1、1液 压 传 动 与 控 制 1 图示液压系统，已知各压力阀的调整压力分别为：pY16MPa ，p Y25MPa，p Y32MPa，p Y41.5MPa，p J2.5MPa ，图中活塞已顶在工件上。忽略管道和换向阀的压力损失，试问当电磁铁处于不同工况时，A 、B 点的压力值各为多少？（“+”代表电磁铁带电， “-”代表断电）1 2 3 4 51DT 2DT 3DT 4DT A 5MPa 2MPa 6MPa 6MPa 0B 1.5MPa 2MPa 1.5MPa 2.5MPa 01.5MPa2MPa 5MPa6MPa2.5MPapY3 pY2pY4pJ工件BA1DT2DT3DT4DTpY122 图
2、 5 所示为专用钻镗床的液压系统，能实现“快进一工进二工进快退原位停止”的工作循环（一工进的运动速度大于二工进速度）。阀 1 和阀 2 的调定流量相等，试填写其电磁铁动作顺序表。（以“+”代表电磁铁带电， “-”代表断电）电 磁 铁动 作1DT 2DT 3DT 4DT快 进 + - + -一 工 进 + - - -二 工 进 + - - +快 退 - + - -原 位 停 止 - - - -1DT 2DT3DT 4DT阀 1 阀 2进给退回3三 判断分析题（判断对错，并简述原因。 ）1 叶片泵通过改变定子和转子的偏心距来实现变量，而柱塞泵是通过改变斜盘倾角来实现变量。 错。单作用叶片泵和径向柱
3、塞泵通过改变定子和转子的偏心距来实现变量，而斜盘式轴向柱塞泵通过改变斜盘倾角来实现变量。2 单活塞杆液压缸称为单作用液压缸，双活塞杆液压缸称为双作用液压缸。 错。只能输出单方向液压力，靠外力回程的液压缸，称为单作用液压缸；正、反两个方向都可输出液压力的液压缸为双作用液压缸。3 串联了定值减压阀的支路，始终能获得低于系统压力调定值的稳定工作压力。错。串联了定值减压阀的支路，当系统压力高于减压阀调定值时，才能获得低于系统压力的稳定工作压力。4 与节流阀相比，调速阀的输出流量几乎不随外负载的变化而变化。 对。由于调速阀内的定差减压阀正常工作时，能保证节流阀口的压差基本不变，因此调速阀的输出流量几乎不
4、随外负载的变化而变化。5 采用双泵供油的液压系统，工作进给时常由高压小流量泵供油，而大泵卸荷，因此其效率比单泵供油系统的效率低得多。 错。采用双泵供油的液压系统，快进时两个泵同时给系统供油，执行元件运动速度较快；工作进给时常由高压小流量泵供油，而大流量泵卸荷，执行元件输出力大但速度慢。由于工进时大泵卸荷，因此其效率比单泵供油系统的效率高。6 定量泵变量马达组成的容积调速回路，将液压马达的排量由零调至最大时，马达的转速即可由最大调至零。 错。定量泵变量液压马达组成的容积调速回路，将液压马达的排量由零调至最大时，马达的转速即可由最大调至最小。四 简答题1 在进口节流调速回路中，溢流阀正常溢流，如果
5、考虑溢流阀的调压偏差，试分析：1）负载恒定不变时，将节流阀口开度减小，泵的工作压力如何变化？2）当节流阀开口不变，负载减小，泵的工作压力又如何变化？A节ppvFpLpA缸41 答：设泵的出口压力为 pp，节流阀阀口面积为 A 节 ，进、出口压力差p，活塞面积为 A缸 ，负载压力 pL。1）负载恒定不变，将节流阀口开度减小：缸出口直通油箱， 故有 pLF/A 缸 C。节流阀口开度调小后，若 pp 不变（即p 不变） ，则流经节流阀的流量 Q 节(Q 节 A 节 )，导致溢流阀的溢流量 Q 溢 ，溢流阀阀口开度增大，因此p泵的工作压力 pp 将上升。2）节流阀开口不变，但负载减小：由 pLF /A
6、 缸 可知，F 使得 pL。若 pp 保持不变，由于节流阀的阀口面积 A 节 恒定，因此 Q 节 ，导致 Q 溢，即溢流阀的阀口将关小，所以泵的工作压力 pp 会下降。2 如图所示为一先定位后夹紧的顺序动作回路，不计各种损失，试确定：1）阀 1、2、3 之间调定压力的关系；2）当 1DT 带电，定位缸活塞杆在运动过程中（无负载） ，A、B、C 三点的压力关系；3）定位缸到位后，夹紧缸开始动作和夹紧缸夹紧工件后，两种情况下 A、B 、C 三点压力值的关系。夹紧缸 定位缸至高压 阀 3系 C统 5ppp2pYFA1 A21DTA B阀 1 阀 22 答：1）阀 1、2、3 之间调定压力的关系为：阀
7、 1 调定压力 阀 2 调定压力 阀 3 调定压力2）A、B、C 三点的压力关系为：pA = pB = pC 阀 2 调定压力， pB=阀 2 调定压力；p A阀 2 调定压力，则 pB = pA。五 计算题1 下图所示的液压回路，已知液压缸两腔面积为 A1=100 cm2，A 2=50 cm2，调速阀最小压差 p=0.5 MPa，当负载 F 从 0 变化到 30000 N 时，活塞向右运动的速度稳定不变。试求：1）溢流阀最小调整压力 pY；2）负载 时，泵的工作压力 pp 及液压缸回油腔压力 p2。0F61 解 ：1）溢流阀的最小调整压力 pY 应根据系统最大负载及调速阀正常工作所需的最小压
8、力差 p 来确定。活塞受力平衡方程： 21AFy所以 )(25.3105103411 MPaY 2）回油节流路调速工作时，溢流阀处于常开状态，起定压作用。所以，负载时，泵的工作压力仍为溢流阀调定值，即0F)(25.3MPapY由活塞受力平衡方程知，当 时，液压缸回油腔压力 p2 达到最大值，0F)(.65012.3612ApY2 定量泵通过节流阀向定量马达供油，有关数据如下：溢流阀的调定压力 pY5.610 6Pa，假定无调压偏差；定量泵的几何排量 Vp80mL /r，转速 np1440r/min，容积效率pv0.955；节流阀的流量特性方程为： ，式中：A 节流阀口过流面积mi)/(1025
9、.5LAQt （mm 2）（最大的阀口面积 Amax200mm 2）， p节流阀的压力降（Pa）；定量马达几何排量 Vm120 mL/r，容积效率 mv0.96，机械效率 mm0.80，负载力矩Tm 61.1Nm。试求：1）通过节流阀的最大流量 Qt max； 2）液压马达的最高转速 nmax； 3）通过溢流阀的最小流量 QY。2 解：1）通过节流阀的最大流量 Qt max：7马达出口通油箱，因此进口压力当节流阀的阀口面积调至最大，溢流阀又处于溢流状态时，流经节流阀的流量最大。2）液压马达的最高转速 nmax：3）通过溢流阀的最小流量 QYmin：泵的输出流量为：溢流阀的最小溢流量)(1048
10、.10266PaVTpmmin)/(1010)46.5(2.125.0 565max LpAQt in)/(8012096.3max rVvtax min)/(1095.140803 Lnvpp in)/(maxminQtpY8QA2A1p复习题（B ）一 单选题（每小题只选一个正确答案）1 油液粘度因温度升高而（ ） ，因压力增大而（ ） 。A. 降低 B. 增大 C. 不变 D. 可能升高也可能降低2 溢流阀未溢流时，液压泵的工作压力取决于（ ）大小。A. 泵的额定压力 B. 泵的最高工作压力 C. 泵的输入功率 D. 外负载3 低速大扭矩液压马达在结构形式上一般为（ ） 。A. 齿轮式
11、B. 叶片式 C. 轴向柱塞式 D. 径向柱塞式4 图 1 所示差动连接回路中，已知油泵供油量为 Q，液压缸两腔有效面积为 A1、A 2，且有A1 = 2A2，不计各种泄漏，则进入液压缸大腔的流量是（ ） 。A. Q B. 0.5Q C. 1.5Q D. 2Q5 图 2 系统中溢流阀 A、B 、C 的调整压力分别为 pA3 MPa，p B1.4 MPa，p C2 MPa。当系统的外负载趋于无限大时，油泵的输出压力 p 为（ ） 。A. 1.4 MPa B. 2 MPa C. 3 MPa D. 3.4 MPa6 回路如上题，各阀的调整压力不变，如p阀 B 阀 C阀 A图 1 图 29果将溢流阀
12、B 的可控口堵住，则泵的输出压力 p 为（ ） 。A. 1.4 MPa B. 2 MPa C. 3 MPa D. 3.4 MPa7 顺序阀在系统中作卸荷阀用时，应选用（ ） ，作背压阀时，应选用（ ） 。A. 内控内泄式 B. 内控外泄式 C. 外控内泄式 D. 外控外泄式8 在图 3 所示的进口节流调速回路中，溢流阀正常溢流，当负载恒定不变时，如果考虑溢流阀的调压偏差，将节流阀口开度调大，泵的工作压力（ ） 。A. 增大 B. 减小 C. 基本不变 D. 可能增大也可能减小在图 4 所示的调速回路，节流阀处于节流调速工况，两压力表 a、b 分别测量液压缸两腔的压力。不计系统泄漏及溢流阀的调压
13、偏差，则当负载 F 增大时： 9 压力表 a 的读数（ ） ，b 的读数（ ） 。A. 增大 B. 减小 C. 基本不变 D. 可能增大也可能减小10 活塞杆运动速度 v（ ） ，泵输入功率（ ） 。A. 增大 B. 减小 C. 基本不变 D. 可能增大也可能减小11 在定量泵变量马达的容积调速回路中，当液压马达所驱动的负载转矩变小时，若不考虑泄漏的影响，则马达转速（ ） ；泵的输出功率（ ） 。 A. 增大 B. 减小 C. 基本不变 D. 无法判断12 用过一段时间之后，滤油器的过滤精度（ ） 。A. 略有下降 B. 略有提高 C. 恒定不变 D. 可能提高也可能下降二 填空题Fbav图
14、3 图 4p A节ppvpLA缸 F101 在如图所示的回路中，液压缸 B 进退所需压力均为 2MPa，各阀调定压力如图所示。试确定在下列工况时 C 缸的工作压力。1）在图示状况下，C 缸压力是（ ） 。2）在图示状况下，当 B 缸活塞顶上死挡块时，C 缸压力是（ ） 。3）当阀 A 通电后，B 缸活塞退回过程中，C 缸压力是（ ） 。B1.5MPa3MPa6MPaC5MPa A4MPa2 图示液压系统能使油缸活塞完成的动作如下：快速右移中速右移慢速右移左移回程任意位置停留。试编制电磁铁动作顺序表。4DT3DT2DT1DT11电 磁 铁动 作1DT 2DT 3DT 4DT快 速 右 移中 速
15、右 移慢 速 右 移左 移 回 程任 意 位 置 停 留（“+” 代表电磁铁带电， “-”代表断电）三 判断题（判断对错，并简述原因）1 定量泵是指输出流量不随泵的输出压力改变的泵。（ ）2 在工作行程很长的情况下，使用柱塞液压缸最合适。 （ ）3 高压、大流量液压系统常采用电磁换向阀实现主油路换向。 ( )124 由于远程调压阀是直动式溢流阀，因此远程调压回路只适用于压力不高的系统中。 （ ）5 在节流调速回路中，大量油液由溢流阀流回油箱，是其能量损失大、温升高、效率低的主要原因。( )6 因液控单向阀关闭时密封性能好，故常用在保压回路和锁紧回路中。（ ）四 简答题1 读懂图示液压系统，并回
16、答：1）系统中采用了哪些速度控制回路？2）各标号元件的名称和功用。12345进给退回快 进停留工 进快 退132 如图所示液压系统，两液压缸有效面积为 Al=A2=10010-4 m2，缸 I 的负载 Fl=3.5104 N，缸 II 运动时的负载为零，溢流阀、顺序阀和减压阀的调整压力分别为4MPa、3MPa、2MPa 。不计摩擦阻力、惯性力和管路损失，试问在下列三种情况下A、B 和 C 点压力各为多少？1）液压泵启动后，两换向阀处于中位；2）1YA 通电，液压缸 I 活塞移动时及活塞运动到终点时；3）1YA 断电，2YA 通电，液压缸 II 活塞运动时及活塞杆碰到固定挡铁时。A1 A2缸 I
17、 缸 IIF1固定挡铁1YA 2YAB C标号 元件名称 功 用1234514A 五 计算题1 如图所示，设液压缸无杆腔的有效面积 A=50 cm2，负载力 F =7.5103 N，液压缸效率为100。液压泵出口压力由溢流阀调定为 40105 Pa，液压泵的输出流量 Qp10 L /min，流经节流阀的流量为 ，已知节流口的通流面积 A0 调节为 0.02 cm2，pACQd20流量系数 Cd0.62，油液密度 900 kg/m 3，试求：1）活塞运动速度 v； 2）各阀上的损失功率为多少？ 3）液压泵总效率为 0.80 时，系统的总效率 os。（os= 系统输出功率/ 系统输入功率）F7.5
18、 103 NvpY = 4MPapLQp=10 L/minQA = 50cm2152 图示系统中，已知泵的排量 Vp40 mL/r，转速 np1450 r/min，机械效率和容积效率均为 0.9；变量马达的排量范围为 Vm40 100 mL/r，机械效率和容积效率为 0.9，马达的负载扭矩 Tm 40 Nm；溢流阀的调定压力为 10 MPa。不计管道损失，试求：1）泵的输出流量 Q p；2）马达最大进口压力 pm；3）马达转速 nm 的范围；4）液压系统的最大输入功率 N i。16参 考 答 案一 单选题1 A、B 2 D 3 D 4 D 5 B 6 C 7 C、A 8 B 9 C、B 10
19、B、C 11 C、B 12 B二 填空题 1 1） （5MPa） ； 2） （1.5MPa） ； 3） （4MPa） 。2 电 磁 铁动 作1DT 2DT 3DT 4DT快 速 右 移 中 速 右 移 慢 速 右 移 左 移 回 程 任 意 位 置 停 留 三 判断分析题1 答：错。定量泵是指排量不能改变的泵。当泵的输出压力变化时，其内部泄漏量随之变化，因此输出流量也会发生变化。172 答：对。活塞缸的活塞与缸筒内壁、活塞杆与缸盖上导向套之间都有配合要求，当行程较长时，加工难度大，成本高。而柱塞缸只有柱塞与导向套相配合，只需精加工柱塞表面，工艺性好。因此，在工作行程很长的情况下使用柱塞缸最合适
20、。3 答：错。由于电磁换向阀中电磁铁的作用力有限，高压、大流量液压系统不能采用电磁换向阀实现主油路换向，一般用电液换向阀或液动换向阀换向。4 答：错。在远程调压回路中，远程调压阀采用直动式溢流阀。由于流入远程调压阀的油液是经由主阀芯阻尼孔的控制油，流量非常小，因此远程调压回路可用于高压系统中。5 答：错。在节流调速回路中存在节流损失，对于进油路和回油路节流调速回路，还有溢流损失。因此，节流调速回路的能量损失大、温升高、效率低。6 答：对。液控单向阀采用锥面密封，因此关闭时密封性能好，常用于保压回路中和锁紧回路中，防止油液泄漏。四 简答题1 答：1）系统中采用了的速度控制回路：行程阀控制的快慢速
21、度换接回路和回油路节流调速回路。2）各标号元件的名称和功用如下表所示：2 答：1）液压泵启动后，两换向阀处于中位时：泵输出的油液全部通过溢流标号 元件名称 功 用1 直动式溢流阀 限制系统最高工作压力，同时能实现稳压、分流的作用。2 三位四通电磁换向阀 控制液压缸的运动方向与启动、停止3 调速阀 调节液压缸的工进速度4 单向阀 使液压缸快速返回5 行程阀 实现液压缸快、慢速度的自动换接18阀溢流回油箱，此时有 pA= pB= 4MPa，减压阀正常减压，因此 pC= 2MPa。2）1YA 通电，液压缸 I 活塞移动时：缸 I 大腔的压力 顺序阀的出口压力大于其调整压力，因此阀口全开，故 pA=
22、pB= p= 3.5MPa。减压阀正常减压，p C= 2MPa。活塞运动终点时：溢流阀溢流，p A= pB= 4MPa，p C= 2MPa。3）1YA 断电，2YA 通电，液压缸 II 活塞运动时：由于负载为零，因此 pA= pB= pC= 0。活塞杆碰到固定挡铁时：溢流阀溢流，p A= pB= 4MPa，p C= 2MPa。五 计算题1 解：1）活塞运动速度 v负载压力 )(5.105.7431 MPaAFpL泵的出口压力为溢流阀调定压力 4MPa，因此可求得流过节流阀的流量： min/5.)/(1024.9 10).4(902.6.35 64 pd QLsmpCQ 活塞运动速度 )/(8.
23、1)/(85.10524.9251 scsAv2）各阀上的损失功率溢流阀的溢流量 QY = Qp Q=10 5.5 = 4.5(L/min)，压差 pY=40=4(MPa)，因此，在溢流阀上损耗的能量为)(5.310.41MPaAF19)(30146015.463y WpQPY 流过节流阀的流量为 Q = 5.5 L/min，节流口两端的压差 p= 2.5 MPa,节流阀上损失的功率为 )(23105.26105. 63pP节3）液压泵总效率为 0.80 时，系统的总效率 os系统输出功率 )(6.138085.105.723 WvFo 泵的驱动功率即为系统输入功率，由液压泵总效率 op0.8
24、0 可得)(3.8608.43QpPoYi 因此，液压系统的总效率 %6.13.8iosP2 解：1）泵的输出流量Qp= npVpvp= 1450604010-60.9=8.710-4（m 3/s）=52.2 L/min2）马达的最大进口压力 pm马达的负载扭矩恒定,因此当马达的排量调至最小时，在马达进出口两端具有最大的压力降。马达出口直通油箱，其进口压力即为马达的进出口压差，故有 )(79.014226min MPaVTp3）马达的转速范围系统的最大工作压力低于溢流阀的调定压力，在不考虑管道损失的情况下，油泵的输出流量即为马达的输入流量。当马达排量的调至最大时，其转速最低：nmmin= Qpvm/Vmmax = 8.710-40.9(10010-6) =7.83 (r/s)= 469.8 rpm马达排量的调至最小时，其转速最高为20nmmax=Qpvm/Vmmin= 8.710-40.9(4010-6)=19.575 (r/s)=1174.5 rpm因此，马达的转速范围为 nm= 469.8 1174.5 rpm4）液压系统的最大输入功率 N i 当系统的工作压力最大时，定量泵系统的输入功率最大。故有：Ni Qpppmax/op8.710 -47106（0.90.9）7518.5 (W)
