液壓傳動(dòng)解答題及參考答案

1、五、分析題 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(dòng)的速度v和流過截面P，A，B三點(diǎn)流量應(yīng)滿足什么樣的關(guān)系（活塞兩腔的面積為A1和A2，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(dòng)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(dòng)速度v = q

2、A/A1，qB = qA/A1=（A2 / A1）qP 2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=0.67，油的密度=900kg/ cm3，先導(dǎo)式溢流閥調(diào)定壓力py=12105Pa，泵流量q=20l/min，活塞面積A1=30cm2，載荷=2400N。試分析節(jié)流閥開口（面積為AT）在從全開到逐漸調(diào)小過程中，活塞運(yùn)動(dòng)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(chǔ)To。當(dāng)ATATo時(shí)，雖然節(jié)流開口調(diào)小，但活塞運(yùn)動(dòng)速度保持不變，溢流閥閥口關(guān)閉起安全閥作用；當(dāng)AT2，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(gè)回路能

3、使液壓缸獲得更低的最低運(yùn)動(dòng)速度。2）在判斷哪個(gè)回路能獲得最低的運(yùn)動(dòng)速度時(shí)，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(dòng)速度v1= qmin/A1； 出口節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)活塞運(yùn)動(dòng)速度 v2= qmin/A2 因12，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（23105Pa），節(jié)流閥在最小允許開度 ATmin時(shí)能正常工作的最小流量qmin。因此在比較哪個(gè)回路能使液壓缸有較低的運(yùn)動(dòng)速度時(shí)，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： 設(shè)出口調(diào)速回路液壓缸大腔壓力（泵壓

4、力）為pp2 ，節(jié)流閥壓差為p2 ，則： 由最小穩(wěn)定流量qmin相等的定義可知：p1=p2 即： 為使兩個(gè)回路分別獲得缸最低運(yùn)動(dòng)速度，兩個(gè)泵的調(diào)定壓力 pp1、 pp2 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)論是正確的。（A）缸的運(yùn)動(dòng)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(gè)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(dòng)速度受負(fù)載變化的影響；（C）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

5、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(shí)，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(duì)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(dòng)回路，說明圖中三個(gè)溢流閥和單向閥的作用。 解：液壓馬達(dá)在工作時(shí)，溢流閥5起安全作用。制動(dòng)時(shí)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(shí)產(chǎn)生的最大沖擊壓力，起制動(dòng)緩沖作用。另一方面，由于液壓馬達(dá)制動(dòng)過程中有泄漏，為避免馬達(dá)在換向制動(dòng)過程中產(chǎn)生吸油腔吸空現(xiàn)象，用單向閥3和4從油箱

6、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 py30105Pa。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(shí)，控制油路E，F(xiàn)段與泵出口處B點(diǎn)的油路是否始終是連通的？2） 在電磁鐵DT斷電時(shí)，若泵的工作壓力 pB30105Pa， B點(diǎn)和E點(diǎn)壓力哪個(gè)壓力大？若泵的工作壓力pB15105Pa，B點(diǎn)和E點(diǎn)哪個(gè)壓力大？3）在電磁鐵DT吸合時(shí)，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(shí)，控制油路E，F(xiàn)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pB30105Pa時(shí)，先導(dǎo)閥打開，油流通過阻尼孔流出，這時(shí)在溢流閥主閥芯的兩端

7、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pB15105Pa 時(shí)，先導(dǎo)閥關(guān)閉，阻尼小孔內(nèi)無油液流動(dòng)，pB pE。 3）二位二通閥的開啟或關(guān)閉，對(duì)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CD油管流回油箱。 7圖（a），（b），（c）所示的三個(gè)調(diào)壓回路是否都能進(jìn)行三級(jí)調(diào)壓（壓力分別為60105Pa、40105Pa、10105Pa）？三級(jí)調(diào)壓閥壓力調(diào)整值分別應(yīng)取多少？使用的元件有何區(qū)別？ 解：圖（b）不能進(jìn)行三級(jí)壓力控制。三個(gè)調(diào)壓閥選取的調(diào)壓值無論如何交換，泵的最大壓力均由最小的調(diào)定壓力所決定

8、，p10105Pa。圖（a）的壓力閥調(diào)定值必須滿足pa160105Pa，pa240105Pa，pa310105Pa。如果將上述調(diào)定值進(jìn)行交換，就無法得到三級(jí)壓力控制。圖（a）所用的元件中，a1、a2必須使用先導(dǎo)型溢流閥，以便遠(yuǎn)程控制。a3可用遠(yuǎn)程調(diào)壓閥（直動(dòng)型）。圖（c）的壓力閥調(diào)定值必須滿足pc160105Pa ，而pc2、pc3是并聯(lián)的閥，互相不影響，故允許任選。設(shè)pc240105Pa ，pc310105Pa，閥c1必須用先導(dǎo)式溢流閥，而c2、c3可用遠(yuǎn)程調(diào)壓閥。兩者相比，圖（c）比圖（a）的方案要好。 11圖示的液壓回路，原設(shè)計(jì)要求是夾緊缸I把工件夾緊后，進(jìn)給缸II才能動(dòng)作；并且要求夾緊

9、缸I的速度能夠調(diào)節(jié)。實(shí)際試車后發(fā)現(xiàn)該方案達(dá)不到預(yù)想目的，試分析其原因并提出改進(jìn)的方法。 解：圖（a）的方案中，要通過節(jié)流閥對(duì)缸I進(jìn)行速度控制，溢流閥必然處于溢流的工作狀況。這時(shí)泵的壓力為溢流閥調(diào)定值，pB= py。B點(diǎn)壓力對(duì)工件是否夾緊無關(guān)，該點(diǎn)壓力總是大于順序閥的調(diào)定值px，故進(jìn)給缸II只能先動(dòng)作或和缸I同時(shí)動(dòng)作，因此無法達(dá)到預(yù)想的目的。圖（b）是改進(jìn)后的回路，它是把圖（a）中順序閥內(nèi)控方式改為外控方式，控制壓力由節(jié)流閥出口A點(diǎn)引出。這樣當(dāng)缸I在運(yùn)動(dòng)過程中， A點(diǎn)的壓力取決于缸I負(fù)載。當(dāng)缸I夾緊工件停止運(yùn)動(dòng)后，A點(diǎn)壓力升高到py，使外控順序閥接通，實(shí)現(xiàn)所要求的順序動(dòng)作。圖中單向閥起保壓作用，

10、以防止缸II在工作壓力瞬間突然降低引起工件自行松開的事故。 12圖（a），（b）所示為液動(dòng)閥換向回路。在主油路中接一個(gè)節(jié)流閥，當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到行程終點(diǎn)時(shí)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(dòng)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？ 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(dòng)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，壓力推動(dòng)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(shí)不再有油液流過節(jié)流閥，節(jié)流閥兩端壓力相等。因

11、此，建立不起壓力差使液動(dòng)閥動(dòng)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10105Pa，夾緊力要求為3104，夾緊缸無桿腔面積1=100cm，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(dòng)作，調(diào)整壓力略大于10105Pa ； B為卸荷閥，作用是定位、夾緊動(dòng)作完成后，使大流量泵卸載，調(diào)整壓力略大于10105Pa ； C為壓力繼電器，作用是當(dāng)系統(tǒng)壓力達(dá)到夾緊壓力時(shí)，發(fā)訊控制其他元件動(dòng)作，調(diào)整壓力為30105Pa D 為溢流閥，作用是夾緊后，起穩(wěn)壓作用，調(diào)整壓力為3010

12、5Pa 。 2）系統(tǒng)的工作過程：系統(tǒng)的工作循環(huán)是定位夾緊拔銷松開。其動(dòng)作過程：當(dāng)1DT得電、換向閥左位工作時(shí)，雙泵供油，定位缸動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)定位；當(dāng)定位動(dòng)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(dòng)；當(dāng)夾緊壓力達(dá)到所需要夾緊力時(shí)，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D控制，同時(shí)，壓力繼電器C發(fā)訊，控制其他相關(guān)元件動(dòng)作。 14圖示系統(tǒng)為一個(gè)二級(jí)減壓回路，活塞在運(yùn)動(dòng)時(shí)需克服摩擦阻力=1500，活塞面積A=15cm2，溢流閥調(diào)整壓力py =45105Pa，兩個(gè)減壓閥的調(diào)定壓力分別為pj1=20105Pa和pj2=35105Pa，管道和換向閥

13、的壓力損失不計(jì)。試分析： 1） 當(dāng)DT吸合時(shí)活塞處于運(yùn)動(dòng)過程中，pB、pA、pC三點(diǎn)的壓力各為多少？2） 當(dāng)DT吸合時(shí)活塞夾緊工件，這時(shí)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(shí)，改取 pj1=35105Pa和pj2=20105Pa，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(dòng)時(shí)： 因pLpj，減壓閥閥口處于最大位置，不起減壓作用，pApCpL10105Pa，pB10105pj Pa，pj為油液通過減壓閥時(shí)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，pBpy45105Pa。對(duì)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

14、力差的作用下，減壓開口逐漸關(guān)小，直至完全閉合；對(duì)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，pCpApj235105Pa。3）由以上分析可知，只要DT一吸合，缸位于夾緊工況時(shí)，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pj1pj2。如果取pj1=35105Pa，則無法獲得夾緊缸壓力 pj=20105Pa。 15 在如圖所示系統(tǒng)中，兩液壓缸的活塞面積相同，A=20cm2，缸I的阻力負(fù)載F=8000N，缸II的阻力負(fù)載F=4000N，溢流閥的調(diào)整壓力為py =45105Pa。1）在減壓閥不同調(diào)定壓力時(shí)（pj1 =10105Pa 、pj2 =20105Pa、pj3 =40105Pa）兩缸的動(dòng)作順序是怎樣的？2）在上面三個(gè)不同的減壓閥調(diào)整值中，哪個(gè)調(diào)整值會(huì)使缸II運(yùn)動(dòng)速度最快？解：1）啟動(dòng)缸II所需的壓力：pj1 =10105Pa