液压传动解答题及参考答案

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1、五、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：图示系统为定量泵，表示输出流量 qP不变。根据连续性方程，当阀的开口开小一些，通过阀口的流速增加，但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，活塞将液压缸分成两腔，因此求 qB不能直接使用连续性方程。根据连续性

2、方程，活塞运动速度 v = qA/ A1， qB = q A/ A1=（ A2 / A1） qP2 如图所示节流阀调速系统中， 节流阀为薄壁小孔， 流量系数 C=0.67 ， 油的密度 =900kg/ cm3， 先导式溢流阀调定压力 py=12 105Pa， 泵流量 q=20l/min ， 活塞面积 A1=30cm2， 载荷 =2400N。试分析节流阀开口 （面积为 AT） 在从全开到逐渐调小过程中， 活塞运动速度如何变化及溢流阀的工作状态。解： 节流阀开口面积有一临界值 ATo。 当 ATATo时， 虽然节流开口调小， 但活塞运动速度保持不变，溢流阀阀口关闭起安全阀作用；当 AT 2， 缸的

3、负载为 F。如果分别组成进油节流调速和回油节流调速回路，试分析： 1 ） 进油、回油节流调速哪个回路能使液压缸获得更低的最低运动速度。 2）在判断哪个回路能获得最低的运动速度时，应将下述哪些参数保持相同，方能进行比较。解： 1）进油节流调速系统活塞运动速度 v1= qmin/ A1；出口节流调速系统活塞运动速度 v2= qmin/ A2因 1 2，故进油节流调速可获得最低的最低速度。2）节流阀的最小稳定流量是指某一定压差下（ 2 3 105Pa） ，节流阀在最小允许开度 ATmin时能正常工作的最小流量 qmin。因此在比较哪个回路能使液压缸有较低的运动速度时，就应保持节流阀最小开口量 ATm

4、in 和两端压差 p 相同的条件。设进油节流调速回路的泵压力为 pp1, 节流阀压差为 p1 则：111 pAFp p 111 AFpp p设出口调速回路液压缸大腔压力（泵压力）为 pp2 ，节流阀压差为 p2 ，则：2221 ApFpA p 22122 AFAApp p由最小稳定流量 qmin 相等的定义可知： p1= p2 即： 212121 AFAFAApp pp 为使两个回路分别获得缸最低运动速度，两个泵的调定压力 pp1、 p p2 是不相等的。4在图示的回路中，旁通型调速阀（溢流节流阀）装在液压缸的回油路上，通过分析其调速性能判断下面哪些结论是正确的。 （ A） 缸的运动速度不受负

5、载变化的影响， 调速性能较好； （ B）溢流节流阀相当于一个普通节流阀， 只起回油路节流调速的作用， 缸的运动速度受负载变化的影响； （ C）溢流节流阀两端压差很小，液压缸回油腔背压很小，不能进行调速。解：只有 C正确，当溢流节流阀装在回油路上，节流阀出口压力为零，差压式溢流阀有弹簧的一腔油液压力也为零。 当液压缸回油进入溢流节流阀的无弹簧腔时， 只要克服软弹簧的作用力， 就能使溢流口开度最大。 这样， 油液基本上不经节流阀而由溢流口直接回油箱， 溢流节流阀两端压差很小，在液压缸回油腔建立不起背压，无法对液压缸实现调速。5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

6、的作用。计算机系综合性实验报告第 2 页解：液压马达在工作时，溢流阀 5 起安全作用。制动时换向阀切换到中位，液压马达靠惯性还要继续旋转，故产生液压冲击，溢流阀 1， 2 分别用来限制液压马达反转和正转时产生的最大冲击压力，起制动缓冲作用。另一方面，由于液压马达制动过程中有泄漏，为避免马达在换向制动过程中产生吸油腔吸空现象，用单向阀 3 和 4 从油箱向回路补油。6 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 30 105Pa。 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 E， F 段与泵出口处 B 点的油路是否始终是连通的？ 2）

7、 在电磁铁 DT断电时， 若泵的工作压力 pB 30 105Pa，B 点和 E点压力哪个压力大？若泵的工作压力 pB 15 105Pa， B 点和 E点哪个压力大？ 3）在电磁铁 DT吸合时，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 E， F 段与泵出口处 B 点的油路始终得保持连通2）当泵的工作压力 pB 30 105Pa时， 先导阀打开， 油流通过阻尼孔流出，这时在溢流阀主阀芯的两端产生压降， 使主阀芯打开进行溢流， 先导阀入口处的压力即为远程控制口 E 点的压力，故 pB p E；当泵的工作压力 pB 15 105Pa 时，先导阀关闭，阻尼小孔内无油液流动

8、， pB p E。3）二位二通阀的开启或关闭，对控制油液是否通过阻尼孔（即控制主阀芯的启闭）有关，但这部分的流量很小，溢流量主要是通过 CD油管流回油箱。7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 60 105Pa、40 105Pa、 10 105Pa）？三级调压阀压力调整值分别应取多少？使用的元件有何区别？计算机系综合性实验报告第 3 页解：图（ b）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（ a）的压力阀调定值必须满足 pa1 60 105Pa， pa2 40

9、105Pa， pa3 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， a1、 a2 必须使用先导型溢流阀，以便远程控制。 a3 可用远程调压阀（直动型） 。图（ c）的压力阀调定值必须满足 pc1 60 105Pa ，而 pc2、 pc3 是并联的阀，互相不影响，故允许任选。设 pc2 40 105Pa ， pc3 10 105Pa，阀 c1 必须用先导式溢流阀，而 c2、 c3 可用远程调压阀。两者相比，图（ c）比图（ a）的方案要好。11图示的液压回路，原设计要求是夹紧缸 I 把工件夹紧后，进给缸 II 才能动作；并且要求夹紧缸 I 的速度

10、能够调节。 实际试车后发现该方案达不到预想目的， 试分析其原因并提出改进的方法。解：图（ a）的方案中，要通过节流阀对缸 I 进行速度控制，溢流阀必然处于溢流的工作状况。这时泵的压力为溢流阀调定值， pB= p y。 B点压力对工件是否夹紧无关，该点压力总是大于顺序阀的调定值 px，故进给缸 II 只能先动作或和缸 I 同时动作，因此无法达到预想的目的。图（ b）是改进后的回路，它是把图（ a）中顺序阀内控方式改为外控方式，控制压力由节流阀出口 A 点引出。这样当缸 I 在运动过程中， A 点的压力取决于缸 I 负载。当缸 I 夹紧工件停止运动后， A点压力升高到 py，使外控顺序阀接通，实现

11、所要求的顺序动作。图中单向阀起保压作用，以防止缸 II 在工作压力瞬间突然降低引起工件自行松开的事故。计算机系综合性实验报告第 4 页12图（ a） ， （ b）所示为液动阀换向回路。在主油路中接一个节流阀，当活塞运动到行程终点时切换控制油路的电磁阀 3，然后利用节流阀的进油口压差来切换液动阀 4，实现液压缸的换向。试判 断图示两种方案是否都能正常工作？解：在（ a）图方案中，溢流阀 2 装在节流阀 1 的后面，节流阀始终有油液流过。活塞在行程终了后， 溢流阀处于溢流状态， 节流阀出口处的压力和流量为定值， 控制液动阀换向的压力差不变。因此， （ a）图的方案可以正常工作。在（ b）图方案中，

12、压力推动活塞到达终点后，泵输出的油液全部经溢流阀 2 回油箱，此时不再有油液流过节流阀，节流阀两端压力相等。因此，建立不起压力差使液动阀动作，此方案不能正常工作。13在图示的夹紧系统中，已知定位压力要求为 10 105Pa，夹紧力要求为 3 104 ，夹紧缸无杆腔面积 1=100cm，试回答下列问题： 1 ） A， B， C， D各件名称，作用及其调整压力； 2 ）系统的工作过程。计算机系综合性实验报告第 5 页解： 1） A 为 内控外泄顺序阀，作用是保证先定位、后夹紧的顺序动作，调整压力略大于 10105Pa ；B 为卸荷阀， 作用是定位、 夹紧动作完成后， 使大流量泵卸载， 调整压力略大

13、于 10 105Pa；C 为压力继电器，作用是当系统压力达到夹紧压力时，发讯控制其他元件动作，调整压力为 30 105PaD 为溢流阀，作用是夹紧后，起稳压作用，调整压力为 30 105Pa 。2）系统的工作过程：系统的工作循环是定位夹紧拔销松开。其动作过程：当 1DT得电、换向阀左位工作时，双泵供油，定位缸动作，实现定位；当定位动作结束后，压力升高，升至顺序阀 A 的调整压力值， A 阀打开，夹紧缸运动；当夹紧压力达到所需要夹紧力时， B 阀使大流量泵卸载，小流量泵继续供油，补偿泄漏，以保持系统压力，夹紧力由溢流阀 D控制，同时，压力继电器 C发讯，控制其他相关元件动作。14 图示系统为一个

14、二级减压回路，活塞在运动时需克服摩擦阻力 =1500 ，活塞面积A=15cm2，溢流阀调整压力 py =45 105Pa，两个减压阀的调定压力分别为 pj1 =20 105Pa和 pj2 =35 105Pa，管道和换向阀的压力损失不计。试分析： 1 ） 当 DT吸合时活塞处于运动过程中， pB、pA、 pC三点的压力各为多少？ 2） 当 DT吸合时活塞夹紧工件，这时 pB、 pA、 pC三点的压力各为多少？ 3） 如在调整减压阀压力时，改取 pj1 =35 105Pa和 pj2 =20 105Pa，该系统是否能使工件得到两种不同夹紧力 ? 解： 1） DT吸合，活塞运动时：PaAFpL 54 101010151500因 pL p2 ，减压阀口全开、不起减压作用，若不计压力损失， pB p 2 =20 105Pa，该压力不能克服缸 I 负载， 故缸 II 单独右移， 待缸 II 运动到端点后， 压力上升 pA =pj =40 105Pa，pB =py =45 105Pa，压力油才使缸 I 向右运动。2）当 pj3 =40 105Pa 时，减压阀口全开、不起减压作用。泵的压力取决于负载， pB = p2 =20 105Pa 。因为溢流阀关闭，泵的流量全部进入缸 II ，故缸 II 运动速度最快， vII =q/A 。