液压与气动技术(第4版)习题答案1-7章全书章节练习题参考答案题库含原题

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第1章液压传动和流体力学基础1-1.液压系统通常都由哪些部分组成?各部分的主要作用是什么?答:液压系统由能源装置、执行装置、控制调节装置、辅助装置、工作介质五部分组成;能源装置:将电机的机械能转换为液压油的压力能;执行装置:将液压油的压力能转换成机械能;控制调节装置:对液压系统中液压油的压力、流量、和流动方向进行控制和调节;辅助装置:保证液压系统可靠和稳定地工作;工作介质:在液压系统中能量转换的介质。1-2.选用液压油主要考虑哪些因素?答:1.主要考虑液压油的粘温特性。2.液压系统的工作条件。3.液压系统的工作环境4.综合经济分析。5.液压系统的压力。6.液压系统的温度和速度。1-3.液压系统中压力的含义是什么?压力的单位是什么?答:液压系统中的压力实际上是指液压油的静压强,在液压传动与控制领域大家约定俗成的用压力代替静压强;单位是Pa(帕斯卡)或者N/m21-4.液压系统中液压是怎样形成的?压力的大小取决于什么?答:是由液压系统允许的情况下,液压油为克服系统中的各种阻力而达到的压力称之为液压;液压系统的工作压力取决于负载的大小;1-5.一个潜水员在海深300m处工作,若海水密度ρ=1000kg/m3,问潜水员身体受到的静压力等于多少?解:静压力P=ρɡh=3×106Pa=3MPa

11-6.图1-29所示液压千斤顶大活塞直径为120mm,小活塞直径为10mm,杠杆尺寸a=25mm,b=30mm。如果要顶起质量m=500kg的重物,需要多大的力F?解:假设小活塞收到的正压力为F1由杠杆定理可得:因此F=16N1-7.说明连续性方程的本质是什么?他的物理意义是什么?答:其本质是质量守恒定律在流体力学中的应用;其物理意义是液体通过管道内任意通流截面的流量相等。1-8.写出理想液体的伯努利方程,并说明他的物理意义。答:;其物理意义是在密闭管道内做定常流动的理想液体具有三种形式的能量,即压力能、位能和动能;在沿管道流动的过程中,三种形式的能量可以互相转化,但在任意截面处,其能量的总和为一个常数。1-9.图1-30所示的连接器,中间有一活动隔板T,一只活塞面积A1=1×10-3m²,F1=100N,G=1000N,活塞自重不计,问:(1).当中间用隔板T隔开时,连通器两腔压力P1、P2各是多少?(2).当把中间隔板抽去,使连通器连通时,两腔压力P1、P2各是多少?力F1能否顶起重物G?解:(1);(2)当中间隔板抽去时,连通器连通且G>F1,此时变成F1为系统负载,P1=P2

2由此可得F1不能举起重物G;1-10.如图1-31所示,液压泵从油箱吸油。液压泵排量V=72cm³/r,转速n=1500r/min,油液黏度v=40×10-4m²/s,密度ρ=900kg/m³。吸油管长度L=6m,吸油管直径d=30mm,在不计局部损失时,试求为保证泵吸油口真空度不超过0.4×105Pa,液压泵吸油口高于油箱液面的最大值H,并回答此H是否与液压泵的转速有关。解:由理想液体的伯努利方程①;②;③;由于,因此,,即可得:④联立①②③可得将V2结果带入④可得H=0.44m1-11.如图1-32所示,一流量计在截面1-1、2-2处的通流面积分别为A1、A2,测压管读数差为Δh,求通过管路的流量Q。解:由题意可得①②③

3由于油管水平放置,因此,即④又因为⑤联立①②④⑤可得因此第2章液压动力元件2-1.液压传动中常用的液压泵按结构分为哪些类型?答:①齿轮泵,又可分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵;②叶片泵,又可分为单作用叶片泵、双作用叶片泵及限压式叶片泵;③柱塞泵,又可分为径向柱塞泵(轴配流柱塞泵)和轴向柱塞泵(盘配流柱塞泵);④螺杆泵2-2.如果与液压泵吸油口相通的油箱是完全封闭的,不与大气相通,液压泵能否正常工作?答:不能;因为当油箱内液体的绝对压力小于大气压强时,对于容积式液压泵来说无法正常吸油。2-3.什么叫液压泵的工作压力、最高压力和额定压力?三者有何关系?答:①工作压力(P):液压泵实际工作时输出的压力②最高压力(Pm):在超过额定压力的条件下,根据试验标准规定,允许液压泵短暂运行的最高压力值;

4③额定压力(Pn):液压泵在正常工作条件下,按试验标准规定连续运转的最高压力值。三者关系是:Pm>Pn>P2-4.什么叫液压泵的排量、流量、理论流量、实际流量和额定流量?它们之间有何关系?答:①排量(V):液压泵每转一圈所排除液体的体积;②流量(Q):单位时间内液压泵所排出的油液体积;③理论流量(Qt):在不考虑液压泵泄漏流量的条件下,在单位时间内所排出的液体体积;④实际流量(Q):液压泵在某一具体工况下,单位时间内所排出的液体体积;⑤额定流量(Qn):在正常工作条件下,按试验标准规定(如在额定压力和额定转速下)必须保证的流量。它们之间的关系:Qt=Vn;Qt>Q2-5.齿轮泵的密封容积是怎样形成的?答:①齿轮与壳体;②两齿轮互相啮合时2-6.什么是困油现象?外啮合齿轮泵、双作用叶片泵和轴向柱塞泵存在困油现象吗?它们是如何消除困油现象的影响的?答:两齿轮在啮合过程中会形成一个密闭的容积,该容积从大到小再变大的过程叫困油现象;外啮合齿轮泵有困油现象,其解决方法是在齿轮泵的两侧端盖上开御荷槽;叶片泵和轴向柱塞泵不存在困油现象。2-7.某液压泵的输出压力为5MPa,排量为10mL/r,机械效率为0.95,容积效率为0.9。当转速为1000r/min时,泵的输出功率和驱动泵的电动机功率各是多少?解:假设泵的输出功率为P出,驱动泵的电动机功率为P电则:

5因此泵的输出功率为750W,电动机功率为877W。2-8.某液压泵的转速950r/min,排量为168mL/r,为在额定压力为29.5MPa和同样转速下,测得的实际流量为150L/min,额定工作情况下的总效率为0.87,求:(1)泵的理论流量(2)泵的容积效率和机械效率(3)泵在额定工作情况下,所需要的电动机驱动功率解:(1)(2)(3)2-9.已知液压泵的输出压力p为10MPa,泵的排量V为100mL/r,转速n为1450r/min,容积效率ηv为0.95,机械效率ηm为0.9。计算:(1)该泵的实际流量Q(2)驱动该泵的电动机功率解:(1)(2)2-10.已知泵的额定流量为100L/min,额定压力为2.5MPa,当转速为1450r/min时,机械效率为0.9。由实验测得,当泵出口压力为零时,流量为106L/min;压力为2.5MPa时,流量为100.7L/min,求:

6(1)泵的容积效率(2)如泵的转速下降到500r/min,在额定压力下工作时,估计泵的流量为多少?(3)上述两种转速下泵的驱动功率。解:(1)(2)(3)2-11.已知某液压系统工作时所需最大流量Q=5×10-4m³/s,最大工作压力P=40×105Pa,取k压=1.3,k流=1.1,试从下列泵中选择液压泵。若泵的效率η=0.7,计算电动机功率。CB-B50型泵,Q额=50L/min,p额=25×105Pa。YB-40型泵,Q额=40L/min,p额=63×105Pa。解:由于,且因此选用YB-40型泵第3章液压执行元件

73-1简述液压缸的分类。答:液压缸按作用方式可分为单作用液压缸和双作用液压缸两类;按结构形式可分为活塞缸、柱塞缸和伸缩缸三类。其中活塞缸又分为单杆活塞缸和双杆活塞缸两类。除以上分类外,还有摆动式液压缸。3-2液压缸由哪几部分组成?答:常见的液压油缸有活塞式和柱塞式。活塞式油缸的主要组成零件有:缸体、活塞、活塞杆、端板和密封圈等。柱塞式油缸的主要组成零件有:缸体、柱塞、导向套、密封胶圈和端压盖等。3-3液压缸为什么要设缓冲装置?答:液压缸的活塞及活塞杆,在液压力的驱动下具有很大的动量.它在行程终端,当杆头进入液压缸的端盖和缸底部分时,会引起机械碰撞,产生很大的冲击。为了防止带来的冲击对油缸的影响,设计时会考虑到油缸收到底时活塞与缸筒底的碰撞问题,所以会考虑油缸行程,大都会让行程有富余,快到行程终端时外部都有机械限位,防止油缸内部碰撞,任何时候都不会用到油缸的全行程.若在行程方面无法得到解决的话,就必须在油缸的设计时采用缓冲装置,来避免油缸较强的机械碰撞.在缓冲装置的作用下,在行程终端时能实现速度递减,直至为零.避免机械碰撞,从而达到对油缸的保护作用.3-4液压马达和液压泵有哪些相同点和不同点?答:相同点:1)从原理上讲,液压马达和液压泵是可逆的,如果用电机带动时,输出的是液压能(压力和流量),这就是液压泵;若输入压力油,输出的是机械能(转矩和转速),则变成了液压马达。2)从结构上看,二者是相似的。3)从工作原理上看,二者均是利用密封工作容积的变化进行吸油和排油的。对于液压泵,工作容积增大时吸油,工作容积减小时排出高压油。对于液压马达,工作容积增大时进入高压油,工作容积减小时排出低压油。不同点:

81)液压泵是将电机的机械能转换为液压能的转换装置,输出流量和压力,希望容积效率高;液压马达是将液体的压力能转为机械能的装置,输出转矩和转速,希望机械效率高。因此说,液压泵是能源装置,而液压马达是执行元件。2)液压马达输出轴的转向必须能正转和反转,因此其结构呈对称性;而有的液压泵(如齿轮泵、叶片泵等)转向有明确的规定,只能单向转动,不能随意改变旋转方向。3)液压马达除了进、出油口外,还有单独的泄漏油口;液压泵一般只有进、出油口(轴向柱塞泵除外),其内泄漏油液与进油口相通。4)液压马达的容积效率比液压泵低;3-5增压缸大腔直径D=90mm,小腔直径d=40mm,进口压力为p1=63×105Pa,流量为Q1=0.001m3/s,不计摩擦和泄漏,求出口压力P2和流量Q2各为多少?解:由题意知,增压缸出口压力出口流量3-6用一定量泵驱动单活塞杆液压缸,已知活塞直径D=100mm,活塞杆直径d=70mm,被驱动的负载∑R=1.2×105N。有杆腔回油背压为0.5MPa,设缸的容积效率v=0.99,机械效率m=0.98,液压泵的总效率=0.9。求:(1)当活塞运动速度为100mm/s时液压泵的流量。(2)电动机的输出功率。解:1)液压泵输出流量2)电动机的输出功率液压缸驱动负载所需工作压力

9液压泵需提供功率电机输出功率3-7如图3-19所示,两个相同的液压缸串联,两缸的无杆腔和有杆腔的有效工作面积分别为A1=100cm2,A2=80cm2,输入的压力p1=18×105Pa,输入的流量Q=16L/min,所有损失均不考虑,试求:(1)当两缸的负载相等时,可能承担的最大负载F为多少。(2)当两缸的负载不相等时,计算F1max和F2max的数值。(3)两缸的活塞运动速度各是多少?解:1)两缸的负载相等时而所以故2)两缸的负载不相等时活塞1产生的推力

10由上式可知,要使活塞1产生的推力F1最大,则p2=0。所以活塞2产生的推力由上式可知,要使活塞2产生的推力F2最大,则p2=p1。所以3)两缸运动的速度活塞1运动速度活塞2运动速度3-8有一径向柱塞液压马达,其平均输出转矩T=24.5N·m,工作压力P=5MPa,最小转速nmin=2r/min,最大转速nmax=300r/min,容积效率hv=0.9,求所需的最小流量和最大流量为多少?解:1)求马达的排量由有2)所需的最小流量和最大流量

113-9有一液压泵,当负载压力为P=80×105Pa时,输出流量为96L/min,而负载压力为100×105Pa时,输出流量为94L/min。用此泵带动一排量V=80cm3/r的液压马达,当负载转矩为120N·m时,液压马达机械效率为0.94,其转速为1100r/min。求此时液压马达的容积效率。解:液压马达的工作压力由有由题意知,该工况下,液压泵输出流量为94L/min由有3-10泵和马达组成系统,已知泵输出油压pp=100×105Pa,排量Vp=10cm3/r,机械效率hmp=0.95,容积效率hvp=0.9;马达排量VM=10cm3/r,机械效率hmM=0.95,容积效率hvM=0.9,泵出口处到马达入口处管路的压力损失为5×105Pa,泄漏量不计,马达回油管和泵吸油管的压力损失不计,试求:(1)泵转速为1500r/min时,所需的驱动功率Prp;(2)泵输出的液压功率Pop;(3)马达输出转速nM;(4)马达输出功率PM;(5)马达输出转矩TM。解:1)液压泵的输出功率液压泵的输出流量

12液压泵的输出功率2)所需的驱动功率3)液压马达的输出转速不计管路中的流量损失,液压马达的输入流量等于液压马达的输出流量,所以液压马达的理论流量:液压马达转速4)液压马达的输出功率5)液压马达的输出转矩第四章液压控制元件与液压基本回路4-1简述液压控制阀的作用和类型。

13液压控制阀,简称为液压阀,它是液压系统中的控制元件,其作用是控制和调节液压系统中液压油的流动方向、压力的高低和流量的大小,以满足液压缸、液压马达等执行元件不同的动作要求。液压阀的类型如表4-1所示。表4-1液压阀的类型分类方法类型详细分类按用途分压力控制阀溢流阀、顺序阀、减压阀、压力继电器流量控制阀节流阀、调速阀、分流阀、集流阀方向控制阀单向阀、液控单向阀、换向阀按结构分类滑阀圆柱滑阀、旋转阀、平板滑阀座阀椎阀、球阀、喷嘴挡板阀射流管阀射流阀按操作方式分人力操纵阀手把及手轮、踏板、杠杆操纵阀机械操纵阀挡块、弹簧操纵阀液压(或气动)操纵阀液压、气动操纵阀电动操纵阀电磁铁、电液操纵阀按控制方式分类比例阀比例压力阀、比例流量阀、比例换向阀、比例复合阀伺服阀单、两级电液流量伺服阀、三级电液流量伺服阀数字控制阀数字控制压力控制流量阀与方向阀按连接方式分类管式连接螺纹式连接、法兰式连接阀板式及叠加式连接单层连接板式、双层连接板式、整体连接板式、叠加阀插装式连接螺纹式插装阀、法兰式插装阀4-2简述普通単向阀和液控单向阀的作用、组成和工作原理。单向阀可分普通单向阀和液控单向阀两种。

141.普通单向阀的作用、组成和工作原理普通单向阀的作用是使油液只能沿一个方向流动,不许它反向倒流,故又称为止回阀。如图4-1所示为普通单向阀的外形图,图4-2所示为其结构和图形符号图,这种阀由阀体1、阀芯2、弹簧3等零件组成。当压力油从阀体左端的通口P1流入时,油液在阀芯的左端上产生的压力克服弹簧3作用在阀芯2上的力,使阀芯向右移动,打开阀口,并通过阀芯2上的径向孔a、轴向孔b,从阀体右端的通口P2流出。当压力油从阀体右端的通口P2流入时,液压力和弹簧力一起使阀芯锥面压紧在阀座上,使阀口关闭,油液无法通过。图4-1普通单向阀外形图图4-2普通单向阀1—阀体2—阀芯3—弹簧a—径向孔b—轴向孔2.液控单向阀的作用、组成和工作原理液控单向阀可使油液在两个方向自由通流,可用作二通开关阀,也可用作保压阀,用两个液控单向阀还可以组成“液压锁”。(c)实物图图4-3液控单向阀1—控制活塞2—顶杆3—阀芯如图4-3所示为液控单向阀的结构和图形符号图,这种阀由控制活塞1、顶杆2、阀芯3和弹簧等组成。

15当控制口K处无控制压力油通入时,它的工作原理和普通单向阀一样,压力油只能从通口P1流向通口P2,不能反向倒流。当控制口K有控制压力油通入时,因控制活塞1右侧a腔通泄油口(图中未画出),活塞1右移,推动顶杆2克服弹簧的压力,顶开阀芯3,使通口P1和P2接通,油液就可在两个方向自由通流。液控单向阀具有良好的单向密封性,常用于执行元件需要长时间保压、锁紧的回路中。4-3简述三位四通电液换向阀的作用、组成和工作原理。电液换向阀是由电磁换向阀与液动换向阀组成的复合阀。电磁换向阀为先导阀,它用来改变控制油路的方向;液动换向阀为主阀,它用来改变主油路的方向。这种阀的优点是用反应灵敏的小规格电磁阀方便地控制大流量的液动阀换向。如图4-12所示为三位四通电液换向阀的结构和图形符号图,当电磁换向阀的两个电磁铁均不通电时,电磁换向阀阀芯4在其对中弹簧作用下处于中位,此时来自液动换向阀P口或外接油口的控制压力油均不进入主阀芯的左、右两油腔,液动换向阀芯左右两腔的油液通过先导电磁换向阀中间位置的A′、B′两油口与先导电磁阀T′口相通,再从液动换向阀的T口或外接油口流回油箱。液动换向阀阀芯在两端对中弹簧的预压力的推动下,依靠阀体定位,准确地回到中位,此时主阀的P、A、B和T油口均不通;当先导电磁换向阀左边的电磁铁3通电后,使其阀芯向右边位置移动,来自液动换向阀P口或外接油口的控制压力油可经先导电磁换向阀的A′口和左单向阀进入液动换向阀左端油腔,并推动主阀阀芯向右移动,这时液动换向阀阀芯右端油腔中的控制油液可通过右边的节流阀经先导电磁换向阀的B′口和T′口,再从液动换向阀的T口或外接油口流回油箱,使液动换向阀P与A、B和T的油路相通;反之,由先导电磁换向阀右边的电磁铁5通电,可使P与B、A与T的油路相通。液动换向阀阀芯的移动速度可由右边的节流阀调节。因此可使换向平稳,无冲击。(a)结构图

16(b)图形符号图(c)简化图形符号图图4-12三位四通电液换向阀4-4何谓换向阀的“位”与“通”?画出三位四通电磁换向阀、二位三通机动换向阀及三位五通电液换向阀的职能符号。换向阀的“位”是指换向阀的工作位置,换向阀的“通”是指换向阀的所有进油通道和出油通道数。换向阀的“位”和“通”的符号如图4-5所示。二位三通三位四通三位五通图4-5换向阀的“位”和“通”的符号4-5何谓中位机能?画出“O”型、“M”型和“P”型中位机能,并说明各适用何种场合。三位四通换向阀的中位机能是指阀处于中位时各油口的连通方式,如表4-4所示为常见三位四通换向阀的中位机能。表4-4常见三位四通换向阀的中位机能型式结构简图图形符号中位油口状况、特点及应用O型P、A、B、T四口全封闭,执行元件闭锁,可用于多个换向阀并联工作

17P型P、A、B口相通,T封闭;泵与执行元件两腔相通,可组成差动回路M型P、T口相通,A与B口均封闭;执行元件两油口都封闭,泵卸荷,也可用多个M型换向阀并联工作4-6简述先导式溢流阀的结构和工作原理。如图4-20所示为一种典型的三节同心结构中压先导式溢流阀的结构和图形符号图,图4-17为其外形图。这种阀由先导阀和主阀两部分组成。先导阀是一个小规格锥阀芯直动式溢流阀,主阀的阀芯6上开有阻尼小孔5,阀体上还加工有孔道。工作时,压力油从进油口P进入,经主阀芯6上的径向孔进入主阀芯6的下端,同时压力油又经阻尼孔5进入主阀芯6的上端,并作用于先导阀的锥阀芯1上,此时K控口不接通。当进油口P的压力低于先导阀弹簧9的调定压力时,先导阀关闭,主阀芯6上下两端压力相等,主阀芯在主阀弹簧8作用下处于最下端,主阀关闭,不溢流。当进油口P的压力高于先导阀弹簧9的调定压力时,先导阀被推开,主阀芯上腔的压力油经锥阀阀口、回油腔T流回油箱。由于阻尼孔5的作用,在主阀芯上下端形成一定的压力差,主阀芯便在此压力差的作用下克服主弹簧的张力上移,P与T接通达到溢流的目的。调节螺母即可改变先导阀弹簧9的预压缩量,从而调整系统的压力。(a)结构图(b)图形符号图1-锥阀芯(先导阀);2-锥阀座;3-阀盖;4-阀体;5-阻尼孔;

186-主阀芯;7-主阀座;8-主阀弹簧;9-调压(先导阀)弹簧图4-20先导式溢流阀4-7简述直动式顺序阀的作用、组成和工作原理。顺序阀是利用系统压力变化来控制油路的通断,以实现各执行元件按先后顺序动作的压力阀。按控制压力的不同,顺序阀可分为内控式和外控式两种,前者用阀进口处的油压力控制阀芯的启闭,后者用外来的控制压力油控制阀芯的启闭(即液控顺序阀)。按结构的不同,顺序阀又可分为直动式和先导式两种,前者一般用于低压系统,后者用于中高压系统。图4-27所示为直动式顺序阀的结构、实物图和图形符号图。这种阀由下端盖、控制活塞、阀体、阀芯、弹簧等组成。当进油口压力较低时,阀芯在弹簧作用下处下端位置,进油口P1和出油口P2不相通。当作用在阀芯下端的油液的液压力大于弹簧的预紧力时,阀芯向上移动,阀口打开,进油口P1和出油口P2相通,油液便经阀口从出油口流出,从而操纵另一执行元件或其他元件动作。因顺序阀利用其进油口压力控制,称为普通顺序阀(也称内控外泄式顺序阀)。若将图4-27(a)中端盖转180º或90º安装,并将外控口K的螺塞取下后,在该处接控制油管并通控制油,则阀的启闭便由外部压力油控制,便可构成外控外泄式顺序阀。若将阀盖6转180º安装,使泄油口处的小孔与阀体上的小孔连通,并将泄油口用螺堵封住,并使顺序阀的出油口与回油箱连通,这时顺序阀成为卸荷阀(也称外控内泄式顺序阀)。当顺序阀内装并联的单向阀,可构成单向顺序阀。单向顺序阀也有内外控之分。若将出油口接通油箱,且将外泄改为内泄,即可作平衡阀用,使垂直放置的液压缸不因自重而下落。

19(d)实物图图4-27直动式顺序阀4-8简述先导式减压阀的结构和工作原理。减压阀是利用油液通过缝隙时产生压降的原理,使系统中某一支路获得较液压泵供油压力低的稳定压力的压力阀。减压阀也有直动式和先导式两种。直动式减压阀很少单独使用,而先导式减压阀则应用较多。如图4-24所示为先导式减压阀的结构和图形符号图。这种阀由先导阀和主阀组成,先导阀由手轮、弹簧、先导阀阀芯和阀座等组成。主阀由主阀芯、主阀体、阀盖等组成。油压为P1的压力油由主阀进油口流入,经减压阀阀口x后由出油口流出,其压力为p2。当出口压力P2低于先导阀弹簧的调定压力时,先导阀关,主阀阀芯上、下腔油压力相等,在主阀弹簧力作用下处于最下端位置,x开度最大,不起减压作用。当出口压力P2高于先导阀弹簧的调定压力时,先导阀开,主阀阀芯上升,x开度减小,△P=P1-P2增大,由于出口压力为调定值P2,因此其进口压力P1值会升高,起减压作用。这时如果由于负荷增大或进口压力向上波动使出口压力P2增大,在P2高于先导阀弹簧的调定压力,主阀阀芯上升,x开度迅速减小,△P=P1-P2进一步增大,出口压力P2便自动下降,但仍恢复为原来的调定值,由此可见,减压阀能利用出油口压力的反馈作用,自动控制阀口开度,保证出口压力基本上为弹簧调定压力,因此这种减压阀也称为定值减压阀。图4-24J型先导式减压阀

204-9简述普通节流阀的作用、结构和工作原理。如图4-41所示为普通节流阀的结构和图形符号图,图4-26所示为普通节流阀的外形图。这种阀的节流油口为轴向三角槽式,主要由阀芯、推杆、手轮和弹簧等组成。图4-41轴向三角槽式节流阀l—顶盖2—导套3—阀体4—阀芯5—弹簧6—底盖压力油从油口P1流入,经阀芯4左端的轴向三角槽后由P2流出。阀芯4在弹簧力的作用下始终紧贴在推杆的端部。旋转手轮可使推杆沿轴向移动,改变节流口的通流截面积,从而调节通过阀的流量。4-10简述调速阀的工作原理。如图4-44所示为调速阀的工作原理图,这种调速阀由定差式减压阀和节流阀串联而成。节流阀用来调节通过的流量,定差减压阀则自动补偿负载变化的影响,使节流阀前后的压力差为定值,消除了负载变化对流量的影响。若减压阀进口压力为,出口压力为,节流阀出口压力为,则减压阀a腔、b腔油压力为,c腔油压力为。若减压阀a、b、c腔有效工作截面积分别为、、,则。节流阀出口的压力为由液压缸的负载决定。

21(d)实物图图4-44调速阀的工作原理1—减压阀芯2—节流阀当减压阀阀芯在其弹簧力、油液压力和的作用下处于某一平衡位置时,则:p2A1+p2A2=p3A+FS则由于弹簧刚度较低,且在工作过程中减压阀阀芯位移很小,认为基本不变,故也基本不变。故节流阀面积不变,流量()也为定值,也就是说,无论负载如何变化,也恒定不变,液压元件的运动速度也不变。如果负载增大,增大,减压阀右腔推力也增大,阀芯左移,阀口开大,阀口的液阻减小,也增大,而却不变。如果负载减小,减小,减压阀右腔推力也减小,阀芯右移,阀口开度减小,阀口的液阻增大,也减小,而也不变。因此调速阀适用于负荷变化较大,速度平稳性要求较高的组合机床、铣床等的液压系统。4-11何谓叠加阀?叠加阀有何特点?

22叠加式液压阀简称叠加阀,是在板式液压阀集成化基础上发展起来的一种新型的控制元件。每个叠加阀不仅起控制阀的作用,而且还起连接块和通道的作用。每个叠加的阀体均有上下两个安装平面和四到五个公共通道,每个叠加阀的进出油口与公共通道并联或串联,同一通径的叠加阀的上下安装面的油口相对位置与标准的板式液压阀的油口位置相一致。叠加阀也可分为换向阀、压力阀和流量阀三种,只是方向阀中仅有单向阀类,而换向阀采用标准的板式换向阀。由叠加阀构成的系统结构紧凑、系统设计制造周期短、外观整齐、便于改造和升级。但目前叠加阀的通径较小(一般不大于20mm)。4-12双向变量泵方向控制回路中,变量泵是哪种泵?怎样实现方向的改变?蓄能器起什么作用?答:变量泵是排量可变的泵。变量泵可以为单作用叶片泵、径向柱塞泵或轴向柱塞泵。单作用叶片泵通过改变转子和定子之间的偏心距的方向可改变输出油液的方向;径向柱塞泵也可通过改变转子和定子之间的偏心距的方向可改变输出油液的方向;轴向柱塞泵可通过改变斜盘的倾斜方向可改变输出油液的方向。蓄能器作用:为了补偿在闭式液压回路中单杆液压缸两侧油腔的油量差,采用了一个蓄能器。当活塞向下运动时,蓄能器放出油液以补偿泵吸油量的不足。当活塞向上运行时,压力油将液控单向阀打开,使液压缸上腔多余的回油流入蓄能器。4-13主油路节流调速回路中溢流阀的作用是什么?压力调整有何要求?节流阀调速和调速阀调速在性能上有何不同?答:溢流阀的作用:主油路节流调速是将节流阀串联在主油路上,并联一溢流阀,多余的油液经溢流阀流回油箱,由于溢流阀一直处于工作状态,所以泵出口压力保持恒定不变。溢流阀的压力大学系统压力和节流阀的损失压力之和。节流调速回路由于阀的进口压力和出口压力差不定,流量不稳导致调速不稳,当系统压力较大时,流量太小出现爬行。由于调速阀采用压力反馈,进出口压力差稳定,从而使输出的油液流量稳定,执行结构的运行平稳,机械特性硬,获得理想的运行速度。4-14图4-52双泵供油快速回路中,1泵和2泵各有什么特点?单向阀的作用是什么?溢流阀3为什么接在去系统油路上?答:双泵供油快速运动回路工作原理:

23图中1高压小流量泵,用以实现工作进给运动。2低压大流量泵,用以实现快速运动。在快速运动时,液压泵2输出的油经单向阀4和液压泵1输出的油共同向系统供油。在工作进给时,系统压力升高,打开液控顺序阀(卸荷阀)3使液压泵2卸荷,此时单向阀4关闭,由液压泵1单独向系统供油。溢流阀5控制液压泵1的供油压力是根据系统所需最大工作压力来调节的,而卸荷阀3使液压泵2在快速运动时供油,在工作进给时则卸荷45213 图4-52双泵供油快速回路(元件标注与教材图形有所差异)4-15简述图4-53液压压床的补油回路的工作过程,并说出该系统的特点?答:当向下运动时泵打出的油液进入截面积小的辅助缸,是辅助缸快速向下运动,同时带动主缸活塞向下运动,是主缸的上腔形成真空,从而高位油箱中的油液经过液控单向阀进入主缸上腔,实现快速运动。4-16在两个慢速换接回路中能否利用两调速阀并联回路?为什么?答:不能,当一个调速阀工作时,而另一个调速阀内无油通过,它的减压阀不起作用而处于最大开口状态,因而速度换接时大量油液通过该处将使机床工作部件产生突然前冲现象。4-17在图4-30(a)所示的二级调压回路中为什么阀4的调定压力一定要小于阀2的调定压力?在图4.30(b)中三个调节阀的调定压力的关系如何?答:阀4相当于阀2的先导阀,如果阀4调定压力大于阀2的调定压力会造成阀2打开而阀4未动作的故障,从而起不到双极调压的目的。阀2、阀3的调定压力小于阀2的调定压力,阀2与阀3之间的压力没有关系,可以根据系统要求进行调定。4-18如图4-84所示,溢流阀调定压力Ps1 = 5 MPa,减压阀的调定压力Ps2 = 1.5 MPa,Ps3 = 3.5 MPa,活塞运动时,负载FL = 2000N,活塞面积A = 20 ´ 10−4m2,减压阀全开时的压力损失及管路损失忽略不计,求:(1)活塞运动及到达终点时,A、B、C各点的压力是多少?

24(2)当负载FL = 4000N时,A、B、C各点的压力是多少?答:(1)当运动到终点是A点压力是系统压力5MPAB点(ps2)3.5mpac点(ps3)是3.5mpa(2)A点压力是5mpaB点是3.5mpaC也是3.5mpa图4-844-19在图4-85所示的回路中,溢流阀的调定压力为5.0MPa,减压阀的调定压力为2.5MPa,试分析下列各情况,并说明减压阀阀口处于什么状态。图4-85(1)当泵压力等于溢流阀调定压力时,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1.5MPa时(工件原先处于夹紧状态),A、C点的压力为多少?(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?解:(1)当泵压力等于溢流阀调定压力时,夹紧液压缸使工件夹紧后,泵的出口压力等于溢流阀调定压力(PB1=Py=5Mpa)时,C点压力PC1随着负载(夹紧力)压力上升,当A点的压力PA1等于减压阀的调整压力Pj时,减压阀开始起作用稳定其出口压力,此时,PA1=PC1=Pj=2.5Mpa。(2)泵的出口压力由于工作缸快进,压力降为1.5Mpa时(工件原先处于夹紧状态),泵的出口压力由工作缸负载确定,PB2=1.5Mpa

25(3)夹紧缸在夹紧工件前作空载运动时,由于夹紧缸的负载压力为零,减压阀全开,PB3=PA3=PC3=0Mpa。图4-864-20液压缸的活塞面积为A = 100 ´ 10−4m2,负载在500~40000N的范围内变化,为使负载变化时活塞运动速度稳定,在液压缸进口处使用一个调速阀,若将泵的工作压力调到泵的额定压力(压力为6.3MPa),阀是否适合?为什么?答:最大压力P=F/A=40000/100 ´ 10−4=4MPa调速阀最小压差P1=0.5MPa液压泵工作压力Pp=P+P1=4+0.5=4.5MPa6.3Mpa能保证流量的稳定,但能耗不利。4-21如图 4-86 所示,上模重量为30000N,活塞下降时回油腔活塞有效面积A = 60 ´ 10−4m2,溢流阀调定压力ps=7MPa,摩擦阻力、惯性力、管路损失忽略不计。求:(1)顺序阀的调定压力需要多少?(2)上模在液压缸上端且不动,换向阀在中立位置,图中压力表指示的压力是多少?(3)当活塞下降至上模触到工作物时,图中压力表指示压力是多少?答:(1)摩擦阻力、惯性力、管路损失忽略不计,顺序阀的调定压力0Mpa;(2)此时克服重力,P=F/A=3000/0.006=5MPA;(3)此时克服压力逐渐上升直到溢流阀打开,此时压力表压力为P3=7Mpa;4-22图4-87所示液压系统,液压缸有效面积A1 = 100 ´ 10−4m2,A2 = 100 ´ 10−4m2,液压缸A负载FL = 35000N,液压缸B活塞运动时负载为零。摩擦损失、惯性力、管路损失忽略不计。溢流阀、顺序阀、减压阀调定压力分别为4MPa、3MPa、2MPa。求在下列情形之下,C、D和E处的压力。(1)泵运转后,两换向阀处于中立位置。

26(2)A+线圈通电,液压缸A活塞移动到终点时。(3)A+线圈断电,B+线圈通电,液压缸B活塞运动到尽头时。图4-87解:(1)液压泵启动后两换向阀处于中位时,泵的油液只能从溢流阀回油箱,所以PA=4Mpa,因顺序阀调定压力小于PA,顺序阀开启,但顺序阀出油口封闭,所以PB=PA=4Mpa,由于减压阀出油口封闭,减压阀的先导阀打开,减压阀口关小,减压,所以PC=2Mpa.(2)换向阀电磁线圈1YA通电,1)液压缸1活塞移动时2)液压缸1活塞运动到终点时,B、A两点压力升高到溢流阀打开,这时(3)换向阀电磁线圈1YA断电,2YA通电1)液压缸2活塞移动时2)当液压缸2活塞碰到固定挡块时,减压阀的先导阀打开,减压阀口关小,顺序阀开启,溢流阀打开,则

274-23图4-88所示为由插装式锥阀组成方向阀的两个例子,如果在阀关闭时,A、B有压力差,试判断电磁铁通电和断电时,压力油能否开启锥阀而通流,并分析各自是作为何种换向阀使用的。图4-88答:1)当电磁铁断电时图a:若pA>pB,则阀关闭;若pApB,则A→B;若pApB,则A→B;若pApB,则A→B;若pA

28图4-894-25在图4-90所示的回路中,若溢流阀的调定压力分别为pYl = 6MPa,pY2 = 4.5MPa,泵出口处的负载阻力为无限大,试问,在不计管道损失和调压偏差的情况下。(1)换向阀下位接入回路时,泵的工作压力为多少?B点和C点的压力各为多少?(2)换向阀上位接入回路时,泵的工作压力为多少?B点和C点的压力又是多少?图4-90答:(1)解:1)换向阀下位接入回路时,即关闭Py2的外泄油口Pp=Py1=6Mpa,PB=6Mpa,Pc=0Mpa2)换向阀上位接入回路时,阀1和阀2并联,泵的工作压力为两者调整压力的较小者,故,Pp=py2=4.5Mpa,PB=4.5Mpa,Pc=0Mpa(通油箱)。4-26在图4-91所示的回路中,已知活塞运动时的负载F = 1.2kN,活塞面积为15´10−4m2,溢流阀调定值为4.5MPa,两个减压阀的调定值分别为pJ1 = 3.5MPa和pJ2 = 2MPa,如油液流过减压阀及管路时的损失可忽略不计,试确定活塞在运动时和停在终端位置时,A、B、C三点的压力值。图4-91

29答:解:1)运动时,pA=pB=pC=0.8Mpa此时,Pc=F/A=1200/(15×10-4)Pa=0.8MPa,即p

30要改变活塞前进速度,需由节流阀和图中电磁换向阀调整。4-28如图4-93所示,已知两液压缸的活塞面积相同,液压缸无杆腔面积A1 = 20 ´10−4m2,但负载分别为F1 = 8 000N,F2 = 4 000N,如溢流阀的调定压力为4.5MPa,试分析当减压阀压力调定值分别为1MPa、2MPa、4MPa时,两液压缸的动作情况。图4-93答:按已知条件,缸1运动时需pA1=4Mpa,缸2运动时需pA2=2Mpa.1、当减压阀压力调定值为1MPa时由于减压阀调定压力未达到缸2运动所需压力,故减压阀处于关闭状态,缸2不动,因溢流阀设定压力为4.5Mpa,大于缸1运动所需压力,所以缸1运动.2、减压阀压力调定值为2MPa时减压阀设定压力与缸2所需压力相等,即减压阀处于动态接通与关闭状态,接通时缸2运动,关闭时缸1运动(原因见问题1),由于减压阀关闭时缸2因惯性运动使得减压阀出口压力下降造成减压阀接通,此时系统压力下降,因此缸1因压力不足也处于惯性运动中,即减压阀压力调定值为2MPa,时,缸1与缸2是交替运行的,由于交替时间很短,因此宏观上看到的是两缸同时运行。3、当减压阀压力调定值为4MPa时由于设定压力大于缸2所需运动压力,故缸2运动,此时系统压力为2Mpa,因此缸1不动,等缸2运动到终点,减压阀关闭,系统压力上升达到缸1运动所需压力,缸1运动.这是一道典型的压力控制元件应用题,多个液压传动。4-29分析图4-94回路的工作过程,说明回路特点。

31图4-94答:电磁换向阀两侧不得电时,液压缸处于锁定状态;当下面电磁换向阀左侧得电时,上面电磁换向阀得电时,下面换向至左位,液压缸左腔进油,右腔的由调速阀回油箱,属于回油调速,液压缸运动速度由调速阀决定;当下面电磁换向阀右侧得电时,上面电磁换向阀得电时,下面换向至右位,油液经单向阀进入液压缸右腔,液压缸左腔油回油箱,液压缸快速向左运动。第5章液压辅助元件5-1密封件应满足哪些基本要求?答:防止液压元件和液压系统中液压油的内漏和外漏,保证液压系统能建立必要的工作压力,还可以防止外漏油液污染工作环境。密封装置应具有良好的密封性、耐磨、耐油、耐用、结构简单、拆装维护方便。5-2安装Y形密封圈时应注意什么问题?答:这种密封能随着工作压力的变化自动调整密封性能,压力越高则唇边被压得越紧,密封性越好;当压力降低时唇边压紧程度也随之降低,从而减少了摩擦阻力和功率消耗,它还能自动补偿唇边的磨损,保持密封性能不降低。工作压力可达20MPa,工作温度为-30~100℃。在装配时应注意唇边应对着有压力油的油腔5-3选用过滤器时应考虑哪些问题?答:1)过滤精度应满足液压系统的要求2)能较长时间内保持足够的通流能力3)滤芯具有足够的强度4)滤芯抗腐蚀性能好,能在规定的温度下持久的工作

325)滤芯的清洗、更换和维护要方便5-4过滤器分为哪些种类?绘图说明过滤器一般安装在液压系统中的什么位置?答:根据滤芯的不同可分为网式、线隙式、纸质式、烧结式和磁性滤油器等。一般在液压系统中的安装位置1、2、3、4、5。5-5蓄能器有哪些功用?安装和使用蓄能器应注意哪些事项?答:蓄能器是一种储存油液压力能,并在需要时释放出来供给系统的能量储存装置。它能作辅助动力源、充当应急动力源、补漏保压、吸收脉动,降低噪声。根据蓄能器内油液加载方式不同,可分为重力式,弹簧式和充气式三种。目前常用的多是利用气体压缩和膨胀来储存、释放液压能的充气式蓄能器。它有气囊式、活塞式、气瓶式等几种。5-6油管的种类有哪些?答:油管的作用是将各液压元器件连接起来。液压系统中使用的油管有钢管、紫铜管、橡胶管、尼龙管、耐油塑料管等。采用哪种油管必须根据系统的工作压力、使用环境及其安装位置正确选用。第6章典型液压系统6-1如图6-8所示的液压系统能实现:“A夹紧→B快进→B工进→B快退→B停止→A松开→泵卸荷”等顺序动作的工作循环。(1)试列出上述循环时电磁铁动态表。(2)说明系统是由哪些基本回路组成的。

33图6-8题图6-1电磁铁动作顺序表电磁铁动作1YA2YA3YA4YA5AA夹紧———+—B快进+—++—B工进+——+—B快退—+—+—原位停止——+++B停止———+—A松开—————-泵卸荷————+该系统有:由阀5实现的减压回路、阀10构成的差动回路、阀9构成单向调速回路、阀4构成的卸荷回路、溢流阀2构成的调压回路、单向阀3构成回路、单向阀7构成保压回路、换向阀6构成的换向回路等组成。6-2如图6-9是汽车库升降平台的结构示意图和液压系统图,分析其工作过程和回路的特点。

34图6-9题图6-2答:首先右边二位阀电磁铁得电,活塞向右运动,拔出定位销,然后三位换向阀左边电磁铁得电时,油液通过三位换向阀液控单向阀是伸缩式柱塞缸向上运动,举起汽车到相应位置,等达到位置后,三位阀左边电磁铁断电,当汽车离开升降台后,使右边电磁铁得电,同时使左边二位阀电磁铁得电,液控单向阀打开,在升降台的自重的作用下,液压缸向下运动,由于回油路上有节流阀产生背压,所以液压缸安全下行,当下行到位后,碰到相应的行程开关,使三个电磁铁断电,主缸停止运动,辅助缸左行,将定位销插入销孔,到位后相应行程开关使液压泵电机断电,整个系统停止工作。该系统利用了柱塞式伸缩缸,实现长距离工作。利用液控单向阀实现保压,利用三位四通换向阀的H型中位机能,对单向阀进口卸荷,保证单向阀可靠关闭,利用节流阀产生背压,使主缸匀速可靠下落,保护了系统的安全,辅助缸后部加装弹簧,使泵停车时销子可靠插入销孔。6-3根据图6-10所示,填写当实行下列工作循环时的电磁铁动作顺序表。

35图6-10题图6-3电磁铁动作顺序表电磁铁动作1YA2YA3YA4YA快进+—++中速进给+———慢速进给+——+快退—+——原位停止————6-4图6-11是移动式汽车维修举升液压系统,分析该系统的工作过程和特点。指出二位二通电磁阀、液控单向阀、分流集流阀的作用。图6-11题图6-4

36答:1YA、3YA得电,俩三位换向阀右位工作,通过分流集流阀进入同步缸向上运动,到达所需位置时,1YA、3YA失电,换向阀位于中位,单向阀进口与油箱相连,保证液控单向阀可靠工作,同时二位二通阀电磁铁得电,对泵卸荷。汽车维修完毕后,2YA、4YA得电,二位二通阀电磁铁失电,三位换向阀工作在右位,打开液控单向阀,同步缸返回,放下汽车。该系统采用机械和分流集流阀实现缸的同步运动,利用液控单向阀构成平衡回路,汽车在维修过程中,保证安全,利用二位二通阀构成卸荷回路,保护油泵的安全,利用换向阀的中位机能保证单向阀的可靠工作。二位二通阀构成卸荷回路,保护油泵。和缸相连的液控单向阀构成平衡回路,保证汽车在维修的过程中,活塞不会向下运动,保证维修过程中的安全。下面液控单向阀,保证分流集流发内一直充满油液。分流集流阀用于相连接的缸的同步。6-5图6-12是JG21Y-160冲床液压系统图,其工作过程是“滑块快速下降→冲剪下降→快速上升→停止”工作循环。试分析其工作过程和系统特点。

37图6-12题图6-5答:滑块快速下降:三通阀电磁铁得电,油进入缸的C腔,由于C腔相当于柱塞缸,所以通流面积小,缸的运动速度快;同时油液经过四通阀的左工作位,经过插装阀的下腔使A腔的油液进入B腔,实现差动连接,使滑块运动速度进一步加快,因此滑块快速下滑;冲剪下降:当C腔充满油液后,四通阀电磁铁得电,开始冲剪下降工作运动,此时油液直接全部进入B腔,A腔中的油液直接流回油箱,增加工作压力,实现冲剪运动。快速上升:三通阀和四通阀的电磁铁失电,油液进入A腔,并打开插装阀,B腔的油液经过插装阀进入A腔,实现差动运动,使滑块快速上升;停止:当滑块到达最高位置时,二通阀得电,泵卸荷,滑块停止运动。第7章气动传动技术7-1说明空气压缩机的工作原理。答:活塞式空压机是通过曲柄连杆机构使活塞做往复运动而实现吸、压气,并达到提高气体压力的目的。曲柄10由原动机(电动机)带动旋转,从而驱动活塞5在缸体4内往复运动。当活塞向右运动时,气缸内容积增大而开成部分真空,活塞左腔的压力低于大气压力Pa,吸气阀2开户,外界空气进入缸内,这个过程称为“吸气过程”;当活塞反向运动时,吸气阀关闭,随着活塞的左移,缸内压力高于输出气管内力p后,排气阀1被打开,压缩空气送至输出气管内,这个过程称为“排气过程”。曲柄旋转一周,活塞往复行程一次,即完成一个工作循环。7-2说明后冷却器的作用。答:后冷却器安装在空气压缩机出口处的管道上。它将空气压缩机排出的压缩空气温度由140~170℃降至40~50℃。这样就可以使压缩空气中的油雾和水汽迅速达到饱和,使其大部分析出并凝结成油滴和水滴,以便经油水分离器排出。

387-3说明储气罐的作用。答:(1)贮存一定数量的压缩空气;消除压力波动,保证输出气流的连续性;(2)调节用气量或以备发生故障和临时需要应急使用;进一步分离压力空气中的水分和油分。7-4在压缩空气站中,为什么既有除油器,又有油雾器?答:除油器作用是分离并排出压缩空气中凝聚的油分、水分和灰尘杂质等,使压缩空气得到初步净化。气动控制中的各种阀和汽缸都需要润滑,如汽缸的活塞在缸体中作往复运动,若没有润滑,活塞上的密封圈很快就会磨损,影响系统的正常工作,因此必须给系统进行润滑。油雾器是一种特殊的注油装置,它以压缩空气为动力,将润滑油喷射成雾状并混合于压缩空气中,随着压缩空气进入需要润滑的部位,达到润滑气动元件的目的。7-5常用气源三联件是指哪些元件?安装顺序如何?如果不按顺序安装,会出现什么问题?答:气源三联件指:过滤器、减压阀、油雾器安装顺序:过滤器→减压阀→油雾器过滤器其作用是过滤空气中的水分、油污等杂质;减压阀主要对气源进行稳压,使气源处于恒定状态,可减小因气源气压突变时对阀门或执行器等硬件的损伤;油雾器主要是给系统运动部件提供润滑油;三者的安装顺序不能颠倒,会影响压缩空气中杂质除不尽,从而影响器件的正常使用,最终会影响系统工作的稳定性。7-6汽缸有哪些类型?答:按结构特征分:活塞式、膜片式和组合式;按作用方式分:单作用式和双作用式;按功能分:普通气缸和特殊气缸

397-7气动方向控制阀有哪些类型?各自具有什么功能?答:气动方向控制阀可分单向型和换向型两种。单向型:气压只能顺着一个方向进出;换向型:利用换向阀中不同的出口可以有效地改变执行原件的运动方向。7-8气动方向控制阀与液压方向控制阀有何相同或相异之处?答:气动方向控制阀与液压方面控制阀比较相同之处:工作原理,实现的功能;不同之处:结构、密封条件。7-9快速排气阀为什么能快速排气?在使用和安装快速排气阀时应注意哪些问题?答:快速排气阀经常是安装在气缸与换向阀之间的,主要特点在于气压回流时直接排到大气中,无须回流到换向阀中,因此大大加快了气缸中的气压排出速度。应注意的问题:1.快速排气阀安装在气缸与换向阀之间时应尽量靠近气缸排气口,或直接拧在气缸排气口上;2.运用于管道排气的自动排气阀应安装在热水循环的顶端,气体容易堆积的地方。3.排气阀不能安装在容易冻结的地方。4.安装于暖气片的自动排气阀排气方向应垂直向上。图7-1或门型梭阀在手动—自动换向回路中的应用7-10简述图7-1的换向回路中梭阀的作用。答:

40梭阀主要作用是控制与气缸相连的换向阀的工作状态。当梭阀中有气压进入时,在梭阀的作用下,与气缸相连的换向阀的右位将取代左位工作。7-11什么是气动逻辑元件?试述“是门”、“与门”、“或门”、“非门”的逻辑功能,并绘出其逻辑符号。答:(见课本7.4.4介绍)7-12气动减压阀与液压减压阀有何相同和不同之处?答:气动减压阀与液压减压阀相比较:相同之处:工作原理、功用;不同之处:结构、密封条件7-13在气压传动中,应选用何种流量控制阀来调节汽缸的运行速度?答:单向节流阀、快速排气阀7-14为何气动流量控制阀在控制气动执行元件时的运动速度精度不高?如何提高气缸速度的控制精度?答:由于空气具有可压缩性,故气动流量控制阀控制执行元件的运动精度不高,特别是在低速控制中,其精度远不如液压控制高。提高控制精度可采用气-液复合回路。7-15简述一次压力回路和二次压力回路的主要功用。答:

41一次压力回路:主要用于控制气源的压力,使其不超过规定值。二次压力回路:主要作用是输出被控元件所需的稳定压力气体。7-16试分析图7-2所示气动回路的工作过程。图7-2习题7-16图答:阀1右位→气缸B左移→阀2左位工作气源→阀2左位→气缸A向左运动→阀C工作→阀1左位工作阀1左位→气缸B向右运动、阀E手柄启动→阀2右位工作气源→阀2右位→气缸A右移→阀D工作→阀1右位工作7-17试用一个气动顺序阀、一个二位四通单电控换向阀和两个双作用汽缸组成一个顺序动作回路。答:7-18试分析图7-3所示行程阀控制的连续往复动作回路的工作情况。

427-3行程阀控制的连续往复动作回路1—手动换向阀;2—行程换向阀;3—行程换向阀图7-3所示为连续往复动作回路。按下阀1,阀4换向右位工作,汽缸右移。阀3复位,阀4控制气路被封闭,使阀4不能复位。当活塞伸出至挡块压下行程阀2时,使阀4的控制气路排气,在弹簧作用下阀4复位左位工作,气缸左移。当活塞返回至终点挡块压下行程阀3时,阀4换向,汽缸将继续重复上述循环动作,断开阀1,方可结束往复循环动作。7-19图7-4所示为一个双手操作回路,试叙述其回路工作情况。图7-4双手操作回路图图7-5习题7-20图答:将三位主控阀1的信号A作为手动阀2和3的逻辑“与”回路,亦即只有手动阀2和3同时动作时,主控制阀1才切换至上位,气缸活塞杆前进;将信号B作为手动阀2和3的逻辑“或非”回路,即当手动阀2和3同时松开时(图示位置),主控制阀1切换至下位,活塞杆返回;若手动阀2或3任何一个动作,将使主控制阀复至中位,活塞杆处于停止状态。所以可保证操作者安全。7-20试分析图7-5所示的在3个不同场合均可操作汽缸的气动回路工作情况。答:当手动换向阀任一个动作时,主路换向阀右位工作,气缸活塞右移;手动换向阀复位,主路换向阀左位工作。

43当手动换向阀任两个一起动作时,换向阀右位工作,气缸活塞右移;其中一个手动换向阀复位,主路换向阀工作位依然处于右位,只有两个手动换向阀都复位,那么在弹簧的作用下,主路换向阀工作位为左位。当手动换向阀三个一起动作时,阀4右位工作,气缸活塞右移;基中任一个手动换向阀复位,主路换向阀的工作位不变,只有三个同时复位才能使主路换向阀改变工作位7-21图7-6为一气液动力滑台的原理图,说明气液动力滑台实现“快进→工进→慢进→快退→停止”的工作过程。答:图7-6习题7-21图1、3、4—手动阀;2、6、8—机控阀;5—节流阀;7、9—单向阀;10—油阀工进与慢进实际在该系统中是同一个过程。该种气液动力滑台能完成下面的两种工作循环。1.快进→工进→快退→停止当图中阀4处于图示状态时,就可实现上述循环的进给程序,其动作原理如下。当手动阀3切换至右位时,实际上就是给予进刀信号,在气压作用下,气缸中活塞开始向下运动,液压缸中活塞下腔的油液经行程阀6的左位和单向阀7进入液压缸活塞的上腔,实现了快进。当快进到活塞杆上的挡铁B切换行程阀6(使它处于右位)后,油液只能经节流阀5进入活塞上腔,调节节流阀的开度,即可调节气-液阻尼缸运动速度,所以,这时才开始慢进(工作进给)。当慢进到挡铁C使行程阀2切换至左位时,输出气信号使阀3切换至左位,这时气缸活塞开始向上运动。液压缸活塞上腔的油液经阀8的左位和手动阀4的单向阀进入液压缸的下腔,实现了快退。当快退到挡铁A切换阀8至图示位置而使油液通道被切断时,活塞就停止运动。所以,改变挡铁A的位置,就能改变“停”位置。2.快进→慢(工)进→慢退→快退→停止把手动阀4关闭(处于左位)时就可以实现上述的双向进给程序,其动作原理如下。

44其动作循环中的快进-慢进的动作原理与上述相同。当慢进至挡铁C切换行程阀2至左位时,输出气信号使阀3切换左位,气缸活塞开始向上运动,这时液压缸活塞上腔的油液经行程阀8左位和节流阀5进入液压缸活塞下腔,亦即实现了慢退(反向进给)。当慢退到挡铁B离开阀6的顶杆而使其复位(处于左位)后,液压缸活塞上腔的油液就经阀8的左位、再经阀6的左位而进入液压缸活塞下腔,开始快退。快退到挡铁A切换阀8至图示位置时,油液通路被切断,活塞就停止运动。补充说明:油箱10和单向阀9仅仅是为了补偿系统中的漏油而设置的,因而一般可用油杯来代替。阀1手柄压下,气缸左移,当压下阀3时,阀3上位工作,阀4右位工作,气缸右位,阀3下位工作;当压下阀2触头时,阀2上位工作,此时阀4在弹簧的作用下左位工作,气缸左移。

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