1、第一章 概述 思考題與習題1-1說明什么叫液壓傳動?解：用液體作為工作介質進行能量傳遞的傳動方式稱為液體傳動。按照其工作原理的不同，液體傳動又可分為液壓傳動和液力傳動兩種形式。液壓傳動主要是利用液體的壓力能來傳遞能量；而液力傳動則主要利用液體的動能來傳遞能量。1-2液壓傳動系統由哪幾部分組成？試說明各組成部分的作用。解：液壓傳動系統主要由以下四個部分組成：(1)動力元件 將原動機輸入的機械能轉換為液體壓力能的裝置，其作用是為液壓系統提供壓力油，是系統的動力源。如各類液壓泵。(2)執行元件 將液體壓力能轉換為機械能的裝置，其作用是在壓力油的推動下輸出力和速度(或轉矩和轉速)，以驅動工作

2、部件。如各類液壓缸和液壓馬達。(3)控制調節元件 用以控制液壓傳動系統中油液的壓力、流量和流動方向的裝置。如溢流閥、節流閥和換向閥等。(4)輔助元件 除以上元件外的其它元器件都稱為輔助元件，如油箱、工作介質、過濾器、蓄能器、冷卻器、分水濾氣器、油霧器、消聲器、管件、管接頭以及各種信號轉換器等。它們是一些對完成主運動起輔助作用的元件，在系統中也是必不可少的，對保證系統正常工作有著重要的作用。1-3液壓傳動的主要優、缺點是什么？解：1.液壓傳動的優點(1)液壓傳動容易做到對速度的無級調節，且其調速范圍大，并且對速度的調節還可以在工作過程中進行；(2)在相同功率的情況下，液壓傳動裝置的體積小、重量輕

3、、結構緊湊；(3)液壓傳動工作比較平穩、反應快、換向沖擊小，能快速起動、制動和頻繁換向；(4)液壓裝置易實現自動化，可以方便地對液體的流動方向、壓力和流量進行調節和控制，并能很容易地與電氣、電子控制或氣壓傳動控制結合起來，實現復雜的運動和操作；(5)液壓傳動易實現過載保護，液壓元件能夠自行潤滑，故使用壽命較長；(6)液壓元件易于實現系列化、標準化和通用化，便于設計、制造和推廣使用。2.液壓傳動的缺點(1)液體的泄漏和可壓縮性使液壓傳動難以保證嚴格的傳動比；(2)液壓傳動在工作過程中能量損失較大，因此，傳動效率相對低，不宜作遠距離傳動；(3)液壓傳動對油溫變化比較敏感，不宜在較高和較低的溫度下工

4、作；(4)液壓系統出現故障時，不易診斷。總的說來，液壓傳動的優點非常突出，其缺點也將隨著科學技術的發展逐漸得到克服。1-4國家標準對液壓系統職能符號的繪制主要有哪些規定？解：一般液壓傳動系統圖都應按照GB/T7861.1-93所規定的液壓圖形符號來繪制。圖1-1（a）所示液壓系統，用圖形符號繪制的系統圖如圖1-2所示。使用圖形符號可使液壓傳動系統圖簡單明了，便于繪制。液壓傳動系統圖中的圖形符號只表示元件的功能、操作(控制)方法和外部連接口，而不表示元件的具體結構和參數；液壓傳動系統圖只表示各元件的連接關系，而不表示系統管道布置的具體位置或元件在機器中的實際安裝位置；液壓傳動系統圖中的圖形符號通

5、常以元件的靜止位置或零位來表示。1-5國家標準對液壓油的牌號是如何規定的？解：GB 7631.2一87等效采用S0 6743/4的規定。液壓油采用統一的命名方式，其一般形式如下： 類品種數字 L Hv 22 其中：L-類別(潤滑劑及有關產品，GB7631.1) HV-品種(低溫抗磨) 22-牌號(粘度級，GB3141) 液壓油的粘度牌號由GB 3141做出了規定，等效采用ISO的粘度分類法，以40'C運動粘度的中心值來劃分牌號。第二章 液壓傳動基礎思考題與習題2-1 什么是液體的粘性？常用的粘度表示方法有哪幾種？說明粘度的單位。解：1、液體的粘性：液體在外力作用下流動時，分子間的內聚力

6、會阻止分子間的相對運動而產生內摩擦力，這種特性叫做液體的粘性。 2、粘度表示方法：動力粘度、運動粘度和相對粘度三種。 3、動力粘度的法定計量單位為Pa·s和MPa·s； 運動粘度的法定計量單位為m2/s和mm2/s； 2-2 2O時水的運動粘度為1.0mm2/s，密度為1000.0kg/m3；2O時空氣的運動粘度為15.0mm2/s，密度為1.2kg/m3。請比較水和空氣的粘性。(提示：只有動力粘度才能直接反映粘性大小)解：由于是等式比較，且單位相同，所以可直接比較。由得，所以水的粘性比空氣大。2-3 液壓油有哪些主要品種？如何選用液壓油？解：（1）液壓油的品種我國液壓油的

7、主要品種、粘度等級、組成和特性見表2-1。 我國液壓油(液)的主要品種油名(品種)粘度等級組成和特性L-HLL-HML-HGL-HFCL-HFDRL-HFAEL-HFBL-HVL-HS15、22、32、46、68、100、15015、22、32、46、68、100、15032、46、6815、22、32、46、68、10O15、22、32、46、68、1007、10、15、22、3222、32、46、68、10015、22、32、46、68、10010、15、22、32、46精制礦油、RO精制礦油、R0、AW精制礦油、R0、AW、ASS含聚合物水溶液、LS、HVI、LPP磷酸酯無水合成液、LS

8、、AW水包油乳化液、LS油包水乳化液、LS精制礦油、R0、AW、HVI、LPP合成液(合成烴油)、R0、AW、HVI、LPP注：RO抗氧防銹，AW抗磨，HVI高粘度指數，LPP低傾點，ASS防爬，LS難燃（2）液壓油品種的選擇液壓油品種的選擇通常可參考表2-2，根據液壓傳動系統的工作環境、工況條件和液壓泵的類型等選擇液壓油的品種。一般而言，齒輪泵對液壓油的抗磨性要求比葉片泵和柱塞泵低，因此齒輪泵可選用L-HL或L-HM油，而葉片泵和柱塞泵一般則選用L-HM油。 液壓油(液)品種的選擇環境、工況壓力：7.0MPa以下溫度：50以下壓力：7.014.0MPa溫度：50以下壓力：7.0MPa以上溫度

9、：50100室內、固定液壓設備露天寒冷和嚴寒區高溫熱源或明火附近L-HLL-HVL-HFAEL-HL，L-HML-HV，L-HSL-HFB，L-HFCL-HML-HV，L-HSL-HFDR2-4 壓力的定義是什么？壓力有哪幾種表示方法？相互之間的關系如何？解：（1）在面積作用有法向力時，該點處的壓力可定義為 （2）壓力的表示方法有：在壓力測試中，根據度量基準的不同，液體壓力分為絕對壓力和相對壓力兩種。以絕對零壓為基準測得的壓力稱為絕對壓力。以大氣壓力為基準測得的高于大氣壓力的那部分壓力稱為相對壓力。在地球表面上，一切物體都受到大氣壓的作用，大氣壓力的作用都是自相平衡的，因此一般壓力儀表在大氣中

10、的讀數為零。由測壓儀表所測得的壓力就是高于大氣壓的那部分壓力，所以相對壓力也稱為表壓力。在液壓技術中，如不持別指明，壓力均指相對壓力。當絕對壓力低于大氣壓時，比大氣壓小的那部分壓力稱為真空度。 （3）幾種壓力相互之間的關系：2-5 什么是液體的層流與紊流？說明其判別方法。解：19世紀末，英國學者雷諾通過實驗觀察水在圓管內的流動情況，發現液體有兩種流動狀態，即層流和紊流。在層流時，液體質點互不干擾，流動呈層狀且平行于導管軸線；在紊流時，液體質點的運動雜亂無章，除了平行于導管軸線的運動外，還存在劇烈的橫向運動。實驗證明，液體在圓管中的流動狀態與管內液體的平均流速、管道內徑d和液體的運動粘度有關。判

11、定液體流動狀態常用由這三個參數所組成的雷諾數。 2-6伯努利方程的物理意義是什么？實際液體伯努利方程與理想液體伯努利方程的區別是什么？解：（1）伯努利方程的物理意義是：在某通道內作穩定流動的理想液體具有三種形式的能量，即壓力能、位能和動能。這三種形式的能量在液體流動過程中可以相互轉化，但其總和在各個截面處均為定值。（2）在實際液體的計算當中，還要考慮液體粘性和流態的影響，對其加以修正。2-7 如題2-6圖所示，由一直徑為d，重量為G的活塞浸在液體中，并在力F的作用下處于靜止狀態。若液體的密度為，活塞浸入深度為h，試確定液體在測壓管內的上升高度x。題2-6圖解：取活塞底端為研究水平面則有：故2-

12、8 圖2-3所示液壓千斤，若大活塞的直徑為50.0cm，小活塞的直徑為12.5cm。問在小活塞上所加的力為多大才能將重力為5×103N的重物頂起？解：由帕斯卡原理得，所以2-9 如題2-7圖所示，容器內充滿密度為的油液，容器內的壓力由水銀壓力計的讀數來確定。若壓力計與容器用軟管連接，將壓力計的測壓管向下移動距離，這時容器內的壓力不變，但測壓管的讀數由變為。試確定與的關系。 題2-7圖解：設初始油柱高度為，則有聯立兩方程可得2-10 如題圖2-8所示，管道輸送密度900kg/m3的液體，已知15m，處的壓力為4.5×105Pa，2處的壓力為4×105Pa，試判斷管中

13、液流的方向。題 2-8圖解：假設也流從1流向2，則：p1+1/2v2= p2+gh2+1/2v2+pw由連續性方程可得：qv1=qv2v1A1= v2A2所以，p1=p2+pgh2+pw450000=40000+900*10*15+ pw所以，pw=-85000pa所以，流向與假設方向相反，液體由2流向1.2-11 如題2-9圖所示變截面水平圓管，通流截面直徑d1=d2/4，在1-1截面處的液體平均流速為8.0m/s、壓力為1.0MPa，液體的密度為1000.0kg/m3。求2-2截面處的平均流速和壓力。(按理想液體考慮)題2-9圖解:聯立上面兩方程得，。2-12 如題2-10圖所示，活塞上作

14、用有外力3000N，活塞直徑50mm，若使油從液壓缸底部的銳緣孔口流出，設孔口直徑10mm，孔口速度系數Cv0.97，流量系數 Cq0.63，油液的密度870kg/m3，不計摩擦，試求作用在液壓缸缸底壁面上的力。題2-10圖解：F在缸體內產生的壓力為：p=4F/D2=1.529*106pa小孔流量為：qv=CqAT(2p/)0.5=0.63*0.25*3.14*(10*10-3)2(2*15.29*105/870)0.5=0.00293m3/s活塞速度為：v=4qv/3.14D2=1.493m/s孔口液流速度為:Vd=4qv/3.14d2=37.3m/s若以缸內的液體為控制液體，設作用在液壓缸

15、缸底壁面上的力為R，則由動量方程得：F-R=qv(v0-v)R= F-qv(v0-v)=3000-870*0.00293 *(37.3-1.493)=2908.72(N)向右2-13 如題2-12圖所示，液壓泵輸出流量可手動調節，當流量為25.0L/min時，測得阻尼孔前的壓力為0.05MPa；若流量為50.0L/min時，阻尼孔前的壓力為多大？(提示：阻尼孔分別按細長孔和薄壁孔兩種情況考慮，阻尼孔后壓力為零)題2-12圖解：（1）細長孔由公式代入數據得（2）薄壁孔由公式得2-14 研究孔口及縫隙的流量特性具有什么意義？解：在液壓系統中，液流流經小孔或縫隙的現象是普遍存在的。例如，液壓傳動中常

16、利用液體流經閥的小孔或縫隙來控制系統的流量和壓力，液壓元件的泄漏也屬于縫隙流動，因此有必要研究液體流經小孔和縫隙的流量計算。2-15 管路中的壓力損失有哪幾種？各受哪些因素影響？解：（1）沿程壓力損失液體在直徑不變的直通道中流動時因其內摩擦而產生的能量損失，稱為沿程壓力損失。它主要決定于液體平均流速、動力粘度、通道的長度和內徑等。 （2）局部壓力損失 液體流經管道的彎頭、大小管的接頭、突變截面、閥口和網孔等局部障礙處時，因液流方向和速度大小發生突度，使液體質點間相互撞擊而造成的能量損失，稱為局部壓力損失。液體流過這些局部障礙處時，流態極為復雜，影響因素較多，一般都依靠實驗求得各種類型局部障礙的

17、局部阻力系數，然后再計算局部壓力損失。2-16 液壓沖擊和空穴現象是如何產生的？有什么危害？如何防止？解：一、液壓沖擊(1)產生液壓沖擊的原因a閥門突然關閉引起液壓沖擊 若有一較大容腔(如液壓缸、蓄能器等)和在另一端裝有閥門的管道相通。當閥門開啟時，管內液體從閥門流出。當閥門突然關閉時，從閥門處開始液體動能將逐層轉化為壓力能，相應產生一從閥門向容腔推進的壓力沖擊波，出現液壓沖擊。b運動部件突然制動引起液壓沖擊 如換向閥突然關閉液壓缸的回油通道而使運動部件制動時，這一瞬間運動部件的動能會轉化為被封閉油液的壓力能，壓力急劇上升，出現液壓沖擊。c液壓系統中元件反應不靈敏造成液壓沖擊 如系統壓力突然升

18、高時，溢流閥不能迅速打開溢流閥口，或限壓式變量泵不能及時自動減小輸出流量等，都會導致液壓沖擊。(2)液壓沖擊的危害在液壓系統中產生液壓沖擊時，瞬時壓力峰值有時比正常壓力要大好幾倍，會引起振動和噪聲，導致密封裝置、管路和液壓元件的損壞，甚至還會使某些液壓元件(如壓力繼電器、順序閥等)產生誤動作，從而影響系統正常工作。可見應力求減小液壓沖擊。(3)通常可采取下列措施來減少液壓沖擊：a延長閥門關閉和運動部件制動換向的時間。可采用換向時間可調的換向閥。實驗證明當換向時間大于0.3s時，液壓沖擊就大大減少。b限制管路內液體的流速及運動部件的速度。一般在液壓系統中將管路流速控制在4.5ms以內，運動部件的

19、速度一般小于10.0/min，并且當運動部件的質量越大，則其運動速度就應該越小。c適當增大管徑。這樣不僅可以降低流速，而且可以減小壓力沖擊波傳播速度。d盡量縮小管道長度，可以減小壓力波的傳播時間。e用橡膠軟管或在沖擊源處設置畜能器，以吸收沖擊的能量；也可以在容易出現液壓沖擊的地方，安裝限制壓力升高的安全閥。二、空穴現象（1）產生原因：在液壓系統中，如果某處壓力低于油液工作溫度下的空氣分離壓時，油液中的空氣就會分離出來而形成大量氣泡；當壓力進一步降低到油液工作溫度下的飽和蒸汽壓力時，油液會迅速汽化而產生大量汽泡。這些氣泡混雜在油液中，產生空穴，使原來充滿管道或液壓元件中的油液成為不連續狀態，這種

20、現象一般稱為空穴現象。空穴現象一般發生在閥口和液壓泵的進油口處。油液流過閥口的狹窄通道時，液流速度增大，壓力大幅度下降，就可能出現空穴現象。液壓泵的安裝高度過高，吸油管道內徑過小，吸油阻力太大，或液壓泵轉速過高、吸油不充足等，均可能產生空穴現象。（2）危害：液壓系統中出現空穴現象后，氣泡隨油液流到高壓區時，在高壓作用下氣泡會迅速破裂，周圍液體質點以高速來填補這一空穴，液體質點間高速碰撞而形成局部液壓沖擊，使局部的壓力和溫度均急劇升高，產生強烈的振動和噪聲。在氣泡凝聚處附近的管壁和元件表面，因長期承受液壓沖擊及高溫作用，以及油液中逸出氣體的較強腐蝕作用，使管壁和元件表面金屬顆粒被剝落，這種因空穴

21、現象而產生的表面腐蝕稱為氣蝕。故應力求避免空穴現象得產生。(3)避免措施：a減小閥孔或其他元件通道前后的壓力差。b降低液壓泵的吸油高度，采用內徑較大的吸油管，并盡量少用彎頭，以減小管路阻力，必要時對大流量泵采用輔助泵供油。c各元件的連接處要密封可靠，以防止空氣進入。d整個系統管路應盡可能直，避免急彎和局部狹窄等。e提高元件的抗氣蝕能力。對容易產生氣蝕的元件，如泵的配油盤等金屬材料，增加元件的機械強度。第三章 液壓泵思考題與習題3-1 液壓泵要完成正常的工作過程，必須具備哪些條件？解：（1）具備密封容積； （2）密封容積周期變化； （3）進油口和出油口分開。3-2 液壓泵的工作壓力取決于什么?泵

22、的工作壓力與公稱壓力有何關系?解：液壓泵的工作壓力取決于負載； 泵的工作壓力一般小于公稱壓力。3-3 要提高齒輪泵的工作壓力需解決哪些關鍵問題？通常都采用哪些措施？解：在液壓泵中，運動件間是靠微小間隙密封的。這些微小間隙從運動學上形成摩擦副，而高壓腔的油液通過間隙向低壓腔泄漏是不可避免的；齒輪泵壓油腔的壓力油可通過三條途徑泄漏到吸油腔去：一是通過齒輪嚙合線處的間隙（齒側間隙），二是通過體定子環內孔和齒頂間隙的徑向間隙（齒頂間隙），三是通過齒輪兩端面和側板間的間隙（端面間隙）。在這三類間隙中，端面間隙的泄漏量最大，壓力越高，由間隙泄漏的液壓油液就越多。因此為了實現齒輪泵的高壓化，為了提高齒輪泵的

23、壓力和容積效率，需要從結構上來采取措施，一般采用對齒輪端面間隙進行自動補償的辦法。3-4 簡述齒輪泵、葉片泵和柱塞泵的結構特點及應用場合。解：由于各類液壓泵各自突出的特點，其結構、功用和動轉方式各不相同，因此應根據不同的使用場合選擇合適的液壓泵。一般在機床液壓系統中，往往選用雙作用葉片泵和限壓式變量葉片泵；而在筑路機械、港口機械以及小型工程機械中往往選擇抗污染能力較強的齒輪泵；在負載大、功率大的場合往往選擇柱塞泵。3-5 齒輪泵產生困油現象是什么?有何危害?如何解決?解：齒輪泵要能連續地供油，就要求齒輪嚙合的重疊系數大于1，也就是當一對齒輪尚未脫開嚙合時，另一對齒輪已進入嚙合，這樣就出現同時有

24、兩對齒輪嚙合的瞬間，在兩對齒輪的齒向嚙合線之間形成了一個封閉容積。一部分油液也就被困在這一封閉容積中見圖3-5(a)，齒輪連續旋轉時，這一封閉容積便逐漸減小，到兩嚙合點處于圖3-5(b) 所示節點兩側的對稱位置時，封閉容積為最小。齒輪再繼續轉動時，封閉容積又逐漸增大，直到圖3-5(c)所示位置時，容積又變為最大。在封閉容積減小時，被困油液受到擠壓，壓力急劇上升，使軸承上突然受到很大的沖擊載荷，使泵劇烈振動，這時高壓油從一切可能泄漏的縫隙中擠出，造成功率損失，使油液發熱等。當封閉容積增大時，由于沒有油液補充，因此形成局部真空，使原來溶解于油液中的空氣分離出來，形成了氣泡。油液中產生氣泡后，會引起

25、噪聲、氣蝕等一系列惡果。以上情況就是齒輪泵的困油現象。這種困油現象極為嚴重地影響著泵的工作平穩性和使用壽命。為了消除困油現象，在CBB型齒輪泵的泵蓋上銑出兩個困油卸荷凹槽，其幾何關系如圖3-6所示。卸荷槽的位置應該使困油腔由大變小時，能通過卸荷槽與壓油腔相通；而當困油腔由小變大時，能通過另一卸荷槽與吸油腔相通。兩卸荷槽之間的距離為a，必須保證在任何時候都不能使壓油腔和吸油腔互通。3-6 軸向柱塞泵的斜盤傾角為什么不能太大？其配油盤的配油窗口和斜盤應保持怎樣的幾何關系？裝配時若誤將配油盤從正確位置上轉過90°，會出現什么后果？解：（1）當斜盤傾角太大時，容易使柱塞與斜盤間摩擦增大，降低

26、效率，如果達到自鎖角，兩者將不能相對運動；（2）配油盤的配油窗口和斜盤應保證當缸體轉動時，柱塞吸油腔和壓油腔隔開； （3）當裝配時若誤將配油盤從正確位置上轉過90°，柱塞泵不能吸油和壓油。3-7 某齒輪泵的節圓直徑為28mm，齒數為10，齒寬為16mm，容積效率在泵進、出口壓差為10MPa、轉速為3000r/min時為0.9。試求：(1)該泵的排量和實際輸出流量；(2)若已知泵的機械效率為0.88，試計算泵的輸入功率。解：（1） （2）3-8 某液壓泵的工作壓力為10.0MPa，轉速為1450.0r/min，排量為46.2mL/r，容積效率為0.95，總效率為0.9。求泵的實際輸出功

27、率和驅動該泵所需的電機功率。解：泵的實際輸出功率為驅動電機功率為3-9 某葉片泵的定子短半徑為35.35mm，長半徑為37.8mm，葉片寬度為20mm,厚度4.72mm，葉片傾角為12°，葉片數為10，泵的轉速為1500r/min。若已知泵的工作壓力為14MPa時，其輸出流量為4L/min，試求泵的容積效率為多少？解：由可得4×10-3/60=2×0.02（3.14（0.03782-0.035352）-（0.0378-0.03535）0.00472×10/cos12o）××1500/60。=（4×10-3/60）÷

28、（2×0.02（3.14×（0.03782-0.035352）-（0.0378-0.03535）0.00472×10/cos12o）×1500/60）=71%3-10 設軸向柱塞泵的斜盤傾角為22°33，柱塞直徑為22mm，柱塞在缸體上的分布圓直徑為68mm，柱塞數為7，其容積效率，機械效率，轉速，泵進、出口的壓差，試計算泵的理論輸出流量、實際流量及泵的輸入功率分別為多少？解：泵的理論流量為，代入數據得， 泵的理實際量為， 泵的輸入功率為3-11如題3-11圖所示的雙泵供油液壓系統，由低壓大流量泵高壓小流量泵2、溢流閥3、單向閥、液控順序閥（卸

29、荷閥）5和8換向閥6以及單向順序閥7組成。試問： （1）系統中的負載壓力由哪個元件控制？（2）液壓泵1向系統供油或卸荷由什么控制？（3）單向閥4和液控順序閥5在系統中的作用是什么？圖3-1解：（1）當負載無窮大時，系統為低壓時，系統壓力由閥5決定；當系統為高壓時，系統壓力油閥3決定。（2）液壓泵1向系統供油或卸荷由換向閥控制。（3）當系統需要高壓小流量時，單向閥4防止高壓油進入液壓泵1，即隔離高壓和低壓油液，此時液控順序閥5在高壓油的作用下打開，使液壓泵1在較小壓力下卸荷。4液壓缸與液壓馬達 思考題與習題4-1液壓缸與液壓馬達在功能特點上有何異同？解：液壓缸是輸出直線運動，而液壓馬達是輸出旋轉

30、運動。4-2為什么伸縮套筒式液壓缸活塞伸出的順序是從大到小，而縮回的順序是由小到大? (提示：應考慮有效工作面積)解：當伸出時，作用面積最大的先伸出，因此活塞伸出順序是從大到小；同理，縮回時順序由小到大。4-3 活塞與缸體、活塞桿與端蓋之間的密封形式有幾種？各應用于什么場合？解：液壓缸中常見的密封裝置如下圖所示。圖中(a)所示為間隙密封，它依靠運動間的微小間隙來防止泄漏。為了提高這種裝置的密封能力，常在活塞的表面上制出幾條細小的環形槽，以增大油液通過間隙時的阻力。它的結構簡單，摩擦阻力小，可耐高溫，但泄漏大，加工要求高，磨損后無法恢復原有能力，只有在尺寸較小、壓力較低、相對運動速度較高的缸筒和

31、活塞間使用。圖4中(b)所示為摩擦環密封，它依靠套在活塞上的摩擦環(尼龍或其他高分子材料制成)在O形密封圈彈力作用下貼緊缸壁而防止泄漏。這種材料效果較好，摩擦阻力較小且穩定，可耐高溫，磨損后有自動補償能力，但加工要求高，裝拆較不便，適用于缸筒和活塞之間的密封。圖中(c)、 (d)所示為密封圈(O形圈、V形圈等)密封，它利用橡膠或塑料的彈性使各種截面的環形圈貼緊在靜、動配合面之間來防止泄漏。它結構簡單，制造方便，磨損后有自動補償能力，性能可靠，在缸筒和活塞之間、缸蓋和活塞桿之間、活塞和活塞桿之間、缸筒和缸蓋之間都能使用。密封裝置間隙密封(b)摩擦環密封(c)O形圈密封(d)V形圈密封4-4 單活

32、塞桿缸差動連接時，有桿腔與無桿腔相比誰的壓力高？為什么？解：可以認為兩者壓力相等。但需要說明的是：開始工作時差動缸左右兩腔的油液壓力相同，但是由于左腔(無桿腔)的工作面積比右腔(有桿腔)的工作面積大，活塞向右的推力大于向左的推力，故其活塞向右運動，同時使右腔中排出的油液(流量為qv)也進入左腔，加大了流入左腔的流量(qv+qv)，從而也加快了活塞移動的速度。實際上活塞在運動時，由于差動缸兩腔間的管路中有壓力損失，所以右腔中油液的壓力稍大于左腔油液壓力。而這個差值一般都較小可以忽略不計4-5 如何實現液壓缸的排氣和緩沖？解：（1）液壓缸的排氣裝置：在液壓系統安裝時或停止工作后又重新啟動時，液壓缸

33、里和管道系統中會滲入空氣，為了防止執行元件出現爬行，噪聲和發熱等不正常現象，必須把液壓系統中的空氣排出去。對于要求不高的液壓缸往往不設專門的排氣裝置，而是將油口布置在缸筒兩端的最高處，通過回油使缸內的空氣排往油箱，再從油面逸出，對于速度穩定性要求較高的液壓缸或大型液壓缸，常在液壓缸兩側的最高位置處(該處往往是空氣聚積的地方)設置專門的排氣裝置。常用的排氣裝置有兩種形式，如下圖所示。 排氣裝置1缸蓋 2放氣小孔 3缸體 4活塞桿（2）液壓缸的緩沖裝置：為了防止活塞在行程的終點與前后端蓋板發生碰撞，引起噪音，影響工件精度或使液壓缸損壞，常在液壓缸前后端蓋上設有緩沖裝置，以使活塞移到快接近行程終點時

34、速度減慢下來終至停止。緩沖裝置的工作原理是利用活塞或缸筒在其走向行程終端時封住活塞和缸蓋之間的部分油液，強迫它從小孔或細縫中擠出，以產生很大的阻力，使工作部件受到制動，逐漸減慢運動速度，達到避免活塞和缸蓋相互撞擊的目的。4-6 要使差動連接單活塞桿缸快進速度是快退速度的2倍，則活塞與活塞桿直徑之比應為多少？解：設快進速度為，快退速度為。差動連接時，快進，快退，由可得所以，要使差動連接單活塞桿缸快進速度是快退速度的2倍，活塞與活塞桿直徑之比應為。4-7 如圖所示的液壓系統中，液壓泵銘牌參數qv=18L/min，p=6.3MPa，設活塞直徑D=90mm，活塞直徑d=60mm， F=28000N時，

35、不計壓力損失，試求在各圖示情況下壓力表的指示壓力。解：設無桿腔面積為，有桿腔面積為。（1）；（2）；（3）得4-8 已知單桿液壓缸缸筒內徑D=100 mm，活塞桿直徑d=50 mm，工作壓力p1=2 MPa，流量qv=10 L/min，回油壓力p2=0.5MPa。試求活塞往返運動時的推力和速度。 解：（1）活塞伸出時：=12.8kN，（2）活塞退回時：4-9 下圖為兩結構尺寸相同的液壓缸，A1=100cm2，A2=80cm2，p1=0.9Mpa，=15L/min。若不計摩擦損失和泄漏，試求： （1）當兩缸負載相同(F1=F2)時，兩缸能承受的負載是多少？（2）此時，兩缸運動的速度各為多少？ 解

36、：由題意可得，缸1的有桿腔與缸2的無桿腔壓力相等，設為：則：（1）由以上3式可得。（2） 4-10 設計一差動連接液壓缸，已知泵的公稱流量為25L/min，公稱壓力為6.3MPa，工作臺快進、快退速度為5m/min。試計算液壓缸內徑D和活塞桿直徑d。當快進外負載為25×1O3N時，液壓缸的壓力為多少?解:, 又因快進和快退速度相等，所以由得，4-11 已知液壓馬達的排量=250mL/r，入口壓力為=9.8MPa,出口壓力為=0.49MPa,此時總效率=0.9,容積效率=0.92。當輸入流量=22L/min時，試求：(1)液壓馬達的輸出轉矩（N·m）；(2)液壓馬達的輸出功率

37、（kw）；(3)液壓馬達的轉速（r/min）。解：（1） （2） （3）4-12 一液壓馬達，要求輸出轉矩為52.5N·m，轉速為30r/min，馬達的排量為105mL/r，求所需要的流量和壓力各為多少？（馬達的機械效率和容積效率各為0.9）解： 4-13如題4-12圖，泵輸出壓力=10MPa，排量VP=10mL/r，轉速=1450r/min，機械效率=0.9，容積效率=0.9；馬達排=10mL/r，機械效率=0.9，容積效率=0.9。泵出口和馬達進油管路間的壓力損失為0.5MPa，假設其它損失不計，且系統無過載，試求：（1）泵的輸出功率；（2）驅動泵的電機功率；（3）馬達的輸出轉矩

38、；（4）馬達的輸出轉速。題4-12圖解：（1） （2） （3） （4）5. 液壓控制閥思考題與習題5-1液控單向閥和單向閥功能上有何區別？解：液控單身閥當控制油路給油時，可以反向導通，而意向閥只能正向導通。5-2換向閥的種類有哪些？舉例說明“位”和“通”的含義是什么？分別說明0型、M型、P型和H型三位四通換向閥在中間位置時的性能特點？解：（1）按換向閥按閥芯在閥體孔內的工作位置數和換向閥所控制的油口通路數可分為二位二通、二位三通和三位五通等；按換向閥的控制方式可分為手動、機動、電動、液動和電液動等；按閥芯運動方式可分為滑閥、轉閥等類型。（2）A、位置數位置數（位）是指閥芯在閥體孔中的位置，有幾

39、個位置就稱之為幾位；比如有兩個位置即稱之為為“兩位”，有三個位置我們就稱之為“三位”，依次類推。職能符號圖圖形中“位”是用用粗實線方格（或長方格）表示，有幾位即畫幾個方格來表示。三位換向閥的中格和二位換向閥靠近彈簧的一格為常態位置(或稱靜止位置或零位置)，即閥芯末受到控制力作用時所處的位置；靠近控制符號的一格為控制力作用下所處的位置。B、通路數通路數（通）是指換向閥控制的外連工作油口的數目。一個閥體上有幾個進、出油口就是幾通。將位和通的符號組合在一起就形成了閥體整體符號。在圖形符號中，用“”和“”表示油路被閥芯封閉，用“”或“”表示油路連通，方格內的箭頭表示兩油口相通，但不表示液流方向。一個方

40、格內油路與方格的交點數即為通路數，幾個交點就是幾通。(3)中位型式結構原理圖符號中位特點O液壓閥從其它位置轉換至中位時，執行元件立即停止，換向位置精度高，但液壓沖擊大；執行元件停止工作后，油液被封閉在閥后的管路、元件中，重新啟動時較平穩；在中位時液壓泵不能卸荷H換向平穩，液壓缸沖出量大，換向位置精度低；執行元件浮動；重新啟動時有沖擊；在中位時液壓泵卸荷PT口封閉，P、A、B導通。換向平穩，液壓缸沖出量大，換向位置精度低；執行元件浮動（差動液壓缸不能浮動）；重新啟動時有沖擊；在中位時液壓泵不卸荷M液壓閥從其它位置轉換到中位時，執行元件立即停止，換向位置精度高，但液壓沖擊大；執行元件停止工作后，執

41、行元件及管路充滿油液，重新啟動時較平穩；在中位時，液壓泵卸荷5-3選用換向閥時要考慮哪些問題？解：根據系統的性能要求,選擇滑閥的中位機能及位數和通數。考慮換向閥的操縱要求。如人工操縱的用手動式、腳踏式；自動操縱的用機動式、電動式、液動式、電液動式；遠距離操縱的用電動式、電液式；要求操縱平穩的用機動式或主閥芯移動速度可調的電液式；可靠性要求較高的用機動式。根據通過該閥的最大流量和最高工作壓力來選取(查表)。最大工作壓力和流量一般應在所選定閥的范圍之內,最高流量不得超過所選閥額定流量的120%,否則壓力損失過大,引起發熱和噪聲。若沒有合適的,壓力和流量大一些也可用,只是經濟性差一些。除注意最高工作

42、壓力外,還要注意最小控制壓力是否滿足要求(對于液動閥和電液動換向閥)。選擇元件的聯接方式一一管式(螺紋聯接)、板式和法蘭式,要根據流量、壓力及元件安裝機構的形式來確定。流量超過63L/min時,不能選用電磁閥,否則電磁力太小,推不動閥芯。此時可選用其他控制形式的換向閥,如液動、電液動換向閥。5-4滑閥閥芯的卡緊現象是怎樣引起的？如何解決？解：引起液壓卡緊的原因，可能是由于臟物進入縫隙而使閥芯移動困難，或者縫隙過小在油溫升高時閥芯膨脹而卡死，但是主要原因是來自滑閥結構主體的幾何形狀誤差和同心度變化所引起的徑向不平衡液壓力。如下圖中（a)所示，當閥芯和閥體孔之間無幾何形狀誤差，且軸心線平行但不重合

43、時，閥芯周圍間隙內的壓力分布是線性的(圖中A1和A2線所示)，且各向相等，閥芯上不會出現不平衡的徑向力；當閥芯因加工誤差而帶有倒錐(錐部大端朝向高壓腔)且軸心線平行而不重合時，閥芯周圍間隙內的壓力分布如下圖中(b)中曲線A1和A2所示，這時閥芯將受到徑向不平衡力(圖中陰影部分)的作用而使偏心距越來越大，直到兩者表面接觸為止，這時徑向不平衡力達到最大值；但是，如閥芯帶有順錐(錐部大端朝向低壓腔)時，產生的徑向不平衡力將使閥芯和閥孔間的偏心距減小；下圖中(c)所示為閥芯表面有局部凸起(相當于閥芯碰傷、殘留毛刺或縫隙中楔入臟物時，閥芯受到的徑向不平衡力將使閥芯的凸起部分推向孔壁。當閥芯受到徑向不平衡

44、力作用而和閥孔相接觸后，縫隙中存留液體被擠出，閥芯和閥孔間的摩擦變成半干摩擦乃至干摩擦，因而使閥芯重新移動時所需的力增大。5-5電液換向閥適用于什么場合？它的先導閥中位機能為 X 型行嗎？為什么？解：（1）電液換向閥適用于高壓大流量，因為高壓大流量場合時，需要很大的推理打開控制油路的主閥芯，電液換向閥控制油路的主閥芯不是靠電磁鐵的吸力直接推動的，是靠電磁鐵操縱控制油路上的壓力油液推動的，因此推力可以很大，操縱也很方便。此外，主閥芯向左或向右移動的速度可以由節流閥控制，這就可以使系統中的執行元件能夠得到平穩無沖擊的換向。所以電液換向閥的換向性能也是很好的，適用與高壓大流量場合。（2）它的先導閥中

45、位機能可以為X型，X型的特點是：在中位時，A、B、P油口都與T回油口相通。5-6畫出溢流閥、減壓閥及順序閥的職能符號圖形，并比較它們在結構上的異同之處？解： （1）溢流閥 （2）減壓閥 （3）順序閥三者在結構上的異同：5-7直動式溢流閥為何不適用于作高壓大流量的溢流閥？解：因為直動式是靠液壓系統中的壓力油直接作用在閥芯上與彈簧力相平衡，控制閥芯的啟閉動作實現溢流，當系統壓力較高時，作用在閥芯上的液壓力較大，控制靈敏度下降。5-8采用先導式溢流閥為何能減小系統的壓力波動？閥中的小孔各起什么作用？ 解：（1）由于需要通過先導閥的流量較小，錐閥的閥孔尺寸也較小，調壓彈簧2的剛度也就不大，因此調壓比較

46、輕便。主閥芯因兩端均受液壓力作用，平衡彈簧只需很小剛度，當溢流量變化而引起主閥平衡彈簧4壓縮量變化時，溢流閥所控制的壓力變化也就較小。 （2）各小孔作用為：下圖所示為Y型先導型溢流閥，由先導閥和主閥兩部分組成，壓力油從進油口進入進油腔P后，經主閥芯5的徑向孔再分為兩路，一路經軸向孔f進入主閥芯的下端；另一路經阻尼孔e進入主閥芯的上端，再經孔c和b作用于先導閥的錐閥3上。系統壓力較低時，先導閥關閉，主閥芯兩端液壓力相等，主閥芯在平衡彈簧4作用下處于最下端(圖示位置)，主閥溢流閥口關閉；系統壓力升高到作用于錐閥的液壓力大于先導閥調壓彈簧2的作用力時，先導閥(先導閥可視為小型直動型溢流閥)開啟，此時

47、，P油腔壓力油經孔、c、b、錐閥閥口、孔和T油腔流回油箱，由于阻尼小孔的作用，在主閥芯兩端形成一定壓力差，主閥芯在此壓力差作用下克服平衡彈簧的彈力而向上移動，主閥溢流閥口開啟，實現溢流穩壓作用；調節手輪1可調節調壓彈簧的預壓縮量，進而調整系統壓力。5-9分析比較溢流閥、減壓閥和順序閥的作用及區別？解：溢流閥的作用是穩定閥的入口壓力,減壓閥是穩定閥的出口壓力,而順序閥則是接通(當順序閥工作時)或切斷(當順序閥關閉時)某一油路。順序閥可以做溢流閥使用(只是性能稍差),只要將其入口和液壓泵相淫,出口連接油箱即可。如直動式順序閥做直動式溢流閥用即是一例。5-10先導順序閥的工作過程是什么?其符號是什么

48、？解：當控制油口K控制油液壓力超過順序閥的調定壓力時，閥口打開，油腔P1和P2相通。順序閥的閥口啟閉與其進油腔P1的壓力高低無關，決定于控制油口K處控制油液壓力。符號如下圖： 5-11試舉例繪圖說明溢流閥在系統中的不同用處。解：5-12 如題5-12圖所示的兩閥組，兩減壓閥的調定壓力一大一小，并且所在支路有足夠的負載，兩閥組的出油口壓力取決于哪個減壓閥?為什么?題5-12圖 題5-13圖解：（1）兩減壓閥串聯時：當調定壓力較高閥在前時，系統壓力經過該閥進行第一次減壓，然后壓力油液經過調定壓力較低的閥，進行第二次減壓，最終壓力由調定壓力較低的閥決定。當調定壓力較低的閥在前時，系統壓力經過該閥進行

49、第一次減壓，由于高壓閥在后，所以此時，高壓閥閥口全開，不起作用，此時，系統最終壓力仍由調定壓力較低的閥決定。（2）兩減壓閥并聯時：調定壓力較低的閥閥口關閉，調定壓力較高的閥工作，因此，系統壓力由高壓閥決定。5-13如題5-13圖示回路，溢流閥的調整壓力為5MPa，順序閥的調整壓力為3MPa，問下列情況時A、B點的壓力各為多少？（1）液壓缸活塞桿伸出時，負載壓力pL=4MPa時；（2）液壓缸活塞桿伸出時，負載壓力pL=1MPa時；（3）活塞運動到終點時。解：（1）A=B=4MPa； （2）A=1MPa；B=3MPa； （3）A=B=5MPa。5-14為什么減壓閥的調壓彈簧腔要接油箱？如果把這個油

50、口堵死將會怎樣？解： 由上圖可知，減壓閥調壓彈簧腔接油箱是為了使彈簧3所在油腔不處于封閉狀態，閥芯可在壓力油的作用下向上移動，從而實現調壓；如將油口L堵死，則閥芯不能移動，此睦閥將不能工作。5-15有哪些閥在系統中可以當背壓閥使用？性能有何差異？解：一般單向閥、節流閥、調速閥、溢流閥和順序閥可以當背壓閥使用，單向閥背壓較小，溢流閥作背壓閥效果最好，能較好保持壓力恒定。5-16在下列各圖中，各溢流閥的調定壓力如圖所示，當完全關閉節流閥時，系統的壓力p各為多少？。題5-16圖解：圖a中P=2MPa；圖b中P=9MPa；圖c中，圖示狀態P=13MPa，當1DT得電時，P=4MPa。5-17使用調速閥

51、時，進、出油口能不能反接？試分析原因？解：不能反接，因為調速實際上是一減壓閥和一節流閥串聯而成，當進、出油口反接時，減壓閥閥口將關閉，此時，調速閥將不能工作。6 液壓輔助元件思考題與習題6-1舉例說明常用油管的種類及使用范圍？答：種類特點和適用場硬管鋼管能承受高壓，價格低廉，耐油，抗腐蝕，剛性好，但裝配時不能任意彎曲；在裝拆方便處常用作壓力管道；中、高壓用無縫管，低壓用焊接管紫銅管易彎曲成各種形狀，承壓能力一般不超過4.510MPa，抗振能力較弱，又易使油液氧化；常用在液壓裝置內配接不便之處軟管尼龍管乳白色半透明，加熱后可以隨意彎曲成形或擴口，冷卻后又能定形不變，承壓能力因材質而異，2.5MP

52、a8MPa不等塑料管質輕耐油，價格便宜，裝配方便，但承壓能力低，長期使用會變質老化，只宜用作壓力低于0.5MPa的回油管、泄油管等橡膠管高壓管由耐油橡膠夾幾層鋼絲編織網制成，鋼絲網層數越多，耐壓越高，價格昂貴，用作中、高壓系統中兩個相對運動件之間的壓力管道；低壓管由耐油橡膠夾帆布制成，可用作回油管道6-2如何正確選用油管的內徑和壁厚？答：油管的規格尺寸(管道內徑和壁厚)可由下面式子計算出d、后，查閱有關標準選定。 式中：d為油管內徑；q為管內流量；v為管中油液的流速，吸油管取0.51.5m/s，高壓管取2.55m/s(壓力高的取大值，低的取小值)，回油管取1.52.5m/s，短管及局部收縮處取

53、57m/s；為油管壁厚；p為管內工作壓力；n為安全系數，對鋼管來說，p7MPa時取n=8，7MPap17.5MPa時取n=6，p17.5MPa時取n=4；b為管道材料的抗拉強度。6-3過濾器有哪幾種類型？安裝過濾器時應考慮哪些問題？答：1.按過濾器濾芯材料的過濾機制來分，有表面型過濾器、深度型過濾器和吸附型過濾器三種。2.1）根據使用目的（用途）選擇過濾器的種類，根據安裝位置情況選擇過濾器的安裝形式。2）過濾器應具有足夠大的通油能力，并且壓力損失要小。3）過濾精度應滿足液壓系統或元件所需清潔度要求。4）濾芯使用的濾材應滿足所使用工作介質的要求，并且有足夠強度。5）過濾器的強度及壓力損失是選擇時

54、需重點考慮的因素，安裝過濾器后會對系統造成局部壓降或產生背壓。6）濾芯的更換及清洗應方便。6-4蓄能器有哪些用途？安裝和使用蓄能器時應考慮哪些問題？答：蓄能器的用途主要是儲存油液多余的壓力能，并在需要時釋放出來；還可以用作短時供油和吸收系統的振動和沖擊的液壓元件。6-5安裝、使用油箱時應注意哪些問題？答：使用蓄能器必須注意以下內容：(1)充氣式蓄能器中應使用惰性氣體(一般為氮氣)，工作壓力視蓄能器結構形式而定（皮囊式為3.532MPa）；(2)蓄能器各有其適用的工作范圍，皮囊式蓄能器的皮囊強度不高，不能承受很大的壓力波動，只能在-2070的溫度范圍內工作；(3)皮囊式蓄能器原則上應垂直安裝(油

55、口向下)，只有在空間位置受限制時才允許傾斜或水平安裝；否則使蓄能器的氣囊與殼體磨損影響蓄能器的使用壽命；(4)裝在管路上的蓄能器須用支板或支架固定，以承受蓄能器蓄能或釋放能量時所產生的反作用力；(5)蓄能器與管路系統之間應安裝截止閥，供充氣、檢修時使用。蓄能器與液壓泵之間應安裝單向閥，防止液壓泵停車時蓄能器內儲存的壓力油液倒流；(6)蓄能器安放位置視其功能來確定：吸收液壓沖擊或壓力脈動時宜放在沖擊源或脈動源近旁；補油保壓時宜放在盡可能接近有關的執行元件處；(7)拆裝及搬運蓄能器時應該先排出壓縮氣體。第七章 液壓基本回路思考題與習題7-1 何謂液壓基本回路？按所能完成的功能，液壓基本回路通常分為哪幾類？答：所謂液壓基本回路就是指由若干個有關液壓元件組成，用來完成某一特定功能的典型油路。例如工作壓力的限制和調整、執行元件速度和方向的調整和變換、幾個元件同時動作或先后次序的協調等。液壓基本回路通常按所能完成的功能分為壓力控制回路、速度控制回路、方向控制回路和多執行元件動作控制回路等。7-2 何謂壓力控制回路？壓力控制回路有幾種？各有何功用？答：壓力控制回路是利用壓力控制閥來控制液壓系統的工作壓力，以滿足執行元件驅動負載的要求，達到系統的調壓、減壓、增壓、卸荷以及平衡等目的。調壓回路是用來調定或限定液壓系統的最高工作壓力，或者使執行元件