液压与气动复习试题库及参考答案.docx
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液压与气动复习试题库及参考答案
液压与气动复习试题库及参照答案(5)
34.调速阀和旁通型调速阀(溢流节流阀)有何异同点?
答:
调速阀与旁通型调速阀都是压力补偿阀与节流阀复合而成,其压力补偿阀都能保证在负载变化时节流阀先后压力差基本不变,使通过阀流量不随负载变化而变化。
用旁通型调速阀调速时,液压泵供油压力随负载而变化,负载小时供油压力也低,因而功率损失较小;但是该阀通过流量是液压泵所有流量,故阀芯尺寸要获得大某些;又由于阀芯运动时摩擦阻力较大,因而它弹簧普通比调速阀中减压阀弹簧刚度要大。
这使得它节流阀先后压力差值不如调速阀稳定,因此流量稳定性不如调速阀。
旁通型调速阀合用于对速度稳定性规定稍低某些、而功率较大节流调速
回路中。
液压系统中使用调速阀调速时,系统工作压力由溢流阀依照系统工作压力而调定,基本保持恒定,虽然负载较小时,液压泵也按此压力工作,因而功率损失较大;但该阀减压阀所调定压力差值波动较小,流量稳定性好,因而合用于对速度稳定性规定较高,而功率又不太大节流调速回路中。
旁通型调速阀只能安装在执行元件进油路上,而调速阀还可以安装在执行元件回油路、旁油路上。
这是由于旁通型调速阀中差压式溢流阀弹簧是弱弹簧,安装在回油路或旁油路时,其中节流阀进口压力建立不起来,节流阀也就起不到调节流量作用。
35.什么是液压基本回路?
常用液压基本回路有几类?
各起什么作用?
答:
由某些液压元件构成、用来完毕特定功能典型回路,称为液压基本回路。
常用液压基本回路有三大类:
1)方向控制回路,它在液压系统中作用是控制执行元件启动、停止或变化运动方向。
2)压力控制回路,它作用运用压力控制阀来实现系统压力控制,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规定。
3)速度控制回路,它是液压系统重要构成某些,用来控制执行元件运动速度。
36.液压系统中为什么要设立背压回路?
背压回路与平衡回路有何区别?
答:
在液压系统中设立背压回路,是为了提高执行元件运动平稳性或减少爬行现象。
这就要在回油路上设立背压阀,以形成一定回油阻力,普通背压为0.3~0.8MPa,背压阀可以是装有硬弹簧单向阀、顺序阀,也可以是溢流阀、节流阀等。
无论是平衡回路,还是背压回路,在回油管路上都存在背压,故都需要提高供油压力。
但这两种基本回路区别在于功用和背压大小不同。
背压回路重要用于提高进给系统稳定性,提高加工精度,所具备背压不大。
平衡回路普通是用于立式液压缸或起重液压马达平衡运动部件自重,以防运动部件自行下滑发生事故,其背压应依照运动部件重量而定。
37.图示为三种不同形式平衡回路,试从消耗功率、运动平稳性和锁紧作用比较三者在性能上区别。
答:
图a为采用单向顺序阀平衡回路,运动平稳性好,但顺序阀调定压力取决于活塞部件重量,运动时消耗在顺序阀功率损失较大。
由于顺序阀是滑阀构造,锁紧性能较差。
多用于重物为恒负载场合。
图b为采用远控平衡阀平衡回路,远控平衡阀是一种特殊构造远控顺序阀,它不但具备较好密封性,能起到长时间锁闭定位作用,并且阀口大小能自动适应不同负载对背压规定,保证了活塞下降速度稳定性不受载荷变化影响,且功率损失小。
这种远控平衡阀又称为限速锁。
多用于变负载场合。
图c为采用液控单向阀平衡回路,由于液控单向阀是锥面密封,故锁闭性能好。
单向阀接通后液压缸不产生背压,功率损失小。
但最大缺陷是运动平稳性差,这是由于活塞下行过程中,控制油失压而使液控单向阀时开时关,致使活塞下降断断续续。
为此应在回油路上串联一单向节流阀,活塞部件重量由节流阀产生背压平衡,保证控制油路有一定压力,其运动平稳性和功率损失与节流阀开口大小关于。
38.多缸液压系统中,如果规定以相似位移或相似速度运动时,应采用什么回路?
这种回路普通有几种控制办法?
哪种办法同步精度最高?
答:
在多缸液压系统中,如果规定执行元件以相似位移或相似速度运动时,应采用同步回路。
从理论上讲,只要两个液压缸有效面积相似、输入流量也相似状况下,应当做出同步动作。
但是,事实上由于负载分派不均衡,摩擦阻力不相等,泄漏量不同,均会使两液压缸运动不同步,因而需要采用同步回路。
同步回路控制办法普通有三种:
容积控制、流量控制和伺服控制。
容积式同步回路如串联缸同步回路、采用同步缸(同步马达)同步回路,其同步精度不高,为此回路中可设立补偿装置;流量控制式同步回路如用调速阀同步回路、用分流集流阀同步回路,其同步精度较高(重要指后者);伺服式同步回路同步精度最高。
39.液压系统中为什么要设立迅速运动回路?
实现执行元件迅速运动办法有哪些?
答:
在工作部件工作循环中,往往只要某些时间规定较高速度,如机床快进→工进→快退自动工作循环。
在快进和快退时负载小,规定压力低,流量大;工作进给时负载大,速度低,规定压力高,流量小。
这种状况下,若用一种定量泵向系统供油,则慢速运动时,势必使液压泵输出大某些流量从溢流阀溢回油箱,导致很大功率损失,并使油温升高。
为了克服低速运动时浮现问题,又满足迅速运动规定,可在系统中设立迅速运动回路。
实现执行元件迅速运动办法重要有三种:
1)增长输入执行元件流量,如双泵供油迅速运动回路、自重充液迅速运动回路;2)减小执行元件在迅速运动时有效工作面积,如液压缸差动连接迅速运动回路、增速缸增速回路、采用辅助缸迅速运动回路;3)将以上两种办法联合使用。
40.什么叫液压爬行?
为什么会浮现爬行现象?
答:
液压系统中由于流进或流出执行元件(液压缸,液压马达)流量不稳定,浮现间隙式断流现象,使得执行机械运动产生滑动与停止交替浮现现象,称为爬行。
产生爬行现象重要因素是执行元件中有空气侵入,为此应设立排气装置。
41.若先导型溢流阀主阀芯或导阀阀座上阻尼孔被堵死,将会浮现什么故障?
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压力调节作用,这时调压手轮失效。
因主阀芯上腔油压无法保持恒定调定值,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,因而主阀常开系统建立不起压力。
若溢流阀先导锥阀座上阻尼小孔堵塞,导阀失去对主阀压力控制作用,调压手轮无法使压力减少,此时主阀芯上下腔压力相等,主阀始终关闭不会溢流,压力随负载增长而上升,溢流阀起不到安全保护作用。
七、计算题
1.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)泵理论流量;(m3/s)2)泵实际流量;(m3/s)3)所需电机功率。
(kW)(0.0012;0.00114;11.3)
2.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,求所需最小流量和最大流量为多少?
(m3/s)(1.1×10-6;170×10-6)
3.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1000r/m,拆开实测齿数z=12,齿宽B=26mm,齿顶圆直径De=45mm,求:
1)泵在额定工况下容积效率ηv(%);2)在上述状况下,当电机输出功率为3.1kW时,求泵机械效率ηm和总效率η(%)。
(90.73; 94.8、86)
4.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,被驱动负载∑R=1.2×105N。
有杆腔回油背压为0.5Mpa,设缸容积效率ηv=0.99,机械效率ηm=0.98,液压泵总效率η=0.9。
求:
1)当活塞运动速度为100mm/s时液压泵流量(l/min);2)电机输出功率(kW)。
(47.6;13.96)
5.有一液压泵,当负载压力为p=80×105Pa时,输出流量为96l/min,而负载压力为100×105Pa时,输出流量为94l/min。
用此泵带动一排量V=80cm3/r液压马达,当负载扭矩为120N.m时,液压马达机械效率为0.94,其转速为 1100r/min。
求此时液压马达容积效率。
(%)(93.6)
6.增压缸大腔直径D=90mm,小腔直径d=40mm,进口压力为p1=63×105Pa ,流量为q1=0.001 m3/s,不计摩擦和泄漏,求出口压力p2和流量q2各为多少?
(MPa、m3/s)(31.9;0.198×10-3)
7.在图示液压系统中,泵额定压力为ps=25×105Pa,流量q=10l/min,溢流阀调定压力py=18×105Pa,两油缸活塞面积相等,A1=A2=30 cm2,负载R1=3000N,R2=4200N其她忽视不计。
试分析:
1)液压泵启动后两个缸速度分别是多少(m/s);2)各缸输出功率和泵最大输出功率可达多少(W)。
(.056、.056;168、235、300)
8.如图所示,如果液压缸两腔面积A1=100 cm2, A2=40 cm2,泵供油量q=40l/min,供油压力p=20×105Pa,所有损失均忽视不记,试求:
1)液压缸在该工况下也许产生最大推力(N);2)差动快进管内容许流速为4m/s,管径d应选多大(mm)?
(1;18)
9.如图所示夹紧回路中,如溢流阀调节压力py=50×105Pa,减压阀调节压力pj=25×105Pa。
试分析下列各种状况,并阐明减压阀阀芯处在什么状态。
1)当泵压力为50×105Pa时,夹紧液压缸使工件夹紧后,A点、C点压力为多少(105Pa)?
2)当泵压力由于其他工作缸快进,压力降至pb=15×105Pa时(工件原先处在夹紧状态):
这时,A点、C点压力各为多少(105Pa)?
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(105Pa)?
(25、25;15、25;0、0、0)
10.如图所示回路采用进油路与回油路同步节流调速。
采用节流阀为薄壁小孔型,两节流阀开口面积相等,f1=f2=0.1 cm2,流量系数Cd=0.67,液压缸两腔有效面积A1=100 cm2, A2=50 cm2,负载R=5000N,方向始终向左。
溢流阀调定压力py=20×105Pa,泵流量q=25l/min。
试求活塞来回运动速度各为多少(m/s),两者有也许相等否?
(.036;.036;有也许)
11.在图示回路中,液压缸两腔面积A1=100 cm2, A2=50 cm2,当缸负载F从0变化到30000N时,缸向右运动速度保持不变,调速阀最小压差△p=5×105Pa,试求:
1)溢流阀最小调定压力py为多少(调压偏差不考虑)(105Pa) 2)负载F=0时泵工作压力是多少?
(105Pa) 3)缸也许达到最高工作压力是多少?
(105Pa)(32.5;65;65)
12.图示为某专用液压铣床油路图。
泵输出流量qp=30l/min,溢流阀调定压力py=24×105Pa,液压缸两腔有效面积A1=50 cm2, A2=25 cm2,切削负载Ft=9000N,摩擦负载Ff=1000N切削时通过调速阀流量为qT=1.2l/min,若元件泄漏和损失忽视不计。
试求:
1)活塞迅速接近工件时,活塞运动速度v1(cm/s)及回路效率η1;(%)2)当切削进给时,活塞运动速度v2(cm/s)及回路效率η2。
(%)(10、100;0.8、6.7)
13.在图示回路中,变量泵转速np=1200r/min,排量Vp=0~8cm3/r;安全阀调定压力py=40×105Pa,变量马达排量VM=4~12cm3/r。
试求:
马达在不同转速nM=200、400、1000、1600r/min时,该调速装置也许输出最大转矩T(N.m)和最大功率P是多少?
(W)(7.64、160;7.64、320;6.11、640;3.82、640)
14.图(a)为限压式变量泵及调速阀构成联合调速回路,图(b)为限压式变量泵特性曲线。
调速阀正常工作时所需压差为5×105Pa,背压阀调定值为4×105Pa,活塞两腔有效面积A1=50 cm2, A2=25 cm2,在调速阀通过流量为5l/min 时,试求:
1)缸能克服多大负载阻力;(N)2)如需推动14000N负载,其她条件不变,应将泵特性曲线调成何种形状系统效率最高(画出特性曲线图)。
(9000;图示黑线所示,调节压力调节螺钉即可)
图(a) 图了(b)
15.将二个减压阀串联成图示系统。
取py=45×105Pa,pj1=35×105Pa,pj2=20×105Pa,活塞运动时,负载F=1200N,活塞面积A=15 cm2,减压阀全开时局部损失及管路损失不计。
试拟定:
1)活塞在运动时和到达终端位置,A,B,C各点处压力等于多少?
(105Pa)2)若负载阻力增长到F=4200N,所有阀调节值仍为本来数值,这时A,B,C各点压力为多少?
(105Pa)(运动时8、8、8,终端35、45、20;35、45、20)
16.在图示系统中。
A1=80 cm2, A2=40 cm2,立式缸活塞与运动部件自重FG=6000N,活塞在运动时摩擦阻力Ff=N,向下工作进给时工件负载R=24000N,系统停止工作时保证活塞不因自重而下滑。
试求:
1)顺序阀最小调定压力为多少?
(105Pa)2)溢流阀最小调定压力为多少?
(105Pa)(≥10;≥30)
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