时轮齿进入啮合，使密封容积逐渐
减小，齿轮间部分的油液被挤出，形成了齿轮泵的压油过程。齿轮啮合时齿向接触图2-2 外啮合型齿轮泵工作原
线把吸油腔和压油腔分开，起配油作用。当齿轮泵的主动齿轮由电动机带动不断旋转时，轮齿脱开啮合的一侧，由于密封容积变大则不断从油箱中吸油，轮齿进入啮合的一侧，由于密封容积减小则不断地排油，这就是齿轮泵的工作原理。泵的前后盖和泵体由两个定位销17定位，用6只螺钉固紧如图2-3。为了保证齿轮能灵活地转动，同时又要保证泄露最小，在齿轮端面和泵盖之间应有适当间隙（轴向间隙），对小流量泵轴向间隙为0.025~0.04mm ，大流量泵为0.04~0.06mm 。齿顶和泵体内表面间的间隙（径向间隙），由于密封带长，同时齿顶线速度形成的剪切流动又和油液泄露方向相反，故对泄露的影响较小，这里要考虑的问题是：当齿轮受到不平衡的径向力后，应避免齿顶和泵体内壁相碰，所以径向间隙就可稍大，一般取0.13~0.16mm 。
为了防止压力油从泵体和泵盖间泄露到泵外，并减小压紧螺钉的拉力，在泵体两侧的端面上开有油封卸荷槽16，使渗入泵体和泵盖间的压力油引入吸油腔。在泵盖和从动轴上的小孔，其作用将泄露到轴承端部的压力油也引到泵的吸油腔去，防止油液外溢，同时也润滑了滚针轴承。
2、齿轮泵的径向不平衡力
齿轮泵工作时,在齿轮和轴承上承受径向液压
力的作用。如图2-4所示,泵的右侧为吸油腔,左
侧为压油腔。在压油腔内有液压力作用于齿轮上,
沿着齿顶的泄漏油,具有大小不等的压力,就是齿
轮和轴承受到的径向不平衡力。液压力越高,这个
不平衡力就越大,其结果不仅加速了轴承的磨损,
降低了轴承的寿命,甚至使轴变形,造成齿顶和泵
体内壁的摩擦等。为了解决径向力不平衡问题,在有些齿轮泵上,采用开压力平衡槽的办法来消
除径向不平衡力,但这将使泄漏增大,容积效率降低等。CB —B 型齿轮泵则采用缩小压图2-3 CB —B 齿轮泵的结构
1-轴承外环 2-堵头 3-滚子 4-后泵盖 5-键 6-齿轮 7-泵体8-前泵盖 9-螺钉 10-压环
11-密封环 12-主动轴 13-键 14-泻油孔15-从动轴 16-泻油槽 17-定位销
图2-4齿轮泵的径向不平衡力
油腔,以减少液压力对齿顶部分的作用面积来减小径向不平衡力,所以泵的压油口孔径比吸油口孔径要小。
四、叶片泵
叶片泵的结构较齿轮泵复杂,但其工作压力较高,且流量脉动小,工作平稳,噪声较小,寿命较长。所以它被广泛应用于机械制造中的专用机床、自动线等中低液压系统中，但其结构复杂，吸油特性不太好，对油液的污染也比较敏感。
双作用叶片泵：密封工作容积在转子旋转一周完成两次吸、排油液的叶片泵，均为定量泵，一般最大工作压力亦为7.0Mpa 。
单作用叶片泵：密封工作容积在转子旋转一周完成一次吸、排油液的叶片泵，多为变量泵，工作压力最大为7.0Mpa 。
结构经改进的高压叶片泵最大的工作压力可达16.0~21.0Mpa 。
1、单作用叶片泵
单作用叶片泵的工作原理
单作用叶片泵的工作原理如图2-5所示，
单作用叶片泵由转子1、定子2、叶片3和端
盖等组成。定子具有圆柱形内表面，定子和转
子间有偏心距。叶片装在转子槽中，并可在槽
内滑动，当转子回转时，由于离心力的作用，
使叶片紧靠在定子内壁，这样在钉子、转子、
叶片和两侧配油盘间就形成若干个密封的工
作空间，当转子按图示的方向回转时，在图的右部，叶片逐渐伸出，叶片间的工作空间逐渐增
大，从吸油口吸油，这是吸油腔。在图的左部，叶片被定子内壁逐渐压进槽内，工作空间逐渐缩小，将油液从压油口压出，这是压油腔，在吸油腔和压油腔之间，有一段封油区，把吸油腔和压油腔隔开，这种叶片泵在转子每转一周，每个工作空间完成一次吸油和压油，因此称为单作用叶片泵。转子不停地旋转，泵就不断地吸油和排油。
单作用叶片泵的流量也是有脉动的,理论分析表明,泵内叶片数越多,流量脉动率越小,此外,奇数叶片的泵的脉动率比偶数叶片的泵的脉动率小,所以单作用叶片泵的叶片数均为奇数,一般为13或15片。
特点
(1)改变定子和转子之间的偏心便可改变流量。偏心反向时,吸油压油方向也相反;
(2)处在压油腔的叶片顶部受到压力油的作用,该作用要把叶片推入转子槽内。为了使叶片顶部可靠地和定子内表面相接触，压油腔一侧的叶片底部要通过特殊的沟槽和压油腔相通。吸油腔一侧的叶片底部要和吸油腔相通,这里的叶片仅靠离心力的作用顶在定子内表面上;
(3)由于转子受到不平衡的径向液压作用力,所以这种泵一般不宜用于高压。
(4)为了更有利于叶片在惯性力作用下向外伸出，而使叶片有一个与旋转方向相反的倾斜角，称后倾角，一般为24°。
2、双作用叶片泵
双作用叶片泵的工作原理
双作用叶片泵的工作原理如图8-6所示,泵也是由定子1、转子2、叶片3和配油盘(图中未画出)等组成。转子和定子中心重合,定子内表面近似为椭圆柱形,该椭圆形由两段长半径R 、两段短半径r 和四段过渡曲线所组成。当转子转动时,
叶片在图2-5 单作用叶片泵的工作原
离心力和(建压后)根部压力油的作用下,
在转子槽内作径向移动而压向定子内表,
由叶片、定子的内表面、转子的外表面和
两侧配油盘间形成若干个密封空间,当转
子按图示方向旋转时,处在小圆弧上的密
封空间经过渡曲线而运动到大圆弧的过程
中,叶片外伸,密封空间的容积增大,要吸
入油液;再从大圆弧经过渡曲线运动到小
圆弧的过程中,叶片被定子内壁逐渐压进
槽内,密封空间容积变小,将油液从压油口
压出,因而,当转子每转一周,每个工作空间要完成两次吸油和压油,所以称之为双作用叶片泵,这种叶片泵由于有两个吸油
腔和两个压油腔,并且各自的中心夹角是对称的,所以作用在转子上的油液压力相互平衡,因此双作用叶片泵又称为卸荷式叶片泵,为了要使径向力完全平衡,密封空间数(即叶片数)应当是双数。
双作用叶片泵如不考虑叶片厚度,泵的输出流量是均匀的,但实际叶片是有厚度的,长半径圆弧和短半径圆弧也不可能完全同心,尤其是叶片底部槽与压油腔相通,因此泵的输出流量将出现微小的脉动,但其脉动率较其他形式的泵(螺杆泵除外)小得多,且在叶片数为4的整数倍时最小,为此，双作用叶片泵的叶片数一般为12或16片。
特点
叶片的倾角。叶片与定子内表面接触有一压力角为β,且大小是变化的,其变化规律与叶片径向速度变化规律相同,即从零逐渐增加到最大,又从最大逐渐减小到零,因而在双作用叶片泵中,将叶片顺着转子回转方向前倾一个θ角，使压力角减小到β′,这样就可以减小侧向力F T ,使叶片在槽中移动灵活,并可减少磨损,其压力角的最大值βmax ≈24°。因而叶片泵叶片的倾角θ一般10°～14°。
3、双级叶片泵
为了要得到较高的工作压力,也可以不用高压叶片泵,而用双级叶片泵,双级叶片泵是由两个普通压力的单级叶片泵装在一个泵体内在油路上串接而成的,如果单级泵的压力可达7.0MPa,双级泵的工作压力就可达14.0MPa 。
图2-7双级叶片泵的工作原理
1，2—管路
双级叶片泵的工作原理如图2-7所示,两个单级叶片泵的转子装在同一根传动轴图2-6双作用叶片泵的工作原理 1—定子2—转子3—叶片
上,当传动轴回转时就带动两个转子一起转动。第一级泵经吸油管从油箱吸油,输出的油液就送入第二级泵的吸油口,第二级泵的输出油液经管路送往工作系统。设第一级泵输出压力为p1,第二级泵输出压力为p2。正常工作时p2=2p1。但是由于两个泵的定子内壁曲线和宽度等不可能做得完全一样,两个单级泵每转一周的容量就不可能完全相等。如第二级泵每转一周的容量大于第一级泵,第二级泵的吸油压力(也就是第一级泵的输出压力)就要降低,第二级泵前后压力差就加大,因此载荷就增大;反之,第一级泵的载荷就增大,为了平衡两个泵的载荷,在泵体内设有载荷平衡阀。
4.双联叶片泵
泵双联叶片泵是由两个单级叶片泵装在一个泵体内在油路上并联组成。两个叶片泵的转子由同一传动轴带动旋转,有各自独立的出油口,两个泵可以是相等流量的,也可以是不等流量的。
双联叶片泵常用于有快速进给和工作进给要求的机械加工的专用机床中,这时双联泵由一小流量和一大流量泵组成。当快速进给时,两个泵同时供油(此时压力较低),当工作进给时,由小流量泵供油(此时压力较高),同时在油路系统上使大流量泵卸荷,这与采用一个高压大流量的泵相比,可以节省能源,减少油液发热。这种双联叶片泵也常用于机床液压系统中需要两个互不影响的独立油路中。
5、限压式变量叶片泵
图2-8限压式变量叶片泵的工作原理
1—转子2—定子3—吸油窗口4—活塞5—螺钉6—活塞腔
7—通道8—压油窗口9—调压弹簧10—调压螺钉限压式变量叶片泵的工作原理
限压式变量叶片泵是单作用叶片泵,根据前面介绍的单作用叶片泵的工作原理,改变定子和转子间的偏心距e,就能改变泵的输出流量,限压式变量叶片泵能借助输出压力的大小自动改变偏心距e的大小来改变输出流量。当压力低于某一可调节的限定压力时,泵的输出流量最大; 压力高于限定压力时,随着压力增加,泵的输出流量线性地减少,其工作原理如图2-8所示。泵的出口经通道7与活塞6相通。在泵未运转时,定子2在弹簧9的作用下,紧靠活塞4,并使活塞4靠在螺钉5上。这时,定子和转子有一偏心量e0，调节螺钉5的位臵，便可改变e0。当泵的出口压力p较低时,则作用在活塞4上的液压力也较小,若此液压力小于上端的弹簧作用力,当活塞的面积为A、调压弹簧的刚度k s、预压缩量为x0时,有：pA＜k s x0。
此时,定子相对于转子的偏心量最大,输出流量最大。随着外负载的增大,液压泵的出口压力p也将随之提高,当压力升至与弹簧力相平衡的控制压力p B时,有
p B A=k
s
x
0。
当压力进一步升高,使pA＞k s x0,这时,若不考虑定子移动时的摩擦力,液压作用
力就要克服弹簧力推动定子向上移动,随之泵的偏心量减小,泵的输出流量也减小。
p
称为泵的限定压力,即泵处于最大流量时所能达到的最高压力,调节调压螺钉10, B
可改变弹簧的预压缩量x0即可改变p B的大小。
泵的工作压力愈高,偏心量就愈小,泵的输出流量也就愈小,且当p=ks(e0+x0)/A 时,泵的输出流量为零,控制定子移动的作用力是将液压泵出口的压力油引到柱塞上,然后再加到定子上去,这种控制方式称为外反馈式。
图2-9为1限压式变量叶片泵的特性曲线
图2-9限压式变量叶片泵的特性曲线
6、限压式变量叶片泵与双作用叶片泵的区别
(1)在限压式变量叶片泵中,当叶片处于压油区时,叶片底部通压力油,当叶片处于吸油区时,叶片底部通吸油腔,这样,叶片的顶部和底部的液压力基本平衡,这就避免了定量叶片泵在吸油区定子内表面严重磨损的问题。如果在吸油腔叶片底部仍通压力油,叶片顶部就会给定子内表面以较大的摩擦力,以致减弱了压力反馈的作用。
(2)叶片也有倾角,但倾斜方向正好与双作用叶片泵相反,这是因为限压式变量叶片泵的叶片上下压力是平衡的,叶片在吸油区向外运动主要依靠其旋转时的离心惯性作用。根据力学分析,这样的倾斜方向更有利于叶片在离心惯性作用下向外伸出。
(3)限压式变量叶片泵结构复杂,轮廓尺寸大,相对运动的机件多,泄漏较大,轴上承受不平衡的径向液压力,噪声较大,容积效率和机械效率都没有定量叶片泵高;但是,它能按负载压力自动调节流量,在功率使用上较为合理,可减少油液发热。
限压式变量叶片泵对既要实现快速行程,又要实现工作进给(慢速移动)的执行元件来说是一种合适的油源：快速行程需要大的流量,负载压力较低,正好使用特性曲线的AB段,工作进给时负载压力升高,需要流量减少,正好使用其特性曲线的BC段,因而合理调整拐点压力p B是使用该泵的关键。目前这种泵被广泛用于要求执行元件有快速、慢速和保压阶段的中低压系统中,有利于节能和简化回路。
五、柱塞泵
柱塞泵是靠柱塞在缸体中作往复运动造成密封容积的变化来实现吸油与压油的液压泵，与齿轮泵和叶片泵相比，这种泵有许多优点。首先，构成密封容积的零件为圆柱形的柱塞和缸孔，加工方便，可得到较高的配合精度，密封性能好，在高压工作仍有较高的容积效率；第二，只需改变柱塞的工作行程就能改变流量，易于实现变量；第三，柱塞泵中的主要零件均受压应力作用，材料强度性能可得到充分利用。由于柱塞泵压力高，结构紧凑，效率高，流量调节方便，故在需要高压、大流量、大功率的系统中和流量需要调节的场合，如龙门刨床、拉床、液压机、工程机械、矿山冶金机械、船舶上得到广泛的应用。柱塞泵按柱塞的排列和运动方向不同，可分为径向柱塞泵和轴向柱塞泵两大类。
1、径向柱塞泵
径向柱塞泵的工作原理
径向柱塞泵的工作原理如图2-10所示，柱塞1径向排列装在缸体2中，缸体由原动机带动连同柱塞1一起旋转，所以缸体2一般称为转子，柱塞1在离心力的（或在低压油）作用下抵紧定子4的内壁，当转子按图示方向回转时，由于定子和转子之间有偏心距e，柱塞绕经上半周时向外伸出，柱塞底部的容积逐渐增大，形成部分真空，因此便经过衬套3（衬套3是压紧在转子内，并和转子一起回转）上的油孔从配油孔5和吸油口b吸油；当柱塞转到下半周时，定子内壁将柱塞向里推，柱塞底部的容积逐渐减小，向配油轴的压油口c压油，当转子回转一周时，每个柱塞底部的密封容积完成一次吸压油，转子连续运转，即完成压吸油工作。配油轴固定不动，油液从配油轴上半部的两个孔a流入，从下半部两个油孔d压出，为了进行配油，配油轴在和衬套3接触的一段加工出上下两个缺口，形成吸油口b和压油口c，留下的部分形成封油区。封油区的宽度应能封住衬套上的吸压油孔，以防吸油口和压油口相连通，但尺寸也不能大得太多，以免产生困油现象。
图2-10径向柱塞泵的工作原理
1—柱塞 2—缸体 3—衬套 4—定子 5—配油轴
2、轴向柱塞泵
轴向柱塞泵的工作原理
图2-11轴向柱塞泵的工作原理
1—缸体2—配油盘3—柱塞4—斜盘5—传动轴6—弹簧轴向柱塞泵是将多个柱塞配臵在一个共同缸体的圆周上,并使柱塞中心线和缸体中心线平行的一种泵。轴向柱塞泵有两种形式,直轴式(斜盘式)和斜轴式(摆缸式),
如图2-11所示为直轴式轴向柱塞泵的工作原理,这种泵主体由缸体1、配油盘2、柱塞3和斜盘4组成。柱塞沿圆周均匀分布在缸体内。斜盘轴线与缸体轴线倾斜一角度,柱塞靠机械装臵或在低压油作用下压紧在斜盘上(图中为弹簧),配油盘2和斜盘4固定不转,当原动机通过传动轴使缸体转动时,由于斜盘的作用,迫使柱塞在缸体内作往复运动,并通过配油盘的配油窗口进行吸油和压油。如图2-11中所示回转方向,当缸体转角在π～2π范围内,柱塞向外伸出,柱塞底部缸孔的密封工作容积增大,通过配油盘的吸油窗口吸油;在0～π范围内,柱塞被斜盘推入缸体,使缸孔容积减小,通过配油盘的压油窗口压油。缸体每转一周,每个柱塞各完成吸、压油一次,如改变斜盘倾角,就能改变柱塞行程的长度,即改变液压泵的排量,改变斜盘倾角方向,就能改变吸油和压油的方向,即成为双向变量泵。
轴向柱塞泵的优点是:结构紧凑、径向尺寸小,惯性小,容积效率高,目前最高压力可达40.0MPa,甚至更高,一般用于工程机械、压力机等高压系统中,但其轴向尺寸较大,轴向作用力也较大,结构比较复杂。
图2-12直轴式向柱塞泵结构
1—转动手轮2—斜盘3—回程盘4—滑履5—柱塞6—缸体7—配油盘8—传动轴
第二节液压马达
一、液压马达的特点及分类
液压马达是把液体的压力能转换为机械能的装臵，从原理上讲，液压泵可以作液压马达用，液压马达也可作液压泵用。但事实上同类型的液压泵和液压马达虽然在结构上相似，但由于两者的工作情况不同，使得两者在结构上也有某些差异。例如：
1.液压马达一般需要正反转，所以在内部结构上应具有对称性，而液压泵一般是单方向旋转的，没有这一要求。
2.为了减小吸油阻力，减小径向力，一般液压泵的吸油口比出油口的尺寸大。而液压马达低压腔的压力稍高于大气压力，所以没有上述要求。
3.液压马达要求能在很宽的转速范围内正常工作，因此，应采用液动轴承或静压轴承。因为当马达速度很低时，若采用动压轴承，就不易形成润滑滑膜。
4.叶片泵依靠叶片跟转子一起高速旋转而产生的离心力使叶片始终贴紧定子的内表面，起封油作用，形成工作容积。若将其当马达用，必须在液压马达的叶片根部装上弹簧，以保证叶片始终贴紧定子内表面，以便马达能正常起动。
5.液压泵在结构上需保证具有自吸能力，而液压马达就没有这一要求。
6.液压马达必须具有较大的起动扭矩。所谓起动扭矩，就是马达由静止状态起动时，马达轴上所能输出的扭矩，该扭矩通常大于在同一工作压差时处于运行状态下的扭矩，所以，为了使起动扭矩尽可能接近工作状态下的扭矩，要求马达扭矩的脉动小，内部摩擦小。
由于液压马达与液压泵具有上述不同的特点，使得很多类型的液压马达和液压泵不能互逆使用。
液压马达也可按其结构类型来分，可以分为齿轮式、叶片式、柱塞式和其他型式。
二、液压马达的性能参数
液压马达的性能参数很多。下面是液压马达的主要性能参数：
1.排量、流量
液压马达的排量表示出其工作容腔的大小，它是一个重要的参数。因为液压马达在工作中输出的转矩大小是由负载转矩决定的。但是，推动同样大小的负载，工作容腔大的马达的压力要低于工作容腔小的马达的压力，排量的大小是液压马达工作能力的重要标志。
根据液压动力元件的工作原理可知，马达转速n、理论流量q i与排量V之间具有下列关系：
=nV
q
i
式中：q i为理论流量(m3/s)
n为转速(r/min)
V为排量(m3/s)
2.液压马达输出的理论转矩
根据排量的大小，可以计算在给定压力下液压马达所能输出的转矩的大小，也可以计算在给定的负载转矩下马达的工作压力的大小。当液压马达工作压力P（进、出油口之间的压力差为ΔP），输入液压马达的流量为q，液压马达输出的理论转矩为T，角速度为ω，如果不计损失，液压马达输入的液压功率应当全部转化为液压马达输出的机械功率，即：
P=Tω
又因为ω=2πn，所以液压马达的理论转矩为：
T=P·V/2π
式中：P为马达工作压力
多作用内曲线马达的启动性能最好，轴向柱塞马达、曲轴连杆马达和静压平衡马达居中，叶片马达较差，而齿轮马达最差。
3.液压马达的转速
液压马达的转速取决于供液的流量和液压马达本身的排量V，可用下式计算：
n=q/V
式中：n为理论转速(r/min)。
由于液压马达内部有泄漏，并不是所有进入马达的液体都推动液压马达做功，一小部分因泄漏损失掉了。所以液压马达的实际转速要比理论转速低一些。
最低稳定转速。最低稳定转速是指液压马达在额定负载下，不出现爬行现象的最低转速。所谓爬行现象，就是当液压马达工作转速过低时，往往保持不了均匀的速度，进入时动时停的不稳定状态。
三、液压马达的工作原理
常用的液压马达的结构与同类型的液压泵很相似，以叶片马达的工作原理为例。
图2-13所示为叶片液压马达的工作原理图。
图2-13叶片马达的工作原理图
1～7—叶片
当压力为p的油液从进油口进入叶片1和3之间时，叶片2因两面均受液压油的作用所以不产生转矩。叶片1、3上，一面作用有压力油，另一面为低压油。由于叶片3伸出的面积大于叶片1伸出的面积，因此作用于叶片3上的总液压力大于作用于叶片1上的总液压力，于是压力差使转子产生顺时针的转矩。同样道理，压力油进入叶片5和7之间时，叶片7伸出的面积大于叶片5伸出的面积，也产生顺时针转矩。这样，就把油液的压力能转变成了机械能，这就是叶片马达的工作原理。当输油方向改变时，液压马达就反转。
当定子的长短径差值越大，转子的直径越大，以及输入的压力越高时，叶片马达输出的转矩也越大。
叶片马达的体积小，转动惯量小，因此动作灵敏，可适应的换向频率较高。但泄漏较大，不能在很低的转速下工作，因此，叶片马达一般用于转速高、转矩小和动作灵敏的场合。
图2-14是单叶片摆动马达。
图2-14摆动缸摆动液压马达的工作原理图
第三节液压缸
液压缸又称为油缸，它是液压系统中的一种执行元件，其功能就是将液压能转变成直线往复式的机械运动。
一、液压缸的类型和特点
图2-15双杆活塞缸
1、活塞式液压缸
活塞式液压缸根据其使用要求不同可分为双杆式和单杆式两种。
(1)双杆式活塞缸。活塞两端都有一根直径相等的活塞杆伸出的液压缸称为双杆式活塞缸，它一般由缸体、缸盖、活塞、活塞杆和密封件等零件构成。根据安装方式不同可分为缸筒固定式和活塞杆固定式两种。
如图2-15(a)所示的为缸筒固定式的双杆活塞缸。它的进、出口布臵在缸筒两端，活塞通过活塞杆带动工作台移动，当活塞的有效行程为L时，整个工作台的运动范围为3L，所以机床占地面积大，一般适用于小型机床，当工作台行程要求较长时，可采用图2-15(b)所示的活塞杆固定的形式，这时，缸体与工作台相连，活塞杆通过支架固定在机床上，动力由缸体传出。这种安装形式中，工作台的移动范围只等于液压缸有效行程L的两倍(2L)，因此占地面积小。进出油口可以设臵在固定不动的空心的活塞杆的两端，但必须使用软管连接。
由于双杆活塞缸两端的活塞杆直径通常是相等的，因此它左、右两腔的有效面积也相等，当分别向左、右腔输入相同压力和相同流量的油液时，液压缸左、右两个方向的推力和速度相等。当活塞的直径为D，活塞杆的直径为d，液压缸进、出油腔的压力为p1和p2，输入流量为q时，双杆活塞缸的推力F和速度v为：
F=A(p
1-p
2
)=π (D2-d2) (p
1
-p
2
) /4 v=q/A=4q/π(D2-d2)
式中：A为活塞的有效工作面积。
(2)单杆式活塞缸。如图2-16所示，活塞只有一端带活塞杆，单杆液压缸也有缸体固定和活塞杆固定两种形式，但它们的工作台移动范围都是活塞有效行程的两倍。
图2-16单杆式活塞缸
由于液压缸两腔的有效工作面积不等，因此它在两个方向上的输出推力和速度
也不等，其值分别为：
F 1=(p 1A 1-p 2A 2)=π［(p 1-p 2)D 2-p 2d 2］/4
F 1=(p 1A 1-p 2A 2)=π［(p 1-p 2)D 2-p 2d 2 ］/4
v 1=q/A 1=4q/πD 2
v 2=q/A 2=4q/π(D 2-d 2)
(3)差动油缸。单杆活塞缸在其左右两腔都接通高
压油时称为：“差动连接”，如图2-17所示。差动连
接缸左右两腔的油液压力相同，但是由于左腔(无杆腔)
的有效面积大于右腔(有杆腔)的有效面积，故活塞向
右运动，同时使右腔中排出的油液(流量为q ′)也进入
左腔，加大了流入左腔的流量(q+q ′)，从而也加快了活
塞移动的速度。实际上活塞在运动时，由于差动连接时两腔间的管路中有压力损失，所以右腔中油液的压力稍大于左腔油液压力，而这个差值一般都较小，可以忽略不
计，则差动连接时活塞推力F 3和运动速度v 3为：F 3=p 1(A 1-A 2)=p 1πd 2/4
进入无杆腔的流量q 1=4)(422323d D v q D v -+=ππ
v 3=4q/πd 2
差动连接时液压缸的推力比非差动连接时小，速度比非差动连接时大，正好利用这一点，可使在不加大油源流量的情况下得到较快的运动速度，这种连接方式被广泛应用于组合机床的液压动力系统和其他机械设备的快速运动中。如果要求机床往返快速相等时，则有：
2224)(4d q d D q ππ=- 即：D=d 2
2、柱塞缸
如图2-18(a)所示为柱塞缸，它只能实现一个方向的液压传动，反向运动要靠外力。若需要实现双向运动，则必须成对使用。如图2-18(b)所示，这种液压缸中的柱塞和缸筒不接触，运动时由缸盖上的导向套来导向，因此缸筒的内壁不需精加工，它特别适用于行程较长的场合。
图2-18 柱塞缸
3、其他液压缸
(1)增压液压缸。增压液压缸又称增压器，它利用活塞和柱塞有效面积的不同使液压系统中的局部区域获得高压。它有单作用和双作用两种型式，单作用增压缸的工作原理如图2-19(a)所示，当输入活塞缸的液体压力为p 1，活塞直径为D ，柱塞直径为d 时，柱塞缸中输出的液体压力为高压，其值为：
p 2=p 1(D/d)2=Kp 1
式中：K=D 2d 2
，称为增压比，它代表其增压程度。 图2-17差动缸
显然增压能力是在降低有效能量的基础上得到的，也就是说增压缸仅仅是增大输出的压力，并不能增大输出的能量。
单作用增压缸在柱塞运动到终点时，不能再输出高压液体，需要将活塞退回到左端位臵，再向右行时才又输出高压液体，为了克服这一缺点，可采用双作用增压缸，如图2-19(b)所示，由两个高压端连续向系统供油。
图2-19增压缸
(2)伸缩缸。伸缩缸由两个或多个活塞缸套装而成，前一级活塞缸的活塞杆内孔是后一级活塞缸的缸筒，伸出时可获得很长的工作行程，缩回时可保持很小的结构尺寸，伸缩缸被广泛用于起重运输车辆上。
伸缩缸可以是如图2-20(a)所示的单作用式，也可以是如图2-20(b)所示的双作用式，前者靠外力回程，后者靠液压回程。
图2-20伸缩缸
伸缩缸的外伸动作是逐级进行的。首先是最大直径的缸筒以最低的油液压力开始外伸，当到达行程终点后，稍小直径的缸筒开始外伸，直径最小的末级最后伸出。随着工作级数变大，外伸缸筒直径越来越小，工作油液压力随之升高，工作速度变快。
图2-21齿轮缸
(3)齿轮缸。它由两个柱塞缸和一套齿条传动装臵组成，如图2-21所示。柱塞的移动经齿轮齿条传动装臵变成齿轮的传动，用于实现工作
部件的往复摆动或间歇进给运动。
二、液压缸的密封装臵
液压缸中常见的密封装臵有间隙密封和密封圈密封。
间隙密封：图2-22所示，它依靠运动间的微小间隙来
防止泄漏。为了提高这种装臵的密封能力，常在活塞的表面
上制出几条细小的环形槽，以增大油液通过间隙时的阻力。它的结构简单，摩擦阻力小，可耐高温，但泄漏大，加工要求高，磨损后无法恢复图2-22间隙密封
原有能力，只有在尺寸较小、压力较低、相对运动速度较高的缸筒和活塞间使用。
密封圈密封：图2-23所示为密封圈(O形圈、V形圈等)密封，它利用橡胶或塑料的弹性使各种截面的环形圈贴紧在静、动配合面之间来防止泄漏。它结构简单，制造方便，磨损后有自动补偿能力，性能可靠，在缸筒和活塞之间、缸盖和活塞杆之间、活塞和活塞杆之间、缸筒和缸盖之间都能使用。
对于活塞杆外伸部分来说，由于它很容易把脏物带入液压缸，使油液受污染，使密封件磨损，因此常需在活塞杆密封处增添防尘圈，并放在向着活塞杆外伸的一端。
图2-23密封圈(O形圈、V形圈等)密封
三、液压缸的缓冲装臵
液压缸一般都设臵缓冲装臵，特别是对大型、高速或要求高的液压缸，为了防止活塞在行程终点时和缸盖相互撞击，引起噪声、冲击，则必须设臵缓冲装臵。
缓冲装臵的工作原理是利用活塞或缸筒在其走向行程终端时封住活塞和缸盖之间的部分油液，强迫它从小孔或细缝中挤出，以产生很大的阻力，使工作部件受到制动，逐渐减慢运动速度，达到避免活塞和缸盖相互撞击的目的。
如图2-24所示。
图2-24液压缸的缓冲装臵
1—节流阀
液压部分习题答案
绪论 二、判断题 （×）1、液压传动不容易获得很大的力和转矩。 （√）2、液压传动可在较大范围内实现无级调速。 （√）3、液压传动系统不宜远距离传动。 （√）4、液压传动的元件要求制造精度高。 （√）5、气压传动的适合集中供气和远距离传输与控制。 （√）6、与液压系统相比，气压传动的工作介质本身没有润滑性，需另外加油雾器进行润滑。（×）7、液压传动系统中，常用的工作介质是气油。 （√）8、液压传动是依靠密封容积中液体静压力来传递力的, 如万吨水压机。 （√）9、与机械传动相比, 液压传动其中一个优点是运动平穏。 第一章液压传动基础 二、判断题 （√）1、以绝对真空为基准测得的压力称为绝对压力。 （×）2、液体在不等横截面的管中流动，液流速度和液体压力与横截面积的大小成反比。（×）3、液压千斤顶能用很小的力举起很重的物体，因而能省功。 （√）4、空气侵入液压系统，不仅会造成运动部件的“爬行”，而且会引起冲击现象。 （×）5、当液体通过的横截面积一定时，液体的流动速度越高，需要的流量越小。 （√）6、液体在管道中流动的压力损失表现为沿程压力损失和局部压力损失两种形式。 （√）7、2.液体能承受压力，不能承受拉应力 （×）8、油液在流动时有粘性，处于静止状态也可以显示粘性。 （√）9、用来测量液压系统中液体压力的压力计所指示的压力为相对压力。 （×）10、以大气压力为基准测得的高出大气压的那一部分压力称绝对压力。 第二章液压动力元件 三、判断题 （×）1 .容积式液压泵输油量的大小取决于密封容积的大小。 （√）2. 齿轮泵的吸油口制造比压油口大，是为了减小径向不平衡力。 （×）3．叶片泵的转子能正反方向旋转。 （×）4．单作用泵如果反接就可以成为双作用泵。 （×）5. 外啮合齿轮泵中，轮齿不断进入啮合的一侧的油腔是吸油腔。 （×）6.理论流量是指考虑液压泵泄漏损失时，液压泵在单位时间内实际输出的油液体积。（×）7.双作用叶片泵可以做成变量泵。 （√）8、定子与转子偏心安装，改变偏心距e值可改变泵的排量，因此径向柱塞泵可做变量泵使用。 （√）9.齿轮泵、叶片泵和柱塞泵相比较，柱塞泵最高压力最大，齿轮泵容积效率最低，双作用叶片泵噪音最小。 （√）10.双作用式叶片泵的转子每回转一周，每个密封容积完成两次吸油和压油。
液压系统是由 动力元件
液压系统是由动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件、传动介质。 动力元件：将原动机输入的机械能转换为流体的压力能，以驱动执行元件运动。 执行元件：将流体的压力能转换为机械能，以驱动工作部件。 控制元件：控制和调节液压系统中流体压力、流量和流动方向，以保证工作机构完成预定的工作动作。 辅助元件：提供必要的条件，是系统得以正常的工作和便于检测控制。 传动介质：实现运动和运动传递。 液（气）的优点： 1能方便的地实现无极调速，调速范围大。 2在相同功率下，能量转换元件体积较小，重量较轻。 3工作平稳，反应速度快，能高速启动、制动和换向。 4能实现过载保护（安全阀《溢流阀》） 5操作简单，易实现自动化。（工作中） 6系列化、标准化和通用化，故便于设计和制作（制造） 7气动介质取之不竭，不易污染（环保） 缺点： 1泄露和可压缩性（气体），无法保证严格的传动比。 2液压对温度变化比较敏感，不易在很高或很低的温度下工作，且易污染环境。 3气压传动功率小，噪声大（风镐） 液体的主要性质：密度、可压缩性、黏度（动力黏度、运动黏度、相对黏度,<中国：恩施黏度°E>）和其它性质 黏度表示黏性大小的物理量（黏性是由分子间的内聚力阻止分子间的相对运动，因而产生一种内摩擦力）温度越高，黏度越低。 其他性质：抗燃性、抗凝性、抗氧化性、抗泡沫、抗乳化性、防锈蚀、润滑性、导热性、相容性以及纯净性。 液压油的选用标准： 1合适的黏度和良好的黏温特性 2有良好的润滑性能，腐蚀性小，抗锈性好。 3质地纯净，杂质少。 4对金属和密封件有良好的相容性。 5氧化稳定性好，长期工作不易变质。 6抗泡沫和抗乳化性好。 7体积膨胀系数小，比热容大。 8燃点高，凝点低。 9对人体无害，成本低。 液压油的种类：矿油型、乳化型和合成型 液压油污染的主要原因：残留物污染、侵入物污染、生成物污染。 帕斯卡原理（静压传递原理）：在密闭容器内，由外力作用所产生的压力将等值地传递到液体各点。 液体压力的表示及单位： 1用液体在单位面积上所受到作用力的大小表示，符号位P，单位Pa、kPa、MPa 2用大气压力表示工程大气压（at）、标准大气压（atm） 3用液柱高度表示米水柱（mH2O）、毫米汞柱（mmHg） 恒定流动（稳定流动或定常流动）：液体中任一点处的压力、速度和密度都不随时间而变化
液压与气压传动期末考试及答案
1液压系统中的压力取决于—负载执行元件的运动速度取决于—流量_ 2 ?液压传动装置由动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件四部分组成，其中动力元件、执行元件为能量转换装置。 3?液体在管道中存在两种流动状态，层流时内摩擦力起主导作用（雷诺数小），紊流时惯 性力起主导作用（雷诺数大） 4.理想液体的伯努利方程：表明了流动液体各质点、压力和速度的关系。物理意义：在管内作稳定流动的理想液体具有动能、位置势能和压力能三种能量，在任一截面上这三种能量 都可以互相转换，但其和都保持不变。 5.液压泵：是液压系统的动力元件，它是一种能量的转换装置即将原动机输入的机械能转变成液体的压力能，是液压系统重要的组成元件。 6.容积式液压泵工作条件：1、在结构上能形成密封的工作容积；2、密封的工作容积能实 现周期性的变化，密封工作容积由小变大时与吸油腔相通，由大变小时与排油腔相通。液压泵的基本性能参数：液压泵的压力（工作压力、额定压力、最高压力）、排量与流量、功率、效率（容积、机械）。 7?外啮合齿轮泄漏方式：1、轴向间隙泄漏；2、径向间隙泄漏；3、齿轮啮合线处的间隙泄漏。 &叶片泵分为变量泵和定量泵。限压式变量泵的工作原理：它是利用排油压力的反馈作用 来实现流量自动调节的，当泵的压力达到某一值时，反馈力把弹簧压缩到最短，定子移动到 最右端位置，偏心距减到最小，泵的实际输出量为零，泵的压力便不再升高。 9.液压执行元件：是将液压能转化为机械能的工作装置。（液压马达、液压缸一一最广泛） 10.高速马达（齿轮高速马达、叶片高速马达、柱塞式高速马达、螺杆马达） 11.液压缸按结构分为：活塞缸、柱塞缸（实现往复运动，输出推力和速度）、摆动缸（实现 小于360 °的往复摆动，输出转矩和角速度）和组合缸（具有特殊的结构和作用）；按液体 压力作分为：单作用（利用液体压力产生的推动力推动活塞向一个方向运动，反向复位靠外 力实现）和双作用液压缸（利用液体压力产生的推动力推动活塞正反两个方向运动）。 12.单杠杆：通常把单杠液压缸有杆腔和无杆腔同时进油的这种油路连接方式称为差动连 接。单杠缸往复运动范围约为有效行程的两倍，其结构紧凑，应用广泛，单活塞杆液压缸常用在“快速接近v3--慢速进给v1 —快速退回v2 “工作循环的组合机床液压传动装 置。 13.液压缸的组成：缸体组件、活塞组件、密封组件、缓冲装置和排气装置。 14.液压阀是控制液压系统中油液的流动方向、调节系统的压力和流量。按用途分为：方向 控制阀（单向阀、换向阀）、压力控制阀（溢流阀、顺序阀、减压阀）、流量控制阀（节流阀、调速阀）。按操作方式分为：手动阀、机动阀、电动阀、液动阀。 15. 压力控制阀：按其功能和用途分为溢流阀（直动式、先导式，实现定压和稳压作用） 、减压阀、顺序阀、压力继电器，他们的共同特点是利用作用于阀芯上的液压力与弹簧力相平 衡的原理进行工作的。 16.卸荷回路：流量卸荷和压力卸荷。速度控制回路：调速回路和快速运动回路调速回路： 节流调速回路（有节流损失、溢流损失）、容积调速回路（没有节流、溢流损失，用在高压 大容量）、容积节流调速回路（效率高、发热小。低速稳定性好） 17.节流调速回路（液压系统采用定量泵供油，用流量控制阀改变输入执行元件的流量实现调速的回路称为节流调速回路。） 18.容积调速回路（液压系统采用变量泵供油，通
液压试题及答案
一、填空题 1．液压系统中的压力取决于（），执行元件的运动速度取决于（）。 （负载；流量） 2．液压传动装置由（）、（）、（）和（）四部分组成，其中 （）和（）为能量转换装置。（动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件；动力元件、执行元件） 3．液体在管道中存在两种流动状态，（）时粘性力起主导作用，（）时惯性力起主导作用，液体的流动状态可用（）来判断。 （层流；紊流；雷诺数） 4．在研究流动液体时，把假设既（）又（）的液体称为理想流体。 （无粘性；不可压缩） 5．由于流体具有（），液流在管道中流动需要损耗一部分能量，它由（）损 失和（）损失两部分组成。（粘性；沿程压力；局部压力）6．液流流经薄壁小孔的流量与（）的一次方成正比，与（）的1/2次方成正比。 通过小孔的流量对（）不敏感，因此薄壁小孔常用作可调节流阀。 （小孔通流面积；压力差；温度） 7．通过固定平行平板缝隙的流量与（）一次方成正比，与（）的三次方成正比，这说明液压元件内的（）的大小对其泄漏量的影响非常大。 （压力差；缝隙值；间隙） 8．变量泵是指（）可以改变的液压泵，常见的变量泵有( )、( )、( ) 其中（）和（）是通过改变转子和定子的偏心距来实现变量，（）是通过改变斜盘倾角来实现变量。（排量；单作用叶片泵、径向柱塞泵、轴向柱塞泵；单作用叶片泵、径向柱塞泵；轴向柱塞泵） 9．液压泵的实际流量比理论流量（）；而液压马达实际流量比理论流量 （）。（大；小） 10．斜盘式轴向柱塞泵构成吸、压油密闭工作腔的三对运动摩擦副为（与）、（与）、（与）。（柱塞与缸体、缸体与配油盘、滑履与斜盘） 11．外啮合齿轮泵的排量与（）的平方成正比，与的（）一次方成正比。因此，在齿轮节圆直径一定时，增大（），减少（）可以增大泵的排量。 （模数、齿数；模数齿数） 12．外啮合齿轮泵位于轮齿逐渐脱开啮合的一侧是（）腔，位于轮齿逐渐进入啮 合的一侧是（）腔。（吸油；压油）
液压动力的元件习题(液压传动)教学内容
液压动力的元件习题(液压传动)
第2章液压动力元件 一、填空题 1．液压泵是靠________的变化来进行工作的，所以又称液压泵为________式泵。2．液压泵按结构特点一般可分为________、________、________三类泵。 3．外啮合齿轮泵位于轮齿逐渐脱开啮合的一侧是________腔，位于轮齿逐渐进入啮合的一侧是________腔。 4．变量泵是指________可以改变的液压泵，常见的变量泵有________、________、________；其中________和________是通过改变转子和定子的偏心距来实现变量， ________是通过改变斜盘倾角来实现变量。 5．叶片泵一般分为________和________两种。 6．柱塞泵一般分为________和________柱塞泵。 7．液压泵的实际流量比理论流量________；而液压马达实际流量比理论流量 ________ 。 8．外啮合齿轮泵的_______、_______、_______是影响齿轮泵性能和寿命的三大问题。 9．径向柱塞泵改变排量的途径是_______，轴向柱塞泵改变排量的途径是_______。10．为了保证齿轮泵的连续地可靠供油，要求其齿轮的啮合系数必须________，这必然产生________，为了克服这一现象，在齿轮泵中开了________。 11．液压泵的总效率等于_______和_______的乘积。 12．为了消除齿轮泵的困油现象，通常在两侧盖板上开________ ，使闭死容积由大变小时与________ 腔相通，闭死容积由小变大时与________腔相通。 13．齿轮泵产生泄漏的间隙为________间隙和________间隙，此外还存在________间隙，其中________泄漏占总泄漏量的80～85%。 14．对额定压力为2.5Mpa的齿轮泵进行泵性能测试，当泵输出的油液直接通向油箱，不计管道阻力，泵输出压力为_______ 。 15. 液压泵将_______转换成_______，为系统提供_______；液压马达将_______转换成_______，输出_______和_______。 16．一般的外啮合齿轮泵的进油口 ___，出油口___ ，这主要是为了解决外啮合齿轮泵的___ 问题。 二、选择题 1．液压泵单位时间内排出油液的体积称为泵的流量。泵在额定转速和额定压力下的输出流量称为（）；在没有泄漏的情况下，根据泵的几何尺寸计算而得到的流量称为（），它等于排量和转速的乘积。 A．实际流量 B．理论流量 C．额定流量
液压执行元件.
第三章液压执行元件 一、填空题 1．液压缸按结构特点不同，可分为、和三大类。 2．双杆活塞缸常用于的场合。 3．缸固定式双杆液压缸一般用于，活塞杆固定式双杆液压缸常用于。 4．单杆活塞缸常用于一个方向，另一个方向设备的液压系统。例如，各种机床、、、的液压系统。 5．单杆活塞缸差动连接时比其非差动连接同向运动获得的、。因此，在机床的液压系统中常用其实现运动部件的空行程快进。 6．柱塞式液压缸只能实现单向运动，其反向行程需借或完成。在龙门刨床、导轨磨床、大型压力机等行程长的设备中为了得到双向运动，可采用。 7．摆动液压缸常用于、、、及工程机械回转机构的液压系统。 8．增压缸能将转变为供液压系统中某一支油路使用。 9．伸缩式液压缸其活塞伸出的顺序是，伸出的速度是；活塞缩回的顺序一般是，缩回的速度是。这种液压缸适用于。10．齿条活塞缸常用于的驱动；多位液压缸多用于位置精度要求不很高的、 的送料装置；数字液压缸多用于工业机器人等具有的设备中。 11．动力较小设备的液压缸尺寸，多按确定。一般是先按选定活塞杆直径d，再按计算液压缸的内径D。 12．动力大的设备，其液压缸尺寸的确定，通常是先按和确定工作压力p，再根据选定的比值λ和按公式计算出缸内径D，最后计算出活塞杆直径d。 13．铸铁、铸钢和锻钢制造的缸体与端盖多采用连接；无缝钢管制作的缸筒端部常采用连接或；较短的液压缸常采用连接。 14．液压缸中常用的缓冲装置有、和。 15．液压系统中混入空气后会使其工作不稳定，产生、及等现象，因此，液压系统中必须设置排气装置。常用的排气装置有和。 二、选择题 1．双活塞杆液压缸，当活塞杆固定，缸与运动部件连接时，运动件的运动范围略大于液压缸有效行程的倍。 A．1倍B．2倍C．3倍 2．单活塞杆液压缸作为差动液压缸使用时，若使其往复运动速度相等，其活塞面积应为活
左健民液压与气压传动第五版课后答案1-11章
液压与气压传动课后答案（左健民）
第一章液压传动基础知识 1-1液压油的体积为331810m -?，质量为16.1kg ，求此液压油的密度。 解： 23 -3 m 16.1= ==8.9410kg/m v 1810 ρ?? 1-2 某液压油在大气压下的体积是335010m -?，当压力升高后，其体积减少到 3349.910m -?，取油压的体积模量为700.0K Mpa =，求压力升高值。 解： ''33343049.9105010110V V V m m ---?=-=?-?=-? 由0P K V V ?=-?知： 64 3 070010110 1.45010k V p pa Mpa V --?????=-==? 1- 3图示为一粘度计，若D=100mm ，d=98mm,l=200mm,外筒转速n=8r/s 时，测得转矩T=40N ?cm,试求其油液的动力粘度。 解：设外筒内壁液体速度为0u 08 3.140.1/ 2.512/2f u n D m s m s F T A r rl πτπ==??=== 由 du dy du dy τμ τμ=?= 两边积分得 0220.422()() 22 3.140.20.0980.10.0510.512 a a T l d D p s p s u πμ-?-??∴=== 1-4 用恩式粘度计测的某液压油（3850/kg m ρ=）200Ml 流过的时间为1t =153s ，20C ?时200Ml 的蒸馏水流过的时间为2t =51s ，求该液压油的恩式粘度E ?，运动粘度ν和动力粘度μ各为多少？ 解：12153351t E t ?= == 62526.31 (7.31)10/ 1.9810/E m s m s E ν--=?-?=?? 21.6810Pa s μνρ-==?? 1-5 如图所示，一具有一定真空度的容器用一根管子倒置
液压传动基础知识含答案
一.填空题： 1.液压油的主要物理性质有（密度）、（闪火点）、（粘度）、（可压缩性），液压油选择时， 最主要考虑的是油液的（粘度）。 2.液体受压力作用而发生的性质称为液体的可压缩性，当液压油中混有空气时，其抗压缩 能力将（降低）。 3.液压油的常见粘性指标有（运动）粘度、（动力）粘度、和（相对）粘度，其中表示液 压油牌号的是（运动）粘度，其单位是（厘斯）。 4.我国油液牌号以( 40℃)时油液的平均(运动）黏度的（cSt）数表示。 5.我国采用的相对粘度是（恩氏粘度），它是用（恩氏粘度计）测量的。 6.油的粘性易受温度影响，温度上升，（粘度）降低，造成（泄漏）、磨损增加、效率降低 等问题；温度下降，（粘度）增加，造成（流动）困难及泵转动不易等问题。 7.液压传动对油温变化比较敏感，一般工作温度在（15）~（60）℃范围内比较合适。 8.液压油四个主要的污染根源是（已被污染的新油）、（残留）污染、（侵入性）污染和（内 部生成）污染。 9.流体动力学三大方程分别为（连续性方程）、（伯努利方程）和（动量方程）。 10.在研究流动液体时，把假设既（无粘性）又（不可压缩）的液体称为理想流体。 11.绝对压力等于大气压力+（相对压力），真空度等于大气压力－（绝对压力）。 12.根据液流连续性原理，同一管道中各个截面的平均流速与过流断面面积成反比，管子细 的地方流速（大），管子粗的地方流速（小）。 13.理想液体的伯努利方程的物理意义为：在管内作稳定流动的理想液体具有（比压能）、 （比位能）和（比动能）三种形式的能量，在任意截面上这三种能量都可以（相互转化），但总和为一定值。 14.在横截面不等的管道中，横截面小的部分液体的流速（大），液体的压力（小）。 15.液体的流态分为（层流）和（紊流），判别流态的准则是（雷诺数）。 16.由于流体具有（粘性），液流在管道中流动需要损耗一部分能量，它由（沿程压力）损 失和（局部压力）损失两部分组成。 17.孔口流动可分为(薄壁)小孔流动和（细长）小孔流动，其中（细长）小孔流动的流量受 （温度）影响明显。 18.液流流经薄壁小孔的流量与（小孔通流面积）的一次方成正比，与（压力差）的1/2 次方成正比。通过小孔的流量对（温度）不敏感，因此薄壁小孔常用作可调节流阀。19.通过固定平行平板缝隙的流量与（压力差）一次方成正比，与（缝隙值）的三次方成正 比，这说明液压元件内的（间隙）的大小对其泄漏量的影响非常大。 20.为防止产生（空穴），液压泵距离油箱液面不能太高。 21.在液压系统中，由于某些原因使液体压力突然急剧上升，形成很高的压力峰值，这种现 象称为（液压冲击）。 二.判断题： 1.液压油具有粘性，用粘度作为衡量流体粘性的指标。（√） 2.标号为N32的液压油是指这种油在温度为40℃时，其运动粘度的平均值为32mm2/s。（√） 3.空气的粘度主要受温度变化的影响，温度增高，粘度变小。（√） 4.液压油的密度随压力增加而加大，随温度升高而减小，但一般情况下，由压力和温度引起的这种变化较小，可以忽略不计。（√） 5.液压系统对液压油粘性和粘温特性的要求不高。（×） 6.粘度指数越高，说明粘度随温度变化越小。（√）
液压部分习题答案
《液压与气动应用技术》各章练习题 参考答案 绪论 一、填空题 1、液压与气压传动是以__流体_______ 为工作介质进行能量传递和控制的一种传动形式。。 2、液压传动系统主要由__动力装置_______、_执行装置________、_控制调节装置________、_辅助装置____及传动介质等部分组成。 3、能源装置是把___机械能___转换成流体的压力能的装置，执行装置是把流体的___压力能___转换成机械能的装置，控制调节装置是对液(气)压系统中流体的压力、流量和流动方向进行控制和调节的装置。 二、判断题 （×）1、液压传动不容易获得很大的力和转矩。 （√）2、液压传动可在较大范围内实现无级调速。 （√）3、液压传动系统不宜远距离传动。 （√）4、液压传动的元件要求制造精度高。 （√）5、气压传动的适合集中供气和远距离传输与控制。 （√）6、与液压系统相比，气压传动的工作介质本身没有润滑性，需另外加油雾器进行润滑。（×）7、液压传动系统中，常用的工作介质是气油。 （√）8、液压传动是依靠密封容积中液体静压力来传递力的, 如万吨水压机。 （√）9、与机械传动相比, 液压传动其中一个优点是运动平穏。 三、选择题 1、把机械能转换成液体压力能的装置是（ A ）。 A动力装置、B执行装置、C控制调节装置 2、液压传动的优点是（ A ）。 A比功率大、B传动效率低、C可定比传动 3、液压传动系统中，液压泵属于（ A ），液压缸属于（ B ，溢流阀属于（ D ），油箱属于（ C ）。 A.动力装置 B.执行装置 C.辅助装置 D.控制装置 四、问答题 1．什么叫液压传动？什么叫气压传动？ 答：液压与气压传动是以流体（液压油或压缩空气）为工作介质进行能量传递和控制的一种传动形式。 2．液压和气压传动系统由哪些基本组成部分？各部分的作用是什么？ 答：液压与气压传动系统主要由以下几个部分组成： (1)动力装置把机械能转换成流体的压力能的装置，一般最常见的是液压泵或空气压缩机。
液压系统的执行元件
第四章、液压执行元件 第一节液压马达 一、液压马达的特点及分类 液压马达是把液体的压力能转换为机械能的装置，从原理上讲，液压泵可以作液压马达用，液压马达也可作液压泵用。但事实上同类型的液压泵和液压马达虽然在结构上相似，但由于两者的工作情况不同，使得两者在结构上也有某些差 异。例如： 1.液压马达一般需要正反转，所以在内部结构上应具有对称性，而液压泵一 般是单方向旋转的，没有这一要求。 2.为了减小吸油阻力，减小径向力，一般液压泵的吸油口比出油口的尺寸 大。而液压马达低压腔的压力稍高于大气压力，所以没有上述要求。 3.液压马达要求能在很宽的转速范围内正常工作，因此，应采用液动轴承或静压轴承。因为当马达速度很低时，若采用动压轴承，就不易形成润滑滑膜。 4.叶片泵依靠叶片跟转子一起高速旋转而产生的离心力使叶片始终贴紧定子的内表面，起封油作用，形成工作容积。若将其当马达用，必须在液压马达的叶片根部装上弹簧，以保证叶片始终贴紧定子内表面，以便马达能正常起动。 5.液压泵在结构上需保证具有自吸能力，而液压马达就没有这一要求。 6.液压马达必须具有较大的起动扭矩。所谓起动扭矩，就是马达由静止状态起动时，马达轴上所能输出的扭矩，该扭矩通常大于在同一工作压差时处于运行状态下的扭矩，所以，为了使起动扭矩尽可能接近工作状态下的扭矩，要求马达 扭矩的脉动小，内部摩擦小。 由于液压马达与液压泵具有上述不同的特点，使得很多类型的液压马达和液 压泵不能互逆使用。 液压马达按其额定转速分为高速和低速两大类，额定转速高于500r/min的属于高速液压马达，额定转速低于500r/min的属于低速液压马达。 高速液压马达的基本型式有齿轮式、螺杆式、叶片式和轴向柱塞式等。它们的主要特点是转速较高、转动惯量小，便于启动和制动，调速和换向的灵敏度高。通常高速液压马达的输出转矩不大(仅几十牛·米到几百牛·米)，所以又称为高速 小转矩液压马达。 高速液压马达的基本型式是径向柱塞式，例如单作用曲轴连杆式、液压平衡式和多作用内曲线式等。此外在轴向柱塞式、叶片式和齿轮式中也有低速的结构型式。低速液压马达的主要特点是排量大、体积大、转速低(有时可达每分种几转甚至零点几转)，因此可直接与工作机构连接，不需要减速装置，使传动机构大为简化，通常低速液压马达输出转矩较大(可达几千牛顿·米到几万牛顿·米)， 所以又称为低速大转矩液压马达。
液压与气压传动试题及答案[ (2)
《液压与气压传动》复习资料及答案 液压传动试题 一、填空题 1．液压系统由动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和传动介质元件五部分组成。 2．节流阀通常采用薄壁小孔；其原因是通过它的流量与粘度无关，使流量受油温的变化较小。 3．液体在管道中流动时有两种流动状态，一种是层流，另一种是紊流。区分这两种流动状态的参数是雷诺数 4．在液压系统中，当压力油流过节流口、喷嘴或管道中狭窄缝隙时，由于流速会急剧增加，该处压力将急剧降低，这时有可能产生气穴。 5．液压马达把液压能能转换成机械能能，输出的主要参数是转速和转矩 6．液压泵的容积效率是该泵实际流量与理论流量的比值。 7．液压缸的泄漏主要是由压力差和间隙造成的。 8．外啮合齿轮泵中，最为严重的泄漏途径是轴向间隙 9．和齿轮泵相比，柱塞泵的容积效率较高，输出功率大，抗污染能力差。 10．在旁油路节流调速回路中，确定溢流阀的 时应考虑克服最大负载所需要的压力，正常工作时溢流阀口处于 状态。 11．常用方向阀的操作方式有 、 、 等三种。 二、选择题 1．液压缸差动连接工作时，缸的（ ）。 A ．运动速度增加了 B ．压力增加了 C ．运动速度减小了 D ．压力减小了 2．液压缸差动连接工作时活塞杆的速度是（ ）。 A ．2 4d Q v π= B ．)(22 2d D Q v -=π C ．2 4D Q v π= D ．)(42 2d D Q -π 3．液压缸差动连接工作时作用力是（ ）。 A ．)(2 2 2d D p F -=π B ．2 2 d p F π= C ．)(42 2d D p F -=π D ．4 2d p F π= 4．在液压系统中，液压马达的机械效率是（ ）。 A ．T M M ?= η B ．M M M T T ?+=η C ．T M M ?-=1η D ．M M M T ?+?= η 5．在液压系统中，液压马达的容积效率是（ ）。 A ．T Q Q ?- =1η B ．T T Q Q Q ?-= η C ．T Q Q ?=η D ．Q Q Q T T ?+=η 6．液压系统的真空度应等于（ ）。 A ．绝对压力与大气压力之差 B ．大气压力与绝对压力之差 C ．相对压力与大气压力之差 D ．大气压力与相对压力之差 7．调速阀是用（ ）而成的。 A ．节流阀和定差减压阀串联 B ．节流阀和顺序阀串联 C ．节流阀和定差减压阀并联 D ．节流阀和顺序阀并联 8．若某三位换向阀的阀心在中间位置时，压力油与油缸两腔连通，回油封闭，则此阀的滑阀机能为（ ）。 A ．P 型 B ．Y 型 C ．K 型 D ．C 型 9．与节流阀相比较，调速阀的显著特点是（ ）。 A ．流量稳定性好 B ．结构简单，成本低 C ．调节范围大 D ．最小压差的限制较小 10．双作用叶片泵配流盘上的三角槽是为使（ ）。 A ．叶片底部和顶部的液体压力相互平衡 B ．吸油区过来的密封容积进入压油区时，避免压力突变，减少流量脉动 C ．转子和叶片能自由旋转，使它们与配流盘之间保持一定的间隙 D ．叶片在转子槽中作径向运动时速度没有突变，而减小叶片泵的冲击 11．采用卸荷回路是为了（ ）。 A ．减小流量损失 B ．减小压力损失 C ．减小功率损失 D ．提高系统发热 12．设图中回路各阀的调整压力为 1p >2p >3p ，那么回路能实现（ ） 调压。 A ．一级 B ．二级 C ．三级 D ．四级 三 简答题 1． 液压冲击产生的原因。 2． 溢流阀与减压阀的区别。 3． 进油节流调速回路与回油节流调
左健民液压与气压传动第五版课后答案111章
液压与气压传动课后答案（左健民） 第一章液压传动基础知识 1-1液压油的体积为331810m -?，质量为16.1kg ，求此液压油的密度。 解： 23-3m 16.1= ==8.9410kg/m v 1810 ρ?? 1-2 某液压油在大气压下的体积是335010m -?，当压力升高后，其体积减少到 3349.910m -?，取油压的体积模量为700.0K Mpa =，求压力升高值。 解： ''33343049.9105010110V V V m m ---?=-=?-?=-? 由0P K V V ?=-?知： 64 3 070010110 1.45010 k V p pa Mpa V --?????=-==? 1- 3图示为一粘度计，若D=100mm ，d=98mm,l=200mm,外筒转速n=8r/s 时，测得转矩T=40N ?cm,试求其油液的动力粘度。 解：设外筒内壁液体速度为0u 08 3.140.1/ 2.512/2f u n D m s m s F T A r rl πτπ==??=== 由 du dy du dy τμ τμ=?= 两边积分得 0220.422()() 22 3.140.20.0980.10.0510.512 a a T l d D p s p s u πμ-?-??∴=== 1-4 用恩式粘度计测的某液压油（3850/kg m ρ=）200Ml 流过的时间为1t =153s ， 20C ?时200Ml 的蒸馏水流过的时间为2t =51s ，求该液压油的恩式粘度E ?，运动粘度ν和动力粘度μ各为多少？ 解：12153351t E t ?= == 62526.31(7.31)10/ 1.9810/E m s m s E ν--=?-?=?? 21.6810Pa s μνρ-==??
液压传动练习题及答案
液压传动第一章练习题 一、填空题 1、液压传动的工作原理是( )定律。即密封容积中的液体既可以传递( )，又可以传递( )。 2、液体传动是主要利用( )能的液体传动。 3、传动机构通常分为( )、( )、( )。 4、液压传动由四部分组成即( )、( )、( )、( ) 其中（）和（）为能量转换装置。 二、单项选择题 1.液压系统中的压力取决于（）。 （A）负载（B）流量（C）速度（D）溢流阀 2.液压传动装置的组成部分中，（）为能量转换装置。 （A）控制元件、辅助元件（B）动力元件、执行元件 （C）泵和阀（D）油缸和马达 3、将发动机输入的机械能转换为液体的压力能的液压元件是( )。 （A）液压泵（B）液压马达（C）液压缸（D）控制阀 4、液压传动主要利用（）的液体传动。 （A）机械能（B）液体压力能（C）电能（D）气压能 5.液压传动（）在传动比要求严格的场合采用。 （A）适宜于（B）不宜于（C）以上都不对 6.将液体的压力能转换为旋转运动机械能的液压执行元件是( )。 （A）液压泵（B）液压马达（C）液压缸（D）控制阀 7.以下选项中，（）不是液压传动的优点 （A）操纵控制方便，可实现大范围的无级调速（B）可自动实现过载保护。 （C）容易实现机器的自动化（D）适宜在很高或很低的温度条件下工作。 8.以下选项中，（）是液压传动的优点 （A）可自动实现过载保护。（B）能得到严格的定比传动。 （C）液压传动出故障时容易找出原因。（D）适宜在很高或很低的温度条件下工作。 9.将机械能转换为液体的压力能的液压执行元件是( )。 （A）液压泵（B）液压马达（C）液压缸（D）控制阀 10.属于液压执行装置的是（）。 （A）液压泵（B）压力阀（C）液压马达（D）滤油器 三、多项选择题 1.以下哪些是液压传动的组成部分（）。 （A）液压泵（B）执行元件（C）控制元件（D）辅助元件 2. 液体传动是以液体为工作介质的流体传动。包括（）和（）。 （A）液力传动（B）液压传动（C）液压传动（D）机械传动 3.传动机构通常分为( )。 （A）机械传动（B）电气传动（C）流体传动（D）原动机 4.与机械传动、电气传动相比，以下哪些是液压传动的优点（）。 (A)液压传动的各种元件，可根据需要方便、灵活地来布置； (B)重量轻、体积小、运动惯性小、反应速度快； (C)可自动实现过载保护。 (D)一般采用矿物油为工作介质，相对运动面可行润滑使用寿命长； (E)很容易实现直线运动； 四、判断题
液压伺服控制课后题答案大全王春行版).
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6 2.0=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= +++ 马达的容积效率 n v n q q q η-?= 且 tm n q p C ?=
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=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=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。
典型液压系统
单元七典型液压系统 学习目标: 1.掌握读懂液压系统图的阅读和分析方法 2.掌握YT4543型液压动力滑台液压系统的组成、工作原理和特点 3.掌握YB32-200型压力机液压系统的组成、工作原理和特点 4.掌握Q2- 8汽车起重机液压系统的组成、工作原理和特点 5.能绘制电磁铁动作循环表 重点与难点： 典型液压系统是对以前所学的液压件及液压基本回路的结构、工作原理、性能特点、应用，对液压元件基本知识的检验与综合，也是将上述知识在实际设备上的具体应用。本章的重点与难点均是对典型液压系统工作原理图的阅读和各系统特点的分析。对于任何液压系统，能否读懂系统原理图是正确分析系统特点的基础，只有在对系统原理图读懂的前提下，才能对系统在调速、调压、换向等方面的特点给以恰当的分析和评价，才能对系统的控制和调节采取正确的方案。因此，掌握分析液压系统原理图的步骤和方法是重中之重的内容。 1 ?分析液压系统工作原理图的步骤和方法 对于典型液压系统的分析，首先要了解设备的组成与功能，了解设备各部件的作用与运动方式，如有条件，应当实地考察所要分析的设备，在此基础上明确设备对液压系统的要求，以此作为液压系统分析的依据；其次要浏览液压系统图，了解所要分析系统的动力装置、执行元件、各种阀件的类型与功能，此后以执行元件为中心，将整个系统划分为若干个子系统油路；然后以执行元件动作要求为依据，逐一分析油路走向，每一油路均应按照先控制油路、后主油路，先进油、后回油的顺序分析；再后就是针对执行元件的动作要求，分析系统的方向控制、速度控制、压力控制的方法，弄清各控制回路的组成及各重要元件的作用；更后就是通过对各执行元件之间的顺序、同步、互锁、防干扰等要求，分析各子系统之间的联系；最后归纳与总结整个液压系统的特点，加深对系统的理解。 2.在此选用YT4543型组合机床动力滑台的液压系统，作为金属切削专用机床进给部件的典型代 表。此系统是对单缸执行元件，以速度与负载的变换为主要特点。要求运动部件实现“快进一一工进一二工进一死挡铁停留一快退一原位停止”的工作循环。具有快进运动时速度高负载小与工进运动时速度低负载大的特点。系统采用限压式变量泵供油，调速阀调速的容积节流调速方式，该调速方式具有速度刚性好调速范围大的特点；系统的快速回路是采用三位五通电液换向阀与单向阀、行程阀组成的液压缸差动连接的快速运动回路，具有系统效率较高、回路简单的特点；速度的换接采用行程阀和液控顺序阀联合动作的快进与工进的速度换接回路，具有换接平稳可靠的特点；两种工进采用调速阀串联与电磁滑阀组成的速度变换回路实现两次工进速度的换接，换接平稳；采用中位机能为M型的电 液换向阀实现执行元件换向和液压泵的卸荷。该系统油路设计合理，元件使用恰当，调速方式正确， 能量利用充分。 3.YB32-200型压力机的液压系统属于锻压机械液压系统的代表，此系统以压力变换为主、功率比大、压力高，属于高压或超高压系统。压力机工作时要求带动上滑块的液压缸活塞能够自动实现“快速下行一慢速加压一保压延时一泄压一快速回程一原位停止”的动作循环，空程时速度大，加压时推力大；下滑块液压缸要求实现“顶出一退回”的动作循环，有时还需要实现“浮动”功能。该系统采用高压大流量恒功率变量泵供油，利用活塞自重充液的快
《液压放大元件》第二章课后思考题
1、‘为什么把液压控制阀成为液压放大元件？（p8） 液压控制阀是在液压系统中把机械信号（位移或转角）转换为液压信号（流量、压力）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？(p14)(p16) 理想滑阀是指径向间隙为零，工作边锐利的滑阀。（没有圆角） 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（铸件的毛边，加工时的误差）的滑阀。 3、什么是三通阀、四通阀？什么是双边滑阀、四边滑阀？他们之间有什么关系？（p8） 三通、四通是指阀的进出口通道；按滑阀的工作边数可分为四边，双边，单边。一般来说四通阀为四边，三通阀为双边，两通阀必为单边。 4、什么叫阀的工作点？零位工作点的条件是什么？（p14） 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pL ，阀位移xV 时，阀的负载流量为qL 的位置。零位工作点曲线的原点，其条件是0===v l l x p q
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？ 流量增益定义为v l q x q K ??= 其值越大，阀对负载流量的控制就越灵敏；压力—流量系数l l c p q K ??- =其值越小，阀抵抗负载的变化能力越大，即阀的刚度越大。压力增益v l x p Kp ??=， 其值越大，阀对负载的压力的控制灵敏度越高。流量增益直接影响系统的开环增益，因而对 系统的稳定性、响应特性、稳态误差有直接影响。流量—压力系数直接影响阀控执行元件(液压动力元件)的阻尼比和速度刚度。压力增益表示阀控执行元件组合起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 6、比较零开口阀与正开口阀、三通阀与四通阀的三个阀系数有什么异同？为什么？) 正开口四边滑阀的Kqo 值是理想零开口四边滑阀的两倍，这是因为负载流量同时受两个节流窗口的控制，而且它们是差动变化的，相同点是它们的Kco 取决于面积梯度，而Kpo 与面积梯度无关(p19)。 三通阀与四通阀的零位系数相比较，流量增益是一样的，而压力增益为四通阀的一半，因为四通阀有两个控制通道，且为差动工作，而三通阀仅有一个控制通道。 （p22） 7、径向间隙对零开口阀的静态特性有什么影响？为什么要研究实际零开口阀的泄漏特性？（p16） 理想零开口四边滑阀的阀系数为 流量增益ρ L s d v l q p p W C x q K -=??= 流量压力系数) (2L s L s v d l l c p p p p Wx C p q K --=??- =ρ 压力增益v l s v l x p p x p Kp ) (2-=??= 理想零开口四边滑阀的零位阀阀系数为