液压与气压传动习题含解答.docx

1、液压与气压传动习题含解答一、 问答题 1液压传动中常用的液压泵分为哪些类型？答：1） 按液压泵输出的流量能否调节分类有定量泵和变量泵。 2）按液压泵的结构型式不同分类有齿轮泵（外啮合式、内啮合式）、 叶片泵（单作用式、双作用式）、柱塞泵（轴向式、径向式）螺杆泵。2什么叫液压泵的工作压力，额定压力？二者有何关系？ 答：液压泵的工作压力是指液压泵在实际工作时输出油液的压力，取决于外负载。 液压泵的额定压力是指液压泵在正常工作条件下，按试验标准连续运转的最高工作压力，即在液压泵铭牌或产品样本上标出的压力。考虑液压泵在工作中应有一定的压力储备，并有一定的使用寿命和容积效率，通常它的工作压力应低于额定压

2、力。应当指出，千万不要误解液压泵的输出压力就是额定压力，而是工作压力。 3什么叫液压泵的排量，流量，理论流量，实际流量和额定流量？ 答：液压泵的排量是指泵轴转一转所排出油液的体积，常用V表示，单位为ml/r。液压泵的流量是指液压泵在单位时间内输出油液的体积，又分理论流量和实际流量。理论流量是指不考虑液压泵泄漏损失情况下，液压泵在单位时间内输出油液的体积。实际流量q是指液压泵在单位时间内实际输出的油液体积。由于液压泵在工作中存在泄漏损失，所以液压泵的实际输出流量小于理论流量。额定流量qs是指泵在额定转速和额定压力下工作时，实际输出的流量。泵的产品样本或铭牌上标出的流量为泵的额定流量。 4什么叫液

3、压泵的流量脉动？对工作部件有何影响？哪种液压泵流量脉动最小？ 答：液压泵由于结构的原因，在排油过程中，瞬时流量是不均匀并随时间而变化。这种现象称为液压泵的流量脉动。液压泵的流量脉动会引起压力脉动，从而使管道，阀等元件产生振动和噪声。而且，由于流量脉动致使泵的输出流量不稳定，影响工作部件的运动平稳性，尤其是对精密的液压传动系统更为不利。通常，螺杆泵的流量脉动最小，双作用叶片泵次之，齿轮泵和柱塞泵的流量脉动最大。5齿轮泵的径向不平衡力是怎样产生的?会带来什么后果?消除径向力不平衡的措施有哪些? 答：齿轮泵产生径向力不平衡的原因有三个方面：一是液体压力产生的径向力。这是由于齿轮泵工作时，压油腔的压力

4、高于吸油腔的压力所产生的径向不平衡力。二是齿轮啮合时径向力时所产生的径向不平衡力。三是困油现象产生的径向力，致使齿轮泵径向力不平衡现象加剧。工作压力越高，径向不平衡力也越大。径向不平衡力过大时能使泵轴弯曲，齿顶与泵体接触，产生摩擦；同时也加速轴承的磨损，这是影响齿轮泵寿命的主要原因。为了减小径向不衡力的影响，常采用的最简单的办法就是缩小压油口，使压油腔的压力油仅作用在一个齿到两个齿的范围内；也可采用在泵端盖设径向力平衡槽的办法。6齿轮泵的困油现象及其消除措施？图3-7 齿轮泵的困油现象及其消除措施答：为使齿轮平稳转动，齿轮啮合重合度必须大于1，即在一对轮齿退出啮合之前，后面一对轮齿已进入啮合，

5、因而在两对轮齿同时啮合的阶段，两对轮齿的啮合线之间形成独立的密封容积，也就有一部分油液会被围困在这个封闭腔之内。这个封闭容积先随齿轮转动逐渐减小，以后又逐渐增大。封闭容积减小会使被困油液受挤而产生高压，并从缝隙中流出，导致油液发热，轴承等部件也会受到附加的不平衡负载的作用；封闭容积增大又会造成局部真空，使溶于油中的气体分离出来，产生气穴，引起噪声、振动和气蚀，这就是齿轮泵的困油现象。消除困油现象的方法，通常是在齿轮的两端盖板上开卸荷槽，使封闭容积减小时卸荷槽与压油腔相通，封闭容积增大时通过左边的卸荷槽与吸油腔相通。在很多齿轮泵中，两槽并不对称于齿轮中心线分布，而是整个向吸油腔侧平移一段距离，实

6、践证明，这样能取得更好的卸荷效果。8齿轮泵的泄漏及危害？答：齿轮泵存在着三个可能产生泄漏的部位：齿轮齿面啮合处的间隙；泵体内孔和齿顶圆间的径向间隙；齿轮两端面和端盖间的端面间隙。在三类间隙中，以端面间隙的泄漏量最大，约占总泄漏量的75%80%。泵的压力愈高，间隙越大，泄漏就愈大，因此一般齿轮泵只适用于低压系统，且其容积较率很低。9为什么称单作用叶片泵为非平衡式叶片泵，称双作用叶片泵为平衡式叶片泵？答： 由于单作用式叶片泵的吸油腔和排油腔各占一侧，转子受到压油腔油液的作用力，致使转子所受的径向力不平衡，单作用式叶片泵被称作非平衡式叶片泵。双作用叶片泵有两个吸油腔和两个压油腔，并且对称于转轴分布，

7、压力油作用于轴承上的径向力是平衡的，故又称为平衡式叶片泵。10液压缸为什么要设缓冲装置？答：当液压缸拖动质量较大的部件作快速往复运动时，运动部件具有很大的动能，这样，当活塞运动到液压缸的终端时，会与端盖发生机械碰撞，产生很大的冲击和噪声，引起液压缸的损坏。故一般应在液压缸内设置缓冲装置，或在液压系统中设置缓冲回路。11液压缸为什么要设排气装置？答：液压系统往往会混入空气，使系统工作不稳定，产生振动、噪声及工作部件爬行和前冲等现象，严重时会使系统不能正常工作。因此设计液压缸时必须考虑排除空气。在液压系统安装时或停止工作后又重新启动时，必须把液压系统中的空气排出去。对于要求不高的液压缸往往不设专门

8、的排气装置，而是将油口布置在缸筒两端的最高处，通过回油使缸内的空气排往油箱，再从油面逸出，对于速度稳定性要求较高的液压缸或大型液压缸，常在液压缸两侧的最高位置处(该处往往是空气聚积的地方)设置专门的排气装置。12溢流阀在液压系统中有何功用？答： 1）起稳压溢流作用：一般在定量泵节流阀调速（旁路节流除外），溢流阀起稳压溢流作用，工作时，阀口随着压力的波动常开呈浮动状态，调定系统压力为恒定值，并将多余油液排回油箱，起稳压溢流作用。2）起安全阀作用：如在容积调速回路，定量泵旁路节流调速回路，容积节流调速回路中，不起溢流作用，其阀口常闭，只有负载超过规定的极限时才开启，起安全作用，避免液压系统和机床因

9、过载而引起事故。通常，把溢流阀的调定压力比系统最高压力调高1020%。3）作卸荷阀用：如由先导型溢流阀与二位二通电磁阀配合使用，可使系统卸荷。4）作远程调压阀用：利用先导式溢流阀的遥控口接至调节方便的远程调节进口处，以实现远控目的。 5）作多级控制用：利用先导式溢流阀的遥控口，通过换向阀与几个远程调压阀连接，即可实现高低压多级控制。6）作背压阀用：将溢流阀串联在回油路上，可以产生背压，使执行元件运动平稳。此时溢流阀的调定压力低，一般用直动式低压溢流阀即可。 13试比较先导型溢流阀和先导型减压阀的异同点。答：相同点：溢流阀与减压阀同属压力控制阀，都是通过液压力与弹簧力进行比较来控制阀口动作；两阀

10、都可以在先导阀的遥控口接远程调压阀实现远控或多级调压。不同点：1）溢流阀阀口常闭，进出油口不通；减压阀阀口常开，进出油口相通。2）溢流阀为进口压力控制，阀口开启后保证进口压力稳定；减压阀为出口压力控制，阀口关小后保证出口压力稳定。3）溢流阀出口接油箱，先导阀弹簧腔的泄漏油经阀体内流道内泄至出口；减压阀出口压力油去工作，压力不为零，先导阀弹簧腔的泄漏油有单独的油口引回油箱。14. 先导型溢流阀：1) 主阀芯的阻尼小孔作用为何？当有油液流动时，产生压力差（压力损失），克服主阀芯上弹簧力，使主阀芯抬起，产生溢流。2) 主阀芯上弹簧作用为何？只在阀口关闭时起复位作用，弹簧力很小3) 欲改变阀的调节压力

11、应调节哪根弹簧？先导阀上的调压弹簧4) 溢流流量是否全部流经先导阀？不是，流经先导阀的流量很小。5) 若将远控口接油箱，情况如何？可实现远控或多级调压15.溢流阀和内控外泄式顺序阀相比，为何溢流阀可采用内部回油而顺序阀必须采用外部回油方式？答：因为溢流阀的出油口接油箱，出口压力为零，而内控外泄式顺序阀的出油口接系统，出口压力不为零，所以溢流阀可采用内部回油而顺序阀必须采用外部回油16若先导型溢流阀主阀芯或导阀的阀座上的阻尼孔被堵死，将会出现什么故障？答：若阻尼孔完全阻塞，油压传递不到主阀上腔和导阀前腔，导阀就会失去对主阀的压力调节作用，。因主阀芯上腔的油压无法保持恒定的调定值，当进油腔压力很低

12、时就能将主阀打开溢流，溢流口瞬时开大后，由于主阀上腔无油液补充，无法使溢流口自行关小，因此主阀常开系统建立不起压力。 若溢流阀先导锥阀座上的 阻尼小孔堵塞，导阀失去对主阀压力的控制作用，调压手轮无法使压力降低，此时主阀芯上下腔压力相等，主阀始终关闭不会溢流，压力随负载的增加而上升，溢流阀起不到安全保护作用。 17写出下图所示阀的名称；说明图中节流阀的作用；并注明1、2、3、4、5、6各接何处？答:：该阀为电液换向阀。其中1接控制压力油2接主油路通执行元件3接主油路的压力油4接油箱5接主油路通执行元件6接油箱18什么是液压基本回路？常见的液压基本回路有几类？各起什么作用？答：由某些液压元件组成、

13、用来完成特定功能的典型回路，称为液压基本回路。常见的液压基本回路有三大类：1）方向控制回路，它在液压系统中的作用是控制执行元件的启动、停止或改变运动方向。2）压力控制回路，它的作用利用压力控制阀来实现系统的压力控制，用来实现稳压、减压，增压和多级调压等控制，满足执行元件在力或转矩上的要求。3）速度控制回路，它是液压系统的重要组成部分，用来控制执行元件的运动速度。19什么叫液压爬行？为什么会出现爬行现象？答：液压系统中由于流进或流出执行元件（液压缸，液压马达）的流量不稳定，出现间隙式的断流现象，使得执行机械的运动产生滑动与停止交替出现的现象，称为爬行。 产生爬行现象的主要原因是执行元件中有空气侵

14、入，为此应设置排气装置。20节流阀应采用什么形式的节流孔？为什么？答：多采用薄壁孔型，因其m=0.5，q=KAT(p)m 当p变化时，引起的q变化小，速度刚性好。二、 分析题 1. 如图所示定量泵输出流量为恒定值qp ，如在泵的出口接一节流阀，并将阀的开口调节的小一些，试分析回路中活塞运动的速度v和流过截面P，A，B三点流量应满足什么样的关系（活塞两腔的面积为A1和A2，所有管道的直径d相同）。 解：本系统采用定量泵，输出流量qP不变。由于无溢流阀，根据连续性方程可知，泵的流量全部进入液压缸，即使阀的开口开小一些，通过节流阀的流量并不发生改变，qA= qp ，因此该系统不能调节活塞运动速度v，

15、如果要实现调速就须在节流阀的进口并联一溢流阀，实现泵的流量分流。连续性方程只适合于同一管道，而活塞将液压缸分成两腔，因此求回油流量qB时，不能直接使用连续性方程。先根据连续性方程求活塞运动速度v = qA/A1，再根据液压缸活塞运动速度求qB = vA2=（A2 / A1）qP 2. 如图所示的回路为带补油装置的液压马达制动回路，说明图中三个溢流阀和单向阀的作用。 解：系统工作时，溢流阀5做安全阀，当系统超载时，开启卸荷。溢流阀1，2起制动缓冲作用，制动时换向阀切换到中位，由于换向阀中位机能为M型，锁死回路，但液压马达由于惯性还要继续旋转，因而会引起液压冲击，溢流阀1，2则可以起到限制液压马达

16、反转和正转时产生的最大冲击压力。单向阀3和4做补油装置，以补偿由于液压马达制动过程泄漏，zaocheng马达在换向制动过程中产生吸油腔吸空现象。 3. 如图所示是利用先导式溢流阀进行卸荷的回路。溢流阀调定压力 py4MPa。要求考虑阀芯阻尼孔的压力损失，回答下列问题：1） 在溢流阀开启或关闭时，控制油路D与泵出口处B点的油路是否始终是连通的？2） 在电磁铁DT断电时，若泵的工作压力 pB4MPa， B点和D点压力哪个压力大？若泵的工作压力pB2MPa，B点和D点哪个压力大？3）在电磁铁DT通电时，泵的流量是如何流到油箱中去的？解：1） 在溢流阀开启或关闭时，控制油路D与泵出口处B点的油路始终得

17、保持连通；2） 当泵的工作压力pB4MPa时，等于溢流阀的调定压力，故先导阀开启，油液通过主阀芯上的阻尼孔产生流动，由于阻尼孔的阻尼作用，使溢流阀主阀芯的两端产生压力差，在其作用下，主阀芯开启溢流，先导阀入口处的压力等于主阀芯上腔的压力，即远程控制口E点的压力，故pB pD；而当泵的工作压力pB2MPa 时，小于溢流阀的调定压力，先导阀关闭，阻尼小孔内无油液流动，溢流阀主阀芯的两端无压力差，故pB pD。 3）在电磁铁DT通电时， 二位二通阀的开启，使溢流阀在零压下开启卸荷，油泵流量主要是通过C油管流回油箱。通过阻尼孔经D和E流回油箱的流量，仅仅满足使溢流阀主阀芯的两端产生压力差，故这部分的流

18、量很小， 4. 图（a），（b），（c）所示的三个调压回路是否都能进行三级调压（压力分别为6MPa、4MPa、1MPa）？若能进行三级调压，溢流阀压力调定值分别应取多少？ 解：图a）不能进行三级压力控制。三个调压阀选取的调压值无论如何交换，泵的最大压力均由最小的调定压力所决定，p10105Pa。图b）的压力阀调定值必须满足p160105Pa，p240105Pa，p310105Pa。如果将上述调定值进行交换，就无法得到三级压力控制。图a）所用的元件中，1、2必须使用先导型溢流阀，以便远程控制。3可用远程调压阀（直动型）。图c）的压力阀调定值必须满足p160105Pa ，而p2、p3是并联的阀，互

19、相不影响，故允许任选。设p240105Pa ，p310105Pa，阀1必须用先导式溢流阀，而2、3可用远程调压阀。 5. 如图所示压力分级调压回路（各阀的调定压力注在阀的一侧），试问：1）回路能实现多少级压力的调定？ 2）每级压力各为多少？解：1) 可实现8级压力调定2)各电磁铁通电情况及泵出口压力MPa1Y-+2Y-+-+3Y-+-+-+-+Pp00.511.52.533.546. 液压缸无杆腔面积A=50cm2,负载F=10000N，各阀的调定压力如图示，试确定活塞运动时和活塞运动到终点停止时A、B两处的压力。解：活塞运动时：PA= 2MPaPB=2MPa活塞运动到终点停止时：PA= 5M

20、PaPB=3MPa7. 如图所示的系统中，主工作缸负载阻力F=2000N，夹紧缸II在运动时负载阻力很小可忽略不计。两缸大小相同，无杆腔面积 A1=20cm2，有杆腔有效面积A2=10cm2，溢流阀调整值py =3MPa，减压阀调整值pj=1.5MPa。试分析： 1） 当夹紧缸II运动时：pa和pb分别为多少？ 2） 当夹紧缸II夹紧工件时：pa和pb分别为多少？ 3）夹紧缸II最高承受的压力pmax为多少？ 解：1）2）两问中，由于节流阀安装在夹紧缸的回油路上，所以夹紧缸无论在运动或夹紧工件时，减压阀均处于工作状态，故pA=pj=1.5MPa。此时溢流阀始终处于溢流工况，故pB= py=3M

21、Pa。3）当夹紧缸负载阻力FII=0时，节流调速回路仍处于工作状态，因此夹紧缸的回油腔压力处于最高值： 8在如图所示系统中，两液压缸的活塞面积相同，A=20cm2，缸I的阻力负载F=8000N，缸II的阻力负载F=4000N，溢流阀的调整压力为py =45105Pa。问：在减压阀不同调定压力时（pj1 =10105Pa 、pj2 =20105Pa、pj3 =40105Pa）两缸的动作顺序是怎样的？ 解：1）启动缸II所需的压力：当减压阀调定压力为：pj1 =10105Pa 时，pj1小于 p2 ，减压阀处于工作状态，其出口压力为pA= pj1 =10105Pa不能推动阻力F2,故缸II不动，此

22、时，pB =py =45105Pa，压力油使缸右移。当减压阀调定压力为：pj2 =20105Pa时， pj2 = p2 ，减压阀处于工作状态，流量根据减压阀口、节流阀口及溢流阀口的液阻分配，两缸同时动作。当减压阀调定压力为：pj3 =40105Pa时， pj2 p2 ，减压阀口全开、不起减压作用，若不计压力损失，此时pA =pB = p2 =20105Pa，故缸II单独右移，直到缸II运动到端点后，压力上升至pA =pj =40105Pa， pB =py =45105Pa，压力油才使缸I向右运动。9试分析图示回路在下列情况下，泵的最高出口压力（各阀的调定压力注在阀的一侧）：1）全部电磁铁断电；

23、2）电磁铁2DT通电，1DT断电；3）电磁铁2DT断电，1DT通电。答：1）全部电磁铁断电，PP=5.5MPa；2）电磁铁2DT通电，1DT断电，PP=3MPa；3）电磁铁2DT断电，1DT通电，PP=0.5MPa。10如图所示调压回路（各阀的调定压力注在阀的一侧），试问：1）1Y通电，2Y断电时，A点和B点的压力各为多少？2）2Y通电，1Y断电时， A点和B点的压力各为多少？ 3） 1Y和2Y都通电时，A点和B点的压力各为多少？ 4） 1Y和2Y都断电时，A点和B点的压力各为多少？ 答：1）右侧溢流阀起调压作用，PA=PB=1MPa；2）左侧溢流阀起调压作用，PA=2.5MPa ，PB=0；

24、3）两个溢流阀都不起调压作用，PA= PB=0；4）两个溢流阀串联，PA=3.5MPa ，PB=1 MPa；11已知液压泵的额定压力和额定流量，若忽略管道及元件的损失，试说明图示各种工况下液压泵出口出的工作压力。答：a)p=0b)p=0c)p=pd)p=F/Ae)p= 2Tm/Vm12如图所示双泵供油回路，1小流量高压泵，2大流量低压泵，3顺序阀，4单向阀，5溢流阀1）此基本回路适用于什么场合？2）叙述工作原理并说明各元件的作用。答：1）适用于空载快进和工进速度相差大的回路，功率损耗小，系统效率高。 2）工作原理：泵1为高压小流量泵，泵2为低压大流量泵，阀5为溢流阀，调定压力为系统工进工作压力

25、；阀3为液控顺序阀，调定压力为系统快进时所须压力；当系统快进需要低压大流量时，泵1、泵2同时向系统供油。当系统工进时，压力升高，液控顺序阀3打开，低压大流量泵2卸荷，高压小流量泵1向系统提供高压小流量油液。 三、 计算题1泵和马达组成系统，已知泵输出油压pp10MPa，排量Vp=1105m3/r，机械效率pm=0.95，容积效率pv=0.9；马达排量Vm=1105m3/r，机械效率mm=0.95，容积效率mv=0.9，各种损失忽略不计，试求：1）泵转速np为1500r/min时，液压泵的理论流量qpt，液压泵的实际流量qp；（L/min）2）泵输出的液压功率Ppo，所需的驱动功率Ppr，（W）

26、3）马达输出转速nm；（r/min）4）马达输出转矩Tm；（.）5）马达输出功率Pmo。（W）答：1）液压泵的理论流量为：qptVpnp2.5104m3/s 液压泵的实际流量为：qpqptpv2.25104m3/s 2) 液压泵的输出功率为：Ppopp qp2250w 所需的驱动功率为： PprPpo/pmpv=2632w pmpp10MPa，qm= qp2.25104m3/s 马达输出转速nm= qmmv/Vm=1215r/min 4) 马达输出转矩为： TmpmVmmm/2=15.13. 5) 马达输出功率为： Pm2Tmnm1924w 2某轴向柱塞泵直径d=22mm，分度圆直径D = 6

27、8mm，柱塞数z =7，当斜盘倾角为= 2230，转速n=960r/min，输出压力p=10MPa，容积效率v=0.95，机械效率M=0.9时，试求： 1） 泵的理论流量；（m3/s） 2） 泵的实际流量；（m3/s） 3） 所需电机功率。（Kw） 解：3某液压泵在输出压力为6.3MPa时,输出流量为8.83104m3/s,这时实测油泵轴消耗功率7Kw，当泵空载卸荷运转时,输出流量为9.33104m3/s,求该泵的容积效率V=?和总效率=?答：以空载流量为理论流量，即qt9.33104m3/s，实际流量为q8.83104m3/s所以V=q/qt=0.946 据已知，PO=pq5247.9w，P

28、r=7000w所以= PO/ Pr=0.75 4有一径向柱塞液压马达，其平均输出扭矩T=24.5Nm，工作压力p=5MPa，最小转速nmin=2 r/min，最大转速nmax=300 r/min，容积效率v=0.9，求所需的最小流量和最大流量为多少？ 解：5马达排量Vm=10106 m3，供油压力pM=10MPa，流量qM =4104 m3/s，容积效率mv=0.95，总效率=0.75，求马达输出转矩TM 、转速nM和实际输出功率PMo ？答：马达输出扭矩TM=pMVm/（2mv）=12.57N.m 马达转速nM=qMmv/ Vm =38r/s=2280rpm 马达输出功率PMo=pMqM=3

29、Kw 6液压泵输出油压P =20MPa,转速n=1450rpm,排量V=100ml/r,若容积效率=0.95,总效率=0.9,求该泵输出的液压功率P=?和驱动该泵的电机功率P电机=? 7马达输出转矩TM=170N.m,转速n=2700rpm,排量V=84ml/r,机械效率Mm=0.85, 容积效率MV=0.9,求马达所需供油压力p=?和流量qM=?8一单杆液压缸快速向前运动时采用差动连接,快退时,压力油输入有杆腔。假如泵的输出流量q=25L/mln，活塞往复快速运动的速度都是0.1m/s,求活塞和活塞杆的直径：D=？；d=？解：9有一齿轮泵，铭牌上注明额定压力为10Mpa，额定流量为16L/m

30、in ，额定转速为1000rpm，拆开实测齿数z=12，齿宽B=26mm，齿顶圆直径da45mm，求：1）泵在额定工况下的容积效率v； 2）在上述情况下，当电机的输出功率为3.1KW时，求泵的机械效率m和总效率。解：10.用一定量泵驱动单活塞杆液压缸，已知活塞直径D=100mm，活塞杆直径d=70mm，被驱动的负载FL=1.2105N。有杆腔回油背压为0.5Mpa，设缸的容积效率v=0.99，机械效率m=0.98，液压泵的总效率=0.9。求：1）当活塞运动速度为100mm/s时液压泵的流量q（L/min）；2）电机的输出功率P（KW）。(47.6；13.96)解：11如图所示的夹紧回路中，如溢流阀的调整压力py5MPa，减压阀调整压力pj3MPa。试分析下列各种情况，并说明减压阀阀芯处于什么状态。 1） 当泵压力为5MPa时，夹紧液压缸使工件夹紧后，A点、B、C点压力为多少？ 2）当泵压力由于其它工作缸的快进，压力降至2MPa时（工件原先处于夹紧状态）：这时，A点、B、C点压力为多少？ 3）夹紧缸在未夹紧工件前做空载运动时，A、B、C三点压力为多少？ 解：1)此时，减压阀起减压作用，阀口减小，出口压力等于其调定压力，即：pB=pC=pj3MPa