液压与气压传动试题库(分析题)(共23页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上分析题 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:图示系统为定量泵,表示输出流量qP不变。根据连续性方程,当阀的开口开小一些,通过阀口的流速增加,但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,活塞将液压缸分成两腔,因此求qB不能直接使用连续性方程。根据连续性方程,

2、活塞运动速度v = qA/A1,qB = qA/A1=(A2 / A1)qP 2如图所示节流阀调速系统中,节流阀为薄壁小孔,流量系数C=0.67,油的密度=900kg/ cm3,先导式溢流阀调定压力py=12105Pa,泵流量q=20l/min,活塞面积A1=30cm2,载荷=2400N。试分析节流阀开口(面积为AT)在从全开到逐渐调小过程中,活塞运动速度如何变化及溢流阀的工作状态。 解:节流阀开口面积有一临界值ATo。当ATATo时,虽然节流开口调小,但活塞运动速度保持不变,溢流阀阀口关闭起安全阀作用;当AT2,缸的负载为F。如果分别组成进油节流调速和回油节流调速回路,试分析: 1) 进油、

3、回油节流调速哪个回路能使液压缸获得更低的最低运动速度。2)在判断哪个回路能获得最低的运动速度时,应将下述哪些参数保持相同,方能进行比较。 解:1)进油节流调速系统活塞运动速度v1= qmin/A1; 出口节流调速系统活塞运动速度 v2= qmin/A2 因12,故进油节流调速可获得最低的最低速度。2)节流阀的最小稳定流量是指某一定压差下(23105Pa),节流阀在最小允许开度 ATmin时能正常工作的最小流量qmin。因此在比较哪个回路能使液压缸有较低的运动速度时,就应保持节流阀最小开口量ATmin 和两端压差p相同的条件。设进油节流调速回路的泵压力为pp1,节流阀压差为p1则: 设出口调速回

4、路液压缸大腔压力(泵压力)为pp2 ,节流阀压差为p2 ,则: 由最小稳定流量qmin相等的定义可知:p1=p2 即: 为使两个回路分别获得缸最低运动速度,两个泵的调定压力 pp1、 pp2 是不相等的。 4在图示的回路中,旁通型调速阀(溢流节流阀)装在液压缸的回油路上,通过分析其调速性能判断下面哪些结论是正确的。(A)缸的运动速度不受负载变化的影响,调速性能较好;(B)溢流节流阀相当于一个普通节流阀,只起回油路节流调速的作用,缸的运动速度受负载变化的影响;(C)溢流节流阀两端压差很小,液压缸回油腔背压很小,不能进行调速。 解:只有C正确,当溢流节流阀装在回油路上,节流阀出口压力为零,差压式溢

5、流阀有弹簧的一腔油液压力也为零。当液压缸回油进入溢流节流阀的无弹簧腔时,只要克服软弹簧的作用力,就能使溢流口开度最大。这样,油液基本上不经节流阀而由溢流口直接回油箱,溢流节流阀两端压差很小,在液压缸回油腔建立不起背压,无法对液压缸实现调速。 5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:液压马达在工作时,溢流阀5起安全作用。制动时换向阀切换到中位,液压马达靠惯性还要继续旋转,故产生液压冲击,溢流阀1,2分别用来限制液压马达反转和正转时产生的最大冲击压力,起制动缓冲作用。另一方面,由于液压马达制动过程中有泄漏,为避免马达在换向制动过程中产生吸油腔吸空现象

6、,用单向阀3和4从油箱向回路补油。 6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 py30105Pa。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E,F段与泵出口处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 pB30105Pa, B点和E点压力哪个压力大?若泵的工作压力pB15105Pa,B点和E点哪个压力大?3)在电磁铁DT吸合时,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E,F段与泵出口处B点的油路始终得保持连通2)当泵的工作压力pB30105Pa时,先导阀打开,油流通过阻尼孔流出,这

7、时在溢流阀主阀芯的两端产生压降,使主阀芯打开进行溢流,先导阀入口处的压力即为远程控制口E点的压力,故pB pE;当泵的工作压力pB15105Pa 时,先导阀关闭,阻尼小孔内无油液流动,pB pE。 3)二位二通阀的开启或关闭,对控制油液是否通过阻尼孔(即控制主阀芯的启闭)有关,但这部分的流量很小,溢流量主要是通过CD油管流回油箱。 7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60105Pa、40105Pa、10105Pa)?三级调压阀压力调整值分别应取多少?使用的元件有何区别? 解:图(b)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

8、由最小的调定压力所决定,p10105Pa。图(a)的压力阀调定值必须满足pa160105Pa,pa240105Pa,pa310105Pa。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,a1、a2必须使用先导型溢流阀,以便远程控制。a3可用远程调压阀(直动型)。图(c)的压力阀调定值必须满足pc160105Pa ,而pc2、pc3是并联的阀,互相不影响,故允许任选。设pc240105Pa ,pc310105Pa,阀c1必须用先导式溢流阀,而c2、c3可用远程调压阀。两者相比,图(c)比图(a)的方案要好。8如图所示的系统中,两个溢流阀串联,若已知每个溢流阀单独使用时的调

9、整压力,py1=20105Pa,py2=40105Pa。溢流阀卸载的压力损失忽略不计,试判断在二位二通电磁阀不同工况下,A点和B点的压力各为多少。 解:电磁铁 1DT 2DT pA=0 pB=0 1DT+ 2DT pA=0 pB=20105Pa 1DT 2DT+ pA=40105Pa pB=40105Pa 1DT+ 2DT+ pA=40105Pa pB=60105Pa 当两个电磁铁均吸合时,图示两个溢流阀串联,A点最高压力由py2决定,pA40105Pa。由于pA压力作用在溢流阀1的先导阀上(成为背压),如果要使溢流阀1的先导阀保持开启工况,压力油除了克服调压弹簧所产生的调定压力py12010

10、5Pa以外,尚需克服背压力pA40105Pa的作用,故泵的最大工作压力:pB py1+ pA(20+40)105=60105Pa 。9如图所示的系统中,主工作缸负载阻力F=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,大腔面积 A1=20cm2,小腔有效面积A2=10cm2,溢流阀调整值py =30105Pa,减压阀调整值pj=15105Pa。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)由于节流阀安装在夹紧缸的回油路上,属回油节流调速。因此无论夹

11、紧缸在运动时或夹紧工件时,减压阀均处于工作状态,pA=pj=15105Pa。溢流阀始终处于溢流工况,pB= py=30105Pa。3)当夹紧缸负载阻力FII=0时,在夹紧缸的回油腔压力处于最高值: 10 图示为大吨位液压机常用的一种泄压回路。其特点为液压缸下腔油路上装置一个由上腔压力控制的顺序阀(卸荷阀)。活塞向下工作行程结束时,换向阀可直接切换到右位使活塞回程,这样就不必使换向阀在中间位置泄压后再切换。分析该回路工作原理后说明:1) 换向阀1的中位有什么作用? 2) 液控单向阀(充液阀)4的功能是什么? 3) 开启液控单向阀的控制压力pk是否一定要比顺序阀调定压力px大? 解:工作原理:活塞

12、工作行程结束后换向阀1切换至右位,高压腔的压力通过单向节流阀2和换向阀1与油箱接通进行泄压。当缸上腔压力高于顺序阀3的调定压力(一般为2040105Pa)时,阀处于开启状态,泵的供油通过阀3排回油箱。只有当上腔逐渐泄压到低于顺序阀3调定压力(一般为)时,顺序阀关闭,缸下腔才升压并打开液控单向阀使活塞回程。 1) 换向阀1的中位作用:当活塞向下工作行程结束进行换向时,在阀的中位并不停留,只有当活塞上升到终点时换向阀才切换到中位,所用的K型中位机能可以防止滑块下滑,并使泵卸载。 2) 由于液压机在缸两腔的有效面积相差很大,活塞向上回程时上腔的排油量很大,管路上的节流阀将会造成很大的回油背压,因此设

13、置了充液阀4。回程时上腔的油可通过充液阀4排出去。当活塞利用重力快速下行时,若缸上腔油压出现真空,阀4将自行打开,充液箱的油直接被吸入缸上腔,起着充液(补油)的作用。 3) 图示的回路中在换向时要求上腔先泄压,直至压力降低到顺序阀3的调定压力px时,顺序阀断开,缸下腔的压力才开始升压。在液控顺序阀3断开瞬间,液控单向阀4反向进口承受的压力为px (2040105Pa),其反向出口和油箱相通,无背压,因此开启液控单向阀的控制压力只需pk=(0.30.5)px即可。 11图示的液压回路,原设计要求是夹紧缸I把工件夹紧后,进给缸II才能动作;并且要求夹紧缸I的速度能够调节。实际试车后发现该方案达不到

14、预想目的,试分析其原因并提出改进的方法。 解:图(a)的方案中,要通过节流阀对缸I进行速度控制,溢流阀必然处于溢流的工作状况。这时泵的压力为溢流阀调定值,pB= py。B点压力对工件是否夹紧无关,该点压力总是大于顺序阀的调定值px,故进给缸II只能先动作或和缸I同时动作,因此无法达到预想的目的。图(b)是改进后的回路,它是把图(a)中顺序阀内控方式改为外控方式,控制压力由节流阀出口A点引出。这样当缸I在运动过程中, A点的压力取决于缸I负载。当缸I夹紧工件停止运动后,A点压力升高到py,使外控顺序阀接通,实现所要求的顺序动作。图中单向阀起保压作用,以防止缸II在工作压力瞬间突然降低引起工件自行

15、松开的事故。 12图(a),(b)所示为液动阀换向回路。在主油路中接一个节流阀,当活塞运动到行程终点时切换控制油路的电磁阀3,然后利用节流阀的进油口压差来切换液动阀4,实现液压缸的换向。试判 断图示两种方案是否都能正常工作? 解:在(a)图方案中,溢流阀2装在节流阀1的后面,节流阀始终有油液流过。活塞在行程终了后,溢流阀处于溢流状态,节流阀出口处的压力和流量为定值,控制液动阀换向的压力差不变。因此,(a)图的方案可以正常工作。在(b)图方案中,压力推动活塞到达终点后,泵输出的油液全部经溢流阀2回油箱,此时不再有油液流过节流阀,节流阀两端压力相等。因此,建立不起压力差使液动阀动作,此方案不能正常

16、工作。 13在图示的夹紧系统中,已知定位压力要求为10105Pa,夹紧力要求为3104,夹紧缸无杆腔面积1=100cm,试回答下列问题: 1)A,B,C,D各件名称,作用及其调整压力; 2)系统的工作过程。 解:1) A为内控外泄顺序阀,作用是保证先定位、后夹紧的顺序动作,调整压力略大于10105Pa ; B为卸荷阀,作用是定位、夹紧动作完成后,使大流量泵卸载,调整压力略大于10105Pa ; C为压力继电器,作用是当系统压力达到夹紧压力时,发讯控制其他元件动作,调整压力为30105Pa D 为溢流阀,作用是夹紧后,起稳压作用,调整压力为30105Pa 。 2)系统的工作过程:系统的工作循环是

17、定位夹紧拔销松开。其动作过程:当1DT得电、换向阀左位工作时,双泵供油,定位缸动作,实现定位;当定位动作结束后,压力升高,升至顺序阀A的调整压力值,A阀打开,夹紧缸运动;当夹紧压力达到所需要夹紧力时,B阀使大流量泵卸载,小流量泵继续供油,补偿泄漏,以保持系统压力,夹紧力由溢流阀D控制,同时,压力继电器C发讯,控制其他相关元件动作。 14图示系统为一个二级减压回路,活塞在运动时需克服摩擦阻力=1500,活塞面积A=15cm2,溢流阀调整压力py =45105Pa,两个减压阀的调定压力分别为pj1=20105Pa和pj2=35105Pa,管道和换向阀的压力损失不计。试分析: 1) 当DT吸合时活塞

18、处于运动过程中,pB、pA、pC三点的压力各为多少?2) 当DT吸合时活塞夹紧工件,这时pB、pA、pC三点的压力各为多少?3) 如在调整减压阀压力时,改取 pj1=35105Pa和pj2=20105Pa,该系统是否能使工件得到两种不同夹紧力? 解:1)DT吸合,活塞运动时:因pLpj,减压阀阀口处于最大位置,不起减压作用,pApCpL10105Pa,pB10105pj Pa,pj为油液通过减压阀时产生的压力损失。2)DT吸合,活塞夹紧工件:溢流阀必然开启溢流,pBpy45105Pa。对于减压阀1,由于pL的作用使其先导阀开启,主阀芯在两端压力差的作用下,减压开口逐渐关小,直至完全闭合;对于减

19、压阀2,由于pL的作用使其主阀口关小处于平衡状态,允许(12)l/min的流量经先导阀回油箱,以维持出口处压力为定值,pCpApj235105Pa。3)由以上分析可知,只要DT一吸合,缸位于夹紧工况时,夹紧缸的压力将由并联的减压阀中调定值较高的那一减压阀决定。因此,为了获得两种不同夹紧力,必须使pj1pj2。如果取pj1=35105Pa,则无法获得夹紧缸压力 pj=20105Pa。15 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F=8000N,缸II的阻力负载F=4000N,溢流阀的调整压力为py =45105Pa。1)在减压阀不同调定压力时(pj1 =10105

20、Pa 、pj2 =20105Pa、pj3 =40105Pa)两缸的动作顺序是怎样的?2)在上面三个不同的减压阀调整值中,哪个调整值会使缸II运动速度最快?解:1)启动缸II所需的压力:pj1 =10105Pa p2 ,减压阀口全开、不起减压作用,若不计压力损失,pB p2 =20105Pa,该压力不能克服缸I负载,故缸II单独右移,待缸II运动到端点后,压力上升pA =pj =40105Pa, pB =py =45105Pa,压力油才使缸I向右运动。2)当pj3 =40105Pa 时,减压阀口全开、不起减压作用。泵的压力取决于负载,pB = p2 =20105Pa 。因为溢流阀关闭,泵的流量全

21、部进入缸II,故缸II运动速度最快,vII=q/A 。16 如图所示采用蓄能器的压力机系统的两种方案,其区别在于蓄能器和压力继电器的安装位置不同。试分析它们的工作原理,并指出图(a)和(b)的系统分别具有哪些功能?解:图(a)方案,当活塞在接触工件慢进和保压时,或者活塞上行到终点时,泵一部分油液进入蓄能器。当蓄能器压力达到一定值,压力继电器发讯使泵卸载,这时,蓄能器的压力油对压力机保压并补充泄漏。当换向阀切换时,泵和蓄能器同时向缸供油,使活塞快速运动。蓄能器在活塞向下向上运动中,始终处于压力状态。由于蓄能器布置在泵和换向阀之间,换向时兼有防止液压冲击的功能。图(b)方案,活塞上行时蓄能器与油箱

22、相通,故蓄能器内的压力为零。当活塞下行接触工件时泵的压力上升,泵的油液进入蓄能器。当蓄能器的压力上升到调定压力时,压力继电器发讯使泵卸载,这时缸由蓄能器保压。该方案适用于加压和保压时间较长的场合。与(a)方案相比,它没有泵和蓄能器同时供油、满足活塞快速运动的要求及当换向阀突然切换时、蓄能器吸收液压冲击的功能。 17 在图示的系统中,两溢流阀的调定压力分别为60105Pa、20105Pa。1)当py160105Pa,py220105Pa ,DT吸合和断电时泵最大工作压力分别为多少?2)当py120105Pa,py260105Pa,DT吸合和断电时泵最大工作压力分别为多少? 解:1)DT失电时活塞向右运动,远程调压阀1进出口压力相等,由于作用在阀芯两端的压差为零,阀1始终处于关闭状态不起作用,泵的压力由py2决定:ppmaxpy220105Pa;DT吸合时活塞向左运动,缸的大腔压力为零,泵的最大工作压力将由py1、py2中较小的值决定:ppmaxpy220105Pa。2)同上一样,DT失电时活塞向右运动,远程调压阀1不起作用,泵的压力由py2决定:ppmaxpy260105Pa;DT吸合时活塞向左运动,泵的最大工作压力将由py1、py2中较小的值决定:ppmaxpy120105Pa。专心-专注-专业

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