液压与气压传动课后习题答案

《液压与气压传动》习题解答

第 1 章 液压传动概括

１、何谓液压传动？液压传动有哪两个工作特征？

答：液压传动是以液体为工作介质， 把原动机的机械能转变成液体的压力能，经过控制元件将拥有压力能的液体送到履行机构， 由履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成工作机构所需的机械能， 也就是说利用受压液体来传达运动和动力。 液压传动的工作特征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构成部分？各部分的功用是什么？

答：⑴动力装置：泵，将机械能变换成液体压力能的装置。⑵履行装置：缸或马达，将液体压力能变换成机械能的装置。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理的装置。 ⑷协助装置： 对工作介质起到容纳、 净化、润滑、消声和实现元件间连结等作用的装置。⑸传动介质：液压油，传达能量。

３、液压传动与机械传动、电气传动对比有哪些优弊端？

答：液压传动的长处：⑴输卖力大 , 定位精度高、传动安稳，使用寿命长。

⑵简单实现无级调速，调速方便且调速范围大。 ⑶简单实现过载保护和自动控制。 ⑷机构简化和操作简单。

液压传动的弊端：⑴传动效率低，对温度变化敏感，实现定比传动困难。⑵出现故障不易诊疗。⑶液压元件制造精度高，⑷油液易泄露。

第２章 液压传动的基础知识

1 、采纳液压油有哪些基本要求？为保证液压系统正常运行， 采纳液压油要考虑哪些方面？

答：采纳液压油的基本要求：⑴粘温特征好，压缩性要小。⑵润滑性能好， 防锈、耐腐化性能好。⑶抗泡沫、抗乳化性好。⑷抗燃性能好。 采纳液压油时考虑以下几个方面， ⑴按工作机的种类采纳。 ⑵按液压泵的种类采纳。 ⑶按液压系统工作压力采纳。 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选择适合的液压油品种。

2、油液污染有何危害？应采纳哪些举措防备油液污染？

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

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物。此中固体颗粒性污垢是惹起污染危害的主要原由。 1) 固体颗粒会使滑动部分磨损加剧、卡死和拥塞，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，并且和增添剂一同作用，产生粘性胶质，使滤芯拥塞。 3) 空气的混入能降低油液的体积弹性模量， 惹起气蚀，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，加快元件腐化。

污染控制贯串于液压系统的设计、制造、安装、使用、维修等各个环节。在实质工作中污染控制主要有以下举措： 1) 油液使用前保持洁净。 2) 合理采纳液压元件和密封元件， 减少污染物侵入的门路。 3) 液压系统在装置后、 运行前保持洁净。4) 注意液压油在工作中保持洁净。 5) 系统中使用的液压油应按期检查、 增补、改换。 6) 控制液压油的工作温度，防备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征？为何在选择液压油时，应将油液的粘度作为主要的性能指标？

答：液体流动时分子间互相管制的力称为液体的内摩擦力或粘滞力， 而液体流动时体现阻挡液体分子之间相对运动的这类性质称为液体的粘性。

粘温特征：液体粘度随温度变化的性质称为液体的粘温特征。 粘度是液体流动时

阻力的胸怀， 它是权衡粘性大小的指标， 是液压油最重要的性质。 液压油的粘度 大，流动阻力大，流动时压力损失也大，动作反响变慢，机械效率降低；液压油 粘度小能够降低阻力，提升机械效率，但简单泄露，造成容积效率降低。所以， 粘度是选择液压油的重要依照， 它的大小关系到液压系统的正常工作、 效率和动 作敏捷度等。

4、伯努利方程和连续性方程的物理意义是什么？在液压传动系统中为何只考虑油液的压力能？

答：伯努利方程的物理意义： 理想液体在重力场作稳固流动时， 拥有压力能、位能和动能三种形式，它们之间能够互相转变，且总和保持不变。

连续性方程物理意义： 液体在管道中造作稳固流动时， 管内液体的质量不会增加也不会减少，因此单位时间内液体流经管道随意截面的质量相等。

液压传动中压力能的数目级远远大于位能和动能的数目级。

5、液体的流动状态有几种？各自的特色以及鉴别方法是什么？

答：液压的流动状态有层流和紊流两种：⑴层流：液体流动体现层状，粘性力起主导作用，液体质点受粘性的拘束，流动时能量损失小。⑵紊流：液体流动体现混淆状，惯性力起主导作用， 粘性力的作用减弱， 流动时能量损失大。

流态用雷诺数 Re 来判断，当 Re〈 Rec 时，为层流；当 Re〉Rec 时，为紊流。

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6、管路中的液压冲击能否就是管路中压力高升？为何？如何防备液压冲击？

答：液压冲击其实不是管路中简单压力的高升。

液压冲击是指液压系统中， 因为某种原由惹起液体局部压力在瞬时急剧高升， 形成很大的压力峰值的现象。

减小液压冲击的主要举措有以下几点：⑴管中液流的流速和运动零件的速

度，减少冲击波的强度。 ⑵开启阀门的速度要慢。 ⑶采纳汲取液压冲击的能量装置如蓄能器等。 ⑷在出现有液压冲击的地方， 安装压力的安全阀。 ⑸适合加大管道内径或采纳橡胶软管。

7、什么是气穴现象？如何防备？

答：当液体某一点处的绝对压力降到了相应温度的饱和蒸气压以下时， 油液中的空气就会分别出来，产生大批的气泡，这类现象称为气穴现象。

泵的吸进口、油液流经节流部位、忽然启闭的阀门、带大惯性负载的液压缸、液压马达在运行中忽然停止或换向时等都将产生气穴现象。

为了防备产生气穴随和蚀现象， 一般可采纳以下的预防举措： ⑴减少流经节流口及空隙前后的压力差， 一般希望节流口或空隙前后压力比小于； ⑵正确确立液压泵吸内径， 对管内液体的流速加以， 降低液压泵的吸油高度， 尽可能减少吸路中的压力损失； ⑶提升管道的密封性能， 防备空气的渗透； ⑷提升零件的机械强度和降低零件表面的粗拙度， 采纳抗腐化能力强的金属资料 （如铸铁和青铜等），以提升元件的抗气蚀能力。

8、有 200mL的液压油，密度ρ为 900kg/m3 , 在 40℃时流过恩氏粘度计的时间

t1=150s ；而 200mL的蒸馏水，在 20℃时流过的时间是 t2=50s 。试计算油液在 40℃时的恩氏粘度、运动粘度、动力粘度各是多少？

9、依据连续性方程和伯努利方程鉴别，液体在一个水平搁置的管道中流动，不

考虑压力损失，分别流过三个不同面积的截面 A1、A2、A3，且 A1＜A3＜ A2，请问经过这三个截面时， 流量 q1 、q2、q3 之间的大小关系是如何的？流速 v1、v2、 v3 之间的大小关系又是如何的？

10、某液压系统，如图 2-18 所示，两液压缸串连，缸 1 的活塞是主运动，缸 2 的活塞对外战胜负载 ( 从动运动 ) 。已知小活塞的面积 Al=14cm2 ，大活塞的面积 A2=40cm, 连结两液压缸管路的流量 q=25L／min，试求两液压缸的运动速度及速

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比。

第 3 章

液压泵与液压马达

1、举例说明液压泵的工作原理。假如油箱完整封闭不与大气相通，液压泵能否还可以工作？

答：以柱塞泵为例，其工作原理为：跟着偏爱轮转动，柱塞与泵体所形成的 密封工作容积发生变化， 当工作容积由小变大时， 形成真空，油箱油液在大气压 作用下经过吸油单向阀进入到工作容积。当工作容积由大变小时，油液受挤压， 压力增大，油液经过排油单向阀进入到液压系统。

偏爱轮连续转动， 泵不断的吸

油和排油。 假如开式油箱完整封闭不与大气相通， 就失掉利用大气压力将油箱 的油液强行压入泵内的条件，进而没法达成吸油过程，液压泵便不可以工作了。 2、为何说液压泵的工作压力取决于负载？

答：液压泵的工作压力是指液压泵在工作时成立起来的压力。 以千斤顶为例，输出的油液进入液压系统， 输入到工作油缸， 油缸顶起重物时战胜阻力： 重物负载所造成的阻力， 管道摩擦阻力， 两种阻力都属于负载， 使系统的液压油压力渐渐高升并成立起压力， 直至高升到能战胜阻力， 于是重物被顶起。 所以液压泵工作压力取决于负载。

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3、为何液压泵的压力高升会使流量减少？

答：液压泵的输出流量与泵的构造参数、转速、容积效率相关。因为泵的工

作容积的相邻零件之间存在着空隙， 不行防止的产生泄露， 负载越大，压力越高，泄露越大，流量减少。

4、什么是液压泵的实质工作压力，排量的大小取决于什么

?

答：液压泵的实质工作压力是指液压泵在实质工作时成立起来的压力。液压 泵排量取决于密封可变容积的几何变化量。 不同的泵，因构造参数不同， 所以排量不相同。

5、齿轮泵的困油现象、径向力不均衡是如何惹起的？对其工作有何影响？如何解决？

答：困油现象：为保证齿轮连续传动，一定要求前一对轮齿还没有脱开前，后 一对轮齿就要进入啮合， 即重叠系数大于 1，所以有一部分液体被困在两对轮齿、啮合线及前后端盖之间形成的密封可变容积内。

对工作的影响：当密封容积由大变小时，被困在容积内的液体遇到挤压，压

力急剧高升。 从空隙强行挤出， 这时齿轮和轴蒙遇到很大的径向力， 功率损失增添，磨损加剧。当密封容积由小变大时，节余的被困液体压力降落，形成局部真空，使溶解在液体中气体析出或液体自己汽化形成汽蚀， 使泵产生振动和噪声。

解决举措：为除去困油现象，能够采纳一些卸荷举措，使密封容积及时与吸油或压油腔连通。即在轴套或许是在前后端盖上开两个卸荷槽。

径向力不均衡：齿轮轴上主要遇到齿轮啮合时产生的力和油液压力产生的径 向液压力。后者要比前者大得多， 对轴蒙受力起主要作用。 从低压的吸油腔到高压的压油腔，压力沿齿轮旋转方向逐齿递加， 所以齿轮和轴遇到径向不均衡力的作用。

对工作的影响：径向力不均衡加快了轴承磨损，降低了轴承的寿命，甚至使轴变形，造成齿顶与泵体内壁的摩擦等。

解决举措：为认识决径向力不均衡问题， 可在齿轮泵的泵体上开均压槽和减小压油口尺寸。

6、为何齿轮泵的齿数少而模数大？

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第四章

液压缸

1、液压缸的主要构成部分有哪些？缸固定和杆固定液压缸其工作台的最大活动范围有何差异？

答：液压缸的主要构成包含缸筒组件、活塞组件、密封装置、缓冲装置和排气装置等五大多数。

双杆活塞缸缸固定其工作台的最大活动范围约为活塞有效行程的三倍， 杆固定其工作台最大活动范围约为活塞有效行程的二倍。 单杆活塞缸不论是缸固定仍是杆固定其工作台最大活动范围约为活塞有效行程的两倍。

2、某液压系统履行元件为双杆活塞缸 ( 见图 4-1) ，液压缸的工作压力 p=4MPa，活塞直径为 D=80mm，活塞杆直径 d=50mm，工作时进给速度 v=s。请问液压缸能战胜多大的负载？进入液压缸的流量为多少？

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8、

第五章 液压控制阀

1、换向阀有几种操控方式？

答：换向阀有五种操控方式：手动、灵巧、液动、电磁、电液动。

2、什么是换向阀的中位机能？ O、P、Y、M和 H型各拥有那些特色？

答：换向阀的中位机能： 三位换向阀的阀芯在中间地点时， 各油口的连通方式及对系统产生的性能称为换向阀的中位机能。 O 型：P、A、B、T 四口全封闭，液压泵不卸荷，液压缸闭锁，可用于多个换向阀的并联工作； P 型： P、 A、 B 口相通， T 口封闭，泵与缸两腔相通，可构成差动回路； Y 型： P 口封闭， A、B、T 三口相通，活塞浮动，在外力作用下可挪动，泵不卸荷； M 型：P、T 口相通， A、B

口均封闭，活塞闭锁不动，泵卸荷，也可用于多个 M型换向阀串连工

作； H 型：四口全串连，活塞处于浮动状态，在外力作用下可挪动，泵卸荷。 3、试说明电液动换向阀的构成、特色和合用范围？

答：电液动换向阀是电磁阀和液动阀的组合， 电磁阀起初导作用， 以改变液动阀的阀芯地点， 液动阀控制主油路换向。 电液动换向阀用较小的电磁铁来控

制较大的液动阀，换向时间可调。

合用于大流量、换向安稳的场合。

4、溢流阀、减压阀温次序阀各起什么作用？在控制方式上、阀芯常态上、泄露方式上有和差异？次序阀可否用作溢流阀使用？

答：次序阀能作溢流阀使用。

9、节流阀的最小稳固流量有什么意义？

答：当节流阀的张口面积很小时， 经过节流阀的流量会出现断流现象，阀能够输出无断流的最小流量。保证了液压缸的最小稳固速度。

节流

10、调速阀和节流阀在构造和性能上有何异同？各合用于什么场合？

答：在构造上， 调速阀是由定差减压阀与节流阀串连构成的流量控制阀， 而节流阀仅是经过改变阀口通流面积的大小实现流量调理的流量控制阀， 构造构成上无定差减压阀。

在性能上，节流阀受外负载的影响，外负载变化，履行元件速度变化；调速阀不受外负载的影响。经过阀的流量稳固，使履行元件速度安稳。

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合用处合：节流阀用于履行元件速度稳固要求低调速系统， 调速阀用于履行元件速度稳固要求高调速系统。

11、为何叠加阀获取了宽泛的应用？

答：叠加阀是在板式阀集成化基础上发展起来的一种新式元件。 将阀体都做成标准尺寸的长方体， 使用时将所用的阀在底板上叠积， 而后用螺栓紧固。 这类连结方式从根本上除去了阀与阀之间的连结收路， 构成的系统更简单紧凑， 配置方便灵巧，工作靠谱。 11. 插装阀有什么特色？各合用于什么场合？

答：插装阀是一种较为新式的液压元件，它的特色是通流能力大，密封性能好，动作敏捷，构造简单，所以，在大流量系统中获取了宽泛的应用。

12、

13、电液比率阀有什么特色？合用于什么场合？

答：它是一种利用输入的电气信号连续地、 按比率地对油液的压力、 流量或方向进行及时控制的阀。 它与手动调理的一般液压阀对比， 电液比率阀能够提升液压系统的参数控制，它与伺服阀对比，电液比率阀在某些性能方面稍差一些，

但它的构造简单、 成本低，所以，宽泛应用于要求对液压参数进行连续控制或程序控制，但对控制精度和动向特征要求不太高的液压系统中。

第六章

液压协助装置

1、蓄能器起什么作用？在履行机构邻近的蓄能器有什么作用？

答：在液压系统中，蓄能器的是储藏油液的压力能。常常用作：协助动力源和应急能源；减少压力冲击与脉动；保持系统压力。

在履行机构邻近的蓄能器主假如提升液压缸的动向响应速度， 常应用在比

率或伺服系统。

2、过滤器安装有那些地点？各起什么作用？

答： 1）安装在液压泵的吸路上。液压泵的吸路上一般安装网式或

线隙式粗过滤器， 目的是滤除去较大颗粒的杂质， 以便保护液压泵。 同时要求过滤器有较小的压力降和很大的通流能力（往常是液压泵流量的两倍以上） 。

2）安装在液压泵的压路上。这类安装方式常将过滤器安装在对杂质敏感的

调速阀、伺服阀等元件以前。 因为过滤器在高压下工作， 要求滤芯有足够的强度。

为了防备过滤器拥塞，可并联一旁通阀或拥塞指示器。

3）安装在回路上。安装在回油路上的过滤器能使油液在流回油箱以前获取过滤，以控制整个液压系统的污染度。

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4）安装在旁路上。在大型液压系统中，常在旁路上安装过滤器和冷却器，构成的过滤系统。

3、油箱起什么作用？

答：油箱的作用是储藏油液、 发散热量、积淀杂质和分别混入油液中的空气和水分。

4、热互换器起什么作用？图形符号上有什么差异？

答: 热互换器的作用主假如控制油液的温度， 油箱上常安装冷却器和加热器。图形符号箭头向里表示加热器，箭头向表面示冷却器。

5、密封圈有那些形式？各合用于那些场合？

答： 1） O形密封圈：构造简单、安装尺寸小、使用方便、摩擦阻力小、价钱低，主要应用于静密封。

2）Y 形密封圈：合用于运动速度较高的场合。

3）V 形密封圈：合用于相对运动速度不高的场合。

第七章

液压基本回路

1. 容积节流调速回路中的流量阀和变量泵之间是如何实现流量般配的？

答：设变量泵的流量为 qb, 流量阀的流量为 qj ，工作时流量般配 qb=qj ，

若 qb=〉qj 时，泵的压力高升，偏爱减小，流量 qb 减小，使流量般配 qb=qj ，若 qb=〈qj 时，泵的压力降低，偏爱增大，流量 qb 增添，使流量般配 qb=qj 。

2. 试说明图 7-32 中，单向阀和液控单向阀在该容积调速回路中的功用。在液压缸正反向挪动时， 为了向系统供应过载保护， 安全阀应如何接？试作图表示。

答：液压缸运动时输入与输出流量不相等，这与双向变量泵的流量不般配，

液压缸活塞杆伸出时， 双向变量泵的吸油量不足， 需从单向阀补油； 液压缸活塞 杆缩回时，液压缸无杆腔排油量过多，需从液控单向阀排油。

将液压缸的出入油口处各接一个安全阀或出入油口处各接一个单向阀后再与安全阀连结。

3. 不同操控方式的换向阀构成的换向回路各有什么特色？

答：手动换向阀：实现换向，换向和运行的速度可调；灵巧换向阀：实现换向，换向地点正确；电磁换向阀：实现换向，便于自动化控制；液动换向阀：实现换向，换向安稳，适应大流量；电液动换向阀：实现换向，便于自动化控制，换向安稳，适应大流量。

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4. 锁紧回路中三位换向阀的中位机能能否可随意选择？为何？

答：锁紧回路选择三位换向阀的中位机能时主要考虑瞬态响应能否影响锁紧 成效，即瞬态封闭的靠谱性，如有瞬态靠谱封闭的要求时，应采纳 H、 Y 型，若无瞬态靠谱封闭的要求时，能够随意选择。

5. 如图 7-33 所示的液压调速回路，能够实现“快进→工进→块退”动作（活塞右行为进，左行为退），假如设置压力继电器的目的是为了控制活塞的换向，试问：图中有哪些错误？应当如何更正？

答：1）调速回路为进油调速，单向阀装反了； 2）压力继电器地点不对，应当放在无杆腔的进口处； 3）快进时，不需要背压，工进时，需要背压，提升运动安稳性，但地点装错了，应当把接到换向阀 T1 口的背压阀改接到 T2 口。

6. 图 7-17 所示回路中，如将阀 1 的外控油路上的阀（包含阀 2、阀 3、和阀 4）改接到泵的出口，能否能够相同实现三级调压？两种接法有什么不同？

答：１）能够实现三级调压；２）两种接法流量规格不同，阀

2、阀 3、和

阀 4 原很小规格流量需要换成泵的流量规格。

7. 三个溢流阀的调定压力如图 7-34 所示，试问泵的供油压力有几级？数值各是多大？

答：１）能够实现八级压力调定， 分别为０、 2、4、6、8、10、12、14。 8. 在液压系统中， 当工作零件停止运动后， 使泵卸荷有什么好处？常用的卸荷方法有哪些？

答：１）当工作零件停止运动后，使泵卸荷能够降低功率消耗，减少系统发热，防止了泵的屡次启动。 2 ）常用的卸荷方法有压力卸荷和流量卸荷，压力卸荷主要有换向阀和卸荷阀的卸荷方式；流量卸荷主假如变量泵的卸荷方式。

9. 回路 7-35 可否实现“夹紧缸Ⅰ先夹紧工件， 而后进给缸Ⅱ再挪动” 的要求（夹紧缸Ⅰ的速度一定能调理）？为何？应当怎么办？

答：不可以，因为 1 缸前安装了节流阀并且一定能调速， 那么节流阀前压力已高升并且翻开了次序阀 Px；应将内控次序阀改为外控次序阀并且一定安装在节流阀的出口处。 10. 请列表说明图示 7-36 所示的压力继电器次序动作回路是如何实现 1→ 2→3→4 次序动作的？在元件数目不增添时，如何实现 1→2→4→3 的次序动作？ 答：见表 7-1 电磁铁、行程开关和继电器动作次序表。

表 7-1 电磁铁、行程开关和继电器动作次序表

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10. 第八章

思虑题与习题

1. 说明图 8-2 所示的动力滑台液压系统有哪些基本液压回路构成？是如何进行差动的？单向阀 5 在系统中的作用是什么？

答：系统中设有换向回路、快速运动回路、容积节流调速回路、二次进给调速回路、速度换接回路、卸荷回路等基本回路。

按下启动按钮， 此时为空载快进， 次序阀因系统压力不高仍处于封闭状态， 这时进油路为：变量泵 1→单向阀 2→换向阀 6 左→行程阀 11 下位→液压缸 14 左腔；回油路：液压缸 14 右腔→换向阀 6 左位→单向阀 5 →行程阀 11 下位→液压缸 14 左腔。液压缸回油经过单向阀 5 进入了液压缸进油腔，这时液压缸 14 差动连结。

单向阀 5 的作用：差动快进时翻开，工作进给时封闭，将高低压分开。

2. 说明在图 8-4 所示的压力机液压系统中，次序阀 10、单向阀 12 和 13 的作用有哪些？

答：次序阀 10 的作用，翻开此阀需要必定的压力， 为此给控制油路供应了压力；液控单向阀 12 的作用，控制液压缸 5 逗留在随意地点并锁紧；单向阀 13 的作用，经过防备油液倒流来达到保压。

3. 说明在图 8-6 所示的汽车起重机液压系统中， 为何采纳弹簧复位式手动换向阀控制各个履行元件动作？

答：采纳弹簧复位式手动换向阀控制起重机的各个动作合用于起重

机作业，起重机无固定的作业程序， 完整靠视觉察看作业， 手动换向阀既能够控 制速度又能够控制换向，操作灵巧，弹簧复位停止。

4. 一般液压系统中产生振动和噪声的原由有哪些？如何解决？

答:

第九章 液压系统设计

1. 试编制液压系统设计步骤的程序流程图。

答：液压系统设计步骤程序流程图如图 9-1 所示

2. 设计省略 3. 设计省略

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第十章 思虑题与习题

1. 液压伺服系统主要由哪些部分构成 ?有何特色 ?

答：液压伺服系统由以下五部分构成 ：1) 液压控制阀： 用以接收输入信号，并控制履行元件的动作。 2) 履行元件：接收控制阀传来的信号， 并产生与输入信号相适应的输出信号。 3) 反应装置：将履行元件的输出信号反过来输入给控制阀，以便除去本来的偏差信号。 4) 外界能源：为了使作使劲很小的输入信号获取作使劲很大的输出信号， 就需要外加能源， 这样就能够获取力或功率的放大作用。 5) 控制对象：负载。

2. 液压伺服系统与液压传动系统有什么差异？使用处合有何不同？

答：液压伺服系统具备了液压传动的明显长处，别的，还拥有系统刚度大、

控制精度高，响应速度快，自动化程度高，能高速起动、制动和反向等长处。因 而能够构成体积小、重量轻、加快能力强、快速动作和控制精度高的伺服系统， 能够控制大功率和大负载。相同，液压伺服系统也具备了液压传动的—些弊端， 同时，它的精细控制元件 ( 如电液伺服阀 ) 加工精度高， 因此价钱贵； 对液压油精 度要求高，液压油的污染对系统靠谱性影响大等。

主要应用于高精度及时连续控制的场合， 因为液压伺服系统的突出长处， 使得它在公民经济的各个部门和国防建设等方面都获取了宽泛应用。

3. 电液伺服阀有哪几部分构成，它是如何工作的？

答：电液伺服阀由电磁式力矩马达、 喷嘴挡板式液压前置放大级和四边滑阀

功率放大级三部分构成。 当线圈中没有电流经过时， 电磁式力矩马达无力矩输出， 挡板处于两喷嘴中间地点。 当线圈通入电流后， 衔铁因遇到电磁力矩的作用偏转 角度θ，因为衔铁固定在弹簧上，这时，弹簧管上的挡板也偏转相应的θ角，使 挡板与两喷嘴的空隙改变， 假如右边空隙增添， 左面空隙减小， 则左喷嘴腔内压 力高升，右喷嘴腔内压力降低， 主滑阀芯在此压差作用下右移。 因为挡板下端的 球头是嵌放在滑阀的凹槽内， 在阀芯挪动的同时， 带动球头上的挡板一同向右移 动，使右喷嘴与挡板的空隙渐渐减小，在新的地点均衡，空隙相等。同时滑阀芯 在必定的开度下达到均衡， 滑阀便不在挪动，并使其阀口向来保持在这一开度上。 经过线圈的控制电流越大， 挡板挠曲变形越大， 致使滑阀两头的压差以及滑阀的 位移量越大，伺服阀输出的流量也就越大。

第十一章

思虑题与习题

1. 气压传动有哪些基本构成部分？各部分的功用是什么？

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液压与气压传动课后习题答案

答：气压传动基本由四大多数构成： 1）气源装置，它将原动机的机械能转变成空气的压力能，是获取压缩空气的装置。主要为各样形式的空气压缩机。 2）履行元件，它把压缩空气的压力能变换为机械能，以驱动负载。包含气缸随和马达等。 3）控制元件，它是控制气动系统中的压力、流量和方向的，进而

保证履行元件达成所要求的运动规律。如各样压力阀、流量阀和方向阀等。 4）协助元件，保持压缩空气洁净、干燥、除去噪声以及供应润滑等作用，以保证气

动系统正常工作。如过滤器、干燥器、消声器和油雾器等。

2. 气压传动与机械传动、电气传动和液压传动对比有哪些优弊端？

答：气压传动与机械传动、 液压传动对比具备了以下长处： 1) 以空气为工作介质，根源易得，无污染，不需设回收管道； 2) 介质洁净，管道不易拥塞，并且不存在介质变质、增补和改换问题，保护简单； 3) 空气的粘度很小，所以流动损失小，便于实现集中供气，远距离输送； 4) 气动动作快速，反响敏捷，借助溢流阀可实现过载自动保护； 5) 成本便宜，工作环境适应性好。 安全靠谱地应用于易燃、易爆场合，以及严格要求洁净、无污染的场合，如食品、轻工等环境中。

气压传动的弊端： 1) 气动工作压力低， 故气动系统的输卖力 （或力矩）较小；

2) 空气拥有可压缩性， 所以不易实现精准的速度和定位要求， 系统的稳固性受负载变化的影响较大； 3) 气动系统的排气噪声大，高速排气时需设置消声器； 4) 空气自己无润滑性能，需另加润滑装置。 第十二章

思虑题与习题

各设施的作用是什么？

1. 气源装置作用是什么？

答：气源装置的主体是空气压缩机。 空气压缩机是产生压缩空气的装置， 是气动系统的动力源。

2. 什么是气动三大件， 各有什么作用 ，三者的安装次序如何？

答：气动三大件：气动协助元件、气动控制元件、气动履行元件。三者的安装次序为：气动协助元件、气动控制元件、气动履行元件。

3. 油雾器是如何实此刻气动系统不断气的状况下加油的？

答：在气动系统正常工作过程中， 若需向贮油杯中增添润滑油时， 能够不断止供气而实现加油。 此时只要拧松油塞， 贮油杯的上腔立刻和外界大气交流， 油 面压力降落至大气压，钢球在其上方的压缩空气的作用下向下压紧在截止阀 1 的阀座上，封住加压通道； 同时因为吸中的油压降落， 单向阀也处于截止状态，防备压缩空气反向经过节流阀和吸倒灌入贮油杯， 进而实现气动系统在不断气的状况下增添润滑油。

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液压与气压传动课后习题答案

4. 简述减压阀、节流阀和或门型梭阀的工作原理。

答：减压阀：图 14-7 所示为 QTY型直动式减压阀及图形符号。 阀处于工作状态时，顺时针旋转手柄１，向下压缩弹簧２和３以及膜片５，迫使阀芯８下移， 进而使阀口 10 被翻开，压缩空气从左端输入， 经阀口 10 减压后从右端输出。 输出气体一部分经阻尼管７进入膜片气室６， 对膜片５产生向上的推力， 看作用在膜片５上的推力略大于等于弹簧力时， 阀芯８便保持在某一均衡地点并保持必定的开度，减压阀也获取了一个稳固的输出压力值。 减压阀工作过程中， 当输入压力增大时，输出压力也随之增大， 膜片５所遇到向上的推力也相应增大， 使膜片

５上移，阀芯８在出口气压和复位弹簧９的作用下也随之上移，阀口 10 开度减小，减压作用加强，输出压力降落，输出压力又基本上从头保持到原值。反之，若输入压力减小， 则阀的调理过程相反， 均衡后还可以保持输出压力基本不变。

节流阀：圆柱斜切型节流阀的构造简图及图形符号如图 流流量。

12-10 所示。压缩空

进而改变气

气自 P 口流入，从 A 口流出。旋转阀芯螺杆即可调理阀芯张口面积，

或门型梭阀：相当于两个单向阀的组合。如图 口进入时，阀芯２被推向右侧，将

缩空气从 P2口进入时，则阀芯被推向左侧将

12-12 所示，当压缩空气从P1

P2 口流至 A

P2 口封闭，气流从 A 口流出；反之，当压

P1 口封闭，气流从

口就与哪端相通，而另一

口。若 P1 口和 P2 口同时进气，则哪端压力高， A

端封闭。或门型梭阀的作用相当于逻辑或， 宽泛应用于逻辑回路和程序控制回路中。

5. 简述三种特别功能气缸的工作原理和功用。

答：薄膜式气缸如图 12-17 所示。主要由缸体、膜片、膜盘和活塞杆等主要零件构成，利用压缩空气经过膜片的变形推进活塞杆作来去直线运动。

气液阻尼缸由气缸和油缸组合而成， 有串连型和并联型两种形式。 它以压缩空气为能源，并且利用油液的不行压缩性和控制油液排量来获取活塞的安稳运动以及调理活塞的运动速度。如图 12-18a 所示，当压缩空气自气缸右端进入时，气缸活塞战胜外负载向左挪动。 因为两活塞固定在一个活塞杆上， 所以同时带动液压缸活塞向左运动。 此时液压缸左腔排油， 单向阀封闭， 油液只好经节流阀迟缓流入液压缸右腔， 对整个活塞的运动起阻尼作用。 调理节流阀的开度能调理活塞的运动速度。当气缸左端供气时，液压缸右腔排油，顶开单向阀，活塞能快速返回本来地点。

冲击气缸是一种较新式的气动履行元件，与一般气缸对比，在构造上增添

了一个拥有必定容积的蓄能腔和喷嘴。 其构造原理为中盖 5 和缸体 8 固定在一同，它和活塞 7 把气缸容积分开成三部分： 蓄能腔 3、活塞腔 2 和活塞杆腔 1。压缩空气进入蓄能腔中， 经过喷嘴作用在活塞上。 因为此时活塞上端气压作用面积

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液压与气压传动课后习题答案

为较小的喷嘴口 4 面积，而活塞下端受压面积较大（一般设计成喷嘴口面积

的 9 倍），活塞杆腔的压力虽因排气而降落，但此时活塞下端向上的作使劲仍 然大于活塞上端向下的作使劲。 蓄能腔进一步充气， 压力持续增大， 活塞杆腔的压力持续降低， 活塞上下端的压差渐渐达到能够驱遣活塞向下挪动， 活塞一旦走开喷嘴，蓄能腔内的高压气体忽然经过喷嘴口作用在活塞上端的全面积上， 使活塞在很大的压力差作用下快速加快， 在很短的时间内获取很大的动能， 在冲程达到一准时，获取最大冲击速度和能量， 利用这个能量对工件进行冲击做功， 能够产生很大的冲击力。冲击气缸宽泛应用于铸造、冲压、下料及压坯等方面。

第十三章

思虑题与习题

1. 一次压力控制回路和二次压力控制回路有什么不同，各用于什么场合？

答：一次压力控制回路主假如用来控制储气罐内的压力， 使其不超出规定值。

在空压机的出口安装溢流阀当储气罐内压力达到调定值时，溢流阀即开启排气。 或许也可在储气罐上安装电接点压力计， 当压力达到调定值时， 用其直接控制空气压缩机的停止或启动。

二次压力控制回路主要用来控制气动系统中设施进口处的压力。 该回路经过安装一个减压阀来实现压力控制，供应给气动设施稳固的工作压力。

2. 节流供气调速回路和节流排气调速回路有何不同，试比较两者的优弊端？

答：因为采纳节流供气时，节流阀的开度较小，造成进气流量小，不可以知足因活塞运动而负气缸容积增大所需的进肚量， 所以易出现活塞运动不安稳及失控现象。故节流供气调速回路多用于垂直安装的气缸， 而水安全装的气缸则一般采纳节流排气调速回路。在气缸的进、排气口都装上节流阀，则可实现进、排气的双向调速，构成双向调速回路。

3. 如图 13-20 所示为一含有延时回路的时间控制单来去动作回路， 试剖析其工作原理。

答：工作原理：按下阀 1 后，阀 3 换位，活塞杆伸出，行至将行程阀 2 压下，系统经节流阀迟缓向气罐充气， 延缓一准时间后， 达到设定压力值， 阀 3 才能复位，使活塞杆返回。

4. 若将图 13-8 所示的气液联动速度控制回路中的气液变换器 1 和 2 去掉，即为纯真的气动双向调速回路，是比较两者优弊端。

答：气液变换器将气压变换成液压， 经过液压驱动缸运动， 进而能获取安稳的运动速度。将变换器去掉，用气压驱动缸，因为空气拥有可压缩性，不简单实现精准的速度和定位要求，系统的稳固性受负载变化的影响较大。

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液压与气压传动课后习题答案

5. 试设计一个可达成气缸的快进—工进—快退工作循环的气动回路。

答：如图 13-21 所示，当活塞杆刚开始向左行进时， 液压缸无杆腔的

油液可经 a 口快速流向有杆腔，实现活塞杆的快进；当活塞杆向左挪动到封住 a 口时，液压缸无杆腔的油液只好经 b 口经过节流阀慢速流向有杆腔，此时活塞杆为慢速工进； 当活塞杆向右退回时， 液压缸有杆腔的油液可顶开单向阀快速流回无杆腔，实现活塞杆的快退。

6. 图 13-18 所示的气液动力滑台气动系统可实现两种工作循环，换应操控哪个阀，应分别使该阀处于哪个工作地点？调整挡铁地点对系统分别有什么影响？

若要在两者间切A、B 和 C的安装

答：气液动力滑台气动系统可实现两种工作循环，若要在两者间切

换应操控换向阀 4。关于工作循环快进—工进—快退—停止工作循环，手控换向

阀 4 右位工作；关于快进—工进—慢退—快退—停止工作循环， 换向阀 4 左位工作。挡铁 A 的地点决定了活塞“停”的地点，挡铁 B 的地点决定了何时由快进转为工进，挡铁 C 的地点决定了何时由工进变换为快退。

7. 试剖析图 13-19 所示的气动夹紧系统中单向节流阀 5 和 6 的张口度大小对系统的影响。

答：调理单向节流阀 5 和 6 的张口，能够分别控制阀 3 和阀 4 的换位延不时间，进而控制钻削加工时间。

第十四章 思虑题与习题

1. 管路安装应注意哪些问题？

答：1）管道接口部分的几何轴线一定与管接头的几何轴线重合。 2）螺纹连结头的拧紧力矩要适中。 3）为防备漏气，连结前螺纹处应涂密封胶。 4) 软管安

装时应防止歪曲变形。 5) 软管的曲折半径应大于其外径的 9～10 倍。

6) 硬管的曲折半径一般状况下应不小于其外径的～ 3 倍。7) 管路走向要合理。 8) 安装时应注意保证系统中的任何一段管道均能自由拆装。 9) 压缩空气管道要涂标志颜色，一般涂灰色或蓝色，精滤管道涂天蓝色。

2. 气动系统的调试主要可分为哪几个阶段进行？

答：1）调试前的准备工作⑴机械部分动作经检查完整正常后 , 方可进行气动回路的调试。⑵在调试气动回路前，第一要认真阅读气动回路图 2 ）空载 试运行：空载试运行不得少于 2h，注意察看压力、流量、温度的变化。假如发现异样现象．应立刻泊车检查，待清除故障后才能持续试运行。 3）负载试

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液压与气压传动课后习题答案

运行：负载试运行应分段加载，运行不得少于 4h，要注意油位、摩擦部位的温升等变化。在调试中应作好记录，以便总结经验，找出问题。

3. 气动系统的按期保护举措主要有哪些？

答：为负气动系统能长久稳固地运行， 应采纳下述按期保护举措： 1) 每日 应将过滤器中的水排放掉。检查油雾器的油面高度及油雾器调理状况。 2) 每周应检查信号发生器上能否有铁屑等杂质堆积。查察调压阀上的压力表。检 查油雾器的工作能否正常。 3) 每三个月检查管道连结处的密封，免得泄露。改换连结到挪动零件上的管道。检查阀口有无泄露。用肥皂水冲洗过滤器内部，并用压缩空气从反方向将其吹干。 4) 每六个月检查气缸内活塞杆的支承点能否磨损，必需时需改换。同时应改换刮板和密封圈。

第 11 章 思虑题与习题

1. 液压系统正确使用的要乞降注意事项

答：液压系统使用时， 必定要按操作规程进行逐渐确认， 一般液压系统都有使用说明书，认真阅读、认真操作。在启动液压设施前，设施操作者应熟习液压

系统的工作原理， 掌握系统动作程序， 熟习各样元件的操作特色和要求， 严防调理错误造成事故，注意元件的调理手轮转动方向与压力，流量大小的变化关系， 利用目视、听觉及触觉等比较简单的“五感”方法注意设施的运行状态。 2. 液压系统点检的内容和方法

答：1) 全部液压阀、液压缸、管件能否有渗漏。 2) 液压泵和液压马达运行时

能否有异样噪声， 温度能否过高。 3) 液压缸运动全行程中能否正常安稳。 4) 液压 系统中各测压点压力能否在规定的范围内， 压力能否稳固。 5) 液压系统油液的温 度能否在同意范围内。 6) 液压系统中各部位有无高频振动。 7) 油箱内油位能否在 油标刻线范围内。 8) 电气控制式撞块（凸轮）控制的换向阀能否敏捷靠谱。 行程开关式限位挡块的能否有改动，固定螺钉能否松动。

动循环时能否有异样现象。 11) 按期对油箱内油液进行取样化验，检查油液的污 染状况。 12) 按期检查蓄能器工作性能。 13) 按期检查和紧固重要部位的螺钉、 螺

帽、接头和法兰螺钉。 14) 点检的方法用“看” ，“听”，“摸”，“闻”，“阅问”也

9)

10) 液压系统手动式自

就是利用五官来点检。

3．液压系统的保护重点

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液压与气压传动课后习题答案

答：1）按设计规定和工作要求， 合理调理液压系统工作压力和工作速度。 2）注意油质的变化，按期取样化验。 3）系统工作温度不该超出 60℃，一般在 35～55℃范围内。 4）保证电磁阀工作正常，保持电压稳固。 5）不同意使用出缺点的压力表，不同意在无压力表的状况下工作或调压。 6）电气柜，电气盒，操作台和指令控制箱

等应有盖子或门， 不得敞开使用。 7）液压系统某部位产生异样时，

要及时剖析原由进行办理，不要牵强运行，免得造成大事故。 8）按期检查冷却器和加热器工作性能。 9）常常察看蓄能器工作性能，若发现气压不足或油气混淆时，应及时充气或维修。 10）常常检查管件、接头、法兰盘等的固定状况，发现松动及时紧固。 11）高压软管、密封件的使用限期，应依据详细的液压设施而定。12）主要液压元件按期进行性能测定，并推行按期改换维修制。 13）各部润滑能否优秀，油量能否充分。

4. 液压设施在使用早期的管理重点

答：1）注意管接头、法兰、活结、管夹子等因振动而松动。 2）各部分密封件质量差或因为装置不妥而被损害造成泄露。 3）管道式液压元件油道内的毛刺、型砂、切屑等污物在油流的冲击下零落， 拥塞阻尼孔和泄油口造成压力和速度不稳固。 4）因为负荷大或外界散热条件差，使油液温度过高，惹起泄露，致使压力和速度的变化。

5. 液压设施在运行中期的管理重点。

答：液压设施运行到中期，故障率最低，这个阶段液压系统运行状态最正确，但应特别注意控制油液的污染。

6. 液压设施管理重点。

答：拟订液压设施保护规程手册。拟订操作养护规程手册。拟订点检、定检手册。

第 12 章 思虑题与习题解答

1．液压系统故障的特色。

答：液压系统的故障大批在于突发性故障和磨损性故障， 这些故障在液压系统运行的不同期间表现形式与规律也是不相同的， 所以诊疗与清除这些故障不单要有专业理论知识，还要有丰富的设计、制造、安装、使用、保护、养护方面的实践经验。

2. 液压系统在各不同运行阶段的常有故障现象

答： 1）液压设施调试阶段的故障，液压设施调试阶段的故障率较高，其特色是设计、制造、安装等质量问题交叉在一同。除机械电气问题外，液压传动系

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液压与气压传动课后习题答案

统常常发生的故障有： 外泄严重， 主要发生在接头和相关元件的端盖处。 履行元件运动速度不稳固。液压阀和阀芯卡死或运动不灵巧， 致使履行元件动作不灵巧。压力控制的阻尼小孔拥塞， 造成压力不稳固。 阀类元件漏装弹簧、 密封件造成控制失灵，甚至管道接错而使系统运行错杂。 液压系统设计不完美， 液压元件选择 不妥，造成系统发热，履行元件同步精度差等故障现象。 2）液压设施运行早期的故障，液压设施经过调试阶段后， 便进行正常生产运行阶段， 此阶段故障特色是：管接头因振动而松脱。 密封件质量差或因为装置不妥而损害造成泄露。 管道式液压元件油道内的毛刺、 型砂、切屑等污物在油流冲击下零落拥塞阻尼孔和漏油口造成压力和速度不稳固。 因为负荷大或外界环境散热条件差使油液温度过高惹起泄露致使压力和速度的变化。

3）液压设施运行中期的故障，液压设施运行到中期故障率最低，这个阶段液压系统运行状态最正确，但应特别注意控制油液的污染。

4）液压设施运行后期的故障，液压设施运行到后期，液压元件因工作频次和负荷的差异，易损件先后开始正常性的超差磨损，此阶段故障率较高，泄露增添，效率降低。针对这一状况， 要对元件进行全面检查， 对已无效的液压元件应进行维修或改换。以防备液压设施不可以运行而被迫停产。

3. 液压系统故障诊疗与清除的步骤及方法

答：见图 12-1 所示。

4. 常有压力故障的现象、原由及清除方法

答 : 1）压力调不上去：溢流阀的调压弹簧太软、装错或漏装。先导式溢流阀的主阀阻尼孔拥塞，滑阀在下端油压作用下战胜上腔的液压力和主阀弹簧力，使主阀上移调压弹簧失掉对主阀的控制作用， 所以主阀在较低的压力下翻开溢流口溢流。系统中正常工作的压力阀， 有时忽然出现故障常常就是这类原由。 阀芯和阀座封闭不严，泄露严重。阀芯被毛刺或其余污物卡死在张口地点。

2）压力过高调不下来： a．阀芯被毛刺或污物卡死于封闭位

置，主阀不可以开启。 b．安装时，阀芯的出进口接错，没有压力油去推进阀芯挪动，所以阀芯打不开。 c．先导阀前的阻尼孔拥塞，致使主阀不可以开启。

3）压力振摆大： a．油液中混有空气。 b．阀芯与阀座接触不良。 c．阻尼孔直径过大，阻尼作用弱。 d．产生共振。 e．阀芯在阀体内挪动不灵巧。

5. 常有动作故障现象、原由及清除方法

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液压与气压传动课后习题答案

答：1）换向阀不换向的原由：电磁铁吸力不足，不可以推进阀芯运动。直流电磁铁剩磁大，使阀芯不复位。对中弹簧轴线倾斜，使阀芯在阀内卡死。阀芯被拉毛，在阀体内卡死。油液污染严重，拥塞滑动空隙致使阀芯卡死。因为阀芯、阀体加工精度差，产生径向卡紧力，使阀卡死。

2）单向阀泄露严重或不起单向作用的原由： a．锥阀与阀座密封不严。 b．锥阀

式阀座被拉毛或在环形密封面上有污物。 c．阀芯卡死，油液反向流动时锥阀不可以封闭。

6.

液压设施的振动和噪声故障的产生原由、特色及其应采纳的对策

答： 1）振动产生原由及采纳的对策见图 12-2 。 2）噪声产生原由及采纳的对策见图 12-3 。

图 12-2 振动产生原由及采纳的对策

图 12-3 噪声产生原由及采纳的对策

7. 工作介质温升过高的原由及其清除方法

答：液压系统温升过快，一般都是某一元件内泄露所造成的，也就是高压油 泄露并大多数能量转变成热量， 出现这类状况时， 用手触摸方法来清除， 某一元件温度大于油液温度，这个元件就是产生热量的地方，改换或维修该元件。

8. 液压系统泄露故障剖析

答：液压系统泄露故障剖析见图 12-4 。

9. 预防和控制液压系统污染的举措

答：液压系统中的油液介质洁净度关于一个系统特别重要， 特别是精细液压系统，所以在设施运行前要进行冲刷， 在冲刷过程中要不断敲击管道， 目的是把管道内附着物振下来，待油液洁净度达到要求后设施才能运行， 液压系统设计时，建议采纳独自的循环过滤装置和在主回油处加过滤装置， 这样能有效控制液压系统污染。

10. 液压卡紧现象产生的原由及除去液压液压卡紧的举措

答： 1）卡紧原由：径向力不均衡惹起的液压卡紧。油液中极性分子的吸附

作用。油液中杂质楔入配合空隙。 滑阀挪动时附带阻力。 干式电磁铁的电磁推杆

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液压与气压传动课后习题答案

偏斜。阀芯、阀孔加工质量较差。

2）除去卡紧的举措： a．在阀芯的台阶上开均压槽。 b．使阀芯环面略带顺锥度。c．使阀芯和阀体振动（比率阀、伺服阀都有自振功能） 。d．提升机械加工和装置质量。

11. 惹起密封故障的原由

答：1）密封过渡磨损，所以要按期改换密封。 2）密封被挤出，这主假如密封沟槽设计不合理造成。易惹起密封破坏。

）系统中空气惹起密封破坏。21 / 21

）系统油温过高也 3 4