液压传动复习要点2.docx
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液压传动复习要点2
系统分析
16、如图所示液压系统，按动作循环表规定的动作顺序进行系统分析，填写完成该液压系统的工作循环表。
（注：
电气元件通电为“＋”，断电为“—”。
）
说明：
（1）Ⅰ、Ⅱ各自相互独立，互不约束。
（2）3YA、4YA有一个通电时，1YA便通电。
答：
要完成达到各动作要求，各电器元气件的工作状态如下表。
动作名称
电器元件
1YA
2YA
3YA
4YA
5YA
6YA
YJ
定位夹紧
—
—
—
—
—
—
—
快进
+
—
+
+
+
+
+
工进（卸荷）
—
—
—
—
+
+
—
快退
+
—
+
+
—
—
—
松开拔销
—
+
—
—
—
—
—
原位（卸荷）
—
—
—
—
—
—
—
18、认真分析如图所示的液压系统，按电气元件的工作顺序和工作状态，试分析说明液压缸各动作的运动和工作状态。
（注：
电气元件通电为“＋”，断电为“—”。
）
动作名称
电气元件状态
1YA
2YA
3YA
4YA
1
—
—
+
+
2
—
+
+
—
3
+
+
+
—
4
—
—
—
+
5
—
—
—
—
答：
依据表中各动作电器元气件的工作状态，可判定液压缸的运动状态如下：
1——缸体快进。
2——缸体第一种速度工进。
3——缸体第二种速度工进。
4——缸体快退。
5——缸体复原位停止。
19、如图所示液压系统，按动作循环表规定的动作顺序进行系统分析，填写完成该液压系统的工作循环表。
（注：
电气元件通电为“＋”，断电为“—”；顺序阀和节流阀工作为“＋”，非工作为“—”。
）
动作名称
电器元件
液压元件
1YA
2YA
顺序阀6
压力继电器7
节流阀5
快进
工进
保压
快退
停止
答：
动作
名称
电器元件
液压元件
1YA
2YA
顺序阀6
压力继电器7
节流阀5
快进
+
—
—
—
—
工进
+
—
+
—
—
保压
—
—
—
+
+
快退
—
+
—
—
—
停止
—
—
—
—
—
20、认真分析如图所示的液压系统，按电气元件的工作顺序和工作状态，试分析说明液压缸各动作的运动和工作状态。
（注：
电气元件通电为“＋”，断电为“—”）
动作名称
电气元件
1YA
2YA
1
—
+
2
+
+
3
+
—
4
+
+
5
+
—
6
—
—
7
+
—
答：
1——活塞快进。
2——第一种速度工进。
3——停留。
4——第二种速度工进。
5——停留。
6——快退。
7——停止。
习题及其答案
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?
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。
图3-7齿轮泵的困油现象及其消除措施
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=0.5，q=KAT（Δp）m当Δp变化时，引起的q变化小，速度刚性好。
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
0.5
1
1.5
2.5
3
3.5
4
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
6.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=1.5MPa。
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=1.5MPa。
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，节流调速回路仍处于工作状态，因此夹紧缸的回油腔压力处
于最高值：
8．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py=45×105Pa。
问：
在减压阀不同调定压力时（pj1=10×105Pa、pj2=20×105Pa、pj3=40×105Pa）两缸的动作顺序是怎样的？
解：
1）启动缸II所需的压力：
当减压阀调定压力为：
pj1=10×105Pa时，pj1小于p2，减压阀处于工作状态，其出口压力为pA=pj1=10×105Pa不能推动阻力F2,故缸II不动，此时，pB=py=45×105Pa，压力油使缸Ⅰ右移。
当减压阀调定压力为：
pj2=20×105Pa时，pj2=p2，减压阀处于工作状态，流量根据减压阀口、节流阀口及溢流阀口的液阻分配，两缸同时动作。
当减压阀调定压力为：
pj3=40×105Pa时，pj2>p2，减压阀口全开、不起减压作用，若不计压力损失，此时pA=pB=p2=20×105Pa，故缸II单独右移，直到缸II运动到端点后，压力上升至pA=pj=40×105Pa，pB=py=45×105Pa，压力油才使缸I向右运动。
9．试分析图示回路在下列情况下，泵的最高出口压力（各阀的调定压力注在阀的一侧）：
1）全部电磁铁断电；
2）电磁铁2DT通电，1DT断电；
3）电磁铁2DT断电，1DT通电。
答：
1）全部电磁铁断电，PP=5.5MPa；
2）电磁铁2DT通电，1DT断电，PP=3MPa；
3）电磁铁2DT断电，1DT通电，PP=0.5MPa。
10．如图所示调压回路（各阀的调定压力注在阀的一侧），试问：
1）1Y通电，2Y断电时，A点和B点的压力各为多少？
2）2Y通电，1Y断电时，A点和B点的压力各为多少？
3）1Y和2Y都通电时，A点和B点的压力各为多少？
4）1Y和2Y都断电时，A点和B点的压力各为多少？
答：
1）右侧溢流阀起调压作用，PA=PB=1MPa；
2）左侧溢流阀起调压作用，PA=2.5MPa，PB=0；
3）两个溢流阀都不起调压作用，PA=PB=0；
4）两个溢流阀串联，PA=3.5MPa，PB=1MPa；
11．已知液压泵的额定压力和额定流量，若忽略管道及元件的损失，试说明图示各种工况下液压泵出口出的工作压力。
答：
a）p=0
b）p=0
c）p=Δp
d）p=F/A
e）p=2πTm/Vm
12．如图所示双泵供油回路，1－小流量高压泵，2－大流量低压泵，3－顺序阀，4－单向阀，5－溢流阀
1）此基本回路适用于什么场合？
2）叙述工作原理并说明各元件的作用。
答：
1）适用于空载快进和工进速度相差大的回路，功率损耗小，系统效率高。
2）工作原理：
泵1为高压小流量泵，泵2为低压大流量泵，阀5为溢流阀，调定压力为系统工进工作压力；阀3为液控顺序阀，调定压力为系统快进时所须压力；当系统快进需要低压大流量时，泵1、泵2同时向系统供油。
当系统工进时，压力升高，液控顺序阀3打开，低压大流量泵2卸荷，高压小流量泵1向系统提供高压小流量油液。
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