第九章 气压传动 (1)

第九章气压传动

★学习目的与要求

1.掌握气压系统的工作原理和组成；

2．掌握气源装置及辅助元件的工作原理；

3．掌握气缸的工作原理；

4．了解气马达的工作原理；

5．掌握减压阀、顺序阀、流量阀的工作原理及应用；

6．了解气动逻辑元件的工作原理及应用；

7．掌握气动基本回路的工作原理及应用；

8．学会阅读气动系统图；

9．掌握气动系统的使用与维护知识。

★内容提要

气压传动与液压传动的工作原理和系统组成相同，但工作介质不同。气压传动是以压缩空气作为工作介质进行能量的传递和控制的一种传动形式。除了具有与液压传动一样，操作控制方便，易于实现自动控制、中远程控制、过载保护等优点外，还具有工作介质处理方便，无介质费用、泄漏污染环境、介质变质及补充等优势。但空气的压缩性极大的限制了气压传动传递的功率，一般工作压力较低（0.3～1MPa），总输出力不宜大于10～40kN，且工作速度稳定性较差。应用非常广泛，尤其是轻工、食品工业、化工

第一节气压传动基础知识

一、空气的物理性质

1.空气的组成：主要成分有氮气、氧气和一定量的水蒸气。

含水蒸气的空气称为湿空气，不含水蒸气的空气称为干空气。

2.空气的密度：对于干空气ρ=ρo×273/（273+t）×p/0.1013

3.空气的粘度：较液体的粘度小很多，且随温度的升高而升高。

4.空气的压缩性和膨胀性

体积随压力和温度而变化的性质分别表征为压缩性和膨胀性。

空气的压缩性和膨胀性远大于固体和液体的压缩性和膨胀性。

5.湿空气

所含水份的程度用湿度和含湿量来表示。湿度的表示方法有绝对湿度和相对湿度之分。

6.压缩空气的析水量

压缩空气一旦冷却下来，相对湿度将大大增加，到温度降到露点以后，水蒸气就要凝析出来。

二、气体的状态变化

1.理想气体的状态方程

不计粘性的气体称为理想气体。空气可视为理想气体。

一定质量的理想气体在状态变化的瞬间，有如下气体状态方程成立

pV/T=常量或p=ρRT

2.气体状态变化过程及其规律（质量不变）

（1）等温过程p1V1=p2V2=常量

在等温过程中，无内能变化，加入系统的热量全部变成气体所做的功。在气动系统中气缸工作、管道输送空气等均可视为等温过程。

（2）绝热过程一定质量的气体和外界没有热量交换时的状态变化过程叫做绝热过程。

p1V1k=p2V2k=常量

式中k为绝热指数，对空气来说k=1.4。

气动系统中快速充、排气过程可视为绝热过程。

三、充、放气温度与时间的计算

在气动系统中向气罐、气缸、管路及其它执行机构充气，或由它们向外排气所需的时间及温度变化是正确利用气动技术的重要问题。

1.向定积容器充气问题

（1）充气时引起的温度变化

向容器充气的过程视为绝热过程，容器内压力由p1升高到p2，，容器内温度也由室温T1升高到T2，充气后的温度为T2=kT s/［1+p1(k-1)/p2］式中Ts为热力学温度，设定Ts=Ti；k为绝热指数。

但容器内温度下降至室温，其内的气体压力也要下降，下降后的稳定值为p=p2T1/T2（2）充气时间：

充气时，容器中的压力逐渐上升，充气过程基本上分为声速和亚声速两个充气阶段。当容器中气体压力小于临界压力，在最小截面处气流的速度都是声速，流向容器的气体流量将保持为常数。

在容器中压力达到临界压力以后，管中气流的速度

小于声速，流动进入亚声速范围，随着容器中压力的上

升，充气流量将逐渐降低。

容器内压力由p1充气到p2所需总时间

t＝t1+t2＝(1.285－p1／p2)τ

τ＝ 5.217×10－3×（V/kS）(273/Ts)1/2

2.容器的放气

（1）绝热放气时容器中的温度变化

容器内空气的初始温度为T1，压力为p1，经绝热

放气后温度降低到T2，压力降低到p

2

，则放气后温度为T2=T1(p2/p1)（k-1）/k 但容器停止放气，容器内温度上升到室温，其内的压力也上升至p p=p2T1/T2（2）放气时间

与充气过程一样，放气过程也分为声速和亚声速两个阶

段。容器由压力p1将到大气压力p a所需绝热放气时间为

T=t1+t2

=｛（2k/k-1）［(p1/p e)(k-1)/2k

-1)］+0.945(p1/1.013×105)(

k-1)/2k

｝τ

τ= 5.217×10-3V(273/T1)1/2/kS

式中p e为放气临界压力（1.92×105Pa)

第二节气源装置及气动元件

气动系统由下面几种元件及装置组成

1.气源装置压缩空气的发生装置以及压缩空气的存贮、净化的辅助装置。它为系统提供合乎质量要求的压缩空气。

2.执行元件将气体压力能转换成机械能并完成做功动作的元件，如气缸、气马达。

3.控制元件控制气体压力、流量及运动方向的元件，如各种阀类；能完成一定逻辑功能的元件，即气动逻辑元件；感测、转换、处理气动信号的元器件，如气动传感器及信号处理装置。

4.气动辅件气动系统中的辅助元件，如消

声器、管道、接头等。

一、气源装置

气源装置为气动系统提供满足一定质量要求

的压缩空气，是气动系统的重要组成部分。

气动系统对压缩空气的主要要求：具有一定

压力和流量，并具有一定的净化程度。

1.组成：气源装置由以下四部分组成

气压发生装置——空气压缩机；

净化、贮存压缩空气的装置和设备；

管道系统；

气动三大件。

2.气压发生装置

（1）功用：空气压缩机将机械能转化为气体的压力能，供气动机械使用。

（2）空气压缩机的分类分容积型和速度型。

常用往复式容积型压缩机，一般空压机为中压，额定排气压力1MPa；低压空压机排气压力0.2MPa；高压空压机排气压力10MPa。

（3）空气压缩机的选用原则依据是气动系统所需要的工作压力和流量两个参数。

空压机输出流量q Vn＝(q Vn0+q Vn1)/(0.7～0.8)

q Vn0——配管等处的泄漏量q Vn1——工作元件的总流量

3.压缩空气的净化装置和设备

（1）气动系统对压缩空气质量的要求：压缩空气要具有一定压力和足够的流量，具有一定的净化程度。不同的气动元件对杂质颗粒的大小有具体的要求。

（2）混入压缩空气中的油分、水分、灰尘等杂质会产生不良影响：

混入压缩空气的油蒸汽可能聚集在贮气罐、管道等处形成易燃物，有引起爆炸的危险，另一方面润滑油被汽化后会形成一种有机酸，对金属设备有腐蚀生锈的作用，影响设备受命。

混在压缩空气中的杂质沉积在元件的通道内，减小了通道面积，增加了管道阻力。严重时会产生阻塞，使气体压力信号不能正常传递，使系统工作不稳定甚至失灵。

压缩空气中含有的饱和水分，在一定条件下会凝结成水并聚集在个别管段内。在北方的冬天，凝结的水分会使管道及附件结冰而损坏，影响气动装置正常工作。

压缩空气中的灰尘等杂质对运动部件会产生研磨作用，使这些元件因漏气增加而效率降低，影响它们的使用寿命。

因此必须要设置除油、除水、除尘，并使压缩空气干燥的提高压缩空气质量、进行气源净化处理的辅助设备。

（3）压缩空气净化设备

一般包括后冷却器、油水分离器、贮气罐、干燥器。

后冷却器：将空气压缩机排出具有140℃～170℃的压缩空气降至40℃～50℃，压缩空气中的油雾和水气亦凝析出来。冷却方式有水冷和气冷式两种。

油水分离器：主要利用回转离心、撞击、水浴等方法使水滴、油滴及其他杂质颗粒从压缩空气中分离出来。

贮气罐的主要作用是贮存一定数量的压缩空气，减少气流脉动，减弱气流脉动引起的管道振动，进一步分离压缩空气的水分和油分。

干燥器的作用是进一步除去压缩空气中含有的水分、油分、颗粒杂质等，使压缩空气干燥，用于对气源质量要求较高的气动装置、气动仪表等。主要采用吸附、离心、机械降水及冷冻等方法。

4.管道系统

5.气动三大件

（1）组成：分水过滤器，减压阀，油雾器。气动三大件是压缩空气质量的最后保证。

①分水过滤器作用是除去空气中的灰尘、杂质，并将空气中的水分分离出来。

原理：回转离心、撞击，

性能指标：过滤度、水分离率、滤灰效率、流量特性

②油雾器特殊的注油装置。

原理当压缩空气流过时，它将润滑油喷射成雾状，随压缩空气流入需要的润滑部件，达到润滑的目的。

性能指标：流量特性、起雾油量

③减压阀起减压和稳压作用。

（2）气动三大件的安装连接次序：分水过滤器、减压阀、油雾器。多数情况下，三件组合使用，也可以少于三件，只用一件或两件。

二、气动执行元件

气动执行元件是将压缩空气的压力能转换为机械能的装置。包括气缸和气马达。实现直线运动和做功的是气缸；实现旋转运动和做功的是气马达。

1.气缸的分类及典型结构

（1）普通气缸

（2）膜片气缸是一种用压缩空气推动非金属膜片作往复运动的气缸，可以是单作用式，也可以是双作用式。适用于气动夹具、自动调节阀及短行程工作场合。

（3）无杆气缸

组成：由缸筒2，防尘和抗压密封件7、4，无杆

活塞3，左右端盖1，传动舌片5，导架6等组成。

原理：铝制缸筒2沿轴向方向开槽，为防止内部

压缩空气泄漏和外部杂物侵入，槽被内部抗压密封件

4和外部防尘密封件7密封，塑料的内外密封件互相

夹持固定着。无杆活塞3两端带有唇型密封圈，活塞

两端分别进、排气，活塞将在缸筒内往复移动。通过

缸筒槽的传动舌片5，该运动被传递到承受负载的导

架6上。此时，传动舌片将密封件4、7挤开，但它

们在缸筒的两端仍然是互相夹持的。因此传动舌片与

导架组件在气缸上移动时无压缩空气泄漏。

（4）冲击气缸

由缸筒、活塞和固定在缸筒上的中盖组成，中盖

上有一喷嘴。它能产生相当大的冲力，可以充当冲床

使用。整个工作过程分为三个阶段：

复位段：气源由孔A供气，孔B排气，活塞上升至密封垫封住喷嘴，气缸上腔成为密封的储气腔。

储能段：气源改由孔B进气，孔A排气。由于上腔气压作用在喷嘴上面积较小，而下腔气压作用面积大，故使上腔贮存很高的能量。

冲击段：上腔压力继续升高，下腔压力继续降低，当上下腔压力比大于活塞与喷嘴面积比时，活塞离开喷嘴，上腔气体迅速充入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，产生很大的冲击力。

2.气缸的工作特性

（1）气缸的速度：在运动过程中气缸活塞的速度是变化的，通常说气缸速度是指活塞平均速度。

（2）气缸的理论输出力：其计算公式与液压缸相同。

（3）气缸的效率和负载率：

气缸实际所能输出的力受摩擦力的影响，其影响程度用气缸效率η表示，η与缸径D 和工作压力p有关，D增大、p提高，η增大，一般在0.7～0.95之间。

在研究气缸性能和确定缸径时，常用到负载率β的概念，定义β＝（气缸实际负载F/气缸理论输出力F0）％。β的选取与气缸的负载性质及运动速度有关

（4）气缸的耗气量：指气缸在往复运动时所消耗的压缩空气量，其大小与气缸性能无关，是选择空压机排量的重要依据。

3.气马达

（1）叶片式气马达的工作原理及特性

叶片式气马达的工作原理与叶片式液压马达相似。特性曲线最大特点是具有软特性：当气压不变时，它的转矩、转速、功率均随着外负载的变化而变化。

（2）气动马达的特点和应用

可无级调速；

可双向旋转；

有过载保护作用，过载时转速降低或停转；

具有较高的启动转矩，可直接带负载启动；

输出功率相对较小，转速范围较宽；

耗气量大，效率低，噪声大；

工作可靠，操作方便。

气动马达在使用中必须得到良好的润滑

三、气动控制阀

1.压力控制阀

减压阀—气动三大件之一，用于稳定用气压力。

溢流阀—只作安全阀用。

顺序阀—由于气缸（马达）的软特性，很难用顺序阀实现两个执行元件的顺序动作

2.流量控制阀用于控制执行元件运动速度。

节流阀、单向节流阀、排气节流阀

3.方向控制阀：

（1）换向阀

气压控制换向阀（加压控制、泄压控制、差压控制）

电磁控制换向阀，电、气控制换向阀

机械控制换向阀

人力控制换向阀

（2）单向阀

梭阀两个单向阀的组合，相当于“或门”。

快速排气阀

四、气动辅件

消声器

气缸、气阀等工作时排气速度较高，气体体积急剧膨胀，会产生刺耳的噪声。噪声的强弱随排气的速度、排气量和空气通道的形状而变化。排气的速度和功率越大，噪声也越大，一般可达100～120dB，为了降低噪声在排气口要装设消声器。

消声器是通过阻尼或增加排气面积来降低排气的速度和功率，从而降低噪声的。

消声器的类型：吸收型；膨胀干涉型；膨胀干涉吸收性。

管道连接件包括管子和各种管接头。

管子可分为硬管和软管。一些固定不动的、不需要经常装拆的地方使用硬管；连接运动部件、希望装拆方便的管路用软管。常用的是紫铜管和尼龙管。

管接头分为卡套式、扩口螺纹式、卡箍式、插入快换式等。

五、气动逻辑元件

它是通过元件内部的可动部件的动作改变气流方向来实现一定逻辑功能的气动控制元件。

1.分类：按结构形式可分高压截止式逻辑元件、膜片式逻辑元件、滑阀式逻辑元件和射流元件。

2.气动逻辑元件的特点

元件流道孔道较大，抗污染能力较强（射流元件除外）；

元件无功耗气量低；

带负载能力强；

连接、匹配方便简单，调试容易，抗恶劣工作环境能力强；

运算速度较慢，在强烈冲击和振动条件下，可能出现误动作。

3.高压截止式逻辑元件

它的动作是依靠气压信号推动阀芯或通过膜片变形推动阀芯动作，改变气流通路来实现一定逻辑功能。

六、气动传感器和气动仪表

气动仪表是生产过程自动化的一种技术工具。包括气动变送单元，气动调节单元，执行单元。

气动变送单元包括传感器和转换器两部分。传感器将待测量的物理量转换成相应的气信号，再由转换器将气信号转换成标准气信号。

气动调节单元将测量参数与给定参数进行比较、计算、放大，使被控对象按一定的规律变化。

执行单元根据调节单元的输出信号控制被控对象，实现调节作用。

第三节气动回路

气动系统一般由最简单的基本回路组成。虽然基本回路相同，但由于组合方式不同，所得到的系统的性能却各有差异。因此，要想设计出高性能的气动系统，必须熟悉各种基本回路和经过长期生产实践总结出的常用回路。

气动基本回路：压力和力控制回路、换向回路、速度控制回路、位置控制回路、基本逻辑回路。

气动常用回路：安全保护回路、同步动作回路、往复动作回路、记数回路、振荡回路

一、压力控制回路

1.一次压力控制回路

电接触式压力表根据贮气罐压力控制空压机的起、停，一旦贮气罐压力超过一定值时，溢流阀起安全保护作用。

2.简单压力控制回路：采用溢流式减压阀对气源实行定压控制。

3.高低压控制回路

由多个减压阀控制，实行多个压力同时输出。

4.高低压切换回路

利用换向阀和减压阀实现高低压切换输出。

5.过载保护回路

正常工作时，阀1得电，使阀2换向，气缸活塞杆外

伸。如果活塞杆受压的方向发生过载，则顺序阀动作，阀3

切换，阀2的控制气体排出，在弹簧力作用下换至图示位

置，使活塞杆缩回。

二、力控制回路

气动系统一般压力较低，所以往往是通过改变执行元件的受力面积来增加输出力。

1.串联气缸回路：通过控制电磁阀的通电个数，实现对分段式

活塞缸的活塞杆输出推力的控制。

2.采用气液增压器的增力回路：利用气液增压器1把较低的气

压变为较高的液压力，提高了气液缸2的输出力。

3.冲击气缸回路：阀1得电，冲击气缸下腔由快速排气阀2通大气，阀3在气压作用下切换，气罐4内的压缩空气直接进入冲击气缸，使活塞以极高的速度运动，该活塞所具有的动能转换成很大的冲击力输出，减压阀5调节冲击力的大小。

三、换向回路

1.单作用气缸换向回路：用三位五通换向阀可控制单作用气缸伸、缩、任意位置停止。

2.双作用气缸换向回路：用三位五通换向阀除控制双作用缸伸、缩换向外，还可实现任意位置停止。

3.气马达换向回路

四、速度控制回路

气动系统功率不大，主要用节流调速的调速方法。

1.气阀调速回路

（1）单作用气缸调速回路：用两个单向节流阀分别控制活塞杆的升降速度。

（2）单作用气缸快速返回回路：活塞返回时，气缸下腔通过快速排气阀排气。

（3）排气节流阀调速回路：通过两个排气节流阀控制气缸伸缩的速度。

（4）缓冲回路：活塞快速向右运动接近末端，压下机动换向阀，气体经节流阀排气，活塞低速运动到终点。

2.气液联动速度控制回路

气体的可压缩性，运动速度不稳定，定位精度不高。在气动调速、定位不能满足要求的场合，可采用气液联动。

（1）气液缸串联调速回路：通过两个单向节流阀，利用液压油不可压缩的特点，实现两个方向的无级调速，油杯为补充漏油而设。

（2）气液缸并联且有中间位置停止的变速回路：气缸活塞杆端滑块空套在液压阻尼缸活塞杆上，当气缸运动到调节螺母6处时，气缸由快进转为慢进。液压阻尼缸流量由单向节流阀2控制，蓄能器能调节阻尼缸中油量的变化。

（3）气液缸串联变速回路：当活塞杆右行到撞块A碰到机动换向阀后开始作慢速运动。改变撞块的安装位置，即可改变开始变速的位置。

五、位置控制回路

1.采用串联气缸定位

气缸由多个不同行程的气缸串联而成。换向阀1、2、3依次得电和同时失电，可得到四个定位位置。

2.任意位置停止回路

当气缸负载较小时，可选择图a所示回路，当气缸负载较大时，应选择图b所示回路。当停止位置要求精确时，可选择前面所讲的气液阻尼缸任意位置停止回路。

六、基本逻辑回路

七、安全保护回路

1.双手操作回路：只有同时按下两个启动用手动换向阀，气缸才动作，对操作人员的手起到安全保护作用。应用在冲床、锻压机床上。

2.互锁回路：该回路利用梭阀1、2、3和换向阀4、5、6实现互锁，防止各缸活塞同时动作，保证只有一个活塞动作。

八、同步动作回路

1.简单的同步回路：采用刚性零件把两尺寸相同的气缸的活塞杆连接起来。

2.采用气液组合缸的同步回路：利用两液压缸油路串联，来保证在负载F1、F2不相等时也能使工作台上下运动同步。蓄能器用于换向阀处于中位时为液压缸补充泄漏。

九、往复动作回路

1.单往复动作回路：按下手动阀，二位五通换向阀处于左位，气缸外伸；当活塞杆挡块压下机动阀后，二位五通换至右位，气缸缩回，完成一次往复运动。

2.连续往复动作回路：手动阀1换向，高压气体经阀3使阀2换向，气缸活塞杆外伸，阀3复位，活塞杆挡块压下行程阀4时，阀2换至左位，活塞杆缩回，阀4复位，当活塞杆缩回压下行程阀3时，阀2再次换向，如此循环往复。

第四节气动逻辑系统设计

一、非时序逻辑问题的特点是：

输入变量取值是随机的，没有时间顺序。系统输出只与输入变量的组合有关，与输入变量取值的先后顺序无关。

二、设计步骤：

分析问题——列真值表——写逻辑函数——化简逻辑函数——绘制逻辑原理图——绘控制回路图

三、非时序逻辑系统设计举例

公共汽车门用气动控制，司机和售票员各有一个气动开关控制汽车门，要求：为安全起见，司机和售票员都发出关门信号，门才关；车到站，一人发出开门信号，门就开。若汽车门用单作用缸驱动，控制阀用手动二位三通换向阀。试设计该气控回路。

第五节气压传动系统实例

气动计量系统

一、概述

对传送带上连续供给的粒状物料进行计量，并按一定质量分装。当计量箱中的物料质量达到设定值时，要求暂停传送带上物料的供给，然后把计量好的物料卸到包装容器中。当计量箱返回到图示位置后，物料再次落入计量箱中，开始下一次的计量。

二、气动计量装置的动作原理

气动装置在停止工作一段时间后，因泄漏气缸活塞会在计量箱重力的作用下缩回。因此首先要有计量准备动作使计量箱到达图示位置。随着物料落入计量箱中，计量箱的质量不断增加，气缸A慢慢被压缩。计量的质量达到设定值时，气缸B伸出，暂时停止物料的供给。计量缸换接高压气源后伸出把物料卸掉。经过一段时间的延时后，计量缸缩回，为下次计量做好准备。

三、气动控制系统原理

计量准备：手动换向阀14左位，减压阀1高压气体使

计量缸A外伸，当计量箱上凸块通过行程阀12时，阀14换

至右位，缸A以排气节流阀17调节的速度下降。，当计量

箱凸块切换阀12后，阀6换至图示位置，使止动缸B缩

回。然后把阀14换至中位。

四、气动系统特点

计量缸采用行程阀发讯方式控制其顺序动作，而止动缸

安装行程阀有困难，采用了顺序阀发讯方式。

计量和倾倒物料都是由计量缸完成，所以系统采用了高

低压切换回路，计量时用低压（3×105Pa），倾倒物料时用高压（6×105Pa）。计量质量的大小可以通过调节低压减压阀2的调定压力或调节行程阀12的位置来进行调节。

系统采用了由单向节流阀10和气容C组成的延时回路。

★思考题及作业

1.公共汽车门用气动控制，司机和售票员各有一个气动开关控制汽车门，要求：为安全起见，司机和售票员都发出关门信号，门才关；车到站，一人发出开门信号，门就开。若汽车门用单作用缸驱动，控制阀用手动二位三通换向阀。试设计该气控回路。

2.某生产自动线上要控制温度、压力、浓度三个参数，任意两个或两个以上达到上限，生产过程将发生事故，此时应自动报警。设计自动报警气控回路。

液压与气压传动第三章习题

第一章 液压泵与液压马达 3.1 简述液压泵与液压马达的作用和类型。 3.2 液压泵的工作压力取决于什么？泵的工作压力与额定压力有何区别？ 3.3 什么是液压泵的排量、理论流量和实际流量？它们的关系如何？ 3.4 液压泵在工作工程中会产生哪两方面的能量损失？产生损失的原因何在？ 3.5 齿轮泵压力的提高主要受哪些因素的影响？可以采取措施来提高齿轮泵的压力？ 3.6 试说明限压式变量叶片泵流量压力特性曲线的物理意义。泵的限定压力和最大流量如何调节？调节时泵的流量压力特性曲线将如何变化？ 3.7 双作用叶片泵和限压式变量叶片泵在结构上有何区别? 3.8 为什么轴向柱塞泵适用于高压 3.9 外啮合齿轮泵、叶片泵和轴向柱塞泵使用时应注意哪些事项 3.10 试比较各类液压泵性能上的异同点。 3.11 某液压泵在转速m i n /950r n =时，理论流量m i n /160L q t =。在同样的转速和压 M P a p 5.29=时，测得泵的实际流量为min /150L q =，总效率87.0=η，求： (1)泵的容易效率； (2)泵在上述工况下所需的电动功率； (3)泵在上述工况下的机械效率； (4)驱动泵的转矩多大？ 3.12 液压马达的排量r mL V /100=，入口压力MPa p 101=，出口压力MPa p 5.02=，容积效率95.0=v η，机械效率85.0=m η，若输入流量min /50L q =，求马达的转速n 、转矩T 、输入功率i P 和输出功率P 。各为多少？ 3.13 某液压泵当负载压力为MPa 8时，输出流量为min /96L ，而负力为MPa 10时，输出流量为min /94L 。用此泵带动一排量为r cm /803的液压马达，当负载转矩为m N ?120时液压马达的机械效率为0.94，其转速为min /1100r ，试求此时液压马达的容积效率为多少？

液压与气压传动课后答案

http://210.14.64.62/jpkc/jpkc2007/fs/DH/DH.htm液压精品课程申报表 “液压与气压传动” 习题集 机电工程学院 上海第二工业大学 2006.1

目录 第一章液压与气压传动概述 (3) 第二章液压传动的基础知识 (3) 第三章液压泵与液压马达 (12) 第四章液压缸 (15) 第五章液压基本回路与控制阀 (20) 第六章液压辅助元件 (44) 第七章液压系统实例 (44) 第八章液压系统的设计计算 (47) 第九章液压伺服系统 (47) 第十章气源装置与气动辅件 (49) 第十一章气缸 (49) 第十二章气动控制元件与基本回路 (50)

第一章 液压与气压传动概述 1.1 谓液压传动和气压传动？液压传动和气压传动系统有哪些基本组成部分？各部分的作用是什么？ 1.2 气压传动与液压传动有什么不同? 第二章 液压传动的基础知识 2.1 为什么压力会有多种不同测量与表示单位？ 2.2 为什么说压力是能量的一种表现形式？ 2.3 液压与气压传动中传递力是依据什么原理？ 2.4 为什么能依据雷诺数来判别流态？它的物理意义是什么？ 2.5 伯努利方程的物理含义是什么？ 2.6 试述稳态液动力产生的原因？ 2.7 为什么减缓阀门的关闭速度可以降低液压冲击？ 2.8 为什么在液压传动中对管道内油液的最大流速要加以限制？ 2.9 有半径mm R 100=的钢球堵塞着垂直壁面上直径R d 5.1=的圆孔，当钢球恰好处于平衡状态时，钢球中心与容器液面的距离H 是多少？已知钢密度为3/8000m kg ，液体密度为3 /820m kg 。 题2.9 图 题2.10 图 2.10 喷管流量计直径mm D 50=，喷管出口直径mm d 30=。局部阻力系 数8.0=ζ，油液密度3/800m kg =ρ，喷管前后压力差由水银差压计读数 mm h 175=。试求通过管道的量q 。 2.11 图2. 11为齿轮液压泵，已知转速为min /1500r n =，工作压力为

第九章 气压传动

第九章气压传动

一、空气过滤器 1．组成 由壳体和滤芯所组成 2. 滤芯材料 分为纸质、织物(麻布、绒布、毛毡)、陶瓷、泡沫塑料和金属(金属网、金属屑)等。 空气压缩机中普遍采用纸质过滤器和金属过滤器。这种过滤器通常又称为一次过滤器，其滤灰效率为50％一70％；在空气压缩机的输出端(即气源装置)使用的为二次过滤器(滤灰效率为70％一90％)和高效过滤器(滤灰效率大于99％)。 二、除油器 除油器用于分离压缩空气中所含的油分和水分。其工作原理是：当压缩空气进入除油器后产生流向和速度的急剧变化，再依靠惯性作用，将密度比压缩空气大的油滴和水滴分离出来。 三、空气干燥器 空气干燥器是吸收和排除压缩空气中的水分和部分油分与杂质，使湿空气变成干空气的装置。从压缩机输出的压缩空气经过冷却器、除油器和储气罐的初步净化处理后已能满足一般气动系统的使用要求。但对一些精密机械、仪表等装置还不能满足要求。为此需要进一步净化处理，为防止初步净化后的气体中的含湿量对精密机械、仪表产生锈蚀，为此要+进行干燥和再精过滤。 四、后冷却器 后冷却器用于将空气压缩机排出的气体冷却并除去水分。 五、储气罐 储气罐的作用是消除压力波动，保证输出气流的连续性；储存一定数量的压缩空气，调节用气量或以备发生故障和临时需要应急使用，进一步分离压缩空气中的水分和油分。 储气罐一般采用圆筒状焊接结构：有立式和卧式两种，一般以立式居多。立式储气罐的高度H为其直径D的2-3倍，同时应使进气管在下，出气管在上，并尽可能加大两管之间的距离，以利于进一步分离空气中的油水。 后冷却器、除油器、储器罐都属于压力容器，制造完毕后，应进行水压实验。

《液压与气压传动》课程教案讲解学习

桂林电子科大职业学院教案主讲人：赵鲁燕 主讲科目:模具设计与制造基础 开课单位：桂电职院机电工程系

第1讲第1章绪论 教学目标： 1、掌握液压与气压传动的相关概念； 2、通过举例掌握液压与气压传动的工作原理和系统及其传动的特点； 3、了解液压与气压传动的应用。 教学重点： 1、液压与气压传动工作原理 2、液压与气压传动的系统组成及应用 教学难点： 液压与气压传动实例应用 教学方法：讲授 教学时间：90分钟。 使用教材: 张勤徐钢涛主编全国高职高专教育“十一五”规划教材。 教学步骤： 一、导入（10分钟） 介绍液压与气压传动目前应用领域及未来发展前景，本门课程的性质与任务；本门课程的教学的基本要求和教学安排、考试方式。 二、授课主要内容 1.1液压与气压传动的工作原理（30分钟） 1）液压与气压传动的基本概念 2）举例说明液压与气压传动原理 3）液压传动的基本特点 1.2液压与气压传动系统的组成与实例（30分钟） 1)液压与气压传动系统的实例： 案例：机床工作台液压系统结构有原理；气动剪切机的工作原理图 2）液压与气压传动系统的组成及各组成部分的功用 1.3液压与气压传动的优缺点（10分钟） 1）液压传动的优缺点 2）气压传动的优缺点 1.4液压与气压传动的应用（5分钟） 三、总结：（5分钟）

第2讲第2章液压流体力学基础 教学目标： 1、了解液压油的物理化学性能；正确选择液压油 2、了解液体处于相对平衡状态下的力学规律及其实际应用 3、了解液压力时流速和压力的变化规律 教学重点： 1、液压油的性质 2、液体静力学基本方程； 3、连续性方程和伯努利方程 教学难点： 实际流体的伯努利方程 教学方法：讲授 教学时间：90分钟。 使用教材: 张勤徐钢涛主编全国高职高专教育“十一五”规划教材。教学步骤： 一、导入（5分钟） 前课回顾复习，引入本次课程主题 二、授课主要内容 2.1液压油（20分钟） 1）液压油的物理性质 ①液体的密度： ②液体的粘性：动力粘度、运动粘度、相对粘度及粘温曲线分析 ③液体的可压缩性 ④其他性质 2）液压油的要求和选用 2.2液体静力学（30分钟） 1)液体静压力及其特性： 2）液体静力学基本方程： (2-10) pdAρ+ = p dA ghdA (2-11) = p pρ+ gh 3)压力的表示方法及单位： ①绝对压力；相对压力；真空度概念

液压与气压传动的课后习题答案精编版

液压与气压传动的课后习题答案精编版 MQS system office room 【MQS16H-TTMS2A-MQSS8Q8-MQSH16898】

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.液压传动系统由（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。（×） 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。（×） 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；1m2/s ＝（106）厘斯。 3．某一种牌号为L-HL22的普通液压油在40o 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。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（低）的液压油。

《液压与气压传动》(课程代码：03631)课程考试大纲汇总

广东省高等教育自学考试 《液压与气压传动》（课程代码：03631）课程考试大纲 目录 一、课程性质与设置目的 二、考试内容与考核目标 绪论 第一节液压与气压传动的工作原理 第二节液压与气压传动系统的组成和表示方法 第三节液压与气压传动的优缺点 第四节液压与气压传动的应用 第五节液压与气动技术的进展 第一章液体力学基础 第一节工作介质 第二节流体静力学 第三节流体运动学和流体动力学 第四节气体状态方程 第五节充、放气参数的计算 第六节管道流动 第七节孔口流动 第八节缝隙流动 第九节瞬变流动 第十节穿透多孔物质的液流 第二章能源装置及辅件 第一节概述 第二节液压泵 第三节油箱 第四节液压辅件 第五节气源装置 第六节气动辅件

第七节管件 第三章执行元件 第一节直线往复运动执行元件 第二节旋转运动执行元件 第三节设计计算 第四章控制元件 第一节概述 第二节阀芯的结构和性能 第三节常用液压控制阀 第四节常用气动控制阀 第五节液压叠加阀、插装阀和多路阀 第六节电液伺服控制阀 第七节电液比例控制阀 第八节电液数字控制阀 第九节气动比例/伺服、数字控制阀 第十节气动逻辑控制元件 第十一节集成式多功能元件 第五章密封件 第一节密封的作用与分类 第二节密封件的材料 第三节常用密封件 第四节新型密封件 第五节组合式密封件 第六节防尘圈 第七节旋转密封件 第八节胶密封与带密封 第六章基本回路 第一节液压基本回路 第二节气动基本回路 第七章系统应用与分析

第一节液压系统应用与分析 第二节气动系统应用与分析第八章系统设计与计算 第一节概述 第二节液压系统设计与计算 第三节液压系统设计计算举例 第四节气动程序控制系统设计三、关于大纲的说明与考核实施要求【附录】题型举例

液压与气压传动课程标准.

液压与气压传动课程标准 一、课程名称 液压与气压传动。 二、适用专业 机电技术（限选课68-30-2-4）、机电一体化专业（专业技能课68-30-2-4）、电气控制与运行专业（专业技能课34-14-2-4）。 三、课程概述 （一）课程性质 液压与气压传动课程是机电技术、机电一体化专业、电气控制与运行等相关专业二年级学生开设的专业技术课。 通过本课程的学习，使学生掌握液压与气压传动的基础知识，掌握液压与气动元件的的工作原理、特点及应用，熟悉液压与气压传动系统的组成以及在设备和生产线上的应用。通过项目训练，使学生能正确选用和使用液压与气动元件，并熟练地绘制出液压与气动回路图。掌握液压及气动系统的基本操作规程，能对液压与气动系统进行基本设计、安装、调试和维护，能对基本系统进行简单的故障分析与排除，以培养学生的综合职业能力、创新精神和良好的职业道德，为学生将来从事专业工作和适应职业岗位变化及学习新的生产科学技术打好基础。 （二）设计思路 本课程打破以学科为中心的内容结构体系，突出“必备和够用为度”的职教思想，坚持以就业为导向，以能力为本位，以培养学生的全面素质为基础，以提高学生的综合职业能力为核心的职教特色。通过参与企业调研，在机械企业有关专家与机电教学部专业教师共同反复研讨下，结合专业教学任务与专业工作过程特点，针对机电类及自控类专业的就业岗位进行任务与职业能力分析，以实际工作任务（项目案例）为导向，以液压与气动技术在行业中的应用为课程主线，以液压与气动技术在机电行业中的工作过程所需要的岗位职业能力为依据，进行课程设置及教学的设计。根据学生的认知规律与技能要求，采用循序渐进方式实现理论教学与典型案例相结合的方式来展现教学内容，采用项目教学法，将学科知识按“项目”

液压与气压传动课后答案

1-1 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： 64 3 070010110 1.45010k V p pa Mpa V --?????=-==? 1-2 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 E ν--=?-?=?? 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0u 由 du dy du dy τμτμ=?= 两边积分得 1-4图示一液压缸，其缸筒内径D ＝12厘米，活塞直径d ＝厘米，活塞长度L ＝ 14厘米，若油的粘度μ＝，活塞回程要求的稳定速度为v=0.5m/s ，试求不计油液压力时拉回活塞所需的力F 等于多少？ 解：对活塞列平衡方程： 对上式两边积分得： 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 31000/kg m ρ=，试求 h=1m,设液体的密度为容器内真空度。

(完整版)液压与气压传动知识点重点

液压与气压传动知识点 1、液压与气压工作原理:它首先通过能量转换装置(如液压泵，空气压缩机)将原动机(如电动机)的机械能转变为压力能，然后通过封闭管道，控制原件等，由另一能量转换装置(液压缸或者气缸，液压马达或气动马达)将液体(气体)的压力能转变为机械能，驱动负载，使执行机构得到所需要的动力，完成所需的运动。 2、液压与气压传动系统的组成:动力元件，执行元件，控制调节元件，辅助元件，工作介质。 3、黏性的意义：液体在外力作用下流动时，液体分子间的内聚力会阻碍其分子的相对运动，即具有一定的内摩擦力，这种性质成为液体的黏性。 常用的黏度有3种：动力黏度，运动黏度，相对黏度。 4、液压油分为3大类：石油型、合成型、乳化型。 5、液体压力有如下的特性：1、液体的压力沿着内法线方向作用于承压面。2、静止液体内任意一点的压力在各个方向上都相等。 5、液体压力分为绝对压力和相对压力。 6、真空度：如果液体中某一点的绝对压力小于大气压力，这时，比大气压小的那部分数值叫做真空度。 7、帕斯卡原理：P19 8、理想液体：一般把既无黏性又不可压缩的液体称为理想液体。 9、恒定流动：液体流动时，若液体中任何一点处的压力、速度和密度等参数都不随时间而变化，则这种流动称为恒定流动(或定常流动、非时变流动)。 当液体整个作线形流动时，称为一维流动。 10、液流分层，层与层之间互不干扰，液体的这种流动状态称为层流。 液流完全紊乱，这时液体的流动状态称为紊流。 11、临界雷诺数P23 雷诺数的物理意义：雷诺数是液流的惯性力对黏性力的无因次比。当雷诺数较大时，液体的惯性力起主导作用，液体处于紊流状态；当雷诺数较小时，黏性力起主导作用，液体处于层流状态。 12、连续性方程是质量守恒定律在流体力学中的一种表达形式。 13、伯努利方程是能量守恒定律在流体力学中的一种表达形式。 14、动量方程是动量定理在流体力学中的具体应用。 15、沿程压力损失：液体在等径直管中流动时，因黏性摩擦而产生的压力损失称为沿程压力损失。 16、局部压力损失：液体流经管道的弯头、管接头、突变截面以及阀口、滤网等局部装置时，液体会产生旋涡，并发生强烈的紊动现象，由此而造成的压力损失称为局部压力损失。17、液压冲击：在液压系统中，由于某种原因，系统中某处的压力会在某一瞬间会突然急剧上升，形成很高的压力峰值，这种现象称为液压冲击。 81、危害：系统中出现液压冲击时，液体瞬间压力峰值可以比正常工作压力大好几倍。液压冲击会损坏密封装置、管道或液压元件，还会引起设备振动，产生很大噪声。有时，液压冲击会使某些液压元件如压力继电器、顺序阀等产生误动作，影响系统正常工作。 19、气穴现象：在液压系统中，如果某处的压力低于空气分离压时，原先溶解在液体中的空气就会分离出来，导致液体中出现大量气泡，这种现象称为气穴现象。如果液体中的压力进一步降低到饱和蒸气压时，液体将迅速气化，产生大量蒸气泡，这时的气穴现象将会愈加严重。

液压与气压传动课后第三、四、六章习题答案

第三章 二、作业题 3-1某一减速机要求液压马达的实际输出转矩T=，转速n=30r/min 。设液压马达排量V=r ，容积效率ηMv =，机械效率ηMm =，求所需要的流量和压力各为多少？ 解： π 2pV T t = t M Mm T T = η 6 10*5.12*9.0*2*5.522-== π ηπV T p Mm M = 60 *9.030*10*5.12/6-==Mv M Vn q η=s m /10*9.636- 3-2 某液压马达排量V=70cm 3 /r ，供油压力p=10MPa ，输入流量q=100L/min, 容积效率ηMv =，机械效率ηMm =，液压马达回油腔背压，求马达的输出转矩与转速。 解：=-==-πη294 .0*10*70*10*)2.010(*66Mm t M T T ====--6 310 *70*6092.0*10*100V q V q n Mv M t η 某液压马达排量V=40cm 3 /r ，当马达在p=和转速n=1450r/min 时，马达的实际流量q=63L/min,马达的实际输出转矩为，求马达的容积效 率、机械效率和总效率。 解：==== -π πη2/10*40*10*3.65 .372/66pV T T T M t M Mm ====--3 610*5.371450*10*40M M t Mv q Vn q q η 3-4 如图所示两个结构相同相互串联的液压缸，无杆腔的面积A 1=50*10-4m 2 ，有杆腔的面积A 2=20*10-4m 2 ，输入流量 q=3L/min ，负载F1=5000N,F2=4000N,不计损失与泄漏，求 （1）两缸工作压力p1,p2两缸的运动速度v1,v2 解：对两缸进行受力分析2 1212211F A p F A p A p =+=D 得出p2=2MPa ，p1=3MPa 速度：v1=q/A1=s 1221A v A v = V2= m/s 3-5若要求差动液压缸快进速度v1是快退速度v2的3倍，试确定活塞面积A1与活塞杆面积A2之比 3-6 如图所示，液压缸活塞直径D=100mm ，活塞杆直径d=70mm ，进入液压缸的流量q=25L/min ，压力p1=2MPa ，回油背压p2=，试计算三种情况下运动速度与方向及最大推力（实际计算其中一种。其余用公式表示） 解：设作用面积，无杆腔A1=*10-3m 2 ,有杆腔A2=4*10-3m 2，活塞杆面积A=*10-3m 2 （1）方向向左 == 1 A q v s =-=2211A p A p F (2)方向向左

《液压与气压传动》习题

附件8 《液压与气压传动》习题 《液压与气压传动》习题

1．1 液压传动系统由哪几部分组成？各部分的作用是什么？ 1．2 液压传动与机械传动、电传动相比有那些优点？为什么有这些优点？ 1．4普通液压油与抗磨液压油有什么区别？ 第二章习题 2．1 要提高齿轮泵的压力需解决哪些关键问题?通常都采用哪些措施? 2．2 叶片泵能否实现正、反转?请说出理由并进行分析。 2．3 简述齿轮泵、叶片泵、柱塞泵的优缺点及应用场合。 2．4 齿轮泵的模数m=4 mm，齿数z=9，齿宽B=18mm，在额定压力下，转速n=2000 r／min 时，泵的实际输出流量Q=30 L／min，求泵的容积效率。 2.5 YB63型叶片泵的最高压力p max=6.3MPa，叶片宽度B =24mm，叶片厚度δ=2.25mm，叶片数z =12，叶片倾角θ= 13°,定子曲线长径R=49mm，短径r=43mm，泵的容积效率ηv=0.90，机械效率ηm=0.90，泵轴转速n=960r／min，试求：(1)叶片泵的实际流量是多少?(2)叶片泵的输出功率是多少? 2．6 斜盘式轴向柱塞泵的斜盘倾角β=20°，柱塞直径d=22mm，柱塞分布圆直径D=68mm，柱塞数z=7，机械效率ηm=0.90，容积效率ηV=0.97，泵转速n=1450r／min，泵输出压力 p=28MPa，试计算：(1)平均理论流量；(2)实际输出的平均流量；(3)泵的输入功率。 第三章习题 3.1 多级伸缩缸在外伸、内缩时，不同直径的柱塞以什么样的顺序运动?为什么? 3.2 已知单杆液压缸缸筒直径D=50mm，活塞杆直径d=35mm，液压泵供油流量为q=10L／min，试求，(1)液压缸差动连接时的运动速度；(2)若缸在差动阶段所能克服的外负载F=1000N，缸内油液压力有多大(不计管内压力损失)? 3.3 一柱塞缸的柱塞固定，缸筒运动，压力油从空心柱塞中通入，压力为p=10MPa，流量为 q=25L／min，缸筒直径为D=100mm，柱塞外径为d=80mm，柱塞内孔直径为d0=30mm，试求柱塞缸所产生的推力和运动速度。 3.4 设计一单杆活塞液压缸，要求快进时为差动连接，快进和快退(有杆腔进油)时的速度均为6m／min。工进时(无杆腔进油，非差动连接)可驱动的负载为F=25000N，回油背压为0.25 MPa，采用额定压力为6.3MPa、额定流量为25L／min的液压泵，试确定：(1)缸筒内径和活塞杆直径各是多少?(2)缸筒壁厚最小值(缸筒材料选用无缝钢管)是多少? 第四章习题 4.1 滤油器有哪些种类?安装时要注意什么? 4.2 根据哪些原则选用滤油器? 4.3 在液压缸活塞上安装O形密封圈时，为什么在其侧面安放挡圈?怎样确定用一个或两个挡圈? 4.4 举例说明油箱的典型结构及各部分的作用。 4.5 设蓄能器的充气压力为6MPa，求在压力为13 MPa和7 MPa之间时可供2L油液的蓄能器的容积，按等温充油、绝热放油和等温过程两种情况计算。 第五章习题 5.3 说明O型、M型、P型和H型三位四通换向阀在中间位置时的特点。 5.5 O型机能的三位四通电液换向阀中的先导电磁阀一般选用何种中位机能?由双液控单向阀 组成的锁紧回路中换向阀又选用什么机能? 为什么? 5.6 在图5.22(a)所示液动换向阀和图5.23(a)所示电液换向阀中，主阀和先导阀各是几台肩式?T、 A、P、 B、T所对应的阀体环形沟槽，何处为构成阀口节流边的工作槽?

液压与气压传动课后答案第四版

1-5.如图所示,一具有一定真空度的容器用一根管子倒置于一液面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ρ= 1000㎏/m 3 ,试求容器内的真空度。 解:以液面为等压面, p +ρgh = p a 所以真空度为 p a －p = ρgh 1-7、图1-3531200/B kg m ρ=,A Z =A 、B 之间的压力差。 2-1、某液压泵的输出压力为5MPa,排量为10mL/r,机械效率为0、95,容积效率为0、9,当转速为1200r/min 时,泵的输出功率与驱动泵的电动机的功率各为多少？ 解:已知: 6305,10/1010/,0.95,0.9,1200/min m v p MPa V mL r m r n r ηη-===?=== 则泵的输出功率: 66300051010101200 0.9100.960 t v P p q p q kw η--????===??= 驱动泵的电动机功率:

0.9 1.0530.950.9 i P kw P kw η = = =? 2-2、某液压泵在转速n=950r/min 时,排量为v=168ml/r 。在同样的转速与压力29、5MP a 时,测得泵的实际流量为150L/min,总效率η=087,求: (1) 泵的理论流量; (2) 泵在上述工况下的泵的容积效率机械效率; (3) 泵在上述工况下所需的电动功率; (4) 驱动泵的转矩多大？ 解:(1) 泵的理论流量 q t =v ·n=168×950=159600ml/min=159、6L/min=2、66×10-3m 3 /s (2)94.060 /106.15960 /101503 3=??==--t v q q η 93.094 .087 .0.=== ∴=v m m V ηηηηηη (3) 电机的驱动功率 6329.51015010/60 84770()84.770.87 O i P pq P W kW ηη-???===== (4) 驱动泵的转矩 284770852.53()22 3.14950/60 i i i i i p T nT P T N m n ωππ==∴= ==??? 另解: ) (77.8453.85260/95014.322)(53.85287 .060/95014.3260 /10150105.292236KW nT p m N n pq T nT pq i i i i =???==?=??????==∴= -πηππη 3-1、液压马达的排量V=250 ml/r,入口压力p 1=10、5MPa,出口压力p 2=1、0MPa,容积效率ηv =0、92,机械效率ηm =0、9,若输入流量q=22 L/min,求马达的实际转速n 、输出转矩T 、输入功率与输出功率各为多少？ 解:

液压与气压传动课后答案第四版

1-5．如图所示，一具有一定真空度的容器用一根管子倒置于一液面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ρ=1000㎏/m3，试求容器内的真空度。 2-1.某液压泵的输出压力为5MPa，排量为10mL/r，机械效率为0.95，容积效率为0.9，当转速为1200r/min时，泵的输出功率和驱动泵的电动机的功率各为多少？ 解：已知： 则泵的输出功率： 驱动泵的电动机功率： 2-2.某液压泵在转速n=950r/min时，排量为v=168ml/r。在同样的转速和压力29.5MP a时，测得泵的实际流量为150L/min，总效率η=087，求： (1) 泵的理论流量； (2) 泵在上述工况下的泵的容积效率机械效率； (3) 泵在上述工况下所需的电动功率； (4) 驱动泵的转矩多大？

解：(1) 泵的理论流量 q t =v ·n=168×950=159600ml/min=159.6L/min=2.66×10-3m 3 /s （2）94.060 /106.15960/1015033=??==--t v q q η (3) 电机的驱动功率 (4) 驱动泵的转矩 另解: 3-1.液压马达的排量V=250 ml/r ，入口压力p 1=10.5MPa ，出口压力p 2=1.0MPa ，容积 效率ηv =0.92，机械效率ηm =0.9，若输入流量q=22 L/min ，求马达的实际转速n 、输出转矩 T 、输入功率和输出功率各为多少？ 解： 3-3.为两个结构相同相互串联的液压缸，无杆腔的面积A 1=100×10-4m 2，有杆腔的面 积A 2=80×10-4m 2，缸1的输入压力p 1=0.9MPa ，输入流量q=12 L/min ，不计摩擦损失和泄漏， 求： （1） 两缸承受相同负载（F 1=F 2）时，该负载的数值及两缸的运动速度； （2） 缸2的输入压力是缸1的一半（P 2=P 1/2）时，两缸各能承受多少负载？ （3） 缸1不承受负载（F 1=0）时，缸2能承受多少负载？ 解： （1） 3P Θ为大气压 30P ∴≈ （2） (3) 因为 022111=-=A P A P F 所以 ()MPa A A P P 125.110 8010100109.044 62112=????==-- 4-5.如图所示的液压系统，两液压缸的有效面积A 1=100×10-4m 2，缸I 负载F=35000N ， 缸Ⅱ运动时负载为零。不计摩擦阻力、惯性力和管路损失，溢流阀、顺序阀和减压阀的调定 压力分别为4MPa 、3MPa 和2MPa 。求在下列三中情况下，A 、B 、C 处的压力。 （1）液压泵启动后，两换向阀处于中位； （2）1YA 通电，液压缸1活塞移动时及活塞运动到终点时； （3）1YA 断电，2Y A 通电，液压缸2活塞运动时及活塞碰到固定挡块 解：(1) （2）I 移动： I 到达终端： MPa p p B A 4== （3）Ⅱ移动：MPa p p p c B A 0=== Ⅱ碰到固定挡块时： MPa p p B A 4== 4-8.液压缸的活塞面积为A=100×10-4m 2，负载在 500～40000N 的范围内变化，为使负载变化时活塞运动速 度稳定，在液压缸进口处使用一个调速阀，若将泵的工作 P 3

《液压与气压传动》姜继海_宋锦春_高常识-第1-7章课后答案

《液压与气压传动》姜继海宋锦春高常识-第1-7章课后答案 1.1 液体传动有哪两种形式？它们的主要区别是什么？ 答：用液体作为工作介质来进行能量传递的传动方式被称之为液体传动。按照其工作 原理的不同，液体传动又可分为液压传动和液力传动，其中液压传动是利用在密封容器内 液体的压力能来传递动力的；而液力传动则的利用液体的动能来传递动力的。1.2 液压传动系统由哪几部分组成？各组成部分的作用是什么？ 答：（1）动力装置：动力装置是指能将原动机的机械能转换成为液压能的装置，它是 液压系统的动力源。 （2）控制调节装置：其作用是用来控制和调节工作介质的流动方向、压力和流量，以 保证执行元件和工作机构的工作要求。 （3）执行装置：是将液压能转换为机械能的装置，其作用是在工作介质的推动下输出 力和速度（或转矩和转速），输出一定的功率以驱动工作机构做功。 （4）辅助装置：除以上装置外的其它元器件都被称为辅助装置，如油箱、过滤器、蓄 能器、冷却器、管件、管接头以及各种信号转换器等。它们是一些对完成主运动起辅助作 用的元件，在系统中是必不可少的，对保证系统正常工作有着重要的作用。（5）工作介质：工作介质指传动液体，在液压系统中通常使用液压油液作为工作介 质。 1.3 液压传动的主要优缺点是什么？ 答：优点：（1）与电动机相比，在同等体积下，液压装置能产生出更大的动力，也就 是说，在同等功率下，液压装置的体积小、重量轻、结构紧凑，即：它具有大的功率密度 或力密度，力密度在这里指工作压力。 （2）液压传动容易做到对速度的无级调节，而且调速范围大，并且对速度的调节还可 以在工作过程中进行。 （3）液压传动工作平稳，换向冲击小，便于实现频繁换向。 （4）液压传动易于实现过载保护，能实现自润滑，使用寿命长。 （5）液压传动易于实现自动化，可以很方便地对液体的流动方向、压力和流量进行调 节和控制，并能很容易地和电气、电子控制或气压传动控制结合起来，实现复杂的运动和 操作。 （6）液压元件易于实现系列化、标准化和通用化，便于设计、制造和推广使用。答：缺点：（1）由于液压传动中的泄漏和液体的可压缩性使这种传动无法保证严格 的传动比。 （2）液压传动中有较多的能量损失（泄漏损失、摩擦损失等），因此，传动效率

(完整版)液压与气压传动第三版_许福玲课后习题答案

习题解 第一章 1— 3：解： 1136009.811133416p gh Pa ρ==??=汞 11334169009.810.51334164414.5129001.5A A p p gZ Pa ρ=-=-??=-= 1— 4：解： 10009.810.54905a a p p gh p p p gh Pa ρρ=-∴=-==??=Q 真 1— 5：解： h d g mg F x d mg F g h x -+=+= +2 2 )(4)(4)(πρπρ 1— 6：解： 3 22 4416100.85/600.02 q v m s d ππ-??==≈?? 4 22 22 0.850.02 Re 154523202 0.11100.850.20.007463.88229.817520.850.1791545.3215450.0229.81 vd v h m p gh Pa g l v h m p gh Pa d g ζζζλλλαυζρλρ-?= = =<=?==?≈?==?=??=??≈ ?==?层流 或或 列油箱液面与泵进口出的伯努利方程，以管子中心为基础： ζ λαραρh h h z m z v h z g v g p z g v g p w w a +====+++=++07.00 2221122 2 221211式中： 则： 2 222125 220.85108809.810.78809.810.00740.17929.81106042.988632.80.26106042.982244.53103798.450.1a v p p gz g h h g Pa MPa λζαρρ?? =+-++ ? ?? ?? ?=+??-??++ ???? =-?=-==： 1— 9：解：

液压与气压传动第7章习题解 (1)

第7章液压与气压传动基本回路思考题和习题 7.1 减压回路有何功用？ 答：减压回路的功用是：使系统中的某一部分油路具有较低的稳定压力；也可采用两级或多级调压的方法获得两级或多级减压；还可采用比例减压阀来实现无级减压。 7.2 在什么情况下需要应用保压回路？试绘出使用蓄能器的保压回路。 答：执行元件在工作循环的某一阶段内，若需要保持规定的压力，就应采用保压回路。参见图7.10。 7.3 卸荷回路的功用是什么？试绘出两种不同的卸荷回路。 答：卸荷回路的功用是使液压泵在接近零压的情况下运转，以减少功率损失和系统发热，延长泵和电机的使用寿命。参见图7.13。 7.4 什么是平衡回路？平衡阀的调定压力如何确定？ 答：为了防止立式液压缸及其工作部件因自重而自行下落，或在下行运动中由于自重而造成失控失速的不稳定运动，在回路中设置平衡阀，这就是平衡回路。平衡阀的调定压力应由液压缸及其工作部件重量而定。 7.5 进口节流阀调速回路有何特点？ 答：进口节流阀调速回路特点从三方面分析： 1. 速度负载特性，a. 在节流阀通流面积一定时，负载越小，这种回路的速度刚度越大：b. 在负载一定时，节流阀通流面积越小，回路的速度刚度越大；c. 增大液压缸有效面积和提高液压泵供油压力可提高这种回路的速度刚度。 2. 最大承载能力：在供油压力调定后，这种回路的最大承载能力是不变的。 3. 功率特性：这种回路既有溢流损失，又有节流损失，故回路效率低，特别是在负载和速度变化较大时。故这种回路常用于负载恒定或变化小调速范围不大和无速度稳定性要求的小功率系统中。 7.6 出口节流阀调速回路有何特点？ 答：出口节流阀调速回路与进口节流阀调速回路的特性基本相同。但承受负值负载能力比进口节流阀调速回路强，运动平稳性也比进口节流阀调速回路好。又因油经节流阀直接回油箱，故散热条件比进口节流阀调速回路好。 故这种回路的应用场合也与进口节流阀调速回路基本相同，特别适用于负值负载。 7.7 旁路节流阀调速回路有何特点？ 答：旁路节流阀调速回路特点： 1. 速度负载特性：a. 在节流阀通流面积一定时，负载越大，这种回路的速度刚度越大；b. 在负载一定时，节流阀通流面积越小，回路的速度刚度越大；c. 增大液压缸有效面积和降低液压泵供油能力可提高这种回路的速度刚度；

第九章 气压传动基础知识

第9章气压传动基础知识 气压传动是指以压缩空气为工作介质来进行能量传递的一种传动形式。由于它具有防火、防爆、节能、无污染等优点，因此，气动技术已广泛应用于国民经济的各个部门，特别是在工业机械手、高速机械手等自动化控制系统中的应用越来越多。 【本章学习目标】 1．掌握气压传动的组成、工作原理及特点 2．了解空气的基本性质和流动规律 9.1 气压传动系统的组成及工作原理 气压传动，是以压缩空气为工作介质进行能量传递和控制的一门技术。气压传动的工作原理是利用空气压缩机把电动机或其它原动机输出的机械能转换为空气的压力能，然后在控制元件的作用下，通过执行元件把压力能转换为直线运动或回转运动形式的机械能，从而完成各种动作，并对外做功。由此可知，气压传动系统和液压传动系统类似，也是由五部分组成的，如图9-1-1所示： 1．气源装置是获得压缩空气的装置。其主体部分是空气压缩机，它将原动机供给的机械能转变为气体（工作介质）的压力能。 2．控制元件是用来控制压缩空气的压力、流量和流动方向的，以便使执行机构完成预定的工作循环，它包括各种压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀等。 3．执行元件是将气体的压力能转换成机械能的一种能量转换装置。它包括实现直线往复运动的气缸和实现连续回转运动或摆动的气马达或摆动马达等。 4．辅助元件是保证压缩空气的净化、元件的润滑、元件间的连接及消声等所必须的元件，包括过滤器、油雾器、管接头及消声器等。 5．工作介质经除水、除油、过虑后的压缩空气。

图9-1-1 气压传动系统的组成 1－电动机 2－空气压缩机 3－气罐 4－压力控制阀 5逻辑元件 6－方向控制阀 7－流量控制阀8－行程阀 9－气缸 10－消音器 11－油雾器 12－分水滤气器 9．2 气压传动的特点及应用 9.2.1 气压传动的特点 气动技术在国外发展很快，在国内也被广泛应用于机械、电子、轻工、纺织、食品、医药、包装、冶金、石化、航空、交通运输等各个工业部门。气动机械手、组合机床、加工中心、生产自动线、自动检测和实验装置等已大量涌现，它们在提高生产效率、自动化程度、产品质量、工作可靠性和实现特殊工艺等方面显示出极大的优越性。气压传动与机械、电气、液压传动相比有以下特点，见表9-2-1。 一、气压传动的优点 1.工作介质是空气，与液压油相比可节约能源，而且取之不尽、用之不竭。气体不易堵塞流动通道，使用之后可将其随时排入大气中，不污染环境。 2.空气的特性受温度影响小。在高温下能可靠地工作，不会发生燃烧或爆炸，且温度变化对空气的粘度影响极小，故不会影响传动性能。 3.空气的粘度很小(约为液压油的万分之一)，所以流动阻力小，在管道中流动的压力损失较小，便于集中供应和远距离输送。 4.相对液压传动而言，气压传动动作迅速、反应快，一般只需0．02～0．3s 就可达到工作压力和速度。液压油在管路中流动速度一般为1～5m/s，而气体的

《液压与气压传动》姜继海第1_7章课后习题答案(全)

1.1 液体传动有哪两种形式？它们的主要区别是什么？ 答：用液体作为工作介质来进行能量传递的传动方式被称之为液体传动。按照其工作 原理的不同，液体传动又可分为液压传动和液力传动，其中液压传动是利用在密封容器 液体的压力能来传递动力的；而液力传动则的利用液体的动能来传递动力的。1.2 液压传动系统由哪几部分组成？各组成部分的作用是什么？ 答：（1）动力装置：动力装置是指能将原动机的机械能转换成为液压能的装置，它是 液压系统的动力源。 （2）控制调节装置：其作用是用来控制和调节工作介质的流动方向、压力和流量，以 保证执行元件和工作机构的工作要求。 （3）执行装置：是将液压能转换为机械能的装置，其作用是在工作介质的推动下输出 力和速度（或转矩和转速），输出一定的功率以驱动工作机构做功。 （4）辅助装置：除以上装置外的其它元器件都被称为辅助装置，如油箱、过滤器、蓄 能器、冷却器、管件、管接头以及各种信号转换器等。它们是一些对完成主运动起辅助作 用的元件，在系统中是必不可少的，对保证系统正常工作有着重要的作用。（5）工作介质：工作介质指传动液体，在液压系统常使用液压油液作为工作介质。 1.3 液压传动的主要优缺点是什么？ 答：优点：（1）与电动机相比，在同等体积下，液压装置能产生出更大的动力，也就 是说，在同等功率下，液压装置的体积小、重量轻、结构紧凑，即：它具有大的功率密度 或力密度，力密度在这里指工作压力。 （2）液压传动容易做到对速度的无级调节，而且调速围大，并且对速度的调节还可 以在工作过程中进行。 （3）液压传动工作平稳，换向冲击小，便于实现频繁换向。 （4）液压传动易于实现过载保护，能实现自润滑，使用寿命长。 （5）液压传动易于实现自动化，可以很方便地对液体的流动方向、压力和流量进行调 节和控制，并能很容易地和电气、电子控制或气压传动控制结合起来，实现复杂的运动和 操作。 （6）液压元件易于实现系列化、标准化和通用化，便于设计、制造和推广使用。答：缺点：（1）由于液压传动中的泄漏和液体的可压缩性使这种传动无法保证严格 的传动比。 （2）液压传动中有较多的能量损失（泄漏损失、摩擦损失等），因此，传动效率相对