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文档简介

1、分析题1.如图所示定量泵输出流量为恒定值,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)。PQf解:图示系统为定量泵,表示输出流量不变。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,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,因此求不能直接使用连续性方程。根据连续性方程,活塞运动速度v =1 ,=仁(A2 / A1 )2

2、 .如图所示节流阀调速系统中,节流阀为薄壁小孔,流量系数0.67 ,油的密度P =900 3,先导式溢流阀调定压力12 X 105,泵流量20,活塞面积A仁302,载荷F =2400N。试分析节流阀开口(面积为)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。当时,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;当时,活塞运动速度随开口变小而下降,溢流阀阀口打开起定压阀作用。液压缸工作压力液压泵工作压力式中 p为节流阀前后压力差,其大小与通过的流量有关。3. 已知一个节流阀的最小稳定流量为,液压缸两腔面积不等,即A1>

3、; A 2,缸的负载为 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= 1 ;出口节流调速系统活塞运动速度v2= 2因A 1> A 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(23X 105),节流阀在最小允许开度 时能正常工作的最小流量。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和两端压差 p相同的条件。设进油节流调

4、速回路的泵压力为1,节流阀压差为 p1贝V:设出口调速回路液压缸大腔压力(泵压力)为2,节流阀压差p2 ,则:由最小稳定流量相等的定义可知:p仁 p2即: H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1、2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

5、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的作用。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

6、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=30 X 105。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) 在电磁铁断电时,若泵的工作压力=30 X 105 , B点和E点压力哪个压力大?若泵的工作压力=15 X 105 , B点和E点哪个压力大? 3 )在电磁铁吸合时,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= 30 X

7、 105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 > ;当泵的工作压力=15 x 105时,先导阀关闭,阻尼小孔内无油液流动,=。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 x 105、40 x 105、10 x 105)?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?2DTJIPb3R 2D

8、Tridt9Pc3P1RuP匚2F'c!PblPal<c>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 x 105。图(a)的压力阀调定值必须满足1 = 60 x 105 , 2= 40 x 105, 3 = 10 x105。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1 = 60 x 105 ,而2、3是并联的阀,互相不影响,故允许任选。设2 = 40 X 105

9、 , 3 = 10 X 105,阀cl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。& 如图所示的系统中,两个溢流阀串联,若已知每个溢流阀单独使用时的调整压力,仁20 X 105 , 2=40 X 105。溢流阀卸载的压力损失忽略不计,试判断在二位二通电磁阀不同工况下,A点和B点的压力各为多少。解:电磁铁 1 -2-01 2 - 0 20X 1051 -240X 10540X 1051240X 10560X 105当两个电磁铁均吸合时,图示两个溢流阀串联,A点最高压力由 2决定,=40 X 105。由于压力作用在溢流阀1的先导阀上(成为背压)

10、,如果要使溢流阀1的先导阀保持开启工况,压力油除了克服调压弹簧所产生的调定压力1 = 20 X 105以外,尚需克服背压力= 40 X 105的作用,故泵的最大工作压力:=1+=( 20+40 ) X 105=60 X 105。9.如图所示的系统中,主工作缸I负载阻力 FI =2000N,夹紧缸在运动时负载阻力很小可忽略不计。两缸大小相同,大腔面积A1=202,小腔有效面积 A2=102,溢流阀调整值 =30 X 105,减压阀调整值 15 X 105。 试分析:1 )当夹紧缸运动时:和分别为多少?2 )当夹紧缸夹紧工件时:和分别为多少?3 )夹紧缸最高承受的压力为多少?丄解: 1) 2)由于

11、节流阀安装在夹紧缸的回油路上,属回油节流调速。因此无论夹紧缸在运动时或夹紧工件时,减压阀均处于工作状态,15X 105。溢流阀始终处于溢流工况,30 X 105。10图示为大吨位液压机常用的一种泄压回路。其特点为液压缸下腔油路上装置一个由上腔压力控制的顺序阀(卸荷阀)。活塞向下工作行程结束时,换向阀可直接切换到右位使活塞回程,这样就不必使换向 阀在中间位置泄压后再切换。分析该回路工作原理后说明:1)换向阀1的中位有什么作用?2) 液控单向阀(充液阀)4的功能是什么?3) 开启液控单向阀的控制压力是否一定要比顺序阀调定压力大?解:工作原理:活塞工作行程结束后换向阀1切换至右位,高压腔的压力通过单

12、向节流阀2和换向阀1与油箱接通进行泄压。当缸上腔压力高于顺序阀 3的调定压力(一般为2040 X 105 )时,阀处于开启状态,泵的供油通过阀3排回油箱。只有当上腔逐渐泄压到低于顺序阀3调定压力(一般为)时,顺序阀关闭,缸下腔才升压并打开液控 单向阀使活塞回程。1 )换向阀1的中位作用:当活塞向下工作行程结束进行换向时,在阀的中位并不停留,只有当活塞上升到终点时换向阀才切换到中位,所用的K型中位机能可以防止滑块下滑,并使泵卸载。2 )由于液压机在缸两腔的有效面积相差很大,活塞向上回程时上腔的排油量很大,管路上的节流阀将会造成很大的回油背压,因此设置了充液阀4。回程时上腔的油可通过充液阀 4排出

13、去。当活塞利用重 力快速下行时,若缸上腔油压出现真空,阀4将自行打开,充液箱的油直接被吸入缸上腔,起着充液(补油)的作用。3)图示的回路中在换向时要求上腔先泄压,直至压力降低到顺序阀3的调定压力时,顺序阀断开,缸下腔的压力才开始升压。在液控顺 序阀3断开瞬间,液控单向阀4反向进口承受的压力为(2040X105),其反向出口和油箱相通,无背压,因此开启液控单向阀的控制 压力只需(0.30.5 )即可。11.图示的液压回路,原设计要求是夹紧缸 I把工件夹紧后,进给缸才能动作;并且要求夹紧缸I的速度能够调节。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

14、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,。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,故进给缸 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,使外控顺序阀接通,实现所要求的顺序动作。图中单向阀起保压作用,以防止缸在工作压力瞬间突然降低引起工件自行松开的事故。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

15、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,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 X 105,夹紧力要求为3

16、X 104N,夹紧缸无杆腔面积A1=100,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。宕住应 tr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 10 X 105 ; B为卸荷阀,作用是定位、夹紧动作完成后,使大流量泵卸载,调整压力略大于10X 105 ; 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 X 105 D为溢流阀,作用是夹紧后,起稳压 作用,调整压力为 30 X 105。2)系统的工作过程:系统的工作循环是定位一夹紧一拔销一松开。其 动作过程:当1得电、换

17、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 .图示系统为一个二级减压回路,活塞在运动时需克服摩擦阻力F=1500 N,活塞面积 152,溢流阀调整压力=45 X 105,两个减压阀的调定压力分别为1=20 X 105和2=35 X 105,管道和换向阀的压力损失不计。试分析:1 )当吸合时活塞处于运动过程中,、三点的压力各为多少? 2)当吸合时

18、活塞夹紧工件,这时、三点的压力各为多少?3) 如在调整减压阀压力时,改取1=35 X 105和2=20 X 105,该系统是否能使工件得到两种不同夹紧力?解:1)吸合,活塞运动时:因 <,减压阀阀口处于最大位置,不起减压作用,= = =10 x 105,=10 x 105 +,为油液通过减压阀时产生的压力损失。2)吸合,活塞夹紧工件:溢流阀必然开启溢流,=45 X 105。对于减压阀1,由于的作用使其先导阀开启,主阀芯在两端压力差的作用下,减压开口逐渐关小,直 至完全闭合;对于减压阀2,由于的作用使其主阀口关小处于平衡状态,允许(12)的流量经先导阀回油箱,以维持出口处压力为定值,=2

19、= 35 X 105。3 )由以上分析可知,只要一吸合,缸位于夹紧工况时,夹紧缸的压力 将由并联的减压阀中调定值较高的那一减压阀决定。因此,为了获得 两种不同夹紧力,必须使1<2。如果取 仁35X 105,则无法获得夹紧缸压力 20 X 105。15 .在如图所示系统中,两液压缸的活塞面积相同,202,缸I的阻力负载FI =8000N,缸的阻力负载 FH =4000N,溢流阀的调整压力为=45 X 105。1)在减压阀不同调定压力时(1 =10 X 105、2 =20 X 105、3 =40 X 105)两缸的动作顺序是怎样的?2)在上面三个不同的减压阀调整值中,哪个调整值会使缸运动速度

20、最快?解:1)启动缸所需的压力:1 =10 x 105 < p2 ,减压阀处于工作状态,由于出口压力不能推动阻力F2,故缸不动,v2=0、10 X 105,=45 x 105,压力油使缸I右移。2 =20 X 105 = 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。3 =40 X 105 > p2,减压阀口全开、不起减压作用,若不计压力损失,p2 =20 X 105,该压力不能克服缸I负载,故缸单独右移,待缸运动到端点后,压力上升=40 X 105 , =45 X 105,压力油才使缸 I向右运动。2)当3 =40X 105时,减压阀口全开、不起减压作用。泵的压力取决 于负载,=p2 =20 X 105。因为溢流阀关闭,泵的流量全部进入缸, 故缸运动速度最快,。16 .如图所示采用蓄能器的压力机系统的两种方案,其区别在于蓄 能器和压力继电器的安装位置不同。试分析它们的工作原理,并指出 图(a)和(b)的系统分别具有哪些功能?解:图(a)方案,当活塞在接触工件慢进和保压时,或者活塞上行到终点时,泵一部分油液进入蓄能

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