综合测试题Ⅰ答案

一、填空题

1．动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件；动力元件、执行元件

2．层流；紊流；雷诺数

3．粘性；沿程压力；局部压力 

4．吸油；压油

5．端面、径向；啮合；端面

6．过滤精度、通流能力、机械强度；泵的吸油口、泵的压油口、系统的回油路上

7．压力，行程；速度，位置

8．干空气；湿空气；湿度、含湿量

二、选择题 

1． A；B

2． A、C；B、D

3． C；A

4． D；C

5． A、B、C；A

6． C；B

7． A；C

8． D；A

9． B；A

10． A；D

  三、判断题

1．×

2．×

3．×

4．○

5．×

6．○

7．×

8．○

9．×

10．×

四、名词解释

1．  当液体流经圆锥环形间隙时，若阀芯在阀体孔内出现偏心，阀芯可能受到一个液压侧向力的作用。当液压侧向力足够大时，阀芯将紧贴在阀孔壁面上，产生卡紧现象。

2．  在液压系统中，若某点处的压力低于液压油液所在温度下的空气分离压时，原先溶解在液体中的空气就分离出来，使液体中迅速出现大量气泡，这种现象叫做气穴现象。当气泡随着液流进入高压时，在高压作用下迅速破裂或急剧缩小，又凝结成液体，原来气泡所占据的空间形成了局部真空，周围液体质点以极高速度填补这一空间，质点间相互碰撞而产生局部高压，形成压力冲击。如果这个局部液压冲击作用在零件的金属表面上，使金属表面产生腐蚀。这种因空穴产生的腐蚀称为气蚀。

3．  变量泵是排量可以改变的液压泵。

4．  液压系统采用变量泵供油，通过改变泵的排量来改变输入执行元件的流量，从而实现调速的回路称为容积调速回路。

5．  非时序逻辑系统是系统的输出只与输入变量的组合有关，与变量取值的先后顺序无关。

五、分析题 

1．解：1）进油节流调速系统活塞运动速度v₁= q_min/A₁；

出口节流调速系统活塞运动速度 v₂= q_min/A₂

因Ａ₁>Ａ₂，故进油节流调速可获得最低的最低速度。

2）节流阀的最小稳定流量是指某一定压差下（2～3×10⁵Pa），节流阀在最小允许开度 A_Tmin时能正常工作的最小流量q_min。因此在比较哪个回路能使液压缸有较低的运动速度时，就应保持节流阀最小开口量A_Tmin  和两端压差△p相同的条件。

设进油节流调速回路的泵压力为p_p1,节流阀压差为△p₁则：

           

设出口调速回路液压缸大腔压力（泵压力）为p_p2 ，节流阀压差为△p₂ ，则：

         

由最小稳定流量q_min相等的定义可知：△p₁=△p₂    即：

为使两个回路分别获得缸最低运动速度，两个泵的调定压力 p_p1、 p_p2 是不相等的。    

2．解：1） A为 内控外泄顺序阀，作用是保证先定位、后夹紧的顺序动作，调整压力略大于10×10⁵Pa ；

B为卸荷阀，作用是定位、夹紧动作完成后，使大流量泵卸载，调整压力略大于10×10⁵Pa ；

C为压力继电器，作用是当系统压力达到夹紧压力时，发讯控制其他元件动作，调整压力为30×10⁵Pa

D 为溢流阀，作用是夹紧后，起稳压作用，调整压力为30×105Pa 。

2）系统的工作过程：系统的工作循环是定位—夹紧—拔销—松开。其动作过程：当1DT得电、换向阀左位工作时，双泵供油，定位缸动作，实现定位；当定位动作结束后，压力升高，升至顺序阀A的调整压力值，A阀打开，夹紧缸运动；当夹紧压力达到所需要夹紧力时，B阀使大流量泵卸载，小流量泵继续供油，补偿泄漏，以保持系统压力，夹紧力由溢流阀D控制，同时，压力继电器C发讯，控制其他相关元件动作。

    

六、问答题

1．答：当“是门”元件正常工作时，气流由气源流向输出口S，若由于某种原因使气源压力p为零而输出仍保持压力，则输出口S气流会回流到气源口，输出口S的污秽会进入是门元件甚至是门元件前的其它控制阀。这种情况应该避免。故采用弹簧使是门元件阀芯复位，防止输出口S气流回流。此中情况下非门元件输出口S回流气流正好使阀芯关断，故不需弹簧。

2．答：要使一个向前倾斜的双作用叶片泵反转，而反转时仍保持叶片前倾状态，须将泵拆开后，把转子及其上的叶片，定子和配流盘一块翻转180°（即翻转过去），这样便可保持其转子叶片仍处于前倾状态。但也由于是反转了，吸油口便成了压油口，而压油口又变成了吸油口。为了保持其泵体上原有的进出油口不变，在翻转180°的基础上，再将它们绕转子的轴线转90°，然后再用定位销将定子，配流盘在泵体上相对应的孔中穿起来，将泵装好即可。

3．答：液压马达和液压泵的相同点：1）从原理上讲，液压马达和液压泵是可逆的，如果用电机带动时，输出的是液压能（压力和流量），这就是液压泵；若输入压力油，输出的是机械能（转矩和转速），则变成了液压马达。 2）从结构上看，二者是相似的。 3）从工作原理上看，二者均是利用密封工作容积的变化进行吸油和排油的。对于液压泵，工作容积增大时吸油，工作容积减小时排出高压油。对于液压马达，工作容积增大时进入高压油，工作容积减小时排出低压油。

液压马达和液压泵的不同点：1）液压泵是将电机的机械能转换为液压能的转换装置，输出流量和压力，希望容积效率高；液压马达是将液体的压力能转为机械能的装置，输出转矩和转速，希望机械效率高。因此说，液压泵是能源装置，而液压马达是执行元件。2）液压马达输出轴的转向必须能正转和反转，因此其结构呈对称性；而有的液压泵（如齿轮泵、叶片泵等）转向有明确的规定，只能单向转动，不能随意改变旋转方向。3）液压马达除了进、出油口外，还有单独的泄漏油口；液压泵一般只有进、出油口（轴向柱塞泵除外），其内泄漏油液与进油口相通。4）液压马达的容积效率比液压泵低；通常液压泵的工作转速都比较高，而液压马达输出转速较低。另外，齿轮泵的吸油口大，排油口小，而齿轮液压马达的吸、排油口大小相同；齿轮马达的齿数比齿轮泵的齿数多；叶片泵的叶片须斜置安装，而叶片马达的叶片径向安装；叶片马达的叶片是依靠根部的燕式弹簧，使其压紧在定子表面，而叶片泵的叶片是依靠根部的压力油和离心力作用压紧在定子表面上。

4．答：在多缸液压系统中，如果要求执行元件以相同的位移或相同的速度运动时，应采用同步回路。从理论上讲，只要两个液压缸的有效面积相同、输入的流量也相同的情况下，应该做出同步动作。但是，实际上由于负载分配的不均衡，摩擦阻力不相等，泄漏量不同，均会使两液压缸运动不同步，因此需要采用同步回路。

    同步回路的控制方法一般有三种：容积控制、流量控制和伺服控制。容积式同步回路如串联缸的同步回路、采用同步缸（同步马达）的同步回路，其同步精度不高，为此回路中可设置补偿装置；流量控制式同步回路如用调速阀的同步回路、用分流集流阀的同步回路，其同步精度较高（主要指后者）；伺服式同步回路的同步精度最高。

七、计算题

1． 0 .0012m³/s；0 .00114m³/s ；11.3kW

2．10 cm/s 、100% ；0.8 cm/s 、6.7%

八、绘制回路      

解：压力继电器调定压力分别为：p₁＝p_j ，p₂＝p_y ，p₃＝p_y 。1Y得电，缸1前进，前进到终点后压力继电器1发出信号，使2Y得电，缸2前进，前进到终点后压力继电器2发出信号，使2Y失电、3Y得电，缸2退回，退回到终点后压力继电器3发出信号使3Y失电、1Y失电，缸1退回。减压阀后的单向阀对缸1起保压作用。

综合测试题Ⅱ答案

一、填空题

1．负载 ；流量

2．无粘性；不可压缩

3．大；小

4．卸荷槽；压油；吸油

5．进口；闭 ；出口；开； 单独引回油箱

6．截止阀；单向阀

7．马达排量，变量泵；泵排量，变量马达

8．声速、亚声速；声速、亚声速

9．后冷却器、油水分离器、贮气罐、干燥器

10．排量；单作用叶片泵、径向柱塞泵、轴向柱塞泵；

二、选择题 

1．    C；A

2．    D；A

3．    D；B

4．    B；C

5．    B、C

6．    B、C；A

7．    B；B

8．    D；A

9．    D；A

10． A；C

三、判断题

1．  ○

2．  ×

3．  ○

4．  ×

5．  ○

6．  ×

7．  ×

8．  ○

9．  ○

10．  ×

四、名词解释

6．  帕斯卡原理是指在密闭容器内，施加于静止液体上的压力将以等值同时传到液体各点。

2．在液压系统中，因某些原因液体压力在一瞬间突然升高，产生很高的压力峰值，这种现象称为液压冲击。

3．排量指液压泵每转一转理论上应排出的油液体积；液压马达在没有泄漏的情况下，输出轴旋转一周所需要油液的体积。

4．液压系统采用定量泵供油，用流量控制阀改变输入执行元件的流量实现调速的回路称为节流调速回路。

5．时序逻辑系统中系统的输出不仅与输入信号的组合有关，而且受一定顺序的限制。也称为顺序控制或程序控制系统。

五、分析题 

1．解：图示系统为定量泵，表示输出流量q_P不变。根据连续性方程，当阀的开口开小一些，通过阀口的流速增加，但通过节流阀的流量并不发生改变，q_A= q_p ，因此该系统不能调节活塞运动速度v，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，活塞将液压缸分成两腔，因此求q_B不能直接使用连续性方程。根据连续性方程，活塞运动速度v = q_A/A₁，q_B = q_A/A₁=（A₂ / A₁）q_P

 

2．解：图（b）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，p＝10×10⁵Pa。

图（a）的压力阀调定值必须满足p_a1＝60×10⁵Pa，p_a2＝40×10⁵Pa，p_a3＝10×10⁵Pa。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，a1、a2必须使用先导型溢流阀，以便远程控制。a3可用远程调压阀（直动型）。

图（c）的压力阀调定值必须满足p_c1＝60×10⁵Pa  ，而p_c2、p_c3是并联的阀，互相不影响，故允许任选。设p_c2＝40×10⁵Pa ，p_c3＝10×10⁵Pa，阀c1必须用先导式溢流阀，而c2、c3可用远程调压阀。两者相比，图（c）比图（a）的方案要好。

   

六、问答题

1．答：它的工作过程可简单地分为三个阶段。第一段，气源由孔A供气，孔B排气，活塞上升并用密封垫封住喷嘴，气缸上腔成为密封的储气腔。第二段，气源改由孔A排气，孔B进气。由于上腔气压作用在喷嘴上面积较小，而下腔作用面积较大，可使上腔贮存很高的能量。第三段，上腔压力增大，下腔压力继续降低，上下腔压力比大于活塞与喷嘴面积比时，活塞离开喷嘴，上腔的气体迅速充入到活塞与中盖间的空间。活塞将以极大的加速度向下运动，气体的压力能转换为活塞的动能，利用这个能量对工件冲击做工，产生很大的冲击力。

2．答：液压泵是依靠密闭工作容积的变化，将机械能转化成压力能的泵，常称为容积式泵。液压泵在机构的作用下，密闭工作容积增大时，形成局部真空，具备了吸油条件；又由于油箱与大气相通，在大气压力作用下油箱里的油液被压入其内，这样才能完成液压泵的吸油过程。如果将油箱完全封闭，不与大气相通，于是就失去利用大气压力将油箱的油液强行压入泵内的条件，从而无法完成吸油过程，液压泵便不能工作了。

3．答：1）电液换向阀的特点：电液换向阀由电磁换向阀和液动换向阀两部分组成，其中电磁换向阀起先导阀作用，而液动换向阀起主阀作用，控制执行元件的主油路。它换向平稳，但换向时间长；允许通过的流量大，是大流量阀。

  2）换向时间的调节：电液换向阀的换向时间可由单向阀进行调节。如图，当1DT通电时，液动换向阀的阀芯向右移动的速度（即换向时间）可用改变节流阀4开度的办法进行调节；2DT通电时，液动换向阀向左移动的速度（即换向时间）可用改变节流阀3的开度的办法进行调节。节流阀开度大，则回油速度高，即换向时间短；反之，则低，换向时间长。

4．答：在液压系统中设置背压回路，是为了提高执行元件的运动平稳性或减少爬行现象。这就要在回油路上设置背压阀，以形成一定的回油阻力，一般背压为0.3～0.8MPa，背压阀可以是装有硬弹簧的单向阀、顺序阀，也可以是溢流阀、节流阀等。

无论是平衡回路，还是背压回路，在回油管路上都存在背压，故都需要提高供油压力。但这两种基本回路的区别在于功用和背压的大小不同。背压回路主要用于提高进给系统的稳定性，提高加工精度，所具有的背压不大。平衡回路通常是用于立式液压缸或起重液压马达平衡运动部件的自重，以防运动部件自行下滑发生事故，其背压应根据运动部件的重量而定。

七、计算题

1．47.6L/min；13.96 kW

2．7500N；25000N

八、绘制回路      

解：插装式调压卸载的回路：

 

1Y不得电时，插装式压力阀单元全开，液压泵卸载；1Y得电时，液压泵压力由远程调压阀3调定，插装式压力阀单元部分开启溢流。缓冲阀2在液压泵由卸载状态到升压时起阻尼缓冲作用。

 

第二篇：液压与气压传动实验指导1

实验四  节流调速回路性能实验

一.实验目的

节流调速回路是由定量泵、流量控制阀、溢流阀和执行元件等组成，它通过改变流量控制阀阀口的开度，即通流截面积来调节和控制流入或流出执行元件的流量，以调节其运动速度。节流调速回路按照其流量控制的安放位置的不同，有进口节流调速、出口节流调速和旁路节流调速三种。流量控制阀采用节流阀或调速阀时，其调速性能各有自己的特点，同是节流阀，调速回路不同，它们的调速性能也有差别。

通过本实验达到如下目的：

1、通过对节流阀三种调速回路的实验，得出它们的调速回路特性曲线，并分析比较它们的调速性能。(速度一负载特性和功率特性。)

2、通过对节流阀和调速阀进口节流调速回路的对比实验，分析比较它们的调速性能。(速度一负载特性和功率特性。)

二、实验内容和方法

    (一)采用节流阀的进口节流调速回路的调速性能

    (二)采用调速阀和节流阀进口节流调速回路的调速性能比较。(负载的调节，可与上述(一)相同。)

当节流阀的结构形式和液压缸的尺寸(同实验一)大小确定之后，液压缸活塞杆的工作速度v与节流阀的通流截面积A_T，溢流阀的调定压力(泵的供油压力)及负载F有关。调速问路中液压缸活塞杆的工作速度v和负载F之间的关系，称为回路的速度一负载特性。

当每次按不同数值调定节流阀开度即通流截面积A_T或溢流阀调定压力(泵的供油压力)P₄-₁(P1)之后，改变负载F的大小，同时测出相应的工作缸活塞杆的速度v及有关测点的压力值。

1、以速度v为纵坐标，以负载F为横坐标，可根据测算数据按不同调速回路作出各自的一组速度一负载特性曲线。  

2、根据测算数据，按不同的调速回路，作出各自的功率特性曲线。

    1)负载变化时，以功率N和流量Q为纵坐标，以压力P(负载F)为横坐标；

    ①液压泵输出功率一压力(负载)曲线；

    ②液压泵有效功率一压力(负载)曲线；

    ③进入液压缸工作腔的流量一压力(负载)曲线。

    2) *负载不变时，以功率N为纵坐标，以速度v(流量Q)为横坐标；

①  液压泵输出功率一速度(流量)曲线；

②  液压泵有效功率一速度(流量)曲线；

③(液压泵有效功率+节流损失功率)－速度(流量)曲线。

实验测试方案

1、工作活塞杆的速度v：用长刻度尺测量行程L，以微动行程开关发讯,电秒表记时,或直接用秒表测量时间t:

v= L/t     (mm／S)

    2、负载F:采用液压缸加载。本实验装置采用加载液压缸与工作液压缸的活塞杆处于同心位置直接对顶的加载方案。调节加载缸工作腔的压力值，即可使调速回路获得不同的负载值。

   * 调速加载系统中两个并联的溢流阀14和11(9)为不同的调速压力值，通过二位三通电磁阀13(11)的切换，加载缸工作腔可以得到阶跃变化的两个压力值，因此在工作缸活塞前进时，调速同路可以获得阶跃变化的两级负载值。

    3、各处压力值：观测压力表。

   4、油温：观测温度计。

三、实验装置的液压系统原理图

此项实验是在秦川机床厂生产的QCS003液压教学实验台上进行，其液压系统原理图如图4-1所示。

四、实验步骤

(一)采用节流阀的进口节流凋速问路

1、实验装置的调整

1)加载系统的调整：

节流阀10全闭，启动液压泵18(8)，调节溢流阀11(9)的调压手柄，使系统处于低压5kgf／cm²，通过三位四通电磁阀17(12)切换，加载缸活塞往复3～5次，排除系统内空气，然后使活塞杆处于退回位置。

2)调速问路的调整：

将调速阀6(4)、旁路节流阀9(7)和进油路节流阀7(5)全闭，回油路：节流阀8(6)全开，启动液压泵1，调节溢流阀2，使系统处于低压5kgf／cm²，将电磁换向阀3的P和A口连通，慢慢调节节流阀7(5)的开度，使工作缸活塞杆运动速度适中。反复切换电磁换向阀3，使工作缸活塞往复运动，检查系统工作是否正常。

    2、按拟定好的实验方案，调定液压泵l的供油压力P4-1(P1)和本同路流量控制阀(节流阀7(5))开度(A_T)，使丁作缸活塞杆退回，加载缸活塞杆向前伸出，两者顶靠在一起。  

3、逐次测出溢流阀11(9)调节加载缸的工作压力P_12-3(P7)，分次测出工作缸19(17)的活塞运动速度v。负载应加到工作缸活塞不运动为止。

4、调节P_4-1(P1)和A_T，重复2。

5、重复3。  至实验方案结束(记录在表4—1中)。

6、*起用溢流阀14。逐次分别调节两个溢流阀11(9)和14的调压手柄，使它们的控制压力不等，在工作缸前进中(L／2)，用电磁换向阀13(11)切换负载压力，观察运动速度的转换，分别测出切换前后的运动速度v，记录在表4—1中。

 (注意：此项内容计时若用秒表，则需两块接替。)

 (二)采用调速阀的进口节流调速同路

    1、实验装置的调整。

    1)加载系统的调整：同上述(一)。

    2)调速回路的调整

将电磁换向阀3处于中位，节流阀9(7)全闭, 调速阀6(4)慢慢打开，使工作缸的活塞运动速度适中。

2、3、4、5利6各步骤，同上述(一)。记录在表4—4中。

注意事项：为使本项实验结果与上述(一)的实验结果便于比较，调节的各个参数应与上述(一)的调节参数对应一致。

五、实验报告

根据整理好的实验数据和调速回路特性曲线： 

1、分析采用节流阀的三种节流调速回路的性能。

2、分析比较节流阀和调速阀进口节流调速回路的性能。

六、思考题

1、串联在系统中的节流阀实现调速是有条件的，即必须在系统中保证溢流阀始终处于开启状态。这一结论对本实验有何指导意义?

2、进油路采用调速阀节流调速时，为什么速度一负载特性变硬?而在最后速度却下降得很快?指出实验条件下，调速阀所适应的负载范围。(可与节流阀调速时的速度一负载特性曲线比较)。

3、各种调速回路，液压缸最大承载能力各决定于什么参数?

4、采用调速阀的进口调速回路为什么实际上负载变化仍对速度稳定有些影响?实验中速度波动值为多少?

实验四的记录表

实验内容：采用节流阀的进口调速回路性能

实验条件：油温：_______℃,液压缸无杆腔有效面积A₁=______㎝²

液压缸有杆腔有效面积A₂=_______㎝²

实验内容： 采用调速阀的进口节流调速回路性能

实验条件：油温：_______℃,液压缸无杆腔有效面积A₁=______㎝²

液压缸有杆腔有效面积A₂=_______㎝²