液压习题及答案(一).doc

1顺序阀和溢流阀是否可以互换使用？
答：顺序阀可代替溢流阀，反之不行。

2试比较溢流阀、减压阀、顺序阀（内控外泄式）三者之间的异同点
答：相同点：都是利用控制压力与弹簧力相平衡的原理，改变滑阀移动的开口量，通过开口量的大小来控制系统的压力。结构大体相同，只是泻油路不同。
不同点：溢流阀是通过调定弹簧的压力，控制进油路的压力，保证进口压力恒定。出油口与油箱相连。泄漏形式是内泄式，常闭，进出油口相通，进油口压力为调整压力，在系统中的联结方式是并联。起限压、保压、稳压的作用。
减压阀是通过调定弹簧的压力，控制出油路的压力，保证出口压力恒定。出油口与减压回路相连。泄漏形式为外泄式。常开，出口压力低于进口压力，出口压力稳定在调定值上。在系统中的联结方式为串联，起减压、稳压作用。
顺序阀是通过调定弹簧的压力控制进油路的压力，而液控式顺序阀由单独油路控制压力。出油口与工作油路相接。泄漏形式为外泄式。常闭，进出油口相通，进油口压力允许继续升高。实现顺序动作时串联，作卸荷阀用时并联。不控制系统的压力，只利用系统的压力变化控制油路的通断
3如图5.12所示溢流阀的调定压力为，若阀芯阻尼小孔造成的损失不计，试判断下列情况下压力表读数各为多少？
（1） Y断电，负载为无限大时；
（2） Y断电，负载压力为时；
(3 )Y通电，负载压力为时

答：（1）4；（2）2；（3）0
4如图5.13所示的回路中，溢流阀的调整压力为，减压阀的调整压力为，试分析下列情况，并说明减压阀阀口处于什么状态？
（1） 当泵压力等于溢流阀调整压力时，夹紧缸使工件夹紧后，A、C点的压力 各为多少？
（2） 当泵压力由于工作缸快进压力降到时（工作原先处于夹紧状态）A、C点的压力各为多少？
（3） 夹紧缸在夹紧工件前作空载运动时，A、B、C三点的压力各为多少？

（3） 工件夹紧时，夹紧缸压力即为减压阀调整压力，。减压阀开口很小这时仍有一部分油通过减压阀阀芯的小开口（或三角槽），将先导阀打开而流出，减压阀阀口始终处在工作状态。
泵的压力突然降到1.5MPA时，减压阀的进口压力小于调整压力，减压阀阀口全开而先导阀处于关闭状态，阀口不起减压作用，。单向阀后的C点压力，由于原来夹紧缸处于2.5Mpa，单向阀在短时间内有保压作用，故，以免夹紧的工件松动。
夹紧缸作空载快速运动时，。A点的压力如不考虑油液流过单向阀造成的压力损失，。因减压阀阀口全开，若压力损失不计，则。由此可见，夹紧缸空载快速运动时将影响到泵的工作压力。
5如图5.14所示的液压系统，两液压缸的有效面积，缸I负载，缸Ⅱ运动时负载为零。不计摩擦阻力、惯性力和管路损失，溢流阀、顺序阀和减压阀的调定压力分别为、和。求在下列三中情况下，A、B、C处的压力。
（1） 液压泵启动后，两换向阀处于中位；
（2） 1Y通电，液压缸1活塞移动时及活塞运动到终点时；
（3） 1Y断电，2Y通电，液压缸2活塞运动时及活塞碰到固定挡块

解：
（4）

I移动：

终端：

I移动：
固定时：

6在图5.15所示回路中，液压泵的流量，液压缸无杆腔面积，液压缸有杆腔面积，溢流阀的调定压力，负载。节流阀口为薄壁孔，流量系数，油液密度，试求：节流阀口通流面积时的液压缸速度、液压泵压力、溢流功率损失和回路效率。

解：
（5）

8~19重要
8．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，py1=20×105Pa，py2=40×105Pa。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 1DT－ 2DT－ pA=0 pB=0
1DT+ 2DT－ pA=0 pB=20×105Pa
1DT－ 2DT+ pA=40×105Pa pB=40×105Pa
1DT+ 2DT+ pA=40×105Pa pB=60×105Pa
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py2决定，pA＝40×105Pa。由于pA压力作用在溢流阀1的先导阀上（成为背压），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py1＝20×105Pa以外，尚需克服背压力pA＝40×105Pa的作用，故泵的最大工作压力：pB＝ py1+ pA＝（20+40）×105=60×105Pa 。

9．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，大腔面积 A1=20cm2，小腔有效面积A2=10cm2，溢流阀调整值py =30×105Pa，减压阀调整值pj=15×105Pa。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）由于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，pA=pj=15×105Pa。溢流阀始终处于溢流工况，pB= py=30×105Pa。
3）当夹紧缸负载阻力FII=0时，在夹紧缸的回油腔压力处于最高值：

15． 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。1）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？2）在上面三个不同的减压阀调整值中，哪个调整值会使缸II运动速度最快？

解：1）启动缸II所需的压力：
pj1 =10×105Pa < 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II不动，v2=0、pA=10×105Pa，pB =py =45×105Pa，压力油使缸Ⅰ右移。
pj2 =20×105Pa = 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。
pj3 =40×105Pa > p2 ，减压阀口全开、不起减压作用，若不计压力损失，pB ≈ p2 =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
19．有人设计一双手控制气缸往复运动回路如图所示。问此回路能否工作？为什么？如不能工作需要更换哪个阀？

解：此回路不能工作，因为二位二通阀不能反向排气，即二位四通换向阀左侧加压后，无论二位二通阀是否复位，其左侧控制压力都不能泄压，这样弹簧就不能将它换至右位，气缸也就不能缩回； 将两个二位二通阀换为二位三通阀，在松开其按钮时使二位四通换向阀左侧处于排气状态，回路即可实现往复运动。
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。根据连续性方程，活塞运动速度v = qA/A1，qB = qA/A1=（A2 / A1）qP

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C=0.67，油的密度ρ=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Ｆ=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AT>ATo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<ATo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qmin，液压缸两腔面积不等，即Ａ1>Ａ2，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= qmin/A1；
出口节流调速系统活塞运动速度 v2= qmin/A2
因Ａ1>Ａ2，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ATmin 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：

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：

由最小稳定流量qmin相等的定义可知：△p1=△p2 即： 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、 pp2 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） 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> pE；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，pB＝ pE。
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。

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，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3×104Ｎ，夹紧缸无杆腔面积Ａ1=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。

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10×105Pa ；
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30×105Pa
D 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．图示系统为一个二级减压回路，活塞在运动时需克服摩擦阻力Ｆ=1500Ｎ，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：

因pL<pj，减压阀阀口处于最大位置，不起减压作用，pA＝pC＝pL＝10×105Pa，pB＝10×105＋Δpj Pa，Δpj为油液通过减压阀时产生的压力损失。
2）DT吸合，活塞夹紧工件：
溢流阀必然开启溢流，pB＝py＝45×105Pa。对于减压阀1，由于pL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pL的作用使其主阀口关小处于平衡状态，允许（1～2）l/min的流量经先导阀回油箱，以维持出口处压力为定值，pC＝pA＝pj2＝35×105Pa。
3）由以上分析可知，只要DT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pj1<pj2。如果取pj1=35×105Pa，则无法获得夹紧缸压力 pj=20×105Pa。

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器。当蓄能器压力达到一定值，压力继电器发讯使泵卸载，这时，蓄能器的压力油对压力机保压并补充泄漏。当换向阀切换时，泵和蓄能器同时向缸供油，使活塞快速运动。蓄能器在活塞向下向上运动中，始终处于压力状态。由于蓄能器布置在泵和换向阀之间，换向时兼有防止液压冲击的功能。
图（b）方案，活塞上行时蓄能器与油箱相通，故蓄能器内的压力为零。当活塞下行接触工件时泵的压力上升，泵的油液进入蓄能器。当蓄能器的压力上升到调定压力时，压力继电器发讯使泵卸载，这时缸由蓄能器保压。该方案适用于加压和保压时间较长的场合。与（a）方案相比，它没有泵和蓄能器同时供油、满足活塞快速运动的要求及当换向阀突然切换时、蓄能器吸收液压冲击的功能。

17． 在图示的系统中，两溢流阀的调定压力分别为60×105Pa、20×105Pa。1）当py1＝60×105Pa，py2＝20×105Pa ，DT吸合和断电时泵最大工作压力分别为多少？2）当py1＝20×105Pa，py2＝60×105Pa，DT吸合和断电时泵最大工作压力分别为多少？

解：1）DT失电时活塞向右运动，远程调压阀1进出口压力相等，由于作用在阀芯两端的压差为零，阀1始终处于关闭状态不起作用，泵的压力由py2决定：ppmax＝py2＝20×105Pa；DT吸合时活塞向左运动，缸的大腔压力为零，泵的最大工作压力将由py1、py2中较小的值决定：ppmax＝py2＝20×105Pa。
2）同上一样，DT失电时活塞向右运动，远程调压阀1不起作用，泵的压力由py2决定：ppmax＝py2＝60×105Pa；DT吸合时活塞向左运动，泵的最大工作压力将由py1、py2中较小的值决定：ppmax＝py1＝20×105Pa。

18．下列供气系统有何错误？应怎样正确布置？

解：气动三大件是气动系统使用压缩空气质量的最后保证，其顺序分水滤气器、减压阀、油雾器。图a）用于气阀和气缸的系统，三大件的顺序有错，油雾器应放在减压阀、压力表之后；图b）用于逻辑元件系统，不应设置油雾器，因润滑油会影响逻辑元件正常工作，另外减压阀图形符号缺少控制油路。

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