函授专升本课程复习资料机械设计液压与气压传动基本回路复习题Word下载.docx

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A.电磁换向阀B．机动换向阀C．液动换向阀。

8．要求运动部件的行程能灵活调整或动作顺序能较容易变动的多缸液压系统，应采用

的顺序动作回路。

A．顺序阀控制的B．压力继电器控制的C．电气行程开关控制的

9．采用变量泵―变量马达组成的容积调速系统调速时，其低速段应使最大，调节；

而在高速段，应使最大，在一定范围内调节。

A．泵的排量VPB．液压马达的排量VM

10．变量泵—定量液压马达组成的容积调速回路为调速，即调节nM时，其输出的不变；

定量泵一变量马达组成的容积调速回路为调速，即调节nM时，其输出的

不变。

A．恒功率B．恒转矩C．最大转矩D．最大功率

三、判断题

1．容积调速回路中，其主油路中的溢流阀起安全保护作用。

（）

2．采用顺序阀的顺序动作回路，适用于液压缸数目多，且各缸负载差值比较小的场合。

3．采用顺序阀的多缸顺序动作回路，其顺序阀的调整压力应低于先动作液压缸的最大工作压力。

4．大流量的液压系统，应直接采用二位二通电磁换向阀实现泵卸荷。

5．单杆活塞缸差动连接时的速度一定为同向非差动连接时速度的2倍。

6．在节流调速回路中，大量油液由溢流阀溢回油箱，是其能量损失大，温升高，效率低的主要原因。

7．旁油路节流调速回路，适用于速度较高，负载较大，速度的平稳性要求不高的液压系统。

8．采用双泵供油的液压系统，工作进给时常由高压小流量泵供油，而大泵卸荷。

因此其效率比单泵供油系统的效率低得多。

（

）

9．定量泵一变量液压马达组成的容积调速回路，将液压马达的排量由零调至最大时，马达的转速即可由最大调至零。

四、问答题

6-l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：

由一些液压元件组成的、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是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，以满足执行元件在力或转矩及各种动作对系统压力的要求。

（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。

6-2常用的换向回路有哪些?

一般应用在什么情况下?

（1）用电磁换向阀的换向回路用二位三通、二位四通、二位五通、三位四通和三位五通换向阀均可使液压缸或液压马达换向。

图6-1换向回路

A）用电磁换向阀的换向回路b）用电液换向阀的换向回路

1－液压泵2－电磁阀3、5－单向节流阀4－液动换向阀

c）用双向变量泵的换向回路

图6-la是采用二位四通电磁换向阀的换向回路。

应当指出，由于电磁换向阀在换向过程中有较大的冲击，因此这种回路适用于运动部件的运动速度较低、质量较小、换向精度要求不高的场合。

（2）用电液换向阀的换向回路图6-lb为用电液换向阀的换向回路。

电液换向阀是利用较小的电磁阀2来控制容量较大的液动换向阀4换向的，因此用于大流量的系统。

电液换向阀的换向速度由单向节流阀3或5调节。

这－种换向回路在换向时冲击小，因此适用于运动部件质量较大、运动速度较高的场合。

（3）采用手动换向阀、转阀和行程阀的换向回路

1）用手动换向阀的换向回路是用手操纵杠杆，使阀芯轴向移动控制油流的方向的。

2）用转阀的换向回路是用手或机动控制的，使阀芯转动某一角度，从而换接油路。

3）用行程换向阀的换向回路是利用挡铁或凸轮使阀芯移动的，以控制油流方向。

这些换向回路多用于低压、小流量的场合。

（4）其它方法的换向回路用双向变量泵是通过改变变量泵输出压力油的方向来控制执行元件的运动方向的，如图6-1c所示。

这种回路用于功率大、换向精度不高、换向频繁的液压系统，如龙门刨床、拉床和挖掘机等的液压系统。

6-3为什么要调整液压系统的压力?

如何调整?

液压系统的工作压力取决于负载的大小。

执行元件所受到的总负载，即总阻力包括工作负载、执行元件由于自重和机械摩擦所产生的摩擦阻力，以及油流在管路中流动时所产生的沿程阻力和局部阻力等。

由于负载使液流受到阻碍而产生一定的压力，并且负载越大，油压越高，但最高的工作压力必须有一定的限制。

为使系统保持一定的工作压力，或在一定的压力范围内工作，或能在几种不同压力下工作，因此要调整和控制整个系统的压力。

通常，采用调压回路来满足系统的调压要求。

在定量泵系统中，液压泵的供油压力通过溢流阀来调节；

在变量泵系统中，用安全阀来限制系统的最高压力，防止系统过载。

当系统需要两种以上压力时，可采用多级调压回路。

6-4减压回路的功用是什么?

常用的减压回路有哪些基本形式?

在单泵供油的液压系统中，某个执行元件或某个支路所需要的工作压力低于溢流阀调定的系统压力，并要求有较稳定的工作压力，一些辅助油路，如控制油路、夹紧油路和润滑油路等的油压往往要求低于主油路的调定压力。

在这种情况下，就需要减压回路。

减压回路的基本形式如下：

（1）双向减压回路图6-2a为双向减压回路。

将减压阀3装于换向阀5与液压泵1之间，使液压缸6的往复运动均能获得低压油。

（2）单向减压回路图6-2b为单向减压回路。

将单向减压阀装于换向阀与液压缸之间。

在换向阀处于左端工作位置时，压力油经换向阀、减压阀变为低压进入液压缸左腔，活塞向右运动，右腔中油液经换向阀流回油箱；

换向阀换接到右端工作位置时，液压泵输出的压力油经换向阀直接进入液压缸右腔，于是活塞向左运动，左腔中油液从单向阀和换向阀回油箱，从而实现活塞运动的单向减压。

图6-2减压回路的基本形式

a）双向减压回路

1－液压泵2－溢流阀3－减压阀4－单向阀5－换向阀6－液压缸

b）单向减压回路c）二级减压回路

1－安全阀2－减压阀3－远程调压阀

d）断续减压回路

（3）二级减压回路图6-2c为二级减压回路。

减压阀2的外控口接一远程调压阀3，使减压油路获得两种预定的减压压力：

当二位二通阀处于图示位置时，减压油路的压力由减压阀2调定；

当二位二通阀换接后，减压油路的二次压力由远程调压阀3调定。

必须指出，远程调压阀3的调整压力一定要低于减压阀2的调整压力，这样才能得到二次压力。

（4）断续减压回路图6-2d为断续减压回路。

将二位二通阀与减压阀并联。

在图示工作状态下，压力油不通过减压阀直接进入液压缸；

二位二通阀换接后，系统压力油经减压阀减压后进入液压缸。

6-5有些液压系统为什么要有保压回路?

它应满足哪些基本要求?

保压回路的功用是使某些液压系统在工作过程中保持一定的压力，例如为使机床获得足够而稳定的进给力，保证加工精度，避免发生事故，对于加工或夹紧工件，都要求系统保持一定的压力并使压力的波动保持在最小的限度内，在这些情况下则需保压回路。

对保压回路的基本要求是：

应能满足保压时间的要求；

保压回路的压力应稳定；

工作可靠；

经济性好。

6—6在液压系统中常用的保压方法有哪些?

各有何特点?

（1）用定量泵和溢流阀直接保持压力如图6-3a所示，在执行元件已达到工作行程的终点后，液压泵1仍然继续供油，以保持压力。

这时，液压泵1输出的压力油少量用于保压，几乎全部通过溢流阀2溢流。

这种保压方法功率消耗大，油温升高，适用于流量不大，短时间保压的场合。

图6-3保压回路

a）直接保压b）用蓄能器保压

1－液压泵2－溢流阀3－进给油路4－单向阀5－夹紧油路

6－蓄能器7－压力继电器

c）用液控单向阀保压d）用保压泵保压

1、5－液压泵2－溢流阀3－换向阀4－压力继电器

（2）用蓄能器保压如图6-3b所示，进给油路3和夹紧油路5共用一套液压泵驱动。

为了保证进给液压缸快速运动时，不许夹紧液压缸的压力下降，即工件仍被夹紧，回路中设置了蓄能器6和单向阀4。

当进给液压缸快速运动时，单向阀4关闭，将进给油路与夹紧油路隔开，这样，蓄能器6中的压力油将补偿夹紧油路的泄漏，使其保持夹紧工件的压力。

这种保压方法的特点是：

保压时间长，压力稳定性好，但必须向蓄能器充液。

（3）用液控单向阀保压如图6-3c所示，当液压缸下行终止，抵住工件，油路压力达到保压数值时，压力继电器4发出电信号，使换向阀3恢复中位，液控单向阀立即关闭，液压泵卸荷，而液压缸上腔的压力，由液控单向阀的内锥阀关闭的严密性来保证。

这种保压方法保压时间短，能保压10min。

（4）用保压液压泵保压如图6—4d所示，保压液压泵5的流量很小，液压缸上腔保压时，压力继电器4发出电信号，主液压泵1卸荷，保压液压泵5供油保压。

这种保压方法的特点是保压时间长。

6-7增压回路的功用是什么?

常用的增压回路有哪些?

在某些中、低压系统中，有时需要流量不大的高压油，这时可以采用增压回路获得高压，以便节省高压泵，减少功率损耗。

常用的增压回路有：

（1）用串联液压缸的增压回路图6-4a为用串联液压缸的增压回路。

当1YA通电时，液压缸4左腔进油，推动小活塞带动大活塞一起快速向右移动。

此时液压缸3的左腔经单向阀2从油箱中吸油。

小活塞运动到终点，夹紧工件后，系统压力升高，打开顺序阀1，压力油进入液压缸3左腔。

这时活塞杆对工件的夹紧力是作用在两个活塞上的液压力的总和。

（2）用单作用增压缸的增压回路图6-4b为用单作用增压缸的增压回路。

由两个不同工作面积的液压缸串联在一起，组成增压缸。

若增压缸的大缸左腔通入低压油，推动活塞右移，此时由于小液压缸面积小于大腔工作面积，故小缸右腔就输出高压油。

图6-4增压回路

a）用串联液压缸的增压回路

1－顺序阀2－单向阀3、4－液压缸

a）用单作用增压缸的增压回路c）连续增压回路

1、2、4、5－配油单向阀3－增压缸6－换向阀

6-8在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?

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。

也就是在回油路上设置背压阀，以形成一定的回油阻力，用以产生背压，一般背压力为（0.3～0.8）MPa。

除了采用背压阀产生背压外，还可以使用溢流阀、顺序阀和节流阀等，如图6-5就是采用溢流阀的背压回路，回油路上溢流阀起背压作用，液压缸往复运动的回油都要经背压阀流回油箱，因而在两

个方向上都能获得背压，使活塞运动平稳。

无论是平衡回路，还是背压回路，在回油管路上都存在背压力，故都

图6-5采用溢流阀的背压回路

需要提高供油压力。

但这两种基本回路也有区别，主要表现在功用和背压力的大小上。

背压回路主要用于提高进给系统的稳定性，提高加工精度，所具有的背压力不大。

平衡回路通常是在立式液压缸情况下用以平衡运动部件的自重，以防下滑发生事故，其背压力应根据运动部件的质量而定。

6-9如何将立式液压缸或卧式液压缸的活塞准确地停止在要求的位置上，并加以锁紧?

若使立式液压缸或卧式液压缸的活塞准确地停止在要求的位置上，可采用定位回路，常用限位开关、行程阀和死挡铁定位，如图6-6所示回路是采用限位开关来控制活塞的停止位置。

事先调整好限位开关的位置，在工作中，当执行元件运动碰上限位开关时，立刻发出电信号，使电磁换向阀处于中位，于是活塞便停止不动。

图6-6采用限位开关的锁紧回路

a）用于立式液压缸的锁紧回路

b）用于卧式液压缸的锁紧回路

若使立式液压缸的活塞锁紧在停止位置上，可采用图6-6a所示回路，用O型或M型三位四通换向阀的中间位置将油路切断，使活塞停止在某个位置。

但是，滑阀式换向阀（图示三位四通换向阀）密封性能差，泄漏较多，因此不能保证活塞及其它运动部件长期悬空不动，而要缓慢地下滑。

为了提高锁紧能力，可在液压缸下腔的油路上安置一个液控单向阀，由于锥阀紧闭，保证了活塞在停止位置上不发生变化，即锁定。

若使卧式液压缸的活塞准确地锁紧在停止位置上，可采用锁紧回路。

如图6-6b所示回路，当三位四通电磁换向阀处于中位时，活塞停止运动，由于在液压缸的进回油路上都分别串接一个液控单向阀，将两腔的油液封闭，所以活塞被锁紧。

又由于液控单向阀的密封性能好，即使有什么外力作用，活塞也不致于移动，因此能长时间地将活塞准确地锁紧在停止位置上。

在这种锁紧回路中，常采用H型或Y型中位机能的换向阀，使液控单向阀的控制

油路卸压，从而保证锁紧精度。

6-10增压回路的功用是什么?

6-11在液压系统中为什么要设有卸荷回路?

执行元件在工作中时常需要停歇，在处于不工作状态时，就不需要供油或只需要少量的油液，因此需要卸荷回路，使液压泵输出的油液经卸荷回路，在很低的压力下流回油箱。

这样，由于液压泵空载运行，可减少功率消耗，防止系统发热，并且便于实现液压泵空负荷启动，提高泵的寿命和系统的效率。

6-12液压系统中为什么要设有缓冲回路?

工程机械在作业过程中，经常会遇到一些预计不到的冲击载荷。

此外，执行元件在骤然制动或换向时，运动部件和油流的惯性作用会给系统带来很大的液压冲击。

这种冲击促使系统的局部油路压力剧升，有可能超出系统正常工作压力的若干倍，导致系统中的元件和管路发生噪声、振动或破坏，严重危害系统工作的平稳性和安全。

因此在这种情况下，液压系统必须考虑缓冲措施，通常是设置缓冲回路。

6-13时间控制顺序动作回路是怎样实现顺序动作的?

应用在什么场合?

时间控制是指某一执行元件发生动作后，间隔一段预先调定的时间，再使另一执行元件动作，多采用时间继电器或延时继电器控制多缸按时间完成先后动作顺序。

图6-7时间控制的顺序动作回路

1、3－换向阀2－节流阀

4、5－液压缸

图6-7为时间控制顺序动作回路，由液压泵输出的油液先近入液压缸5的左腔，使活塞右移完成Ⅰ的动作。

另一路经节流阀2，在节流阀2的作用下，液动换向阀3经一定时间后才换向，因此液压缸4也经一定时间后才实现动作Ⅱ。

可见，液压缸4完成动作Ⅱ要比液压缸5完成动作Ⅰ晚，其滞后的时间长短，可由节流阀2调节。

这种控制方式简便易行，但可靠性差，通常须与行程控制方式配合。

6-14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。

例如，立式车床、龙门刨床或龙门铣床，这些机床的横梁升降运动，如果使用两个

液压缸来完成时，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，造成横梁倾斜或卡死现象。

如果采用同步回路，就能在一定程度上补偿上述原因造成的不同步运动，使两液压缸基本上实现同步运动。

同步回路的控制方法一般有三种，即容积控制、流量控制和伺服控制。

容积控制式同步回路，其同步精度不高；

流量控制式同步回路其同步精度较高；

伺服控制式同步回路，其同步精度最高。

6-15如何调节执行元件的运动速度?

常用的调速方法有哪些？

在液压传动的机器上，工作部件由执行元件（液压缸或液压马达）驱动。

若改变执行元件的速度，即是改变液压缸的运动速度或改变液压马达的的转速。

液压缸的运动速度v由输入的流量q和液压缸的有效工作面积A决定，即

液压马达的转速nM由输入的流量qM和液压马达的排量vM决定，

即

由此可见，改变输入流量q，或改变液压缸的有效工作面积A和液压马达的每转排量vM，均可改变执行元件的运动速度。

但是,在执行元件的结构确定以后，对于液压缸来说，有效工作面积也就确定了，所以只能用改变流量的办法来调速。

对于液压马达来说，若是定量液压马达因结构确定了，液压马达的排量也便确定了，故只能用改变流量qM的办法来调速；

若是变量液压马达可通过改变排量vM或流量qM两条途径来调速。

因此调节执行元件的速度，可通过改变流量q和排量vM的办法来实现，即常用速度控制回路调速。

常用的调速方法有三种：

①节流调速即采用定量泵供油，由流量阀改变进入或流出执行元件的流量来实现调速。

②容积调速通过改变变量泵的供油量或改变液压马达的每转排量来实现调速。

③容积节流调速即采用变量泵供油，通过节流阀或调速阀改变流入或流出执行元件的流量，以实现调速。

6-16调速回路应满足哪些基本要求?

①能在工作部件所需的最大和最小的速度范围内，灵敏地实现无级调速。

②负载变化时，调好的速度不发生变化，或仅在允许的范围内变化。

③力求结构简单，安全可靠。

④功率损失要小，以节省能源，减少系统发热。

6-17什么是进口节流调速回路?

有何特点?

（1）进口节流调速回路是将节流阀串联在液压泵和液压缸（或液压马达）之间（见图6-8），通过调节节流阀的通流面积可改变进入液压缸的流量，从而调节执行元件的运动速度v。

（2）特点

①活塞运动速度v与节流阀的通流面积A成正比，即通流面积越大，则活塞运动速度越高。

②由于油液经节流阀后才进入液压缸，故油温高、泄漏大；

又由于没有背压，所以运动平稳性差。

③因为液压缸的进油面积大，当通过节流阀的流量为最小稳定流量时，可使执行元件获得较低的运动速度，所以调速范围较大。

图6-8进口节流调速回路

④因启动时进入液压缸的流量受到节流阀的控制，故可减少启动时冲击。

⑤液压泵在恒压恒流量下工作，输出功率不随执行元件的负载和速度变化而变化，多余的油液经溢流阀流回油箱，造成功率浪费，故效率低。

（3）应用在进口节流调速回路中，工作部件的运动速度随外负载的增减而忽慢忽快，难以得到准确的速度，故适用于轻负载或负载变化不大，以及速度不高的场合。

6-18什么是出口节流调速回路?

有何特点？

应用在什么场合？

（1）出口节流调速回路是将节流阀串联在液压缸和油箱之间，，以限制液压缸的回油量，从而达到调速的目的。

（2）特点

①因节流阀串联在回油路上，油液经节流阀流回油箱，可减少系统发热和泄漏，而节流阀又起背压作用，故运动平稳性较好。

同时还具有承受负值负载的能力。

②与进口节流调速回路一样，也是将多余油液由溢流阀溢走，造成功率损失，故效率低。

③停止后的启动冲击较大。

（3）应用这种回路多用在功率不大，但载荷变化较大，运动平稳性要求较高的液压系统中，如磨削和精镗的组合机床等。

6-19如何用调速阀来提高节流调速回路的速度稳定性?

采用节流阀的三种节流调速回路，它们的共同缺点是，执行元件的速度都随负载的变化而变化。

如果用调速阀来代替节流阀，可提高回路的速度稳定性。

采用调速阀的节流调速回路，同样也有进口、出口和旁路的调速阀节流调速回路三种形式，但与用节流阀的调速回路有所不同。

液压缸工作压力p随负载的变化，调速阀中的减压阀能自动调节其开口的大小，使节流阀前后的压差基本上保持不变，也就是在负载变化的情况下，流过调速阀的流

量q保持不变，使速度稳定。

在采用调速阀的节流调速回路中，虽然解决了速度的稳定性问题，可在另一方面，由于调速阀中包含了减压阀和节流阀的压力损失，同样存在溢流功率损失，所以用调速阀的节流调速回路比用节流阀的节流调速回路的功率损失还要大些。

6-20常见的容积式调速回路有哪些?

（1）变量泵调速回路是由变量泵与定量液压马达或液压缸组成的调速回路，如图6-9所示。

变量泵输出的压力油全部进入液压缸或液压马达，

驱动活塞移动或液压马达转动。

通过改变变量泵的流

量，即可改变活塞的运动速度和液压马达的转速。

回

图6-9变量泵容积调速回路

a）由变量泵和液压缸组成的调速回路

b）由变量泵和定量液压马达组成的调速回路

路中的溢流阀只有系统过载时才打开溢流，起安全保护作用。

（2）变量液压马达调速回路图6－10a为定量泵一变量液压马达式容积调速回路。

定量泵1输出流量不变，调节变量液压马达4的排量，则可改变液压马达4的转速。

图中液压马达的旋转方向由手动换向阀3来控制。

（3）变量泵和变量液压马达组成的容积调速回路。

图6-10b为变量泵和变量液压马达组成的容积调速回路。

通过改变变量泵的排量VP或改变变量液压马达的排量VM来调节液压马达的转速。

调速过程分为两个阶段：

第一阶段，将液压马达的排量固定在最大值上，即VM=VMax,然后对液压泵进行调节，使排量由零调至最大。

相当于由变量泵与定量液压马达组成的调速回路。

此阶段是恒转矩调速阶段。

其特性曲线如图6-10c所示。

图6－10容积调速回路

a）定量泵－变量液压马达式容积调速回路

1－定量泵2－溢流阀3－手动换向阀4－变量液压马达

b）变量泵和变量液压马达组成的容积调速回路c）特性曲线

第二阶段，把变量泵的排量调到最大值后，再将变量液压马达的排量从最大调至最小，相当于由定量泵和变量液压马达组成的调速回路。

此阶段是恒功率调速阶段，其特性曲线如图6-10c所示。

由变量泵和变量液压马达组成的容积调速回路，它的调速范围比较大。

6-21容积调速和节流调速相比有何特点?

①容积调速没有节流阀的影响，速度稳定性好。

②从理论上讲，Vp＝0，则nM=0；

VM=0：

0则nM=∞；

并且Vp和VM均可反向，故调速范围可达±

∞。

在实际上，低速范围容积效率低，功率利用不经济，所以VP不能调得太小；

高速范围受液压马达自锁的限制，VM不能调得太小。

因此，实际的调速范围不能达到±

∞，但比节流调速范围要大，而且易于换向。

③容积调速液压泵的压力随负载而变，且液压泵输出流量全部进入执行元件，没