氣壓與液壓控制技術基礎（第3版）章節(jié)重點難點教學指南中職高教版

中等職業(yè)學校教學用書（數(shù)控技術應用專業(yè)）

《氣壓與液壓控制技術基礎》教學指南

一、課程的性質與任務

“氣壓與液壓控制技術基礎”是中等職業(yè)學校數(shù)控技術應用專業(yè)的一門

專業(yè)基礎課，其主要任務是闡述氣壓與液壓的工作原理，使學生掌握氣壓與

液壓控制技術的基礎知識，著重培養(yǎng)學生理解和分析氣壓與液壓系統(tǒng)的能

力，提高學生的職業(yè)技能和素質，為適應職業(yè)崗位和繼續(xù)學習打下一定的基

礎。

二'教學基本要求

1.掌握液壓與氣壓傳動的基礎知識、基本計算方法。

2.了解常用液壓泵、液壓缸、氣缸、及控制閥的工作原理、特點及應

用。

3.能分析一般的液壓系統(tǒng)回路和氣動控制回路，能設計簡單的液壓系

統(tǒng)及氣壓傳動系統(tǒng)。

4.能按照回路圖正確組裝液壓與氣動控制回路。

5.了解國內外先進液壓與氣動技術成果在機械設備中的應用。

6.能分析數(shù)控機床上的氣壓與液壓系統(tǒng)，對常見的故障會分析判斷，

掌握數(shù)控機床氣壓與液壓系統(tǒng)維護與維修的技能。

7.通過探索性的實訓項目，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。

三、教學提要

第一章氣壓與液壓傳遞的基礎知識

（一）本章的教學內容、重點難點

1、工作介質的主要物理性質：密度、粘性、可壓縮性、

空氣的濕度等概念

2、氣壓與液壓傳動的基礎知識：壓力和流量及相關知識，

教學內容

理想氣體的狀態(tài)方程

3、液壓油的選用

4、氣壓與液壓傳動的發(fā)展

1、工作介質的主要物理性質

教學重點

2、氣壓與液壓傳動的基本原理。即靜壓傳遞原理，連續(xù)

性原理。

3、理想氣體的狀態(tài)方程

4、液壓油的選用方法

1、帕斯卡定理

教學難點

2、連續(xù)性原理

（二）教學要點

1.分清壓力、壓強、載荷、作用力等概念在不同學科中的含義。

2.利用教材P4中圖1T絕對壓力、相對壓力和真空度的相互關系解決容易

混淆的這三個概念。

3.教學中，除用教材中的實例使學生理解帕斯卡定理和連續(xù)性原理外，可

以借助習題更進一步加深對帕斯卡定理和連續(xù)性原理的應用。

大活塞面積A2

小活塞面積AI

如圖所示為相互連通的兩個液壓缸，已知大缸內徑D=100mm,小缸內

徑d=20mm,大活塞上放上質量為5000kg的物體。問:1.在小活塞上所加的力

F有多大才能使大活塞頂起重物？2.若小活塞下壓速度為0.2m/s,試求大活

塞上升速度？

解：

（1）若物體的重力為G=mg=5000kgX9.8m/s2=49000kg-m/s2=49000N

根據帕斯卡原理，由外力產生的壓力在兩缸中相等

即F=-^-Ai=196N

A2

故為了頂起重物應在小活塞上加力為196N。

（2）由連續(xù)性方程：（3=人丫=常數(shù)成之_冠）2可得出大活塞上升速

度。方"產丁"大

本例說明了液壓千斤頂?shù)纫簤浩鹬貦C械的工作原理,體現(xiàn)了液壓裝置的力

放大作用。

圖示也建立了一個很重要的概念，即在液壓傳動中工作的壓力取決于負

載，而與流入的流量多少無關。

4.液壓油的選用

液壓油有很多品種，可根據不同的使用場合選用合適的品種，在品種確

定的情況下，最主要考慮的是油液的粘度，其選擇考慮的因素如下。

（1）液壓系統(tǒng)的工作壓力：工作壓力較高的系統(tǒng)宜選用粘度較高的液壓油，

以減少泄露；反之便選用粘度較低的油。例如，當壓力p=7.0?20.0Mpa時,

宜選用黏度等級46~100的液壓油；當壓力p<7.0Mpa時宜選用黏度等級

32?68的液壓油。

（2）運動速度：執(zhí)行機構運動速度較高時，為了減小液流的功率損失，宜

選用粘度較低的液壓油。

（3）液壓泵的類型：在液壓系統(tǒng)中，對液壓泵的潤滑要求苛刻，不同類型

的泵對油的粘度有不同的要求，具體可參見有關資料。

（4）工作環(huán)境溫度高時選用粘度較高的液壓油，減少容積損失。

第二章氣壓元件的基礎知識

（一）本章的教學內容、重點難點

1、氣源系統(tǒng)的組成

教學內容2、氣源系統(tǒng)的凈化裝置

3、氣動執(zhí)行元件

教學重點氣源系統(tǒng)的凈化裝置

教學難點氣動執(zhí)行元件

（二）教學要點

1.氣源系統(tǒng)的組成及作用

壓縮機：把機械能轉變?yōu)闅鈮耗堋?/p>

電動機：給壓縮機提供機械能，它是把電能轉變成機械能。

單向閥：阻止壓縮空氣反方向流動。

貯氣罐：貯存壓縮空氣。

壓力表：顯示儲氣罐內的壓力。

自動排水器：無需人手操作，排掉凝結在儲氣罐內所有的水。

安全閥：當貯氣罐內的壓力超過允許限度值時，可將壓縮空氣排出。

冷凍式空氣干燥器：將壓縮空氣冷卻到零上若干度，以減少系統(tǒng)中的水

分。

主管道過濾器：它清除主要管道內灰塵、水份和油。主管道過濾器必須

具有最小的壓力降和油霧分離能力。

2.氣源系統(tǒng)的凈化裝置

從空壓機輸出的壓縮空氣到達各用氣設備之前，必須將壓縮空氣中含有

的大量水分、油分及粉塵雜質等除去，以得到適當?shù)膲嚎s空氣質量，避免它

們對氣動系統(tǒng)的正常工作造成危害，并且用減壓閥調節(jié)系統(tǒng)所需壓力以得到

適當?shù)膲毫ΑＴ诒匾那闆r下，使用油霧器使?jié)櫥挽F化并混入壓縮空氣中

潤滑氣動元件，降低磨損，提高元件壽命。

1）壓縮空氣的除水裝置（1）后冷卻器（2）油水分離器（3）干燥器

（4）排水器

2）壓縮空氣的調壓裝置：減壓閥

3）壓縮空氣的潤滑裝置；油霧器

油霧器在使用中一定要垂直安裝，它可以單獨使用，也可以和空氣過濾

器、減壓閥、油霧器三件聯(lián)合使用，組成氣源調節(jié)裝置（通常稱之為氣動三

聯(lián)件），使之具有過濾、減壓和油霧潤滑的功能。聯(lián)合使用時，其連接順序

應為空氣過濾器一減壓閥一油霧器，不能顛倒，安裝時氣源調節(jié)裝置應盡量

靠近氣動設備附近，距離不應大于5m。

3.氣動執(zhí)行元件的主要內容

（1）氣缸的分類

■?單作用

單活塞桿《

，有活塞桿L雙作用

'單作用

單活塞

雙活塞桿《

活塞中機械耦合“?E3R

雙作用

I無活塞桿

雙活塞機械藕合

氣缸”

平膜片“梟索、鋼纜

皮囊"

(2)典型氣缸的結構特點及工作原理

宜對各典型氣缸進行功能和結構上的比較

(3)氣缸的輸出力的計算

為便于學生掌握，宜對氣缸活塞桿進行受力分析，利用力的平衡方

程來解決。

(4)氣動馬達的選擇和使用

(三)操作訓練

1.訓練目的

(1)熟悉氣源裝置的元件組合及功能。

(2)熟悉空氣壓縮機的運轉操作。

(3)熟悉系統(tǒng)壓力的調整操作。

(4)熟悉氣源裝置的日常維護。

2.訓練要點

(1)繪出氣源裝置系統(tǒng)圖，說明各元件功能。

(2)蓄氣操作，觀察貯氣罐內的空氣壓力的變化。

(3)系統(tǒng)壓力的調整。實驗中，若空氣壓縮機輸出的壓縮空氣壓力不

足2kg/cn?,或不供應壓縮氣體，系統(tǒng)壓力如何變化？減壓閥起不起作用？

第三章氣動基本回路和控制閥

(一)本章的教學內容、重點難點

1、氣動換向回路的工作原理、作用和相關的控制閥的功能

2、壓力控制回路的工作原理、作用和相關的控制閥的功能

教學內容3、速度控制回路的工作原理、作用和相關的控制閥的功能

4、氣動邏輯回路的組成和邏輯元件的作用

5、其他常用的基本回路的應用

1、分析各種氣動回路的工作原理和作用

2、換向閥的結構特點及工作原理

教學重點

3、壓力控制閥、調速閥的工作原理

4、各種控制閥的圖形符號和功能

教學難點換向閥的工作原理

(二)教學要點

1.根據使用需要，說明氣動回路的類型和控制元件

氣缸需要控制方向--方向控制--控制方向閥

氣缸需要控制輸出力--壓力控制一壓力控制閥

氣缸需要控制伸出或縮回的速度一一速度控制一流量控制閥

2.換向閥控制方式有人力控制、機械控制、電磁控制、氣壓控制等。

(1)人力控制：用人力來獲得軸向力使閥芯迅速移動換向的控制方式。

人力控制可分為手動控制和腳踏控制等。

（2）機械控制：用機械力來獲得軸向力使閥芯迅速移動換向的控制方

式。

（3）電磁控制：用電磁力來獲得軸向力，使閥芯迅速移動的換向控制

方式。

（4）氣壓控制：用氣壓力來獲得軸向力使閥芯迅速移動換向的操作方

式。它按施加壓力的方式又可分為加壓控制、卸壓控制、差壓控制和時間控

制。加壓控制是指施加在閥芯控制端的壓力逐漸升到一定值時，使閥芯迅速

移動換向的控制，閥芯沿著加壓方向移動。卸壓控制是指施加在閥芯控制端

的壓力逐漸降到一定值時，閥芯迅速換向的控制，常用作三位閥的控制。差

壓控制是指閥芯采用氣壓復位或彈簧復位的情況下，利用閥芯兩端氣壓作用

的面積不等（或兩端氣壓不等）而產生的軸向力之差值,使閥芯迅速移動換向

的控制。延時控制是利用氣流經過小孔或縫隙節(jié)流后向氣室內充氣，當氣室

里的壓力升至一定值后使閥切換，從而達到信號延時輸出的目的。

3.換向閥的位與通

閥芯的工作位置簡稱“位”，閥芯有幾個工作位置就稱為幾位閥。有兩

個通口的二位閥稱為二位二通閥（常表示為2/2閥，前一位數(shù)表示通口數(shù)，

后一位數(shù)表示工作位置數(shù)），它可以實現(xiàn)氣路的通或斷。有三個通口的二位

閥，稱為二位三通閥（常表示為3/2閥）。在不同的工作位置，可實現(xiàn)P、A

相通，或A、R相通。常用的還有二位五通閥（常表示為5/2閥），它可以用

于推動雙作用氣缸的回路中。

換向閥處于不同工作位置時，各通口之間的通斷狀態(tài)是不同的。閥處于

各工作位置時，各通口之間的通斷狀態(tài)分別表示在一個長方形的方塊上，就

構成了換向閥的圖形符號。

當三位閥的閥芯處于中間位置（也稱零位），各通口呈封閉狀態(tài)，則稱

為中位封閉式；若輸出口全部與排氣口接通則稱中位卸壓式；若輸出口都與

輸入口接通稱中位加壓式。若在中位卸壓式閥的兩個輸出口都裝上單向閥，

則稱為中位止回式閥。

4.快速排氣閥與排氣節(jié)流閥

使用快速排氣閥能加快氣缸返回的運動速度，排氣節(jié)流閥通過調節(jié)閥的

節(jié)流口通流面積來改變氣缸的運動速度，兩者在功能上有相同的地方，但快

速排氣閥屬于方向控制閥，排氣節(jié)流閥屬于流量控制閥。

5.氣動基本回路的類型及分析要點

（1）類型

1、雙氣控二位五通換向閥控制的換向回路

換向回路2、雙氣控三位五通換向閥控制的換向回路

3、手動-自動換向回路

4、雙壓閥回路

5、快速排氣閥應用回路

6、單作用氣缸速度控制回路

7、雙作用氣缸速度控制回路

速度控制回路

8,氣液聯(lián)用缸速度控制回路

9、氣液阻尼缸速度控制回路

10、一次壓力控制回路

壓力控制回路11、二次壓力控制回路

12、高低壓轉換回路

13、安全保護回路

14、延時控制回路

其他常用基本回路

15、單往復動作回路

16、連續(xù)往復動作回路

(2)分析要點

回路分析時，換向閥的換向及對氣缸的影響是個難點。在學習換向閥的

的工作原理時，學生能理解各工作位置上各接口的連通關系，但一旦放在回

路中分析，往往又會搞不清楚。所以，在回路分析教學中，宜讓學生寫出氣

缸某一動作的進氣、排氣路線，并多多訓練。

(三)操作訓練要點

1,正確認識選用氣動元件

2.正確組裝各種氣動回路

3.熟悉各種回路的工作特點

4.能調整回路并排除故障

5.加強安全意識

第四章數(shù)控機床上的氣壓系統(tǒng)

(-)本章的教學內容、重點難點

1、數(shù)控加工中心氣動換刀系統(tǒng)

2、數(shù)控銃床氣動系統(tǒng)

教學內容

3、氣動系統(tǒng)常見故障及其排除方法

4、氣液動力滑臺和汽車車門安全操作氣動系統(tǒng)

教學重點學會分析氣壓傳動系統(tǒng)的工作原理和特點

教學難點學會分析氣壓傳動系統(tǒng)的工作原理和特點

(二)教學要點

1.學會閱讀氣動系統(tǒng)圖

在閱讀氣壓傳動系統(tǒng)圖時，一是要了解系統(tǒng)的工作程序；二是能看懂圖

中各元件的圖形符號，知道它的功能；三是能按工作程序圖逐個分析其程序

動作和了解程序轉換的發(fā)信元件，加深對氣壓傳動系統(tǒng)的理解。

2.教學方法

本章節(jié)實踐內容多，在教學中應將理論教學與實踐項目結合，在實踐操

作中掌握知識點和故障分析方法。

(三)操作訓練要點

對數(shù)控機床進行操作，熟悉其氣動系統(tǒng)的功能和相關的動作操作，分析

氣動系統(tǒng)的工作原理圖，能查找故障原因。

在操作訓練中要注意加強學生的安全意識。

第五章液壓元件的基礎知識

(一)本章的教學內容、重點難點

1、液壓泵的工作原理和主要性能及參數(shù)

2、齒輪泵、葉片泵、柱塞泵的結構、工作特點及選用

3、各類液壓缸的工作原理和特點

教學內容4、液壓缸的參數(shù)計算

5、液壓缸的密封、緩沖和排氣

6、液壓馬達的工作原理和扭矩、轉速的計算

7、液壓輔助元件的結構和功能

1、液壓泵的工作原理和主要參數(shù)

教學重點2、液壓缸的推力和速度計算方法

3、正確選用液壓泵

教學難點齒輪泵、葉片泵、柱塞泵的結構及工作特點

(二)教學要點

1.泵正常工作的四個必備條件

(1)具有一個由運動件和非運動件所構成的密閉容積；

(2)密閉容積的大小隨運動件的運動作周期性的變化，容積由小變大

實現(xiàn)吸油，由大變小實現(xiàn)壓油；

(3)密閉容積增大到極限時，先要與吸油腔隔開，然后才轉為排油；

密閉容積減小到極限時，先要與排油腔隔開，然后才轉為吸油。

(4)吸油過程中油箱必須與大氣相通

2.三種壓力不能混淆

(1)工作壓力：液壓泵實際工作時的輸出壓力稱為工作壓力。工作壓

力取決于外負載的大小和排油管路上的壓力損失，而與液壓泵的流量無關。

(2)額定壓力：液壓泵在正常工作條件下，按試驗標準規(guī)定連續(xù)運轉

的最高壓力稱為液壓泵的額定壓力。

(3)最高允許壓力：在超過額定壓力的條件下，根據試驗準規(guī)定，允

許液壓泵短暫運行的最高壓力值，稱為液壓泵的最高允許壓力,超過此壓力,

泵的泄漏會迅速增加。

3.泵的主要參數(shù)

(1)泵的工作壓力

(2)泵的理論流量和實際流量

(3)泵的輸出功率

(4)驅動泵的電機功率

4.齒輪泵的困油現(xiàn)象

液壓油在漸開線齒輪泵運轉過程中，因齒輪相交處的封閉體積隨時間改

變，常有一部分的液壓油被封閉在齒間，這種現(xiàn)象稱為困油現(xiàn)象。因液壓油

不可壓縮將使齒輪泵產生極大的震動和噪音，故必須在側板上開設卸荷槽，

以防止其發(fā)生。

卸荷措施：在前后蓋板或浮動軸套上開卸荷槽

開設卸荷槽的原則：兩槽間距a為最小閉死容積，而使閉死容積由大變

小時與壓油腔相通，閉死容積由小變大時與吸油腔相通。

5.液壓泵、液壓缸、液壓馬達的共性

油缸油泵油馬達,工作原理屬一家,

能量轉換共同點,均靠容積來變化,

油泵輸出壓力油,出油當然是高壓,

缸和馬達與泵反,出油自然是低壓。

工作壓差看負載,負載含義要記下,

油泵不僅看外載,管路阻力也得加,

缸和馬達帶負載,壓差只是克服它。

流量大小看速度,再看排量小與大,

單位位移需油量,排量含義就是它。

6.液壓泵的選用

(1)選擇液壓泵的原則

一看否要求變量：徑向柱塞泵、軸向柱塞泵、單作用葉片泵是變量泵。

二看工作壓力：柱塞泵壓力31.5MPa；葉片泵壓力6.3MPa,高壓化以后

可達16MPa；齒輪泵壓力2.5MPa,高壓化以后可達21MPa。

三看工作環(huán)境：齒輪泵的抗污染能力最好。

四看噪聲指標：低噪聲泵有內嚙合齒輪泵、雙作用葉片泵和螺桿泵，雙

作用葉片泵和螺桿泵的瞬時流量均勻。

五看效率：軸向柱塞泵的總效率最高；同一結構的泵，排量大的泵總效

率高；同一排量的泵在額定工況下總效率最高。

(2)液壓泵大小的選用

液壓泵的選擇，通常是先根據對液壓泵的性能要求來選定液壓泵的型

式，再根據液壓泵所應保證的壓力和流量來確定它的具體規(guī)格。

液壓泵的輸出流量取決于系統(tǒng)所需最大流量及泄漏量，即

Q案2K?XQit

式中：Q兼一液壓泵所需輸出的流量，m7min。

K流一系統(tǒng)的泄漏系數(shù)，取1.1?1.3

Q缸一液壓缸所需提供的最大流量，m7min,.

若為多液壓缸同時動作，Q缸應為同時動作的幾個液壓缸所需的最大流

量之和。

在PaQ家求出以后，就可具體選擇液壓泵的規(guī)格，選擇時應使實際

選用泵的額定壓力大于所求出的P案值，通?？煞糯?5%。泵的額定流量略

大于或等于所求出的QM.值即可。

（三）操作訓練要點

1.要多注意分析學生實踐中產生的共性問題，并及時解決，以提高學

生分析問題與解決問題的能力。

2.將實踐項目與理論教學相結合，在實踐操作中掌握關鍵的理論知識

點。

第六章液壓基本回路和控制閥

（一）本章的教學內容、重點難點

1、方向控制回路的工作原理、作用和相關的控制閥的功能

2、壓力控制回路的工作原理、作用和相關的控制閥的功能

教學內容

3、速度控制回路的工作原理、作用和相關的控制閥的功能

4、順序動作回路的工作原理、作用

1、各種液壓回路的工作原理和相關核心元件的作用

2、三位換向閥的中位機能結構特點及工作原理

教學重點

3、各種控制閥的圖形符號和功能

4、平衡回路的特點與應用

1、三位換向閥的中位機能結構特點及工作原理

教學難點

2、先導式調壓閥、減壓閥、順序閥、調速閥的特點

（二）教學要點

1.要區(qū)別平衡回路與背壓回路

2.要比較進油節(jié)流調速回路與回油節(jié)流調速回路的工作特點

3.要比較行程控制順序動作回路與壓力控制順序動作回路的組成和工作

特點

（三）操作訓練要點

1,正確認識選用液壓元件

2.正確組裝各種液壓回路

3.熟悉各種回路的工作特點

4.能調整回路并排除故障

5.加強安全意識

第七章典型的液壓系統(tǒng)

（一）本章的教學內容、重點難點

1、機械手液壓系統(tǒng)

2、數(shù)控機床液壓系統(tǒng)

教學內容

3、數(shù)控系統(tǒng)常見故障及其排除方法

4、組合機床動力滑臺和液壓壓力機液壓系統(tǒng)

教學重點分析液壓系統(tǒng)的步驟和方法

教學難點分析液壓系統(tǒng)的方法

（二）教學要點

1.了解液壓技術在國民經濟各行各業(yè)中的應用

2.分析液壓系統(tǒng)的步驟：

（1）了解設備對液壓系統(tǒng)的要求；

（2）以執(zhí)行元件為中心，將系統(tǒng)分解為若干塊一一子系統(tǒng)；

（3）根據執(zhí)行元件的動作要求對每個子系統(tǒng)進行分析，搞清楚子系統(tǒng)

由哪些基本回路組成；

（4）根據設備對各執(zhí)行元件間互鎖、同步、順序動作和防干擾等要求,

分析各子系統(tǒng)的聯(lián)系；

（5）歸納總結整個系統(tǒng)的特點。

3.本章節(jié)實踐內容多，在教學中應將理論教學與實踐項目結合，在實踐

操作中掌握關鍵的知識點和故障分析方法。

（三）訓練要點

對數(shù)控機床進行操作，熟悉其液壓傳動系統(tǒng)的功能和相關的動作操作，

能分析液壓系統(tǒng)的工作原理圖，能查找故障原因。

在操作訓練中要注意加強學生的安全意識。

四、學時安排

1.學時安排表

章次內容理論教學實踐教學

第一章氣壓與液壓傳動的基礎知識4

第二章氣壓元件的基礎知識82

第三章氣壓基本回路和控制閥28

第四章數(shù)控機床上的氣壓系統(tǒng)12

第五章液壓元件的基礎知識68

第六章液壓基本回路和控制閥28

第七章典型液壓系統(tǒng)12

合計2432

總學時54

2.實踐教學內容

(1)氣源裝置的調節(jié)

(2)氣動基本回路

(3)數(shù)控機床氣動系統(tǒng)的操作

(4)液壓泵和液壓缸的拆裝

(4)液壓基本回路

(5)數(shù)控機床液壓系統(tǒng)的操作

五、教學建議

1.本課程實踐性較強。在教學時應將理論教學和實踐教學緊密結合起

來。課堂教學中要采用現(xiàn)實生活中的實例引導，要充分利用多媒體教學軟件、

氣壓與液壓訓練設備等進行直觀性教學，實現(xiàn)理論知識與技能訓練的統(tǒng)一。

2.在教學過程中要成分發(fā)揮教師的主導和學生的主體作用，多采用啟發(fā)

式教學，培養(yǎng)學生的學習興趣，讓學生不僅掌握基礎知識而且能自主學習，

提高學生的學習能力和動手操作能力。

3.在實踐性教學中，要注意培養(yǎng)學生認真細致的工作態(tài)度和嚴謹?shù)墓ぷ?/p>

作風，培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力，突出學生應用能力的培養(yǎng)。

4.本課程的重點是：氣動基本回路及典型氣壓系統(tǒng)；液壓壓力控制閥及

其應用；液壓系統(tǒng)中的速度控制回路；典型液壓系統(tǒng)。難點是液壓壓力控制

閥的應用；液壓調速回路。

《氣壓與液壓控制技術基礎》習題答案

習題1

(1)解釋下列概念：

通流截面：垂直于液體或氣體流動方向的截面。常用A表示，單位為

m2o

流量：單位時間內流過通流截面的液體或氣體體積，常用q,表示，單

位為為

平均流速：液體或氣體流過通流截面上各點的速度各不相等，管子中心

的速度最大，管壁處的速度最小。為計算和分析簡便起見，可假設液體或氣

體通過通流截面的流速分布是均勻的，其流速稱為平均流速，用U表示，單

位為m/So

真空度：當絕對壓力低于大氣壓時，習慣上稱為出現(xiàn)真空。因此真空度

是指比大氣壓力小的那部分數(shù)值。

連續(xù)性原理：液體或氣體在無分支管道作不可壓縮流動時，每一通流截

面上通過的流相等。

相對濕度：相對濕度是指某溫度和總壓力不變的條件下，絕對濕度與飽

和濕度的比值，用＜p表示。

帕斯卡定理：加在靜止氣體或液體上的壓力，以同樣大小向所有方向傳

遞，這就是帕斯卡定理。

(2)在工作中如何選擇合適的液壓油？

選用液壓油時常常采用兩種方法:一是按液壓元件生產廠說明書所推薦

的油類品種和規(guī)格選用液壓油：二是根據液壓系統(tǒng)的具體情況，如工作壓力

高低、工作溫度高低、運動速度大小、液壓元件的種類等因素，全面考慮選

用液壓油。在選用時，主要是確定液壓油的粘度范圍、品種及系統(tǒng)工作時的

特殊要求。

粘度是液壓油的最重要的性能指標之一。它對液壓系統(tǒng)的運動平穩(wěn)性、

工作可靠性、系統(tǒng)效率等有顯著影響，所以必須根據具體要求選擇合適的粘

度。液壓泵是液壓系統(tǒng)的重要元件，對粘度的要求較高。一般情況下，可將

液壓泵要求的粘度作為選擇液壓油的基準。

1、環(huán)境溫度礦物油的粘度受溫度的影響變化很大。為保證在工作

溫度時有較適宜的粘度，選用過程中，當環(huán)境溫度較高時宜采用粘度較大的

液壓油；當環(huán)境溫度較低時宜采用粘度較小的液壓油。

2、液壓系統(tǒng)工作壓力系統(tǒng)工作壓力較高時，宜選用粘度較高的油，

以免系統(tǒng)泄漏過多，效率過低；系統(tǒng)工作壓力較低時，宜選用粘度較低的油，

以減少壓力損失。

3、運動速度工作部件運動速度較高時，為減少由于與液體摩擦而

造成的能量損失，宜選用粘度較低的液壓油；反之，工作部件運動速度較低

時，宜選用粘度較低的液壓油。

4、設備的特殊要求精密設備和一般機械對粘度要求不同，精密設

備宜選用較低粘度的液壓油。

(3)有一貯氣罐，容積為60L,罐內裝有t=10"的空氣，罐內頂部壓力表

指示為0,現(xiàn)對該罐加熱到40℃,問此時壓力表指示值為多少？

解：貯氣罐內的氣體屬等容過程

5

P,=Pa=1.013X10TI=273℃+1O℃=283℃T2=273℃+40℃=313℃

由M=舁可得pJ爐-=1.12OX105Pa

111211

555

△P=P2-Pa=1.120xl0-1.013xl0=0.107xl0pa

(4)解：由等容過程狀態(tài)方程可得P2=^p=0.7233MPa

表壓力p2=(0.7233-0.1013)MPa=0.622MPa

由等溫過程狀態(tài)方程可得V產呼2=285.6L

Pi一

罐內壓縮氣體量AV=V,-V2=(285.6—40)L=245.6L

(5)解：1)作用在小活塞上的力為多少？

F.X27=TX540F)=5000N

2)系統(tǒng)中的壓力為多少？

P=F|/A=4FMnd=44.23X10%

3)大活塞能頂起多重的重物？

G=PXA2=45000N

4)大、小活塞運動速度哪一個快？快多少倍？

小活塞運動速度快。快8倍。

(6)1)流入液壓缸的流量q“和流出液壓缸的流量q、2；

3

qVi=A|Xv=0.02XO.O5=1X10m7s

q、，2=AtXu=O.OlX0.05=0.5X10'm7s

2)若進油和出油管的有效直徑都是0.02m,求兩管道中油液的平均

流速V|和1)2。

Vi=qvl/A=lX10;i4-3.14X0.022X4=3.185m/s

B2=qV2/A=1.59m/s

習題2

（i）氣壓傳動系統(tǒng)由哪幾部分組成？

氣壓傳動系統(tǒng)主要由氣源裝置、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件、工作

介質等幾部分組成。

（2）通常所說的氣動三大件是指那些元件？

空氣過濾器、減壓閥、油霧器被稱為氣動三大件，是氣壓傳動系統(tǒng)中必不可

少的元件，其安裝順序也不能顛倒。

（3）試說明標記為QGD100X200的含義。

QGD100X200表示直徑為100mm,行程為200mm的細桿（標準桿）緩沖氣缸。

（4）試說明元件1、2、3、4、5、6的作用。

1一將原動機供給的機械能轉換為氣體的壓力能，為各類氣動設備提

供動力。

2一將高溫高壓空氣冷卻至40。＜2?50℃,將壓縮空氣中含有的油汽和

水汽冷凝成液態(tài)水滴，以便油水分離器排出。

3一分離并排除壓縮空氣中所含的水分、油分和灰塵等雜質，使壓縮

空氣得到初步凈化。

4一貯氣罐的主要作用是消除氣源輸出氣體的壓力脈動；貯存一定數(shù)

量的壓縮空氣，解決短時間內用氣量大于空氣壓縮機輸出氣量的矛盾，保證

供氣的連續(xù)性和平穩(wěn)性，進一步分離壓縮空氣中的水分和油分。

5—干燥器的作用是進一步除去壓縮空氣中含有的水蒸氣。

6一清除留存在壓縮空氣中少部分的塵埃、水分。

（5）油霧器安裝時應注意什么？

油霧器一般應配裝在空氣過濾器和減壓閥之后（以防止水分進入油杯內

使油乳化），安裝應盡量靠近換向閥，與閥的距離不超過5m。

（6）（略）

（7）①氣液阻尼缸由氣缸和液壓缸組合而成。動力缸是氣缸，阻尼缸是液

壓缸

②與普通氣缸相比，它傳動平穩(wěn)，定位精確、噪音小；與液壓缸相比，

它不需要液壓源，經濟性好。

③由油箱2來補充液壓缸因泄漏而減少的油量。

（8）單作用氣缸的內徑D=63mm,復位彈簧的最大反力為150N,工作壓力

p=0.5MPa,氣缸效率為0.4,該氣缸的推力為多少？

F=：D2pq-F|=473.13N

習題3

(1)說明下列圖形符號所表示的控制閥的名稱。

A或門型梭閥B與門型梭閥C快速排氣閥D帶消聲器的排氣節(jié)流閥

(2)氣動方向控制閥的控制方式有哪些？

人力控制、機械控制、電磁控制、氣壓控制等。

(3)圖3-30雙手操作回路為什么能起到保護操作者的作用？

該回路需要雙手在很短時間間隔內“同時”操作，氣缸才能動作。若雙

手不同時按下，氣罐3中的氣將從閥1的排氣口排空，主閥4就不能換向，

氣缸不能動作。此外，閥1或閥2因彈簧失效而未復位時，氣罐3得不到充

氣，氣缸也不會動作。該回路的安全性好。

(4)說明圖3-37所示回路的作用。

(a)圖為快速排氣閥應用回路?？焖倥艢忾y裝在換向閥和氣缸之間，

它使氣缸的排氣不用通過換向閥而快速排出，從而加快了氣缸往復的運動速

度，縮短了工作周期。

(b)圖為采用三位主控閥的雙手操作回路。只有手動閥2和3同時動作時,

主控閥1上才會有信號A,可把主控閥1切換到上位，此時活塞桿前進；而當

手動閥2和3同時松開時，主控閥1切換到下位，此時活塞桿后退。若手動閥2

和3中只有一個動作，主控閥則復位到中位，活塞靜止。

(c)圖為延時回路。按下閥8,氣缸向外伸出，當氣缸在伸出行程中壓下

閥5后，壓縮空氣經節(jié)流閥到氣罐6,延時后才將閥7切換，氣缸退回。

(d)圖為利用延時回路形成的時間控制單往復動作回路。當按下閥1的

按鈕后，閥3換向，氣缸活塞桿伸出，當壓下行程閥2后，延時一段時間，

閥3才換向，活塞桿返回，完成一次循環(huán)。

(5)什么是延時控制回路？它相當于電器元件中的什么元件？

延時控制回路是指在氣動回路中，氣缸按一定程序延時完成動作。它相

當于電器元件中的時間繼電器。

習題4

(1)在圖4-2數(shù)控加工中心氣動換刀系統(tǒng)中，夾緊缸采用了氣液增壓缸，為

什么？

氣液增壓缸可獲得較大的作用力，避免采用高壓的大型氣壓缸，可使設

備小型化。

（2）簡述XK5032數(shù)控銃床上的刀具裝卸過程。

裝刀時，必須先啟動電磁閥，然后將刀柄缺口對準主軸端面鍵，向上推

入主軸錐孔，直至碰到鎖緊套不能向上為止。此時斷開電磁閥，鎖緊套依靠

彈簧的恢復力向上運動，6個鋼球卡入拉釘?shù)陌疾鄄糠謱⒌侗i緊。

卸刀是由一常閉型的二位三通先導式電磁閥1來控制的。當更換刀具時，

可按下按鈕，接通電磁閥。壓縮空氣由主軸套筒（圖4-4所示）上部進入氣

缸，推動活塞及鎖緊套向下運動，此時鋼球分開，鎖緊套推動刀柄向下與主

軸錐孔分離。必須注意卸刀時，應先用手握住刀柄，然后再啟動電磁閥按鈕,

以防刀柄掉落，損壞零件或工作臺面。

（3）①元件名稱1一腳踏換向閥2—機動行程閥

3、4—二位四通氣動換向閥5、6—單向節(jié)流閥

②工作循環(huán)：A缸伸出（定位）一B、C缸伸出（夾緊）一B、C缸返

回fA缸返回

（4）①換向閥4

②換向閥3（右位）、擋鐵B切換行程閥6,擋鐵C切換行程閥2,

擋鐵離開行程閥6,擋鐵A切換行程閥8

③進：氣源裝置一閥1左位一閥3右位一氣缸上腔

回：氣缸下腔一閥3右位一大氣

油：油缸下腔一閥6左位一閥7一油缸上位

（5）①換向回路、安全保護回路、雙向調速回路

②閥1或3,閥2或4,閥5

③車門在關閉過程中如碰到障礙物，便推動閥5,此時壓縮空氣經

閥5把控制信號通過閥8送到閥9的a側，使閥9向車門開啟方向切換，從

而保證了乘客的安全。

習題5

（1）液壓泵要實現(xiàn)吸油和壓油，必須具備什么條件？

①具有密封容積。

②密封容積能交替變化。

③應有配流裝置。

④吸油過程中油箱必須和大氣相通。

(2)什么是齒輪泵的的困油現(xiàn)象？困油現(xiàn)象有什么危害？如何消除？

為使齒輪泵平穩(wěn)地工作，齒輪嚙合的重合度必須大于1,即前一對輪齒

尚未脫離嚙合時，后一對齒輪己經進入嚙合，因此在某一段時間內，會有兩

對輪齒同時嚙合。此時，就有一部分油液被圍困在這兩對嚙合的輪齒之間形

成的一個密封容積內，此密封容積稱為困油區(qū)。隨著齒輪的旋轉，困油區(qū)的

容積將發(fā)生從大到小，又從小到大，當容積減小時，困油區(qū)的油液受擠壓，

壓力急劇上升，并從一切可能泄漏的縫隙中擠出，造成功率損失，軸承負載

也增大。當容積增大時，困油區(qū)產生真空度，使油液汽化，油液中的空氣析

出，形成氣泡，氣泡被帶到液壓系統(tǒng)內引起震動、噪聲、氣蝕。這種困油現(xiàn)

象嚴重影響了齒輪泵的工作平穩(wěn)性和使用壽命。為了消除困油現(xiàn)象，通常在

兩端泵蓋內側面上銃出兩個卸荷槽，開載荷槽的原則是：當困油區(qū)容積縮小

時，油液通過卸荷槽，能與壓油腔相通，以便及時將被困油液排出；當困油

區(qū)容積增大時，通過卸荷槽能與吸油腔相同，以便及時補油。

(3)(略)

(4)某液壓系統(tǒng)中液壓泵的輸出工作壓力pP=20MPa,實際輸出流量

q*=60L/min,容積效率n1P=0.9,機械效率n*0.9。試求驅動液壓泵的電動

機功率。

P.=P。/n=P。qjn>-n『24.7KW

(5)在圖示的單活塞桿液壓缸中，已知活塞的直徑D=125mm,活塞桿的的直

徑d=70mm,活塞向右運動的速度u=0.lm/s,

求：進入液壓缸的流量卬和排出液壓缸的流量中個為多少？

qi=oAi=0.1X3.14X0.12524-4=1.23X10V/s

q2=UJl(D2-d2)/4=8.42X10m'/s

(6)在下圖所示的串聯(lián)液壓缸，Ai和Az均為有效工作面積，W和F2為兩活塞

桿的負載。在不計壓力損失的情況下，求小、0、U1、02o

解：由piAi-Fi+pzAz

P2A尸F(xiàn)?

可得Pi=(RAi+F2A2)/A：

P2-F2/Ai

若進入液壓缸的流量為q,則ui=q/Ai,U2=qA2/AF

(7)簡述丫型密封圈的特點和使用注意事項。

特點：Y形密封圈是一種密封性、穩(wěn)定性和耐壓性較好，摩擦阻力小，

壽命較長的密封圈，故應用比較普遍。

注意事項：①Y形圈安裝時，唇口端應對著液壓力高的一側。若活塞兩

側都有高壓油一般應成對使用。②當壓力變化較大、滑動速度較高時，為避

免翻轉，要使用支承環(huán)，以固定Y形密封圈。

(8)過濾器有哪幾種類型？分別有什么特點？

網式濾油器結構簡單，通油能力大，清洗方便，但過濾精度較低。

線隙式濾油器結構簡單，通油能力大，過濾精度比網式的高，但不易

清洗，濾芯強度較低。

燒結式濾油器過濾精度高，抗腐蝕，濾芯強度大，能在較高油溫下工

作，但易堵塞，難于清洗，顆粒易脫落。

紙芯式濾油器過濾精度高，壓力損失小，重量輕，成本低，但不能清

洗，需定期更換濾芯。

(9)油管和管接頭有哪些類型？各適用于什么場合？

油管：

鋼管多用于中、高壓系統(tǒng)的壓力管道

紫銅管一般只用在液壓裝置內部配接不便之處

黃銅管可承受較高的壓力，但不如紫銅管那樣容易彎曲成形

尼龍管有著廣泛的使用前途

耐油管適用于工作壓力小于0.5MP”的管道

橡膠管用于兩個相對運動件之間的連接

管接頭：

焊接式管接頭用于鋼管連接中

卡套式管接頭用在鋼管連接中

擴口式管接頭用于薄壁銅管、工作壓力不大于8"Pa的場合

膠管接頭隨管徑不同可用于工作壓力在6~40A/Pa的液壓系統(tǒng)中

快速接頭適用于經常裝拆處

習題6

(1)常用的液壓基本回路按其功能可分為哪幾類？

有方向控制回路、壓力控制回路、速度控制回路、順序動作回路

(2)圖形符號(略)

(3)鎖緊回路的功用是什么？圖示6-38的鎖緊回路a和b,其關鍵元件分

別是什么？兩種回路相比，哪一種密封性能好？哪一種鎖緊效果好？

鎖緊回路的作用是使液壓缸停止運動時能夠準確地停止在要求的位置

上，而不因外界影響發(fā)生漂移或竄動。

(a)圖關鍵元件是。型換向閥,(b)圖關鍵元件是液控單向閥A、B

(b)圖密封性能好，鎖緊效果好

(4)調壓回路在液壓系統(tǒng)中有何重要性？

調壓回路的功用是使液壓系統(tǒng)的整體或部分的壓力保持恒定或不超過

某個數(shù)值，能保證液壓系統(tǒng)的壓力穩(wěn)定。

(5)卸荷回路的作用是什么？常采用的卸荷方式有哪些？

卸荷回路的功用是在液壓泵不停轉的情況下，使液壓泵在功率損耗接

近于零的情況下運轉，以減少功率損耗，降低系統(tǒng)發(fā)熱，延長泵和電機的壽

命。

常用的卸荷方式有用換向閥卸荷、用先導型溢流閥卸荷

(6)在液壓系統(tǒng)中為什么要設置快速運動回路？實現(xiàn)執(zhí)行元件快速運動的

方法有哪些？

快速運動回路又稱增速回路，其功用在于使液壓執(zhí)行元件在空行程時

獲得所需的高速，以提高生產率或充分利用功率。根據“=q、，/A可知，增加

進入液壓缸的流量或縮小液壓缸有效工作面積都能提高液壓港的運動速度。

方法有：液壓缸差動連接、采用蓄能器、雙泵供油

(7)如圖6-39所示，液壓缸無桿腔有效面積A|=100cm2,有桿腔的有效面

積A2=50cm\液壓泵的額定流量為10L/min,試確定：

⑴若調速閥開口允許通過的流量為6L/min,活塞右移的速度多大？其

返回速度有多大？

qv=6L/min=lX10m3/s

vi=qv/Ai=O.Olm/sv2=q1/A2=0.02m/s

⑵若將調速閥串接在回油路上(其開口不變)時，活塞右移的速度多大？

其返回速度有多大？

Vi=qv/A2=0.02m/sv2-qv/Ai=O.Olm/s

⑶若調速閥的最小穩(wěn)定流量為0.05L/min,該液壓缸能得到的最低速度

是多少？

VBi?=qvmin/Ai=O.833X10'm/s

(8)讀圖6-40所示回路，說明它屬于哪一種基本回路,并簡要說明動作原理。

該回路為順序動作回路。

當換向閥左位接入回路且順序閥4的調定壓力大于液壓缸1的最大前進

工作壓力時，壓力油先進入液壓缸1的下腔，實現(xiàn)缸1活塞桿的上行；當液

壓缸1行至終點后，壓力上升，壓力油打開順序閥5進入液壓缸2的下腔，

實現(xiàn)缸2活塞桿的上行；同樣地，當液壓缸2行至終點后，壓力上升，壓力

油打開順序閥6進入液壓缸3的下腔，實