液压与气动复习试题库及参考答案.docx

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液压与气动复习试题库及参考答案

液压与气动复习试题库及参照答案（5）

  34．调速阀和旁通型调速阀（溢流节流阀）有何异同点？

答：

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先后压力差基本不变，使通过阀流量不随负载变化而变化。

用旁通型调速阀调速时，液压泵供油压力随负载而变化，负载小时供油压力也低，因而功率损失较小；但是该阀通过流量是液压泵所有流量，故阀芯尺寸要获得大某些；又由于阀芯运动时摩擦阻力较大，因而它弹簧普通比调速阀中减压阀弹簧刚度要大。

这使得它节流阀先后压力差值不如调速阀稳定，因此流量稳定性不如调速阀。

旁通型调速阀合用于对速度稳定性规定稍低某些、而功率较大节流调速 

回路中。

液压系统中使用调速阀调速时，系统工作压力由溢流阀依照系统工作压力而调定，基本保持恒定，虽然负载较小时，液压泵也按此压力工作，因而功率损失较大；但该阀减压阀所调定压力差值波动较小，流量稳定性好，因而合用于对速度稳定性规定较高，而功率又不太大节流调速回路中。

旁通型调速阀只能安装在执行元件进油路上，而调速阀还可以安装在执行元件回油路、旁油路上。

这是由于旁通型调速阀中差压式溢流阀弹簧是弱弹簧，安装在回油路或旁油路时，其中节流阀进口压力建立不起来，节流阀也就起不到调节流量作用。

  35．什么是液压基本回路？

常用液压基本回路有几类？

各起什么作用？

 答：

由某些液压元件构成、用来完毕特定功能典型回路，称为液压基本回路。

常用液压基本回路有三大类：

1）方向控制回路，它在液压系统中作用是控制执行元件启动、停止或变化运动方向。

2）压力控制回路，它作用运用压力控制阀来实现系统压力控制，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规定。

3）速度控制回路，它是液压系统重要构成某些，用来控制执行元件运动速度。

  36．液压系统中为什么要设立背压回路？

背压回路与平衡回路有何区别？

 答：

在液压系统中设立背压回路，是为了提高执行元件运动平稳性或减少爬行现象。

这就要在回油路上设立背压阀，以形成一定回油阻力，普通背压为0.3～0.8MPa，背压阀可以是装有硬弹簧单向阀、顺序阀，也可以是溢流阀、节流阀等。

 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。

但这两种基本回路区别在于功用和背压大小不同。

背压回路重要用于提高进给系统稳定性，提高加工精度，所具备背压不大。

平衡回路普通是用于立式液压缸或起重液压马达平衡运动部件自重，以防运动部件自行下滑发生事故，其背压应依照运动部件重量而定。

  37．图示为三种不同形式平衡回路，试从消耗功率、运动平稳性和锁紧作用比较三者在性能上区别。

答：

图a为采用单向顺序阀平衡回路，运动平稳性好，但顺序阀调定压力取决于活塞部件重量，运动时消耗在顺序阀功率损失较大。

由于顺序阀是滑阀构造，锁紧性能较差。

多用于重物为恒负载场合。

图b为采用远控平衡阀平衡回路，远控平衡阀是一种特殊构造远控顺序阀，它不但具备较好密封性，能起到长时间锁闭定位作用，并且阀口大小能自动适应不同负载对背压规定，保证了活塞下降速度稳定性不受载荷变化影响，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。

但最大缺陷是运动平稳性差，这是由于活塞下行过程中，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，活塞部件重量由节流阀产生背压平衡，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关于。

  38．多缸液压系统中，如果规定以相似位移或相似速度运动时，应采用什么回路？

这种回路普通有几种控制办法？

哪种办法同步精度最高？

 答：

在多缸液压系统中，如果规定执行元件以相似位移或相似速度运动时，应采用同步回路。

从理论上讲，只要两个液压缸有效面积相似、输入流量也相似状况下，应当做出同步动作。

但是，事实上由于负载分派不均衡，摩擦阻力不相等，泄漏量不同，均会使两液压缸运动不同步，因而需要采用同步回路。

  同步回路控制办法普通有三种：

容积控制、流量控制和伺服控制。

容积式同步回路如串联缸同步回路、采用同步缸（同步马达）同步回路，其同步精度不高，为此回路中可设立补偿装置；流量控制式同步回路如用调速阀同步回路、用分流集流阀同步回路，其同步精度较高（重要指后者）；伺服式同步回路同步精度最高。

  39．液压系统中为什么要设立迅速运动回路？

实现执行元件迅速运动办法有哪些？

 答：

在工作部件工作循环中，往往只要某些时间规定较高速度，如机床快进→工进→快退自动工作循环。

在快进和快退时负载小，规定压力低，流量大；工作进给时负载大，速度低，规定压力高，流量小。

这种状况下，若用一种定量泵向系统供油，则慢速运动时，势必使液压泵输出大某些流量从溢流阀溢回油箱，导致很大功率损失，并使油温升高。

为了克服低速运动时浮现问题，又满足迅速运动规定，可在系统中设立迅速运动回路。

  实现执行元件迅速运动办法重要有三种：

1）增长输入执行元件流量，如双泵供油迅速运动回路、自重充液迅速运动回路；2）减小执行元件在迅速运动时有效工作面积，如液压缸差动连接迅速运动回路、增速缸增速回路、采用辅助缸迅速运动回路；3）将以上两种办法联合使用。

  40．什么叫液压爬行？

为什么会浮现爬行现象？

答：

液压系统中由于流进或流出执行元件（液压缸，液压马达）流量不稳定，浮现间隙式断流现象，使得执行机械运动产生滑动与停止交替浮现现象，称为爬行。

产生爬行现象重要因素是执行元件中有空气侵入，为此应设立排气装置。

  41．若先导型溢流阀主阀芯或导阀阀座上阻尼孔被堵死，将会浮现什么故障？

答：

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压力调节作用，这时调压手轮失效。

因主阀芯上腔油压无法保持恒定调定值，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，因而主阀常开系统建立不起压力。

若溢流阀先导锥阀座上阻尼小孔堵塞，导阀失去对主阀压力控制作用，调压手轮无法使压力减少，此时主阀芯上下腔压力相等，主阀始终关闭不会溢流，压力随负载增长而上升，溢流阀起不到安全保护作用。

   七、计算题

  1．某轴向柱塞泵直径d=22mm，分度圆直径D =68mm，柱塞数z =7，当斜盘倾角为α=22°30′，转速n=960r/min，输出压力p=10MPa，容积效率ηv=0.95，机械效率ηM=0.9时，试求：

1）泵理论流量；（m3/s）2）泵实际流量；（m3/s）3）所需电机功率。

（kW）（0.0012；0.00114；11.3）

  2．有一径向柱塞液压马达，其平均输出扭矩T=24.5Nm，工作压力p=5MPa，最小转速nmin=2 r/min，最大转速nmax=300 r/min，容积效率ηv=0.9，求所需最小流量和最大流量为多少？

（m3/s）（1.1×10-6；170×10-6）

  3．有一齿轮泵，铭牌上注明额定压力为10Mpa，额定流量为16l/min，额定转速为1000r/m，拆开实测齿数z=12，齿宽B=26mm，齿顶圆直径De＝45mm，求：

1）泵在额定工况下容积效率ηv（%）；2）在上述状况下，当电机输出功率为3.1kW时，求泵机械效率ηm和总效率η（%）。

（90.73； 94.8、86）

  4.用一定量泵驱动单活塞杆液压缸，已知活塞直径D=100mm，活塞杆直径d=70mm，被驱动负载∑R=1.2×105N。

有杆腔回油背压为0.5Mpa，设缸容积效率ηv=0.99，机械效率ηm=0.98，液压泵总效率η=0.9。

求：

1）当活塞运动速度为100mm/s时液压泵流量（l/min）；2）电机输出功率（kW）。

（47.6；13.96）

  5．有一液压泵，当负载压力为p＝80×105Pa时，输出流量为96l/min，而负载压力为100×105Pa时，输出流量为94l/min。

用此泵带动一排量V=80cm3/r液压马达，当负载扭矩为120Ｎ.ｍ时，液压马达机械效率为0.94，其转速为 1100r/min。

求此时液压马达容积效率。

（%）（93.6）

  6．增压缸大腔直径D=90mm，小腔直径d=40mm，进口压力为p1＝63×105Pa ，流量为q1=0.001 m3/s，不计摩擦和泄漏，求出口压力p2和流量q2各为多少？

（MPa、m3/s）（31.9；0.198×10-3）

  7．在图示液压系统中，泵额定压力为ps＝25×105Pa，流量q=10l/min，溢流阀调定压力py＝18×105Pa，两油缸活塞面积相等，A1=A2=30 cm2，负载R1=3000N，R2=4200N其她忽视不计。

试分析：

1）液压泵启动后两个缸速度分别是多少（m/s）；2）各缸输出功率和泵最大输出功率可达多少（W）。

（.056、.056；168、235、300） 

  8.如图所示，如果液压缸两腔面积A1=100 cm2， A2=40 cm2，泵供油量q=40l/min，供油压力p＝20×105Pa，所有损失均忽视不记，试求：

1）液压缸在该工况下也许产生最大推力（N）；2）差动快进管内容许流速为4m/s，管径d应选多大（mm）？

（1；18）

  9．如图所示夹紧回路中，如溢流阀调节压力py＝50×105Pa，减压阀调节压力pj＝25×105Pa。

试分析下列各种状况，并阐明减压阀阀芯处在什么状态。

1）当泵压力为50×105Pa时，夹紧液压缸使工件夹紧后，A点、C点压力为多少（105Pa）？

2）当泵压力由于其他工作缸快进，压力降至pb＝15×105Pa时（工件原先处在夹紧状态）：

这时，A点、C点压力各为多少（105Pa）？

3）夹紧缸在未夹紧工件前做空载运动时，A、B、C三点压力为多少（105Pa）？

（25、25；15、25；0、0、0）

  10．如图所示回路采用进油路与回油路同步节流调速。

采用节流阀为薄壁小孔型，两节流阀开口面积相等，f1=f2=0.1 cm2，流量系数Cd=0.67，液压缸两腔有效面积A1=100 cm2， A2=50 cm2，负载R=5000N，方向始终向左。

溢流阀调定压力py＝20×105Pa，泵流量q=25l/min。

试求活塞来回运动速度各为多少（m/s），两者有也许相等否？

（.036；.036；有也许）

  11．在图示回路中，液压缸两腔面积A1=100 cm2， A2=50 cm2，当缸负载F从0变化到30000N时，缸向右运动速度保持不变，调速阀最小压差△p＝5×105Pa，试求：

 1）溢流阀最小调定压力py为多少（调压偏差不考虑）（105Pa） 2）负载F=0时泵工作压力是多少？

（105Pa） 3）缸也许达到最高工作压力是多少？

（105Pa）（32.5；65；65）

  12．图示为某专用液压铣床油路图。

泵输出流量qp=30l/min，溢流阀调定压力py＝24×105Pa，液压缸两腔有效面积A1=50 cm2， A2=25 cm2，切削负载Ft=9000N，摩擦负载Ff=1000N切削时通过调速阀流量为qT=1.2l/min，若元件泄漏和损失忽视不计。

试求：

1）活塞迅速接近工件时，活塞运动速度v1（cm/s）及回路效率η1；（%）2）当切削进给时，活塞运动速度v2（cm/s）及回路效率η2。

（%）（10、100；0.8、6.7）

  13．在图示回路中，变量泵转速np=1200r/min，排量Vp=0～8cm3/r；安全阀调定压力py＝40×105Pa，变量马达排量VM=4～12cm3/r。

试求：

马达在不同转速nM=200、400、1000、1600r/min时，该调速装置也许输出最大转矩T（Ｎ.ｍ）和最大功率P是多少？

（Ｗ）（7.64、160；7.64、320；6.11、640；3.82、640）

  14．图（a）为限压式变量泵及调速阀构成联合调速回路，图（b）为限压式变量泵特性曲线。

调速阀正常工作时所需压差为5×105Pa，背压阀调定值为4×105Pa，活塞两腔有效面积A1=50 cm2， A2=25 cm2，在调速阀通过流量为5l/min 时，试求：

1）缸能克服多大负载阻力；（N）2）如需推动14000N负载，其她条件不变，应将泵特性曲线调成何种形状系统效率最高（画出特性曲线图）。

（9000；图示黑线所示，调节压力调节螺钉即可）

           图（a）             图了（b）

  15．将二个减压阀串联成图示系统。

取py＝45×105Pa，pj1＝35×105Pa，pj2＝20×105Pa，活塞运动时，负载Ｆ=1200Ｎ，活塞面积A=15 cm2，减压阀全开时局部损失及管路损失不计。

试拟定：

1）活塞在运动时和到达终端位置，A，B，C各点处压力等于多少？

（105Pa）2）若负载阻力增长到Ｆ=4200Ｎ，所有阀调节值仍为本来数值，这时A，B，C各点压力为多少？

（105Pa）（运动时8、8、8，终端35、45、20；35、45、20）

  16．在图示系统中。

A1=80 cm2， A2=40 cm2，立式缸活塞与运动部件自重FG=6000N，活塞在运动时摩擦阻力Ff=N，向下工作进给时工件负载Ｒ=24000N，系统停止工作时保证活塞不因自重而下滑。

试求：

1）顺序阀最小调定压力为多少？

（105Pa）2）溢流阀最小调定压力为多少？

（105Pa）（≥10；≥30）