液压传动与控制课后题及详解答案

第四章控制阀4-1何谓换向阀的“通”和“位”?并举例说明。4-2试说明三位四通阀O型、M型、H型中位机能的特点和它们的应用场合。4-3电液换向阀适用于什么场合?它的先导阀中位机能为O型行吗?为什么?4-4Y型溢流阀的主阀芯阻尼小孔有什么作用?是否可以将阻尼孔加大或堵塞?若将阀的远程控制口当成外泄口接油箱，又会出现什么现象?4-5溢流阀能否当顺序阀用?为什么?顺序阀能否当溢流阀用?为什么?4-6如图所示，溢流阀p的调定压力为5MPa，减压阀p的调定压力为1.5MPa，试分析活塞在运动期间和工件夹紧管路中A、B点的压力值。减阀的阀芯处于什么状态?阀口有无流量通过? 为什么? 题4-6图解：（1）活塞运动期间pp0 B A减压阀处于常态，开口最大，不减压，阀口有流量通过（2）工件夹紧后，负载趋近于无穷大pp1.5MPaB J pp5MPa A Y减压阀开口减小，减压，阀口无流量通过4-7如图所示，随着负载压力的增加，当两个不同调定压力的减压阀串联后的出口压力决定于那个阀？为什么？另一个阀处于什么状态？又当两个不同调定压力的减压阀并联后的出口压力决定于那个阀？为什么？另一个阀处于什么状态？ 12题4-7图解：串联时取决于调定压力较低的阀，另一个阀阀口全开并联时取决于调定压力较高的阀，另一个阀阀口关闭4-8如图所示的液压系统，两液压缸有效面积为A=A=100cm2，缸I的负载F=35000N，缸溢流阀、顺序阀和减阀的调整压力分别为4MPa，3MPa和2MPa。求下列三种情况下A、B和C点的压力。l)液压泵启动后，两换向阀处于中位时；题4-8图解：（1）pp4MPa，p2MPa A B cF（2）Ⅰ运动期间：pl3.5MPaBA1p3.5MPaAp2MPaCⅠ到终点：pp4MPa，p2MPa A B c（3）Ⅱ运动期间：ppp0 A B cⅡ到终点：pp4MPa，p2MPa A B c4-9如图所示，各溢流阀的调定压力分别为p=3MPa，p=2MPa，p=4MPa，判断系统 Y1 Y2 Y3中的最大调定压力值。题4-9图解：（a）p2MPa（b）p9MPa（c）p7MPa4-10影响节流阀流量稳定性的原因是什么?为何通常将节流口做成薄壁小孔并且在小流量时尽量使水力半径大?4-11使用调速阀时，进出油口能不能反接?为什么？4-12有一个执行元件需要低速运动，而节流阀(或调速阀)的最小稳定流量太大，能否用两个节流阀(或调速阀)组成一个调速回路，以满足低速运动的要求?4-13试分析二通插装阀有什么优点?4-14比例阀的特点是什么?第五章液压辅件5-1蓄能器的种类有哪些？何种蓄能器应用较广泛？5-2蓄能器的容量为5L，预充气压为2.5MPa，当工作压力从7MPa变化到4MPa时，蓄能器能释放出多少升油（按等温过程）？解：因为按等温过程，即气体压缩和释放缓慢，所以n=1，由已知条件知：V＝5L，0p2.5MPa，p4MPa，p7MPa，代入公式（5-3），畜能器能释放出 0 1 211VwV0p01np11np12n1152.5471.34L5-3液压系统最高和最低工作压力各是7MPa和5.6MPa，执行元件每隔30s需供油一次，每次需输油1L，时间为0.5s。若用液压泵供油，该泵应有多大流量？改用气囊式蓄能器（充气压力为5MPa）完成此项工作，蓄能器应有多大容量？向蓄能器充液的泵应有多大流量？解：若用液压泵供油，泵须满足系统最大流量的要求，所以该泵的流量为q1/0.52L/s120L/minp改用气囊式畜能器（充气压力为5MPa）完成此项工作，畜能器大量供油，按绝热过程，n1.4，p5MPa，p5.6MPa，p7MPa，V1L。畜能器的容量为1 2 w1VV14.37L0 w 11 11p1np11np12n 511.451.61.4171.40液压泵的最大流量应略大于一个工作循环中的平均值，即1q1.12.16L/minp300.55-4过滤器有何作用？对它的一般要什么？5-5试举例说明过滤器三种可能的安装位置。不同位置上过滤器应如何选择？在液压泵的吸油口处为何常安装粗过滤器？5-6叙述油箱的构造及各部分的作用。5-7油管的种类有哪些？各有何特点？如何选用？5-8有一液压泵向系统供油，工作压力为6.3MPa，流量为40L/min，采用无缝钢管，试确定油管尺寸。解：管道中油液的流速，选取v＝3m/s,代入式（5-5）得vq4010vqd1.31.316.8mm17mm603油管的壁厚按下式计算pdn2 b 6.31061780.71mm26001065-9油管接头的作用是什么？有哪几种常用的形式？接头处是如何密封的？5-10在何种情况下要设置加热器与冷却器？

第六章液压基本回路6-4容积调速回路中，泵和马达的泄漏对马达转速有无影响？6-5变量泵和变量马达容积调速回路怎样进行调速？特点如何？6-6图示液压回路，限压式变量泵调定后的流量压力特性曲线如图所示，调速阀调定的流量为2.5L/min，液压缸的两腔有效面积A=2A=50cm2，不计管路损失，求：6-1在进油、回油和旁油路节流调速回路中，泵的泄漏对执行元件的运动速6-1在进油、回油和旁油路节流调速回路中，泵的泄漏对执行元件的运动速度有无影响？液压缸的泄漏对速度有无影响？为什么？6-2附图中各缸完全相同，负载F2>F1，已知节流阀能调节缸速，不计其它压力损失，试判断图（a）和图（b）中那个缸先动？那个缸速度快？为什么？6-3试推导双杆进、出口联合节流阀调速回路的速度负载特性方程（不计管路损失）。题6-2图（1）缸的无杆腔压力1p；（2）当负载F=0和F=9000N时有杆腔压力2p。解：（1）缸的无杆腔压力p1因为液压缸有杆腔的流量q2全部通过调速阀，故而调速阀的调定流量为2.5L/min，故小腔的流量为2.5L/min，min/55.222221212211LqqAAAqAqv，根据流量连续性知，无杆腔的流量即为泵题6-6图输出的流量即qq5L/minp 1由已知限压式变量泵调定后的流量压力曲线知p=2.2MPa（2）当负载F＝0和F＝9000N时有杆腔压p。2①.当负载F＝0时有杆腔压力p对活塞和活塞杆受力分析，得其受平衡方程式为A代入己知条件解得p1p2P4.4MPa 2A1 12②.当负载F＝9000N时有杆腔压力p2与①类似代入受力平衡方程式得pAF p11 0.8MPap0.25MPa。不计管路损失，试求： υ 题6-8图快进时缸速和压力表读数；工进时若压力表读数为8MPa，液控顺序阀的调定压力宜选多大？此时回路承载能力为多大？解：（1）快进时缸速v和压力表读数AA1226-7在液压系统中，有哪几种常用的动作转换控制方式？试各举两例。6-8双泵供油，差动快进与工进速度换接回路如图示。已知：泵的输出流量1q16L/min，2q4L/min，缸的面积1A100cm2，2A60cm2，快进时负载F1000N，油液流过方向阀的压力损失qqv120.0833m/sAA 1 2快进时压力表读数为无杆腔压力p，对活塞受力分析得1pApAF 11 22ppp 2 1由上二式得 FpA 10000.2510660104p 210060104 0.625MPa 1 AA 1 2所以压力表读数为0.625MPa(2)液控顺序阀在快进时不应打开，而在工进时应打开，当不考虑调压偏差时，顺序阀的调定压力p为0.625MPap8MPa。工进时回路为回油路调速阀调速，溢流阀打开n n溢流，因为压力表读数为8MPa，故溢流阀调定压力为8MPa，根据会油路调速阀调速v—F特性知最大承载能力为：FpApA81061001040.251066010478.5KNmax p1 26-9在图6-27所示差动回路中，定量泵额定流量40L/min，溢流阀限定系统最高压力为14MPa，顺序阀调定压力为4MPa，液压缸径为80mm，活塞杆直径为50mm，当换向阀分别在左位和右位时，计算液压缸的速度和承载能力。解：（1）①当换向阀在左位工作快进时，液压缸为差动连接，其缸速为 q 40L/minvp0.34m/s d2 501032 4 4若忽略单项阀1及管路压力损失则快进时顺序阀即将打开F为最大。对活塞受力分析得pApAF 11 22代入数据得FpAA41065010327850N max 1 1 2 4②当换向阀在左位工作工进时，其缸速为q 40L/minvp0.136m/s D2 8010324 4FpA1410680103270372N max 11 4（2）当换向阀在右位时，其缸速位 q 40103/60YA动作1YA2YA3YA4YA动作1YA2YA3YA4YA快进+-+-工进+---快退-+--停止---+28025021064FpA1410680250210642883N max p2 46-10速度换接回路有几种方式？各有什么缺点？6-11如图所示系统可实现“快进→工进→快退→停止（卸荷）”的工作循环，试列出电磁铁动作表（通电“＋”，失电“－”）。 题6-11图 6-12按下列要求画出油路图：实现液压缸差动联接；实现液压缸的左右换向和任意位置停止。试绘出说明溢流阀各种用途的基本回路。什么叫卸荷回路？有何作用？画出两种卸荷回路。在图6-7所示增压回路中，泵的出口压力p2.5MPa，缸径分别为D100mm、 P 1D140mm。若夹紧力为1.53105N，不计其它损失，试求增压缸高压腔缸径。2 F 1.53105解：夹紧缸的压力p9.94MPa3 D2 1041032 42 4 对增压缸来说pD2pD2 141 343所以增压缸高压腔径D为 3p 2.5 DpD 10050.15mm 3 p1 9.94 6-16实现多缸顺序动作的控制方式有哪几类？各有什么特点？3 6-17在图示串联缸同步回路中，已知D100mm、D80mm、载荷F2105N，1不计活塞、滑块重量，不计阻力损失等，求：缸1的活塞杆直径d；当载荷F分别作用在A、B、C各点，计算两缸无杆腔压力p和p。 1 2题6-17图解：（1）缸1的活塞杆直径d在图示回路中，要实现双缸同步，因1缸有杆腔排出流量全部进入2缸无杆腔。故1缸有杆腔作用面积等于2缸无杆腔作用面积即可实现双缸同步，设1缸活塞杆直径为d，则D2D2d2 41 4 4 dD2D2100280260mm1（2）当载荷F作用在A点时，对两活塞分别进行受力分析， 活塞1受力平衡方程式：pD2pD2 14 241活塞2受力平衡方程式：解之得p25.47MPap39.8MPa 1 2当载荷F作用在B点时，同样可得 FpD2FpD2pD2241142412解得p25.47MPap19.9MPa 1 2当载荷F作用在C点时，同样可得 pD20pD2F 241 14解得p25.47MPap0 1 2第七章典型液压系统分析7-1YT4543型动力滑台的液压系统：1.液压缸快进时如何实现差动连接?2.如何实现液压缸的快慢速运动换接和进给速度的调节?3.油路中元件1、2、3各起什么作用?7-2M1432A型万能外圆磨床的液压系统：1.行程控制换向回路的工作原理是怎样的?适用于何种情况?2.换向阀实现第一次快跳、慢移和第二次快跳时，三种不同的回油通道是怎样的?各起什么作用?3.抖动缸起何作用?4.“换向死点”现象是怎样产生的?为何先导阀和换向阀联用能克服“换向死点”现象?5.如何实现砂轮架的快速进退、头架及冷却泵电动机与砂轮架之间的互锁?6.尾架顶尖与砂轮架为何要互锁?油路如何实现?7.闸缸起什么作用?7-33150KN插装阀式液压机的液压系统：1.如何实现主缸的快速下行、慢速下行、加压、保压、释压、快速返回及原位停止?2.如何实现辅助缸向上顶出、向下退回及原位停止?3.该液压系统为什么采用插装阀组成?电磁铁电磁铁动作1YA2YA3YA快进-++工进++-快退--+停止---7-4XL350型压力比例控制注塑机的液压系统:1.该注塑机的工艺过程是怎样的?各起什么作用?2.液压系统的动力部分如何组成?怎样工作?3.各工作过程的油路是如何实现的?7-5JSS35型示教再现工业机器人：1.JSS35型示教再现工业机器人有哪五个自由度?2.进入电液伺服阀的油液为什么要精过滤?否则会造成怎样的后果?3.元件10的作用是什么?4.手爪的夹紧及开为什么采用压缩空气来控制?5.示教再现的含义是什么?7-6列出图示油路中电磁铁动作状态表(电磁铁通电用“+”表示)。(a)解(a)(b)电磁铁动作1YA2YA3YA4YAYA5快进+-+-+一工进+---（+）+二工进+--+（-）+快退-++-+停止-----

第八章液压系统的设计与计算8—1一台专用铣床，工作台要求完成快进工作进给快退停止的自动工作循环。铣床工作台重量4000N，工件及夹具重量为1500N，铣削阻力最大为9000N，工作台快进、快退速度为0.075m/s，工作进给速度为0.001～0.016m/s，往复运动加、减速时间为0.05s，工作台采用平导轨，静、动摩擦系数分别为f=0.2，f=0.1，工作台快进行程为0.3m，s d工作行