(p1=p2=pL;p1=px,p2=pL(p1≠p2))
63.空气压缩机的种类很多,按工作原理分容积型压缩机和速度型压缩机
64.气源装置中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
二、问答题
1.液压传动中常用的液压泵分为哪些类型
答:
1)按液压泵输出的流量能否调节分类有定量泵和变量泵。
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。
2.什么叫液压泵的工作压力,额定压力二者有何关系
答:
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,取决于外负载。
液压泵的额定压力是指液压泵在正常工作条件下,按试验标准连续运转的最高工作压力,即在液压泵铭牌或产品样本上标出的压力。
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。
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。
3.什么叫液压泵的排量,流量,理论流量,实际流量和额定流量
答:
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。
实际流量q是指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。
4.什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
答:
液压泵由于结构的原因,在排油过程中,瞬时流量是不均匀并随时间而变化。
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。
5.齿轮泵的径向不平衡力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
图3-7齿轮泵的
困油现象及其消除措施
答:
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所产生的径向不平衡力。
二是齿轮啮合时径向力时所产生的径向不平衡力。
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。
工作压力越高,径向不平衡力也越大。
径向不平衡力过大时能使泵轴弯曲,齿顶与泵体接触,产生摩擦;同时也加速轴承的磨损,这是影响齿轮泵寿命的主要原因。
为了减小径向不衡力的影响,常采用的最简单的办法就是缩小压油口,使压油腔的压力油仅作用在一个齿到两个齿的范围内;也可采用在泵端盖设径向力平衡槽的办法。
6.齿轮泵的困油现象及其消除措施
答:
为使齿轮平稳转动,齿轮啮合重合度必须大于1,即在一对轮齿退出啮合之前,后面一对轮齿已进入啮合,因而在两对轮齿同时啮合的阶段,两对轮齿的啮合线之间形成独立的密封容积,也就有一部分油液会被围困在这个封闭腔之内。
这个封闭容积先随齿轮转动逐渐减小,以后又逐渐增大。
封闭容积减小会使被困油液受挤而产生高压,并从缝隙中流出,导致油液发热,轴承等部件也会受到附加的不平衡负载的作用;封闭容积增大又会造成局部真空,使溶于油中的气体分离出来,产生气穴,引起噪声、振动和气蚀,这就是齿轮泵的困油现象。
消除困油现象的方法,通常是在齿轮的两端盖板上开卸荷槽,使封闭容积减小时卸荷槽与压油腔相通,封闭容积增大时通过左边的卸荷槽与吸油腔相通。
在很多齿轮泵中,两槽并不对称于齿轮中心线分布,而是整个向吸油腔侧平移一段距离,实践证明,这样能取得更好的卸荷效果。
8.齿轮泵的泄漏及危害
答:
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。
9.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
答:
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。
10.液压缸为什么要设缓冲装置
答:
当液压缸拖动质量较大的部件作快速往复运动时,运动部件具有很大的动能,这样,当活塞运动到液压缸的终端时,会与端盖发生机械碰撞,产生很大的冲击和噪声,引起液压缸的损坏。
故一般应在液压缸内设置缓冲装置,或在液压系统中设置缓冲回路。
11.液压缸为什么要设排气装置
答:
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。
12.溢流阀在液压系统中有何功用
答:
1)起稳压溢流作用:
一般在定量泵节流阀调速(旁路节流除外),溢流阀起稳压溢流作用,工作时,阀口随着压力的波动常开呈浮动状态,调定系统压力为恒定值,并将多余油液排回油箱,起稳压溢流作用。
2)起安全阀作用:
如在容积调速回路,定量泵旁路节流调速回路,容积节流调速回路中,不起溢流作用,其阀口常闭,只有负载超过规定的极限时才开启,起安全作用,避免液压系统和机床因过载而引起事故。
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:
如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:
利用先导式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)作多级控制用:
利用先导式溢流阀的遥控口,通过换向阀与几个远程调压阀连接,即可实现高低压多级控制。
6)作背压阀用:
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。
答:
相同点:
溢流阀与减压阀同属压力控制阀,都是通过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。
不同点:
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.先导型溢流阀:
1)主阀芯的阻尼小孔作用为何
当有油液流动时,产生压力差(压力损失),克服主阀芯上弹簧力,使主阀芯抬起,产生溢流。
2)主阀芯上弹簧作用为何
只在阀口关闭时起复位作用,弹簧力很小
3)欲改变阀的调节压力应调节哪根弹簧
先导阀上的调压弹簧
4)溢流流量是否全部流经先导阀
不是,流经先导阀的流量很小。
5)若将远控口接油箱,情况如何
可实现远控或多级调压
15.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
答:
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
16.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
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。
17.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
18.什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。
19.什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。
20.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=,q=KAT(Δp)m当Δp变化时,引起的q变化小,速度刚性好。
三、分析题
1.如图所示定量泵输出流量为恒定值qp,如在泵的出口接一节流阀,并将阀的开口调节的小一些,试分析回路中活塞运动的速度v和流过截面P,A,B三点流量应满足什么样的关系(活塞两腔的面积为A1和A2,所有管道的直径d相同)。
解:
本系统采用定量泵,输出流量qP不变。
由于无溢流阀,根据连续性方程可知,泵的流量全部进入液压缸,即使阀的开口开小一些,通过节流阀的流量并不发生改变,qA=qp,因此该系统不能调节活塞运动速度v,如果要实现调速就须在节流阀的进口并联一溢流阀,实现泵的流量分流。
连续性方程只适合于同一管道,而活塞将液压缸分成两腔,因此求回油流量qB时,不能直接使用连续性方程。
先根据连续性方程求活塞运动速度v=qA/A1,再根据液压缸活塞运动速度求qB=vA2=(A2/A1)qP
2.如图所示的回路为带补油装置的液压马达制动回路,说明图中三个溢流阀和单向阀的作用。
解:
系统工作时,溢流阀5做安全阀,当系统超载时,开启卸荷。
溢流阀1,2起制动缓冲作用,制动时换向阀切换到中位,由于换向阀中位机能为M型,锁死回路,但液压马达由于惯性还要继续旋转,因而会引起液压冲击,溢流阀1,2则可以起到限制液压马达反转和正转时产生的最大冲击压力。
单向阀3和4做补油装置,以补偿由于液压马达制动过程泄漏,zaocheng马达在换向制动过程中产生吸油腔吸空现象。
3.如图所示是利用先导式溢流阀进行卸荷的回路。
溢流阀调定压力py=4MPa。
要求考虑阀芯阻尼孔的压力损失,回答下列问题:
1)在溢流阀开启或关闭时,控制油路D与泵出口处B点的油路是否始终是连通的2)在电磁铁DT断电时,若泵的工作压力pB=4MPa,B点和D点压力哪个压力大若泵的工作压力pB=2MPa,B点和D点哪个压力大3)在电磁铁DT通电时,泵的流量是如何流到油箱中去的
解:
1)在溢流阀开启或关闭时,控制油路D与泵出口处B点的油路始终得保持连通;
2)当泵的工作压力pB=4MPa时,等于溢流阀的调定压力,故先导阀开启,油液通过主阀芯上的阻尼孔产生流动,由于阻尼孔的阻尼作用,使溢流阀主阀芯的两端产生压力差,在其作用下,主阀芯开启溢流,先导阀入口处的压力等于主阀芯上腔的压力,即远程控制口E点的压力,故pB>pD;而当泵的工作压力pB=2MPa时,小于溢流阀的调定压力,先导阀关闭,阻尼小孔内无油液流动,溢流阀主阀芯的两端无压力差,故pB=pD。
3)在电磁铁DT通电时,二位二通阀的开启,使溢流阀在零压下开启卸荷,油泵流量主要是通过C油管流回油箱。
通过阻尼孔经D和E流回油箱的流量,仅仅满足使溢流阀主阀芯的两端产生压力差,故这部分的流量很小,
4.图(a),(b),(c)所示的三个调压回路是否都能进行三级调压(压力分别为6MPa、4MPa、1MPa)若能进行三级调压,溢流阀压力调定值分别应取多少
解:
图a)不能进行三级压力控制。
三个调压阀选取的调压值无论如何交换,泵的最大压力均由最小的调定压力所决定,p=10×105Pa。
图b)的压力阀调定值必须满足p1=60×105Pa,p2=40×105Pa,p3=10×105Pa。
如果将上述调定值进行交换,就无法得到三级压力控制。
图a)所用的元件中,1、2必须使用先导型溢流阀,以便远程控制。
3可用远程调压阀(直动型)。
图c)的压力阀调定值必须满足p1=60×105Pa,而p2、p3是并联的阀,互相不影响,故允许任选。
设p2=40×105Pa,p3=10×105Pa,阀1必须用先导式溢流阀,而2、3可用远程调压阀。
5.如图所示压力分级调压回路(各阀的调定压力注在阀的一侧),试问:
1)回路能实现多少级压力的调定
2)每级压力各为多少
解:
1)可实现8级压力调定
2)
各电磁铁通电情况及泵出口压力MPa
1Y
-
-
-
-
+
+
+
+
2Y
-
-
+
+
-
-
+
+
3Y
-
+
-
+
-
+
-
+
Pp
0
1
3
4
6.液压缸无杆腔面积A=50cm2,负载F=10000N,各阀的调定压力如图示,试确定活塞运动时和活塞运动到终点停止时A、B两处的压力。
解:
活塞运动时:
PA=2MPa
PB=2MPa
活塞运动到终点停止时:
PA=5MPa
PB=3MPa
7.如图所示的系统中,主工作缸Ⅰ负载阻力FⅠ=2000N,夹紧缸II在运动时负载阻力很小可忽略不计。
两缸大小相同,无杆腔面积A1=20cm2,有杆腔有效面积A2=10cm2,溢流阀调整值py=3MPa,减压阀调整值pj=。
试分析:
1)当夹紧缸II运动时:
pa和pb分别为多少2)当夹紧缸II夹紧工件时:
pa和pb分别为多少3)夹紧缸II最高承受的压力pmax为多少
解:
1)2)两问中,由于节流阀安装在夹紧缸的回油路上,所以夹紧缸无论在运动或夹紧工件时,减压阀均处于工作状态,故pA=pj=。
此时溢流阀始终处于溢流工况,故pB=py=3MPa。
3)当夹紧缸负载阻力FII=0时,节流调速回