液气压传动课后作业答案

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1、-精品文档- 仅供参考学习第 1 页 第一章 1-1 什么是流体传动？除传动介质外， 它由哪几部分组成？各部分的主要作用是什么？ 答：以流体为工作介质，在密闭容器中实现各种机械的能量转换、 传递和自动控制的技术称为流体传动。 动力元件将原动机的机械能转换为执行机构所需要的流体液压能。包括液压泵、空压机。 执行元件将由动力元件输入的流体液压能转换为负载所需的新的机械能。 包括液压气动缸和液压气动马达。 控制元件对系统中流体的压力、 流量或流动方向进行控制或调节。包括压力阀、流量阀和方向阀等。 辅助元件流体传动系统中的各种辅助装置。如油箱、过滤器、油雾器等。 1-2 液压系统中的压力取决于什么？执

2、行元件的运动速度取决于什么？液压传动是通过液体静压力还是液体动压力实现传动的？ 答：液压系统中的压力取决于外负载的大-精品文档- 仅供参考学习第 2 页 小，与流量无关。 执行元件的运动速度取决于流量 Q，与压力无关。 液压传动是通过液体静压力实现传动的。 第二章 2-3 液压油液的黏度有几种表示方法？它们各用什么符号表示?它们又各用什么单位？ 答： （1）动力黏度（绝对黏度） ：用表示，国际单位为：Pas（帕秒） ；工程单位：P（泊）或 cP（厘泊） 。 （2） 运动黏度： 用表示， 法定单位为sm2，工程制的单位为 St（沲,scm2） ，cSt（厘沲） 。 （3）相对黏度：中国、德国、前

3、苏联等用恩氏黏度E，美国采用赛氏黏度 SSU，英国采用雷氏黏度 R，单位均为秒。 2-11 如题 2-11 图所示为串联液压缸，大、小活塞直径分别为 D2=125mm,D1=75mm;大、 小活塞杆直径分别为 d2=40mm,d1=20mm，若流量 q=25L/min。求 v1、v2、q1、q2各为多少？ 解 ： 由 题 意 41D211 =q 1=4q/ -精品文档- 仅供参考学习第 3 页 D21=0.094m/s 又 q=41D222 2=0.034m/s q1=41(D21-d21)1=3.86x104m3/s=23.16L/min q2=41(D22-d22)2=3.74 x104m

4、3/s=22.44 L/min 2-13 求题 2-13 图所示液压泵的吸油高度 H。已知吸油管内径 d=60mm，泵的流量 q=160L/min，泵入口处的真空度为 2104Pa， 油液的运动黏度=0.3410-4m2/s,密度=900kg/m3，弯头处的局部阻力系数=0.5，沿程压力损失忽略不计。 解：设吸油管入口处截面为 1-1 截面，泵入口处的截面为 2-2 截面 列 1-1、2-2 截面处的伯努利方程： 由1uA1=2uA2 A1A2 所以1u2u，1u可忽略不计，且 hw忽略不计 该状态是层流状态，即221 代入伯努利方程： 08.2008 . 99002)943. 0(90021

5、0200024sH)(15. 28 . 990008.2002)943. 0(900210224mHs-精品文档- 仅供参考学习第 4 页 液压泵的吸油高度sH为 2.15m. 2-14 题 2-14 图所示的柱塞直径 d=20mm， 缸套的直径 D=22mm；长 l=70mm，柱塞在力 F=40N 的作用下往下运动。若柱塞与缸套同心，油液的动力粘度=0.78410-6Pa.s，求柱塞下落 0.1m 所需的时间。 解：当柱塞往下运动时，缸套中的油液可以看成是缝隙流动 Q=ldh123p2dh0 由题意 h=2dD=1mm 以柱塞为研究对象有 F+P0A=Ff+P1A p= P1- P0=AFF

6、f 又 Ff=Adydu=dlhv 而 Q=A=41d2 41d2=ldh123p-2dh0 =ldh123(24dF-hdl4)-2dh0 )463(4223hdhdldFhv)001. 002. 04001. 0602. 03(02. 007. 0104 .7814. 340001. 042233 0.32m/s -精品文档- 仅供参考学习第 5 页 t=32. 01 . 0=0.3125s 第三章 3-1 要提高齿轮泵的压力须解决哪些关键问题？通常都采用哪些措施？ 答：要解决：1、径向液压力不平衡 2、轴向泄漏问题 为了减小径向不平衡力的影响，通常可采取： 1）缩小压油腔尺寸的办法，压油

7、腔的包角通常Py2Py3时，可实现三级调压。 7-2 如题 7-2 图所示，液压缸 A 和 B 并联，要求-精品文档- 仅供参考学习第 19 页 液压缸 A 先动作，速度可调，且当 A 缸的活塞运动到终点后，液压缸 B 才动作。试问图示回路能否实现要求的顺序动作？为什么？在不增加元件数量（允许改变顺序阀的控制方式）的情况下应如何改进？ 7-4 如题 7-4 图所示，一个液压系统，当液压缸固定时，活塞杆带动负载实现“快速进给工作进给快速退回原位停止油泵卸荷”五个工作循环。试列出各电磁铁的动作顺序表。 （ “+”表示电磁铁通电,“-”表示电磁铁断电） 工作循环 电磁铁 快进 工进 快退 原位停止

8、油泵卸荷 1YA + - - - - 2YA - - + - - 3YA + - +（-） - - 4YA - - - - + 7-5 如题 7-5 图所示的进口节流调速系统中， 液压缸大、小腔面积各为 A1=100cm2，A2=50 cm2，负载 Fmax=25KN。 （1） 若节流阀的压降在 Fmax时为 3MPa， 问液压泵-精品文档- 仅供参考学习第 20 页 的工作压力 Pp和溢流阀的调整压力各为多少？ （2） 若溢流阀按上述要求调好后， 负载从 Fmax=25 KN 降为 15 KN 时， 液压泵工作压力和活塞的运动速度各有什么变化？ （ 1 ） P1=1AF43101001025

9、=2.5 MPa Pp= P1+TP=2.5+3=5.5 MPa （2） 液压泵工作压力降低， Pp= P1+TP=1.5+3=4.5 MPa，压力取决于负载！ 根据mpTAFPACAAqv)(1111 节流阀 （AT） 的面积一定时，随负载（F）的，速度（v）。 7-6 如 题 7-6 图 所 示 ， 如 变 量 泵 的 转 速n=1000r/min，排量 V=40mL/r ，泵的容积效率v=0.9 ， 机械效率m=0.9， 泵的工作压力Pp=6 MPa，进油路和回油路压力损失1回进PP MPa，液压缸大腔面积 A1=100 cm2，小腔面积 A2=50 cm2，液压缸的容积效率v=0.98

10、，机械效率m=0.95，试求： （1）液压泵电机驱动功率； （2）活塞推力； （3）液压缸输出功率； （4）系统的效率。 -精品文档- 仅供参考学习第 21 页 （1）v=tqq=Vnq=0.9q=vVn=0.9100040=36000mL/min=36L/min P0=pq=Ppq=6106 36103/60= 3.6kw Pi=44. 49 . 09 . 06 . 300mvpp kw （ 2 ） F= (A1p- A2p0)m=(1001045 106-501041106)0.95=42750N （3）P缸0=F=F1Aqv=42750601010098. 0103643=2.5Kw （

11、4）iPP缸总0=2.5/4.44=56.3% 7-7 改正如题7-7图所示的进口节流调速回路中的错误，并简要分析出现错误的原因（压力继电器用来控制液压缸反向） 。 7-8 分别用电磁换向阀、行程阀、顺序阀设计实现两缸顺序动作的回路，并分析比较其特点。-精品文档- 仅供参考学习第 22 页 用电磁换向阀实现的顺序动作回路 这种回路调整行程方便， 只需改变电气控制线路就可以组成多种动作顺序，可利用电气实现互锁，动作可靠。 用行程阀实现的顺序动作回路 这种控制方式工作可靠， 但行程阀安装位置受到限制，改变动作顺序较困难。 用顺序阀实现的顺序动作回路 行程控制单一，改变动作顺序较困难 7-9 如题

12、7-9 图所示，液压缸和固定，由活塞带动负载。试问： （1）图示回路属于什么液压回路？说明回路的工作原理。 （2）各种液压阀类在液压回路中起什么作用？ （3）写出工作时各油路流动情况。 -精品文档- 仅供参考学习第 23 页 （1）此回路属于用调速阀的同步回路。压力油同时进入两液压缸的无杆腔，活塞上升。调速阀4、 5 采用单向阀桥式整流油路， 改变调速阀开口大小以调节流量，使两缸活塞同步运动。 （2）溢流阀：应作定压溢流阀用。 电磁换向阀、单向阀：控制油液流动方向。单向阀桥式整流油路能保证活塞上下运动均能通过调速阀 4 调速。 调速阀：控制油液流量大小。 （3）换向阀中位时，泵卸荷。 换向阀

13、1DT 通电，进油：油液从泵 1换向阀左位单向阀 6调速阀 4单向阀 9缸的无杆腔； 油液从泵 1换向阀左位单向阀 10调速阀 5单向阀 13缸的无杆腔。回油：、缸的有杆腔换向阀左位油箱。 换向阀 2DT 通电，进油：油液从泵 1换向阀右位、缸的有杆腔。回油：缸的无杆腔单向阀 8调速阀 4单向阀 7换向阀右位油箱；缸的无杆腔单向阀 12调速阀 5单向阀11换向阀右位油箱。 第八章 第八章 -精品文档- 仅供参考学习第 24 页 8-1 列出如题 8-1 图所示的液压系统实现 “快进工进挡铁停留快退停止” 工作循环的电磁铁压力继电器动作顺序表， 说明系统图中各元件的名称和作用， 并分析该系统由哪

14、些基本回路组成。 动作 1DT 2DT 3DT YJ 快进 + - - - 工进 + - + - 挡 铁停留 - - + + 快退 - + - - 原 位停止 - - - - 各个元件名称和作用： 变量泵（1） ：提供流量可变的油液 单向阀（2、5、7） ：单向导通 电液换向阀(3)：控制油路方向 二位二通电磁阀（4） ：作为油路开关换向 调速阀（6） ：控制流量，改变缸动作速度 顺序阀（8） ： 快进到工进的顺序控制 溢流阀（9） ： 背压 基本回路：换向回路、锁紧回路、卸荷回路、容-精品文档- 仅供参考学习第 25 页 积节流调速回路、速度换接回路、外控顺序阀控制的背压回路。 8-2、有一

15、个液压系统，用液压缸 A 来夹紧工件，液压缸 B 带动刀架运动来进行切削加工， 试拟定满足下列要求的液压系统原理图。 （1）工件先夹紧，刀架再进刀，刀架退回以后，工件才能松夹； （2）刀架能实现“快进工进快退原位停止”的循环； （3）工件夹紧力可以调节，而且不会因为各动作循环负载的不同而改变； （4）在装夹和测量工件尺寸时，要求液压泵卸荷。 8-3 阅读如题 8-3 图所示的液压系统， 并根据题8-3 表所列的动作循环表中附注的说明填写电气元件动作循环表， 并写出各个动作循环的油路连通情况。 题 8-3 表 电气元件动作循环表 电磁铁动作 1DT 2DT 3DT 4DT 5DT 6DT YJ

16、附注 定位夹- - - - - - - 、 两缸-精品文档- 仅供参考学习第 26 页 紧 各 自 进 行独 立 循 环动作， 互不约束。 4DT 、 6DT中 任 何 一个通电时，1DT便 通电；4DT、6DT 均断电时，1DT 才断电 快进 + - + + + + - 工作卸荷（低） - - + - + - + 快退 + - - + - + + 松开拔销 - + - - - - - 原位卸荷（低） - - - - - - - 答：图示状态为左侧两个缸的定位夹紧状态。定位：油液经减压阀过单向阀，经过二位二通电磁换向阀左位， 到达左缸上腔， 实现定位。 夹紧：油液经减压阀过单向阀， 经过二位二

17、通电磁换向阀左位， 经单向顺序阀到达右缸上腔， 实现夹紧。 快进：油液经 4DT 左位和 3DT 右位进入缸无杆腔，实现缸快进。 快进：油液经 5DT 右位进入缸无杆腔，回油经 6DT 左位实现差动连接，实现快进。 工进：低压大流量泵经 1DT 左位卸荷，油-精品文档- 仅供参考学习第 27 页 液经 4DT 左位和 3DT 右位进入缸无杆腔， 实现缸工进。 工进：油液经 5DT 右位进入缸无杆腔，回油经 6DT 右位流回油箱，实现工进。 快退：油液经 4DT 右位进入缸有杆腔，实现缸快退。 快退：油液经 6DT 左位进入缸有杆腔，实现快退。 松开拔销： 拔销：油液经减压阀过单向阀，经过二位二

18、通电磁换向阀 2DT 右位，到达左缸下腔，实现拔销； 松开：油液经减压阀过单向阀，经过二位二通电磁换向阀 2DT 右位，到达右缸下腔，实现松开。 原位卸荷：如图示卸荷状态。 第十章 作业一：分析射流管式两级电液伺服阀的结构、工作原理和特点。 答：下图为射流管式两级电液伺服阀的结构图。 射流管式两级电液伺服阀结构图 如上图所示， 射流管式两级电液伺服阀主要由力矩马达、射流放大器和滑阀组成，其中，力矩马达是动铁式的，它是该阀的电气-机械转换-精品文档- 仅供参考学习第 28 页 器部分，射流放大器是该阀的先导级阀，是该阀的前置级，滑阀是该阀的功率级主阀。 该阀的工作原理如下： 当力矩马达无控制电流

19、输入时，射流口在中间位置，两个接收口的压力相等，伺服阀第二级滑阀不动，没有控制流量输出。当给力矩马达线圈通入电流时，控制电流产生的电磁力矩驱动衔铁组件转动一定角度， 带动射流口偏离中位， 从而在两个接收口之间产生压差，驱动阀芯运动。阀芯的位移通过反力杆反馈到力矩马达，当反馈力矩与电磁力矩平衡时，伺服阀便达到稳定状态， 从而得到与输入电流成正比的输出流量。 该阀的特点： 该两级电液伺服阀由于其先导级阀是射流管式的， 其喷嘴与接受器之间的距离较大，不容易发生堵塞，抗污染能力强，从而使得该阀具有抗污染能力强、可靠性高的突出优点，在可靠性和抗污染能力方面，该阀相对于喷嘴-挡板式两级电液伺服阀要高得多，

20、因而，该阀在民用飞机等民用领域上得到广泛的应用。 作业二：教材 P284-285: 10-1、10-2、10-6 的答案如下： 10-1 液压伺服系统由哪几部分组成？各部分的功-精品文档- 仅供参考学习第 29 页 能是什么？ 答：液压伺服系统无论多么复杂 ，都是由一些基本元件组成的，下图为液压伺服系统的组成框图： 由上图可知，液压伺服系统一般由输入元件、检测反馈元件、比较元件、放大转换元件、液压执行元件及被控对象组成， 是一个闭环控制系统。其中，输入元件给出输入信号；检测反馈元件用于检测系统的输出信号并形成反馈信号，比较元件将输入信号与反馈信号进行比较得到控制信号输入到放大转换元件； 放大转

21、换元件将比较后得到的控制信号转换为液压信号(流量、压力)输出，并进行功率放大；执行元件接受功率放大后的液压信号对外做功， 实现对被控对象的控制；被控对象即系统所要控制的对象，其输出量即为系统的被控制量。 10-2 液压伺服系统的基本类型有哪些？ 答：液压伺服系统按照不同的标准来分，可分为-精品文档- 仅供参考学习第 30 页 不同的类型： 按控制元件的种类和驱动方式可分为：节流式控制(阀控式)系统和容积式控制(泵控式)系统两类。其中阀控系统又可分为阀控液压缸系统和阀控液压马达系统两类；容积控制系统又可分为伺服变量泵系统和伺服变量马达系统两类。 按控制信号的类别可分为：机液伺服系统、电液伺服系统

22、和气液伺服系统三类。 按系统输出量的名称可分为：位置控制、速度控制、加速度控制、力控制和其它物理量控制系统等。 10-6 题 10-6 图所示为一采用电液伺服阀的位置控制系统。1 为电位计，其外壳上有齿轮，而活塞杆上带有齿条 2，齿轮和齿条啮合，因此活塞杆移动时， 电位计 1 的外壳将绕自己的中心旋转：电位计 1 的两个定臂上加有一固定电压，而其动臂则截取部分电压， 经放大器 5 放大后供给电液伺服阀 4。电液伺服阀的输出使液压缸 3的活塞杆移动。如果动臂处于零位位置，活塞杆不动。当动臂向某一方向旋转时，活塞杆 2 将运动，使电位器外壳旋转。 -精品文档- 仅供参考学习第 31 页 题 l0-6 图 1) 判断活塞杆的正确传动方向，以保证伺服系统能正常工作。如果运动方向不对，可采取什么简便的方法改正？ 2)说明由图中哪些元件承担了反馈和比较装置的作用。 答：1）活塞杆的传动方向与电位计动臂同向，如果活塞杆的运动方向与正常工作方向相反， 可采用一套数控装置发出反向脉冲来驱动步进电机向相反的方向转动， 从而控制电位计动臂向相反的方向转动来改正。 2）由电位计、活塞杆上的齿条与电位计外壳上的齿轮构成的传动副承担反馈和比较装置的作用。