液压复习题.docx

1、液压复习题1、如图 2-4（a）所示 U 型管测压计内装有水银， U 型管左端与装有液体的容器 相连，右端开口与大气相通，已知： h 20mm, h1 30mm，容器内液体为水，水 银的密度为 13.6 103kg /m3。（1）pa绝 0.101+0.064=0.165MPa（2）取 B-C 为等压面（见图 2-4b），压力 pc等于大气压力 pa ，故 pB pC pa 所以 pA pB （ 水 gh1 汞gh2）=101325-1039.810.15-13.61039.810.3 =59828Pa0.06MPa以上计算结果为绝对压力，真空度为pa pA 101325 - 59828 41

2、497Pa 0.04MPa2、如图 2-7 所示的两种安全阀，阀芯的形状分别为球形和圆锥形，阀座孔直径 d=10 ，钢球和锥阀的最大直径 D=15 。当油液压力 p1=10MPa 时，压力油克服弹簧力顶开阀芯而溢油，溢油腔有背压 p2=0.5MPa，试求两阀弹簧的预紧力答：球阀受 p1 作用向上的力为F1 d p14受 p2 作用向下的力为F2 d2 p24 列出球阀受力平衡方程式式中 Fs 为弹簧的预紧力，故锥阀阀芯受力情况和球阀相同。故 Fs 也相同3.如图 2-10 所示，液压泵以 Q25L/min 的流量向液压缸内径 D50mm，活塞 杆直径 d 30mm，油管直径 d1d215mm，

3、试求活塞的运动速度及油液在进回 油管中的流速。解：计算液压缸进、回油管的流速时，不能直接应用连续性方程，因为进油管何 回油管已为活塞所隔开。有已知流量可求得进油管流速4 如果先导式溢流阀阻尼孔堵塞， 会出现怎样的情况？若用直径较大的孔代替原 阻尼孔又会出现怎样的情况？答：若先导式溢流阀中主阀芯的阻尼孔堵塞， 如果此时主阀芯上腔充满油液 （在刚开始堵塞时往往这样） ，则下腔压力（进油压力）必须大于先导阀的调整 压力和主阀芯上部的软弹簧力， 才能使主阀向上移动， 上腔中的油液通过先导阀 回油箱，这和阻尼孔没有堵塞的情况相似。 但是这种情况不会持续很久， 因为主 阀上腔无油液补充。 在主阀上腔出现空

4、隙时， 进油压力只要克服主阀上部的软弹簧力就能使主阀芯向上移动， 二使进回油路接通， 油液流回油箱， 这时相当于溢 流阀处于卸荷状态，系统压力建立不起来，系统不能工作。若用一直径较大的孔代替阻尼孔时， 需要有足够大的流量通过先导阀， 才能 在主阀两端产生足以使主阀芯移动的压差。 实际上， 由于锥阀座上的孔较小， 通 过流量受到限制， 阻尼孔较大时， 其两端就无法形成足够压差使主阀开启。 所以 主阀芯在上部弹簧作用下使进油孔和回油孔始终处于切断状态。 这时只有先导阀 起作用，相当于一个流量很小的溢流阀。5图 714 为一个二级调速 回路，图中 1 为溢流阀， 为远程调压阀，试分析二级 调速原理。

5、解：在图示状态，活塞向右移动， 这时系统的最大压力决定于溢流阀的调整压力。 虽然远程调压阀 2 的调整压力较溢流阀 1 低，但由于远程调压阀 的回油口接在 高压管路上，因此远程调压阀无法打开。当换向阀换位，活塞向左移动时，原来 的高压管路切换为通油箱的低压管路，系统压力由远程调压阀的调整压力决定。 所以图示回路能使活塞在左右两个方向运动时，其最高（安全）压力不同。6一夹紧油路如图 7-20所示， 若溢流阀的调整压力 p1 5MPa，减压阀的调整压力 p2 2.5MPa，试分析夹紧缸活 塞空载时 A， B 两点的压力 各为多少？减压阀的阀芯处 于什么状态？夹紧时活塞停 止运动后， A,B 两点压

6、力又 各为多少？减压阀阀芯又处 于什么状态？解：当回路中的二位二通电磁阀处于图示状态时， 在活塞为空载的运动期间， 如 忽略活塞运动时的摩擦力，惯性力，和管路损失等，则 B 点压力为零，这时减 压阀中的先导阀关闭， 主阀芯处于开口最大位置， 若不考虑流过溢流阀的压力损 失，则 A 点压力也为 0。夹紧时，活塞停止运动， B 点压力升高到减压阀的调整 压力 2.5MPa，并保持此压力不变。这时减压阀中的先导阀打开，主阀芯开口很 小。而液压泵输出油液中仅有极少量流过减压阀中的先导阀， 绝大部分经溢流阀 溢回油箱。 A 点压力为溢流阀的调整压力 5MPa。7如图 7-26 所示，溢流阀的调定压力为

7、5MPa。顺序阀 的调定压力为 3MPa，液压 缸无杆腔有效面积为 A 50cm3，负载 FL 10000N。 当换向阀处于图示位置时， 试问活塞运动时和活塞到终 点停止运动时， A,B 两点的 压力各为多大？又负载 FL=20000N 时， A,B 两点的 压力又为多大？(管路损失忽略不计) 解： (1)活塞运动时， B 点压力为A 点压力为 3MPa。（2）.活塞到终点停止运动后，液压泵输出的压力油不能进入液压缸而只能从溢流阀溢出，这时3） .当负载 FL=20000N，活塞运动时，PA=4Mpa活塞停止运动后PA=PB=5MPa8如图（ a）（ b）所示，节流阀同样串联在液压泵和执行元件

8、之间，调节节流阀 通流面积，能否改变执行元件的运动速度？为什么？答：图（ a）（b）所示的回路中，调节节流阀的通流面积不能达到调节执行元件 运动速度的目的。对于（ a）的回路，定量泵只有一条输出油路，泵的全部 流量只能经节流阀进入执行元件， 改变节流阀的通流面积只能使液流流经节 流阀时的压力损失以及液压泵的出口压力有所改变， 如将节流阀通流面积调 小，节流阀压力损失增大， 液压泵压力增高， 通过节流阀的流量仍是泵的全 部流量。图（ b）的回路与（ a）基本相同，在节流阀后面并联的溢流阀，只 能起限制最大负载作用，工作时是关闭的，对调速回路不起作 用。9图 10-8 中，在液压缸负载压力不 能改

9、变的条件下，假如要求缸 1 和缸2 的动作顺序为，仍 采用压力控制，应如何实现？答：可在缸 2 的进油路上增加一个单 向顺序阀，其调整压力取为 2.5MPa （调整压力不能过小， 否则动作顺序 不可靠）。此时缸 1 将先动，缸 2 后 动。由于单向阀的存在， 返回时仍保 持图 10-8 原先的动作顺序，见图 10-22。10如果取消 10-10 中的 单向阀 6，回路所完成的 自动循环将产生什么样 的变化？如果采用二位 二通电磁阀代替二位二 通行程阀 4，同时取消单 向阀 6，能否保持原有的 工作循环？答：图10-10 中取消单向阀 6后，由于在缸 1退回的开始阶段，挡块 2仍使行程阀处于被

10、压下的位置，此时为慢速退回，直到挡块 2 离开行程阀后才能转为快退状态。如改用 二位二通电磁阀，并在二位四通电磁阀复位、工进转为快退的同时，使二位二通电磁 阀切换成导通状态，则系统仍能保持图 10-10 原来的工作循环。11 图 10-21 是组合机床的液压系统原理图。该系统中具有进给和夹紧两个液压 缸，要求它完成的动作循环已在图 10-21（a）中表明。读懂该系统并完成以 下几项工作：（1） （1） 写出从序号 1到 21的液压元件名称；（2） （2） 根据动作循环作出电磁阀和压力继电器的动作顺序表。用符 号“ +”表示电磁铁通电或压力继电器接通，符号“”则表示断电 或断开；（3） （3）

11、分析该系统中包含哪几种液压基本回路；（4） （4） 指出序号为 7，10，14 等元件在系统中所起的作用。 答：（1）油箱 1，滤油器 2（粗滤用），定量泵 3，滤油器 4（精滤用），压力表 5， 溢流阀 6，阻尼器 7（或称节流器），二位二通电磁阀（ H 型） 8，减压阀 9，单向阀 10，开关（截止阀） 11，隔离式气体蓄能器 12，二位四通电磁 阀 13，压力继电器 14 ，杆固定的单活塞杆液压缸 15， 16 ，二位三通电磁 阀 17，18，调速阀 19，20，二位二通电磁阀（ O 型）21。（2）电磁阀和压力继电器动作顺序表如下：3) 该系统包含由 17，18 和进给缸 16 组成的

12、差动连接快速运动回路；由阀 19，快进的顺序动作回路， 由单向阀 10 和蓄能器 12组成的夹紧缸的防干 扰及夹紧系统的保压回路； 由阀 6和 8组成的卸荷回路； 由减压阀 9构成 的减压回路以及由电磁换向阀组成的换向回路等。1) (4) 阻尼器 7 的作用是使阀 6卸荷过程较平稳。单向阀 10的作用是配 合蓄能器 12等组成防干扰保压回路。 压力继电器的作用 14的作用是保证 夹紧缸的夹紧力达到调定值时， 进给缸才可以开始进给并进行加工， 起到 两缸的互锁作用。12 某流量 Q=16L min 的油泵安装在油面以下，如图 2-2 所示。设所用油液 =917kgm3， 粘度 =1lcSt ，管

13、径 d=18mm。如不考虑油泵的泄漏，且认为油面能相对保持不变 ( 即油箱容积相对较大 ) 。试求不计局部损失时油泵入口处的绝对压力。图 2-2 解答 (1)求吸油管内油液的流速 v1.048m / s(2)求吸油管内液流的雷诺数 Re(4) 求油泵人口处的绝对压力列出油面 I I 与油泵人口处一两选定断面处的伯努利方程式h =0 。则上式变为整理后得2 v22 v2p2 gh1p1 2ghLgh1p12pL917 9.81270 10 210591721.04822691.62103102 pa51.03 105pa注：取大气压力为 p1=105Pa13 已知液压泵的额定压力 PH，额定流量

14、 qH，忽略管路损失。试说明所示各种情况下，液压 泵的工作压力分别为多少(压力计读数)？并说明理由。图3-1 解答 图a所示，液压泵与油箱直接相连，泵的输出流量全部流回油箱，泵的出口压力为大气 压力，其相对压力 pp=O，压力计读数为零。图b所示，液压泵输出的压力油，通过节流阀流回油箱。节流阀压差为 p，节流阀出口接油箱，因此节流阀进口压力就等于 p。而液压泵的出口与节流阀进口相连，所以液压泵出口压力为 p，压力计读数值是 p。图c所示，液压泵出口与液压缸大腔相连，大腔的压力 p=F A，所以泵的出口压力 p=FA，即压力计读数是 p=F A值。图d所示，液压泵的出口处，既与液压缸的大腔相连，

15、又与油箱相连。由于液压泵的出 口处与油箱相连， 所以其出口压力为大气压力， 压力计的读数为零， 因此液压缸大腔的压力 也为零，由于压力不足，不能克服负载，活塞不运动。图e所示，液压泵的出口与溢流阀和节流阀的进口相连，液压泵输出的液压油一部分通 过节流阀输入给系统； 而另一部分流向溢流阀， 当溢流阀达到它的调整压力时， 方能有溢流 作用，因此液压泵的出口压力就是溢流阀的调整压力 py，而压力计的示值决定于系统的负载压力，其值为 p计=py- p。图f 所示，液压泵的出口与液压马达相连，所以液压泵出口压力不计管路损失就是液压 马达入口的压力。液压泵出口的压力14一液压泵与液压马达组成的闭式回路，液

16、压泵输出油压 pp=1OMP，a 其机械效率 mp=0.95 ，容积效率 vp=0.9 ，排量 qp=lOmL r ；液压马达机械效率 mM=0.95 ，容积效率 vM=0.9 ，排量1500rqM=lOmLr 。若不计液压马达的出口压力和管路的一切压力损失，且当液压泵转速为 min 时，试求下列各项：(1)液压泵的输出功率；(2)电动机所需功率；(3)液压马达的输出转矩；(4)液压马达的输出功率；(5)液压马达的输出转速 (nM) 。 解答 (1)液压泵的输出功率 P0P(2)电动机所需功率 Pip15 图 4-2 为两个相同的液压缸串联，它们的无杆腔有效工作面积 A1=80cm2，有杆腔的

17、有效工作面积 A2=50cm2。输入油液压力 p=600kPa，输入的流量 q=12L min，求如果两缸的负载F1=2F2时，两缸各能承受多大的负载（不计一切损失）？活塞的运动速度各为多少？若两缸 承受相同的负载（即 F1=F2），那么该负载的数值为多少？若缸 1 不承受负载（即 F1=O），则缸 2 能承受多大的负载？ 解答 （1）两缸的负载为 F1=2F2时活塞 A产生的推力pA A1 F1PBA2活塞 B产生的推力F2pB A1当F1=2F2时，pA A12pBA1PBA2又pAp （液压泵出口压力）所以pB p A1 6 105 80 2.3 105Pa 0.23MPa2A1 A2

18、2 80 50活塞 B承受的负载54F2 pB A1 2.3 105 80 10 4 1840N 1.84kN 活塞 A承受的负载F1 2F2 2 1.84 3.68kN活塞的运动速度2.5cm/sq 12 103 vAA A1 80 60pAA1 pB A1 PB A216图5-1 中各溢流阀的调整压力 p1=5MPa， p2=3MPa，p3=2MPa。问外负载趋于无穷大时，泵的工作压力如何？ 解答 当外负载趋于无穷大时，液压泵输出的全部流量，通过溢流阀溢回油箱。当二位二通阀断电时，因溢流阀外控口被堵死，泵出口压力决定于 p1，即 p1=5MPa。当二位二通阀通电时， 溢流阀外控口被接通，

19、泵出口压力决定于远程调压阀的最小调整 压力，即 p2=2MPa。17图5-2所示为夹紧回路，溢流阀的调整压力 p1= 5MPa，减压阀的调整压力 p2=2.5MPa，试分析活塞快速运动时， A、 B两点的压力各为多少？减压阀的阀芯处于什么状态？工件夹紧后， A、B两点的压力各为多少？减压闷的阀芯又处于什么状态？图5-2 解答 1. 主油路无负载1）夹紧液压缸活塞快速运动此时夹紧液压缸不受力， 若忽略一切损失， 夹紧液压缸的压力 p=O，因此 B点的压力 pB=0， A点的压力等于 B点压力加上减压阀的压差，即 PA=p（ p为减压阀的压差）。此时减压阀 的阀芯处于开度最大的位置。2） 工件夹紧

20、之后液压缸受力，液压缸内的压力等于减压阀的调整压力 p2，因此 B点的压力 pB=2.5MPa。 A点压力等于溢流阀的调整压力 p1，即 pA=5MPa。此时减压闷的阀芯处于开度为零（关闭阀的 开口状态）。2. 主油路有负载1）夹紧液压缸活塞快速运动A点压力 pA随主油路负载而变化。负载大，则压力高；负载小，则压力低。面 B点的压力pB=0（因夹紧液压缸无负载）。减压阀的阀芯处于开度最大的位置。2）工件夹紧之后夹紧液压缸受力， 液压缸内的压力等于减压阀的调整压力 p2，因此 B点压力 pB=p2=2.5MPa。A点压力等于溢流阀的调整压力，即 PA=p1=5MPa。减压阀的阀芯处于开度为零状态

21、。18 如图 5-3 所示的液压回路。已知液压缸的有效工作面积分别为 Al =A3=100cm2，A2=A4=50cm2，当最大负载 FL1=14 103N，FL2=4250N，背压力 p=1.5 105Pa。节流阀 2 的压差 p=2105Pa时，试问：(1)A 、B、c 各点的压力 ( 忽略管路损失 )各是多少？(2)对阀 1、2、3 最小应选用多大的额定压力？(3)快进速度 vl =3.5 10-2 m s，快进速度 v2=410-2ms 时，各阀的额定流量应选用多 大？(4)试选定阀 1、 2、3的型号 (由液压传动设计手册或产品样本中查选 )。(5)试确定液压泵的规格、型号 (由液压

22、传动设计手册或产品样本中查选 ) 。后，应使其额定压力值 16105Pa。(3)计算流量 Q 节流阀的过流量 QT21QT A1 v1 100 10 2 3.5 10 1 21L / min减压阀的过流量 QJQJA3 v2 100 10 2 4 10 1 24L / min溢流阀的过流量 QYQY QT QJ 21 24 45L / min选用各阀的额定流量为：节流阀 25L min；减压阀 25Lmin；溢流阀 63Lmin。(4)确定阀 l 、2、3 的型号 阀的型号应根据阀的额定压力和额定流量选用： 节流阀为 L-63 ，减压阀为 J-63 ，溢流阀为 P-B63(广州机床研究所系列

23、)。(5)选定液压泵 选定液压泵的型号应满足回路中流量和压力的要求。故选定齿轮泵 CB-B50( 广州机床研究所系列 ) 。19 如图 7-2 所示的液压系统中， 两缸的有效工作面积 Al =A2=lOOcm2，泵的流量 Qp=40L min， 溢流阀的调定压力 pY=4MPa，减压阀的调定压力 pJ=2.5MPa，若作用在液压缸 1 上的负载 FL 分别为 0、 15103N、43 103N 时，不计一切损失，试分别确定两缸在运动时、运动到终端 停止时，各缸的压力、运动速度和溢流流量。p1 p2 0液压缸的运动速度溢流量 QY 0QY QP 40L / min ( 不考虑先导式减压阀导阀的泄

24、漏时 ) 。 液压缸 l 、 2 运动到终端停止时：液压缸 1 的工作压力p1pY4Mpa液压缸 2 的工作压力p2pJ2.5Mpa液压缸 I 、2 的运动速度v1v20溢流量3(2) F L =15 103N 液压缸 l 、2 运动时：因液压缸 2 无负载，故先动。此时工作压力p1 p2 0速度液压缸 1、2 运动到终端停止时：p1pY4Mpap2pJ2.5MPav1v20QYQP40L / min溢流量3(3)F L =43 l0 3N 负载压力FL 43 10pL L 4 4.3MPa pY 4MPaL A1 100 10 4 Y液压缸 2 运动时p1 p2 020图8-1 所示为实现“

25、快进一工进一工进一快退一停止”工作循环的液压系统，试填上 电磁铁动作顺序表。图8-1 解答 图为出口节流调速回路。（ 1）快进时， 1YA和3YA通电，回油路直接与油箱相通，回油速度快。因此活塞快速向 前运动。（ 2）工进时，要求较快的慢速进给，因此在回油路上并联两个节流阀。 3YA和4YA断电时，换向阀 2处于中位，这时回油通过两个节流阀同时流回油箱，回油速度较快，因此活 塞以较快速度向前进给。（ 3）工进时，要求较慢的慢速进给， 4YA通电，回油通过节流阀 3流回油箱。由于油液通过一个节流阀回油箱，回油速度较慢，因此活塞慢速向前进给。（ 4）快退时，要求活塞快速退回，因此 IYA断电， 2YA和 3YAI通电，回油油路直接与油箱相通，活塞快速退回。（ 5）快退至原位停止，这时 1YA、2YA、3YA和 4YA均断电。 电磁铁动作顺序表如下：电磁铁工作循环1YA2YA3YA4YA快进+-+-工进+-工进+-+快退-+-停止-21写出图 8-2 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8-2 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。电磁铁动作顺序：工 电 磁 工作循 环 磁 铁lYA2Y3YA快进+-+工进+-停留+-快退-+-停止-