液压与气压传动 模块七参考答案

模块七液压基本回路-习题答案7-1.试说明7-31所示回路，由行程阀和液控阀所组成的自动换向回路的工作原理。解：当二位二通电磁阀1YA得电，该阀处于右位，液压泵油液二位四通阀1右位进入液压缸无杆腔，活塞向右运动；同时阀2和阀3的控制进油口均被截止。当活塞向右运动到终点时，撞到行程阀3，使之处于上位，这时控制油路经阀3上位至阀1左侧，使阀1处于左位；这时液压泵油液经阀1左位进入液压缸有杆腔，活塞向左运动。同理，当活塞向左运动到终点时，撞到行程阀2，使之处于上位，控制油路经阀2上位至阀1右侧，使阀处于右位；这时液压油液经阀1右位进入液压缸无杆腔，活塞再次向右运动，如此往复循环。7-2.如图7-32所示回路中，若溢流阀1的调定压力p1=5MPa，溢流阀3的调定压力p2=4MPa，溢流阀4的调定压力p3=3MPa，系统负载为无限大，在不计管路压力损失时，试问：1）换向阀2处于中位时，泵的工作压力为多少？2）换向阀2处于左位时，泵的工作压力为多少？3）换向阀2处于右位时，泵的工作压力为多少？解：（1）当换向阀处于中位时，泵的出压力为溢流阀1的调定压力，即pP1=5Mpa;（2）当换向阀处于左位时，先导型溢流阀的出口压力取决于溢流阀3的调定压力，即pP2=4Mpa;（3）当换向阀处于右位时，先导型溢流阀的出口压力取决于溢流阀4的调定压力，即pP3=4Mpa7-3.如图7-33所示为二级调压回路，在液压系统循环运行中，当电磁阀4通电右位工作时，液压系统突然产生较大的液压冲击。试分析其产生原因，并提出改进措施。解：（1）产生原因。当电磁阀4断电时，系统压力取决于溢流阀2的调整压力py2；阀4通电后，系统压力由溢流阀3的调定压力py3决定。由于阀4和阀3之间的油路内没有压力（即压力为零），阀4右位工作时，溢流阀遥控口处的压力由py2几乎下降为零后才又回到py3，这样系统必然会产生较大的压力冲击。改进措施。把阀3进油口与阀2的遥控口相联，阀3的出油口与阀4的进油口相联，阀4的出油口与油箱相通。这样从阀2遥控口到阀4的油路中充满了压力接近于py2的油液，阀4通电后切换后，系统压力从py2降到py3，这样不会产生较大的压力冲击。改进后如右图所示。7-4.如图7-34所示回路中，溢流阀的调定压力为py=5MPa，减压阀的调整压力为pj=2.5MPa，试分析下列各情况，并说明减压阀阀口各处于什么状态：（1）当泵的出口压力等于溢流阀的调整压力时，夹紧液压缸使工件夹紧后，A、B、C点的压力各为多少？（2）当泵的出口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、B、C点的压力各为多少？（3）夹紧液压缸在夹紧工件前做空载运动时，A、B、C点的压力各为多少？解：当pp=py=5MPa，B点压力即为泵的出口压力，所以pB=pp=5MPa，由于减压阀的调定压力为2.5MPa则pA=2.5MPa，忽略单向阀的压力差，则pC=2.5MPa，当泵的出口压力降到1.5MPa时，则B点压力为系统压力，所以pB=1.5MPa；由于减压阀调定压力为2.5MPa，所以此时减压阀不起减压作用，A点压力等于系统压力，所以pA=1.5MPa，由于单向阀将液压缸的压力锁死，所以仍保持原有压力，即：pC=2.5MPa。当夹紧液压缸在夹紧工作前做空载运动时，系统压力为0，减压阀不起减压作用，忽略单向阀的压力差，则全部压力为0，即pB=pA=pC=07-5.如图7-35所示，液压缸无杆腔的工作面积，液压泵的供油流量qp=63L/min溢流阀的调定压力为py=5MPa。问负载F=0，F=54kN时，液压缸的工作压力p为多少？液压缸的运动速度和溢流阀流量为多少？（忽略一切损失）解：液压缸的压力取决于负载，当负载F=0时，则pL=0当负载F=54kN时，液压缸压力为：液压缸的速度当负载F=0时，则pL=0，液压泵的流量全部进入液压缸，所以速度为：当负载F=54kN时，液压缸压力为pL=5.4MPa，高于溢流阀的调定压力py=5MPa，此时溢流阀被打开，液压泵输出的油液全部经溢流阀流回油箱，则进入液压缸的流量为0，活塞不运动。此时系统的压力为5MPa，即溢流阀的溢流量为：qy=qp=63L/min而活塞的运动速度为：v=07-6.图7-36所示的平衡回路中，若液压缸无杆腔的工作面积，有杆腔的工作面积，活塞与运动部件自重G=6kN，运动时活塞上的摩擦阻力为2kN，活塞向下运动时要克服的负载阻力为24kN，试问顺序阀和溢流阀的最小调定压力为多少？解：（1）顺序阀调定压力平衡回路作用是系统在运动过程中防止垂直安装的液压缸和运动部件由于自重而快速下落，起到平衡自重作用。对液压缸列出受力平衡方程：p2A2=G--Ff故顺序阀的最小调定压力为：（2）溢流阀最小调定压力：当液压缸向下运动时，通过液压缸进行受力平衡分析可得：pyA1+G=p2A2+Ff+Fl所以7-7.如图7-37所示，液压缸A、B完全相同，负载F₁＞F₂。已知节流阀能调节液压缸速度并不计压力损失。试判断图7-37所示的两个液压回路中，哪个液压缸先动？哪个液压缸速度快？试说明理由。解：图（a）缸B先动，缸A后动。由于F₁＞F₂，系统压力为，所以缸B先动；到缸2运动到终点后，系统压力升高到，缸A再动。运动速度分析：缸B的运动速度比缸A快。因为进入节流阀的流量与其两端的压力差有关，而溢流阀的调定压力py保持不变，所以：ΔpB=py-pBΔpA=py-pA由于pA＞pB，所以ΔpB＞ΔpA，则进入缸B流量比进入缸A的流量大，所以vB＞vA。同理可分析得：图（b）与图（a）结论相同，即：缸B先动，缸A后动。缸B的运动速度比缸A快。7-8.如7-38所示，已知两液压缸的活塞面积相同，液压缸无杆腔面积，负载分别为F1=8kN，F2=4kN，如溢流阀的调整压力为4.5MPa，试分析当减压阀压力调整值分别为1MPa、2MPa、4MPa时，两液压缸的动作情况。解：先确定两缸负载压力：缸1：缸2当减压阀调定压力为1MPa时，小于缸2负载压力为2MPa，故缸2不动，液压油一路经节流阀进入缸1无杆腔，缸1动，另一路经溢流阀溢流回油箱。当减压阀调定压力为2MPa时，等于缸2负载压力为2MPa，故缸2先动，缸1后动。当减压阀调定压力为4MPa时，大于缸2负载压力为2MPa，故缸2先动，缸1后动。7-9.如图7-39所示液压系统，液压缸有效面积，缸Ⅰ负载F=35kN，缸Ⅱ运动时负载为零。溢流阀、顺序阀和减压阀的调定压力分别为4MPa、3MPa和2MPa。若不计摩擦阻力、惯性力和管路损失，求在下列三种工况下A、B、C三点的压力：（1）液压泵启动后，两换向阀处于中位；（2）1YA通电，液压缸Ⅰ活塞运动时及活塞运动到终端后；（3）1YA断电，2YA通电，液压缸Ⅱ活塞运动时及活塞碰到固定挡块时。解：液压缸Ⅰ负载压力：（1）液压泵起动后，两换向阀处于中位时，pA=pB=4MPa;pC=2MPa;（2）1YA通电，液压缸Ⅰ活塞运动时pA=pB=3.5MPa;pC=2MPa;1YA通电，液压缸Ⅰ活塞运动到终点时pA=pB=4MPa;pC=2MPa。（3）1YA断电，2YA通电，液压缸Ⅱ活塞运动时pA=pB=pC=0MPa。1YA断电，2YA通电，液压缸Ⅱ活塞碰到固定挡块时pA=pB=4MPa;pC=2MPa。7-10.如图所示是一专用铣床液压系统原理图，可实现“快进—工进——快退—停止”的工作循环。（1）请写出液压系统中元件的名称。（2）填写电磁铁动作顺序表（用“+”表示得电，用“—”表示失电）；电磁铁动作顺序1YA2YA3YA快进工进快退停止（3）分析油路，写出①快进、②工进、③快退各阶段的油流线路？解：（1）各元件的名称如下：①油箱；②.过滤器；③.液压泵；④.单向阀；⑤.溢流阀；⑥三位四通电磁换向阀；⑦.单向阀；⑧.调速阀；⑨.二位三通电磁换向阀；⑩.液压缸电磁铁动作顺序表如下：动作循环电磁铁动态1YA2YA3YA快进+—+工进+——快退—+—停止———油流路线如下：①快进：进油路：泵3——阀4——阀6左位——缸10左腔；回油路：缸10右腔——阀9右位——缸10左腔。（差动连接）②工进进油路：泵3——阀4——阀6左位——缸10左腔；（1分）回油路：缸10右腔——阀9左位——阀8——阀6左位——油箱1。③快退进油路：泵3——阀4——阀6右位——阀7——阀9左位——缸10右腔；回油路：缸10左腔——阀6右位——油箱1。④停止进回路线合成一条泵3——单向阀4——阀6中位——油箱1。7-11.如图示该液压系统能实现快进→Ⅰ工进→Ⅱ工进→快退→停止→泵卸荷的工作要求，其中调速阀7的开口度比调速阀9的开口度大，完成以下要求：请完成以下要求：（1）请写出机床液压系统中各元件的名称；标号元件名称1234567（2）完成电磁铁动作顺序表（通电用“+”，断电用“-”）（3）写出快进、Ⅰ工进、Ⅱ工进、快退时的进、回油路线。解：（1）各元件名称：1.油箱；2.二位两通电磁换向阀；3.液压泵 4.溢流阀；5 .三位四通电磁换向阀；6.液压缸；7.调速阀； 8.三位四通电磁换向阀；9.调速阀。（2）电磁铁动作顺序表见下表： （3）快进、Ⅰ工进、Ⅱ工进、快退时的进、回油路线如下：①快进阶段：进油路：泵1→阀5左位→缸6左腔回油路：缸6右腔→阀5左位→阀8左位→油箱②Ⅰ工进阶段：进油路：泵1→阀5左位→缸6左腔回路路：缸6右腔→阀5左位→阀8中位→调速阀7→油箱③Ⅱ工进阶段：进油路：泵1→阀5左位→缸6左腔回路路：缸6右腔→阀5左位→阀8右位→调速阀9→油箱④快退进油路：泵1→阀5右位→缸6右腔回路路：缸6左腔→阀5右位→阀8左位→油箱7-12.如图7-42所示为某一组合机床液压传动系统原理图，该系统可实现快进→第一工进→第二工进→快退→原位停止的动作循环。（1）写出液压传动系统原理图中标号元件的名称，说明此系统由哪些基本回路组成。（2）试根据其动作循环填写电磁铁动作顺序表（得电为“+”，失电为“-”）。电磁铁动作表（用“+”表示得电，“-”表示失电）。铁动作顺序1YA2YA3YA4YA5YA快进Ⅰ工进Ⅱ工进快退停止泵卸荷电磁铁动作顺序1YA2YA3YA4YA5YA快进Ⅰ工进Ⅱ工进快退停止泵卸荷电磁铁动作顺序1YA2YA3YA4YA5YA快进Ⅰ工进Ⅱ工进快退停止泵卸荷解：（1）.各元件名称：1.滤油器；2.变量泵；3.溢流阀；4.单向阀；5.三位四通电磁换向阀；6.两位五通电磁换向阀；7.压力继电器；8.液压缸；9.调速阀；10.二位二通电磁换向阀；11.调速阀。基本回路：调压回路；卸荷回路；换向回路；二级节流调速回路。（2）.电磁铁动作表：7-13.如图7-43所示，试列出实现“快进→一工进→二工进→快退→停止”工作循环时的电磁铁动作顺序表。解：电磁铁动作表如下：动作循环电磁铁动态1YA2YA3YA4YA快进+———一工进+—+—二工进+—++快退—++—停止————7-14.如题7-44图所示液压系统能实现“A夹紧→B快进→B工进→B快退→B停止→A松夹→泵卸荷”等功用。（