液压与气压传动习题(含解答).doc
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一、 填空题 1.液压系统中的压力取决于 ,执行元件的运动速度取决于 。(外负载;进入执行元件的流量) 2.液压传动装置由 、 、 和 四部分组成,其中 和 为能量转换装置。(动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件;动力元件、执行元件) 16.液压传动所使用的泵是 ,液压传动是利用液体的 能量工作的。(容积式;压力) 17.容积式液压泵是靠 来实现吸油和排油的。(密闭容积的容积变化) 18.液压泵是把 能转变为液体的 能输出的能量转换装置,液压马达是把液体的 能转变为液体的 能输出的能量转换装置。(机械能;压力;压力;机械能) 19.变量泵是指 可以改变的液压泵,常见的变量泵有 、 、 其中 和 是通过改变转子和定子的偏心距来实现变量, 是通过改变斜盘倾角来实现变量。 (排量;单作用叶片泵、径向柱塞泵、轴向柱塞泵;单作用叶片泵、径向柱塞泵;轴向柱塞泵) 20.由于泄漏的原因,液压泵的实际流量比理论流量 ;而液压马达实际流量比理论流量 。 (小;大) 21.斜盘式轴向柱塞泵构成吸、压油密闭工作腔的三对运动摩擦副为 与 、 与 、 与 。 (柱塞与缸体、缸体与配油盘、滑履与斜盘) 22.外啮合齿轮泵位于轮齿逐渐脱开啮合的一侧是 腔,位于轮齿逐渐进入啮合的一 侧是 腔。 (吸油;压油) 23.为了消除齿轮泵的困油现象,通常在两侧盖板上开 ,使闭死容积由大变少时与 腔相通,闭死容积由小变大时与 腔相通。 ( 卸荷槽;压油;吸油) 24.齿轮泵产生泄漏的泄漏途径为: 泄漏、 泄漏和 泄漏, 其中 泄漏占总泄漏量的80%~85%。 (端面、径向;啮合;端面) 25.油泵的额定流量是指泵在 压力和 转速下的输出流量。 ( 额定;额定) 26.泵在额定转速和额定压力下的输出流量称为 ;在没有泄漏的情况下,根据泵的几何尺寸计算而得到的流量称为 ,它反映液压泵在理想状况下单位时间所排出油液的体积。 (额定流量;理论流量) 27.在实验中或工业生产中,常把零压差下的流量(泵的空载流量)视为 ;有些液压泵在工作时,每一瞬间的流量各不相同,但在每转中按同一规律重复变化,这就是泵的流量脉动。瞬时流量一般指的是瞬时 。 (理论流量;理论流量) 28.双作用式叶片泵中,当配油窗口的间隔夹角>定子圆弧部分的夹角>两叶片的夹角时,存在 ,当定子圆弧部分的夹角>配油窗口的间隔夹角>两叶片的夹角时,存在 。 (闭死容积大小在变化,有困油现象 ;虽有闭死容积,但容积大小不变化,所以无困油现象) 29.当配油窗口的间隔夹角>两叶片的夹角时,单作用叶片泵 ,当配油窗口的间隔夹角<两叶片的夹角时,单作用叶片泵 。 (闭死容积大小在变化,有困油现象;不会产生闭死容积,所以无困油现象 ) 30.双作用叶片泵的叶片在转子槽中的安装方向是 ,限压式变量叶片泵的叶片在转子槽中的安装方向是 。 (沿着径向方向并沿着转子旋转方向前倾一角度;沿着转子旋转方向后倾一角度) 31.当限压式变量泵工作压力p>p拐点时,随着负载压力上升,泵的输出流量 ;当恒功率变量泵工作压力p>p拐点时,随着负载压力上升,泵的输出流量 。 (呈线性规律下降;呈双曲线规律下降) 32.调节限压式变量叶片泵的压力调节螺钉,可以改变泵的压力流量特性曲线上 的大小,调节最大流量调节螺钉,可以改变 。 (拐点压力;泵的最大流量) 33.双出杠液压缸,采用活塞杠固定安装,工作台的移动范围为缸筒有效行程的 ;采用缸筒固定安置,工作台的移动范围为活塞有效行程的 。 (2倍;3倍) 34.已知单活塞杠液压缸的活塞直径D为活塞直径d的两倍,差动连接的快进速度等于非差动连接前进速度的 ;差动连接的快进速度等于快退速度的 。 (4倍;3倍) 35.各种类型的液压缸中, 可作双作用液压缸,而 只能作单作用液压缸。 (摆动缸、活塞缸;柱塞缸) 36.溢流阀控制的是 压力,做调压阀时阀口处于 状态,做安全阀时阀口处于 状态,先导阀弹簧腔的泄漏油与阀的出口相通。定值减压阀控制的是 压力,阀口处于 状态,先导阀弹簧腔的泄漏油必须 。 (进口;开启浮动;常闭 ;出口;常开; 单独引回油箱) 37.溢流阀在进油节流调速回路中作 阀用,其阀口是 的;在旁路节流调速回路中作 阀用,其阀口是 的(调压;浮动常开;安全;常闭) 38.溢流阀可做调压阀、安全阀和卸荷阀用,在这三种工作状态时它们各自的主阀芯分别处于: 位置、 位置、 位置。(浮动;关闭;全开) 39.若液压泵出口串联两个调整压力分别为3MPa和8MPa的溢流阀,则泵的出口压力为 ;若两个溢流阀并联在液压泵的出口,泵的出口压力又为 。 (13MPa;3MPa) 40.把先导式溢流阀的远程控制口接了回油箱,将会发生 问题。 (进口压力调不上去) 41.溢流阀的进口压力随流量变化而波动的性能称为 ,性能的好坏可用 或 、 评价。 (压力流量特性;调压偏差;开启压力比、闭合压力比) 42.调速阀是由 和节流阀 而成,旁通型调速阀是由 和节流阀 而 成。 (定差减压阀,串联;差压式溢流阀,并联) 43.一水平放置的液压缸,采用三位四通电磁换向阀,要求阀处于中位时,液压泵卸荷且液压缸处于浮动状态,三位四通电磁换向阀中位机能应选用 ;若要求阀处于中位时,液压泵卸荷但液压缸锁死,三位四通电磁换向阀中位机能应选用 。 (H型;M型) 44.进油和回油节流调速系统的效率低的主要原因是 。(存在溢流和节流功率损失) 45.为了防止产生 ,液压泵离油箱液面不得太高。(气蚀现象) 46.选择三位四通换向阀时,为使液压泵卸荷,可选滑阀中位机能为 型的换向阀;若液压泵保持压力则可选滑阀中位机能为 型的换向阀,对于采用双液控单向阀的锁进回路,则须选用滑阀中位机能为 型的换向阀。 (M;O;H) 47.当顺序阀以进口压力作为控制压力时,则称该阀为 式顺序阀。(内控) 48.为了便于检修,蓄能器与管路之间应安装 ,为了防止液压泵停车或泄载时蓄能器内的压力油倒流,蓄能器与液压泵之间应安装 。 (截止阀;单向阀) 49.选用过滤器应考虑 、 、 和其它功能,它在系统中可安装在 、 、 和单独的过滤系统中。 (过滤精度、通流能力、机械强度;泵的吸油口、泵的压油口、系统的回油路上 ) 50.在变量泵—变量马达调速回路中,为了在低速时有较大的输出转矩、在高速时能提供较大功率,往往在低速段,先将 调至最大,用 调速;在高速段, 为最大,用 调速。 (马达排量,变量泵;泵排量,变量马达) 51.顺序动作回路按控制方式不同,分为 控制和 控制。同步回路的分为 同步和 同步两大类。 (压力,行程;速度,位置) 52.为平衡重力负载,使运动部件不会因自重而自行下落,在恒重力负载情况下,采用 顺序阀作平衡阀,而在变重力负载情况下,采用 顺序阀作限速锁。 (内控外泄式;外控外泄式) 53.顺序阀在系统中作卸荷阀用时,应选用 型,作背压阀时,应选用 型。 (外控内泄式;内控内泄式) 54.容积调速回路中, 的调速方式为恒转矩调节; 的调节为恒功率调节。 (变量泵—定量马达;定量泵—变量马达) 55.用同样定量泵,节流阀,溢流阀和液压缸组成下列几种节流调速回路, 能够承受负值负载, 的速度刚性最差,而回路效率最高。 (回油节流调速回路、旁路节流调速回路) 56.在减压回路中,减压阀调定压力为pj ,溢流阀调定压力为py ,主油路暂不工作,二次回路的负载压力为pL。若py>pj>pL,减压阀进、出口压力关系为 ;若py>pL>pj,减压阀进、出口压力关系为 。 (p1=p2=pL;p1=py ,p2=pj) 57.在减压回路中,减压阀调定压力为pj ,溢流阀调定压力为py ,主油路暂不工作,二次回路的负载压力为pL。若py>pj>pL,减压阀阀口状态为 ;若py>pL>pj,减压阀阀口状态为 。 (阀口处于全开启状态,减压阀不起减压作用;阀口处于小开口的减压工作状态) 58.系统中采用了内控外泄顺序阀,顺序阀的调定压力为px(阀口全开时损失不计),其出口负载压力为pL。当pL>px时,顺序阀进、出口压力间的关系为 ;当pL<px时,顺序阀进出口压力间的关系为 。 (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=0.5,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 0.5 1 1.5 2.5 3 3.5 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=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=0MPa; 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=1 MPa; 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。 四、 计算题 1.泵和马达组成系统,已知泵输出油压pp=10MPa,排量Vp=1×10-5m3/r,机械效率ηpm=0.95,容积效率ηpv=0.9;马达排量Vm=1×10-5m3/r,机械效率ηmm=0.95,,容积效率ηmv=0.9,各种损失忽略不计, 试求:1)泵转速np为1500r/min时,液压泵的理论流量qpt,液压泵的实际流量qp;(L/min) 2)泵输出的液压功率Ppo,所需的驱动功率Ppr,(W) 3)马达输出转速nm;(r/min) 4)马达输出转矩Tm;(N.m) 5)马达输出功率Pmo。(W) 答: 1)液压泵的理论流量为:qpt=Vpnp=2.5×10-4m3/s 液压泵的实际流量为:qp=qptηpv=2.25×10-4m3/s 2) 液压泵的输出功率为:Ppo=pp qp=2250w 所需的驱动功率为: Ppr=Ppo/ηpmηpv=2632w ∵pm=pp=10MPa,qm= qp=2.25×10-4m3/s ∴马达输出转速nm= qmηmv/Vm=1215r/min 4) 马达输出转矩为: Tm=pmVmηmm/2π=15.13N.m 5) 马达输出功率为: Pm=2πTmnm=1924w 2.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) 泵的理论流量;(m3/s) 2) 泵的实际流量;(m3/s) 3) 所需电机功率。(Kw) 解: 3.某液压泵在输出压力为6.3MPa时,输出流量为8.83×10-4m3/s,这时实测油泵轴消耗功率7Kw,当泵空载卸荷运转时,输出流量为9.33×10-4m3/s,求该泵的容积效率ηV=?和总效率η=? 答: 以空载流量为理论流量,即qt=9.33×10-4m3/s,实际流量为q=8.83×10-4m3/s 所以ηV=q/qt=0.946 据已知,PO=pq=5247.9w,Pr=7000w 所以η= PO/ Pr=0.75 4.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,求所需的最小流量和最大流量为多少? 解: 5.马达排量Vm=10×10-6 m3,供油压力pM=10MPa,流量qM =4×10-4 m3/s,容积效率ηmv=0.95,总效率η=0.75,求马达输出转矩TM 、转速nM和实际输出功率PMo ? 答: 马达输出扭矩TM=pM×Vm×η/(2πηmv)=12.57N.m 马达转速nM=qM×ηmv/ Vm =38r/s=2280rpm 马达输出功率PMo=pM×qM×η=3Kw 6.液压泵输出油压P =20MPa,转速n=1450rpm,排量V=100ml/r,若容积效率=0.95,总效率η=0.9,求该泵输出的液压功率P=?和驱动该泵的电机功率P电机=? 7.马达输出转矩TM=170N.m,转速n=2700rpm,排量V=84ml/r,机械效率ηMm=0.85, 容积效率ηMV=0.9,求马达所需供油压力p=?和流量qM=? 8.一单杆液压缸快速向前运动时采用差动连接,快退时,压力油输入有杆腔。假如泵的输出流量q=25L/mln,活塞往复快速运动的速度都是0.1m/s,求活塞和活塞杆的直径:D=?;d=? 解: 9.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1000rpm,拆开实测齿数z=12,齿宽B=26mm,齿顶圆直径da=45mm, 求:1)泵在额定工况下的容积效率ηv; 2)在上述情况下,当电机的输出功率为3.1KW时,求泵的机械效率ηm和总效率η。 解: 10.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,被驱动的负载FL=1.2×105N。有杆腔回油背压为0.5Mpa,设缸的容积效率ηv=0.99,机械效率ηm=0.98,液压泵的总效率η=0.9。 求:1)当活塞运动速度为100mm/s时液压泵的流量q(L/min); 2)电机的输出功率P(KW)。(47.6;13.96) 解: 11.如图所示的夹紧回路中,如溢流阀的调整压力py=5MPa,减压阀调整压力pj=3MPa。试分析下列各种情况,并说明减压阀阀芯处于什么状态。 1) 当泵压力为5MPa时,夹紧液压缸使工件夹紧后,A点、B、C点压力为多少? 2)当泵压力由于其它工作缸的快进,压力降至2MPa时(工件原先处于夹紧状态):这时,A点、B、C点压力为多少? 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? 解: 1)此时,减压阀起减压作- 配套讲稿:
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