第4章 液压传动控制元件(1)
第四章-液压控制元件
第四章液压控制元件一、液压阀作用液压阀是液压系统中控制液流流动方向，压力高低、流量大小的控制元件。
二、液压阀分类按用途分：压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀操纵方式分：人力操纵阀、机械操纵阀、电动操纵阀连接方式分：管式连接、板式及叠加式连接、插装式连接按结构分类：滑阀，座阀，射流管阀按控制方式：电液比例阀，伺服阀，数字控制阀按输出参量可调节性分类：开关控制阀，输出参量可调节的阀三、液压系统对阀的基本要求1.工作可靠，动作灵敏，冲击振动小2.压力损失小3.结构紧凑，安装调整维护使用方便，通用性好一、单向阀作用：控制油液的单向流动（单向导通，反向截止）。
性能要求：正向流动阻力损失小，反向时密封性好，动作灵敏1、普通单向阀图4-1&为一种管式普通单向阀的结构，压力油从阀体左端的通口流入时克服弹簧3作用在阀芯上的力，使阀芯向右移动，打开阀口，并通过阀芯上的径向孔冬轴向孔b从网体右端的通口流出；但是压力油从阀体右端的通口流入时, 液压力和弹簧力一起使阀芯压紧在阀座上，使阀口关闭，油液无祛通过，其图形符号如图4-lb所示。
一般单向阀的开启压力在0. 035-0. 05Mpa,作背压阀使用时，更换刚度较大图4-2&为一种液控单向阀的结构，当控制口 K 处无压力油通入时，它的工 作和普通单向阀一样，压力油只能从进油口 P1流向出油口 P2,不能反向流动。
当控制口K 处有压力油通入时，控制活塞1右侧d 腔通泄油口（图中未画出）， 在液压力作用下活塞向右移动，推动顶杆2顶开阀芯，使油口 P1和P2接通， 油液就可以从P2 口流向P1 口。
图4-2b 为其图形符号。
二换向阀利用阀芯对阀体的相对运动，使油路接通、关断或变换油流的方向，从而实 现液压执行元件及其驱动机构的启动、停止或变换运动方向。
按阀芯相对于阀体的运动方式：滑阀和转阀按操作方式：手动、机动、电磁动、液动和电液动等按阀芯工作时在阀体中所处 的位置：二位和三位等按换向阀所控制的通路数不同：二通、三通、四通和五通等。
液压 第四章液压缸
π (D − d )
2 2
4Leabharlann − p2πD4
2
2
= ( p1 − p2 )
πD
4
2
− p1
πd
4
因为： 因为：A无>A有 比较上述结果： 比较上述结果：v <v有，F无>F有
无
即活塞杆伸出时，速度较慢，推力较大； 即活塞杆伸出时，速度较慢，推力较大； 活塞杆缩回时，速度较快，推力较小。 活塞杆缩回时，速度较快，推力较小。 因此适用于伸出时承受工作载荷，缩回时为 因此适用于伸出时承受工作载荷， 空载或轻载场合。 空载或轻载场合。 速度比： 速度比：
二、柱塞式液压缸（单作用式） 柱塞式液压缸（单作用式）
特点： ）柱塞与缸体不接触。 特点：1）柱塞与缸体不接触。 2 ）柱塞重量大 水平安装时会下垂， 柱塞重量大,水平安装时会下垂 水平安装时会下垂， 引起单边磨损，故多垂直使用。 引起单边磨损，故多垂直使用。 3）柱塞工作时受恒压。 ）柱塞工作时受恒压。 4）柱塞缸是单作用缸。为得到双向 ）柱塞缸是单作用缸。 运动，常成对使用。 运动，常成对使用。
v有 D2 λv = = 2 v无 D − d 2
无
当活塞杆直径愈小时， 差值愈小。 当活塞杆直径愈小时，v 与v有差值愈小。
③差动连接： 差动连接： 当单杆缸两腔同时通入压力 油时，由于无杆腔的有效 由于无杆腔的有效 面积大于有杆腔的有效面 积，则活塞受到的向右的 作用力大于向左的作用力， 作用力大于向左的作用力， 活塞右移， 活塞右移，并将有杆腔的 油液挤出，流进无杆腔， 油液挤出，流进无杆腔， 加快活塞杆的右移速度。 加快活塞杆的右移速度。 这种连接方式称~。 这种连接方式称 。
其运动速度和推力的计算： 其运动速度和推力的计算：
液压与气动技术(第三版)部分习题参考答案
液压与气动技术(第三版) 部分习题参考答案第2章 液压传动基础2-7 解： st t t E t 51121==︒2.351.45123040>==︒E EE ︒-︒=46.7ν）（）（s mm s mm 2232389.33887.0276.3451.4451.46.7≈=-=-⨯=)(10390010389.33236s P mkg v a ⋅⨯=⨯⨯==--ρμ2-8 解：机械（杠杆）增力75025⋅=⋅'F F)(6)(600025750KN N FF ===' 液压增力2244d F D Gππ'=)(04.41613342222KN F d D G =⨯='⋅=2-9 解：取等压面M-M21gh p gh p a s a ρρ+=+)m kg 800( 10175603321=⨯⨯==h h sρρ2-10 解：（1）取等压面M-M由于不计油液重量，不计大气压力（管内相对压力为1个标准大气压）则U 形管左边A M p p =左 ， 右边gh p g M ρ=右 即 gh p A ρ=)(760)(76.08.9106.1310101325.036mm m g p h g A g ==⨯⨯⨯==ρ （2）管内压力为1个工程大气压（a MP 0981.0）)(1110)(1.118.9900100981.06cm m g p h y a y ==⨯⨯==ρ2-11 解：（a ）)(3.6)(103.61.0410546242MPa P d Fp a =⨯=⨯⨯==ππ(b))(3.642MPa d Fp ==π2-12 解： v d Av q V 24π== )(85.025*********1062526242s m A q v v =⨯⨯=⨯⨯⨯==-ππw p v g h p v g h p ∆+++=++22222211112121ραρραρ式中a p p =1， 01=h ， 01=v ，2h =H ，代入上式，整理可得2222222v d l v gH p p a ρλραρ⋅++=-el e R vdR <=⨯⨯⨯==--5.10621020102585.063ν=2300， 层流，2=α0705.075==eR λ 2p p a -285.090010254.00705.0285.029004.08.9900232⨯⨯⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯=-=4545(Pa)第3章 液压动力元件3-6 已知：p =10MPa ，n =1450r/min ，V =200mL/r ，95.0=V η，9.0=η求：?0=P ， ?=i P 解：（1）求液压泵的输出功率 液压泵的实际流量)min(5.27595.01450102003LVn q q v v vt v =⨯⨯⨯===-ηη 液压泵的输出功率)(92.45)(1092.451065.27510103460kW W pq P v =⨯=⨯⨯⨯== （2）求电机的驱动功率)(519.092.450kW P P i ===η3-7 已知：m =3mm ，z =15， b =25mm ， n=1450r/min ， min /25L q v =求：?=V ， ?=V η解：)(48.22102531566.666.6322rmL b zm V =⨯⨯⨯⨯==-)min (59.3214501048.223LVn q vt =⨯⨯==-7671.059.3225===vt v v q q η （可见齿轮泵容积效率较低）3-8 已知：转子外径d =83mm ，定子内径D =89mm ，叶片宽度b =30mm求：（1）当rm L V 16=时，?=e ； （2）?max =V解：（1）beD V π2=)(954.0)(0954.010893014.321622mm cm bD V e ==⨯⨯⨯⨯==-π （2）)(32mm dD e =-=)(30.501086330223max rmL beD V =⨯⨯⨯⨯==-ππ3-9 已知：︒=18γ，d =15mm ，D =116mm ， z =7， 95.0==m V ηη，n =980r/min ， p =32MPa求：?max =V ， ?=vt q ， ?=V q ， ?=i P解：z r D d V ⋅=tan 42max π)(60.46718tan 1161542r mL =⨯︒⨯⨯⨯=π)min(67.4598060.46LVn q vt =⨯==)min.(38.4395.067.45L q q v vt v =⨯=⋅=ηm v vi pq P P ηηη==)(6.25)(2563595.095.0)106/(1038.433246kW W ==⨯⨯⨯⨯=第4章 液压执行元件4-4 已知：p =3.5MPa ， D =0.09m ， d =0.04m ， v =0.0152m/s 求：F =？，?=V q 解：)(86.17)(178585.3)(422kN N d D F ==⨯-=π)(40152.022d D vA q v -⨯==π=7.76×10-5m 3/s = 4.6L/min 4-6 已知：min /30L q V =, MPa p 4= 求：（1）若 v 2 =v 3 = 4m/min ，D =？，d =?(2) F =? 解： D =1.414d324v d q v ⋅=π34v q d vπ=)(78)(108.760/614.3)106/(30424mm m d =⨯=⨯⨯⨯=-查表4-4，取d =80mm)(14.1132mm d D ==查表4-5，取D =110mm)(38)(37994411044221kN N p D F ==⨯⨯==ππ)(18)(178984)80110(4)(422222kN N p d D F ==⨯-=-=ππ)(20)(20096423KN N p d F ===π4-7 已知：单杆缸， D =125mm ，d =90mm ， min /40L q v =，a MP p 5.21= ，02=p求：（1）无杆腔进油，v 1，F 1=? （2）有杆腔进油，v 2，F 2=? （3）差动连接，v 3，F 3=？ 解：（1）无杆腔进油)(66.30)(30665.212544212111kN N p D A p F ==⨯⨯===ππ(2)有杆腔进油 5.210)90125(4)(422122212⨯⨯-⨯=⋅-==ππp d D A p F=14768N=14.77(kN)min)/(77.6)/(1128.0)(42221m s m d D q A q v vv ==-==π (3)差动连接)(9.15)(15896259044212313KN N p d A p F ==⨯⨯===ππmin)/(29.6)/(105.01090106/4044624233m s m d q A q v v v ==⨯⨯⨯⨯===-ππ第5章 液压控制元件5-6 解：（a ）a MP p 2=， (b)a MP p 11= 5-7 解：(a) 取决于调定压力值低的阀； （b ）取决于调定压力值高的阀。
液压传动与控制第4章
排气装置
（a）排气阀
（b）排气塞
4.4 液压马达
液压马达和液压泵在结构上基本相同，并且也是靠密封容积 的变化来工作的。
液压马达输入的是压力和流量，输出转矩和转速。 液压马达的分类：
✓ 按结构分：齿轮式、叶片式和柱塞式； ✓ 按工作特性分：高速马达和低速马达； ✓ 按马达的排量是否可变分：定量马达和变量马达。
（a）单叶片式
（b）双叶片式
图4.1.5 摆动缸
1－定子块；2－缸体；3－摆动轴；4－叶片
✓单 叶 片 式 摆 动缸，它只有 一个叶片，其 摆动角度较大， 可达300°。
✓双 叶 片 式 摆 动缸，它有二 个叶片，其摆 动角一般小于 150°。
4.1.3 液压缸的基本类型和特点
单叶片式摆动缸输出转矩TM和角速度ω分别为：
4.1.3 液压缸的基本类型和特点
单杆液压缸
(a)液压缸无杆腔进油 图4.1.3 单杆活塞缸
✓ 当无杆腔进油且有杆腔回油 时 ， 活 塞 的 推 力 F1 和 运 动 速 度
1分别为
F1 (p1A1p2A2)m 4[D2p1(D2 d2)p2]m
(4-17)
1
Aq1v
4q
D2
v
(4-19)
式中，A1、A2—无杆腔和有杆腔 的有效面积；ηm、ηV—液压缸的 机械效率和容积效率。
当柱塞直径为d，输入液压油流量为q，压力为p时，柱塞上所 产生的推力F和速度v分别为：
FpAmp4d2m
Байду номын сангаас
（4-24）
v qAv 4dq2v
（4-25）
4.1.3 液压缸的基本类型和特点
3. 摆动液压缸
摆动缸也称摆动液压马达，主要用来驱动作间歇回转运动 的工作机构。主要有单叶片式和双叶片式两种结构形式。
液压传动考试题及答案
液压传动考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 液压传动系统中，油液的流动状态是（）。
A. 层流B. 湍流C. 混合流D. 静态流答案：B2. 液压泵的主要功能是（）。
A. 储存油液B. 转换能量C. 传递动力D. 控制流量答案：B3. 在液压系统中，下列哪个元件可以调节流量大小？（）A. 液压缸B. 液压泵C. 液压阀D. 液压马达答案：C4. 液压缸的工作原理是基于（）。
A. 帕斯卡定律B. 牛顿第二定律C. 阿基米德原理D. 能量守恒定律答案：A5. 液压系统中，油液的粘度对系统性能的影响是（）。
A. 无影响B. 降低效率C. 提高效率D. 影响不大答案：B6. 液压传动与机械传动相比，具有以下哪个优点？（）A. 结构简单B. 体积小C. 重量轻D. 所有选项都是答案：D7. 液压系统中，油液的污染会导致（）。
A. 系统效率提高B. 系统寿命延长C. 系统故障率增加D. 系统性能改善答案：C8. 液压系统中，压力控制阀的主要作用是（）。
A. 调节流量B. 控制压力C. 转换能量D. 储存油液答案：B9. 液压缸的行程是指（）。
A. 活塞杆的全长B. 活塞杆的最大移动距离C. 液压缸的直径D. 液压缸的长度答案：B10. 液压系统中，下列哪个元件可以实现快速运动？（）A. 单向阀B. 节流阀C. 溢流阀D. 换向阀答案：B二、判断题（每题1分，共10分）1. 液压传动系统可以实现无级调速。
（）答案：正确2. 液压泵的工作压力越高，其输出流量就越大。
（）答案：错误3. 液压缸的工作压力与缸内油液的压力成正比。
（）答案：正确4. 液压系统中的油液必须保持清洁，以避免系统故障。
（）答案：正确5. 液压系统中的油液温度过高不会影响系统性能。
（）答案：错误6. 液压系统中的油液粘度过高会导致系统效率降低。
（）答案：正确7. 液压缸的活塞杆在运动过程中是直线运动。
（）答案：正确8. 液压系统中的油液压力可以通过增加油液流量来提高。
液压控制元件.答案
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弹簧
阀芯
回油口
阻尼孔
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41
先导式:用刚度不太大的弹簧即可调整较高的开启压力
当进油口压力较低, 导阀上的液压作用力 小于弹簧5的作用力, 导阀关闭,没有溢流. 进油口压力升高到 作用在导阀上的液压 力大于导阀弹簧作用 力时,导阀打开,实现 溢流.
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35
§3 压力控制阀
用途：
控制油液压力； 利用压力作为信号来控制执行元件和电气元件的动 作，使液压系统实现调压、稳压、减压、安全保护 和执行件顺序动作。
共同特点：
利用油液压力作用在阀芯上的推力与弹簧力平衡在不 同位置上，以控制阀口开度来实现压力控制。
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溢流阀
作用：对液压系统定压或进行安全保护。 用途:常用于节流调速系统中,和流量控制阀配合使用,
调节进入系统的流量,并保持系统的压力基本恒定. 溢流阀2并联于系统中 ,进入液压缸4 的流量由节流阀 3 调节 . 由于 , 泵 1 的 流量大于4所需的流量,油压升高,将 溢流阀2打开,多余的油液经阀2流回 油箱,系统压力基本保持不变.
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细长孔
Δp的影响:通过薄壁小孔的 流量受到的影响最小. 温度的影响:对于薄壁小孔, 粘度对流量几乎没有影响.
xc是阀口开度为xR=0
时的弹簧预压缩量 忽略弹簧刚度,则
p2 A1 p1 A2
由上式可见,选择阀芯的作用面积A1和A2,便可得到所 要求的压力比,且比值近似恒定.
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顺序阀：控制系统中各执行元件动作的先后顺序
液压与气动技术第4章-控制元件.答案
①手动换向阀。手动换向阀是利用手动杠杆改变阀芯位置来 实现换向的.如图4-7所示。
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4.1 常用的液压控制阀
图4-7(a)所示为自动复位式手动换向阀.手柄左扳则阀芯右
移.阀的油口P和A通.B和T通;手柄右扳则阀芯左移.阀的油口 P和B通.A和T通;放开手柄.阀芯在弹簧的作用下自动回复中
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4.1 常用的液压控制阀
4. 1. 3 压力控制阀
压力控制阀简称压力阀.主要用来控制系统或回路的压力。其 工作原理是利用作用于阀芯上的液压力与弹簧力相平衡来进 行工作。根据功用不同.压力阀可分为溢流阀、减压阀、顺序 阀、平衡阀和压力继电器等.具体如下:
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4.1 常用的液压控制阀
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4.1 常用的液压控制阀
5.压力继电器
压力继电器是一种将液压系统的压力信号转换为电信号输出 的元件其作用是根据液压系统压力的变化.通过压力继电器内 的微动开关自动接通或断开电气线路.实现执行元件的顺序控 制或安个保护。 压力继电器按结构特点可分为柱塞式、弹簧管式和膜片式等 图4-25所示。
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4.1 常用的液压控制阀
2.减压阀 (1)减压阀结构及工作原理 减压阀有直动型和先导型两种.直动型减压阀很少单独使用. 而先导型减压阀则应用较多。图4-18所示为先导型减压阀. 它是由主阀和先导阀组成.先导阀负责调定压力.主阀负责减 压作用。 压力油由P1口流入.经主阀和阀体所形成的减压缝隙从P2口 流出.故出口压力小于进口压力.出口压力经油腔1、阻尼管、 油腔2作用在先导阀的提动头上。当负载较小.出口压力低于 先导阀的调定压力时.先导阀的提动头关闭.油腔1、油腔2的 压力均等于出口压力.主阀的滑轴在油腔2里面的一根刚性很 小的弹簧作用下处于最低位置.主阀滑轴凸肩和阀体所构成的 阀口全部打开.减压阀无减压作用.
液压与气压传动--第04章 液压控制元件4.1、4.2
声小，寿命长。
流体流过时压力损失小。 密封性能好。 结构紧凑，安装、调：代表阀的通流能力大小，对应于阀的额定流量。
与阀的进出油口连接的油管应与阀的通径相一致。阀工 作时的实际流量应小于或等于它的额定流量，最大不得大于 额定流量的1.1倍。
职能符号
正向导通，反向截止。
P1
P2
对单向阀的性能要求
1）正向导通时，压力损失要小； 2）反向截止时，密封性要好。 3）单向阀中的弹簧主要用来克服摩擦力、阀芯的重 力和惯性力，使阀芯在反向流动时能迅速关闭，所以 弹簧较软，开启压力一般0.035~0.05MPa。 4）阀芯运动平稳，无振动、冲击或噪声。 5）能产生较高的反向压力，反向的泄漏要小。
AB
左位
PT
A
B
T
P
下图表示人向另一侧搬动控制手柄阀芯右移， 或者说 阀芯处于右位时的情况。此时，从P口进来的压力油经P、 B 到其它元件。从其它元件回来的油经A、T回油箱。 右位
A B
T
P
AB PT
AB PT
A
B
T A
P A B B
AB
P
PT
T
T
P
AB
PT
A
B
T
P
滑阀式换向阀主体部分的结构形式
在液压系统中，液压阀控制和调节液流的压力、 流量和流向，保证执行元件按照要求进行工作，属控 制元件。
液压阀的种类繁多，结构复杂，新型阀不断涌现，
分析和研究工程设备中常用液压阀的工作原理，工作 特性及应用场合，对于分析液压设备的工作过程，工 作性能，和系统设计十分重要。
4.1 概述
液压阀基本结构：
包括阀芯、阀体和驱动阀芯在阀体内作相对运动的装 置。驱动装置可以是手调机构，也可以是弹簧或电磁铁， 有时还作用有液压力。
液压传动课件
工作压力(MPa)
精度d(m)
0~2.5
100
14
25~50
14~32
25
32
10
21
5
6
4.1.2 过滤器的类型及特点
The Type and Characteristics of Filter
按滤芯的材料和结构形式，滤油器可分为网式 (Mesh Filter)、线隙式(Wire-wound Filter)、纸质滤 芯式(Pleated Paper Filter)、烧结式滤油器(Sintered Metal Filter)及磁性滤油器等。按滤油器安放的位置 不同，还可以分为吸滤器、压滤器和回油过滤器，考 虑到泵的自吸性能，吸油滤油器多为粗滤器。
线隙式滤油器如图4.2所 示，用铜线或铝线密绕在筒 形骨架的外部来组成滤芯， 依靠铜丝间的微小间隙滤除 混入液体中的杂质。其结构 简单、通流能力大、过滤精 度比网式滤油器高，但不易 清洗。多为回油过滤器。
图4.2 线隙式滤油器
9
1
(3) 纸质滤油器
Paper Filter
滤芯为微孔滤纸制 成的纸芯，将纸芯围绕 在带孔的镀锡铁做成的 骨架上，以增大强度。 为增加过滤面积，纸芯 一般做成折叠形。其过 滤精度较高，一般用于 油液的精过滤，但堵塞 后无法清洗。
(4.3)
用于保压时，气体压缩过程缓慢，与外界热交换得以充分 进行，可认为是等温变化过程，这时取n=1； 作辅助或应急动力源时，释放液体的时间短，热交换不充 分，这时可视为绝热过程，取n=1.4。
25
4.2.3.2 用来吸收冲击用时的容量计算
Calculating the Volume of Accumulator Used as Shock Absorber
《液压传动》知识要点
第１单元知识要点1．液压传动的概念液压传动是用液体作为工作介质，依靠运动液体的压力能来传递动力。
液压传动和气压传动称为流体传动。
液压传动是依靠液体在密封容积变化中的压力能来实现运动和动力传递的。
液压传动装置本身是一种能量转换装置，它先将机械能转换为便于输送的液压能，然后又将液压能转换为机械能对外界负载做有用功。
2．液压传动的两个工作特性负载决定压力；流量决定速度。
3．液压系统的组成液压系统一般由液压动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件以及工作介质组成。
（1）动力元件：动力元件最常见的形式是液压泵。
它的作用是将机械能转换成液体压力能，并且向液压系统提供压力油，是液压系统的能源装置。
（2）执行元件：它的作用是将液体压力能转换成机械能，以驱动工作机构的元件，包括液压缸和液压马达。
（3）控制元件：它的作用是对系统中油液压力、流量、方向进行控制和调节，包括压力、方向、流量控制阀。
（4）辅助元件：为保证液压系统正常工作的上述三个组成部分以外的其他元件，如管道、管接头、油箱、滤油器、压力表等。
（5）工作介质：工作介质是传递能量和运动的流体，即液压油等。
4．液压传动的优点①安装方便灵活。
由于液压系统通过管路连接，液压传动的各种元件不受位置的限制，可根据具体的实际需要任意布置。
②重量轻、体积小，功率大。
产生相同功率，液压系统所需的设备重量轻、体积小。
例如，功率为300kW的液压马达重量约为2kN，而功率为300kW的电动机重量约为16kN。
因此利用较轻的液压设备就能获得大的驱动力和转矩。
③工作平稳，由于液压传动重量轻、体积小，从而惯性小，可以迅速起动和制动，容易实现频繁起动和调速。
液压传动考试复习试题总汇(含答案)
液压传动考试复习题总汇（含答案）第一章绪论一、填空1.液压系统由、、、四个主要组成部分。
2.液压传动是以为传动介质，依靠液体的来传递动力。
3.液压系统工作时外界负荷，所需油液的压力也越大，反之亦然，负载为零，系统压力。
4.活塞或工作台的运动速度取决于单位时间通过节流阀进入液压缸中油液的，流量越大，系统的速度，反之亦然。
流量为零，系统速度。
5.液压元件的职能符号只表示元件的、及，不表示元件的、及连接口的实际位置和元件的。
二、判断1.液压传动不易获得很大的力和转矩。
（）2.液压传动装置工作平稳。
能方便地实现无级调速，但不能快速起动、制动和频繁换向。
( )3.液压传动适宜在传动比要求严格的场合采用。
( )4.液压系统故障诊断方便、容易。
（）5.液压传动适宜于远距离传动。
（）第二章液压油和液压流体力学基础一、填空1.油液在外力作用下，液层间作相对运动而产生内摩擦力的性质，叫做油液的，其大小用表示。
常用的粘度有三种：即、和。
2.液体的粘度具有随温度的升高而，随压力增大而的特性。
3.各种矿物油的牌号就是该种油液在40℃时的的平均值，4.当液压系统的工作压力高。
环境温度高或运动速度较慢时，为了减少泄漏。
宜选用粘度较的液压油；当工作压力低，环境温度低或运动速度较大时，为了减少功率损失，宜选用粘度较的液压油。
5.液压系统的工作压力取决于。
6.在研究流动液体时，将既又的假想液体称为理想液体。
7.当液压缸的有效面积一定时，活塞的运动速度由决定。
8.液体的流动状态用来判断，其大小与管内液体的、和管道的有关。
9.在液压元件中，为了减少流经间隙的泄漏，应将其配合件尽量处于状态。
二、判断1.液压传动中，作用在活塞上的推力越大，活塞运动的速度越快。
（）2.油液在无分支管路中稳定流动时，管路截面积大的地方流量大，截面积小的地方流量小。
（）3.习题图2-1所示的充满油液的固定密封装置中，甲、乙两个用大小相等的力分别从两端去推原来静止的光滑活塞，那么两活塞将向右运动。
液压传动与气动技术课件 4液压执行元件
液压缸尺寸计算
已知一单杆活塞缸，设液压油进入有杆腔时的速 度为v2，差动连接时的速度为v3，现要求v3/v2=2时， 试求活塞直径D和活塞杆直径d之间的关系？
解：v2=q/A2=4q/π（D2-d2） v3=q/A3=4q/πd2 v3/v2=2 (D2-d2)/d2=2
D= 3 d
液压马达的应用
◆活塞式液压缸 ◆柱塞式液压缸
双活塞杆 单活塞杆
◆摆动式液压缸
◆伸缩式液压缸
双杆活塞缸应用特点
F2 v2
F1 v1
A1
A2
D
d
p、q
A1
A2
A
4
(D2
d
2)
F1
F2
F
pA
p
(D2 4
d 2)
v1
v2
v
q A
4q （D2
d 2）
特点：液压缸活塞往返速度、推力大小相等 应用：平面磨床工作台往返运动
液压缸密封圈
O型密封圈
V 型 密 封 圈
Y型密封圈
液压缸的缓冲与排气
缓冲：当活塞移近缸盖时，凸台逐渐进 入凹槽，将凹槽内的油液经凸台和凹槽 之间的缝隙挤出，增大了回油阻力，降 低活塞的运动速度，从而减小和避免活 塞对端盖的撞击，实现缓冲。
排气：对运动平稳性要求较高的液压缸， 常在两端装有排气塞。工作前拧开排气塞， 使活塞全行程空载往返数次，空气即可通 过排气塞排出。空气排净后，需把排气塞 拧紧，再进行工作。
应用：机床的送料装置、间歇进给机构、回转夹具、 工业机器人手臂和手腕的回转机构等。
齿轮齿条摆动油缸
伸 缩 缸
1—一级缸筒；2—一级活塞；3—二级缸筒；4—二级活塞；
《液压与气压传动》课后习题答案
第一章习题答案1-1 填空题1.液压传动是以（液体）为传动介质，利用液体的（压力能）来实现运动和动力传递的一种传动方式。
2.液压传动必须在（密闭的容器内）进行，依靠液体的（压力）来传递动力，依靠（流量）来传递运动。
3.液压传动系统山（动力元件）、（执行元件）、（控制元件）、（辅助元件）和（工作介质）五部分组成。
4.在液压传动中，液压泵是（动力）元件，它将输入的（机械）能转换成（压力）能，向系统提供动力。
5. 在液压传动中，液压缸是（执行）元件，它将输入的（压力）能转换成（机械）能。
6.各种控制阀用以控制液压系统所需要的（油液压力）、（油液流量）和（油液流动方向），以保证执行元件实现各种不同的工作要求。
7.液压元件的图形符号只表示元件的（功能），不表示元件（结构）和（参数），以及连接口的实际位置和元件的（空间安装位置和传动过程）。
8.液压元件的图形符号在系统中均以元件的（常态位）表示。
1-2 判断题1.液压传动不易获得很大的力和转矩。
(X)2.液压传动装置工作平稳，能方便地实现无级调速，但不能快速起动、制动和频繁换向。
(X)3.液压传动与机械、电气传动相配合时，易实现较复杂的自动工作循环。
(✓)4.液压传动系统适宜在传动比要求严格的场合采用。
(X)第二章习题答案2-1 填空题1.液体受压力作用发生体积变化的性质称为液体的（可压缩性），可用（体积压缩系数）或（体积弹性模量）表示，体积压缩系数越大，液体的可压缩性越（大）；体积弹性模量越大，液体的可压缩性越（小）。
在液压传动中一般可认为液体是（不可压缩的）。
2.油液粘性用（粘度）表示；有（动力粘度）、（运动粘度）、（相对粘度）三种表示方法；计量单位m2/s是表示（运动）粘度的单位；l m2/s = (10心厘斯。
3.某一种牌号为L-HL22的普通液压油在40。
C时（运动）粘度的中心值为22厘斯(mm2/s)。
4.选择液压油时，主要考虑油的（粘度）。
（选项：成分、密度、粘度、可压缩性）5.当液压系统的工作压力高，环境温度高或运动速度较慢时，为了减少泄漏，宜选用粘度较（高）的液压油。
左健民液压与气压传动第五版课后答案1-11章
液压与气压传动课后答案（左健民）第一章液压传动基础知识1-1液压油的体积为331810m -⨯，质量为16.1kg ，求此液压油的密度。
解： 23-3m 16.1===8.9410kg/m v 1810ρ⨯⨯ 1-2 某液压油在大气压下的体积是335010m -⨯，当压力升高后，其体积减少到3349.910m -⨯，取油压的体积模量为700.0K Mpa =，求压力升高值。
解： ''33343049.9105010110V V V m m ---∆=-=⨯-⨯=-⨯由0P K V V ∆=-∆知： 643070010110 1.45010k V p pa Mpa V --∆⨯⨯⨯∆=-==⨯ 1- 3图示为一粘度计，若D=100mm ，d=98mm,l=200mm,外筒转速n=8r/s 时，测得转矩T=40N ⋅cm,试求其油液的动力粘度。
解：设外筒内壁液体速度为0u08 3.140.1/ 2.512/2fu n D m s m s F TA r rl πτπ==⨯⨯===由 dudy du dyτμτμ=⇒= 两边积分得0220.422()()22 3.140.20.0980.10.0510.512a a T l d D p s p s u πμ-⨯-⨯⨯∴===1-4 用恩式粘度计测的某液压油（3850/kg m ρ=）200Ml 流过的时间为1t =153s ，20C ︒时200Ml 的蒸馏水流过的时间为2t =51s ，求该液压油的恩式粘度E ︒，运动粘度ν和动力粘度μ各为多少？ 解：12153351t E t ︒=== 62526.31(7.31)10/ 1.9810/E m s m s Eν--=︒-⨯=⨯︒ 21.6810Pa s μνρ-==⨯⋅1-5 如图所示，一具有一定真空度的容器用一根管子倒置一液面与大气相通的水槽中，液体与大气相通的水槽中，液体在管中上升的高度h=1m,设液体的密度为31000/kg m ρ=，试求容器内真空度。
液压传动系统第四章 容积调速回路分析
Tm Vmpmmm Vm max xmpmmm
V p maxn p x p pv mv Vm max xm
第四章 容积调速回路分析
第二节 容积调速回路的速度刚性分析
一.容积调速回路的速度刚性分析
Vm nm V p n p ( p m l ) p qtm Vm nm qtp (q p qm ql ) p V p n p ( p m l ) p V p n 容积调速回路速 度刚性分析
二.速度稳定方法
1.流量补偿法
利用回路压力随负载的 增减来控制泵流量做相 应的增减 当马达负载增加时，p 升高，作用在柱塞1上 的力增大，推动泵的钉 子向加大偏心距e的方 向移动，使泵的流量增 大。反之，流量减少
第四章 容积调速回路分析 第二节 容积调速回路速 度刚性分析
nm min Vp min
定量泵-变量马达回路:马达转速nm与马达排量成反 比，即： D nm max Vm max 3 4
nm min Vm min
变量泵-变量马达回路：该回路由上述两种回路组合 V n V 而成，即： D D D 100
m max p max m max
p1q1 p1 ppqp pp
第四章 容积调速回路分析 第四节 容积节流调速回路
二.差压式变量泵和节流阀的调速回路
1.回路工作原理 该回路采用了带有先导式 滑阀控制的差压式变量叶 片泵，在液压缸的进油路 上串联一节流阀。 当节流阀开口增大时滑阀 5左移，节流口b开大，c 关小，泵的定子左移，e 增大，泵流量增大，液压 缸的速度增大，反之亦然 在某一稳定工况下，当节 流阀3处在某一开口时， 变量泵有一稳定流量
《液压与气动》必做作业参考答案
《液压与气动》必做作业参考答案作业一：1．液压与气压传动系统是由哪几部分组成的？各部分的作用是什么？答：（1）液压与气压传动系统均由以下五个部分组成：能源装置；执行装置；控制调节装置；辅助装置；工作介质。
（2）能源装置的作用是将原动机所输出的机械能转换成液体压力能的装置；执行装置的作用是将液体或气体的压力能转换成机械能的装置；控制调节装置的作用是对系统中流体的压力、流量、流动方向进行控制和调节的装置；辅助装置是指除上述三个组成部分以外的其他装置。
分别起散热、贮油、过滤、输油、连接、测量压力和测量流量等作用，是液压系统不可缺少的组成部分；工作介质的作用是进行能量的传递。
2.液压传动的优缺点有哪些？答：（1）液压传动与其它传动相比有以下主要优点：①液压传动可以输出大的推力或大转矩，可实现低速大吨位运动，这是其它传动方式所不能比的突出优点。
②液压传动能很方便地实现无级调速，调速范围大，且可在系统运行过程中调速。
③在相同功率条件下，液压传动装置体积小、重量轻、结构紧凑。
液压元件之间可采用管道连接、或采用集成式连接，其布局、安装有很大的灵活性，可以构成用其它传动方式难以组成的复杂系统。
④液压传动能使执行元件的运动十分均匀稳定，可使运动部件换向时无换向冲击。
而且由于其反应速度快，故可实现频繁换向。
⑤操作简单，调整控制方便，易于实现自动化。
特别是和机、电联合使用，能方便地实现复杂的自动工作循环。
⑥液压系统便于实现过载保护，使用安全、可靠。
由于各液压元件中的运动件均在油液中工作，能自行润滑，故元件的使用寿命长。
⑦液压元件易于实现系列化、标准化和通用化，便于设计、制造、维修和推广使用。
（2）液压传动与其它传动相比，具有以下缺点：①油的泄漏和液体的可压缩性会影响执行元件运动的准确性，故无法保证严格的传动比。
②对油温的变化比较敏感，不宜在很高或很低的温度条件下工作。
③能量损失(泄漏损失、溢流损失、节流损失、摩擦损失等)较大，传动效率较低，也不适宜作远距离传动。
液压与液力传动试题及答案
《液压与气压传动》复习资料及答案液压传动试题一、填空题1．液压系统由动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和传动介质元件五部分组成。
2．节流阀通常采用薄壁小孔；其原因是通过它的流量与粘度无关，使流量受油温的变化较小。
3．液体在管道中流动时有两种流动状态，一种是层流，另一种是紊流。
区分这两种流动状态的参数是雷诺数4．在液压系统中，当压力油流过节流口、喷嘴或管道中狭窄缝隙时，由于流速会急剧增加，该处压力将急剧降低，这时有可能产生气穴。
5．液压马达把液压能能转换成机械能能，输出的主要参数是转速和转矩6．液压泵的容积效率是该泵实际流量与理论流量的比值。
7．液压缸的泄漏主要是由压力差和间隙造成的。
8．外啮合齿轮泵中，最为严重的泄漏途径是轴向间隙9．和齿轮泵相比，柱塞泵的容积效率较高，输出功率大，抗污染能力差。
10．在旁油路节流调速回路中，确定溢流阀的 时应考虑克服最大负载所需要的压力，正常工作时溢流阀口处于 状态。
11．常用方向阀的操作方式有 、 、 等三种。
二、选择题1．液压缸差动连接工作时，缸的（ A ）。
A ．运动速度增加了B ．压力增加了C ．运动速度减小了D ．压力减小了 2．液压缸差动连接工作时活塞杆的速度是（ A ）。
A ．24d Qv π= B ．)(222d D Q v -=πC ．24DQv π= D ．)(422d D Q -π 3．液压缸差动连接工作时作用力是（ D ）。
A ．)(222d D pF-=πB ．22d p F π=C ．)(422d D pF-=πD ．42d p F π=4．在液压系统中，液压马达的机械效率是（ C ）。
A ．TM M∆=η B ．M M M T T∆+=ηC ．T M M∆-=1ηD ．MM MT ∆+∆=η5．在液压系统中，液压马达的容积效率是（D ）。
A ．TQ Q∆-=1η B ．T T Q QQ ∆-=ηC ．TQ Q∆=ηD ．QQ Q T T∆+=η6．液压系统的真空度应等于（ B ）。
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第4章 液压传动控制元件
4.2 方向控制阀——换向阀
电液换向阀左位状态
第4章 液压传动控制元件
4.2 方向控制阀——换向阀
电液换向阀右位状态
第4章 液压传动控制元件
4.2 方向控制阀——多路换向阀
多路换向阀是将两个以上的阀块组合在一起，用以操纵多个执行 元件的运动。
多路换向阀可以根据不同液压系统的要求，把安全阀、过载阀、 分流阀、制动阀、单向阀等阀组合在一起，所以它结构紧凑， 管路简单，压力损失小，而且安装简便，因此广泛应用于工程 机械、起重运输机械和其它要求操纵多个执行元件运动的行走 机械。
能力大，噪声小。
第4章 液压传动控制元件
4.3 压力控制阀——溢流阀
(二)工作原理和结构 1.直动式溢流阀 基本部件 工作原理 依靠系统中的压力油直接作用在阀心上与弹簧力相平衡，以控制阀心 的启闭动作。 特点 阀心在最低位置，P与T关断，这也是溢流阀的常态位置。
直动式溢流阀多用于中低压或安全阀
第4章 液压传动控制元件
CD CD
AB AB
2.多路换向阀串联油路
P
T
P
T
第4章 液压传动控制元件
4.2 方向控制阀——多路换向阀
EF
EF
CD
AB
AB
AB
2.多路换向阀串联油路
P
T
P
T
第4章 液压传动控制元件
4.2 方向控制阀——多路换向阀
AB EF
AB CD
AB AB
2.多路换向阀串联油路
P
T
P
T
第4章 液压传动控制元件
（2）安全阀——保障系统的安全
1.并接与变量泵出口，防止变量泵过 载 2.在系统正常工作时是关闭的，仅在 系统油压高于正常工作压力时才打开。 3.变量泵本身具有流量调节功能，正 常情况下压力流量均能供需自适应， 不必作溢流调节。只在外载很大或者 出故障时才起作用，因此作安全阀使 用时，调定的最大工作压力为系统额 定压力的1.2倍左右，且常闭。
区别
内泄式液控单向阀
第4章 液压传动控制元件
4.2 方向控制阀——单向阀
液控单向阀
图5-4 外泄式液控单向阀 A-单向阀进口；B-单向阀出口；P-控制口；L-泄油口
第4章 液压传动控制元件
4.2 方向控制阀——单向阀
双液控单向阀
第4章 液压传动控制元件
4.2 方向控制阀——换向阀
1．单向阀 2．换向阀 3．多路换向阀
4.3 压力控制阀——溢流阀
第4章 液压传动控制元件
4.3 压力控制阀——溢流阀
溢流阀实物图
第4章 液压传动控制元件
4.3 压力控制阀——溢流阀
2.先导式溢流阀
先导式溢流阀由主阀和先导阀两部分组成。 先导阀的结构原理与直动式溢流阀相同，但一般采用 锥阀式结构。 主阀可分为：滑阀式(一级同心)结构、二级同心结构和 三级同心结构。
它们共同的特点是利用油液压力和弹簧力相平衡的原理来进行工作
第4章 液压传动控制元件
4.3 压力控制阀——溢流阀
(一)功能和要求 功能：
通过阀口的溢流，使控制系统或回路的压力维持恒定(稳定进口 P的压力，使它不超过调定压力)，实现稳压、调压或限压作用。
要求： 调压范围大，调压偏差小，压力振摆小，动作灵敏，过流
滑阀机能： 指滑阀在中间位置时的通路形式。 位移方向： 符号图位移方向与阀芯位移相同。
第4章 液压传动控制元件
4.2 方向控制阀——换向阀
常 用 四 通 滑 阀 的 中 位 机 能
1．滑阀式换向阀
第4章 液压传动控制元件
4.2 方向控制阀——换向阀
1．滑阀式换向阀
换向阀的图形 符号和油口分 布情况
第4章 液压传动控制元件
4.3 压力控制阀——溢流阀
系统泄荷——通过电磁阀使遥控口与油箱相通，实现系统泄荷
第4章 液压传动控制元件
4.3 压力控制阀——溢流阀
3.两种溢流阀比较 直动型：
直动式溢流阀结构简单，灵敏度高，但压力受溢流流量的影 响较大，不适合在高压、大流量下工作。
锥阀和球阀式阀芯结构简单，密封性好，但阀芯和阀座的接 触应力大。滑阀式阀芯用的较多，但泄漏量大。
4.2 方向控制阀——多路换向阀
3.多路换向阀串、并联油路
第4章 液压传动控制元件
4.2 方向控制阀——多路换向阀
多 路 换 向 阀 实 物
第4章 液压传动控制元件
4.3 压力控制阀
第4章 液压传动控制元件
4.3 压力控制阀
常见压力控制阀的类型 按工作原理分:直动式 先导式 按阀心结构分: 滑阀 球阀 锥阀 按 功 能 分: 溢流阀 减压阀 顺序阀 平衡阀 压力继电器 ……
第4章 液压传动控制元件
4.3 压力控制阀——溢流阀
（1）定压阀
特点： 1.并接于节流调速系统的定量泵出口 2.通过溢出系统之余油来恒定系统工作压 力 3. 改变溢流阀的溢流压力，即可实现油路 工作压力的调节 4.常开溢流，功率损失大，采用启闭特性 好的先导式溢流阀
第4章 液压传动控制元件
4.3 压力控制阀——溢流阀
第4章 液压传动控制元件
4.2 方向控制阀——换向阀
2.阀的命名： ※位※通xxx换向阀
第4章 液压传动控制元件
4.2 方向控制阀——换向阀
3．换向阀的操纵方式
第4章 液压传动控制元件
4.2 方向控制阀——换向阀
3．换向阀的操纵方式
手动换向阀
第4章 液压传动控制元件
第4章 液压传动控制元件
数字控制阀 用数字信息直接控制阀类。
第4章 液压传动控制元件
4.1 概述——液压控制阀的共性特点
1．结构
2．工作原理——孔口流量公式
3．性能参数
a. 公称通径
公称通径代表阀的通流能力的大小，对应于阀的额定流量。 阀工作时的实际流量应小于或等于其额定流量，最大不得大于额定流量的 1.1倍。
b. 额定压力
P
T
P
T
第4章 液压传动控制元件
4.2 方向控制阀——多路换向阀
EF
EF
CD
CD
AB
AB
1.多路换向阀并联油路
P
T
P
T
第4章 液压传动控制元件
4.2 方向控制阀——多路换向阀
EF EF
CD CD
AB AB
1.多路换向阀并联油路
P
T
P
T
第4章 液压传动控制元件
4.2 方向控制阀——多路换向阀
EF EF
第4章 液压传动控制元件
4.3 压力控制阀——溢流阀
2.先导式溢流阀 基本部件 工作原理 特点
第4章 液压传动控制元件
4.3 压力控制阀——溢流阀
2.先导式溢流阀 基本部件 工作原理 特点
第4章 液压传动控制元件
4.3 压力控制阀——溢流阀
2.先导式溢流阀
其主阀芯为带有圆柱面的锥阀。为使主 阀关闭时有良好的密封性，要求主阀芯 的圆柱导向面和圆锥面与阀套配合良好， 两处的同心度要求较高，故称二节同心。
第4章 液压传动控制元件
概述 方向控制阀 压力控制阀 流量控制阀
插装阀 电液比例阀
第4章 液压传动控制元件
第4章 液压传动控制元件
4.1 概述
一、液压控制阀的功用与分类 二、 液压控制阀的共性特点
第4章 液压传动控制元件
4.1 概述——液压控制阀的分类
液压阀用来控制液体的压力，流量和方向，使液压系统在安全的 条件下按规定的要求平稳而协调地工作，根据功用可以分为：
先导式
先导式溢流阀的导阀部分结构尺寸一般都较小，调压弹簧不 必很强，因此压力调整比较轻便。但是先导阀溢流导阀和主阀都 动作后才能起控制作用，因此反应不如直动阀灵敏。
第4章 液压传动控制元件
4.3 压力控制阀——溢流阀
(三) 溢流阀的主要性能 （1）静态特性
A.压力—流量特性（启闭特性） B.调压范围与流量调节范围 C.卸荷压力与压力损失
额定压力是液压阀长期工作所允许的最高工作压力。
第4章 液压传动控制元件
4.2 方向控制阀
方向控制阀主要是用 来通断油路或改变油 液的流动方向，从而 控制液压执行元件的 启动或停止或者改变 运动方向。
1．单向阀 2．换向阀 3．多路换向阀
第4章 液压传动控制元件
4.2 方向控制阀——单向阀
单向阀
普通单向阀 液控单向阀
第4章 液压传动控制元件
4.2 方向控制阀——单向阀
C) 作背压阀用
第4章 液压传动控制元件
4.2 方向控制阀——单向阀
第4章 液压传动控制元件
4.2 方向控制阀——单向阀
管式普通单向阀外形图
第4章 液压传动控制元件
4.2 方向控制阀——单向阀
单向阀 普通单向阀 液控单向阀
液控单向阀
使液流能沿正反两个方向流 动。
普通单向阀
使液流只能沿一个方向流动， 不许它反向倒流。
第4章 液压传动控制元件
4.2 方向控制阀——单向阀
普通单向阀的应用
a.保护泵
b.防止油路相互干扰
c.单向阀做背压阀
d.单向阀起节流或调速作用
第4章 液压传动控制元件
4.2 方向控制阀——单向阀
第4章 液压传动控制元件
4.2 方向控制阀——单向阀
4.2 方向控制阀——换向阀
机动换向阀
第4章 液压传动控制元件
二 位 四 通 机 动 换 向 阀
第4章 液压传动控制元件
4.2 方向控制阀——换向阀
电磁换向阀
第4章 液压传动控制元件
4.2 方向控制阀——换向阀