液压控制系统习题
第2章
1. 答：本题为求实际零开口四边滑阀的零位静态特性系数 流量
s 2c c 32p W r q μ
π=
∵10号航空液压油的运动粘度s /mm 102
=ν， 密度3kg/m 850=ρ
面积梯度025.0008.014.3=?==d W πm ∴
)
s /m (3651.010
71032850025.0)105(14.336
4
26c =???????=--q 流量系数
ρ
s
p W
C k d q =
2.答：本题为求实际正开口四边滑阀的特性系数
667
.1601005.010533
c q0=???==
--U
q K 10
-6
3
s
c c0103.571410721052?=???==
-p q K 9
10
c0
q00p 104.6676105714.3667
.1?=?==
-K K K 3答：零开口四边滑阀在工作时，有两个串联的阀口同时起作用，每个阀口的压降
2
L
s p p p -=
? 总的稳态液动力为
V L s s )(43.0x p p W F -=
空载时p L = 0，稳态液动力最大
N)
(5.113105.01021008.043.043.0360m
s max 0s =??????==-πx Wp F 4.答：零开口四边滑阀的零位流量增益
ρ
s
d q0p W
C K =
由此式求得该阀的面积梯度W
0215
.01021870
62.0072.26
s
d
q0=?=
=p C K W ρ
得到梯度后可以求出滑阀直径
0068
.014.30215
.0==
=π
W
d 全周开口阀有流量饱和的问题，据流量不产生饱和的条件
67vmax
>x W
求得阀的最大开口量
(m)102.340m -?=x
5.答：双喷嘴挡板阀零位泄漏量q c 和D N 、x f0的关系 ρ
πs
f0
N df c 2p x D C q = （1）
双喷嘴挡板阀在零位时通过固定节流口和喷嘴处流出的流量相等，固定节流口的流量公式
c d00
24q C D π=从上式可以求得固定节流口的直径
0D =
=
)m (107718.24-?=
根据喷嘴挡板阀的设计
N 044.0D D =
因此可以求得喷嘴的直径
)
m (102996.644
.0107718.244
.044
N --?=?=
=
D D 根据（1）式可求出x f0
)
m (109056.110
21870
102996.664.02105.7256
46
s
N
df c
f0---?=??????=
=
πρπp D C q x 所以
1968
.0870
10
21102996.614.364.06
4s
N
df q0=?????==-ρ
πp D C K
第3章
1.解：阀控液压马达的三个基本方程的拉氏变换式
??
??
???+++=++=-=L
m m m m 2
t m L L e
t L
tm m m L L c v q L 4T G s B s J D p sp V p C s D Q p K x K Q θθθβθ 对于纯惯性负载，000L m ===T G B ，，。
??
??
???=++=-=m
2
t m L L e
t L
tm m m L L
c v q L 4θβθs J D p sp V p C s D Q p K x K Q 消去中间变量L L p Q ，
v q m
2
t e t ce m m ])4([x K D s J s V K s D =++βθ
tm c ce C K K +=
得传递函数
)14(2t 22e t t m
q
v
m
++=
s D K
J s D J V s D K x m
ce m βθ
根据已知条件
5
4
10
1401066.605.0%)951(???=-?=-n n tm p q C =2.3786×10-12
2. 3.解：（1）变量泵流量的增量方程
1p C D Q tp p p p -=ω
式中p D —变量泵的排量；
tp C —变量泵的总泄漏系数，ep ip tp C C C +=
（2）马达流量的增量方程
1e
1sp V s D p C Q m m tm p βθ+
+=
式中tm C —液压马达总泄漏系数em im tm C C C += （3）力平衡方程的拉氏变换
L m m m m 2t 1T G s B s J p D m m +++=θθθη
（4）消去中间变量
m
m t m m e m m m t m m e m m m t t m m e t p
m
p
m D GC s D GV D B C s D V B D J C D s J V D D ηηβηηβηηβωθ02
030)1()(++++++=
当负载为纯惯性负载时000L m ===T G B ，，
)1(2220++=
s D J C s D J V s D D m
m t
t m m e t m
p
p
m
ηηβωθ
4.解：根据负载最佳匹配原则，在阀的最大功率点有负载惯性轨迹
12
2020=???
? ??+???? ??ωωm x F x x 根据椭圆方程的最大极值点为
2002121ωωm x x ab =，该点为参数4
π
θ=时得到，系统的最大功率点
2
32
0*
ωm x x F N =?=
在阀的最大功率点，根据4
π
θ=
可以计算出
2/23030008.04cos
220*???=?=π
ωm x F L
=15274（N ）
由力求出的p A
0016.010********
3)2/(36
*=???=
=s L
p p F A 4
sin
0*π
ωx v L =
=1.6971（m/s ）
0047
.00016.06971.133*0=??==p
L
m A v q ρ
s
vm
d m p Wx C q =0
5
6
01098.5101462.08700047.0-?=??=
=
∴ρ
s
d
m vm p C q Wx
5.解：马达的惯性力矩为θ
J T = 负载轨迹方程为
t ωωθθcos max
= t J T ωωθsin 2max -=
联立上述两式
12
2
max
2max =???
? ??+???? ??ωθωθθJ T
根据题4知
ωθθ
max *22
= 2max *2
2
ωθJ T =
令*T D p m s =
s
m p J D 2
max 22ωθ=
令t
m
s t p p d d D p C n D θ
π21=-
得：p
s
t m p n p C t
D D +=πωωθ2cos max
因t ωcos 的最大值为1
所以p
s
t m p n p C D D +=πω
θ2max
第4章
1.阀可以看作零开口四边滑阀 因此可求得阀的流量系数 k q
5945.0870/10202.062.06=???==ρs d q p W C K
前向通道传递函数
)
12(
)()(22++
=
s s
s A K K s H s G h
h
h
p
f
q ω?ω
当h j s ω=时求上式的幅值，大小为
62lg
20-=h
h p f q A K K ω?
代入数值
2158.05945
.0320
1022.00024.110233.0=????=?=--q p
h h f K A K ?ω2. 如图所示机液伺服系统，阀的流量增益为q K ，流量-压力系数c K ，活塞面积p A ，活塞杆与负载连接刚度s K ，负载质量L m ，总压缩容积t V ，油的体积弹性模
量e β，阀的输入位移i x ，活塞输出位移p x ，求系统的稳定条件。
解：滑阀的流量
L c v q L p K x K Q -=（1）
液压缸流量方程
L e
t L tp p p L sp V
p C sx A Q β4++=（2）
油缸力平衡方程
)(L p s p L x x K A p -=（3）
负载力平衡方程：
L L L p s x s m x x K 2)(=-（4）
联立（1）（2）（3）（4）得
L e
t
ce p p f q i i q p s V K x s A K K x K K )4()(β+
++=（5）
tp c ce C K K +=
由（4）推得
p L s s
L x s
m K K x 2
+=
（6） 由（3）（4）推得
L p
L L x A s m p 2
= （7）
将（6）代入（7）后再代入（5） s
s A m V K m s A m K s A K x x p e L t s l p
L ce L
p q v
p ))4(1()
1(22222
βω++++=
其中连接结构固有频率L
s
L m K =
ω 液压固有频率L
h
L
t p
e h m K m V A =
=
2
4βω 综合阻尼比n p
L
ce n A m K ωζ2
2=
综合谐振频率h
L
s L n K m K m +=
1ω
因此可以求得活塞位移p x 对阀芯位移v x 的传递函数
)
12(
)1(2222
++
+=s s
s s A K x x n
n
n
L p q v
p ωζω
ω
该系统为一半闭环系统，反馈从活塞输出端引出，方块图如下图所示 p f i i v x K x K x -=
其中2
11212l l l
K l l l K f i +=+=
， x i x x
令p
q v A K K =
系统的闭环传递函数
v
f L
f
v n
n
n
L
v i i
p K K s s K K s
s K K x x +++
++=2
22322
)2(
)
1(
ω
ωζω
ω
根据劳斯判据，对于特征方程式为三阶的系统，它的稳定条件是特征方程的系数全部为正值，而且还必须
3021a a a a >
在本题中v f n
K K a a ==
02
31
，ω 代入数据计算得系统稳定的条件：
)1(222
L
n f n n v K K ω
ωωζ-
<
第5章
3.力反馈伺服阀的频宽定义为
v
V f qp b A X x K 0707.0=
ω
式中X V0是频率甚低时的阀芯峰值位移4/0vm V x X = 根据阀芯直径d = 0.005 m 可知
2
52m 1096.14
-?==
d A v π
根据流量和压力可求得阀芯的最大位移
m
102.110212870
005.014.362.06010152463--?=??????==
ρ
πs
d v
vm p d
C q x 如果2(rad/s)3.14100Hz 100??=>b
ω
则min)
/L (0156.062895.14
102.1707.09
=????>-f qp x K 4.解：
力反馈两级伺服阀衔铁挡板组件的运动方程为
N Lp v f m f a a t A rp X K b r K s B s J I K +++++=?)()(2θ
在稳态时s=0
vm f t X K b r I K )(0+=?
由第3题知阀芯位移m x vm 4102.1-?=
=????+=
--43
102.18.210
10)
3.137.8(t K 0.7392(N·m/A) 5.解：
根据阀的零位泄漏流量可求得固定节流器和喷嘴口的参数。电液伺服阀有两个支路，一个支路流量为额定流量的2%，%2min /L 10c ?=q 节流口直径
)
m (105845.01021870
14.38.0600002.0104436
dr c 0-?=?????=
=
ρ
π
s
p C q D
已知喷嘴挡板的零位距离m 1035f0-?=x 取喷嘴孔与固定节流孔的液导比1=a ，
f0N df 2
00
d 4
x D C D C ππ=
取
8.0d0
df
=C C mm)
(6.31038.04)105845.0(452
3f0df 200d N =????=
=--x C D C D
根据额定流量和额定压力可求得阀芯最大位移vm x
870
10212005
.06000096
.0102%)41(6
????=
-=
πρ
πs
d s vm p d
C q x
m)(1064.45-?=
阀的位移增益m
vm i I x
K ?=
当电液伺服阀输入控制电流为0.1mA 时 阀芯位移I K x i v ??=
)
m (1064.41
.010
1064.465--?=??= 挡板位移v qp
v
x K A x =
f )
m (1073.21064.42.04005.056
2
f --?=????==πv c v x q A x 伺服阀芯在v x 下的输出流量
min)
/L (3438.0870
1021321064.4005.014.362.0326
6
L =??????==-ρ
πs v
d p dx C q
因此液压缸可获得的在最大功率点的速度p
L pm A q x
= )
m/s (0029.01020600003438
.04pm =??=
-x
最大输出力在最大功率点，即s p p 3
2
L =
时 )kN (2810213
2
6Lm =???=
p A F 第6章
1.如图所示电液位置伺服系统，已知：
mA /s m 102036??=-q K ，rad /m 10536m -?=D ，
m/rad 1003.02-?=n ，V/m 50f =K ，225.0ζh =求
1）系统临界稳定状态时的放大器增益a K 为多少？
2）幅值裕量为6dB 时的a K 为多少？
3）系统作m/s 1022
-?等速运动时的位置误差为多少？伺服阀零漂mA 6.0d =?I 时引起的静差为多少？
解：系统开环传递函数
)
12(/)()(2
2++
=
s s
s D n K K K s H s G n
n
n
m f q a ωζω
1）系统临界稳定时n j s ω=，幅值大小
n
m f q a D n K K K ωn ζ2lg
20≤0
即 n
K K D K f q n
m a ωn ζ2≤
代入数据74910
03.0501020100
105225.022
66=????????≤---a K 2）幅值裕量为6dB 时，
6ζ2lg
20n -=n
m f q a D n K K K ω
代入数据求得
38
.3751023561023
.03.0=?=?=--n K K D K f q n
m n a ωζ
3）系统开环放大系数
m f q a v D n K K K K /=
取mA/m 1180=a K
6
4610514.31035010201180---???????=v K
/s m 2226.03=
系统跟随误差
m 1.02
.010
2)(2
=?==
∞-v m r K V e
零漂引起的误差
m 10518
.1106.043
--?=?=?=?a d p K I x
2.有一稳定的电液位置伺服系统，其速度放大系数
l/s 20=v K ，为了保证稳态精度的要求需将速度放大
系数提高到l/s 100，求滞后校正网络的传递函数。
解：电液位置伺服系统是Ⅰ型系统，特点是增益裕量不足，相位裕量有余，因此常采用滞后校正降低系统高频段增益或通过提高低频段增益减小系统的稳态误差。 根据校正前后增益可求得滞后超前比
l/s 100=vc K 5v
vc
==K K α
由于rad/s 02.0v c ==K ω
选择转折频率，为了减小滞后网络对穿越频率c ω处相位滞后的影响应使rc ω低于c ω的1到10倍频程，取
005.0004.0)4
151(rc ～～==c ωω，
令004.0rc =ω
根据定义，滞后校正环节的传递函数为
102
.01
004.011
c(s)
++=++=s
s
s s
G rc rc ωαω 3.有一振动台，其方块图如图所示。已知系统参数为：
rad/s 140=h ω，2.0ζh =，A /s m 04.03?=sv K ，
A/V 01.0=a K ，V/m 120f =K ，2
p m 001.0=A 求
1）不加加速度反馈校正时的系统增益裕量g K 和闭环
频宽b ω。
2）将系统开环阻尼比提高到3.0ζh =时的加速度反馈
系数fa K 和系统增益裕量g K 和闭环频宽b ω。
解：1）系统的开环传递函数
)
12(/)()(22++
=
s s
s A K K K s H s G h
h
h
p f sv a ωζω
增益裕量
083
.3001
.01402.0212004.001.0lg
20ζ2lg 20h h =?????-=-=p
f sv a
g A K K K K ω闭环传递函数
)1ζ2(/h
h 22
f +++=
s s
s A K K K A K K U x h p sv a p
sv a r
p ωω
1)(ζ2)(1
h
v h 2h v h
h 3h v h
f
+++=
ωωωωωωs
K s
K s
K K （1）
式中p
sv
a v A K K K K f =
这是个三阶系统，可以将分母分解
)
1ζ2)(
1(1nc
nc
2
2
f
++
+=
s s
s
K U x nc
b
r
p ωωω（2）
令（1）（2）式分母相等
2
4)ζ2(ζ22h h h 2
h h h v
b K +-+-=
ωωωωω（3）
代入数据
48=v K
v b 0196.48K ≈=ω
闭环频宽为48
2）加速度反馈闭环传递函数
)
1)ζ2((fa h h
22
+++=
s A K
K K s s A K K U x p sv a h
p
sv a j
p ωω
令p sv a v A K K K =，p
sv a A K
K K K fa 2=
阻尼比变为
2
ζζ2h h h
K ω+
=' 即2.02=h K ω，代入数据
140
04.001.0001
.02.02.0fa ???=
=
h
sv a p K K A K ω
=0.0036
可见加速度反馈改变系统阻尼比。由于幅值与阻尼比相关，因此增益裕量变为
19
.11001
.01403.0212004.001.0lg
20ζ2lg 20h h =?????-=-=p
f sv a
g A K K K K ω将（3）式中的阻尼比用
h ζ'代替，计算得
0881.48b =ω
4.有一速度伺服系统，其原理方块图如图所示。已知系统参数为：电液伺服阀固有频率rad/s 340=sv ω，阻尼比7.0ζsv =，流量增益A /s m 03
5.03sv ?=K ，液压固有频率rad/s 183=h ω，阻尼比2.0ζh =，测速电机增益s/rad V 19.0fv ?=K ，液压马达排量
/rad m 1063.136-?=m D 。求稳定裕量dB 6g =K ，
o 87=γ时积分放大器增益为多少？
解：令积分放大器增益为a K ，
伺服阀传递函数为
1
ζ2sv
sv
2
2++
=?s s
K I Q
sv
sv
ωω
液压马达传递函数
1ζ2/1h
h
2
2++=
s s D Q
h
m
m ωωθ
系统开环传递函数
)
1ζ2)(1ζ2(/)()(h
h 22sv sv 22fv ++++=
s s s s D K K K s H s G h sv m
sv a ωωωω
根据幅值裕量
62lg
20h fv
g -==m
sv a D K K K K ζ，求得
5fv
sv h
m 3.0109.4ζ102--?=?=K K D K a
根据相角裕量o 87=γ，则相角
o 93180-=-=γ?
o 2
h
93)(1ζ2arctan )(-=--=h
c h
c
c ωωωωω?
99.02
ζ1.04)ζ1.0(h 2h =-+=h c ωω
h c ωω≈
已知m
sv a c D K K K fv
=
ω
049.019
.0035.0183
1063.16fv =???==∴-K K D K sv h m a ω
为了同时满足增益裕量和相角裕量，a K 应该取两值中较小的那个。
第九章典型液压系统及实例 习题答案
9.2 写出图9-2所示液压系统的动作循环表，并评述这个液压系统的特点。 图9-2 [解答] 系统动作循环见下表，这个系统的主要特点是：用液控单向阀实现液压缸差动连接；回油节流调速；液压泵空运转时在低压下卸荷。 lYA 2Y^ 3YA 快进 + - + 工进 + - - 停留 + - - 快退 - + - 停止 - - - 电 磁 铁 工 作 循 环
习题解答 9.1 试写出图9.9所示液压系统的动作循环表，并评述这个液压系统的特点。 解答：该液压系统的动作循环表如下： 1YA 2YA3YA 动作顺序快进＋－＋ 工进＋－－ 停留＋－－ 快退－＋－ 停止－－－ 这是单向变量泵供油的系统，油泵本身可变速，工 进过程中，可以通过调速阀配合调速。执行机构为活塞杆固定的工作缸。通过三位五通电液换向阀换向。实现快进、工进、停留、快退、停止的工作过程如下：
快进时：1YA通电，液压油进入工作缸的左腔，推动缸筒向左运动，由于3YA也通电，液控单向阀有控制油，工作缸右腔的油经过三位阀也进入工作缸左腔，油缸实现差动快进。 工进时：3YA断电，油缸右腔的回油经调速阀回油箱，缸筒以给定的速度工进，可实现稳定调速。 工进到终点，缸筒停留短时，压力升高，当压力继电器发出动作后，1YA断电，2YA通电，泵来的压力油经液控单向阀进入缸筒右腔，推动缸筒快速退回。退回至终点停止。 9.2 图9.8所示的 压力机液压系统， 能实现“快进、慢 进、保压、快退、 停止”的动作循环， 试读懂此系统图， 并写出：包括油路 流动情况的动作循 环表。
解答：
10左→9 → 11 ； 停止－－ 9.3 图9.11所示的 液压系统，如按规定的 顺序接受电器信号，试 列表说明各液压阀和 两液压缸的工作状态。 1YA2YA 动作顺序1－＋2－－3＋－4＋＋5＋－6－－ 解答：
液压控制系统(王春行编)课后题答案
第二章 思考题 1、为什么把液压控制阀称为液压放大元件？ 答：因为液压控制阀将输入的机械信号（位移）转换为液压信号（压力、流量）输出，并进行功率放大，移动阀芯所需要的信号功率很小，而系统的输出功率却可以很大。 2、什么是理想滑阀？什么是实际滑阀？ 答： 理想滑阀是指径向间隙为零，工作边锐利的滑阀。 实际滑阀是指有径向间隙，同时阀口工作边也不可避免地存在小圆角的滑阀。 4、什么叫阀的工作点？零位工作点的条件是什么？ 答：阀的工作点是指压力-流量曲线上的点，即稳态情况下，负载压力为p L ，阀位移x V 时，阀的负载流量为q L 的位置。 零位工作点的条件是 q =p =x =0L L V 。 5、在计算系统稳定性、响应特性和稳态误差时，应如何选定阀的系数？为什么？ 答：流量增益q q = x L V K ??，为放大倍数，直接影响系统的开环增益。 流量-压力系数c q =- p L L K ??，直接影响阀控执行元件的阻尼比和速度刚度。 压力增益p p = x L V K ??，表示阀控执行元件组合启动大惯量或大摩擦力负载的能力 当各系数增大时对系统的影响如下表所示。 7、径向间隙对零开口滑阀的静态特性有什么影响？为什么要研究实际零开口滑阀的泄漏特性？ 答：理想零开口滑阀c0=0K ，p0=K ∞，而实际零开口滑阀由于径向间隙的影响，存在泄漏 流量2c c0r = 32W K πμ ，p0c K ，两者相差很大。
理想零开口滑阀实际零开口滑阀因有径向间隙和工作边的小圆角，存在泄漏，泄漏特性决定了阀的性能，用泄漏流量曲线可以度量阀芯在中位时的液压功率损失大小，用中位泄漏流量曲线来判断阀的加工配合质量。 8、理想零开口阀具有线性流量增益，性能比较好，应用最广泛，但加工困难；因为实际阀总存在径向间隙和工作边圆角的影响。 9、什么是稳态液动力？什么是瞬态液动力？ 答：稳态液动力是指，在阀口开度一定的稳定流动情况下，液流对阀芯的反作用力。 瞬态液动力是指，在阀芯运动过程中，阀开口量变化使通过阀口的流量发生变化，引起阀腔内液流速度随时间变化，其动量变化对阀芯产生的反作用力。 习题 1、有一零开口全周通油的四边滑阀，其直径-3 d=810m ?，径向间隙-6c r =510m ?，供油压力5s p =7010a P ?，采用10号航空液压油在40C 。 工作，流量系数d C =0.62，求阀的零位 系数。 解：零开口四边滑阀的零位系数为： 零位流量增益 q0d K C =零位流量-压力系数 2c c0r 32W K πμ = 零位压力增益 p0c K = 将数据代入得 2q0 1.4m s K = 123c0 4.410m s a K P -=?? 11p0 3.1710a m K P =? 2、已知一正开口量-3 =0.0510m U ?的四边滑阀，在供油压力5s p =7010a P ?下测得零位泄 露流量c q =5min L ，求阀的三个零位系数。 解：正开口四边滑阀的零位系数为： 零位流量增益 c q0q K U = 零位流量-压力系数 c c0s q 2p K =
大工15秋《液压传动与控制》大作业及要求参考答案
大工15秋《液压传动与控制》大作业及要求参考答案 题目四：画一个减压回路 总则：自己绘制，不限制绘制方法。 要求：（1）说明回路的功用 （2）说明回路的组成及各元件的作用 （3）说明回路的工作原理 （4）撰写一份word文档，里面包括以上内容 解：减压回路： 一、回路的功用： 减压回路的功用在于使系统某一支路上具有地域系统压力的稳定工作压力。液压机如在机床的工件夹紧、导轨润滑及液压系统的控制油路中常需用减压回路。 二、回路的组成及各元件的作用： 1.单向减压阀：减压阀是支回路，用来设定低于主回路压力，同时还能够通过远程控制口，进行远程控制。单向减压阀是减压阀并联单项阀，使之起到单向减压的作用。
2.液压缸：液压缸是将液压能转变为机械能的、做直线往复运动 （或摆动运动）的液压执行元件。它结构简单、工作可靠。用它来实现往复运动时，可免去减速装置，并且没有传动间隙，运动平稳，因此在各种机械的液压系统中得到广泛应用。液压缸输出力和活塞有效面积及其两边的压差成正比；液压缸基本上由缸筒和缸盖、活塞和活塞杆、密封装置、缓冲装置与排气装置组成。缓冲装置与排气装置视具体应用场合而定，其他装置则必不可少。 3.电磁换向阀：电磁换向阀主要是利用电磁铁通电吸合时产生的力来操纵滑阀阀芯移动的, 作用是变换阀芯在阀体内的相对运动，使阀体各个油口连通或断开，从而控制执行元件的换向或启停。 4.液压泵：液压泵是液压系统的动力元件，其作用是将原动机的机械能转换成液体的压力能，指液压系统中的油泵，它向整个液压系统提供动力。液压泵的结构形式一般有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵。 5.溢流阀：一种液压压力控制阀。在液压设备中主要起定压溢流作用，稳压，系统卸荷和安全保护作用。系统卸荷作用：在溢流阀的遥控口串接溢小流量的电磁阀，当电磁铁通电时，溢流阀的遥控口通油箱，此时液压泵卸荷。溢流阀此时作为卸荷阀使用。安全保护作用：系统正常工作时，阀门关闭。只有负载超过规定的极限（系统压力超过调定压力）时开启溢流，进行过载保护，使系统压力不再增加（通常使溢流阀的调定压力比系统最高工作压力高10%～20%）。 三、回路的工作原理
液压传动-课后习题及解答
第一章绪论 一、填空题 1 、一部完整的机器一般主要由三部分组成， 即 、 、 2 、液体传动是主要利用 能的液体传动。 3 、液压传动由四部分组成即 、 、 、 。 4 、液压传动主要利用 的液体传动。 5 、液体传动是以液体为工作介质的流体传动。包括 和 。 二、计算题： 1:如图 1 所示的液压千斤顶，已知活塞 1 、 2 的直径分别为 d= 10mm ， D= 35mm ，杠杆比 AB/AC=1/5 ，作用在活塞 2 上的重物 G=19.6kN ，要求重物提升高度 h= 0.2m ，活塞 1 的移动速度 v 1 = 0.5m /s 。不计管路的压力损失、活塞与缸体之间的摩擦阻力和泄漏。试求： 1 ）在杠杆作用 G 需施加的力 F ； 2 ）力 F 需要作用的时间； 3 ）活塞 2 的输出功率。
二、课后思考题： 1 、液压传动的概念。 2 、液压传动的特征。 3 、液压传动的流体静力学理论基础是什么？ 4 、帕斯卡原理的内容是什么？ 5 、液压传动系统的组成。 6 、液压系统的压力取决于什么？ 第一章绪论答案 一、填空题 第1空：原动机；第2空：传动机；第3空：工作机；第4空：液体动能; 第5空 ：液压泵； 6 ：执行元件； 7 ：控制元件； 8 ：辅助元件； 9 ：液体压力能； 10 ：液力传动； 11 ：液压传动 二、计算题：
答案： 1 ）由活塞 2 上的重物 G 所产生的液体压力 =20×10 6 Pa 根据帕斯卡原理，求得在 B 点需施加的力 由于 AB/AC=1/5 ，所以在杠杆 C 点需施加的力 2 ）根据容积变化相等的原则 求得力 F 需施加的时间 3 ）活塞 2 的输出功率
液压与气压传动的课后习题答案
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。（ × ） 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m 2/s 是表示（运动）粘度的单位；1m 2/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cSt(mm 2 /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。 6. 液体处于静止状态下，其单位面积上所受的法向力，称为（静压力），用符号（p ）表示。其国际单位为（Pa 即帕斯卡），常用单位为（MPa 即兆帕）。 7. 液压系统的工作压力取决于（负载）。当液压缸的有效面积一定时，活塞的运动速度取决于（流量）。 8. 液体作用于曲面某一方向上的力，等于液体压力与（曲面在该方向的垂直面内投影面积的）乘积。 9. 在研究流动液体时，将既（无粘性）又（不可压缩）的假想液体称为理想液体。 10. 单位时间内流过某通流截面液体的（体积）称为流量，其国标单位为 （m 3/s 即米 3 /秒），常用单位为（L/min 即升/分）。 12. 液体的流动状态用（雷诺数）来判断，其大小与管内液体的（平均流速）、（运动粘度）和管道的（直径）有关。 13. 流经环形缝隙的流量，在最大偏心时为其同心缝隙流量的（）倍。所以，在液压元件中，为了减小流经间隙的泄漏，应将其配合件尽量处于（同心）状态。 2-2 判断题 1. 液压油的可压缩性是钢的100～150倍。（√） 2. 液压系统的工作压力一般是指绝对压力值。（×） 3. 液压油能随意混用。（×） 4. 作用于活塞上的推力越大，活塞运动的速度就越快。（×） 5. 在液压系统中，液体自重产生的压力一般可以忽略不计。 （√） 6. 液体在变截面管道中流动时，管道截面积小的地方，液体流速高，而压力小。（×） 7. 液压冲击和空穴现象是液压系统产生振动和噪音的主要原因。（√） 3-1 填空题 1．液压泵是液压系统的（能源或动力）装置，其作用是将原动机的（机械能）转换为油液的（压力能），其输出功率用公式（pq P ?=0或pq P =0）表示。 2．容积式液压泵的工作原理是：容积增大时实现（吸油） ，容积减小时实现（压油）。 3．液压泵或液压马达的功率损失有（机械）损失和（容积）损失两种；其中（机械）损失是指泵或马达在转矩上的损失，其大小用（机械效率ηm ）表示；（容积）损失是指泵或马达在流量上的损失，其大小用（容积效率ηv ）表示。
液压控制系统(王春行版)课后题答案
` 第二章 思考题 1、为什么把液压控制阀称为液压放大元件 答：因为液压控制阀将输入的机械信号（位移）转换为液压信号（压力、流量）输出，并进行功率放大，移动阀芯所需要的信号功率很小，而系统的输出功率却可以很大。 2、什么是理想滑阀什么是实际滑阀 答：理想滑阀是指径向间隙为零，工作边锐利的滑阀。 实际滑阀是指有径向间隙，同时阀口工作边也不可避免地存在小圆角的滑阀。 4、什么叫阀的工作点零位工作点的条件是什么 | 答：阀的工作点是指压力-流量曲线上的点，即稳态情况下，负载压力为p L ，阀位移x V 时， 阀的负载流量为q L 的位置。 零位工作点的条件是q=p=x=0 L L V 。 5、在计算系统稳定性、响应特性和稳态误差时，应如何选定阀的系数为什么 答：流量增益 q q = x L V K ? ? ，为放大倍数，直接影响系统的开环增益。 流量-压力系数 c q =- p L L K ? ? ，直接影响阀控执行元件的阻尼比和速度刚度。 压力增益 p p = x L V K ? ? ，表示阀控执行元件组合启动大惯量或大摩擦力负载的能力 当各系数增大时对系统的影响如下表所示。 ， 7、径向间隙对零开口滑阀的静态特性有什么影响为什么要研究实际零开口滑阀的泄漏特性 答：理想零开口滑阀 c0=0 K， p0= K∞，而实际零开口滑阀由于径向间隙的影响，存在泄漏
流量2c c0r = 32W K πμ ，p0c K ，两者相差很大。 理想零开口滑阀实际零开口滑阀因有径向间隙和工作边的小圆角，存在泄漏，泄漏特性决定了阀的性能，用泄漏流量曲线可以度量阀芯在中位时的液压功率损失大小，用中位泄漏流量曲线来判断阀的加工配合质量。 9、什么是稳态液动力什么是瞬态液动力 答：稳态液动力是指，在阀口开度一定的稳定流动情况下，液流对阀芯的反作用力。 瞬态液动力是指，在阀芯运动过程中，阀开口量变化使通过阀口的流量发生变化，引起阀腔内液流速度随时间变化，其动量变化对阀芯产生的反作用力。 > 习题 1、有一零开口全周通油的四边滑阀，其直径-3 d=810m ?，径向间隙-6c r =510m ?，供油压力5s p =7010a P ?，采用10号航空液压油在40C 。 工作，流量系数d C =0.62，求阀的零位 系数。 解：零开口四边滑阀的零位系数为： 零位流量增益 q0d K C =零位流量-压力系数 2c c0r 32W K πμ = 零位压力增益 p0c K = 将数据代入得 2q0 1.4m s K = ！ 123c0 4.410m s a K P -=?? 11p0 3.1710a m K P =? 2、已知一正开口量-3 =0.0510m U ?的四边滑阀，在供油压力5s p =7010a P ?下测得零位泄 露流量c q =5min L ，求阀的三个零位系数。 解：正开口四边滑阀的零位系数为：
液压课后习题答案
第三章 3.18 液压泵的额定流量为100 L/min ，液压泵的额定压力为2.5 MPa ，当转速为1 450 r/min 时，机械效率为ηm =0.9。由实验测得，当液压泵的出口压力为零时，流量为106 L/min ；压力为2.5 MPa 时，流量为100.7 L/min ，试求：（1）液压泵的容积效率ηV 是多少？（2）如果液压泵的转速下降到500 r/min ，在额定压力下工作时，估算液压泵的流量是多少？（3）计算在上述两种转速下液压泵的驱动功率是多少？ 解：（1）ηv t q q = ==1007106 095.. （2）=??= = =95.01061450 500111v t v q n n Vn q ηη 34.7L/min （3）在第一种情况下： 3 3 6 0109.460 9.010 106105.2?=????= == -m t m t i pq P P ηηW 在第二种情况下： 3 3 6 1 1 011069.195 .0609.010 7.34105.2?=?????= == -m t m t i pq P P ηηW 答：液压泵的容积效率ηV 为0.95，在液压泵转速为500r/min 时，估算其流量为34.7L/min ，液压泵在第一种情况下的驱动功率为4.9?103W ，在第二种情况下的驱动功率为1.69?103 W 。 3.20 某组合机床用双联叶片泵YB 4/16×63，快速进、退时双泵供油，系统压力p = 1 MPa 。工作进给时，大泵卸荷（设其压力为0），只有小泵供油，这时系统压力p = 3 MPa ，液压泵效率η = 0.8。试求：（1）所需电动机功率是多少？（2）如果采用一个q = 20 L/min 的定量泵，所需的电动机功率又是多少？ 解：（1）快速时液压泵的输出功率为： 6 3 0111110(1663)10 1316.760 P p q -??+?== = W 工进时液压泵的输出功率为： 6 3 022******** 80060 P p q -???== = W 电动机的功率为： 16468 .07.131601 === η P P 电 W
液压控制系统”王春行主编版“课后题答案
2 思考题 1、为什么把液压控制阀称为液压放大元件？ 答：因为液压控制阀将输入的机械信号（位移）转换为液压信号（压力、流量）输出，并进行功率放大，移动阀芯所需要的信号功率很小，而系统的输出功率却可以很大。 2、什么是理想滑阀？什么是实际滑阀？ 答： 理想滑阀是指径向间隙为零，工作边锐利的滑阀。 实际滑阀是指有径向间隙，同时阀口工作边也不可避免地存在小圆角的滑阀。 4、什么叫阀的工作点？零位工作点的条件是什么？ 答：阀的工作点是指压力-流量曲线上的点，即稳态情况下，负载压力为p L ，阀位移x V 时，阀的负载流量为q L 的位置。 零位工作点的条件是 q =p =x =0L L V 。 5、在计算系统稳定性、响应特性和稳态误差时，应如何选定阀的系数？为什么？ 答：流量增益q q = x L V K ??，为放大倍数，直接影响系统的开环增益。 流量-压力系数c q =- p L L K ??，直接影响阀控执行元件的阻尼比和速度刚度。 压力增益p p = x L V K ??，表示阀控执行元件组合启动大惯量或大摩擦力负载的能力 当各系数增大时对系统的影响如下表所示。 7、径向间隙对零开口滑阀的静态特性有什么影响？为什么要研究实际零开口滑阀的泄漏特性？ 答：理想零开口滑阀c0=0K ，p0=K ∞，而实际零开口滑阀由于径向间隙的影响，存在泄漏流量2c c0r =32W K πμ ， p0c K ，两者相差很大。 理想零开口滑阀实际零开口滑阀因有径向间隙和工作边的小圆角，存在泄漏，泄漏特性决定了阀的性能，用泄漏流量曲线可以度量阀芯在中位时的液压功率损失大小，用中位泄漏流量曲线来判断阀的加工配合质量。 9、什么是稳态液动力？什么是瞬态液动力？ 答：稳态液动力是指，在阀口开度一定的稳定流动情况下，液流对阀芯的反作用力。
液压控制阀习题课
1、如图所示液压系统，液压缸有效工作面积A1=A2=100cm2，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整压力分别为 p Y=4MPa、p X=3MPa、p J=2MPa。求下面三种工况下 A、 B 和 C处的压力： (1) 液压泵启动后，两换向阀处于中位。 (2) 1YA通电，缸Ⅰ活塞移动时及活塞运动到终点时。 (3) 1YA断电，2YA通电，缸Ⅱ活塞运动时及活塞碰到固定挡块时。
2、在如图所示系统中，两液压缸的活塞面积相同， A=20cm2，缸I的阻力负载FⅠ=8000N，缸II的阻力负载FⅡ=4000N，溢流阀的调整压力为p y =45×105Pa。1）在减压阀不同调定压力时（p j1 =10×105Pa、p j2 =20×105Pa、p j3 =40×105Pa）两缸的动作顺序是怎样的2）在上面三个不同的减压阀调整值中，哪个调整值会使缸II运动速度最快 3、图示两个结构相同，相互串联的液压缸，无杆腔面积A1=100cm2, 有杆腔面积A2=80cm2，缸1输入压力p1=1 MPa, 输入流量q1=12 L/min，不计损失和泄漏，求：（1）两缸承受相同的负载时（F1＝F2），该负载的数值及两缸的运动速度（2）缸2的输入压力p2＝时，两缸各能承受多少负载（3）缸1不承受负载时（F1＝0）时缸2能承受多少负载(12分)
4、如图所示的系统中，两个溢流阀串联，若已知每个溢流阀单独使用时的调整压力，p y1=2MPa，p y2=4MPa。溢流阀卸载的压力损失忽略不计，试判断在二位二通电磁阀不同工况下，A点和B点的压力各为多少（ 8分）
一液压阀的作用及分类
一、液压阀的作用 液压阀是用来控制液压系统中油液的流动方向或调节其压力和流量的，因此它可分为方向阀、压力阀和流量阀三大类。一个形状相同的阀，可以因为作用机制的不同，而具有不同的功能。压力阀和流量阀利用通流截面的节流作用控制着系统的压力和流量，而方向阀则利用通流通道的更换控制着油液的流动方向。这就是说，尽管液压阀存在着各种各样不同的类型，它们之间还是保持着一些基本共同之点的。例如： （1）在结构上，所有的阀都有阀体、阀芯（转阀或滑阀）和驱使阀芯动作的元、部件（如 弹簧、电磁铁）组成。 （2）在工作原理上，所有阀的开口大小，阀进、出口间压差以及流过阀的流量之间的关系都符合孔口流量公式，仅是各种阀控制的参数各不相同而已。 二、液压阀的分类 液压阀可按不同的特征进行分类，如表5—1所示。 表5—1 液压阀的分类
（1）动作灵敏，使用可靠，工作时冲击和振动小。 （2）油液流过的压力损失小。 （3）密封性能好。 （4）结构紧凑，安装、调整、使用、维护方便，通用性大。 1 液压系统清洗的意义[1] 从使用的角度看，液压系统正常工作的首要条件是系统内部必须清洁。在新的设备运行之前,或一台设备经过大修之后,液压系统遭到污染是不可避免的,尽管液压元件的制造厂家很注意元件本身的内部清洁,但新元件中仍可能含有毛刺、切屑、飞边、灰尘、焊渣和油漆等污染物。元件也可能由于不良的储存、搬运而造成污染。在油箱的制作过程中,可能积聚锈、漆片和灰尘等,虽然油箱在使用前经过清理,但许多污染物肉眼难以看到。在软管、管道和管接头的安装过程中都有可能将污染物带入系统。即使新的油液也会含有一些令人意想不到的污染物。必须采取措施尽快将污染物滤出,否则在设备投入运行后不久就有可能发生故障,而且早期发生的故障往往都很严重,有些元件例如泵、马达有可能会遭到致命性的损 坏。 元件清洗和系统冲洗的目的就是消除或最大限度地减少设备的早期故障。冲洗的目标是提高油液的清洁度,使系统油液的清洁度保持在系统内关键液压元件的污染耐受度内，以保证液 压系统的工作可靠性和元件的使用寿命
哈工大液压大作业压力机概要
压力机液压系统设计 1 明确液压系统设计要求 设计一台压制柴油机曲轴轴瓦的液压机的液压系统。轴瓦毛坯为长×宽×厚= 365×92×7.5（mm）的钢板，材料为08Al，并涂有轴承合金；压制成内经为Φ220mm的半圆形轴瓦。液压机压头的上下运动由主液压缸驱动，顶出液压缸用来顶出工件。其工作循环为主缸快速空程下行、慢速下压、快速回程、静止、顶出缸顶出及顶出缸回程。液压机的结构形式为四柱单缸液压机。 2 分析液压系统工况 液压机技术参数如下： （1）主液压缸 （a）负载 压制力。压制时工作负载可区分为两个阶段。第一阶段负载力缓慢地线性增加。达到最大压制力的10％左右，其上升规律也近似于线性，其行程为90mm（压制总行程为110mm）第二阶段负载力迅速线性增加到最大压制力18×105N，其行程为20mm 回程力（压头离开工件时的力）：一般冲压液压机的压制力与回程力之比为5～10，本压机取为5，故回程力为F h = 3.6×105N 移动件（包括活塞、活动横梁及上模）质量＝3058kg。 （b）行程及速度 快速空程下行：行程S l = 200mm，速度v1＝60mm/s； 工作下压：行程S2 = 110mm，速度v2＝6 mm/s。 快速回程：行程S3 = 310mm，速度v3＝53 mm/s。 （2）顶出液压缸 （a）负载：顶出力（顶出开始阶段）F d＝3.6×105N，回程力F dh= 2×105N
（b）行程及速度；行程L4 = 120mm，顶出行程速度v4＝55mm/s，回程速度v5＝120mm/s 液压缸采用V型密封圈，其机械效率ηCm＝0.91.压头起动、制动时间：0.2s 设计要求。本机属于中小型柱式液压机，有较广泛的通用性，除了能进行本例所述的压制工作外，还能进行冲孔、弯曲、较正、压装及冲压成型等工作。对该机有如下性能要求。 （a）为了适应批量生产的需要应具有较高的生产率，故要求本机有较高的空程和回程速度。 （b）除上液压缸外还有顶出缸。顶出缸除用以顶出工件外，还在其他工艺过程中应用。主缸和顶出缸应不能同时动作，以防出现该动作事故。 （c）为了降低液压泵的容量，主缸空程下行的快速行程方式采用自重快速下行。因此本机设有高位充液筒（高位油箱），在移动件快速空程下行时，主缸上部形成负压，充液筒中的油液能吸入主缸，以补充液压泵流量之不足。 （d）主缸和顶出缸的压力能够调节，压力能方便地进行测量。 （e）能进行保压压制。 （f）主缸回程时应有顶泄压措施，以消除或减小换向卸压时的液压冲击。 （g）系统上应有适当的安全保护措施。 3 确定液压缸的主要参数 （1）初选液压缸的工作压力 （a）主缸负载分析及绘制负载图和速度图 液压机的液压缸和压头垂直放置，其重量较大，为防止因自重而下滑；系统中设有平衡回路。因此在对压头向下运动作负载分析时，压头自重所产生的向下作用力不再计入。另外，为简化问题，压头导轨上的摩擦力不计。 惯性力；快速下降时起动
《液压与气动技术》习题集(附答案内容)
液压与气动技术习题集（附答案） 第四章液压控制阀 一?填空题 1. 单向阀的作用是控制液流沿一个方向流动。对单向阀的性能要求是：油液通过时，压力损失 ________ 小；反向截止时，密封性能好。 2. 单向阀中的弹簧意在克服阀芯的摩檫力和惯性力使其灵活复位。当背压阀用时，应改变弹簧的刚度。 3. 机动换向阀利用运动部件上的撞块或凸轮压下阀芯使油路换向，换向时其阀芯移动速度可 以控制，故换向平稳，位置精度高。它必须安装在运动部件运动过程中接触到的位置。 4. 三位换向阀处于中间位置时，其油口P、A、B、T间的通路有各种不同的联接形式，以适应各 种不同的工作要求，将这种位置时的内部通路形式称为三位换向阀的中位机能。为使单杆卧式 液压缸呈“浮动”状态、且泵不卸荷，可选用 Y型中位机能换向阀。 5. 电液动换向阀中的先导阀是电磁换向阀，其中位机能是“ Y”，型，意在保证主滑阀换向中的灵敏度（或响应速度）；而控制油路中的“可调节流口”是为了调节主阀的换向速度 。 6. 三位阀两端的弹簧是为了克服阀芯的摩檫力和惯性力使其灵活复位,并（在位置上）_对 也。 7. 为实现系统卸荷、缸锁紧换向阀中位机能（“ M'、“ P”、“0”、“ H”、“ Y'）可选用其中的 “ M， 型；为使单杆卧式液压缸呈“浮动”状态、且泵不卸荷，中位机能可选用“ 丫”。型。 8. 液压控制阀按其作用通常可分为方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀。 9. 在先导式减压阀工作时，先导阀的作用主要是调压，而主阀的作用主要是减压。 10?溢流阀的进口压力随流量变化而波动的性能称为压力流量特性，性能的好坏用调压偏差或开启压力比、闭合压力比评价。显然（p s—p k）、（p s—P B）小好，n k和n b大好。 11 ?将压力阀的调压弹簧全部放松，阀通过额定流量时，进油腔和回油腔压力的差值称为阀的压力损失，而溢流阀的调定压力是指溢流阀达到额定流量时所对应的压力值。 12 ?溢流阀调定压力P Y的含义是溢流阀流过额定流量时所对应的压力值：开启比指的是开启压力与调定压力的比值，它是衡量溢流阀静态性能的指标，其值
液压控制阀的分类及作用
液压控制阀的分类及作用 液压控制阀是液压系统中控制油液方向、压力和流量的元件。借助于这些阀，便能对执行元件的启动、停止、方向、速度、动作顺序和克服负载的能力进行控制与调节，使各类液压机械都能按要求协调地进行工作。 液压阀的分类 A【按用途分】 液压阀可分为方向控制阀（如单向阀和换向阀）、压力控制阀（如溢流阀、减压阀和顺序阀等)和流量控制阀（如节流阀和调速阀等）。这三类阀还可根据需要相互组合成为组合阀，如单向川页序阀、单向节流阀、电磁溢流阀等，使得其结构紧凑，连接简单，并提高了效率。 B【按工作原理分】 液压阀可分为开关阀（或通断阀）、伺服阀、比例阀和逻辑阀。开关阀调定后只能在调定状态下工作，本章将重点介绍这一使用最为普遍的阀类。伺服阀和比例阀能根据输入信号连续地或按比例的控制系统的数据。逻辑阀则按预先编制的逻辑程序控制执行元件的动作。 C【按安装连接形式分】 按安装连接形式，液压阀可分为： (1)螺丝式（管式)安装连接。阀的油口用螺丝管接头和管道及其他元件连接，并由此固定在管路上。这种方式适用于简单液压系统。 (2)螺旋式安装连接。阀的各油口均布置在同一安装面上，并用螺丝固定在与阀有对应油口的连接板上，再用管接头和管道与其他元件连接；或者把这几个阀用螺丝固定在一个集成块 的不同侧面上，在集成块上打孔，沟通各阀组成回路。由于拆卸阀时无需拆卸与之相连的其他元件，故这种安装连接方式应用较广。 (3)叠加式安装连接。阀的上下面为连接结合面，各油口分别在这两个面上，且同规格阀的油口连接尺寸相同。每个阀除其自身的功能外，还起油路通道的作用，阀相互叠装便成回路，无需管道连接，故结构紧凑，阻力损失很小。 (4)法兰式安装连接。和螺丝式连接相似，只是法兰式代替螺丝管接头。用于通径！32_
液压伺服 大作业
硕士学位课程考试试卷 考试科目：电液伺服控制 考生姓名：刘双龙 考生学号：20140713189 学院：机械工程学院专业：机械工程 考生成绩： 任课老师(签名) 考试日期：2014年1月20日午时至时
考试主题：电液伺服（比例）系统 考试题目： 1、为什么把液压控制阀称为液压放大元件？ 2、什么叫阀的工作点？零位工作点的条件是什么? 3、电液伺服阀由哪几部分组成?各部分的作用是什么？ 4、什么是液压固有频率?在阀控缸系统中液压固有频率与活塞位 置有关吗?为什么? 5、为什么电液伺服系统一般都要加校正装置? 6、结合自己研究领域，写一篇液压伺服系统建模、分析的论文， 字数不少于2000字。 注：要求独立完成，不允许抄袭。 交作业时间： 最迟2015年第一个学期的第一周交到7教136，交纸质档。
三自由度平台液压伺服系统建模 摘要： 我的专业是机械工程，主要方向是机械设计，所以本文选择了与我专业方向有关的一个机构进行建模。本文开始对机构进行了说明（采用已有的机构，并非自己设计），然后对其进行运动学分析，从而的到上平台和下平台的速度及加速度，和雅可比矩阵及液压缸速度。然后对驱动机构进行电液伺服系统建模。其中 一：自由度运动平台系统简介 本文所研究的三自由度运动平台类似与六自由度平台是由一个上平台(动平台)、地基(下平台)、三个支杆、三个线性作动器以及若干关节连接而成的。上平台装有负载，完成既定的位置、速度、加速度运动要求，进而实现刑于道路状况的复现。其结构示意图如图1．1所示。 图 1三自由度运动平台的结构图 该平台的结构如下：上平台与地面之间以三个支杆(strut)来约束并起支撑作用，并以三个液压缸作为驱动部件进行驱动。每个液压缸两端为关节轴承，中间为一个移动副和一个转动副连接；每根支杆两端也是采用关节轴承分别与地面和上平台相连中间一个转动副。通过计算可知每个支杆所在的支路都具有5个自由度，每个支路对上平台提供一个约束；每个液压作动器所在的支路都具有6个自由度，对于上平台没有约束。通过每个分支对上平台的约束很容易计算得出其自由度为3。因此，通过三套液压作动器的驱动，上平台能够实现对于给定运动的跟踪复现。 简单直观的对运动进行分析可得到：由于三根支杆的限制作用，上平台平动受到限制：而转动自由度相对更为自由，运动范围更大。当两竖直作动器差动动
典型液压传动系统实例分析
第四章典型液压传动系统实例分析 第一节液压系统的型式及其评价 一、液压系统的型式 通常可以把液压系统分成以下几种不同的型式。 1．按油液循环方式的不同分 按油液循环方式的不同，可将液压系统分为开式系统和闭式系统。 （1）开式系统 如图4.1所示，开式系统是指液压泵1从油 箱5吸油，通过换向阀2给液压缸3（或液压马 达）供油以驱动工作机构，液压缸3（或液压马 达）的回油再经换向阀回油箱。在泵出口处装溢 流阀4。这种系统结构较为简单。由于系统工作 完的油液回油箱，因此可以发挥油箱的散热、沉 淀杂质的作用。但因油液常与空气接触，使空气 易于渗入系统，导致工作机构运动的不平稳及其 它不良后果。为了保证工作机构运动的平稳性， 在系统的回油路上可设置背压阀，这将引起附加 的能量损失，使油温升高。 在开式系统中，采用的液压泵为定量泵或单 向变量泵，考虑到泵的自吸能力和避免产生吸空 现象，对自吸能力差的液压泵，通常将其工作转 速限制在额定转速的75％以内，或增设一个辅助 泵进行灌注。工作机构的换向则借助于换向阀。 换向阀换向时，除了产生液压冲击外，运动部件 的惯性能将转变为热能，而使液压油的温度升高。 图4.1 开式系统 但由于开式系统结构简单，因此仍为大多数工程 机械所采用。 （2）闭式系统 如图4.2所示。在闭式系统中，液压泵的进油管直接与执行元件的回油管相联，工作液体在系统的管路中进行封闭循环。闭式直系统结构较为紧凑，和空气接触机会较少，空气不易渗入系统，故传动的平稳性好。工作机构的变速和换向靠调节泵或马达的变量机构实现，避免了在开式系统换向过程中所出现的液压冲击和能量损失。但闭式系统较开式系统复杂，由于闭式系统工作完的油液不回油箱，油液的散热和过滤的条件较开式系统差。为了补偿系统中的泄漏，通常需要一个小容量的补油泵进行补油和散热，因此这种系统实际上是一个半
液压控制系统大作业
液压控制系统大作业（指导书） 流体控制及自动化 2013年5月
《液压控制系统》大作业 题目1： 某机械的回转部分采用液压伺服控制系统，其动力元件为电液伺服阀控制对称液压缸形式。已知回转部分的转动惯量J=600 2 m Kg?，液压缸直线运动转换为旋转运动的传动比N=0.5（m）。液压缸行程为200mm。选取工作压力为14MPa。 （1）油缸作正弦运动：Y=0.05Sin(10t)m；画做出负载轨迹； （2）选取满足最佳匹配要求的电液伺服阀额定空载流量Qo和液压缸活塞有效面积A。 （3）选取电液伺服阀，写出电液伺服阀的传递函数。 （4）取 β=700*106 Pa，计算液压固有频率； e 伺服阀样本给出： 型号额定压力额定流量额定电流 FF106-63 21MPa 63L/min 15mA 40Hz FF106-100 21MPa 100L/min 40mA 40Hz 选阀并写出伺服阀传递函数（阀线圈并联连接）。 题目2： 某俯仰控制机构采用电液伺服阀控制对称液压缸形式的位置控制系统，已知俯仰机构的转动惯量J=700 2 m Kg?，液压缸直线运动转换为旋转运动的传动比N=0.25m。要求液压缸的最大行程为L=±100 mm。选工作压力为12MPa，要求给出： （1）油缸作正弦运动：Y=0.02Sin（10t）（m/s），做出负载轨迹； （2）选取满足最佳匹配要求的电液伺服阀额定空载流量Qo和液压缸活塞有效面积A。 （3）选取电液伺服阀，写出电液伺服阀的传递函数。 （4）取 β=700*106 Pa，计算液压固有频率； e 题目3： 某电液位置控制系统，采用电液伺服阀控制对称液压缸，系统的供油压力为
液压控制系统课后题答案
1、为什么把液压控制阀称为液压放大元件？ 答：因为液压控制阀将输入的机械信号（位移）转换为液压信号（压力、流量）输出，并进行功率放大，移动阀芯所需要的信号功率很小，而系统的输出功率却可以很大。 2、什么是理想滑阀？什么是实际滑阀？ 答：理想滑阀是指径向间隙为零，工作边锐利的滑阀。实际滑阀是指有径向间隙，同时阀口工作边也不可避免地存在小圆角的滑阀。 3、什么叫阀的工作点？零位工作点的条件是什么？ 答：阀的工作点是指压力-流量曲线上的点，即稳态情况下，负载压力为p L ， 阀位移x V 时，阀的负载流量为q L 的位置。零位工作点的条件是 q=p=x=0 L L V 。 4、在计算系统稳定性、响应特性和稳态误差时，应如何选定阀的系数？为什么？ 答：流量增益 q q = x L V K ? ? ，为放大倍数，直接影响系统的开环增益。流量-压力系 数 c q =- p L L K ? ? ，直接影响阀控执行元件的阻尼比和速度刚度。压力增益 p p = x L V K ? ? ，表示阀控执行元件组合启动大惯量或大摩擦力负载的能力，当各系 数增大时对系统的影响如下表所示。 稳定性响应特 性稳态误差 q K c K p K 5、什么是稳态液动力？什么是瞬态液动力？ 答：稳态液动力是指，在阀口开度一定的稳定流动情况下，液流对阀芯的反作用力。瞬态液动力是指，在阀芯运动过程中，阀开口量变化使通过阀口的流量发生变化，引起阀腔内液流速度随时间变化，其动量变化对阀芯产生的反作用力。 6、什么叫液压动力元件？有哪些控制方式？有几种基本组成类型？ 答：液压动力元件（或称为液压动力机构）是由液压放大元件（液压控制元件）和液压执行元件组成的。控制方式可以是液压控制阀，也可以是伺服变量泵。有四种基本形式的液压动力元件：阀控液压缸、阀控液压马达、泵控液压缸和泵控液压马达。 7、何谓液压弹簧刚度？为什么要把液压弹簧刚度理解为动态刚度？ 答：液压弹簧刚度 2 e p h t 4A K V β =，它是液压缸两腔完全封闭由于液体的压缩性所
液压传动习题课
液压传动 习题课
1.1 什么是液压传动？液压传动有哪些基本组成部 分？各部分的作用是什么？ 答: 液压(气压)传动都是借助于密封容积的变化，利用流体的压力能与机械能之间的转换来传递能量的。 液压传动系统和气压传动系统主要有以下四部分组成： 动力元件：其功能是将原电动机输入的机械能转换成流体的压力能，为系统提供动力。 执行元件：液压缸、液压马达，它们的功能是将流体的压力能转换成机械能，输出力和速度（或转矩和转速），以带动负载进行直线运动或旋转运动。 控制元件：压力流量和方向控制阀，它们的作用是控制和调节系统中流体的压力、流量和流动方向，以保证执行元件达到所要求的输出力（或力矩）、运动速度和运动方向。 辅助元件：保证系统正常工作所需要的辅助装置，包括管道、管接头、油箱或储气罐、过滤器和压力计等。
1.2液压传动的优缺点有哪些? 答：液压传动的主要优点： 在输出相同功率的条件下，液压转动装置体积小、重量轻、结构紧凑、惯性小、并且反应快。 可在运行过程中实现大范围的无级调速、且调节方便。调速范围一般可达100：1，甚至高达2000：1。 传动无间隙，运动平稳，能快速启动、制动和频繁换向。 操作简单，易于实现自动化，特别是与电子技术结合更易于实现各种自动控制和远距离操纵。 不需要减速器就可实现较大推力、力矩的传动。 易于实现过载保护，安全性好；采用矿物油作工作介质，滋润滑性好，故使用寿命长。液压元件已是标准化、系列化、通用化产品、便于系统的设计、制造和推广应用。 液压传动的主要缺点： 油液的泄露、油液的可压缩性、油管的弹性变形会影响运动的传递正确性，故不宜用于精确传动比的场合。 由于油液的粘度随温度而变，从而影响运动的稳定性，故不宜在温度变化范围较大的场合工作。 由于工作过程中有较多能量损失（如管路压力损失、泄漏等），因此，液压传动的效率还不高，不宜用于远距离传动。 为了减少泄漏，液压元件配合的制造精度要求高，故制造成本较高。同时系统故障诊断困难。
液压控制系统王春行版课后题答案
液压控制系统王春行版 课后题答案 Document number【980KGB-6898YT-769T8CB-246UT-18GG08】
第二章 思考题 1、为什么把液压控制阀称为液压放大元件 答：因为液压控制阀将输入的机械信号（位移）转换为液压信号（压力、流量）输出，并进行功率放大，移动阀芯所需要的信号功率很小，而系统的输出功率却可以很大。 2、什么是理想滑阀什么是实际滑阀 答：理想滑阀是指径向间隙为零，工作边锐利的滑阀。 实际滑阀是指有径向间隙，同时阀口工作边也不可避免地存在小圆角的滑阀。 4、什么叫阀的工作点零位工作点的条件是什么 答：阀的工作点是指压力-流量曲线上的点，即稳态情况下，负载压力为p L ， 阀位移x V 时，阀的负载流量为q L 的位置。 零位工作点的条件是q=p=x=0 L L V 。 5、在计算系统稳定性、响应特性和稳态误差时，应如何选定阀的系数为什么 答：流量增益 q q = x L V K ? ? ，为放大倍数，直接影响系统的开环增益。 流量-压力系数 c q =- p L L K ? ? ，直接影响阀控执行元件的阻尼比和速度刚度。 压力增益 p p = x L V K ? ? ，表示阀控执行元件组合启动大惯量或大摩擦力负载的 能力 当各系数增大时对系统的影响如下表所示。 7、径向间隙对零开口滑阀的静态特性有什么影响为什么要研究实际零开口滑阀的泄漏特性
答：理想零开口滑阀c0=0K ，p0=K ∞，而实际零开口滑阀由于径向间隙的影 响，存在泄漏流量2c c0r = 32W K πμ ，p0c =K ，两者相差很大。 理想零开口滑阀实际零开口滑阀因有径向间隙和工作边的小圆角，存在泄漏，泄漏特性决定了阀的性能，用泄漏流量曲线可以度量阀芯在中位时的液压功率损失大小，用中位泄漏流量曲线来判断阀的加工配合质量。 9、什么是稳态液动力什么是瞬态液动力 答：稳态液动力是指，在阀口开度一定的稳定流动情况下，液流对阀芯的反作用力。 瞬态液动力是指，在阀芯运动过程中，阀开口量变化使通过阀口的流量发生变化，引起阀腔内液流速度随时间变化，其动量变化对阀芯产生的反作用力。 习题 1、有一零开口全周通油的四边滑阀，其直径-3d=810m ?，径向间隙 -6c r =510m ?，供油压力5s p =7010a P ?，采用10号航空液压油在40C 。工作，流 量系数d C =0.62，求阀的零位系数。 解：零开口四边滑阀的零位系数为： 零位流量增益 q0d K C =零位流量-压力系数 2c c0r 32W K πμ = 零位压力增益 p0c K = 将数据代入得 2q0 1.4m s K = 123c0 4.410m s a K P -=?? 11p0 3.1710a m K P =?