液壓與氣動技術(shù) 第2版 課后習題答案 王寶敏

《液壓與氣動技術(shù)（第二版）》課后練習答案項目一液壓與氣動技術(shù)的認知一、填空題1.動力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件2.氣壓發(fā)生裝置、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件3.液壓油的壓力、運動、負載4.局部、沿程5.40、運動、平均6.2.5二、思考題1.答：（1）在同等功率的情況下，液壓執(zhí)行元件體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊。（2）液壓傳動的各種元件可根據(jù)需要方便、靈活地布置。（3）液壓裝置工作平穩(wěn)，換向沖擊小，易于實現(xiàn)快遞啟動、制動和頻繁的換向（直線1000m/min,回轉(zhuǎn)500r/min）。（4）操縱控制方便，可實現(xiàn)大范圍的無機調(diào)速（調(diào)速范圍達2000:1），而且它可以在運行的過程中進行調(diào)速。（5）一般采用礦物油為工作介質(zhì)，相對運動面可自行潤滑，使用壽命長。（6）既易實現(xiàn)自動化，又能實現(xiàn)過載保護，當采用電液聯(lián)合控制甚至計算機控制后，可實現(xiàn)大負載、高精度、復(fù)雜運動的自動控制。（7）液壓元件實現(xiàn)了標準化、系列化、通用化，便于設(shè)計、制造和推廣使用。2.答：液壓油的牌號用黏度的等級表示，即用該液壓油40℃時運動黏度的平均值表示。選擇液壓油的粘度主要取決于液壓系統(tǒng)的工作環(huán)境和條件。?在高壓、高溫、低速的情況下，應(yīng)選用粘度較大的液壓油，因為這樣可以減少泄漏對系統(tǒng)的影響；而在低壓、低溫、高速的情況下，應(yīng)選用粘度較低的液壓油，以減少內(nèi)摩擦阻力。此外，液壓油的粘度選擇還需考慮液壓泵的類型和系統(tǒng)的工作溫度范圍。3.答：（1）液壓油被污染后，將對系統(tǒng)及元件所造成危害：1）固體顆粒會加速相對滑動元件表面的磨損，劃傷密封件，使泄漏增加，同時堵塞過濾器縫隙，使液壓泵吸油不暢，產(chǎn)生噪聲，使閥類元件動作不靈。2）水侵入會加速油液的氧化，并與添加劑起作用產(chǎn)生黏性膠質(zhì)，使濾芯堵塞。3）空氣介入會降低工作介質(zhì)的體積彈性模量，引起氣蝕，使液壓傳動系統(tǒng)產(chǎn)生振動、爬行等現(xiàn)象。4）溶劑、微生物、表面活性化合物會使工作介質(zhì)變質(zhì)，降低潤滑性能，加速元件腐蝕。（2）液壓系統(tǒng)故障的70%~80%是由于油液污染造成的。減少油液中的顆?？山档湍p，同時還要十分重視水和空氣對油液的污染。一般常采取如下措施來控制工作介質(zhì)的污染：1）嚴格清洗元件和系統(tǒng)。遵守和執(zhí)行元件和系統(tǒng)制造過程清潔度管理規(guī)范，采用經(jīng)濟有效的清洗方法，如超高壓噴射清洗及超聲波清洗等。系統(tǒng)在組裝前，先清洗油箱和管道，組裝后再進行全面徹底的沖洗。2）防止污染物從外界侵入。在貯存、搬運及加注的各個階段都應(yīng)防止工作介質(zhì)被污染。工作介質(zhì)必須經(jīng)過過濾器注入系統(tǒng)。在油箱呼吸孔上裝設(shè)空氣過濾器或采用封閉式密封油箱，防止運行時塵土、磨料和冷卻物侵入系統(tǒng)。另外，在液壓缸活塞桿端部應(yīng)裝防塵密封，并經(jīng)常檢查定期更換。3）采用高性能的過濾器。這是控制工作介質(zhì)污染度的重要手段，它可使系統(tǒng)在工作中不斷濾除內(nèi)、外部各種污染物。必須定期檢查、清洗過濾器和更換濾芯。4）控制工作介質(zhì)的溫度。液壓裝置必須設(shè)立良好的散熱條件，使工作介質(zhì)長期處在低于它開始氧化的溫度下工作。一般液壓系統(tǒng)的工作溫度最好控制在65℃以下，機床液壓系統(tǒng)還應(yīng)更低一些。5）定期檢查和更換工作介質(zhì)。每隔一定時間，對系統(tǒng)中的工作介質(zhì)進行抽樣分析，也可采用便攜式顆粒計數(shù)器實現(xiàn)在線測量，用一個微型接頭與液壓系統(tǒng)連接，在屏幕上可顯示測量結(jié)果并可打印出相應(yīng)數(shù)據(jù)。如發(fā)現(xiàn)污染度已超過標準，應(yīng)及時更換。在更換新工作介質(zhì)前，整個系統(tǒng)必須先清洗一次。有效地控制液壓系統(tǒng)的污染，以保證液壓系統(tǒng)的工作可靠性和元件的使用壽命，需要制定必要的管理規(guī)范和實施細則。4.答：當液壓系統(tǒng)中液壓缸的有效面積一定時，其內(nèi)的工作壓力大小由負載的大小決定，活塞的運動速度由輸入液壓缸的流量決定。5.答：液壓系統(tǒng)中限制管道內(nèi)液體流速的主要原因是為了減少壓力損失和液壓沖擊。?液體在管道內(nèi)流動時，流速越大，液體分子間的內(nèi)摩擦力以及液體與管壁間的外摩擦力也越大，從而導(dǎo)致壓力損失增加。壓力損失不僅會導(dǎo)致液壓系統(tǒng)效率降低，還會使油溫升高，增加泄露的可能性，進而影響液壓系統(tǒng)的工作性能。此外，高流速還可能導(dǎo)致液壓沖擊，這種沖擊會產(chǎn)生瞬時高壓，可能損壞系統(tǒng)中的元件、管道或液壓元件，引起設(shè)備震動和噪聲，甚至導(dǎo)致誤動作，影響系統(tǒng)正常工作。項目二動力源的選用一、填空題1.壓力能、動力元件2.容積式液壓泵3.流量4.困油現(xiàn)象、泄露問題5.齒輪泵、葉片泵、柱塞泵6.端面泄露7.壓縮空氣、機械能、壓力能、壓力能、機械能8.產(chǎn)生壓縮空氣的氣壓發(fā)生裝置、凈化壓縮空氣的裝置和設(shè)備、輸送壓縮空氣的管道9.空氣過濾器、減壓閥、油霧器、空氣過濾器、減壓閥、油霧器10.壓力、流量、流動方向二、思考題1.答：（1）在結(jié)構(gòu)上具有若干個容積大小能周期性變化的密封腔；（2）有配油機構(gòu)（由單向閥組成），密封腔由小變大時與吸油腔相通，由大變小時與排油腔相通；（3）油箱內(nèi)油液的絕對壓力必須大于或等于大氣壓力。2.答：（1）齒輪泵的困油現(xiàn)象?是指當齒輪泵工作時，為了確保齒輪的連續(xù)傳動，前一對齒輪尚未完全脫離嚙合時，后一對齒輪已經(jīng)進入嚙合狀態(tài)，導(dǎo)致部分油液被困在兩對齒輪形成的封閉空間內(nèi)。這個封閉空間隨著齒輪的轉(zhuǎn)動而變化，當容積減小時，被困油液受到擠壓，壓力急劇升高，可能導(dǎo)致油液發(fā)熱和機件受到額外負載；當容積增大時，則形成局部真空，導(dǎo)致氣穴現(xiàn)象，產(chǎn)生振動和噪聲。（2）?困油現(xiàn)象的危害?包括：1）?壓力沖擊?：當封閉容積減小時，被困油液受到擠壓，壓力急劇升高，可能導(dǎo)致油液發(fā)熱，軸承等機件受到額外負載。2）?氣穴現(xiàn)象?：當封閉容積增大時，形成局部真空，導(dǎo)致油液中溶解的氣體分離，產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象，引起振動和噪聲。3）?機械磨損?：壓力沖擊和氣穴現(xiàn)象會導(dǎo)致泵的機械部件磨損加劇，影響泵的使用壽命。（3）?解決困油現(xiàn)象的方法有：1）?設(shè)置卸荷槽?：在泵蓋或側(cè)板上開設(shè)卸荷槽，使封閉容積減小時通過卸荷槽與壓油腔相通，增大時與吸油腔相通，從而消除壓力沖擊和氣穴現(xiàn)象。2）?泄壓孔法?：在從動齒輪的齒頂或齒根鉆孔，通過這些孔將困油容積中的高壓油引向排出腔或吸入腔的油液，從而消除困油現(xiàn)象。3）?修正齒形法?：在從動齒輪上加工成具有卸壓面的齒形，使困油容積在減小或增大時能夠及時與吸油腔或壓油腔相通。3.答：（1）葉片泵的工作原理：葉片在轉(zhuǎn)子的槽內(nèi)可靈活滑動,在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時的離心力以及通入葉片根部壓力油的作用下,葉片頂部貼緊在定子內(nèi)表面上,于是兩相鄰葉片、配油盤、定子和轉(zhuǎn)子間便形成了一個個密封的工作腔。當轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時葉片向外伸出,密封工作腔容積逐漸增大,產(chǎn)生真空,于是通過吸油口和配油盤上窗口將油吸入。葉片往里縮進,密封腔的容積逐漸縮小,密封腔中的油液往配油盤另一窗口和壓油口被壓出而輸?shù)较到y(tǒng)中去。（2）兩種葉片泵的特點：雙作用葉片泵結(jié)構(gòu)復(fù)雜,吸油特性不太好,但徑向力平衡;單作用葉片泵存在不平衡的徑向力。4.答：限壓式變量葉片泵是利用排油壓力的反饋作用來實現(xiàn)流量自動調(diào)節(jié)的。通過調(diào)節(jié)壓力螺釘，可以改變彈簧的預(yù)壓縮量，從而調(diào)節(jié)泵的限定壓力。5.答：（1）軸向柱塞泵適用于高壓的主要原因?是其結(jié)構(gòu)設(shè)計和工作原理使其能夠在高速和高壓下穩(wěn)定工作。軸向柱塞泵的柱塞是軸向安裝的，這種結(jié)構(gòu)使得其徑向尺寸小、轉(zhuǎn)動慣量也小，從而能夠在高速運轉(zhuǎn)時保持穩(wěn)定。此外，軸向柱塞泵的容積效率高，能夠在高壓下保持高效的排量和流量輸出。（2）?軸向柱塞泵的中心彈簧的作用有：1）?保證柱塞位置準確?：中心定位彈簧通過向柱塞施加力，確保其與泵體結(jié)合緊密，位置準確。這樣可以保證泵的流量和壓力等參數(shù)穩(wěn)定，避免因柱塞位置偏差引起的泵故障。2）?提高泵的效率和壽命?：中心定位彈簧減少柱塞與泵體之間的摩擦，使柱塞運動更加穩(wěn)定和順暢，從而提高泵的效率并延長其使用壽命?。3）?抑制不良液壓現(xiàn)象?：在某些工況下，液壓系統(tǒng)可能產(chǎn)生液擊、共振等不良現(xiàn)象，影響系統(tǒng)性能和壽命。中心定位彈簧通過限制某些運動模式，減少這些不良現(xiàn)象的產(chǎn)生?。6.答：（1）氣壓發(fā)生裝置：將原動機供給的機械能轉(zhuǎn)換成氣體的壓力能，作為傳動與控制的動力源。包括空氣壓縮機、后冷卻器、氣罐、過濾器、干燥器和自動排水器等。（2）執(zhí)行元件：把壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)化為機械能，以驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)作往復(fù)或旋轉(zhuǎn)運動。包括氣缸、擺動氣缸、氣馬達、氣爪和復(fù)合氣缸等。（3）控制元件：控制和調(diào)節(jié)壓縮空氣的壓力、流速和流動方向，以保證氣動執(zhí)行元件按預(yù)定的程序正常進行工作。包括壓力閥、流量閥、方向閥和比例閥等。（4）輔助元件：元件內(nèi)部潤滑、消除噪聲、元件間的連接以及信號轉(zhuǎn)換、顯示、放大、檢測等所需要的各種氣動元件。包括油霧器、消聲器、壓力開關(guān)、管接頭及連接管、氣液轉(zhuǎn)換器、氣動顯示器、氣動傳感器等。（5）真空元件：利用壓縮空氣的流動形成一定真空來吸吊物體。該類元件包括真空發(fā)生器、真空吸盤、真空壓力開關(guān)和真空過濾器等。7.答：氣動的控制元件參與方式和實現(xiàn)設(shè)備自動化的方法與液壓傳動大體相同。它們的元件名稱、結(jié)構(gòu)、規(guī)格等方面有很多類似之處，容易引起用相同方法處理的錯覺。由于介質(zhì)不同，元件的結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)的構(gòu)成方法都不完全相同。（1）氣壓傳動的主要優(yōu)點：1）氣動系統(tǒng)的工作介質(zhì)是空氣，它是取之不盡用之不竭的。當今的工廠內(nèi)壓縮空氣輸送管路像電氣配線一樣比比皆是，壓縮空氣的使用是十分方便的。2）使用快速接頭可以非常簡單地進行配管，因此系統(tǒng)的組裝、維修以及元件的更換比較簡單。3）全氣動控制裝置具有防火、防爆、耐潮的能力。與液壓方式相比，氣動方式可在高溫場合下使用。4）由于空氣的黏度只有油的萬分之一，所以流動阻力小，管道中空氣流動的沿程壓力損失小，有利于介質(zhì)集中供應(yīng)和遠距離輸送。5）做完功的空氣可以直接排向大氣中，不需要設(shè)置回程管道，即使系統(tǒng)中稍微泄漏也不致于造成環(huán)境污染。6）氣動比液壓動作快，空氣的壓力波傳遞速度每秒達幾百米，一般只需0.02s~0.3s就可達到所需的壓力速度。氣缸動作速度一般為50mm/s~500mm/s。7）氣壓具有較高的自保持能力，即使壓縮機停止運行，由于儲氣罐的儲能，氣動系統(tǒng)仍可維持一個穩(wěn)定壓力（2）氣壓傳動的主要缺點及解決方法：1）由于空氣是可壓縮的，所以氣動系統(tǒng)的穩(wěn)定性較差，給位置控制和速度控制精度帶來較大的影響。若氣缸運動速度小于0.005m/s時，宜采用氣—液聯(lián)合控制。2）工作壓力低（一般小于0.8MPa），因而氣動系統(tǒng)輸出力小，在相同輸出力的情況下，氣動裝置比液壓裝置尺寸大。氣缸輸出力不宜超過10KN。3）噪聲大，尤其在音速排氣時，需要加裝消聲器。4）工作介質(zhì)空氣本身沒有潤滑性，如不是采用無給油氣動元件，需另加油霧器等裝置進行給油潤滑。三、計算題1.答：泵的理論流量實際流量輸出功率輸入功率，即為驅(qū)動泵所需的電機功率。2.答：柱塞泵的理論流量實際流量輸入功率四、實訓(xùn)題略項目三執(zhí)行元件和輔助元件的選用一、思考題1.答：雙活塞桿液壓缸的密封裝置主要包括以下幾種?：（1）?密封副?：密封副是指液壓缸活塞和缸體之間的密封裝置，主要作用是防止工作介質(zhì)從活塞縫隙泄漏。常見的密封副有雜環(huán)形密封和雙向作用密封，其中雙向作用密封既能防止液壓油泄漏，又能防止外界介質(zhì)進入液壓缸內(nèi)，保證液壓缸的工作穩(wěn)定性?。（2）?密封結(jié)構(gòu)?：密封結(jié)構(gòu)包括單端密封和雙端密封兩種類型。單端密封只在活塞桿的進氣端設(shè)置密封裝置，而雙端密封則在活塞桿的進氣端和出氣端都設(shè)置密封裝置，確保液壓缸兩端的密封性?。（3）?密封件?：密封件包括O型圈、密封襯套等。O型圈因其密封性好、安裝簡便等特點，廣泛應(yīng)用于雙活塞桿液壓缸的密封副和密封結(jié)構(gòu)中?。（4）?間隙密封?：活塞與缸筒之間采用間隙密封，通過環(huán)形槽間隙守密封件來實現(xiàn)密封?。（5）?橡膠圈密封?：橡膠圈也是一種常見的密封方式，通常用于活塞桿與端蓋之間的密封?。（6）?摩擦環(huán)密封?：摩擦環(huán)密封是一種通過摩擦力來阻止液體泄漏的裝置，常用于需要較高密封壓力的場合?。（7）?防塵圈?：防塵圈主要用于防止灰塵和其他雜質(zhì)進入液壓缸內(nèi)部，保護內(nèi)部零件免受污染?。2.答：液壓缸緩沖裝置的工作原理?是通過在活塞或缸筒接近行程終點時，封閉一部分油液，并通過一小孔或細縫迫使油液通過，產(chǎn)生較大的阻力，從而使運動部件受到制動并逐漸減低速度，最終達到避免活塞與缸蓋相互碰撞沖擊的目的。具體來說，當液壓缸的活塞接近行程終點時，緩沖裝置會封閉一部分油液，迫使油液通過一個小孔或細縫。這個過程中，油液受到阻礙，產(chǎn)生很大的阻力，從而使活塞的運動速度逐漸降低，最終停止在缸蓋處，避免了撞擊和噪音的產(chǎn)生。此外，緩沖裝置還可以通過節(jié)流作用將動能轉(zhuǎn)換為熱能，熱能再由循環(huán)的油液帶走，從而進一步減少沖擊和噪音。3.答：液壓缸和液壓泵的主要區(qū)別在于它們在液壓系統(tǒng)中的作用、原理、結(jié)構(gòu)和適用范圍等方面存在顯著差異。?（1）作用和原理:?液壓泵?是液壓系統(tǒng)中的動力源，它將機械能轉(zhuǎn)化為液壓能，為液壓系統(tǒng)提供動力支持。液壓泵通過某種機械結(jié)構(gòu)將驅(qū)動軸的機械能轉(zhuǎn)化為壓力能，推動液體進入液壓系統(tǒng)。?液壓缸?則是液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件，它將液壓能轉(zhuǎn)化為機械能，完成液壓系統(tǒng)的工作任務(wù)。液壓缸通過液體的壓力作用，推動活塞帶動桿件做直線運動，實現(xiàn)各種動作。（2）結(jié)構(gòu)和適用范圍：?液壓泵?通常由泵體、泵腔、轉(zhuǎn)子、葉片等組成，內(nèi)部有一定的機械結(jié)構(gòu)，適用于需要大流量、高壓力的場合，如挖掘機、重型起重機等重型機械設(shè)備。?液壓缸?則由缸體、活塞、密封件、桿件等組成，內(nèi)部沒有機械結(jié)構(gòu)，僅依靠液壓能推動活塞實現(xiàn)桿件的直線運動，適用于需要實現(xiàn)直線運動的場合，如起重操作、推拉裝置等。（3）工作方式：?液壓泵?通常是連續(xù)工作的，其運轉(zhuǎn)速度和壓力由驅(qū)動機械控制。?液壓缸?則是單次工作的，其運轉(zhuǎn)速度和行程由液壓控制閥控制。4.答：液壓馬達的主要類型包括齒輪式、葉片式、柱塞式、螺桿式、斜盤式和渦輪式等?。每種類型的液壓馬達在結(jié)構(gòu)、性能和應(yīng)用場合上各有特點。（1）?齒輪式液壓馬達?：適用于高速小轉(zhuǎn)矩的場合，如工程機械和農(nóng)業(yè)機械。其優(yōu)點是體積小、重量輕、自吸性能好，但缺點是壓力和流量脈動大、容積效率和輸入壓力較低、輸出轉(zhuǎn)矩小且噪音大。（2）?葉片式液壓馬達?：適用于轉(zhuǎn)速高、轉(zhuǎn)矩小和動作要求靈敏的場合。其優(yōu)點是體積小、動作靈敏、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪音低，但缺點是泄漏量較大、低速穩(wěn)定性較差、對油壓的清潔度要求較高。（3）?柱塞式液壓馬達?：包括軸向柱塞馬達和徑向柱塞馬達。軸向柱塞馬達適用于高速小轉(zhuǎn)矩的場合，而徑向柱塞馬達適用于低速大轉(zhuǎn)矩的場合。其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊湊、輸出扭矩大，但軸向柱塞馬達的輸出扭矩較小。（4）?螺桿式液壓馬達?：適用于需要較大轉(zhuǎn)矩和較高轉(zhuǎn)速的場合。其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、維護方便，但缺點是效率較低?。（5）?斜盤式液壓馬達?：適用于需要高效能和緊湊結(jié)構(gòu)的場合。其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊湊、體積小巧、重量輕、效率高，適用于多個領(lǐng)域?。（6）?渦輪式液壓馬達?：適用于需要高效能和緊湊結(jié)構(gòu)的場合。其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)精簡、尺寸緊湊、輕量且高效，適用于工程機械、建筑機械和農(nóng)業(yè)機械等?。這些不同類型的液壓馬達在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑及國防等多個領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，滿足了不同領(lǐng)域和場景的需求。隨著科技的持續(xù)進步，液壓馬達的性能和應(yīng)用領(lǐng)域也將進一步拓展?。5.答：（1）葉片式氣動馬達?：這種氣動馬達主要由定子、轉(zhuǎn)子和葉片組成。它利用壓縮空氣的壓力變化來驅(qū)動葉片旋轉(zhuǎn)，適用于需要高速旋轉(zhuǎn)但負載變化較大的場合，如風機、泵和壓縮機等設(shè)備。（2）?活塞式氣動馬達?：活塞式氣動馬達通常采用徑向連桿設(shè)計，通過壓縮空氣推動活塞和連桿帶動曲軸旋轉(zhuǎn)。它適用于需要較大扭矩和較低轉(zhuǎn)速的場合，如重型機械和工業(yè)設(shè)備。（3）?齒輪式氣動馬達?：齒輪式氣動馬達由齒輪和壓縮空氣驅(qū)動，適用于需要正反旋轉(zhuǎn)的場合。它的結(jié)構(gòu)緊湊，適用于空間有限的設(shè)備中。二、計算題1.答：（1）活塞差動進給時受力F=4000N，返回驅(qū)動力8000N，有桿腔活塞環(huán)形面積A2：又已知d=2.26(cm)得出：D=10.35（cm）(2)2.答：,化簡后得當時有,化簡得當時有,化簡得3.答：轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩項目四換向回路的設(shè)計與構(gòu)建一、填空題1.方向控制閥、壓力控制閥、流量控制閥2.P、T、A、B3.M/H、O/P/Y4.氣動單向閥、梭閥、雙壓閥5.氣壓控制換向閥、電磁控制換向閥、先導(dǎo)電磁閥6.加快氣缸運動速度、排氣口7.利用各種換向閥來控制液壓或氣動執(zhí)行元件改變運動方向或原位停止8.進、回、任意二、選擇題1.A2.A3.A三、思考題1.答：（1）液控單向閥和普通單向閥的主要區(qū)別在于控制方式和功能上的不同?。普通單向閥只能允許油液單向流動，即油液只能從一個方向通過，而不能反向流動。而液控單向閥則增加了一個控制油路，當控制油路無壓力時，其功能與普通單向閥相同；當控制油路有壓力時，可以實現(xiàn)油液的雙向流動。（2）應(yīng)用場合：1）?普通單向閥。?液壓泵出口?：安裝在液壓泵的出口處，防止系統(tǒng)壓力過高時油液倒流，損壞液壓泵；?分隔油路?：用于分隔油路，防止不同油路之間的相互干擾；?保壓功能?：與其他元件組合使用，如單向節(jié)流閥、單向順序閥等，實現(xiàn)保壓功能。2）?液控單向閥。?液壓缸鎖閉?：在需要鎖閉液壓缸時使用，通過控制油路實現(xiàn)液壓缸的鎖閉和解鎖；?立式液壓缸支承?：用于立式液壓缸的支承，通過控制油路實現(xiàn)液壓缸的升降和固定。2.答：換向閥的“位”指的是閥芯在閥體內(nèi)停留的工作位置個數(shù)，也就是閥的不同工作狀態(tài)。例如，一個二位閥或三位閥，意味著它有兩種或三種不同的工作位置。而“通”則是指換向閥本體上與系統(tǒng)中不同油管相連接的接口個數(shù)。由于不同油道之間只能通過閥芯移位時閥口的開關(guān)來溝通，因此三通閥或四通閥的工作狀態(tài)是閥體上有三個或四個油口，這決定了油流的方向和路徑。換向閥有六種控制方式，分別是手動、機動、電磁、液動、電液動和氣壓控制。?（1）?手動控制?：利用手動杠桿來改變閥心位置實現(xiàn)換向。這種方式的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，操作直觀，但需要人工操作，不適合自動化控制?。（2）?機動控制?：通過安裝在工作臺的擋鐵或凸輪來迫使閥心移動，適用于控制機械運動部件的行程。其優(yōu)點是可靠性高，但需要外部機械裝置配合?。（3）?電磁控制?：利用電磁鐵的通電吸合與斷電釋放來推動閥心。這種方式響應(yīng)速度快，適合快速切換，但需要電源支持?。（4）?液動控制?：利用控制油路的壓力油來改變閥心位置。適用于需要較大推力的場合，但需要液壓系統(tǒng)支持?。（5）?電液動控制?：結(jié)合電磁滑閥與液動滑閥，電磁滑閥起先導(dǎo)作用，改變控制液流方向，從而改變液動滑閥閥心的位置。適用于需要精確控制和較大推力的場合?。（6）?氣壓控制?：利用氣體壓力使主閥芯運動而改變氣體流向。按控制方式不同分為加壓控制、卸壓控制和差壓控制。適用于需要氣體壓力控制的場合?。3.答：（1）電液換向閥的結(jié)構(gòu)特點：電液換向閥由電磁換向閥和液動換向閥兩部分組成，其中電磁換向閥起先導(dǎo)閥作用，而液動換向閥起主閥作用，控制執(zhí)行元件的主油路。它換向平穩(wěn)，但換向時間長；允許通過的流量大，是大流量閥。（2）換向時間的調(diào)節(jié)：電液換向閥的換向時間可由單向節(jié)流閥閥進行調(diào)節(jié)。節(jié)流閥開度大，則回油速度高，即換向時間短；反之，則低，換向時間長。4.答：液壓換向回路與氣動換向回路在功能和結(jié)構(gòu)上有一些相似之處，但也存在顯著的差異。?（1）相同之處1）?控制流體流動方向?：液壓換向回路和氣動換向回路都用于控制或切換流體（液壓液或壓縮空氣）的流動方向。2）?操縱方式多樣?：兩者都有多種操縱方式，包括人力、機械（行程）、介質(zhì)壓力（氣壓或液壓）、電磁、電-介質(zhì)（電-氣、電-液）等?。3）?閥芯結(jié)構(gòu)?：兩者都采用滑柱式（滑閥式）閥芯結(jié)構(gòu)?1。（2）不同之處1）?回油與回氣處理?：液壓換向閥的回油通往油箱，而氣動換向閥的回氣直接排向大氣?。2）?壓力變化?：液壓系統(tǒng)排油時，壓力幾乎瞬間消失；而氣動排氣時，壓力不會瞬間掉完，需要較長時間才能卸掉。3）?排氣與排油方式?：液壓系統(tǒng)排油時，只要管道中有少量泄漏，壓力就會迅速下降；而氣動系統(tǒng)排氣時，氣體需要較長時間才能完全排出。4）?應(yīng)用場景?：液壓系統(tǒng)主要考慮管路震動和壓力損失，而氣動系統(tǒng)主要考慮聲速流導(dǎo)。項目五壓力控制回路的設(shè)計與構(gòu)建一、填空題1.作用在閥芯上的液壓力、彈簧力2.溢流閥、減壓閥、順序閥、壓力繼電器3.安全閥、背壓閥、卸荷閥、遠程調(diào)壓4.遠程、調(diào)壓、卸荷5.壓力、先后順序、直動式、先導(dǎo)式6.在系統(tǒng)執(zhí)行元件短時間停止工作期間、功率損耗、系統(tǒng)發(fā)熱7.氣源入口處壓力、工作壓力二、思考題1.答：?溢流閥在液壓系統(tǒng)中具有多種重要作用，主要包括以下幾個方面?：?（1）?溢流作用?：在定量泵供油時，溢流閥與節(jié)流閥配合使用，可以調(diào)節(jié)和平衡液壓系統(tǒng)中的流量。在這種情況下，閥門經(jīng)常隨著壓力的波動而開啟，使多余的油液流回油箱，從而起到定壓下的溢流作用。（2）?安全保護作用?：溢流閥可以避免液壓系統(tǒng)和機床因過載而引起事故。當負載超過規(guī)定的極限時，閥門才會開啟，起到安全保護作用。通常，溢流閥的調(diào)定壓力比系統(tǒng)最高工作壓力高10~20%，以防止系統(tǒng)過載。（3）?卸荷作用?：通過先導(dǎo)溢流閥與二位二通電磁閥配合使用，可以使系統(tǒng)卸荷，即泵輸出的油液經(jīng)溢流閥流回油箱，此時泵接近于空載運轉(zhuǎn)，功耗很小。（4）?遠程調(diào)壓作用?：利用管道將溢流閥的遙控口接到遠程調(diào)節(jié)閥進口處，可以實現(xiàn)遠程調(diào)壓的目的。（5）?多級控制作用?：通過換向閥將溢流閥的遙控口與幾個遠程調(diào)壓連接，可以實現(xiàn)高低壓多級控制。（6）?順序閥作用?：將先導(dǎo)式溢流閥的回油口改為輸出壓力油的出口，可以實現(xiàn)順序閥的作用。（7）?產(chǎn)生背壓作用?：將溢流閥串聯(lián)在回油路上，可以產(chǎn)生背壓，使執(zhí)行元件運動平衡。此時溢流閥的調(diào)定壓力較低，一般使用直動式低壓溢流閥即可。溢流閥在系統(tǒng)中用作溢流閥、安全閥和卸荷閥時與主油路并聯(lián)；用作背壓閥時則與回路串聯(lián)。2.答：溢流閥、順序閥和減壓閥都是液壓系統(tǒng)中的壓力控制閥，它們在工作原理上有相似之處，但也存在顯著的不同點。以下是它們的異同之處：（1）相同點：三種閥都是通過壓力油的控制壓力來使閥口啟閉，從而實現(xiàn)對液壓系統(tǒng)中壓力的控制。（2）不同點：特性溢流閥減壓閥順序閥控制壓力進口壓力控制，保證進口壓力為定值出口壓力控制，保證出口壓力為定值可用進口壓力控制，也可用外部壓力控制不工作時閥口狀態(tài)常閉常開常閉主要功能定壓溢流、穩(wěn)壓、系統(tǒng)卸荷、安全保護。降低液壓系統(tǒng)某一分支油路的壓力，使分支壓力比主油路壓力低且穩(wěn)定?？刂贫鄠€元件的順序動作、用于保壓回路、防止油缸活塞自由下落、用外控順序閥做卸荷閥、用內(nèi)控順序閥作背壓閥。應(yīng)用場景通常安裝在液壓泵的出口處，保證系統(tǒng)的整體壓力穩(wěn)定且不會超壓。用于需要降低某一分支油路壓力的場合，如為某些對壓力要求較低的執(zhí)行元件提供穩(wěn)定低壓。用于具有多個分支回路的系統(tǒng)中，根據(jù)回路的壓力控制執(zhí)行元件的順序動作。泄漏形式內(nèi)泄外泄內(nèi)泄或外泄，具體取決于其出口是否接回油箱。對系統(tǒng)的影響當系統(tǒng)壓力超過調(diào)定值時，溢流閥開啟，多余油液溢回油箱，保證系統(tǒng)壓力穩(wěn)定，起到安全保護作用。減壓閥打開后，部分油液經(jīng)過減壓閥返回油箱，這一支路的油壓不會上升，起到減壓與穩(wěn)壓作用。通過控制油路的通斷，實現(xiàn)多個執(zhí)行元件的順序動作，提高系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性和可靠性。3.答：溢流閥是常閉閥,減壓閥是常通閥,因此可以將液壓油灌入其中一個油口,如果有液壓油從另外一個油口流出,則是減壓閥,否則是溢流閥。另外,可以觀察閥的底面,有外泄孔的閥是減壓閥。三、分析題1.答：（1）泵的輸出壓力；（2）先導(dǎo)式溢流閥的開啟壓力；（3）02.答：（1）運動期間，PA=PB=0；（2）碰到固定擋板后，PA=5MPa，PB=2MPa。項目六調(diào)速回路的設(shè)計與構(gòu)建一、填空題1.大小、長短2.節(jié)流3.系統(tǒng)的排氣口4.壓縮空氣5.繼電器的常開觸點、常閉按鈕6.用于檢測物體位置的二、操作題（參考回路）1.2.項目七多缸動作回路的設(shè)計與構(gòu)建一、系統(tǒng)分析題工作循環(huán)1DT2DT3DT4DT壓力繼電器缸2夾緊———++保壓———++缸1快進+—+++工進+——++快退—+—++缸2松開—————停止———+—1.電磁鐵得電情況表2.2.工作缸快進時泵的工作壓力工作缸工進時泵的工作壓力工作缸快退時泵的工作壓力夾緊壓力為3.各工作階段系統(tǒng)的工作壓力。由以上計算結(jié)果可知：溢流閥A的調(diào)整壓力為：PY≥4.9Mpa;減壓閥B的調(diào)整壓力為：PJ≥4.0Mpa;液控順序閥C的調(diào)整壓力為：2.6Mpa<P<4.9Mpa;壓力繼電器DP的壓力調(diào)整為4.9Mpa。蓄能器E的作用：系統(tǒng)原位時蓄能，工作缸快進、工進、快退時維持夾緊壓力。順序閥F的作用：建立回油背壓。4.兩泵的流量工作缸快進、快退時速度相同，所需流量以快進計算：工作缸工進所需流量為：所以，小流量泵P2的流量應(yīng)為：q2=0.5+3=3.5L/min大流量泵P1的流量應(yīng)為：q1=15-3.5=11.5L/min5.泵總效率均為，電動機的功率是多少。工作缸快進、快退時，所需的功率為：工作缸工進時，小流量泵P2的功率為：因此，驅(qū)動電機的功率為：所以選用1.1kw的電機。二、操作題包裹提升裝置氣動系統(tǒng)參考示意圖項目八典型液壓與氣動系統(tǒng)一、思考題1.答：速度控制回路、換向回路、順序動作回路、卸荷回路。閥3單向閥起防止油液倒流；閥4電液動換向閥，使快進轉(zhuǎn)換為工進，動作平穩(wěn)可靠，轉(zhuǎn)換的位置精度比較高；閥5背壓閥，一方面是改善速度穩(wěn)定性(避免空氣滲入系統(tǒng)，提高傳動剛度)，另一方面使滑臺能承受一定的與運動方向一致的切削力。2.答：（1）合模運動1）慢速合模：大流量泵1卸荷，小流量泵2的工作壓力是由先導(dǎo)式溢流閥3調(diào)定。這些閥組成的是卸荷回路與多級調(diào)壓回路。2）快速合模：工作壓力是由先導(dǎo)式溢流閥3調(diào)定。這些閥組成的是多級調(diào)壓回路。3）低壓慢速合模：大流量泵1卸荷，小流量泵2的壓力由溢流閥3的遠程調(diào)壓閥6決定，這些閥組成的是卸荷回路與多級調(diào)壓回路。4）高壓慢速鎖模：大流量泵1卸荷，小流量泵2的壓力由溢流閥3調(diào)定為高壓，這些閥組成的是卸荷回路與多級調(diào)壓回路。（2）注射座前移：工作壓力是泵2的壓力。這些閥組成的是進油路節(jié)流調(diào)速回路。（3）注