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1、液压气动作业第一章 液压传动概述一、 思考题1液压传动是以定律作为工作原理，以为介质，以为形式，进行能量传递。2液压传动的两个基本特征是： ，。3液压传动系统由 ， ， 四大部分组成。4液压元件符号用来表示： 。5液压传动系统图用来表示： 。6液压传动系统的工作压力取决于 ，执行机构的工作速度取决于 。7液压传动所传递的能量形式是能，液力传动所传递的能量形式是能。8液压传动的功率取决于 。9液压传动的优缺点有那些？二、 计算题1 如图11所示，已知两液压缸的直径D=12cm，柱塞直径d=8cm。若不计液压缸、柱塞和油液的重量，由油口B向液压缸输入压力油。则各液压缸输入多大压力才能将30kN的重

2、量举起？若输入液压缸的流量为Q=2 l/min，则两柱塞的速度各为多少？（1） （2） 图11 图122 有一液压千斤顶，其各部分尺寸如图12所示，L1=40cm，L2=10cm。柱塞与活塞的直径分别为5cm和1cm。若需顶重量为G=30kN，需在杆端加多大的力Fg？3 有一液压千斤顶，其各部分尺寸如图12所示，L1=100cm，L2=20cm。柱塞作用面积为100cm2，活塞作用面积为1cm2。若在杆端加力Fg=2kgf，可顶起的重量G为多少公斤？第二章 液压泵和液压马达一、 思考题1液压泵分，三大类。2液压泵是靠变化进行吸油和排油的，通称为泵。3轴向柱塞泵的工作原理是什么？4 齿轮泵的工作

3、原理是什么？5 叶片泵的工作原理是什么？6 泵的工作压力、额定压力、最大压力分别是根据什么决定的？是否一开泵，就能达到铭牌压力？7 排量大小取决于什么？流量大小取决于什么？8 液压泵的功率大小取决于什么？9 液压泵的理论流量与排出口流量哪个大？10液压马达的理论流量与输入流量哪个大？11提高液压马达输出转矩的根本途径是什么？12什么样的齿轮泵可以作为马达用？什么样的齿轮泵不可以作为马达用？13已知齿轮泵的进、出口，试确定齿轮泵的转向。用图表示。14已知齿轮泵的转向，试确定齿轮泵的进、出口。用图表示。15径向柱塞马达与轴向柱塞马达相比，有何特点？16对于液压泵和液压马达，哪些可以进行变量？17齿

4、轮泵有几种漏失途径，能否避免？18齿轮泵的径向力与成正比。19如何避免齿轮泵的扫膛发热？20双作用叶片泵为何要安装成前倾角？用示力图加以说明，并确定叶片泵的转向。21叶片泵为何不能反转？22组装叶片泵时，其转子为何不能掉向安装？23组装叶片泵的叶片时，叶片为何不能掉向安装？24轴向柱塞泵的配流盘滑动面上，开有小盲孔和三角槽的用途各是什么？25柱塞泵中所采用的阀式配流和端面配流各有什么不同？液压泵为什么多采用端面配流？26斜盘式轴向柱塞泵和斜轴式轴向柱塞泵二者在工作方式上有什么异同？27螺杆泵有什么特点？这些特点都有什么实用价值？28限压式叶片泵的压力-流量特性有什么特点？这些特点都有什么实用价

5、值？29什么是泵的排量？为什么在衡量泵的大小时排量比流量更能说明问题？30选择泵的工作转速时应当考虑哪些问题？为什么大排量泵的转速通常比小排量泵的转速低？31通过试验测液压泵的总效率时，需要测量出哪些参数？为什么精确测量和计算泵的机械效率和容积效率非常困难？32齿轮泵高压化的主要障碍是什么？33说明为什么双作用叶片泵能有较均匀的流量？34双作用叶片泵的定子过渡曲线有什么作用？对泵的性能有什么影响？35画出液压泵与液压马达的职能符号。二、 计算题1 某液压泵工作压力为21MPa，实际输出流量 Q=63 l/min，容积效率v=0.90，机械效率m=0.90。求：泵的输入功率为多少千瓦？2 某液压

6、泵输出工作压力为10MPa，转速为1450 r/min，排量为200 ml/r，容积效率v=0.95，总效率B=0.90。求：液压泵的输入、输出功率分别为多少千瓦？3 一齿轮泵的齿轮模数m=3mm，齿数z=15，齿宽B=25mm，转速n=1450rpm，在额定压力下输出流量Q=25 l/min。 试求：该液压泵的容积效率v。4 一叶片变量泵的转子外径d=83mm，定子内径D=89mm，叶片宽度B=30mm。忽略叶片厚度，假设定子与转子间的最小间隙定为0.5mm。 求：（1）若排量q=16 ml/r时，其偏心量e是多少？ （2）此变量泵可能最大的排量qmax是多少？5某轴向柱塞泵的柱塞直径d=2

7、2mm，分布圆直径D=68mm，柱塞数z=7，转速n=960 r/min，输出压力p=10MPa，容积效率v=0.95，机械效率m=0.90。当斜盘倾角=2230、=15、=0时，试分别计算：（1）泵的理论流量与实际流量是多少？ （2）泵的输入功率是多少？6某一变量轴向柱塞泵，柱塞数z=9，分布圆直径D=12.5cm，柱塞直径d=1.6cm，若泵的转速n=3000 r/min时，其理论流量Q=50 l/min。问这时泵的斜盘倾角是多少？7某液压马达排量qM=250 ml/r，入口压力为p1=9.8MPa，出口压力为p2=0.49MPa，其总效率M=0.90，容积效率Mv=0.92。当输入流量为

8、Q=22 l/min时，试求： （1）液压马达的输出扭矩； （2）液压马达的输出转速。8测得一双作用叶片泵的几何尺寸如下：长半径R=32mm，短半径r=28mm，叶片宽度B=24mm，叶片厚度b=2.5mm，容积效率v=0.86，电机转速n=960 r/min。求：（1）泵的排量q；（2）泵的实际流量Q。9某轴向柱塞泵的斜盘倾角=25，柱塞数z=7，柱塞直径d=40mm，柱塞分布圆直径D=123.5mm，其压力p=160 kgf/cm2，转速n=970 r/min，泵的工作效率B=0.90。 试求：需配备的电机功率是多少？10库房中有一台齿轮泵，无铭牌，测量其齿轮的几何尺寸为：模数m=2mm，

9、齿宽B=20mm，齿数z=15。若该泵的转速n=1450 r/min，总效率B=0.85，压力p=2.5MPa。求：（1）泵的排量q是多少？（2）泵配备的电机功率N电是多少？11有一液压泵、液压马达组成的闭式回路，泵输出压力p=10MPa，机械效率m=0.95，容积效率v=0.9，泵的排量q=10ml/r，液压马达的机械效率Mm=0.95，容积效率Mv=0.9，排量qM=10ml/r，泵转速为1500rpm。 试求：（1） 电机输出功率；（2） 泵输出功率；（3） 马达输出扭矩；（4） 马达输出功率：（5） 马达输出转速。第三章 液压缸一、 思考题1 液压缸是怎样分类的？各有什么用途？2 设计

10、一只液压缸时，在结构上一般要考虑哪些问题？哪些是最关键的问题？3 液压缸的有杆腔、无杆腔、有效作用面积、无效作用面积是如何定义的？4 试绘图说明液压缸的缸体固定与活塞杆固定时，其工作台运动各有什么特点？5 液压缸如图31所示，试标出其有杆腔、无杆腔、有效作用面积、无效作用面积。 图31 图326 如图32（a）、（b）所示，两只油缸，结构完全相同，只是固定的方法不同。（a）固定缸体，（b）固定柱塞杆。若两只缸注入同样流量的压力油，油液工作压力也相同。问：它们产生的速度和推力是否相同，为什么？7 如图33所示，液压缸差动连接。试推导其速度和推力的计算公式。 图33 图34二、 计算题1 两只单杆

11、双作用活塞液压缸，其结构尺寸如图34所示，（a）图为活塞杆固定，左侧进油，压力为p1，回油压力为p2；（b）图为缸体固定，油路为差动连接，进油压力为p1。求：（1）在输入流量相同的情况下，两负载的运动速度是否相同？运动方向怎样？（2）两液压缸能克服的最大负载La和Lb各为多少？哪个大？2 如图35所示，两个完全相同的液压缸串联起来，其无杆腔和有杆腔的有效作用面积分别为A1=100cm2和A2=80cm2，两缸的负载均为L，输入压力p=0.9MPa，输入流量Q=12 l/min，不考虑一切损失。 试求：（1） 可能承担的最大负载L是多少？（2） 两液压缸的运动速度各为多少？ 图353 一单叶片摆

12、动油缸，如图36所示。若其进油压力为2.0MPa，回油压力为0.3MPa，进油流量为25 l/min。定子内半径R=12cm，转子外半径r=4cm；不计一切损失，当输出轴的角速度=0.7 rad/s时，试求：（1） 摆动油缸的叶片宽度b；（2） 摆动油缸输出的扭矩M。 图36 图374 有一油缸，正、反行程时，其油路连接如图37（a）、（b）所示。泵供给的流量Q为25升/分，正、反行程速度均为0.1米/秒。求：（1） 油缸内径D；（2） 活塞杆直径d。5 有一油缸，正、反行程时，其油路连接如图37（a）、（b）所示。油泵供给的流量Q为25升/分，活塞杆往返速度均为0.1米/秒。活塞杆推出时，推

13、力2500公斤，背压为2 公斤/厘米2。试求：（1） 油缸内径D及活塞杆直径d；（2） 若缸筒采用45号钢，其=1200公斤/厘米2，设计缸筒的壁厚；（3） 若缸筒固定，活塞杆铰接，活塞杆伸出长度为1500mm，长度折算系数为0.7，校核活塞杆的稳定性；（4） 若活塞杆直径d=50mm，情况如上，该缸是否稳定。第四章 液压控制阀一、 思考题1液压阀可分为控制阀、控制阀、控制阀三大类。2溢流阀有哪些用途？说明溢流阀的工作原理。3为什么中、高压溢流阀都做成先导式溢流阀？4先导溢流阀远控口有何用途，可否接回油箱？5先导溢流阀的主阀芯上的阻尼孔起什么作用？加大或堵死，会出现什么问题？6 减压阀的用途及

14、工作原理是什么？7 减压阀的进、出油口接反了，能否正常工作？8 减压阀的先导油口堵死会出现什么问题？9顺序阀的1次油路、2次油路是否可以反接？10顺序阀为何不能内部泄油？11顺序阀能否作溢流阀用？12顺序阀可以派生出哪些阀，如何派生，这些阀有何用途？13节流阀为何可以调速？试写出流量特性方程加以说明。14调速阀为何能稳定速度？说明其工作原理。15用节流阀、调速阀进行速度调节，其工作特性有何不同？16试作出用节流阀、调速阀进行速度调节的试验特性曲线，并说明他们在什么情况下使用比较合理。17哪些阀可以在液压系统中作背压阀。18什么叫做换向阀的“位”和“通”？19某换向阀的型号为34SOL10HTZ

15、Z，说明其中的数字及符号各表示什么。20换向阀的P、O、A、B油口可否任意连接，为什么？21什么叫做换向阀的阀芯机能？试说明具有O、H、M、P、Y的阀芯机能的阀适用于什么场合。22三位四通电液换向阀的阀芯机能是指主阀还是指导阀？23换向阀有哪些换向控制方式？24说明组合换向阀的并联油路、串联油路、串并联油路的控制特性，各用于什么场合。25转阀和单向阀属于哪一大类控制阀？26从结构上看，液压锁的实质是什么？27一只高压溢流阀，常常配有刚度不同的几个弹簧，这些弹簧有什么用途？28绘制出下列液压元件的职能符号：（1） 三位四通“M”型机能换向阀（2） 三位四通“O”型机能转阀（3） 溢流阀（4） 减

16、压阀（5） 调速阀（6） 顺序阀及其派生阀（7） 单向液控阀（8） 单向液压马达（9） 双向液压泵（10）分流集流阀二、 分析题1 一夹紧回路如图41所示。若溢流阀调整压力p1=6.3MPa，减压阀调整压力p2=2.5MPa。忽略一切损失，试分析工件被夹紧之前，活塞快速运动时，A、B两点的压力各为多少？减压阀的导阀和主阀各处于什么状态？溢流阀此时处于什么状态？工件被夹紧之后，主油路尚未工作时，A、B两点的压力各为多少？减压阀的导阀和主阀又各处于什么状态？溢流阀此时处于什么状态？2 如图42（a）、（b）所示。图（a）中安装两只溢流阀，一只作安全阀，一只用于配合调速溢流。图（b）中安装一只溢流阀

17、，并调定其压力为安全压力。试说明这三只溢流阀的工作状态，是常开还是常闭？这两种调速回路设计方法各有何优缺点？ 图41 图42第五章 液压辅助元件1 油箱的作用是什么？如何考虑油箱的容积？2 目前，常使用的滤油器有哪几种？其滤油效果有何差别？3 什么情况下需要冷却器和加热器？4 油管、接头有哪些？使用范围有何不同？5 快速接头的工作原理是什么？6 压力表进口为什么要安装阻尼器？7 说明各种密封圈的密封原理及使用场合。8蓄能器在液压回路中的作用是什么？8 管路尺寸如何确定？10设泵的流量为10升/分，限制管中的流速不大于5米/秒，则需要选多大内径的管子？第六章 液压基本回路一、 思考题1 液压基本

18、回路和液压系统有何区别？2何谓开式回路？何谓闭式回路？画图说明。3液压基本回路分基本回路，基本回路，基本回路。4调速回路分，两大类。5 何谓节流调速？写出节流口流量通用特性方程。6节流调速可分为节流调速，节流调速，节流调速。7何谓容积调速？8试比较容积调速与节流调速的优缺点。何种情况下采用节流调速？何种情况下采用容积调速？9绘出容积调速的恒功率特性曲线。10绘出容积调速的恒流量特性曲线。11绘出容积调速的恒压力特性曲线。12试绘制二个压力控制的基本回路。13试绘制二个方向控制的基本回路。14试绘制二个速度控制的基本回路。15一液压基本回路如图61所示，分别采用M型、P型阀芯机能，其基本回路的特

19、性有何不同？16卸荷回路有哪几种卸荷方式？并绘制出其基本回路。17在双泵供油系统中，为何在高压工作时，大流量泵通常需要处于卸荷状态？18试分析如图62所示的两种“平衡锁紧”回路的工作原理，并分析比较其特点。 图61 图62二、 计算题1某机床采用双出杆液压缸、调速阀调速的回路，如图63所示。已知缸筒内径D=70mm，活塞杆直径d=30mm，工作进给速度为v1=1cm/s，切削力Lq=5000N；快速运动速度为v2=16.7cm/s，总摩擦力Lf=1000N，调速阀的压力损失为pt=0.4MPa。若泵的容积效率v=0.96，机械效率m=0.94，油缸的容积效率Mv=0.98，机械效率Mm=0.9

20、6。试求：（1） 调速回路效率；（2） 系统总效率；（3） 由上面计算结果可得出什么结论？（4） 采用什么调速方法可提高系统的效率？ 图63 图642一节流调速回路如图64所示。已知A1=50cm2，A2=25 cm2，负载L=10kN，节流阀压力损失p=0.3MPa。若忽略其他损失，试求：（1） 油泵的供油压力pB；（2） 若负载L=0，求油泵的供油压力pB；并说明pB与油缸回油腔压力p2哪个大？为什么？3在图65所示的液压系统中，油缸无杆腔面积A=100cm2，油泵供油量为63 l/min，溢流阀调定压力pr=5MPa。若不计一切损失，当负载L=0和L=54kN时。试计算：（1） 油缸工作

21、压力p；（2） 活塞的运动速度v；（3） 溢流阀的溢流量Qr。4如图66所示的变量泵、定量马达组成的容积调速系统中，已知电动机转速为1450rpm，泵的工作压力为16 MPa，最大排量为200ml/r，最小排量为40ml/r，泵的容积效率v=0.95，总效率B=0.90；马达的排量为qM=200ml/r，容积效率Mv=0.95，总效率M=0.90，回油压力为0.5MPa。若不计油路中的一切损失，试求：（1） 马达的最大输出功率NMmax；（2） 马达的最高输出转速nMmax；（3） 马达的最低输出转速nMmin；（4） 马达的输出扭矩MM；（5） 在上述工况下，安全阀A、B的调定压力至少应为多

22、大？（6） 试定量画出该回路的恒扭矩调速特性曲线。 图65 图665在如图67所示的增压系统中，泵压pB =2.5 MPa，缸径分别为D1=100mm，D2=140mm。若要求输出压紧力L=153kN，不计一切损失。 试求：增压缸的缸径d为多少？ 图67 图686在图68所示的液压系统中，两液压缸的有效面积为A1=A2=100cm2，油泵供油量为Q=40l/min，溢流阀的调定压力为pr=4.0MPa，减压阀的调定压力为pf=4.0MPa；若作用在液缸1上的负载L分别为0、15kN时，不计一切损失。试分别确定两活塞杆在运动时和活塞运动到终端停止时，各缸的压力、活塞杆的速度、溢流流量。7在图69

23、所示的液压系统中，D=100mm，d=70mm，活塞及其负载的总重G=1500公斤力。提升时要求0.15秒内均匀达到稳定上升速度v=6m/min。停止时活塞不能下落。不计一切损失。 试确定：（1） 溢流阀及单向顺序阀的调定压力；（2） 校核图上所标注的各液压元件的规格型号是否合适？ 图69第七章 液压传动系统1要求用一只垂直安装的单杆双作用油缸来起吊重物。试设计一液压系统，能保证油缸正常地起吊工作。2用一只单杆双作用油缸驱动负载，要求横卧。试设计一液压系统保证油缸正常进行往复运动。3要求用一只油马达带动绞车起吊重物。试设计一液压系统，保证绞车正常工作。4用两只相同型号的油缸起吊重物，其中一只起

24、重量大，一只起重量小，并要求两只油缸可以同时工作。试设计一个满足要求的液压系统。第八章 液压油1液压油有哪些物理性质。选择液压油，应主要考虑哪些问题？2 简述液压油的污染过程。3 液压油的物理性能、净化度对液压系统的工作性能有何影响？4 目前有哪些净化液压油的常用方法？5 描述粘度的定义，我国液压油的牌号与粘度有何关系？6 油路中的压力损失有哪几种？怎样产生的？7 某机床用10号机械油，油箱容量140升。夏季使用时发现油太稀，应改用20号机械油。但库存只有40号机械油。试问应将多少升10号机械油换成40号机械油，才能使油液的粘度相当于20号机械油的粘度？第九章 气压传动及控制一、思考题1 气动

25、系统的组成与液压系统有何异同点？2 气动控制的主要优缺点有哪些？3 石油钻机气控系统的主要作用是什么？4 空气压缩机主要分几类？钻机气控系统一般使用什么类型的压缩机？5石油钻机气控系统配几台空压机？为什么？6为什么要设置储气罐？其容积如何确定？7气动系统的气源装置主要包括什么？8 储气罐的工作压力范围是，试问pmax、pmin的取值应为表压力还是绝对压力？9气控系统所需供气量是如何确定的？10气缸分为几类？各自的使用特点如何？试举几种石油转机上使用的气缸。11在什么情况下，气缸的活塞杆需进行稳定性计算？12风动马达主要分几类？石油钻机使用那种类型的风动马达？13试对比分析风动马达与液压马达的工

26、作原理及特点。14试画出风动马达特性曲线并进行分析。15在什么情况下风动马达转速最高？在什么情况下风动马达转速为零？16直动式减压阀（调压阀）的结构与工作原理是什么？这种阀有何功能？并绘出其职能符号。17先导式减压阀（调压阀）的工作原理是什么？并绘出其职能符号。18单向节流阀（针形调速阀）有何功能？并绘出其职能符号。19固定式节流阀与可调式节流阀的职能符号有何区别？20气动换向阀与液压换向阀有哪几个主要方面的区别？21梭阀的工作原理及用途是什么？并绘出其职能符号。22二位三通气控阀（两用继气器）的结构与工作原理是什么？这种阀有何用途？并绘出其职能符号。23快速排气阀的结构、工作原理是什么？有何

27、用途？并绘出其职能符号。24旋转接头（导气龙头、风葫芦）的结构、用途及职能符号。25压缩空气为什么要进行干燥、冷却等处理过程？26气动系统排气口为何设置消声器？消声器有几种类型？简述其共同的工作原理。27气动调速回路能否采用容积调速方式？28试解释容积消耗系数的概念。二、计算与分析题1 大庆I-130钻机气控系统中，储气罐容积为2m3。在起钻时，低速离合器使用1次，高速离合器使用2次，刹车气缸使用5次；在下钻时，上述气动元件分别使用2次、1次、5次；上述三种气动元件的容积消耗系数分别为 1=0.015、2=0.085、3=0.004。系统工作压力（表压）范围为0.650.8MPa。若仅利用储气

28、罐，在正常压力范围内。 试确定：（1）能起多少立根？（2）能下多少立根？2 单杆双作用气缸的内径D=0.125m，活塞杆直径d=32mm，工作压力p=0.45MPa，气缸负载率= 0.5。求气缸的推力和拉力为多少？如果此气缸的内径D=80mm，活塞杆直径d=25mm，工作压力p=0.4MPa，气缸负载率= 0.5不变。其活塞杆的推力和拉力各应为多少？3上题中气缸若为双活塞杆双作用气缸，其推力和拉力各应为多少？4一风动马达的参数如下：定子直径130mm，转子直径115mm，叶片数目4，叶片厚度8mm，转子长150mm，两叶片间面积近似为6cm2，机械效率为0.8，一个叶片旋转一周作的指示功为41

29、N.m，使用时本身温度为30，马达的额定工作压力为0.5MPa，加工质量系数为0.85，环境温度为20，漏失系数=1.35。试计算：（1） 该马达的最大转速、额定转速、额定功率；（2） 该马达的最大扭矩、额定扭矩；（3） 在额定和空转工况下，马达的耗气量各为多少？经验式与理论式的计算值误差多大？5 已知单叶片摆动马达的内外半径分别为是50mm和300mm，进、排气口压力分别为0.6MPa和0.15MPa，叶片轴向宽度为320mm，负载率为0.5，输入流量为0.4m3/min。求此马达的摆动转矩和角速度。如果此马达为双叶片马达，所有参数不变，其转矩和角速度各应为多少？6 试为ZJ45或大庆I-130钻机设计一防碰天车系统，并指出所用气动元件名称，写出气控流程。7 试为石油钻机自动空气压缩机设计一自动控制气动回路，并指出所用气动元件名称，写出气控流程。8 要求气缸缸体左右换向，可在任意位置停止，并使其左右运动速度不等，试绘出气控回路图。9设计一种常用的“快进慢进快退”的气控回路。10只允许用下列三个气阀：一个单电控二位五通阀，两个单电控二位三通阀。试设计可使双作用气缸活塞在运动中任意位置停止的回路。11只允许用下列气阀：一个单电控二位五通阀，一个单向节流阀，一个快速排气阀。试设计一个可使双作用气缸快速返回的控制回路。12设计一双手控气气缸往复运动回路，并说明其工作流程。