液压传动复习要点.docx
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液压传动复习要点.docx
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液压传动复习要点
16、如图所示液压系统,按动作循环表规定的动作顺序进行系统分析,填写完成该液压系统的工作循环表。
(注:
电气元件通电为“+”,断电为“—”。
)
说明:
(1)Ⅰ、Ⅱ各自相互独立,互不约束。
(2)3YA、4YA有一个通电时,1YA便通电。
答:
要完成达到各动作要求,各电器元气件的工作状态如下表。
动作名称
电器元件
1YA
2YA
3YA
4YA
5YA
6YA
YJ
定位夹紧
—
—
—
—
—
—
—
快进
+
—
+
+
+
+
+
工进(卸荷)
—
—
—
—
+
+
—
快退
+
—
+
+
—
—
—
松开拔销
—
+
—
—
—
—
—
原位(卸荷)
—
—
—
—
—
—
—
18、认真分析如图所示的液压系统,按电气元件的工作顺序和工作状态,试分析说明液压缸各动作的运动和工作状态。
(注:
电气元件通电为“+”,断电为“—”。
)
动作名称
电气元件状态
1YA
2YA
3YA
4YA
1
—
—
+
+
2
—
+
+
—
3
+
+
+
—
4
—
—
—
+
5
—
—
—
—
答:
依据表中各动作电器元气件的工作状态,可判定液压缸的运动状态如下:
1——缸体快进。
2——缸体第一种速度工进。
3——缸体第二种速度工进。
4——缸体快退。
5——缸体复原位停止。
19、如图所示液压系统,按动作循环表规定的动作顺序进行系统分析,填写完成该液压系统的工作循环表。
(注:
电气元件通电为“+”,断电为“—”;顺序阀和节流阀工作为“+”,非工作为“—”。
)
动作名称
电器元件
液压元件
1YA
2YA
顺序阀6
压力继电器7
节流阀5
快进
工进
保压
快退
停止
答:
动作
名称
电器元件
液压元件
1YA
2YA
顺序阀6
压力继电器7
节流阀5
快进
+
—
—
—
—
工进
+
—
+
—
—
保压
—
—
—
+
+
快退
—
+
—
—
—
停止
—
—
—
—
—
20、认真分析如图所示的液压系统,按电气元件的工作顺序和工作状态,试分析说明液压缸各动作的运动和工作状态。
(注:
电气元件通电为“+”,断电为“—”)
动作名称
电气元件
1YA
2YA
1
—
+
2
+
+
3
+
—
4
+
+
5
+
—
6
—
—
7
+
—
答:
1——活塞快进。
2——第一种速度工进。
3——停留。
4——第二种速度工进。
5——停留。
6——快退。
7——停止。
习题及其答案
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?
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。
图3-7齿轮泵的困油现象及其消除措施
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。
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
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
6.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=1MPa;
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=1MPa;
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。
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