第一篇：3-2液压与气动教案
第三章 第二节 常用液压泵
齿轮泵
齿轮泵是利用齿轮啮合原理工作的，根据啮合形式不同分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵。因螺杆的螺旋面可视为齿轮曲线作螺旋运动所形成的表面，螺杆的啮合相当于无数个无限薄的齿轮曲线的啮合，因此将螺杆泵放在齿轮泵一起介绍。外啮合齿轮泵的排量公式
V = 2πz m 2 B z — 齿数，m — 齿轮模数，B — 齿宽
1)齿轮节圆直径一定时，为增大泵的排量，应增大模数，减小齿数。2)齿轮泵的齿轮多为修正齿轮。外啮合齿轮泵的结构特点: 1.泄漏与间隙补偿措施
齿轮泵存在端面泄漏、径向泄漏和轮齿啮合处泄漏。端面泄漏占80％—85％。
端面间隙补偿采用静压平衡措施：在齿轮和盖板之间增加一个补偿零件，如浮动轴套或浮动侧板，在浮动零件的背面引入压力油，让作用在背面的液压力稍大于正面的液压力，其差值由一层很薄的油膜承受。
2.液压径向力及平衡措施
齿谷内的油液由吸油区的低压逐步增压到压油区的高压。作用在齿轮轴上液压径向力和轮齿啮合力的合力 F = K p B De K为系数，对主动齿轮K=0.75；对从动齿轮K=0.85。
困油现象与卸荷措施
1)困油现象产生的原因 齿轮重迭系数ε＞1，在两对轮齿同时啮合时，它们之间将形成一个与吸、压油腔均不相通的闭死容积，此闭死容积随齿轮转动其大小发生变化，先由大变小，后由小变大。2)困油现象的危害 闭死容积由大变小时油液受挤压，导致压力冲击和油液发热，闭死容积由小变大时，会引起汽蚀和噪声。3)卸荷措施 在前后盖板或浮动轴套上开卸荷槽
4)开设卸荷槽的原则 两槽间距a为最小闭死容积，而使闭死容积由大变小时与压油腔相通，闭死容积由小变大时与吸油腔相通。叶片泵
叶片泵又分为双作用叶片泵和单作用叶片泵。双作用叶片泵只能作定量泵用，单作用叶片泵可作变量泵用。
1.双作用叶片泵因转子旋转一周，叶片在转子叶片槽内滑动两次，完成两次吸油和压油而得名。
2.单作用叶片泵转子每转一周，吸、压油各一次，故称为单作用。双作用叶片泵
结构组成
1)定子 其内环由两段大半径R 圆弧、两段小半径 r 圆弧和四段过渡曲线组成
2)转子 铣有Z个叶片槽，且与定子同心，宽度为B 3)叶片 在叶片槽内能自由滑动
4)左、右配流盘 开有对称布置的吸、压油窗口 5)传动轴
双作用叶片泵工作原理
工作原理 由定子内环、转子外圆和左右配流盘组成的密闭工作容积被叶片分割为四部分，传动轴带动转子旋转，叶片在离心力作用下紧贴定子内表面，因定子内环由两段大半径圆弧、两段小半径圆弧和四段过渡曲线组成，故有两部分密闭容积将减小，受挤压的油液经配流窗口排出，两部分密闭容积将增大形成真空，经配流窗口从油箱吸油。
双作用叶片泵的结构特点 1)径向力平衡。
2)为保证叶片自由滑动且始终紧贴定子内表面，叶片槽根部全部通压力油。
3)合理设计过渡曲线形状和叶片数（z≥8），可使理论流量均匀，噪声低。
4)定子曲线圆弧段圆心角β≥配流窗口的间距角γ ≥叶片间夹角α（= 2π/ z）。
5)为减少两叶片间的密闭容积在吸压油腔转换时因压力突变而引起的压力冲击，在配流盘的配流窗口前端开有减振槽。单作用叶片泵
1)定子 内环为圆
2)转子 与定子存在偏心e，铣有z 个叶片槽 3)叶片 在转子叶片槽内自由滑动，宽度为B 4)左、右配流盘 铣有吸、压油窗口 5)传动轴 限压式变量叶片泵
变量原理 定子右边控制活塞作用着泵的出口压力油，左边作用着调压弹簧力，当F
1)调节压力调节螺钉的预压縮量，即改变特性曲线中拐点B 的压力大小 pB，曲线 BC 沿水平方向平移。
2)调节定子右边的最大流量调节螺钉，可以改变定子的最大偏心距emax，即改变泵的最大流量，曲线 AB上下移动。
柱塞泵
柱塞沿径向放置的泵称为径向柱塞泵，柱塞轴向布置的泵称为轴向柱塞泵。为了连续吸油和压油，柱塞数必须大于等于3。1）径向柱塞泵 2）配流轴式径向柱塞泵 3）阀配流径向柱塞泵 4）． 轴向柱塞泵
5）． 斜轴式无铰轴向柱塞泵 1．配流轴式径向柱塞泵 配流轴式径向柱塞泵工作原理 1）缸体 均布有七个柱塞孔，柱塞底部空间为密闭工作腔。2）柱塞 其头部滑履与定子内圆接触。3 定子 与缸体存在偏心。4）配流轴 5）传动轴
配流轴式径向柱塞泵结构特点
1）配流轴配流，因配流轴上与吸、压油窗口对应的方向开有平衡油槽，使液压径向力得到平衡，容积效率较高。
2）柱塞头部装有滑履，滑履与定子内圆为面接触，接触面比压很小。
3）可以实现多泵同轴串联，液压装置结构紧凑。
4）改变定子相对缸体的偏心距可以改变排量，且变量方式多样。2．斜盘式轴向柱塞泵工作原理
工作原理
1）缸体 均布Z 个柱塞孔，分布圆直径为D 2）柱塞滑履组 柱塞直径为d 3）斜盘 相对传动轴倾角为α 4）配流盘 5）传动轴
斜盘式轴向柱塞泵的结构特点
1）三对磨擦副：柱塞与缸体孔，缸体与配流盘，滑履与斜盘。容积效率较高，额定压力可达31.5MPa。2）泵体上有泄漏油口。
3）传动轴是悬臂梁，缸体外有大轴承支承。
4）为减小瞬时理论流量的脉动性，取柱塞数为奇数：5，7，9。3．斜轴式无铰轴向柱塞泵
工作原理与斜盘式轴向柱塞泵类似，只是缸体轴线与传动轴不在一条直线上，它们之间存在一个摆角β，柱塞与传动轴之间通过连杆连接。传动轴旋转通过连杆拨动缸体旋转，强制带动柱塞在缸体孔内作往复运动。
特点：柱塞受力状态较斜盘式好，不仅可增大摆角来增大流量，且耐冲击、寿命长。
第二篇：液压气动实验报告
液压与气动技术实验报告
班级：***
姓名：**** 学号：** 姓名：***学号：**
姓名：*** 学号：** 姓名：** 学号：***
姓名：** 学号：**
一、实验题目：
机床工作台液压传动系统模拟实验
二、实验内容：1、2、3、4、由原理图连接实物回路。
进行调节元件的参数，观察其现象，进行分析。设备：TMY—01型单向透明液压试验台
所用元件：油箱、滤油器、液压泵、溢流阀、节流阀、换向阀、手柄、溢流阀。
三、实验原理（画原理图）
8F=0AB76PT5P34T211.油箱；2.滤油器；3.液压泵；4.溢流阀；5.节流阀；6.换向阀7.手柄；8.液压缸
四、实验步骤1、2、3、4、5、根据要求画出原理图。
根据原理图连接实物回路、并由老师确认无误。
启动总开关，再启动液压泵、调节缓慢液压泵转速到大概500r/min、调节溢流阀观察压力表读数变化并观察液压油的流动。
分别调节溢流阀、节流阀、换向阀，观察分别起了什么不同的现象，并记录。
实验完毕，调压为0，关闭开关，拆卸元件的回路，并放回原处。
五、实验数据1、2、3、调节溢流阀时、可看到压力表指针能在0~0.4Mpa上波动。调节节流阀的流量时、活塞的伸、缩速度的快慢也跟着变化。按换向阀的手柄时、活塞会左移或者右移
六、结果分析
根据实验数据分析有：溢流阀在液压系统中起着调压的作用；节流阀是改变执行元件的运动速度；换向阀控制执行元件的运动方向。
七、实验总结与心得体会
通过本次实验，检验了我们对液压传动理论知识的掌握情况；加深了我们对主要各液压元件的熟悉； 并通过在实验进行对元件的调节观察现象后，结果分析让我们更深刻了解其中溢流阀、节流阀、换向阀在液压系统中的作用，也使我们更为具体地接触了液压传动。
第三篇：液压与气动技术简答
1． 液压传动中常用的液压泵分为哪些类型？
2． 如果与液压泵吸油口相通的油箱是完全封闭的，不与大气相通，液压泵能否正常工作？
3． 什么叫液压泵的工作压力，最高压力和额定压力？三者有何关系？
4． 什么叫液压泵的排量，流量，理论流量，实际流量和额定流量？他们之间有什么关系？
5． 什么是困油现象？外啮合齿轮泵、双作用叶片泵和轴向柱塞泵存在困油现象吗？它们是如何消除困油现象的影响的？ 6． 柱塞缸有何特点？
7． 液压缸为什么要密封？哪些部位需要密封？ 8． 液压缸为什么要设缓冲装置？
9． 液压马达和液压泵有哪些相同点和不同点？ 10．液压控制阀有哪些共同点？
11．什么是换向阀的“位”与“通”？各油口在阀体什么位置？1 12．溢流阀在液压系统中有何功用？
13．试比较先导型溢流阀和先导型减压阀的异同点。14．影响节流阀的流量稳定性的因素有哪些？1 15．为什么调速阀能够使执行元件的运动速度稳定？
16．什么是液压基本回路？常见的液压基本回路有几类？各起什么作用？
17．多缸液压系统中，如果要求以相同的位移或相同的速度运动时，应采用什么回路？这种回路通常有几种控制方法？哪种方法同步精度最高？
18．液压系统中为什么要设置快速运动回路？实现执行元件快速运动的方法有哪些？
19．什么叫液压泵的流量脉动？对工作部件有何影响？哪种液压泵流量脉动最小？
20．若先导型溢流阀主阀芯或导阀的阀座上的阻尼孔被堵死，将会出现什么故障？ 21．齿轮泵的径向力不平衡是怎样产生的?会带来什么后果?消除径向力不平衡的措施有哪些? 22．调速阀和旁通型调速阀（溢流节流阀）有何异同点？
23．液压系统中为什么要设置背压回路？背压回路与平衡回路有何区别？
24．多缸液压系统中，如果要求以相同的位移或相同的速度运动时，应采用什么回路？这种回路通常有几种控制方法？哪种方法同步精度最高？
25．液压系统中为什么要设置快速运动回路？实现执行元件快速运动的方法有哪些？
26．选择三位换向阀的中位机能时应考虑哪些问题？ 27．限压式变量叶片泵适用于什么场合?有何优缺点? 28．图示为三种不同形式的平衡回路，试从消耗功率、运动平稳性和锁紧作用比较三者在性能上的区别。29．齿轮泵的泄漏及危害？
30．为什么称单作用叶片泵为非平衡式叶片泵，称双作用叶片泵为平衡式叶片泵？ 31．液压缸为什么要设排气装置？
32.溢流阀和内控外泄式顺序阀相比，为何溢流阀可采用内部回油而顺序阀必须采用外部回油方式？
33．若先导型溢流阀主阀芯或导阀的阀座上的阻尼孔被堵死，将会出现什么故障？ 34．写出下图所示阀的名称；说明图中节流阀的作用；并注明1、2、3、4、5、6各接何处？
35．什么是液压基本回路？常见的液压基本回路有几类？各起什么作用？ 36．什么叫液压爬行？为什么会出现爬行现象？ 37．节流阀应采用什么形式的节流孔？为什么？
1．液压传动中常用的液压泵分为哪些类型？1）按液压泵输出的流量能否调节分类有定量泵和变量泵。定量泵：液压泵输出流量不能调节，即单位时间内输出的油液体积是一定的。变量泵：液压泵输出流量可以调节，即根据系统的需要，泵输出不同的流量。2）按液压泵的结构型式不同分类有齿轮泵（外啮合式、内啮合式）、叶片泵（单作用式、双作用式）、柱塞泵（轴向式、径向式）螺杆泵。2．如果与液压泵吸油口相通的油箱是完全封闭的，不与大气相通，液压泵能否正常工作？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。
3．什么叫液压泵的工作压力，最高压力和额定压力？三者有何关系？ 液压泵的工作压力是指液压泵在实际工作时输出油液的压力，即油液克服阻力而建立起来的压力。液压泵的工作压力与外负载有关，若外负载增加，液压泵的工作压力也随之升高。液压泵的最高工作压力是指液压泵的工作压力随外载的增加而增加，当工作压力增加到液压泵本身零件的强度允许值和允许的最大泄漏量时，液压泵的工作压力就不再增加了，这时液压泵的工作压力为最高工作压力。液压泵的额定压力是指液压泵在工作中允许达到的最高工作压力，即在液压泵铭牌或产品样本上标出的压力。2考虑液压泵在工作中应有一定的压力储备，并有一定的使用寿命和容积效率，通常它的工作压力应低于额定压力。在液压系统中，定量泵的工作压力由溢流阀调定，并加以稳定；变量泵的工作压力可通过泵本身的调节装置来调整。应当指出，千万不要误解液压泵的输出压力就是额定压力，而是工作压力。
4．什么叫液压泵的排量，流量，理论流量，实际流量和额定流量？他们之间有什么关系？ 液压泵的排量是指泵轴转一转所排出油液的体积，常用V表示，单位为ml/r。液压泵的排量取决于液压泵密封腔的几何尺寸，不同的泵，因参数不同，所以排量也不一样。液压泵的流量是指液压泵在单位时间内输出油液的体积，又分理论流量和实际流量。理论流量是指不考虑液压泵泄漏损失情况下，液压泵在单位时间内输出油液的体积，常用qt表示，单位为l/min（升/分）。排量和理论流量之间的关系是：qtnV1000(lmin)式中 n——液压泵的转速（r/min）；q——液压泵的排量（ml/r）实际流量q是指考虑液压泵泄漏损失时，液压泵在单位时间内实际输出的油液体积。由于液压泵在工作中存在泄漏损失，所以液压泵的实际输出流量小于理论流量。额定流量qs是指泵在额定转速和额定压力下工作时，实际输出的流量。泵的产品样本或铭牌上标出的流量为泵的额定流量。
5．什么是困油现象？外啮合齿轮泵、双作用叶片泵和轴向柱塞泵存在困油现象吗？它们是如何消除困油现象的影响的？1液压泵的密闭工作容积在吸满油之后向压油腔转移的过程中，形成了一个闭死容积。如果这个闭死容积的大小发生变化，在闭死容积由大变小时，其中的油液受到挤压，压力急剧升高，使轴承受到周期性的压力冲击，而且导致油液发热；在闭死容积由小变大时，又因无油液补充产生真空，引起气蚀和噪声。这种因闭死容积大小发生变化导致压力冲击和气蚀的现象称为困油现象。困油现象将严重影响泵的使用寿命。原则上液压泵都会产生困油现象。2外啮合齿轮泵在啮合过程中，为了使齿轮运转平稳且连续不断吸、压油，齿轮的重合度ε必须大于1，即在前一对轮齿脱开啮合之前，后一对轮齿已进入啮合。在两对轮齿同时啮合时，它们之间就形成了闭死容积。此闭死容积随着齿轮的旋转，先由大变小，后由小变大。因此齿轮泵存在困油现象。为消除困油现象，常在泵的前后盖板或浮动轴套（浮动侧板）上开卸荷槽，使闭死容积限制为最小，容积由大变小时与压油腔相通，容积由小变大时与吸油腔相通。3在双作用叶片泵中，因为定子圆弧部分的夹角>配油窗口的间隔夹角>两叶片的夹角，所以在吸、压油配流窗口之间虽存在闭死容积，但容积大小不变化，所以不会出现困油现象。但由于定子上的圆弧曲线及其中心角都不能做得很准确，因此仍可能出现轻微的困油现象。为克服困油现象的危害，常将配油盘的压油窗口前端开一个三角形截面的三角槽，同时用以减少油腔中的压力突变，降低输出压力的脉动和噪声。此槽称为减振槽。4在轴向柱塞泵中，因吸、压油配流窗口的间距≥缸体柱塞孔底部窗口长度，在离开吸（压）油窗口到达压（吸）油窗口之前，柱塞底部的密闭工作容积大小会发生变化，所以轴向柱塞泵存在困油现象。人们往往利用这一点，使柱塞底部容积实现预压缩（预膨胀），待压力升高（降低）接近或达到压油腔（吸油腔）压力时再与压油腔（吸油腔）连通，这样一来减缓了压力突变，减小了振动、降低了噪声。6．柱塞缸有何特点？1）柱塞端面是承受油压的工作面，动力是通过柱塞本身传递的。2）柱塞缸只能在压力油作用下作单方向运动，为了得到双向运动，柱塞缸应成对使用，或依靠自重（垂直放置）或其它外力实现。3）由于缸筒内壁和柱塞不
直接接触，有一定的间隙，因此缸筒内壁不用加工或只做粗加工，只需保证导向套和密封装置部分内壁的精度，从而给制造者带来了方便。4）柱塞可以制成空心的，使重量减轻，可防止柱塞水平放置时因自重而下垂。
7．液压缸为什么要密封？哪些部位需要密封？ 液压缸高压腔中的油液向低压腔泄漏称为内泄漏，液压缸中的油液向外部泄漏叫做外泄漏。由于液压缸存在内泄漏和外泄漏，使得液压缸的容积效率降低，从而影响液压缸的工作性能，严重时使系统压力上不去，甚至无法工作；并且外泄漏还会污染环境，因此为了防止泄漏的产生，液压缸中需要密封的地方必须采取相应的密封措施。液压缸中需要密封的部位有：活塞、活塞杆和端盖等处。
8．液压缸为什么要设缓冲装置？当运动件的质量较大，运动速度较高时，由于惯性力较大，具有较大的动量。在这种情况下，活塞运动到缸筒的终端时，会与端盖发生机械碰撞，产生很大的冲击和噪声，严重影响加工精度，甚至引起破坏性事故，所以在大型、高压或高精度的液压设备中，常常设有缓冲装置，其目的是使活塞在接近终端时，增加回油阻力，从而减缓运动部件的运动速度，避免撞击液压缸端盖。
9．液压马达和液压泵有哪些相同点和不同点？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。
10．液压控制阀有哪些共同点？ 1）结构上，所有的阀都由阀体、阀芯和操纵机构三部分组成。2）原理上，所有的阀都是依靠阀口的开、闭来限制或改变油液的流动和停止的。3）只要有油液流经阀口，都要产生压力降和温度升高等现象，通过2阀口的流量满足压力流量方程qCdAp，式中A为阀口通流面积，Δp为阀口前后压力差。
11．什么是换向阀的“位”与“通”？各油口在阀体什么位置？1）换向阀的“位”：为了改变液流方向，阀芯相对于阀体应有不同的工作位置，这个工作位置数叫做“位”。职能符号中的方格表示工作位置，三个格为三位，两个格为二位。换向阀有几个工作位置就相应的有几个格数，即位数。2）换向阀的“通”：当阀芯相对于阀体运动时，可改变各油口之间的连通情况，从而改变液体的流动方向。通常把换向阀与液压系统油路相连的油口数（主油口）叫做“通”。3）换向阀的各油口在阀体上的位置：通常，进油口P位于阀体中间，与阀孔中间沉割槽相通；回油口O位于P口的侧面，与阀孔最边的沉割槽相通；工作油口A、B位于P口的上面，分别与P两侧的沉割槽相通；泄漏口L位于最边位置。
12．溢流阀在液压系统中有何功用？溢流阀在液压系统中很重要，特别是定量泵系统，没有溢流阀几乎不可能工作。它的主要功能有如下几点：1）起稳压溢流作用：用定量泵供油时，它与节流阀配合，可以调节和平衡液压系统中的流量。在这种场合下，阀口经常随着压力的波动而开启，油液经阀口流回油箱，起稳压溢流作用。2）起安全阀作用：避免液压系统和机床因过载而引起事故。在这种场合下，阀门平时是关闭的，只有负载超过规定的极限时才开启，起安全作用。通常，把溢流阀的调定压力比系统最高压力调高10~20%。3）作卸荷阀用：由先导型溢流阀与二位二通电磁阀配合使用，可使系统卸荷。4）作远程调压阀用：用管路将溢流阀的遥控口接至调节方便的远程调节进口处，以实现远控目的。5）作高低压多级控制用：换向阀将溢流阀的遥控口和几个远程调压阀连接，即可实现高低压多级控制。6）用于产生背压：将溢流阀串联在回油路上，可以产生背压，使执行元件运动平稳。此时溢流阀的调定压力低，一般用直动式低压溢流阀即可。
13．试比较先导型溢流阀和先导型减压阀的异同点。相同点：溢流阀与减压阀同属压力控制阀，都是由液压力与弹簧力进行比较来控制阀口动作；两阀都可以在先导阀的遥控口接远程调压阀实现远控或多级调压。差别：1）溢流阀阀口常闭，进出油口不通；减压阀阀口常开，进出油口相通。2）溢流阀为进口压力控制，阀口开启后保证进口压力稳定；减压阀为出口压力控制，阀口关小后保证出口压力稳定。3）溢流阀出口接油箱，先导阀弹簧腔的泄漏油经阀体内流道内泄至出口；减压阀出口压力油去工作，压力不为零，先导阀弹簧腔的泄漏油有单独的油口引回油箱。14．影响节流阀的流量稳定性的因素有哪些？1)节流阀前后压力差的影响。压力差变化越大，流量q的变化也越大。2）指数m的影响。m与节流阀口的形状有关，m值大，则对流量的影响也大。节流阀口为细长孔（m=1）时比节流口为薄壁孔（m=0.5）时对流量的影响大。3)节流口堵塞的影响。节流阀在小开度时，由于油液中的杂质和氧化后析出的胶质、沥青等以及极化分子，容易产生部分堵塞，这样就改变了原来调节好的节流口通流面积，使流量发生变化。一般节流通道越短，通流面积越大，就越不容易堵塞。为了减小节流口堵塞的可能性，节流口应采用薄壁的形式。4)油温的影响。油温升高，油的粘度减小，因此使流量加大。油温对细长孔影响较大，而对薄壁孔的影响较小。
15．为什么调速阀能够使执行元件的运动速度稳定？调速阀是由节流阀和减压阀串联而成。调速阀进口的油液压力为p1，经减压阀流到节流阀的入口，这时压力降到p2再经节流阀到调速阀出口，压力由p2又降到p3。油液作用在减压阀阀芯左、右两端的作用力为（p3A+Ft）和p2A，其中A为减压阀阀芯面积，Ft为弹簧力。当阀芯处于平衡时（忽略弹簧力），则 p2A= p3A+ Ft，p2－p3＝Ft /A＝常数。为了保证节流阀进、出口压力差为常数，则要求p2和p3必须同时升高或降低同样的值。当进油口压力 p1升高时，p2也升高，则阀芯右端面的作用力增大，使阀芯左移，于是减压阀的开口减小，减压作用增强，使p2又降低到原来的数值；当进口压力p1降低时，p2也降低，阀芯向右移动，开口增大，减压作用减弱，使p2升高，仍恢复到原来数值。当出口压力 p3升高时，阀芯向右移动，减压阀开口增大，减压作用减弱，p2也随之升高；当出口压力p3减小时，阀芯向左移动，减压阀开口减小，减压作用增强了，因而使p2也降低了。这样，不管调速阀进、出口的压力如何变化，调速阀内的节流阀前后的压力差（p2－p3）始终保持不变，所以通过节流阀的流量基本稳定，从而保证了执行元件运动速度的稳定。
16．什么是液压基本回路？常见的液压基本回路有几类？各起什么作用？由某些液压元件组成、用来完成特定功能的典型回路，称为液压基本回路。常见的液压基本回路有三大类： 1）方向控制回路，它在液压系统中的作用是控制执行元件的启动、停止或改变运动方向。2）压力控制回路，它的作用利用压力控制阀来实现系统的压力控制，用来实现稳压、减压，增压和多级调压等控制，满足执行元件在力或转矩上的要求。3）速度控制回路，它是液压系统的重要组成部分，用来控制执行元件的运动速度。
17．多缸液压系统中，如果要求以相同的位移或相同的速度运动时，应采用什么回路？这种回路通常有几种控制方法？哪种方法同步精度最高？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。2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。18．液压系统中为什么要设置快速运动回路？实现执行元件快速运动的方法有哪些？在工作部件的工作循环中，往往只要部分时间要求较高的速度，如机床的快进→工进→快退的自动工作循环。在快进和快退时负载小，要求压力低，流量大；工作进给时负载大，速度低，要求压力高，流量小。这种情况下，若用一个定量泵向系统供油，则慢速运动时，势必使液压泵输出的大部分流量从溢流阀溢回油箱，造成很大的功率损失，并使油温升高。为了克服低速运动时出现的问题，又满足快速运动的要求，可在系统中设置快速运动回路。实现执行元件快速运动的方法主要有三种： 1)增加输入执行元件的流量，如双泵供油快速运动回路、自重充液快速运动回路； 2)减小执行元件在快速运动时的有效工作面积，如液压缸差动连接快速运动回路、增速缸的增速回路、采用辅助缸的快速运动回路； 3)将以上两种方法联合使用。19．什么叫液压泵的流量脉动？对工作部件有何影响？哪种液压泵流量脉动最小？ 液压泵在排油过程中，瞬时流量是不均匀的，随时间而变化。但是，在液压泵连续
转动时，每转中各瞬时的流量却按同一规律重复变化，这种现象称为液压泵的流量脉动。液压泵的流量脉动会引起压力脉动，从而使管道，阀等元件产生振动和噪声。而且，由于流量脉动致使泵的输出流量不稳定，影响工作部件的运动平稳性，尤其是对精密的液压传动系统更为不利。通常，螺杆泵的流量脉动最小，双作用叶片泵次之，齿轮泵和柱塞泵的流量脉动最大。
20．若先导型溢流阀主阀芯或导阀的阀座上的阻尼孔被堵死，将会出现什么故障？若阻尼孔完全阻塞，油压传递不到主阀上腔和导阀前腔，导阀就会失去对主阀的压力调节作用，这时调压手轮失效。因主阀芯上腔的油压无法保持恒定的调定值，当进油腔压力很低时就能将主阀打开溢流，溢流口瞬时开大后，由于主阀上腔无油液补充，无法使溢流口自行关小，因此主阀常开系统建立不起压力。若溢流阀先导锥阀座上的 阻尼小孔堵塞，导阀失去对主阀压力的控制作用，调压手轮无法使压力降低，此时主阀芯上下腔压力相等，主阀始终关闭不会溢流，压力随负载的增加而上升，溢流阀起不到安全保护作用。
21．齿轮泵的径向力不平衡是怎样产生的?会带来什么后果?消除径向力不平衡的措施有哪些? 齿轮泵产生径向力不平衡的原因有三个方面：一是液体压力产生的径向力。这是由于齿轮泵工作时，压油腔的压力高于吸油腔的压力，并且齿顶圆与泵体内表面存在径向间隙，油液会通过间隙泄漏，因此从压油腔起沿齿轮外缘至吸油腔的每一个齿间内的油压是不同的，压力逐渐递减。二是齿轮传递力矩时产生的径向力。这一点可以从被动轴承早期磨损得到证明，径向力的方向通过齿轮的啮合线，使主动齿轮所受合力减小，使被动齿轮所受合力增加。三是困油现象产生的径向力，致使齿轮泵径向力不平衡现象加剧。
齿轮泵由于径向力不平衡，把齿轮压向一侧，使齿轮轴受到弯曲作用，影响轴承寿命，同时还会使吸油腔的齿轮径向间隙变小，从而使齿轮与泵体内产生摩擦或卡死，影响泵的正常工作。消除径向力不平衡的措施： 1）缩小压油口的直径，使高压仅作用在一个齿到两个齿的范围，这样压力油作用在齿轮上的面积缩小了，因此径向力也相应减小。有些齿轮泵，采用开压力平衡槽的办法来解决径向力不平衡的问题。如此有关零件（通常在轴承座圈）上开出四个接通齿间压力平衡槽，并使其中两个与压油腔相通，另两个与吸油腔相通。这种办法可使作用在齿轮上的径向力大体上获得平衡，但会使泵的高低压区更加接近，增加泄漏和降低容积效率。22．调速阀和旁通型调速阀（溢流节流阀）有何异同点？调速阀与旁通型调速阀都是压力补偿阀与节流阀复合而成，其压力补偿阀都能保证在负载变化时节流阀前后压力差基本不变，使通过阀的流量不随负载的变化而变化。用旁通型调速阀调速时，液压泵的供油压力随负载而变化的，负载小时供油压力也低，因此功率损失较小；但是该阀通过的流量是液压泵的全部流量，故阀芯的尺寸要取得大一些；又由于阀芯运动时的摩擦阻力较大，因此它的弹簧一般比调速阀中减压阀的弹簧刚度要大。这使得它的节流阀前后的压力差值不如调速阀稳定，所以流量稳定性不如调速阀。旁通型调速阀适用于对速度稳定性要求稍低一些、而功率较大的节流调速回路中。液压系统中使用调速阀调速时，系统的工作压力由溢流阀根据系统工作压力而调定，基本保持恒定，即使负载较小时，液压泵也按此压力工作，因此功率损失较大；但该阀的减压阀所调定的压力差值波动较小，流量稳定性好，因此适用于对速度稳定性要求较高，而功率又不太大的节流调速回路中。旁通型调速阀只能安装在执行元件的进油路上，而调速阀还可以安装在执行元件的回油路、旁油路上。这是因为旁通型调速阀中差压式溢流阀的弹簧是弱弹簧，安装在回油路或旁油路时，其中的节流阀进口压力建立不起来，节流阀也就起不到调节流量的作用。
23．液压系统中为什么要设置背压回路？背压回路与平衡回路有何区别？1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。2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。
24．多缸液压系统中，如果要求以相同的位移或相同的速度运动时，应采用什么回路？这种回路通常有几种控制方法？哪种方法同步精度最高？1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。2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。
25．液压系统中为什么要设置快速运动回路？实现执行元件快速运动的方法有哪些？在工作部件的工作循环中，往往只要部分时间要求较高的速度，如机床的快进→工进→快退的自动工作循环。在快进和快退时负载小，要求压力低，流量大；工作进给时负载大，速度低，要求压力高，流量小。这种情况下，若用一个定量泵向系统供油，则慢速运动时，势必使液压泵输出的大部分流量从溢流阀溢回油箱，造成很大的功率损失，并使油温升高。为了克服低速运动时出现的问题，又满足快速运动的要求，可在系统中设置快速运动回路。实现执行元件快速运动的方法主要有三种： 1)增加输入执行元件的流量，如双泵供油快速运动回路、自重充液快速运动回路； 2)减小执行元件在快速运动时的有效工作面积，如液压缸差动连接快速运动回路、增速缸的增速回路、采用辅助缸的快速运动回路； 3)将以上两种方法联合使用。
26．选择三位换向阀的中位机能时应考虑哪些问题？1）系统保压 当换向阀的P口被堵塞时，系统保压。这时液压泵能用于多执行元件液压系统。2）系统卸载 当油口P和O相通时，整个系统卸载。3）换向平稳性和换向精度 当工作油口A和B各自堵塞时，换向过程中易产生液压冲击，换向平稳性差，但换向精度高。反之，当油口A和B都与油口O相通时，换向过程中机床工作台不易迅速制动，换向精度低，但换向平稳性好，液压冲击也小。4）启动平稳性 换向阀中位，如执行元件某腔接通油箱，则启动时该腔因无油液缓冲而不能保证平稳启动。5）执行元件在任意位置上停止和浮动 当油口A和B接通，卧式液压缸和液压马达处于浮动状态，可以通过手动或机械装置改变执行机构位置；立式液压缸则因自重不能停止在任意位置。
27．限压式变量叶片泵适用于什么场合?有何优缺点? 限压式变量叶片泵的流量压力特性曲线如图所示。在泵的供油压力小于p限时，流量按AB段变化，泵只是有泄漏损失，当泵的供油压力大于p限时，泵的定子相对于转子的偏心距e减小，流量随压力的增加而急剧下降，按BC曲线变化。由于限压式变量泵有上述压力流量特性，所以多应用于组合机床的进给系统，以实现快进→工进→快退等运动；限压式变量叶片泵也适用于定位、夹紧系统。当快进和快退，需要较大的流量和较低的压力时，泵在AB段工作；当工作进给，需要较小的流量和较高的压力时，则泵在BC段工作。在定位﹑夹紧系统中，当定位、夹紧部件的移动需要低压、大流量时，泵在AB段工作；夹紧结束后，仅需要维持较高的压力和较小的流量（补充泄漏量），则利用C点的特性。总之，限压式变量叶片泵的输出流量可根据系统的压力变化（即外负载的大小），自动地调节流量，也就是压力高时，输出流量小；压力低时，输出流量大。
优缺点：1）限压式变量叶片泵根据负载大小，自动调节输出流量，因此功率损耗较小，可以减少油液发热。2）液压系统中采用变量泵，可节省液压元件的数量，从而简化了油路系统。3）泵本身的结构复杂，泄漏量大，流量脉动较严重，致使执行元件的运动不够平稳。4）存在径向力不平衡问题，影响轴承的寿命，噪音也大。
28．图示为三种不同形式的平衡回路，试从消耗功率、运动平稳性和锁紧作用比较三者在性能上的区别。图a为采用单向顺序阀的平衡回路，运动平稳性好，但顺序阀的调定压力取决于活塞部件的重量，运动时消耗在顺序阀的功率损失较大。由于顺序阀是滑阀结构，锁紧性能较差。多用于重物为恒负载场合。图b为采用远控平衡阀的平衡回路，远控平衡阀是一种特殊结构的远控顺序阀，它不但具有很好的密封性，能起到长时间的锁闭定位作用，而且阀口大小能自动适应不同负载对背压的要求，保证了活塞下降速度的稳定性不受载荷变化的影响，且功率损失小。这种远控平衡阀又称为限速锁。多用于变负载场合。图c为采用液控单向阀的平衡回路，由于液控单向阀是锥面密封，故锁闭性能好。单向阀接通后液压缸不产生背压，功率损失小。但最大的缺点是运动平稳性差，这是因为活塞下行过程中，控制油失压而使液控单向阀时开时关，致使活塞下降断断续续。为此应在回油路上串联一单向节流阀，活塞部件的重量由节流阀产生的背压平衡，保证控制油路有一定压力，其运动平稳性和功率损失与节流阀开口大小有关。
29．齿轮泵的泄漏及危害？齿轮泵存在着三个可能产生泄漏的部位：齿轮齿面啮合处的间隙；泵体内孔和齿顶圆间的径向间隙；齿轮两端面和端盖间的端面间隙。在三类间隙中，以端面间隙的泄漏量最大，约占总泄漏量的75%～80%。泵的压力愈高，间隙越大，泄漏就愈大，因此一般齿轮泵只适用于低压系统，且其容积较率很低。30．为什么称单作用叶片泵为非平衡式叶片泵，称双作用叶片泵为平衡式叶片泵？ 由于单作用式叶片泵的吸油腔和排油腔各占一侧，转子受到压油腔油液的作用力，致使转子所受的径向力不平衡，单作用式叶片泵被称作非平衡式叶片泵。双作用叶片泵有两个吸油腔和两个压油腔，并且对称于转轴分布，压力油作用于轴承上的径向力是平衡的，故又称为平衡式叶片泵。
31．液压缸为什么要设排气装置？液压系统往往会混入空气，使系统工作不稳定，产生振动、噪声及工作部件爬行和前冲等现象，严重时会使系统不能正常工作。因此设计液压缸时必须考虑排除空气。
在液压系统安装时或停止工作后又重新启动时，必须把液压系统中的空气排出去。对于要求不高的液压缸往往不设专门的排气装置，而是将油口布置在缸筒两端的最高处，通过回油使缸内的空气排往油箱，再从油面逸出，对于速度稳定性要求较高的液压缸或大型液压缸，常在液压缸两侧的最高位置处(该处往往是空气聚积的地方)设置专门的排气装置。
32.溢流阀和内控外泄式顺序阀相比，为何溢流阀可采用内部回油而顺序阀必须采用外部回油方式
33.因为溢流阀的出油口接油箱，出口压力为零，而内控外泄式顺序阀的出油口接系统，出口压力不为零，所以溢流阀可采用内部回油而顺序阀必须采用外部回油 33．若先导型溢流阀主阀芯或导阀的阀座上的阻尼孔被堵死，将会出现什么故障？若阻尼孔完全阻塞，油压传递不到主阀上腔和导阀前腔，导阀就会失去对主阀的压力调节作用。因主阀芯上腔的油压无法保持恒定的调定值，当进油腔压力很低时就能将主阀打开溢流，溢流口瞬时开大后，由于主阀上腔无油液补充，无法使溢流口自行关小，因此主阀常开系统建立不起压力。若溢流阀先导锥阀座上的 阻尼小孔堵塞，导阀失去对主阀压力的控制作用，调压手轮无法使压力降低，此时主阀芯上下腔压力相等，主阀始终关闭不会溢流，压力随负载的增加而上升，溢流阀起不到安全保护作用。
34．写出下图所示阀的名称；说明图中节流阀的作用；并注明1、2、3、4、5、6各接何处？
答:：该阀为电液换向阀。其中
1．接控制压力油 2．接主油路通执行元件
3．接主油路的压力油 4．接油箱 5．接主油路通执行元件 6．接油箱 35．什么是液压基本回路？常见的液压基本回路有几类？各起什么作用？
答：由某些液压元件组成、用来完成特定功能的典型回路，称为液压基本回路。
常见的液压基本回路有三大类：
1）方向控制回路，它在液压系统中的作用是控制执行元件的启动、停止或改变运动方向。
2）压力控制回路，它的作用利用压力控制阀来实现系统的压力控制，用来实现稳压、减压，增压和多级调压等控制，满足执行元件在力或转矩上的要求。
3）速度控制回路，它是液压系统的重要组成部分，用来控制执行元件的运动速度。
36．什么叫液压爬行？为什么会出现爬行现象？
答：液压系统中由于流进或流出执行元件（液压缸，液压马达）的流量不稳定，出现间隙式的断流现象，使得执行机械的运动产生滑动与停止交替出现的现象，称为爬行。产生爬行现象的主要原因是执行元件中有空气侵入，为此应设置排气装置。37．节流阀应采用什么形式的节流孔？为什么？
答：多采用薄壁孔型，因其m=0.5，q=KAT(Δp)当Δp变化时，引起的q变化小，速度刚性好。
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第四篇：液压传动与气动技术
第五章作业
一、填空题（每空1分）
1、液压控制阀是液压系统的（控制）元件，根据用途和工作特点不同，控制阀可分为三类：（方向）控制阀，（压力）控制阀，（流量）控制阀。
2、根据改变阀芯位置的操纵方式不同，换向阀可分为（行程换向阀）、（电磁换向阀）、（液动换向阀）、（电液动换向阀）和（手动换向阀）。
3、压力控制阀的共同特点是：利用（液压力）和（阀芯上的弹簧力）平衡的原理来进行工作。
4、溢流阀安装在液压系统中泵的出口处，其主要作用是（溢流稳压）和（限压保护）。
5、在液压系统中，要降低整个系统的工作压力，采用（溢流）阀，而降低局部系统的压力，采用（减压）阀。
6、流量阀是利用改变它的通流（面积）来控制系统工作流量，从而控制执行元件的运动（速度），在使用定量泵的液压系统中，为使流量阀能起节流作用，必须与（溢流阀）联合使用。
二、判断题（每题2分）
1、单向阀的作用要变换液流流动方向，接通或关闭油路。（错）
2、调节溢流阀中弹簧力，即可调节系统压力的大小。（对）
3、先导式溢流阀只适用于低压系统。（错）
4、若把溢流阀当作安全阀使用，系统正常工作时，该阀处于常闭状态。（对）
三、选择题（每题2分）
1、为实现液压缸的差动连接，采用电磁换向阀的中位滑阀必须是（B）；要实现泵卸荷，可采用三位换向阀的（C）型中位滑阀机能。
A、O型
B、P型
C、M型
D、Y型
2、调速阀工作原理上最大的特点是（B）
A、调速阀进口和出口油液的压差保持不变
B、调速阀内节流阀进口和出口油液的压差保持不变
C、调速阀调节流量不方便
3、当控制压力高于预调压力时，减压阀主阀口的节流缝隙（B）
A、开大B、关小C、保持常值
4、液压机床开动时，运动部件产生突然冲击的现象通常是（B）
A、正常现象，随后会自行消失
B、油液混入空气
C、液压缸的缓冲装置出故障
D、系统其它部分有故障
第五篇：液压与气动实验要求
同学们好！
液压与气动实验分别是： 1.压力控制回路设计实验、2.调速控制回路设计实验、3.双缸顺序动作回路设计实验、4.双作用气缸速度控制回路设计实验。
实验地点：在实验一号楼101～105分室做实验。
实验要求：
一．提前5分钟到实验室。
二．来实验室前一定要把实验回路似定好方案，并在白纸上画出液压回路图。
三．做实验之前分好组(一个小班分两批，一批分开四个小组)。
四．实验报告每人用A4纸打印（复印）4份。
因为这4个实验是设计性实验，与普通性实验不同，老师只是给了框架给你们，目的是让你们去独立完成实验，培养同学们的动手能力，请你们要多看看书。按照指导书要求做好实验，并完成好实验报告。
参考书“液压与气压传动”主编：李笑。
主要参考章节：第6章 液压基本回路、第11章气动基本回路。
主要参考回路图（四个实验分别是）：
1、压力控制回路：图6－1（a、b）、图6－2（a、b）。
2、调速控制回路：图6－8（a、b）、图6－10（a、b）、图6－11（a、c）。
3、双缸顺序动作回路：图6－30。
4、双作用气缸速度控制回路： 图11－9（a）。
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