液压题库

1 回路分析

如图所示液压系统，完成如下动作循环：快进—工进—快退—停止、卸荷。试写出动作循环表，并评述系统的特点？

答案：解：电磁铁动作循环表 快进 工进 快退 停止、卸荷 1YA ＋ ＋ — — 2YA — — ＋ — 3YA — ＋ — — 4YA — — — ＋ 特点：先导型溢流阀卸荷回路卸荷压力小冲击小，回油节流调速回路速度平稳性好，发热、泄漏节流调速影响小，用电磁换向阀易实现自动控制。

2试写出如图标注的液压元件的名称和作用，并指明此调速回路的类型。

答案：1－液压泵 2－单向阀 3－变量泵 4－安全阀 5－溢流阀 6－液压马达

此回路为变量泵和定量马达容积调速回路

3 如图所示，用一对柱塞缸实现工作台的往返运动，两柱塞的直径分别为d1?120mm，

d2?100mm，当供油流量q?10L/min、供油压力p＝2MPa时，求：

(1)左、右运动速度v1,v2及推力F1,F2；

(2)若液压泵同时向两柱塞缸供油，工作台将向哪个方向运动？其速度v3及推力F3等于多少？

?d124qp。答案：解：(1)当A管进油、B管回油时，工作台向左运动，其速度v1?，推力F1?2?d14代入已知参数求得

v1?0.0147m/s,F1?22.62kN

?d224qp。代入当B管进油、A管回油时，工作台向右运动，其速度v2?，推力F2?2?d24已知参数求得

v2?0.212m/s,F2?15.71kN

(2)若液压泵同时向两柱塞缸供油时，由于两缸柱塞面积不等(d1?d2)，工作台向左运动。

?(d12?d22)4qp。代入已知参数求得 其速度v3?，推力F3?22?(d1?d2)4v1?0.0482m/s,F1?6.91kN

(此时，相当于活塞式液压缸差动连接)

4 图示为一定位夹紧系统，5为定位缸，6为夹紧缸。请问：（1）1、2、3、4各为什么阀?各起什么作用? （2）系统的工作过程；（3）如果定位压力为2MPa，夹紧缸6无杆腔面积

2

A=0.02m，夹紧力为50kN， 1、2、3、4各阀的调整压力为多少？

5 A 6 3 1 1DT 2 4 7 8

答案：解：（1）阀1是顺序阀，它的作用是使定位液压缸5先动作，夹紧液压缸6后动作。阀2是卸荷溢流阀，作用是使低压泵7卸荷。阀3是压力继电器，作用是当系统压力达到夹紧压力时，发出电信号，控制进给系统的电磁阀换向。阀4是溢流阀，当夹紧工件后起溢流稳压作用。

（2）系统的工作过程是： 电磁铁1DT通电，换向阀左位工作，双泵供油，定位液压缸5运动进行定位。此时系统压力小于顺序阀1的调定压力，所以缸6不动作。当定位动作结束后，系统压力升高到顺序阀1的调定压力时，顺序阀1打开，夹紧液压缸6运动。当夹紧后的压力达到所需要的夹紧力时，卸荷阀2使低压大流量泵7卸荷，此时高压小流量泵供油补偿泄漏，保持系统压力，夹紧力的大小由溢流阀4调节。

（3）阀l调定压力p1=2MPa，阀4的调定压力p4=F/A=50000/0.02=2.5MPa，阀3的调定压力应大于2.5MPa，阀2的调定压力p2应介于p1、p4之间。

5 减压阀与溢流阀的主要区别。

答案：（1）减压阀用出油口油压来控制阀芯移动，溢流阀用进油口压力来控制（2）原始状态减压阀是常开的而溢流阀是常闭的（3）减压阀的泄油口必须单独接油箱，溢流阀则经内部通道到出油口。

6 某排量V?60mL/r (注意：指每转排量)的液压马达，其容积效率?mV?0.95,机械效率

?mm?0.95。当马达进口供油压力=14MPa，回油压力p0?0.2Mpa，输入马达的流量

q?100L/min时，液压马达的输出转矩、输出转速及输出功率各为多少？

答案：解：在解题时注意各参数的单位。

(1)液压马达的输出转矩(由于存在摩擦损失，实际输出转矩小于理论输出转矩)：

?pV(p?p0)(14?0.2)?106T?T1?mm??mm?V?mm??60?10?6?0.952?2?2??125.2N?m

(2)液压马达的输出转速(由于存在容积损失，实际输出转速小于理论输出转速)：

q100?103n??mV??0.95?1583r/minV60?10?6

(3)液压马达的输出功率：

Po??T?2?nT?2??1583?125.2/60?20.76kW或者：

Po?Pi?(?mV?mm)??pq?(?mV?mm)?(p?po)q?(?mV?mm)?(14?0.2)?106?100?10?3?0.95?0.95/60?20.76kW

7 如图所示容积调速回路，变量泵的排量qp?5mL/r~100mL/r，转速np＝1000r/ min;液压马达排量VM＝100mL/r,最大负载转矩TM?200N·m；低压溢流阀，调整压力

pdy?0.5MPa。不计变量泵及液压马达效率、管路损失与泄漏，求液压马达的转速范围、

变量泵输出压力和安全阀调定压力。

答案：解：(1)液压马达的转速nM范围。因不考虑泵和液压马达的效率，故有

nM??qtMqMqpqtpnpqp????VMVMVMVMVM1000?(5~100)?(500?1000)r/min100

?pM?pM?pp?pdy改变泵的排量，液压马达的转速在50r/min~1000r/min范围内变化。 (2)泵输出压力pp。设液压马达进出口压差为

,且

(液压马达出口压力

为低压溢流阀的调整压力，不计管路损失)，因不考虑液压马达效率，液压马达的输出力矩

为

TM?代入已知参数，得

?pMqM2?

?pM?TM2?200?2???12.57MPaVM100?10?6

当马达最大负载转矩

TM＝200N·m时，泵输出压力为

pp??pM?pdy?12.57?0.5?13.07MPa(3)安全阀(过载阀)调整压力于泵的最高输出压力，即

py。图中溢流阀2为回路安全阀，安全阀的调整压力

py值应大

py?13.07MPa取

py?(1.05~1.2)pp?(13.7~15.7)MPa

8 如图所示，顺序阀与溢流阀串联，其调定压力分别为pX和pY，随着负载压力的增加，请问液压泵的出口压力pP为多少？若将两阀位置互换，液压泵的出口压力pP又为多少?

答案：解： 当pX>pY时，随着负载压力的增加，顺序阀入口油压逐渐升高到顺序阀的调定压力后，顺序阀打开，接通溢流阀入口，当溢流阀入口油压达到其调定压力时，溢流阀溢流，使其入口压力定在pY上，泵的出口油压则为顺序阀的调定压力pX；当pY>pX时，在顺序阀开启接通油路的瞬间，泵的压力为pX，但因负载趋于无穷大，泵仍在不断的输出流量，所以当泵出口油压憋高到溢流阀的调定值时，溢流阀打开，溢流定压。此时泵的出口压力为溢流阀的调定值pY。

当两阀位置互换后，只有顺序阀导通，溢流阀才能工作。但当顺序阀导通时，其入口油压为其开启压力pX，此压力又经溢流阀出口、溢流阀体内孔道进入其阀芯上腔。所以溢流阀开启时，其入口油压必须大于等于其调定压力与顺序阀的开启压力之和，即泵的出口压力为pX+pY。

9 计算解答题（3小题，共29分）

1、有一差动式液压缸，已知其q?25L/min，活塞杆快进和快退时的速度均为

v?5m/min。试计算液压缸内径和活塞杆直径各为多少？

答案：解：(1)已知输入流量及快进速度求活塞杆直径d。差动式液压缸是单杆活塞缸，单杆活塞液压缸差动连接时活塞杆快进。 忽略液压缸的泄漏(

?v?1)，根据公式，活塞杆直径为

4q4?25?10?3d???0.008m?v??5

(2)已知活塞杆快进和快退时的速度相同，则

v2?即

q?v4q?v4q?v??v?3A2?(D2?d2)?d2

D2?2d2

所以，液压缸内径：

D?2d?0.0113m

10 图示回路，溢流阀的调整压力为5MPa，顺序阀的调整压力为3MPa，问下列情况时A、B点的压力各为多少？

（1）液压缸运动时，负载压力pL=4MPa； （2）pL=1MPa时；

（3）活塞运动到终点时。

答案：解：（1）pA=4MPa；pB=4MPa； （2）pA=1MPa；pB=3MPa； （3）pA=5MPa；pB=5MPa。

2233

11 如图，A1＝100cm,A2=50cm,F1=28×10N,F2=8.4×10N ,背压阀的背压为0.2MPa，节流阀的压差为0.2MPa，不计其它损失，试求出A、B、C三点的压力。

F128?103Npc???2.8MPa?22A10m1答案：

F2?p2A28.4?103?2?105?50?10?4NpB???0.94MPa?22A110m

pA?pC?0.2?3MPa

12 一夹紧回路如图所示，若溢流阀调定压力为5MPa，减压阀调定压力为2.5 MPa。试分析（1）活塞空载运动时A、B 两点压力各为多少？（2）工件夹紧活塞停止后，A、B 两点压力又各为多少？（8分）

答案：(1) pA=pB=0 （2）pA=5MPa pB=2.5MPa

13 、如图所示液压系统，按动作循环表规定的动作顺序进行系统分析，填写完成该液压系统的工作循环表。（注：电气元件通电为“＋”，断电为“—”；顺序阀和节流阀工作为“＋”，非工作为“—”。）

电器元件 液压元件 动作名称 1YA 2YA 顺序阀6 压力继电器7 节流阀5 快进

工进 保压 快退 停止

答案：解：

动作名称 快进 工进 保压 快退 停止 电器元件 + + — — — — — — + — 液压元件 — + — — — — — + — — — — + — — 1YA 2YA 顺序阀6 压力继电器7 节流阀5

14 马达的排量V=250mL/r，入口压力p1=10MPa，出口压力p2=0.5MPa，总效率η=0.9，容积效率ηV=0.92，当输入流量为22L/min时，试求： （1）马达的实际转速； （2）马达的输出转矩。 答案：解：（1）n=qηV/V=22×103×0.92/25=80.96r/min （2）ηm=η/ηV =0.9/0.92=0.98 TM=ΔpVηm/2π=(10－0.5)×106×250×10-6×0.98/2π=369.7Nm

15 什么是差动连接?它适用于什么场合?

答案：当单出杆液压缸两腔互通,都通入压力油.由于无杆腔面积大于有杆腔面积,两腔互通压力且相等,活塞向右的作用力大于向左的作用力,这时活塞向右运动,并使有杆腔的油流入无杆腔,这种连接称为差动连接.

差动连接主要用于在不增加泵的流量的前提下实现快速运动.

16 （1）、请写出图示回路完整的进油路和回油路（包括换向阀2分别处于左位和右位时整个回路的工作状态）。 （2）、若液压缸的输入流量为12L/min，液压缸的有效工作面积为100cm2,不计其它损失，试问液压缸快进时的工作速度为多少？

答案：1、初始时，2处于右位： 快进： 进油路：

油箱→液压泵→二位二通阀2右位→液压缸3左腔 回油路：

液压缸右腔→二位二通阀4下位→二位二通阀2右位→油箱 当4处于右位，即工进： 进油路：

油箱→液压泵→二位二通阀2右位→液压缸3左腔 回油路：

液压缸右腔→调速阀6→二位二通阀2右位→油箱 2处于左位，即液压缸退回： 进油路：

油箱→液压泵→二位二通阀2左位→单向阀5→液压缸3右腔 回油路：

液压缸左腔→二位二通阀2左位→油箱 快进时：

q12?10?3/60m3/sv???0.02m/s?42A100?10m

17 双杆活塞液压缸和双作用式单活塞杆液压缸各有什么特点？

答案：特点：双作用双杆活塞式液压缸：⑴两腔面积相等，缸体固定或活塞杆固定。⑵压力相同时，推力相等，流量相同时，速度相等。即具有等推力等速度特性。⑶适用于要求往复运动速度和输出力相同的工况 。

双作用式单活塞杆液压缸两腔面积不等,A1 > A2；压力相同时，推力不等，流量相同时，速度不等，即不具有等推力等速度特性；有缸体固定或活塞杆固定两种工作方式。

18 试利用两个双作用气缸，一个气动顺序阀、一个二位四通单电控换向阀组成顺序动作回路。

答案：解：利用上述元件组成的顺序动作回路如图所示，其工作原理说明如下：

当二位四通换向阀未通电时，气缸A、B在气压作用下均处在活塞杆缩的位置。当换向阀通电换向后，气缸A活塞杆在气压作用下首先伸出，待到达一定位置，气缸A活塞杆左腔压力升高至单向顺序阀的调定压力后，压缩空气打开顺序阀进入B缸左腔，推动活塞杆右移，从而实现A缸先动作，B缸后动作的顺序控制。当二位四通换向阀断电时，A、B气缸活塞杆同时返回到原位(活塞杆缩回)。

19 如图所示回路(将图中节流阀改成调速阀)，已知液压泵

qp?63L/min，液压缸面积

A1?100cm24，

A2?50cm2时，调速阀稳定工作时的最小压差?p?0.5MPa，当负载

FL在

(0～3?10)N范围变化时，活塞向右运动速度稳定不变。试求： (1)溢流阀的最小调整压力

py＝？

(2)当负载F=0时，液压泵的工作压力及液压缸的回油压力

p2=？

(3)当调速阀处在某一开度时，活塞向右运动的速度v?0.08m/s,问此时通过溢流阀的流量

qy及功率损失?p分别为多少？

答案：解：(1)当负载

FL?FLmax?3?104、调速阀稳定工作最小压差?p?0.5MPa时，溢

流阀的调整压力为最小调整压力，即

pyA1??pA2?FLmax

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