《液压与气动技术》课程复习提纲.docx

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1、1. 简述压力的表示方法。液体的压力有确定压力和相对压力两种。以确定真空为基准测量的压力叫做确定压力。确定压力相对压力大气压力。以大气压力为基准测量的压力叫做相对压力。相对压力由测压仪表测得又称表压力。液体中某点处确实定压力小于大气压力的那局部压力值称为真空度。真空度大气压力确定压力工程计算时，取一个标准大气压等于101325Pa。2. 简述帕斯卡原理即静压传递原理及其应用。在密闭容器内的液体，其外加压力发生变化时，只要液体仍保持其原来的静止状态不变， 液体中任一点的压力将发生同样大小的变化。这就是说，施加于静止液体上的压力将以等值 传到液体各点。依据帕斯卡原理，液压缸内压力处处相等，所以，液

2、压系统的工作压力取决于外界负载。3. 简述管路中的压力损失。在密封管道中流淌的液体存在两种损失：一种是液体在等直径圆形直管中流淌时因粘性产生的沿程压力损失，是由于液体流淌时的内、外摩擦力所引起；另一种是由于油液流经局部障碍如管道截面突然变化的管道、弯管、管接头以及把握阀阀口等处，使液流速度大小和方向突然转变，在局部形成旋涡引起油液质点间，以及质点与固体壁面间相互碰撞和猛烈摩擦而引起的局部压力损失。4. 何谓液压冲击？在液压系统中，由于某一元件工作状态的突然转变停顿运动或换向，而导致动能向压力能的瞬间转变，引起液体压力在瞬间突然上升，产生很高的压力峰值，消灭压力波的传递过程，这种现象称为液压冲击

3、。5. 简述气穴的生成和气蚀现象。在液流中，由于压力降低到确定程度，气泡形成的现象的统称为气穴也称空穴现象。当压力降到确定值，液体中形成确定体积的气泡，它是以微细气泡为核，体积膨胀并相互聚合，这种气穴称为略微气穴。在确定的温度下，如压力降低到某一值时，过饱和的空气将从油液中分别出来形成气泡，这一压力值称为该温度下的空气分别压。要使液压油不产生大量气泡，它的压力最低不得低于液压油所在温度下的空气分别压。压力降低到空气分别压时，除有略微气穴现象外，原来溶解于油液中的空气分别出来， 产生大量气泡，这种现象称为严峻气穴。当液压油在某一温度下的压力低于某一数值时，油液本身快速汽化，产生大量蒸气气泡，这时

4、的压力称为液压油在该温度下的饱和蒸气压液体汽化压力。压力连续降低到相应温度下的液体汽化压力时，上述现象不但要连续加重，而且油液将 会汽化、沸腾，产生大量气泡，使得油液变成混有很多气泡的不连续状态，称为猛烈气穴。依据伯努利方程，当液流流经节流口的喉部位置时，该处的压力要降低。只要低于液压 油所在温度的空气分别压，就会产生空穴现象。当这些空穴气泡随着液流流到下游压力较高的部位时，会因承受不了高压而破灭，产生局部的液压冲击，发出噪声并引起振动，当附着在金属外表上的气泡破灭时，它所产生的局部高温存高压会使金属剥落，使外表粗糙，或出 现海绵状的小地窖的腐蚀现象被称为气蚀现象。节流口下游部位常可觉察这种腐

5、蚀痕迹。6. 简述容积式液压泵的特点。（1） 必需具有假设干个密封且可周期性变化的空间。液压泵的理论输出流量与此空间的容积变化量及单位时间内变化数量转速成正比，和其它因素如压力无关。（2） 油箱内液体确实定压力必需恒等于或大于大气压力，为了能正确吸油，油箱必需与大气相通或承受充气油箱。（3） 必需有适宜的配流装置，目的是将吸油和压油腔隔开，保证液压泵有规律地、连续地吸、排油。液压泵构造原理不同，其配流装置也不同。7. 简述液压泵的压力和吸入性能。液压泵的工作压力是指实际工作时的输出压力。其大小取决于外负载及管路的压力损 失，并随负载变化而变化，而与液压泵的流量无关，用p 表示。在液压泵生产与使

6、用中规定了两种参数：额定压力和最高允许压力。额定压力是指液压泵在正常工作条件下，按试验标准规定能连续运转的最高压力，用pn 表示，实际工作时压力均应小于此值。最高允许压力指按试验标准规定，允许短时间超过额定压力运行所能到达的最大压力，用 pmax 表示。液压泵进口处的压力称为吸入压力，一般状况下，泵均能借助大气压自行吸取工作液体且能正常工作的现象称为自吸。为保证正常工作而不产生气穴，应限制液压泵的吸油高度， 即最低吸入压力必需大于相应的空气分别压。8. 简述外啮合齿轮泵的工作原理在泵体内有一对外啮合齿轮，它们的齿数和宽度一样。两端有端盖罩住，壳体、端盖和齿轮的各个齿间槽组成很多密封工作腔，又被

7、啮合齿轮的啮合线和齿顶分隔成左右两个密封 腔，即吸油腔和压油腔。当齿轮转动时，对应吸油腔位置的齿轮渐渐退出啮合，吸油腔容积 渐渐增大，形成局部真空，在大气压力作用下，油箱里的油液经管道进入吸油腔，并进入齿 槽随转动轮齿带到对面压油容腔内。轮齿又很快进入啮合，压油腔密封容积渐渐减小，压油 腔压力增大，齿槽内的油被强行挤出，油从压油口输入系统。工作中轮齿不断地旋转，吸压 油过程便连续进展。啮合线点处的齿面接线是分隔高、低压两腔的分界限。因此，此类泵不 需要特地配流装置。这也是齿轮泵与其它类型容积式液压泵的区分。9. 何谓齿轮泵的困油现象？消退困油现象影响的措施是什么？液压系统稳定性主要取决于齿轮泵

8、的供油平稳性，为此，齿轮啮合的重叠系数必需大于1，即前一对轮齿脱开前，后一对轮齿开头啮合。此时消灭了两对轮齿同时啮合的状况，这 两对轮齿间形成一个封闭的空间，此封闭空间称为闭死容积。随着啮合轮齿的旋转，闭死容 积大小是不断变化的。开头时闭死容积渐渐削减，直至两个啮合点处于节点两侧位置时到达 最小，由于油液的可压缩性很小，被困油受到挤压，压力急剧上升，使油从可泄漏的缝隙中强行挤出，齿轮和轴承受到很大的径向力。当齿轮再旋转，容积又渐渐增大，造成局部真空， 由于无油补充，使油液中的气体分别出来，产生气穴现象，引起振动和噪声，这就是困油现象。困油危害极大，消退困油现象的方法通常是在齿轮泵的前后端盖上各

9、铣两个卸荷槽。当闭死容积削减时，使其通过卸荷槽与压油腔相通；容积渐渐增大时，使其与吸油腔相通。10. 简述双作用叶片泵的工作原理。双作用式叶片泵由泵体、定子、转子、叶片、左右两个配油盘和传动轴组成。定子 与转子中心重合。定子与泵体固定在一起，其内外表是由与转子同心的四段圆弧组成，即两 段半径为R 的大圆弧和两段半径为r 的小圆弧及四段过渡曲线组成。定子两侧左右配流盘开有四个对称布置的腰形孔、，腰形孔配置在四段过渡曲线处，两个对称于原点的腰形孔是相通的，分别组成两个吸油窗口和压油窗口，吸油窗口通过管道与油箱相通吸油， 压油窗口给系统供油。叶片可自由伸缩，并与转子、定子及配流盘假设干个密封容积。吸

10、、压油是由四段圆弧隔开成为封油区。当转子转动时，叶片在离心力及底部油压底部通过配流 盘油槽通入压力油作用下，向外伸出并紧贴在定子内外表上。当叶片由小半径处向大半径 处移动时，两叶片间密封容腔容积渐渐增大，由于产生局部真空，使油液在大气压作用下通 过吸油窗口从油箱吸入泵内，而当从大半径向小半径移动时，叶片后缩，容积渐渐减小，油 压上升，将油从压油窗口压出。当泵轴连续转动，能够重复吸油、压油过程而连续供油。双作用式叶片泵有两个吸油腔和压油腔，各自的中心夹角是对称的，作用在转子上的油液压力相互平衡，转子每转一周，每个工作空间要完成两次吸油和压油。排量不行调。11. 简述双作用叶片泵的构造特点。双作用

11、叶片泵的构造特点：叶片泵也存在困油现象，为此在左、右配流盘腰形孔端部 开有卸荷三角槽，以消退困油现象。叶片不是沿径向安装，而是倾斜一个角度，将叶片前 倾一个 角，使压力角减小，叶片在槽内运动时摩擦力降低，磨损削减，消退叶片卡住或折断的现象，因此转子决不允许反向转动。但近年争论说明，叶片前倾并非完全必要。定子 内外表连接四段圆弧的过渡曲线应保证叶片在转子槽内作往复运动时，不允许有脱空现象， 冲击要小，往复运动速度要均匀。常用的曲线有阿基米德螺线、等加速等减速曲线及正弦和 余弦曲线。12. 简述单作用叶片泵的工作原理及构造单作用式叶片泵也是由泵体、定子、转子、叶片、配油盘和传动轴组成。定子内外表为

12、圆形其圆心与转子中心不重合，有一偏心距e。当转子转动时，叶片在离心力及油压作用下紧贴在定子内外表上，此时定子、转子、叶片、配油盘之间形成假设干个密封容积，发生周期性容积变化，形成吸油和压油。配流盘上有一个吸油窗口、一个压油窗口，分别与吸油口 和压油口相连。当转子旋转时，密封腔的容积渐渐增大的一侧形成真空而吸油，当连续旋转 到对面密封腔的容积渐渐减小的一侧，压力增大，油液从压油窗口输入系统。一般两叶片夹 角应等于或小于两配流盘封油区夹角，所以也会产生困油现象，其改善措施和双作用叶片泵 一样，开有卸荷三角槽。由于泵每转一转，只有一次吸油和压油过程，因此称作单作用叶片 泵。由于转子受到压油腔的单向液

13、压力作用，轴承受径向载荷作用故称为不平衡式叶片泵。13. 以斜盘式轴向柱塞泵为例，简述柱塞泵的工作原理。斜盘式轴向柱塞泵主要由泵体、转子缸体、柱塞、传动轴、固定配流盘和斜盘等组 成。多个柱塞轴向配置在一个共同缸体的圆周上，柱塞中心线和缸体中心线相平行，在缸体 内均匀分布成假设干个密封容积。斜盘法线和缸体轴线倾斜一角度，内套筒在定心弹簧作用 下，通过回程盘压盘使柱塞头部的滑靴履与斜盘严密接触。外套筒在定心弹簧作用下，使缸体端面与配流盘贴紧而形成密封容腔。当传动轴带动缸体旋转半周，柱塞外伸时， 容积增大，形成真空，通过配流盘的吸油窗口吸油，当传动轴带动缸体旋转另外半周，柱塞 在斜盘作用下，渐渐被压

14、入柱塞孔内，密封容积渐渐减小，油压上升，通过配流盘的压油窗 口将油液压出泵外，输入系统。缸体每转一周每个柱塞完成一次吸、压油过程，假设转变斜盘 倾角 ，就能转变柱塞行程，排量也就转变了。假设转变斜盘倾角的方向，也就转变了吸、压油的方向，即可成为双向变量轴向柱塞泵。14. 简述 CY141B 型不通轴斜盘式轴向柱塞泵的构造。CY141B 型不通轴斜盘式轴向柱塞泵，该泵由中间泵体和前泵体构成泵的壳体，每个柱塞的球形头部以铰链形式装在滑靴滑履中的孔内，可以任意转动。定心弹簧的作用力通过内套筒、钢球和回程盘将滑靴压紧在变量头斜盘上，使泵具有确定自吸力气，同时也使 缸体与配流盘严密接触，密封更加牢靠，并

15、能自动补偿缸体与配流盘之间的磨损。缸体由传 动轴通过花键连接带动旋转，使均匀分布在缸体内的柱塞往复运动产生容积变化。油液通过 缸体端部月牙孔和配流盘腰形窗口完成吸、压油过程。缸体用铝铁青铜制造，外面镶有钢套， 支撑在圆柱滚子轴承上，承受斜盘的径向分力，消退传动轴及缸体径向力或弯曲力矩。缸孔 中压力油经柱塞中心孔和滑靴中心孔进入滑靴与斜盘之间，形成静压油垫，削减二者间的磨 损，提高使用寿命。变量机构通过转变斜盘倾角，就能转变轴向柱塞泵的排量和输出流量。变量活塞由装在其上面的滑键防止转动。转动手轮，螺杆随之转动，变量活塞使销轴上下移动，斜盘绕钢 球的中心摇摆，使倾角=020转变，从而转变泵的排量大

16、小。15. 何谓双级泵，何谓双联泵？双级泵是为了获得较高的工作压力，由两个一般压力泵装在一个泵体内在油路上串联而成，其输出工作压力是两个单级泵工作压力之和。双联泵是将两套液压泵装在一起，并联在油路中的组合泵。其最大输出流量是两套液压泵流量之和。16. 试比较液压马达与液压泵异同。（1） 一样点1） 各种液压马达和泵均是利用“密封容腔”的周期性变化来工作的。而且，“密封容腔”分为高压区和低压区两个独立局部。2） 二者在工作中均会产生困油现象和径向力不平衡、液压冲击、流量脉动和液体泄漏等一些共同的物理现象。3） 泵和马达是机械能和压力能相互转换的能量动力装置。转换过程中均有能量损失， 所以均有容积

17、效率、机械效率和总效率。4） 液压泵和液压马达工作原理是可逆的，理论上输入与输出量具有一样的数学关系。5） 液压泵和液压马达最重要的构造参数都是排量。排量的大小反映了液压泵和液压马达的性能。（2） 差异1） 动力不同。2） 配流机构。3） 自吸性的差异。4） 防止泄漏的形式不同。5） 液压马达的容积效率比泵低。6） 液压马达起动转矩大。17. 何谓差动液压缸？试以公式表示差动连接时活塞杆的推力 F3 和活塞杆的伸出速度 v3。单活塞杆式液压缸的左、右两腔同时接通压力油时，称为“差动连接”，此缸则称为差动液压缸。差动连接时活塞杆伸出推力为F =p(A -A ) =D2- (D2-d2) p/4=

18、pd2/4312cmcmcm差动连接时活塞杆伸出速度为v =q /(A -A )=4q /(d2)3cv12cv18. 某一差动液压缸，要求1vv，2v快进快退2v快进，求：无杆腔活塞面积 A1快退2和有杆腔活塞面积 A之比应为多少？解：由题意可知：v=4q/(d2)，v=q /A ，A =D2 /4，A =(D2-d2) /4快进快退212则有：1vv，4q/(d2)= 4q/(D2-d2)快进快退解得：D=d，A =d2 /2，A =d2 /4，A /A =2212122v2v，4q/(d2)=24q/(D2-d2)快进快退解得：D=d，A =3d2 /4，A =d2 /2，A /A =3

19、/231212所以：当1vv时，A /A =2快进快退12当2v2v时，A /A =3/2快进快退1219. 按作用功能可将液压把握阀分为哪三大类？液压阀按其作用不同可分为方向把握阀、压力把握阀和流量把握阀三大类。在应用中这三类阀并不仅仅单独使用，还可依据需要组合为组合阀，可实现两种以上的把握功能。20. 何谓方向把握阀？方向把握阀是通过阀芯和阀体间相对位置的转变，来实现油路通道通断状态的转变，从而把握油液流淌方向的阀。方向把握阀分为单向阀和换向阀两类。21. 液控单向阀的工作特点是什么？液控单向阀是在一般单向阀的构造上增加了把握油腔 K 及把握活塞。当把握油口无压力油通入时，其功能与一般单向

20、阀一样；当把握油口通入压力油时，把握活塞推动阀芯移动， 使阀芯保持开启状态，正反方向均可通过油流。22. 何谓换向阀的中位机能？三位换向阀在常态位时，油口的接通状态有各种不同的形式，因此对系统的把握性能也 不同。这种形式称为换向阀的中位机能。用英文大写字母“形象”表示，有O、H、Y、J、 C、P、K、X、M、U 等型式。23. 试述电磁换向阀和液动换向阀各自的工作特点。电磁换向阀利用电磁铁的作用力把握阀芯转变工作位置，实现换向。它利于电液结合， 操作便利，应用最广。液动换向阀利用把握油液的作用力把握阀芯转变工作位置，实现换向。它的特点是适于大流量回路，且换向时间可以调整。24. 何谓电液换向阀

21、？电液换向阀由电磁换向阀与液动换向阀组合而成。电磁换向阀作为先导阀，用来切换把握油路；液动换向阀是主阀，用来切换系统主油路。这样就可以用反响灵敏的小规格电磁阀便利地把握大流量的液动换向阀，从而实现用电信号把握大流量系统。25. 何谓压力把握阀？在液压系统中，用来把握液体工作压力的阀和利用压力信号把握其它元件产生动作的阀都是压力把握阀。它们所依据的根本工作原理，是利用作用在阀芯上的液体压力与弹簧力的相互平衡作用来把握阀口开度，调整压力或产生动作。压力把握阀有溢流阀、减压阀、挨次阀、压力继电器等。26. 以直动式溢流阀为例，简述溢流阀的工作原理与构造。溢流阀的主要作用是对液压系统定压或进展安全保护

22、。并联于定量泵液压系统中，保持系统压力根本恒定；用于变量泵过载保护的溢流阀一般称为安全阀。常用的溢流阀按其构造形式和根本动作方式分为直动式和先导式两种。直动式溢流阀依靠系统中的压力油直接作用在阀芯上生成的液压作用力与弹簧力等相 互平衡作用，以把握阀芯的启闭动作。溢流阀是利用进油口油液的被控压力作为信号来转变弹簧的压缩量，从而转变阀口的通流面积和系统的溢流量来到达定压目的的。由油泵泵 出的压力油经溢流阀的进油口 P 进入阀体，并经阻尼孔进入阀芯的下端油腔。设阀芯下端的有效面积为 A，压力油作用于阀芯底部的力为 pA，调压弹簧的作用力为 F ，一般状况下s阀芯轴向受力方程为 pA=F 。在执行元件

23、没有拖动全部负载时，系统压力较低，阀口 x 关闭，s无溢流。随着负载增加，系统压力上升，阀芯上升，调压弹簧被压缩，直到 p=F /A 时，阀s口翻开，开头溢流，起溢流、定压作用。溢流阀的压力调整过程如下：假设系统压力上升，超过调定值，则阀口开度x 增大，阀口通流面积增加，溢流阻力减小，溢流量增大，使系统压力降至调定值；假设系统压力低于调定值，则阀口x 开度减小，溢流阻力增大，使系统的压力升到调定值。由于阀口开度 x 值变化很小，弹簧力 F 可近似地视为常数，故系统压力s能被把握在调定值保持不变。溢流阀内部通过阀芯的平衡和运动构成的这种负反响作用是其定压作用的根本原理，也 是全部定压阀的根本工作

24、原理。在常位状态下，溢流阀进、出油口之间是不相通的，而且作用在阀芯上的液压力是由进口油液压力产生的，经溢流阀阀芯的泄漏油液经内泄漏通道进入 回油口T。直动式溢流阀由于操纵费力，多用于低压系统中。27. 简述减压阀的作用和应用。减压阀是使出口压力二次压力低于进口压力一次压力的一种压力把握阀。其作用是降低液压系统中某一局部的压力，并使其保持稳定值。减压阀分为：定值输出减压阀、定差减压阀和定比减压阀。在液压系统中，一个液压泵常常需要向假设干个执行元件供油，当各元件所需的工作压力不一样时，就要分别把握。假设某个执行元件所需的供油压力较液压泵供油压力低时，可在此分支油路中串联一个减压阀，所需压力由减压阀

25、来调整把握。一般减压阀调整的最高值要比系统中把握主回路压力的溢流阀调定值低0.51MPa。28. 何谓流量把握阀？流量把握阀是通过调整阀口通流面积来转变通过阀口的流量，从而把握执行机构运动速度的液压阀类。流量把握阀主要有节流阀、调速阀等。29. 调速阀的工作原理是什么？为了使节流阀前后的压差不随负载发生变化，承受一个定差减压阀与节流阀串联组合形 成一个调速阀，使通过节流阀的调定流量不随负载变化而转变，就可以有效提高流量稳定性。调整原理如下：调速阀的进口压力 p1 由溢流阀调定，根本上保持恒定，调速阀出口处的压力 p3 由执行元件负载F 打算。压力油 p1 经减压阀阀口后变为 p2，p2 同时进

26、入减压阀阀芯大端左腔 b，和小端左腔 a；p2 经过节流阀后压力变为负载压力 p3；p3 再引入减压阀大端右腔c。由于 a、b、c 各腔有效作用面积有如下关系：A A A 。当阀芯在某一位置平衡时有，cabp A +p A =p A +F 。而节流阀前后压差 p=p -p ，所以得 p=p -p =F /A 。由于减压阀阀芯2 a2 b3 cs2323sc移动量不大，且弹簧刚度很小，所以F 根本不变，这就保证了p 根本不变。无论调速阀的s进口油液压力 p1、出口油液压力 p3 发生怎么样的变化，由于定差减压阀的的自动调整作用， 节流阀前后的压力差总能保持不变，从而保证了流量稳定。30. 简述流

27、量把握阀的应用。在定量泵系统中，流量把握阀可以串联在执行元件的进、回油路上，也可与执行元件并联，实现速度调整与把握。这时必需与起溢流定压作用的溢流阀协作使用。调速阀也可与变量泵组成容积节流调速回路，在提高速度稳定性的同时，提高系统效率。在定量泵系统中，流量把握阀串联在执行元件的进、回油路上时，定量泵输出油压由溢 流阀把握，液压执行元件工作速度由节流阀把握，液压泵输出的多余油液经溢流阀回油箱。31. 何谓容积调速回路？简述这类回路的特点。通过转变变量泵或变量马达的排量来进展调速的回路称为容积调速回路。与节流调速回 路相比，容积调速回路中既无溢流损失又无节流损失，系统发热少，效率较高。这种回路适用

28、于功率较大的大型机床、液压压力机、工程机械、矿山机械等设备上。容积调速回路包括变量泵与定量执行元件、定量泵与变量液压马达以及变量泵与变量液压马达三种不同的组合。32. 何谓压力把握回路？液压系统中的压力把握一般靠压力把握阀来实现，所以利用压力把握阀来把握系统压力的回路称为压力把握回路。它包括调压、减压、增压、卸荷、保压及平衡等回路。33. 简述“双泵供油的快速运动回路”的工作原理及其特点。图 6-8提示：图中液压泵 1 为高压小流量泵，泵 2 为低压大流量泵。答：如以下图为承受双泵供油以实现快速运动的回路。其中液压泵1 为高压小流量泵， 泵 2 为低压大流量泵。当系统中执行元件空载快速运动时，大流量泵 2 的压力油经单向阀后和小流量泵 1 的供油集合，共同向系统供油；当工作进给承受负载时，系统压力上升，液控挨次阀 3 被翻开，泵 2 卸荷其供油直接流回油箱，单向阀关闭。此时系统只由泵 1 单独供油作慢速进给运动。溢流阀 5 调整泵 1 的供油压力，它依据系统工作时所需的最大压力来调整；液控挨次阀 3 则使泵 2 在快速空载时供油，而工作进给时卸荷，它的调整压力应高于快速空载时的压力，而低于工作进给时的系统压力。这种回路功率损失小，效率较高，但本钱较高。它常用于组合机床、注塑机等设备的液压系统中。