液压与气压传动阶段练习一

液压与气压传动（专科）阶段练习三液压控制阀与压力控制回路一、思考题1、如果以阀心的操纵方式来分，常用的滑阀式换向阀有哪几类？简述它们的工作特点。2、什么是三位换向阀的中位机能？对于三位四通电液换向阀，其电磁先导阀的中位机 能是否可以任意选择？3、对于溢流阀和减压阀，请分析它们在结构与工作特点上的不同之处。4、什么是压力继电器？它的基本工作原理是什么？5、流量控制阀是如何来控制液体的流量的？试说明流量控制阀的节流口型式及流量公 式，并分析影响经过节流口流量的主要因素。6、什么是压力控制回路？请给出常用压力控制回路的种类及其相应的功能和作用。二、分析题1、请画出以下几类液压阀的职能符号（1）液控单向阀（2）两位三通电磁阀 （3）卸荷阀 （4）调速阀 2、试分析在下图1的a，b两种情况下，假设泵输出的外负载为无穷大时（即泵输出的油 液全部通过溢流阀溢流），则泵的输出压力分别是多少？其中pY1=3MPa，pY2=2MPa， pY3=4MPa。图13、如图2所示的回路中，溢流阀的调整压力为5MPa，减压阀的调整压力为2.5MPa， 试分析在下列两种情况，并说明减压阀阀口处于什么状态？1）夹紧油缸夹紧工件后，主系统尚未启动时，A、B、C点压力值各为多少？2) 夹紧油缸在夹紧工件前作空载运动时，A、B、C点压力值各为多少?图2换向阀下位接入回路时，泵的出口压力pp、以及B、C点压力值各为多少? 换向阀上位接入回路时，泵的出口压力pp、以及B、C点压力值各为多少?图34、如图3所示的回路中，若溢流阀的调整压力分别为pY1=6MPa，pY2=4.5MPa，。泵出 口处的负载阻力为无限大，试问在不计管道损失和调压偏差时？1)2)5、三个溢流阀的调整压力如下图4所示。试问泵的可以稳定供油的压力有几级？数值 各是多少？图46、对于下图5所示的电液换向阀卸荷回路，其中位机能才能M型，试问该卸荷回路存 在什么问题，该如何解决？图5三、计算题1、如图6所示的液压缸，A1=30x10-4m2，A2=12x10-4m2, F=30x103N，液控单向阀用来 防止液压缸下滑，阀内控制活塞面积是阀心承压面积的三倍，不计摩擦力和弹簧力，试 计算需要多大的控制压力才能开启液控单向阀，开启前液压缸中的最高压力是多少？图62、如下图7所示的增压回路，重物G的重量为7500kg，液压缸活塞直径D=120mm， 液压泵的额定流量为30L/min，泵的总效率为n =0.72,增压缸的增压比为K=4,试求 在举升重物时：液压泵的输出压力重物的上升速度1)2)3)图7电机的驱动功率3、如图8所示的平衡回路中，液压缸无杆腔面积为 A=80x10-4m2，有杆腔面积为 A2=40x10-4m2,，活塞及运动部件自重G=6000N，运动时活塞上的摩擦阻力为Ff=2000N， 向下运动时要克服负载阻力Fl=24000N，试问顺序阀和最小调整压力，和液压泵的额定 压力应为为多少？图8液压与气压传动阶段练习三答案一、思考题1、答：滑阀式换向阀按阀心操纵方式分为：1）手动换向阀：它是利用手动杠杆来改变阀心位置实现换向的。2）机动换向阀：机动换向阀又称为行程阀，它主要是用来控制机械运动部件的行程， 是通过借助安装在工作台的挡铁或凸轮来迫使阀心移动，从而控制油液的流动方向。3）电磁换向阀：它是利用电磁铁的通电吸合与断电释放而直接推动阀心来控制液流方 向的换向阀。4）液动换向阀：液动换向阀是利用控制油路的压力油来改变阀心位置的换向阀。5）电液换向阀：电液换向阀是由电磁滑阀与液动滑阀组合而成的，电磁滑阀起先导作 用，它可以改变控制液流的方向，从而改变液动滑阀阀心的位置。2、答：三位换向阀的中位机能指的是三位换向阀的阀心处于中间位置时的，各通油口 的连通情况。对于三位四通电液换向阀，其中位机能不可以任意选择，由于电磁先导控 制阀通过调节控制压力油的流动方向，是液动主阀阀心随着电磁先导阀的阀心同步运 动。当电磁先导阀的阀心处于中间位置时，也必须保证液动主阀阀心也处于中间位置， 因此电磁先导阀的中位机能必须选择液压油输出口均与油箱相通，即控制压力油压力为 零的型式，这样液动主阀阀心两端控制压力油压力为零，阀心在对中弹簧的作用下也处 于中间位置。3、答：减压阀和溢流阀相比较，它们的不同之处在于：-减压阀在工作时保持出口压力基本不变，而溢流阀则是保持进口处压力基本不变-在减压阀和溢流阀的阀心没有动作的条件下，减压阀的进、出口相互连通，而溢流 阀的进、出口不通。-溢流阀由于出口直接接油箱，因此导阀的回油口与阀的出口相接（内泄式）；而减压 阀由于出口接二次油路，因此需要单独的回油口（外泄式）4、答：压力继电器是一种将油液的压力信号转换成电信号的电液控制元件。压力继电 器的基本原理是：当油液的压力达到压力继电器的调定压力时，压力继电器发出电信号， 则控制系统根据该信号控制液压系统中电磁铁、电磁离合器、继电器等元件动作，从而 使油路卸压、换向、执行元件实现顺序动作，或关闭电动机，使系统停止工作，起到安 全保护作用。5、答：流量控制阀就是依靠改变阀口通流面积（节流口局部阻力）的大小或通流通道的 长短来控制流量的液压阀。节流口通常有三种基本型式：薄壁小孔、细长小孔和厚壁小孔。节流口流量的通用公式是:q = K - A - ApmK :流量系数A:节流口通流面积Ap :节流口两端压力差m:指数，取决于节流口型式 从节流口的流量公式我们可以看出，影响经过节流口的液体流量的因素包括：-节流口两端压力差：节流阀的流量随两端压力差的变化而产生波动。-温度：油液温度会影响到油液的粘度，因此对于细长小孔型式的节流口，当油温变 化时，流量也随之改变，但薄壁小孔型式的节流口对油温变化不敏感，流量基本不 变化。-节流口堵塞：节流阀的节流口可能因油液中的杂质或由于油液氧化后析出的胶质、 沥青等局部堵塞，这就改变了原来节流口通流面积的大小，是流量发生变化。6、答：压力控制回路是利用压力控制阀来控制系统整体或某一部分的压力，以满足液压执行元件对力或转矩要求的回路。常用的压力控制回路主要包括：调压、减压、增压、 卸荷和平衡回路。-调压回路：调压回路的功能是使液压系统整体或部分的压力保持恒定或不超过某个 数值。-减压回路：减压回路的功能是是系统中某一条油路具有较低的稳定压力。-增压回路：当液压系统中的某一支油路需要压力较高，但流量又不大的压力油，可 以采用增压回路，使系统保持较低的工作压力，从而节省能源，使系统可靠工作。-卸荷回路：卸荷回路的功能是在液压泵驱动电机不频繁启闭的情况下，使液压泵在 功率损耗接近于零的情况下运转，以减少功率损耗，降低系统发热，延长液压泵和 电动机的寿命。-保压回路：保压回路的功能是使系统在液压缸不动或仅有工件变形所产生的微小位 移下稳定的维持住压力。-平衡回路：平衡回路的功能是在于防止垂直或倾斜放置的液压缸和与之相连的工作 部件因自重而自行下落。二、分析题1、答:(1)液控单向阀(2)两位三通电磁阀 (3)卸荷阀调速阀2、答：对于 a 图，pp=pY2=2MPa；对于 b 图，pp=pY1+pY2+PY3=9MPa。3、答：1）夹紧油缸夹紧工件后，主系统尚未启动时，pA=2.5MPa、pB = 5MPa, pC = 2.5MPa。2）夹紧油缸在夹紧工件前作空载运动时，pA=pB=pC = 0MPa。4、答：1）换向阀下位接入回路时：泵的出口压力pP=6MPa、pB = 6MPa, pC = 1.5MPa。2）换向阀上位接入回路时，泵的出口压力pP=4.5MPa、pB=4.5MPa, pC = 0MPa。5、答：共有8级稳定系统工作压力。分别为：0MPa、2MPa、4MPa、6MPa、8MPa、10MPa、12MPa、14MPa6、答：由于电液换向阀的中位为M型，则在电液换向阀处于中间位置时，系统处于卸 荷状态，即输出压力油压力为零。则此时无法通过电液换向阀的电磁先导阀的换向使得 液动主阀实现换向，因为系统处于卸荷状态，液动主阀两腔的控制油压为零，因此推动 力为零，液动主阀阀心在对中弹簧作用下仍处于中间位置。解决这一问题的方法是，在主进油路上串联一个单向阀，安装位置位于电液换向阀控制 压力油进油端的下游。如下图所示。在这里，单向阀的作用是起到提供背压，由于单向 阀开启需要至少0.51MPa的液体压力，因此单向阀上游控制压力油进油压力至少为 0.51MPa，这样就足以将液动主阀阀心推动从而实现换向。三、计算题1、解：根据液压缸受力平衡可得液压缸中的压力p1与液控单向阀控制端压力pk之间的 关系为：p - A = F + p - A n p = +冬 p = + 2 p = 0.4 p +10 MPa11k 21 A1 A1 k 30 X 10-4 5 kk对于液控单向阀，由于是出口通入压力油，因此液控单向阀控制端对单向阀阀心的推力 必须大于出口压力对阀心的作用力，因此有：/、A 1p - A p - A n p - p = pk k 1 k A 13 1 n p 385MPap = 0.4 p +10 MPa1k根据pk与P1的关系，可得液控单向阀开启时液压缸压力P1的值为:p1 = 0.4 4 + QMPa = 11.55MPa2、解：1）液压缸举升重物时的压力p的值为：G4 x 7500 x 9.8p = 6.5MPa兀3.14 x 0.122D 24则根据增压缸的工作原理，泵的输出压力pp为：p = p = 65 = 1.63MPa p K 42）根据增压缸的工作原理，进入液压缸的流量为q的值为：30 -q = p = = 7.5 L /minK 4则液压缸的举升速度v为：4q7.5 x 4v =兀-D26x 104 x 3.14x 0.1223）驱动液压泵的电机功率即为其输入功率P，则有：=0.011m / sP = 4 =拓3x106 x3 =1.13kW 门6 x 104 x 0.723、解：平衡回路的作用是防止在系统不工作时，垂直安装的液压缸与运动部件由于自 重而下落，因此为保证这一点，液压缸有杆腔的最小油压p2可由液压缸活塞与运动部件 的受力平衡方程求出：p x A = G - F n p = G Ff22f 2 A2因此，顺序阀的最小调整压力便应为1MPa。6000 - 200040 x 10-4=1MPa当液压缸下降时，通过液压缸的受力平衡方程可得系统的最大工作压力为pp为:p - A + G = F + p x A + F n p =+ P 2 * 气 +广 Gp 1/22 L pA1=3MPa2000 +106 x 40 x 10-4 + 24000 - 600080 x 10-4因此，泵的额定压力选为其最大工作压力的1.5倍，则为pn=4.5MPa