液壓習(xí)題及答案

1、1 順序閥和溢流閥是否可以互換使用？答：順序閥可代替溢流閥，反之不行。2 試比較溢流閥、減壓閥、順序閥（內(nèi)控外泄式）三者之間的異同點(diǎn)答：相同點(diǎn)：都是利用控制壓力與彈簧力相平衡的原理，改變滑閥移動的開口量，通過開口量的大小來控制系統(tǒng)的壓力。結(jié)構(gòu)大體相同，只是瀉油路不同。不同點(diǎn)：溢流閥是通過調(diào)定彈簧的壓力，控制進(jìn)油路的壓力，保證進(jìn)口壓力恒定。出油口與油箱相連。泄漏形式是內(nèi)泄式，常閉，進(jìn)出油口相通，進(jìn)油口壓力為調(diào)整壓力，在系統(tǒng)中的聯(lián)結(jié)方式是并聯(lián)。起限壓、保壓、穩(wěn)壓的作用。減壓閥是通過調(diào)定彈簧的壓力，控制出油路的壓力，保證出口壓力恒定。出油口與減壓回路相連。泄漏形式為外泄式。常開，出口壓力低于進(jìn)口壓力

2、，出口壓力穩(wěn)定在調(diào)定值上。在系統(tǒng)中的聯(lián)結(jié)方式為串聯(lián)，起減壓、穩(wěn)壓作用。順序閥是通過調(diào)定彈簧的壓力控制進(jìn)油路的壓力，而液控式順序閥由單獨(dú)油路控制壓力。出油口與工作油路相接。泄漏形式為外泄式。常閉，進(jìn)出油口相通，進(jìn)油口壓力允許繼續(xù)升高。實(shí)現(xiàn)順序動作時串聯(lián)，作卸荷閥用時并聯(lián)。不控制系統(tǒng)的壓力，只利用系統(tǒng)的壓力變化控制油路的通斷3 如圖所示溢流閥的調(diào)定壓力為4MPa ，若閥芯阻尼小孔造成的損失不計，試判斷下列情況下壓力表讀數(shù)各為多少？（1） Y斷電，負(fù)載為無限大時；（2） Y斷電，負(fù)載壓力為2MPa時；（3 ）Y 通電，負(fù)載壓力為2MPa 時答： （ 1 ） 4； （ 2） 2； （ 3） 04 如圖

3、所示的回路中，溢流閥的調(diào)整壓力為5.0MPa ， 減壓閥的調(diào)整壓力為 2.5MPa ，試分析下列情況，并說明減壓閥閥口處于什么狀態(tài)？A、 C1） 當(dāng)泵壓力等于溢流閥調(diào)整壓力時，夾緊缸使工件夾緊后，點(diǎn)的壓力各為多少？（ 2） 當(dāng)泵壓力由于工作缸快進(jìn)壓力降到1.5MPa 時（工作原先處于夾緊狀態(tài)）A C點(diǎn)的壓力各為多少？（3） 夾緊缸在夾緊工件前作空載運(yùn)動時，A B、C三點(diǎn)的壓力各為多少？（ 3） 工件夾緊時，夾緊缸壓力即為減壓閥調(diào)整壓力，pA pC 2.5Mpa 。減壓閥開口很小這時仍有一部分油通過減壓閥閥芯的小開口（或三角槽）， 將先導(dǎo)閥打開而流出，減壓閥閥口始終處在工作狀態(tài)。泵的壓力突然降到

4、時，減壓閥的進(jìn)口壓力小于調(diào)整壓力pJ ，減壓閥閥口全開而先導(dǎo)閥處于關(guān)閉狀態(tài)，閥口不起減壓作用，pA pB 1.5Mpa。單向閥后的C點(diǎn)壓力，由于原來夾緊缸處于，單向閥在短時間內(nèi)有保壓作用，故pC 2.5Mpa ，以免夾緊的工件松動。夾緊缸作空載快速運(yùn)動時，Pc 0。A點(diǎn)的壓力如不考慮油液流過單向閥造成的壓力損失，pA 0。因減壓閥閥口全開，若壓力損失不計，則pB 0。由此可見，夾緊缸空載快速運(yùn)動時將影響到泵的工作壓力。5 如圖所示的液壓系統(tǒng)，兩液壓缸的有效面積A1 A2 100cm2 ， 缸I負(fù)載F 35000 N ,缸n運(yùn)動時負(fù)載為零。不計摩擦阻力、慣性力和管路損失，溢流閥、順序閥和減壓閥的

5、調(diào)定壓力分別為4MPa 、3MPa和2MPa。求在下列三中情況下，A B、C處的壓力。（ 1）液壓泵啟動后，兩換向閥處于中位；（2） 1Y通電，液壓缸1活塞移動時及活塞運(yùn)動到終點(diǎn)時；（3） 1Y斷電，2Y通電，液壓缸2活塞運(yùn)動時及活塞碰到固定擋塊解：(4) PA PB 4MPaPc 2MPaI移動：pAPbFa1350004100 103.5MPapc 2MPa終端：PA pB 4MPapc 2MPaI 移動：PA PB Pc 0MPa固定時： pA pB 4MPapc 2MPa6在圖所示回路中，液壓泵的流量 qp 10 L/min ,液壓缸無桿腔面22積Ai 50cm ,液壓缸有桿腔面積 A

6、2 25cm ,溢流閥的調(diào)定壓力Py 2.4MPa ,負(fù)載F 10kN。節(jié)流閥口為薄壁孔，流量系數(shù)3Cd0.62 ,油液密度 900kg/m，試求：節(jié)流閥口通流面積2At0.05cm時的放壓缸速度 V、放壓泵壓力 pP、溫流功率損失py和回路效率。解:液壓缸的速度V：曳乂2K Cd0.03KAT(PyAi F)mm 1A210 410000)0 50.03 0.05 10 4 (2.4 106 50(25 10 4)0.510.054m/s液壓泵壓力Pp： PpPy 2.4 MPa溢流功率損失py:Pypp q pp(qp q) py(qp am)3610 1042.4 10(50 100.0

7、54) 060溢流功率無損失，所以py 0回路效率：ppq p?q2F vppqppyqp310 10 0.054 602.4 106 10 10 30.135819重要8 .如圖所示的系統(tǒng)中，兩個溢流閥串聯(lián)，若已知每個溢流閥單獨(dú)使用時的調(diào)整壓力， py1=20x 105Pa, py2=40x 105Pa。溢流閥卸載的壓力損失忽略不計，試判斷在二位二通電磁閥不同工況下，A點(diǎn)和B點(diǎn)的壓力各為多少。解：電磁鐵 1DT 2DT pA=01DT+ 2DT pA=01DT- 2DT+pA=40X 105Pa1DT+ 2DT+Pa=40X 105PaPb=0Pb=20x 105PaPb=40x 105Pa

8、5Pb=60x 10 Pa當(dāng)兩個電磁鐵均吸合時，圖示兩個溢流閥串聯(lián),A點(diǎn)最高壓力由 汾2決定，Pa= 40xi05Pa。由于pa壓力作用在溢流閥1的先導(dǎo)閥上（成為背壓），如果要使溢流閥1的先導(dǎo)閥保持開啟 工況，壓力油除了克服調(diào)壓彈簧所產(chǎn)生的調(diào)定壓力pyi = 20Xl05Pa以外，尚需克服背壓力 pa= 40x i05Pa的作用，故泵的最大工作壓力：pb= pyi+ pa= （20+40） x 105=60x i05Pa。9 .如圖所示的系統(tǒng)中，主工作缸I負(fù)載阻力Fi=2000NI,夾緊缸II在運(yùn)動時負(fù)載阻力很小可忽略不計。兩缸大小相同，大腔面積A=20cn2,小腔有效面積 A2=10cm2,

9、溢流閥調(diào)整值py =30x 105Pa,減壓閥調(diào)整值 r=15x 105Pa。試分析：1）當(dāng)夾緊缸II運(yùn)動時：pa和pb 分別為多少？ 2）當(dāng)夾緊缸II夾緊工件時：pa和pb分別為多少？3）夾緊缸II最高承受的壓力Pmax為多少？解：1) 2)由于節(jié)流閥安裝在夾緊缸的回油路上，屬回油節(jié)流調(diào)速。因此無論夾緊缸在運(yùn)動時或夾緊工件時， 減壓閥均處于工作狀態(tài)，pA=pj=15xio5Pa。溢流閥始終處于溢流工況，pB=py=30x 105Pa。3)當(dāng)夾緊缸負(fù)載阻力 Fii=0時，在夾緊缸的回油腔壓力處于最高值：Pmax (Ai A2)Pa (2 15) 105 30 105 Pa15 .在如圖所示系統(tǒng)

10、中，兩液壓缸的活塞面積相同，A=20cn2,缸I的阻力負(fù)載Fi=8000N,翳 20 105 Pa缸II的阻力負(fù)載Fn=4000N,溢流閥的調(diào)整壓力為 py=45x 105Pa。1)在減壓閥不同調(diào)定壓 力時(何=10x 105Pa、* =20X 105Pa、pj3 =40x 105Pa)兩缸的動作順序是怎樣的？ 2)在 上面三個不同的減壓閥調(diào)整值中，哪個調(diào)整值會使缸 II運(yùn)動速度最快？解：1)啟動缸II所需的壓力：p2 Apj1 =10X105Pa< p2,減壓閥處于工作狀態(tài)，由于出口壓力不能推動阻力F2,故缸II不動，v2=0、pA=10X105Pa, pb =py =45X 105P

11、a,壓力油使缸 I 右移。pj2 =20X 105Pa = p2,減壓閥處于工作狀態(tài)，流量根據(jù)減壓閥口、節(jié)流閥口及溢流閥口的液阻分配，兩缸同時動作。pj3 =40x 105Pa > p2 ,減壓閥口全開、不起減壓作用，若不計壓力損失，pB = p 2 =20x105Pa,該壓力不能克服缸I負(fù)載，故缸II單獨(dú)右移，待缸II運(yùn)動到端點(diǎn)后，壓力上升pA=pj =40x 105Pa, pb =py =45X 105Pa,壓力油才使缸I向右運(yùn)動。pB = p22)當(dāng)pj3 =40X 105Pa時，減壓閥口全開、不起減壓作用。泵的壓力取決于負(fù)載,二20xi05Pa。因為溢流閥關(guān)閉，泵的流量全部進(jìn)入缸

12、II ,故缸II運(yùn)動速度最快，vii=q/A19.有人設(shè)計一雙手控制氣缸往復(fù)運(yùn)動回路如圖所示。問此回路能否工作？為什么？如w a不能工作需要更換哪個閥？解：此回路不能工作，因為二位二通閥不能反向排氣，即二位四通換向閥左側(cè)加壓后，無 論二位二通閥是否復(fù)位，其左側(cè)控制壓力都不能泄壓，這樣彈簧就不能將它換至右位，氣缸 也就不能縮回；將兩個二位二通閥換為二位三通閥，在松開其按鈕時使二位四通換向閥左 側(cè)處于排氣狀態(tài)，回路即可實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動。1 .如圖所示定量泵輸出流量為恒定值qp,如在泵的出口接一節(jié)流閥，并將閥的開口調(diào)節(jié)的小一些，試分析回路中活塞運(yùn)動的速度 v和流過截面P, A, B三點(diǎn)流量應(yīng)滿足什么樣的

13、 關(guān)系（活塞兩腔的面積為 Ai和A,所有管道的直徑 d相同）。解：圖示系統(tǒng)為定量泵，表示輸出流量qp不變。根據(jù)連續(xù)性方程，當(dāng)閥的開口開小一些，通過閥口的流速增加，但通過節(jié)流閥的流量并不發(fā)生改變，qA= qp ,因此該系統(tǒng)不能調(diào)節(jié)活塞運(yùn)動速度v,如果要實(shí)現(xiàn)調(diào)速就須在節(jié)流閥的進(jìn)口并聯(lián)一溢流閥，實(shí)現(xiàn)泵的流量分流。連續(xù)性方程只適合于同一管道，活塞將液壓缸分成兩腔，因此求qB不能直接使用連續(xù)性方程。根據(jù)連續(xù)性方程，活塞運(yùn)動速度v = qA/Ai, qB = qA/A= （A2 / A） qp2 .如圖所示節(jié)流閥調(diào)速系統(tǒng)中，節(jié)流閥為薄壁小孔， 流量系數(shù)C=，油的密度p=900kg/cm3,先導(dǎo)式溢流閥調(diào)定

14、壓力 py=12x i05Pa,泵流量q=20l/min ,活塞面積 Ai=30cm2,載荷F 二2400N。試分析節(jié)流閥開口（面積為 Ar）在從全開到逐漸調(diào)小過程中，活塞運(yùn)動速度如何變化及溢流閥的工作 狀態(tài)。 解：節(jié)流閥開口面積有一臨界值 A。當(dāng)4>Ao時，雖然節(jié)流開口調(diào)小，但活塞運(yùn)動速度保持 不變，溢流閥閥口關(guān)閉起安全閥作用；當(dāng) At<At。時，活塞運(yùn)動速度隨開口變小而下降，溢流 閥閥口打開起定壓閥作用。液壓缸工作壓力P1 F A 2400（30 10 4） 8 105 Pa液壓泵工作壓力 pP p1p式中 P為節(jié)流閥前后壓力差，其大小與通過的流量有關(guān)。3 .已知一個節(jié)流閥的最

15、小穩(wěn)定流量為qmin,液壓缸兩腔面積不等，即Al>A2,缸的負(fù)載為F。如果分別組成進(jìn)油節(jié)流調(diào)速和回油節(jié)流調(diào)速回路，試分析：1 ）進(jìn)油、回油節(jié)流調(diào)速哪個回路能使液壓缸獲得更低的最低運(yùn)動速度。2）在判斷哪個回路能獲得最低的運(yùn)動速度時，應(yīng)將下述哪些參數(shù)保持相同，方能進(jìn)行比較。解：1）進(jìn)油節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)活塞運(yùn)動速度Vi= qmin/A；出口節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)活塞運(yùn)動速度V2= qmin/ A2因A 1> A 2,故進(jìn)油節(jié)流調(diào)速可獲得最低的最低速度。2）節(jié)流閥的最小穩(wěn)定流量是指某一定壓差下（23X105Pa）,節(jié)流閥在最小允許開度Armin時能正常工作的最小流量qmin。因此在比較哪個回路能使液壓缸

16、有較低的運(yùn)動速度時，就應(yīng)保持節(jié)流閥最小開口量ATmin和兩端壓差 P相同的條件。設(shè)進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路的泵壓力為PP1,節(jié)流閥壓差為 P1則：Pp1 F.AP1P1Pp1 F. A1設(shè)出口調(diào)速回路液壓缸大腔壓力（泵壓力）為PP2,節(jié)流閥壓差為 P2 ,則：A1 Pp2 Fp2 A2P2Pp2 A1 . A2 F A2由最小穩(wěn)定流量qmin相等的定義可知： P1=AP2即：Pp1Pp2 A1/A2 F/A1F/A2為使兩個回路分別獲得缸最低運(yùn)動速度，兩個泵的調(diào)定壓力Pp1、P p2是不相等的。4 .在圖示的回路中，旁通型調(diào)速閥（溢流節(jié)流閥）裝在液壓缸的回油路上，通過分析其調(diào)速性能判斷下面哪些結(jié)論是正

17、確的。（A）缸的運(yùn)動速度不受負(fù)載變化的影響，調(diào)速性能較好；（B）溢流節(jié)流閥相當(dāng)于一個普通節(jié)流閥，只起回油路節(jié)流調(diào)速的作用，缸的運(yùn)動速度 受負(fù)載變化的影響；（Q溢流節(jié)流閥兩端壓差很小， 液壓缸回油腔背壓很小， 不能進(jìn)行調(diào)速。解：只有C正確，當(dāng)溢流節(jié)流閥裝在回油路上，節(jié)流閥出口壓力為零，差壓式溢流閥有彈簧的一腔油液壓力也為零。當(dāng)液壓缸回油進(jìn)入溢流節(jié)流閥的無彈簧腔時，只要克服軟彈簧的作用力，就能使溢流口開度最大。這樣，油液基本上不經(jīng)節(jié)流閥而由溢流口直接回油箱，溢流節(jié)流閥兩端壓差很小，在液壓缸回油腔建立不起背壓，無法對液壓缸實(shí)現(xiàn)調(diào)速。5 .如圖所示的回路為帶補(bǔ)油裝置的液壓馬達(dá)制動回路，說明圖中三個溢流

18、閥和單向閥 的作用。uLir .r> <5LU LU解：液壓馬達(dá)在工作時， 溢流閥5起安全作用。制動時換向閥切換到中位，液壓馬達(dá)靠慣性還要繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，故產(chǎn)生液壓沖擊，溢流閥 1, 2分別用來限制液壓馬達(dá)反轉(zhuǎn)和正轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的 最大沖擊壓力，起制動緩沖作用。另一方面，由于液壓馬達(dá)制動過程中有泄漏，為避免馬達(dá)在換向制動過程中產(chǎn)生吸油腔吸空現(xiàn)象，用單向閥3和4從油箱向回路補(bǔ)油。6 .如圖所示是利用先導(dǎo)式溢流閥進(jìn)行卸荷的回路。溢流閥調(diào)定壓力 py= 30X 105Pa。要求考慮閥芯阻尼孔的壓力損失，回答下列問題：1）在溢流閥開啟或關(guān)閉時，控制油路E,F段與泵出口處 B點(diǎn)的油路是否始終是連通的？2

19、）在電磁鐵DT斷電時，若泵的工作壓力 pB= 30xi05Pa, B點(diǎn)和E點(diǎn)壓力哪個壓力大？若泵的工作壓力pB= 15xi05Pa, B點(diǎn)和E點(diǎn)哪個壓力大？ 3）在電磁鐵DT吸合時，泵的流量是如何流到油箱中去的？解：1）在溢流閥開啟或關(guān)閉時，控制油路 E, F段與泵出口處B點(diǎn)的油路始終得保持連通2）當(dāng)泵的工作壓力 Pb= 30X 105Pa時，先導(dǎo)閥打開，油流通過阻尼孔流出， 這時在溢流閥主閥芯的兩端產(chǎn)生壓降，使主閥芯打開進(jìn)行溢流，先導(dǎo)閥入口處的壓力即為遠(yuǎn)程控制口E點(diǎn)的壓力，故pb> PE；當(dāng)泵的工作壓力 pB=15Xl05Pa時，先導(dǎo)閥關(guān)閉，阻尼小孔內(nèi)無油液流動，Pb= Peo3）二位

20、二通閥的開啟或關(guān)閉，對控制油液是否通過阻尼孔（即控制主閥芯的啟閉）有關(guān)，但這部分的流量很小，溢流量主要是通過CDB管流回油箱。12.圖（a）, （b）所示為液動閥換向回路。在主油路中接一個節(jié)流閥，當(dāng)活塞運(yùn)動到行程終點(diǎn)時切換控制油路的電磁閥3,然后利用節(jié)流閥的進(jìn)油口壓差來切換液動閥4,實(shí)現(xiàn)液壓缸的換向。試判斷圖示兩種方案是否都能正常工作?I .21 L±Jl r1 L解：在（a）圖方案中，溢流閥 2裝在節(jié)流閥1的后面，節(jié)流閥始終有油液流過?；钊谛谐探K了后，溢流閥處于溢流狀態(tài)，節(jié)流閥出口處的壓力和流量為定值，控制液動閥換向的壓力差不變。因此，（a）圖的方案可以正常工作。在（b）圖方案中

21、，壓力推動活塞到達(dá)終點(diǎn)后，泵輸出的油液全部經(jīng)溢流閥 2回油箱,此時不再有油液流過節(jié)流閥，節(jié)流閥兩端壓力相等。因此，建立不起壓力差使液動閥動作，此方案不能正常工作。13.在圖示的夾緊系統(tǒng)中，已知定位壓力要求為10xi05Pa,夾緊力要求為3X104N,夾緊缸無桿腔面積 Ai=100cmi試回答下列問題：1 ） A, B, C, D各件名稱，作用及其調(diào)整壓力；2）系統(tǒng)的工作過程。解：1） A為 內(nèi)控外泄順序閥，作用是保證先定位、后夾緊的順序動作，調(diào)整壓力略大于10x 105Pa ;B為卸荷閥，作用是定位、夾緊動作完成后，使大流量泵卸載，調(diào)整壓力略大于10x105Pa ;C為壓力繼電器，作用是當(dāng)系統(tǒng)

22、壓力達(dá)到夾緊壓力時，發(fā)訊控制其他元件動作，調(diào)整 壓力為30X 105PaD為溢流閥，作用是夾緊后，起穩(wěn)壓作用，調(diào)整壓力為30 x 105Pa。2）系統(tǒng)的工作過程：系統(tǒng)的工作循環(huán)是定位一夾緊一拔銷一松開。其動作過程：當(dāng)1DT得電、換向閥左位工作時，雙泵供油，定位缸動作，實(shí)現(xiàn)定位；當(dāng)定位動作結(jié)束后，壓力升 高，升至順序閥A的調(diào)整壓力值，A閥打開，夾緊缸運(yùn)動；當(dāng)夾緊壓力達(dá)到所需要夾緊力時,B閥使大流量泵卸載，小流量泵繼續(xù)供油，補(bǔ)償泄漏，以保持系統(tǒng)壓力，夾緊力由溢流閥控制，同時，壓力繼電器 C發(fā)訊，控制其他相關(guān)元件動作。14 .圖示系統(tǒng)為一個二級減壓回路，活塞在運(yùn)動時需克服摩擦阻力F=1500N,活塞

23、面積A=15cm2,溢流閥調(diào)整壓力 py =45x 105Pa,兩個減壓閥的調(diào)定壓力分別為pji=20x i05Pa和pj2=35x 105Pa,管道和換向閥的壓力損失不計。試分析： 1 ）當(dāng)DT吸合時活塞處于運(yùn)動過 程中，Pb、Pa、pc三點(diǎn)的壓力各為多少？2）當(dāng)DT吸合時活塞夾緊工件，這時pB、Pa、pc三點(diǎn)的壓力各為多少？3） 如在調(diào)整減壓閥壓力時，改取Ri=35x 105Pa和pj2=20x 105Pa,該系統(tǒng)是否能使工件得到兩種不同夾緊力解：1） DT吸合，活塞運(yùn)動時:Pl1500415 10一 一 5 一10 10 Pa5 .一Pa= pc= Pl= 10X10 Pa, Pb= 1

24、0 x因Pl<R,減壓閥閥口處于最大位置，不起減壓作用,105+ A pj Pa, A pj為油液通過減壓閥時產(chǎn)生的壓力損失。2） DT吸合，活塞夾緊工件：溢流閥必然開啟溢流，Pb= py = 45X 105Pa。對于減壓閥1,由于Pl的作用使其先導(dǎo)閥開啟，主閥芯在兩端壓力差的作用下，減壓開口逐漸關(guān)小，直至完全閉合；對于減壓閥2,由于Pl的作用使其主閥口關(guān)小處于平衡狀態(tài)，允許（12） l/min的流量經(jīng)先導(dǎo)閥回油箱，以維持出口處壓力為定值，Pc= Pa= pj2 = 35 x 105Pa3）由以上分析可知，只要DT 吸合，缸位于夾緊工況時， 夾緊缸的壓力將由并聯(lián)的減壓閥中調(diào)定值較高的那一減壓閥決定。因此，為了獲得兩種不同夾緊力，必須使R1<pj2。如果取pj1=35X 105Pa,則無法獲得夾緊缸壓力pj=20X 105Pa。16 .如圖所示采用蓄能器的壓力機(jī)系統(tǒng)的兩種方案，其區(qū)別在于蓄能器和壓力繼電器的安裝位置不同。試分析它們的工作原理， 并指出圖（a）和（b）的系統(tǒng)分別具有哪些功能?解：圖（a）方案，當(dāng)活塞在接觸工件慢進(jìn)和保壓時，或者活塞上行到終點(diǎn)時，泵一部分油液進(jìn)入蓄能器。當(dāng)蓄能器壓力達(dá)到一定值，壓力繼電器發(fā)訊使泵卸載，這時，蓄能器的壓力油對壓力機(jī)保壓并補(bǔ)充泄漏。當(dāng)換向閥切換時，泵和蓄能器同時向缸供油，使活塞快速運(yùn)動。蓄能器