《液压与气动项目教程》习题及答案 董世钢

项目1任务1.1【阅读要点】1）想一想，更换汽车轮胎时，使用液压千斤顶起升设备可以轻松地将轿车举升起来。2）帕斯卡原理（静压传递原理）的定义是在密闭容器中的静止液体，当一处受到外力作用而产生压力时，这个压力将通过液体等值传递到液体内部的所有各点。3）液压传动是在密闭的容积内，以液体为传动介质，利用液体的压力能来实现运动和动力传递的一种传动方式。4）由图1-2得出：F=A1A2G5）想一想，忽略其他因素的影响，不同负载时，液压系统的工作压力不相同（相同，不相同）；如果负载为零，工作压力不能建立起来（能，不能），忽略其他阻力，此时的工作压力是零。6）相对压力等于绝对压力-大气压力；真空度是指相对压力为负值时的情况，其大小等于大气压力-绝对压力。7）液压系统的工作压力决定于负载，运动速度与流量成正比。【技能要点】1）对液压千斤顶，负载为零时，压力为零，负载变大时，压力变大，从中得出的结论为压力决定于负载。2）如果加大图1-1中手柄的动作频率，流向大活塞缸的液流流量会变大，液压缸的速度会变大，从中得出的结论为速度与流量成正比。3）图1-4所示为几组同学设计的液压千斤顶油路，每个油路都不是完全正确的，在图中将图中错误之处圈出来并标明错误原因：a图吸油单向阀装反了b图缺排油单向阀，c图缺截止阀。简要说明每处错误会导致的后果：a图吸不上油，b图每次吸油时重物都会掉落下来，无法将重物顶至足够高的位置，c图无法将顶高的重物落下来。写出图中如下序号的元件名称：4吸油单向阀，6过滤器，8排油单向阀，9活塞缸，12截止阀，13油箱。（a）（b）（c）图1-4【液压千斤顶的油路绘制及工作过程分析】参考图【液压千斤顶的实操训练】2）在上述操作中，从空载（零负载）开始逐渐加载，观察工作过程，发现压力表的压力将逐渐增大，从而验证了液压系统的工作压力决定于负载的结论。任务1.2【阅读要点】分析图1-6的工作原理，填写表1-2内容。表1-2a图进油路走向：回油路走向：9（右腔）-8-3-11-1运动方向：右移作用阀6：调压（溢去多余油液，控制液压系统压力恒定）阀7：调速（通过调节进入液压缸的流量来调节液压缸速度）阀8：换向（通过改变液流的流动方向来控制液压缸运动方向）2）液压系统由哪几部分组成？每部分的作用如何？请结合图1-5填写表1-3内容。表1-3组成部分作用图中元件序号及名称动力元件把机械能转换成液体压力能的装置，为液压系统提供液压油3：液压泵执行元件把液体的压力能转换成机械能的装置，驱动负载做功9：液压缸控制调节元件对液压系统中液体的压力、流量和流动方向进行控制和调节，从而控制执行元件的推力、速度和运动方向的装置6：溢流阀7：节流阀8：换向阀辅助元件保证系统正常工作所需的上述三种元件以外的装置1：油箱2：过滤器5、11：管件工作介质传递能量和信息的液体液压油3）液压系统通常采用国家标准规定的图形符号来绘图，这种图形绘制起来简单明了，但不表示元件实际结构。4）液压系统有传动平稳性好、反应速度快、换向冲击小等主要优点，可以满足磨床工作台的工艺要求。5）为保证液压系统正常运行，日常需要对液压油做如下维护：监控运行情况，及时检查油箱中油液的温度和油位高度、泄漏及密封可靠性、污染情况并及时更换液压油。6）液压系统故障的主要原因是液压油的污染。【技能要点】1）图1-6中，欲使工作台左移，应操作阀8至b图的阀口与管路连接状态。2）图1-6中，欲减小工作台移动速度，应调节阀7，使其阀口变小。3）图1-6中，工作前，调节阀6的旋钮，改变其调压弹簧至合适的预紧力；欲调小压力则需旋松弹簧，欲调大压力则需旋紧弹簧。4）分析图1-5系统，阀6使系统具有过载保护功能。如果漏装了该阀，则液压缸运动到终端位置阻力持续增加时，油液压力会持续增加，出现过载现象。【磨床工作台液压系统模拟仿真】1）利用FluidSIM或其他仿真软件，合理选择元件绘制图1-6所示磨床工作台液压系统工作原理图，进行仿真操作与调试。答案：仿真图参考（因受软件版本所限，仿真图上的符号与最新国家标准不同之处，请以国家标准为准）【磨床工作台液压系统功能认知及调试实操】1）按优化后的模拟仿真1）中的方案图，在实训现场正确辨识元件，认知元件功能。将实训中使用到的各控制阀及执行元件符号对应的名称填写到表1-6中，将编辑完成的清单页拍照上传到网络课程指定的位置。表1-6元件编号符号图元件名称功能元件编号符号图元件名称功能1液压泵供油4换向阀换向2溢流阀调压5液压缸驱动负载3节流阀调速6压力表测压3）对液压系统进行调压、调速和换向的实操演练时，认真观察现象以及动作时的油路走向，记录对应的压力及速度变化情况，补写表1-7横线上的内容。表1-7序号工作内容实训设备操作方法，控制阀操作方法1启动或停止液压泵操作顺序须知：先将溢流阀手柄旋松或打开卸荷通道，即将压力油通道p与回油箱通道T接通；再操作按钮使液压泵在空载状态下启动或停止2调节系统压力方法1在液压缸空载运动过程中调节：旋紧溢流阀手柄，观察压力表数值无变化、压力较低。（有、无、高、低）3调节系统压力方法2将液压缸停留在一端调节：由松至紧旋转溢流阀手柄，观察压力表数值不断升高；由紧至松调节时，压力表数值不断降低。注：从安全出发，最高压力不应超过5Mpa。（不断升高、不断降低）4调节缸速操作阀7，阀口开度变小时，速度减小。5工作台换向操作阀8，a图时液压缸右移。4）表1-7中调压方法2是正确的；调压方法1是错误的，因为此时系统空载运行，系统压力无法建立。5）如果将液压缸进油口也并联一块压力表，用来观察液压缸的工作压力，可观察到因液压缸运行至终端时的负载比运行时的负载大，故运行至终端时的压力比运行时的压力大；运行时液压缸的压力和液压泵的压力不是一致的（是、不是），液压泵的压力比液压缸的压力大，请用实践验证结论。思考题和习题一、填空题1.在液压传动中，液压泵是动力元件，它将输入的机械能转换成液压能，向系统提供液压油。2.在液压传动中，液压缸是执行元件，它将输入的液压能转换成机械能，驱动负载动作。3.液压系统的工作压力决定于负载。4.压力和流量是液压系统的两个最重要的参数。5.液压系统中压力的常用单位是Pa，流量的常用单位是L/min。二、判断题1.液压系统故障诊断方便、容易。（X）2.液压传动必须在密闭容器内进行。（√）3.液压传动适宜于远距离传动。（X）4.液压传动可在高温下运行。（X）5.液压系统的故障绝大部分是因油液污染引起的。（√）6.液压执行元件的运动速度取决于工作压力,压力越大则速度越快。（X）三、选择题1.液压系统的执行元件是（C）。A．电动机B.液压泵C．液压缸或液压马达D.液压阀2.针对液压传动的特点，下列描述不正确的是（D）。A.易于实现自动控制B.可在较大速度范围内实现无级变速。C.换向灵敏D.诊断、维护、保养和排放方便。项目2【阅读要点】1）液压泵是液压系统的动力元件，其作用是为系统提供压力油。2）根据容积式液压泵的工作原理，泵工作容积增大时实现吸油，减小时实现压油。3）液压泵常见的结构类型有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵；按排量是否可调，液压泵分为定量泵和变量泵。4）识读并区分液压泵的图形符号，填写表2-1中各符号的名称。表2-1符号名称符号名称符号名称符号名称单向定量泵双向定量泵单向变量泵双向变量泵（双向流动）5）液压泵的额定压力是按试验标准规定的泵长时间运转所允许的最高压力。6）若单柱塞泵的转速为n，柱塞截面积为D、偏心轮每转一转时柱塞的行程长度为L,则其排量V为πD2L/4；如果用此泵代替千斤顶中的手动泵，输入举升缸的流量q为nV，重物上升的速度为nV/7）如果用上述单柱塞泵代替千斤顶中的手动泵，举升重量为G，大活塞缸的工作面积为A，不考虑其他因素的影响，则工作压力为G/A；液压千斤顶举升重物至某高处位置后停止不动处于支持状态时，泵的工作压力不变化，工作速度等于零。8）上述结论验证了液压系统的工作压力决定于负载，负载不变则压力不变，并且压力与速度的关系为无关。9）单柱塞泵的柱塞外圆柱面与泵体的内孔间应装密封圈，如果此密封圈损坏或缺失，会出现压力降低或无压力现象。10）液压泵需满足的工作条件有：内部形成密封的工作容积、密封工作容积有规律地交替变化、有配流（配油）装置和油箱液面通大气。11）液压泵最重要的两个参数是压力和流量。12）完成知识阅读后，请填写表2-2。表2-2泵的参数意义常用单位额定压力在正常工作条件下，按试验标准规定，液压泵在连续运转中所允许达到的最高工作压力Mpa工作压力液压泵实际工作时输出的油液压力Mpa排量液压泵每转一转，由其密封容积几何尺寸变化计算而得的输出液体的体积mL/r理论流量在不考虑泄漏的情况下,液压泵单位时间内所排出的液体体积L/min实际流量液压泵在某一具体工况下工作时，单位时间内实际排出的液体体积L/min13）齿轮泵内泄漏的途径有轴向间隙、径向间隙和啮合间隙，对泄漏影响最大的途径是轴向间隙。14）影响齿轮泵压力提高的主要因素有泄漏多和径向力不平衡。15）改变单作用叶片泵定子与转子的偏心距大小，可以改变它的排量，当定子与转子中心重合时，输油量接近零。16）双作用叶片泵是定量泵，单作用叶片泵是变量泵。17）增大斜盘式轴向柱塞泵斜盘倾角的大小可排量。【技能要点】1）根据项目描述内容，因装载机工作环境恶劣，为其液压系统匹配的泵应具有工作可靠、对工作环境的清洁度要求不高、抗油液污染能力强的特点，因此适合选用齿轮泵；磨床工作台需要运转平稳，液压系统适合选用流量脉动小的叶片泵。（工作可靠、抗油液污染能力强、平稳、对工作环境的清洁度要求不高、流量脉动小、齿轮泵、叶片泵）2）熟悉拓展阅读内容，掌握拆装注意事项，在拆装过程中应保持现场清洁，不得用掉毛的擦布擦拭零件，应避免细小杂物留在泵内；杜绝硬打硬敲等野蛮拆装，操作时应精益求精，不得碰撞、拉毛及划伤零件，以免配合表面精度被破坏。3）观察齿轮泵，其密封工作容积由相互啮合的主、从动齿轮、两端盖及泵体围成。4）泵标牌上指示的箭头方向含义是从轴端方向看泵的转向，图2-12中泵驱动轴的转动方向从轴端看为顺时针方向，接驱动电机时，其转动方向不能任意改变。5）观察图2-13中CB-B型齿轮泵，找出吸、压油口。图中吸、压油口大小不相等，其目的是为了减小径向不平衡力。6）拆卸后，认真观察及分析齿轮泵结构，图2-13中线条所指处的沟槽名称为卸荷槽，作用为将泄漏到泵体和两端盖接触面间的高压油吸回油箱，防止油液外泄漏的同时，减小泵体与端盖接触面间的油压作用，使泵的连接螺钉承受的拉力减小。7）拆卸后，认真观察及分析齿轮泵结构，图2-13中两个被圈起来的凹槽名称为困油卸荷槽，作用为消除困油现象。8）叶片泵的密封工作容积由相邻的叶片、转子的外表面、定子的内表面以及前后两个配油盘围成，认知各组成零件实物特征。9）分析工作原理，叶片泵的吸油腔是叶片逐渐伸出的那个腔，压油腔是叶片逐渐缩入的那个腔。10）在图2-14中的指示线处标出吸油腔和压油腔（a处为吸油腔，b处为压油腔）。说明配油盘上吸油窗口有2个，图中标注字母为a、c，压油窗口有2个，图中标注字母为b、d。11）认真观察，分析双作用叶片泵结构，工作时，叶片是靠离心力和叶片底部的液压力始终贴紧在定子内表面而不会脱空。思考题和习题一、填空题1.液压泵需满足的工作条件有：内部形成密封的工作容积、密封工作容积有规律地交替变化、有配流（配油）装置和油箱液面通大气。2.容积式液压泵是靠密封工作容积的变化来实现吸排油的。3.泵的驱动电机旋转方向应按标牌上的指示来接，避免将驱动电机接反。4.CB型齿轮泵吸、压油口不能互换，大口为吸油口，小口为压油口。5.对齿轮泵泄漏影响最大的地方在轴向间隙处。6.分析齿轮泵工作原理，齿轮泵工作时要经历密封容积在封死状态下变化的过程，这种现象称为困油，为了消除这种现象，通常采用在端盖上开困油卸荷槽的办法。7.齿轮泵是定量泵，通常用于低压力场合，影响其压力提高的主要因素有泄漏和径向不平衡力。8.按工作原理分，叶片泵的类型有单作用式和双作用式。9.单作用式叶片泵是变量泵，双作用式叶片泵是定量泵。10.改变定子与转子的偏心距可以改变叶片泵的排量。11.双作用式叶片泵的排量不可调节。12.改变轴向柱塞泵斜盘倾角的大小可以变量。13.柱塞泵是高压泵，按柱塞的排列及运动方向分，有轴向柱塞泵和径向柱塞泵。二、简述题1.液压泵常见的结构类型有哪些？答案：液压泵常见的结构类型有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵。2.简述液压泵的额定压力。答案：液压泵的额定压力是按试验标准规定的泵长时间运转所允许的最高压力。3.齿轮泵内泄漏的途径有哪些？对泄漏影响最大的途径是哪一处？答案：齿轮泵内泄漏的途径有轴向间隙、径向间隙和啮合间隙，对泄漏影响最大的途径是轴向间隙。4.影响齿轮泵压力提高的主要因素有哪些？答案：影响齿轮泵压力提高的主要因素有泄漏和径向力不平衡。三、计算题1.已知某液压泵转速n=1450r/min，额定压力pn=2.5Mpa答案：输入功率0.83KW，所以选用1.1KW的电机够用。2.已知某液压系统泵的排量为V=10mL/r，驱动电机转速n=1000r/min，泵的工作压力为p=6MPa答案：10L/min，9.2L/min，1.08KW项目3【阅读要点】1）液压缸是液压系统的执行元件，其作用是输出直线运动和推力。2）液压缸常见的结构类型有活塞缸、柱塞缸和摆动缸三种；按作用方式划分，有单作用和双作用两种。4）识读并区分液压缸符号，填写表3-1中各符号的名称及特点。表3-1符号名称特点符号名称特点双作用单杆活塞缸双向液压驱动，正反向输出特性不同单作用增压缸单向增压，可间断供出高压油双作用双杆活塞缸双向液压驱动，正反向输出特性相同双作用增压缸双向增压，可连续供出高压油单作用单杆活塞缸单向液压驱动，回程靠弹簧等外力摆动缸双向往复摆动，摆角小于360度单作用柱塞缸适合长行程，单向液压驱动，回程靠外力伸缩缸（多级缸）工作行程长，收缩时占用空间小5）单杆活塞缸两腔同时接通压力油的连接称为差动连接，其目的是为了在不增加流量的前提下提高速度。6）差动液压缸的速度v为流量除以有效工作面积。7）液压缸差动连接时，速度增加了，推力减小了。8）输入参数不变的情况下，双杆活塞缸正反向的输出推力及速度相等。9）活塞式液压缸的结构组成有：缸体组件、活塞组件、缓冲装置、排气装置、密封装置。10）液压马达每转一转时由其几何尺寸计算所需要输入的液体体积是液压马达的排量。11）齿轮马达和叶片马达是高速小转矩马达，径向柱塞马达是低速大转矩马达。12）常用的液压辅助元件有蓄能器、过滤器、油箱等。【技能要点】1）根据项目描述内容，因磨床工作台往复运动工况相同，所以为其选择的液压缸应为双杆双作用活塞缸，用于钻床液压系统中驱动刀具做快进——工进——快退动作的液压缸应为单杆双作用活塞缸。2）拆装液压缸时，避免或不能损伤活塞杆顶端的螺纹、缸口螺纹和活塞杆表面，不能硬性地将活塞从缸筒中打出，要用专用工具安装密封圈，安装时注意防止密封圈扭曲和装反，同时注意避免毛刺、台肩等锐角划伤密封圈造成液压缸的内、外泄漏等。3）观察所拆装的液压缸，它的组成部分有缸体组件、活塞组件、密封装置，有的液压缸还有缓冲装置和排气装置。4）拆卸后，认真观察及分析液压缸结构，指出缸体组件的连接方式是法兰式连接等。活塞组件采用的密封装置是O型密封圈（或Y型密封圈）。5）识别辅助元件，填写表3-7中辅助元件符号对应的名称。表3-7常用液压辅助元件符号名称蓄能器过滤器油箱压力表冷却器加热器符号（气囊式）思考题和习题一、填空题1.液压马达和液压缸是液压系统的__执行__元件，作用是将_液压___能转化为__机械__能。其中，液压缸输出直线运动，液压马达输出回转。2.差动液压缸的活塞面积为活塞杆面积的2倍时，往返速度相等。3.当工作行程较长时，采用__柱塞__缸较合适。4.在大型液压缸中，为了减少活塞在终端的冲击，应采取__缓冲__措施。5.双杆活塞缸常用于正反两个方向工况__相同__的场合。6.单杆缸常用于设备有__快进__、工进和快退的场合。7.工作时，液压缸输入流量增加，则活塞运动速度增加。二、判断题1.液压缸差动连接可以提高活塞的运动速度，并同时提高输出推力。（X）2.差动联接的单出杆活塞液压缸，可使活塞实现快速运动。（√）3.双作用双杆活塞缸，如进入缸的流量相同，往复运动的速度和推力都相等。（√）4.单柱塞缸可以靠压力油驱动负载往复运动。（X）5.过滤器过滤精度和规格应满足系统要求。（√）6.要实现工作台往复运动速度一致，可采用双出杆活塞式液压缸。(√)7.液压龙门刨床的工作台运动范围较长，常采用柱塞式液压缸。(√)8.若使差动液压缸往返速度相等，活塞面积与活塞杆面积的关系应为2倍。（X9.活塞面积一定，液压缸运动时的速度取决于输入缸的流量、与输入缸的压力无关。(√)三、计算题1.一单杆活塞缸，内径为100mm，活塞杆直径为50mm，输入液压缸的流量为16L/min，问活塞杆伸出和返回时的运动速度各为多少？答案：伸出速度v返回速度v2.如图3-29所示，差动连接的液压缸,无杆腔有效面积A1=40cm²,有杆腔有效面积A2=20cm²，输入油液流量q=4L/min图3-29液压缸差动连接答案：差动连接时，忽略管路等其他阻力，液压缸两腔的压力相等，p=0.1MPa=1×105Pa。活塞向右的推力F1=pA1=1×105×40×10-4N=400N，活塞向左的推力F2=pA2=1×105×20×10-4N=200N。由于F1活塞向右运动能克服的最大阻力F=F1-F或F=pA1活塞向右运动速度υ3.一单杆活塞缸，活塞直径D=8cm，活塞杆直径d=5cm，工作压力p=2MPa，输入液压缸的流量q=3.5L/min,回油阻力忽略不计。1）问往复运动速度各为多少？2）如采用差动连接，运动速度又为多少？3）输出功率为多少？答案：1）vυ2）3）P=pq=四、简答题1.活塞式液压缸由哪几部分组成？答案：缸体组件、活塞组件、密封装置、缓冲装置、排气装置2.蓄能器的功能有哪些？答案：短期大量供油、对系统保压、吸收压力冲击和脉动3.油箱的用途有哪些？答案：储存液压系统工作时所需的液压油，散发液压系统工作时产生的热量，控制油温，逸出油液中产生的气体，沉淀油液中的杂质。项目4任务4.1【阅读要点】换向阀的作用是利用_阀芯与阀体相对位置的改变_使油路_通断_或_变换运动方向。换向阀的“位”数是指_阀芯相对于阀体不同的工作位置数_，“通”路数是指换向阀与液压系统油路相连的主油口数。按阀芯运动操纵方式的不同，换向阀可分为手动、机动、电动、液动、电液动等。常态位是指当换向阀没有操纵力的作用时所处的静止状态。三位阀的中位为常态位，二位阀靠近弹簧的那一位为常态位。手动换向阀根据定位方式不同可以分为弹簧复位式和钢球定位式两种。机动换向阀利用运动部件上的行程挡块或凸轮等外力推动阀芯移动使油路换向，换向平稳性好，位置精度高，它必须安装在工作部件附近位置。电磁换向阀的电磁铁按所接电源不同，可分为交流电磁铁和直流电磁铁两种；按衔铁工作腔是否有油液，又可分为干式和湿式两种。对于通流量较大或对换向可靠性要求高、换向冲击要求小的液压系统，应选择液动换向阀或电液动换向阀。电液动换向阀是由电磁阀和液动阀组成。前者的作用是先导作用；后者的作用是控制主油路换向。三位换向阀的中位机能是阀芯在中间位置时，油口的连通方式。将下列滑阀的操纵方式与其名称连线。A.手动式B.机动式C.电动D.弹簧驱动E.液动F.电液动图4-2将下列液压元件与其对应的图形符号连线。A.二位三通机动阀B.三位四通手动阀C.二位二通电磁阀D.三位五通电磁阀E.三位四通液控阀F.三位四通电液动阀图4-3A.二位三通机动阀B.三位四通手动阀C.二位二通电磁阀D.三位五通电磁阀E.三位四通液控阀F.三位四通电液动阀图4-3【技能要点】1) 在液压系统图中，换向阀的符号与油路的连接通常画在常态位上，三位阀常态位是中间位置，二位阀常态位是靠近弹簧一侧的位置。2）为使三位四通换向阀在中位工作时泵能卸荷，应采用M型阀。（P、Y、M、O）3）为使三位四通阀在中位工作时能使液压缸闭锁，应采用O型阀。（O、P、Y、H）；图4-13（b）是能实现液压缸闭锁的，如果欲使图中液压缸活塞杆伸出，应向右扳动换向阀手柄。4）三位四通电液换向阀的液动滑阀为液压对中型，其先导电磁换向阀中位是Y型机能。（Y、O、P、H）5）分析图4-15换向回路，元件1指的是三位四通电磁换向阀，中位机能为O型；元件2指的是二位二通电磁换向阀，它是常闭型（常开、常闭），如果使阀2通电，则系统压力会降低至接近于0（升高、降低至接近于0）；如果使阀1左电磁铁通电，其余电磁铁断电，则液压缸活塞杆伸出，如果使阀1右电磁铁通电，其余电磁铁断电，则液压缸活塞杆返回。图4-15【磨床工作台换向回路的仿真设计与调试】请与小组成员讨论，利用FluidSIM或其他仿真软件共同完成任务回路的仿真设计与调试。1）请利用手动换向阀和电磁阀等元件分别设计磨床工作台的液压系统换向回路，来实现磨床工作台的换向过程，并将仿真回路上传到网络课程指定的位置。答案：此题请修改为双杆活塞缸【磨床工作台换向回路的安装与调试实操训练】请与小组成员讨论，共同在实训台上完成磨床工作台液压系统手动换向的回路组建与调试。1）请将实训中使用到的元件填写到表4-4中。表4-4元件清单序号元件名称数量备注1液压泵1定量泵2三位四通手动换向阀（O型）1定位式、中位闭锁3双作用液压缸1双杆、往复输出特性一致4节流阀16溢流阀17油管若干2）设计油路并在实训台上完成安装调试工作，将安装的油路拍照、操作调试过程录制视频上传至网络课程指定的位置。【拓展训练】根据给出的电磁铁动作顺序表（见表4-5），将上述实训中手动换向阀更换为电磁换向阀，设计油路，填写PLC输入/输出地址分配表，实施输入/输出端外部接线，编写PLC控制程序（根据本校所用PLC机型），在实训台上完成回路组建与机电联合调试，将油路及调试过程录制视频，一并上传至线上作业指定的位置。下面是采用西门子1200机型的PLC输入输出地址分配表、输入/输出接线图、PLC控制程序，仅供参考。表4-5电磁铁动作顺序表工况1YA2YA液压缸停止--液压缸伸出-+液压缸返回+-注：“+”表示得电；“-”表示失电。答案：油路1）手动循环控制采用西门子1200机型的PLC输入输出地址见表4-6。2）自动循环控制如图4-18，输入输出地址分配如表4-7：表4-6手动循环控制的输入/输出地址分配表表4-7自动循环控制的输入/输出地址分配表序号器件名称PLC地址1停止按钮SB1(动合触点)I0.02伸出启动按钮SB2(动合触点)I0.13行程开关SQ1(动合触点)I0.24换向阀返回（1YA）Q0.05换向阀伸出（2YA）Q0.1序号器件名称PLC地址1停止按钮SB1(动合触点)I0.02伸出启动按钮SB2(动合触点)I0.13返回启动按钮SB3(动合触点)I0.24换向阀返回（1YA）Q0.05换向阀伸出（2YA）Q0.1任务4.2【阅读要点】1）单向阀的作用是单向导通，正向时阀口打开，反向时阀口关闭。2）单向阀的阀芯分锥阀芯和球阀芯两种，球阀芯结构简单，但密封性能不如锥阀芯的好。3）液控单向阀当_控制口（X口）通压力油时，液流可以正反向自由流通；液控单向阀关闭时，反向密封性好。4）单向阀的弹簧用来克服阀芯的摩擦阻力和惯性力，需要的弹簧力很小，正向开启压力较小，中低压系统只需0.03~005MPa。5）与单向导通作用的单向阀比较，作为背压阀使用的单向阀，其弹簧刚度要大一些，背压力常为0.2~0.6MPa。6）锁紧回路的作用是使液压缸在任意位置上停留，并可防止其停止后因外界影响而发生移动。7）采用中位机能为M型或O型换向阀的换向回路可以封闭液压缸的进、出油口，使液压缸实现锁紧，但其锁紧精度低。8）在汽车起重机支腿液压系统中，为了保证长时间可靠锁紧，三位换向阀应采用H型或Y型中位机能。9）将图4-21中的不同类型的单向阀与其对应的工作原理图和外形图进行连线。A.管式单向阀B.板式单向阀图4-21【技能要点】

1）识读图4-30中普通单向阀和液控单向阀的图形符号。图4-30答案：普通单向阀，液控单向阀：2）阅读图4-24，总结普通单向阀的用途。答案：1.安装在泵的出口处，保护液压泵2.分隔油路3.背压阀4.组成复合阀3）阅读图4-27，按图示顺序总结液控单向阀的用途。分析图4-27（a），如果将液控单向阀换成普通单向阀，会出现液压缸无法向上返回的现象，如果将换向阀换成O型机能的，则会出现液压缸锁紧不可靠的现象，请在实训台上用实验验证。答案：保持压力、使立式液压缸活塞悬浮、实现液压缸的锁紧状态4）选择单向阀时应注意，普通单向阀弹簧刚度小，开启压力小，无法建立足够的背压；作为背压阀使用时，弹簧刚度应较大。【汽车起重机支腿锁紧回路的仿真设计与调试】请与小组成员讨论，利用FluidSIM或其他仿真软件共同完成任务回路的仿真设计与调试。请利用两个液控单向阀等元件设计一个含有液压锁的回路，来实现液压支腿在任意位置的可靠锁紧，并将仿真回路上传到网络课程指定的位置。答案：2）请在仿真软件上进行液压支腿的伸出、缩回以及任意位置停止的模拟调试，并将仿真过程录制成视频，上传到网络课程指定的位置。【汽车起重机支腿锁紧回路的组建与调试实操训练】请与小组成员讨论，共同在实训台上完成锁紧回路的组建与调试，以实现汽车起重机支腿的锁紧。1）请将实训中使用到的元件填写到表4-9中。表4-9元件清单序号元件名称数量备注（答案不唯一）1液压泵1定量泵2溢流阀1安全阀3三位四通手动换向阀（H或Y型）1A、B口接回油箱4液压缸1单作用活塞缸5液压油管若干高压橡胶软管2）设计油路并在实训台上完成安装调试工作，将安装的油路拍照、操作调试过程录制视频上传至网络课程指定的位置。思考题和习题一、选择题1.常用的电磁换向阀是控制油液的C。A.流量B.压力C.方向2.在三位换向阀中，其中位可使液压泵卸荷的有A。A.H型B.O型C.U型D.Y型3.在液压系统图中，与三位阀连接的油路一般应画在换向阀符号的(C)位置上。A.左格B.右格C.中格4.当运动部件上的挡铁压下阀芯，使原来不通的油路相通，此机动换向阀应为A二位二通机动换向阀。A.常闭型B.常开型5.大流量的系统中，主换向阀应采用B动换向阀。A.电磁B.电液C.手动6.工程机械需要频繁换向，且必须由人工操作的场合，应采用A手动换向阀换向。A.钢球定位式B.弹簧复位式7.某三位换向阀的阀芯在中间位置时，压力油与液压缸两腔连通，回油封闭，则此阀的滑阀机能为（A）。A.P型B.Y型C.K型D.O型8.在液压回路中，采用三位四通换向阀使泵卸荷，应选用D中位机能A.Y型B.P型C.O型D.M型9.有一液压系统，其主换向阀是一个三位四通电磁换向阀，它的中位机能可使泵保压，使液压缸呈浮动状态，换向阀的中位机能应是C。A.H型B.P型C.Y型D.M型10.以下属于方向控制回路的是AA.换向和锁紧回路B.调压和卸荷回路C.节流调速回路和速度换接回路二、判断题中位机能不同，换向阀对系统的控制性能影响不同。（√）换向阀阀芯处在中间位置时，M型滑阀机能可以使各油口接通。（×）机动换向阀在控制快慢速切换时，有切换平稳，换接位置精度高的优点。（√）电液动换向阀换向平稳，换向时间可调，常用大流量场合。（√）液压系统换向阀的图形符号通常画在“常态”位上。（√）液控单向阀有良好的反向截止密封性能，常用于系统长时间保压的场合。（√）采用液控单向阀的闭锁回路比采用换向阀的闭锁回路的锁紧效果好。（√）当液控单向阀的控制口X口处无压力油通入时，它的工作原理和普通单向阀一样。（√）卸荷回路采用的主要液压元件是滑阀机能为O、P类型的三位四通换向阀。（×）高压大流量液压系统常采用电磁换向阀实现主油路换向。（×）H型中位机能可实现系统保压。（×）普通单向阀的功能是控制油液只沿一个方向流动，反向截止。（√）换向阀是方向控制基本回路的核心液压元件。（√）三、连线题1.结合知识阅读，将图4-31中的液压元件实物图与其对应的名称连线。A.单向阀B.液动换向阀C.液压锁D.双电控电磁换向阀图4-312.将图4-32中的液压元件图形符号图与其对应的名称连线。A.单向阀B.液控单向阀C.液压锁D.三位四通手动换向阀图4-323.将图4-33中所示的中位机能图形符号与其对应的代号名称进行连线。P型M型Y型O型H型图4-33四、分析题1.图4-34中能否用二位四通阀替代二位三通和二位二通阀使用？画一画替换后的油路连接。答案：能，如图连接。2.图4-35中所示的换向阀中位时，各回路的功能如何？图4-34 图4-35答案：a所示回路中，换向阀中位时，对液压缸有停止或锁紧的控制，还能对液压泵进行保压控制（但由于泄漏，利用换向阀中位锁紧并不可靠）；b所示回路中，换向阀能在液压缸停止时实现液压泵卸荷；c所示回路中，换向阀中位时能使液压缸差动连接，实现快速运动。3.分析图4-28和图4-29两种控制回路，换向阀有何不同？两种回路的功能有何异同点？若换向阀不动作，液压缸在外力作用下仍发生“漂移”现象，试分析可能存在的原因。答案分析：1）两种控制方案中，换向阀在中位时，均有锁紧功能，二者的换向阀都是三位四通手动换向阀，但是中位机能不同。图4-28回路中，换向阀的中位机能为H型，图4-29回路中，换向阀的中位机能为O型。2）图4-28所示回路采用的是液控单向阀，即液压锁，此方法最常用。在液压缸的进、回油路中都串接了液压锁，活塞可以在任何位置停止并锁紧。由于液压锁有良好的密封性能，即使在外力作用下，也能使执行元件长时间可靠锁紧。为了保证中位可靠锁紧，液压锁的控制口X1、X2须与油箱相通，即三位阀应采用H型或Y型中位机能，图4-29所示回路控制方法简单，当阀芯处于中位时液压缸的进、出油口都被封闭，将活塞锁紧。这种锁紧回路由于受到滑阀泄漏的影响，锁紧效果较差。3）可能存在的原因：液压缸存在内泄漏；换向阀或液压锁存在故障，密封不良。项目5任务5.1【阅读要点】1）溢流阀的作用是__溢流稳压_，为通过__进油口_压力控制，阀口常_闭__，调压弹簧弹簧腔的泄漏油与阀的出口相通。2）当溢流阀进口压力低于调整压力时，阀口是_关闭__的，溢流量为_零__。3）当溢流阀进口压力达到调定压力时，阀口是__打开__的，溢流阀开始__溢流__。4）图示5-2a油路中，溢流阀起到__溢流稳压_作用。5）如图5-2b所示回路，当电磁铁1YA得电时，系统的压力是__3Mpa_；当电磁铁2YA得电时，系统的压力是_7Mpa_；当两个电磁铁都失电时，系统的压力是__10Mpa__；由此可见图5-2b系统最多能实现_三级__调压，系统中最大的压力必须是在压力为10Mpa__的阀上设定。6）如图5-2c所示，当电磁换向阀的电磁铁YA得电时，溢流阀起到_卸荷__作用；电磁换向阀的电磁铁YA失电时，溢流阀起到_溢流稳压__作用。（a）（b）（c） 图5-27）先导式溢流阀的主阀起溢流作用，其弹簧刚度较__小__。（大、小）8）先导式溢流阀的先导阀起调压作用，其弹簧刚度较___大__。（大、小）【技能要点】1）设计油路时，明确溢流阀的进口应接系统，出口应接油箱。观察溢流阀，其P口为进油口，T口为出油口。溢流阀手柄的作用是调压，手柄旋松则调定压力减小，反之则调定压力增大。先导式溢流阀有两根弹簧，软弹簧为复位弹簧，装在主阀内，硬弹簧为调压弹簧，装在先导阀内。先导式溢流阀的阻尼孔是小孔径（大、小），不能堵塞，其作用是形成压力差和减小阀芯振动。先导式溢流阀有一个远程控制口X，当该孔口与远程调压阀接通时，可实现系统的远程调压；当该孔口与油箱接通时，可实现系统的卸荷。遥控溢流阀的调定压力一定要低于或小于主溢流阀调定压力，否则遥控溢流阀将不起作用。小组讨论并分析图5-1b所示的升降平台液压系统，叙述其工作原理=1\*GB3①，说明阀3的作用是安全阀，其压力设定值应等于限定的安全压力。=1\*GB3①工作原理：系统由高压泵2供油，压力由阀3设定，缸10的升降由电磁换向阀4、电磁换向阀5和液控单向阀7控制，缸10下降的时间通过调节阀4上的节流孔12的开度实现，缸8的伸缩由电磁换向阀6控制。详细工作原理请参见拓展阅读升降平台液压系统工作原理内容。9）结构拆装的目的是为学习者更好地了解元件的功能及使用特点。除非十分必要，使用时不应随意对溢流阀进行结构拆装，以免破坏其原有的装配精度或将污染物从环境中带入。10）拆装时，应注意将拆下的零件按次序摆放，不应沾染灰尘；拆卸、装配螺栓组时应按对角顺序依次拧松或拧紧；如果发现阀芯卡住，不可以猛力敲打；不可以用棉纱擦拭零件；应更换老化的密封件。【液压升降平台液压系统的组建与调试模拟仿真】请与小组成员讨论，利用FluidSIM或其他仿真软件共同完成图5-1b所示液压升降平台液压系统回路的设计、绘制和模拟仿真。1）设计回路，并利用软件绘制回路图。答案：2）请在软件上进行1）中回路的调压过程模拟仿真。将溢流阀的压力分别调整到3MPa及4MPa，观察现象为：溢流阀手柄旋松时调定压力减小，旋紧时调定压力增大。观察空载运动的液压缸在运动过程中的压力表读数，将出现压力不变的现象；当图5-1b中液压缸10运动到终端位置导致阻力逐渐增加时，又将出现压力升高至额定压力，不再变化的现象。请将仿真过程录制成视频，上传到网络课程指定的位置。【液压升降平台液压系统的组建与调试实操训练】1）请阅读图5-6所示的调压回路，在实训现场找到图中对应的各实物，绘制并编辑表5-1清单，将编辑完成的清单页拍照上传到网络课程指定的位置，并在实训台上安装组建该回路。图5-6表5-1元件清单序号名称数量备注（答案不唯一）1液压泵1定量泵2溢流阀1安全阀3单杆活塞缸1双作用4三位四通电磁换向阀（O型）1中位闭锁、缸停止5压力表1测压6液压油管若干高压橡胶软管7三通接头2用于油路并联2）分析图5-6，调节溢流阀压力时，应在启动液压泵之前，旋松溢流阀手柄，然后将阀4处于中位，再转动溢流阀手柄调节压力，调节压力时应由松至紧、转动手柄调节溢流阀调压弹簧预紧力，同时观察压力表读数直至所需压力并填写表5-2。（松，紧，旋松，旋紧，转动，左位，右位，中位）表5-2溢流阀压力调节及分析溢流阀压力的调节系统压力变化规律（Mpa）分析溢流阀调压螺母由松到紧逐渐增加负载增加溢流阀调压螺母由紧到松逐渐减小负载减小3）选择元件实物，并在实训台上完成安装调试工作，将安装的油路拍照、操作调试过程录制视频上传至网络课程指定的位置。4）观察液压系统压力的变化：将系统压力调定为5Mpa，然后操纵换向阀控制液压缸动作，理解液压系统压力的形成，观察并记录液压缸伸出和缩回及运动到终端时的压力变化，组内讨论变化原因，填写表5-3。表5-3系统压力调节液压系统压力的调节系统压力变化规律（Mpa）液压缸伸出-终端运动时压力升高至某一数值不变，最终达到5Mpa液压缸缩回-终端运动时压力升高至某一数值不变，最终达到5Mpa5）将图5-6中的阀4换成中位为M型机能的换向阀搭建调压回路，则换向阀处于中位时，由松至紧转动溢流阀手柄，观察压力表的读数变化规律为不变。分析原因是忽略其他阻力时，M型中位使系统压力始终为零，所以无论怎样调节溢流阀手柄，都无法观察到溢流阀调定压力的变化。6）分析对于将5）中溢流阀压力调定为5Mpa这种情况，应先将②，再启动液压泵，之后将①，使液压缸运动至终端位置，然后再进行调压。此时需要注意的是，使用溢流阀进行压力调节，必须要有足够的负载才可以调节。（①阀4切换至左位或右位；②溢流阀手柄旋松）任务5.2【阅读要点】1）减压阀不工作时，进油口和出油口相通，阀口常___开____。（开、闭）2）减压阀初始状态时阀口全开不减压，其出油口压力与负载__有关____（有关、无关）。3）对减压阀，出油口压力小于调定压力时，忽略管路及阀的压力损失，则进、出油口压力相等；出油口压力达到调定压力时，则出油口压力小于进油口压力。4）顺序阀不工作时，进油口和出油口__不相通__。（相通、不相通）5）内控式顺序阀的控制油来自___进油口___。（进油口、出油口）6）按照工作结构不同，减压阀和顺序阀分为___直动式__和__先导式___两种。7）压力开关用于将压力信号转换为电信号输出，是靠弹簧来调节发信号的压力。8）压力开关属于__压力控制阀。9）区分下图中各压力阀的图形符号，填写表5-5各符号的名称。（直动式减压阀、直动式溢流阀、内控顺序阀、液控顺序阀、单向顺序阀、先导式顺序阀、先导式减压阀、压力开关）表5-5图形符号名称直动式溢流阀直动式减压阀外控顺序阀内控顺序阀先导式顺序阀先导式减压阀内控平衡阀压力开关【技能要点】1）减压阀的进口接系统的主油路，出口接支路等。（支路、系统的主油路）2）观察减压阀，其P1口为进油口，P2口为出油口。L口为泄油口。3）减压阀的调定压力一定要低于或小于主溢流阀调定压力，否则将不起作用。4）小组分析图5-23所示回路的工作原理，讨论阀2与阀1压力设定值之间的关系，选择给出的选项序号对应填写在表5-7中，讨论并叙述阀1及阀2的调节过程。（①5MPa；②3MPa；③减压；④控制系统压力；⑤限压；⑥使A缸获得的压力低于系统压力；⑦工作时观察压力；⑧调节压力阀时观察压力）表5-7序号图形符号元件名称作用压力设定值1溢流阀④⑤①2减压阀③⑥②3压力表⑦⑧图5-23本油路调压过程提示：1.先调节溢流阀，再调其他阀。调节溢流阀时不能在系统空载运动或低于溢流阀调定压力的工况下调节，否则即使溢流阀调压螺钉已经旋转至很紧，系统压力表却始终显示低压。本油路换向阀中位时调节比较方便，这时应在换向阀断电状态，先将阀1调节螺钉旋至最松再启动泵（否则换向阀在中位时油路被截止，此时启动泵，如果溢流阀1恰好处于旋紧状态，泵启动后出口压力可能会很高，容易造成事故），确保系统低压启动，然后由松至紧慢慢调节阀1调节螺钉，观察压力表直至所需5MPa压力，以阀前表压为准。2.减压阀通常也是由松至紧，将出口压力调至所需的压力，以阀后表压为准。调节前需将换向阀断电至中位，关闭阀2前的进油路，然后全松阀2并使阀2后的油路为低压环境（可在液压缸空载运动时调节阀2），然后慢慢旋转调节螺钉，观察压力表至3MPa压力。5）减压阀在出油口压力低于调定压力时，不起减压功能。6）顺序阀控制顺序动作时，应安装在后动作的执行元件进油路上，其开启压力应大于先动作的执行元件最大工作压力，且应小于系统的调定压力。【钻床工件定位与夹紧顺序动作回路的组建与调试模拟仿真】1）请与小组成员讨论，利用FluidSIM或其他仿真软件共同完成图5-24所示回路的模拟仿真，绘制出油路图。图5-24答案：2）请在仿真软件上进行图5-24所示工件定位与夹紧动作顺序回路的模拟调试，并将仿真过程录制成视频，上传到网络课程指定的位置。【钻床工件定位与夹紧顺序动作回路的组建与调试实操训练】请与小组成员讨论，共同在实训台上完成图5-24所示工件定位与夹紧顺序动作回路的组建与调试，以实现钻床的动作顺序。1）请将实训中使用到的元件填写到表5-8中。表5-8元件清单序号名称数量备注1液压泵1定量泵2二位四通换向阀1断电复位3溢流阀1安全阀4顺序阀1顺序动作5单杆液压缸2双作用6压力表2测压7油管若干高压橡胶软管2）设计油路并在实训台上完成安装调试工作，将安装的油路拍照、采用机械方式操作换向阀。要求：启动液压泵后，设置溢流阀和顺序阀调定压力值如原理图所示；记录并观察定位缸和夹紧缸在运行时和运动到终端时压力表读数，即溢流阀进油口压力和顺序阀出油口压力，填写表5-9。表5-9电磁铁通电A缸运行时A缸运行至终端后B缸运行时B缸运行至终端压力表p1读数（MPa）（空载压力）参考答案：大于或等于35压力表p2读数（MPa）参考压力大于等于0参考压力大于等于05【拓展训练】机械运行无误后，填写PLC输入输出地址分配表，编制PLC控制程序，实施输入输出端外部接线，并在实训台上完成回路组建与机电联合调试。将PLC控制程序（对应本校PLC机型）及连接的油路拍照，操作及功能调试过程录制视频，一并上传至网络课程指定的位置。下面是以西门子1200机型为例的PLC地址分配表（请填写完善）、外部接线图及各动作的控制程序，仅供参考。表5-10电磁铁动作顺序表工况换向阀操作对象1YA（电磁铁）定位气缸右移+夹紧缸右移+定位缸和夹紧缸左移-注：“+”表示得电；“-”表示失电。表5-11采用西门子1200机型的输入输出地址分配表序号器件名称PLC地址1启动按钮SB1(常开触点)I0.02停止按钮SB2(常开触点)I0.13换向阀（1YA）Q0.0控制程序：图5-25输入输出接线图：图5-26思考题和习题一、填空题1．压力阀的共同特点是利用阀芯上的液压力和弹簧力相平衡的原理来进行工作的。2．根据结构不同，溢流阀可分为直动式溢流阀、先导式溢流阀两类。3．溢流阀调定的是进油口压力，减压阀调定的是出油口压力，溢流阀采用内泄，减压阀采用外泄。4．减压阀是通过阀芯移动形成的缝隙产生压降，使出油口压力低于进油口压力，并使出油口压力保持基本不变的压力控制阀。5．顺序阀是以压力作为信号自动控制油路通断的压力控制阀，常用于控制液压系统中多个执行元件的先后动作顺序。6．压力开关是一种能将压力信号转换为电信号的液压-电气转换元件。7．压力控制回路包括:调压回路、减压回路、顺序动作回路、增压回路、保压回路和平衡回路等多种回路。二、判断题1．溢流阀在系统中作安全阀时的调定压力高于正常工作的压力、低于额定压力。（√）2．液压泵出口处的油液压力由溢流阀来限定。（√）3．利用远程调压阀的远程调压回路中，只有在主溢流阀的调定压力高于远程调压阀的调定压力时，远程调压阀才能起调压作用。（√）4．先导式溢流阀工作时，先导阀的作用是调压，主阀的作用是溢流。（√）5．由于结构的原因，直动式溢流阀比先导式溢流阀反应更加灵敏，因此更适合用于高压、大流量的设备中。（×）6．减压阀的阀口为常开型。（√）7．在先导式减压阀工作中，先导阀用于减压，主阀用于调压。（×）8．非工作状态时，减压阀的阀口是常开的，而溢流阀是常闭的。（√）9．减压阀主要用来使液压系统某一支路获得较液压泵供油压力高的稳定压力。（×）10．采用顺序阀的顺序动作回路中，顺序阀的调定压力应比先动作液压缸的最大工作压力低。（×）三、选择题1.在液压系统中起稳压溢流作用的溢流阀应该A。A．并联在液压泵出口B．串联在液压系统中C．并联在回油路上D．串联在回油路上2.在液压系统中与溢流阀调压弹簧相平衡的是阀的D。A．泄油口压力B．出油口压力C．远程控制口D．进油口压力3．先导式溢流阀各部分中起溢流作用的是A。A．主阀B．先导阀C．阻尼孔D．遥控口4.先导式溢流阀的远程控制口接油箱则实现B功能。A．远程调压B．系统卸荷C．稳压D．保压5.液压系统中，减压阀A。A．串联于支路的进油路中B．并联于支路的进油路中C．并联于液压泵D．串联于回油路中6.减压阀的进口压力大于减压阀调定压力时，减压阀的出口压力A进油口压力。A．低于B．大于C．不确定D．等于7.液压系统中，控制顺序动作的顺序阀A。A．串联于后动缸的进油路中B．并联于后动缸的进油路中C．串联于先动缸的进油路中D．串联于回油路中8.顺序阀在液压系统中起到C作用。A．稳压B．减压C．油路开关D．安全保护9.对于顺序阀下面描述错误的是A。A．不工作时进油口和出油口相通B．不工作时进油口和出油口不通C．进油口压力大于调定压力时顺序阀工作D．顺序阀工作后不能稳定进油口压力10.液压系统中的压力开关是一种C的元件。A．调节压力B．将电信号转换压力信号C．将压力信号转换成电信号D．调节速度11.增压缸一般用于短时或局部要求B的场合。A．小压力B．高压C．低压D．大行程12.一级或多级调压回路的核心元件是A。A．溢流阀B．减压阀C．顺序阀D．压力开关13.保压回路的功用是使系统在液压缸不动或微小位移情况下能保持稳定不变的压力，可采用A来实现。A．蓄能器B．顺序阀C．液压缸D．液压马达14.使用换向阀的卸荷回路，采用B型中位机能的三位换向阀处于中位时，泵即卸荷。A．O型B．M型C．Y型D．P型四、思考题1．如图5-27所示，各溢流阀的调定压力分别为p1=3Mpa，p2=2Mpa，p3=4Mpa，判断系统中的最大调定压力值。（a）（b）图5-27答案：（a）2Mpa；（b）3Mpa+4Mpa=7Mpa（注：因遥控口接油箱，p3=4Mpa；溢流阀串联时弹簧腔的压力会与弹簧力叠加）2．如图5-28所示，溢流阀调定压力py1=4.5MPa，减压阀的调定压力pj2=3MPa，活塞前进时，负荷F=1000N，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）活塞在运动时，A、B两点的压力；（2）当负载F=7000N时，A、B两点的压力是多少？图5-28答案：（1）活塞在运动时p(B)=F/A=1000/20*10-4=0.5Mpa；p(A)=0.5Mpa活塞运动到终点时，p(B)=pj2=3MPa；p(A)=py1=4.5MPa，此时液压泵通过溢流阀卸荷；（2）当F=7000N时，p=F/A=7000/20*10-4=3.5Mpa>pj2=3MPa,所以p(B)=pj2=3MPa，此时液压缸不动，p(A)=py1=4.5MPa，此时液压泵通过溢流阀卸荷。3．如图5-29所示的液压系统，两液压缸有效面积为A1=A2=100cm2，缸I的负载F=35000N，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整压力分别为4MPa，3MPa和2MPa。求下列三种情况下A、B和C点的压力。（1）液压泵启动后，两换向阀处于中位时；（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。5-29答案：（1）液压泵启动后，两换向阀处于中位时，p(C)=2Mpa；p(B)=p(A)=4MPa（2）1YA通电时，p=F/A=35000/100*10-4=3.5Mpa；缸运动时，顺序阀一直开启，溢流阀关闭，p(B)=p(A)=3.5MPa，减压阀工作p(C)=2Mpa；缸运动到终端时，p(B)=p(A)=4MPa，减压阀工作p(C)=2Mpa；（3）1YA断电，2YA通电时，p(B)=p(A)=p(C)=0Mpa。（因为缸2负载为零）；当运动到终端时，液压缸负载无穷大，使得减压阀工作，p(C)=2Mpa，由于泵的流量陆续输出，从而使得A、B点压力同时升高，当达到溢流阀调定压力4Mpa，溢流阀开始溢流稳压，此时p(B)=p(A)=4MPa。项目6任务6.1[阅读要点]1.流量控制阀是通过改变节流口的通流面积的大小或通流通道的长短来改变流量的大小，从而实现对流量进行控制的。2.常用的流量阀有节流阀和调速阀两种。3.大量的实验证明，节流口的流量特性可以用公式q=KATΔpTm表示，从公式中可以看出，当压力一定时，节流口的通流面积越大，通过节流口的流量就越大。4.识别图6-1所示的图形符号，其名称为节流阀。图6-15.为保证负载变化时，节流阀的前后压力差不变，使通过节流阀的流量基本不变，往往将节流阀与定差减压阀串联组成调速阀。6.与节流阀相比，调速阀的显著特点是C。A.调节范围大B.结构简单、成本低C.流量稳定性好D.最小压差的限制较小7.速度控制回路是控制和调节液压执行元件运动速度的基本回路。8.调速回路分为节流调速回路、容积调速回路和容积节流调速回路三类。9.图6-8b是进油节流调速回路的速度-负载特性曲线，当节流阀通流面积AT不变时，液压缸的运动速度v随负载F增大而下降，因此这种调速回路的速度负载特性较“软”；当A刚性好；而同样负载F下，AT越10.在下面几种调速回路中，A中的溢流阀起溢流稳压作用。A.定量泵和调速阀的进油节流调速回路B.定量泵和旁通型调速阀的节流调速回路C.定量泵和节流阀的旁路节流调速回路D.定量泵和变量马达的闭式调速回路11.用同样定量泵、节流阀、溢流阀和液压缸组成下列几种节流调速回路，B能够承受负值负载。A.进油节流调速回路B.回油节流调速回路C.旁路节流调速回路D.A、B、C三者都可以12.请将元件名称与对应的图形符号及功能进行匹配连线。调节通过阀口的流量溢流阀调节通过阀口的流量溢流阀调节通过阀口的流量，流量稳定性好节流阀调节通过阀口的流量，流量稳定性好节流阀使用时一个方向节流，反向不节流单向调速阀阀使用时一个方向节流，反向不节流单向调速阀阀单向节流阀在系统中起溢流稳压、安全保护等作用单向节流阀在系统中起溢流稳压、安全保护等作用图6-2【技能要点】1.阅读并分析回路，回答下列问题。图6-16调速回路1图6-17调速回路21）如图6-16所示的进油（进油、回油、旁路）节流调速回路所使用的泵是定量泵（定量泵、变量泵）。在泵的转速一定的情况下，泵的流量是不变的（变化的、不变的）。回路正常工作时，溢流阀是常开（常开、常闭）的，在回路中起溢流稳压（安全阀、溢流稳压）作用。最大负载时液压泵的流量全部经溢流阀流回油箱，节流阀两端压差为零，液压缸停止运动（停止运动、继续前行）。2）如图6-17所示的回油（进油、回油、旁路）节流调速回路所使用的液压缸是双作用（单作用、双作用）液压缸。回路正常工作时，溢流阀是常开（常开、常闭）的，在回路中起溢流稳压（安全阀、溢流稳压）作用。图6-16和图6-17所示的调速回路，图6-17（图6-16、图6-17）不容易出现液压缸活塞杆前冲的现象，因为回路中节流阀（节流阀、溢流阀）起到了背压阀的作用。3）请思考能够完成执行元件正反向运动，且速度调节采用节流调速的系统，可能需要哪些液压元件来组成？根据元件名称，在实训现场找到表6-2参考清单对应的实物，并画出对应的图形符号。将编辑完成的清单页拍照上传到网络课程指定的位置。表6-2元件参考清单序号元件名称图形符号备注答案不唯一1液压泵定量泵2三位四通电磁换向阀（0型）中位闭锁缸停止3压力表测压4液压马达双向定量5节流阀速度随负载变化6单向调速阀速度稳定性好2.请阅读图6-18所示的液压回路。1）标注出各元件的名称。①液压泵②三位四通手动换向阀（0型中位机能）③节流阀④双作用液压缸2）调节节流阀的开口大小，液压缸速度不可调（可调、不可调），其原因为该回路是进油节流调速回路，使用节流阀进行流量调节，必须要有溢流阀实现溢流，才可以调节进入液压缸的流量。图6-18液压回路3.图6-19所示是某调速阀，请思考并完成调速阀使用过程的描述（将对应序号填写到横线上）。1）使用调速阀调整流量大小时，应先插入钥匙，其次①，调节完毕后，还应该拔下钥匙进行锁定。2）要在流量调节范围内使用调速阀。超过最大允许流量值的流量通过该阀，则会产生较大的压力损失，导致②，低于最小允许流量，会出现③。①转动手柄②发热和故障③断流【喷漆生产线传送装置液压系统软件仿真】1.请与小组成员讨论，利用FluidSIM或其他仿真软件共同完成任务回路的仿真设计与调试。1）请用三位四通手动换向阀，采用节流调速方法设计喷漆生产线液压传送装置回路，要求液压马达停止时处于浮动状态，且液压泵卸荷。请将仿真回路上传到网络课程指定的位置。答案2）请在软件上进行调速模拟仿真，将流量阀的开口分别调整到10%、50%和100%，观察执行元件的运动速度，将出现执行元件速度逐渐变大，最后停止变化的现象，并将仿真过程录制成视频，上传到网络课程指定的位置。【喷漆生产线传送装置液压系统实操训练】1.请与小组成员讨论，共同在实训台上完成喷漆生产线液压传送装置回路的组建与调试，要求用三位四通手动换向阀，并思考所选的中位机能的特点。1）编制元件清单，请将实训中使用到的元件填写到表6-3中。表6-3元件清单序号名称数量备注1液压泵12三位四通换向阀（H型）13定量马达14单向调速阀或节流阀15溢流阀16液压油管若干在实训台上完成油路安装及调试工作，将安装的油路拍照、操作调试过程录制视频上传至网络课程指定的位置。【拓展训练】任务实施环节中组建喷漆生产线液压传送装置回路，我们使用了手动换向阀实现，请将手动换向阀更换为双电控三位四通电磁阀，用FluidSIM或其他仿真软件画出回路图、写出电磁铁动作顺序表，分析PLC控制程序，填写PLC输入输出地址分配表，实施输入输出端外部接线，并在实训台上完成回路组建与机电联合调试。将油路图、PLC控制程序（对应本校PLC机型）及连接的油路拍照，操作及功能调试过程录制视频，一并上传至网络课程指定的位置。下面是以西门子1200机型为例的PLC地址分配表（请填写完善）、外部接线图及各动作的控制程序，仅供参考。油路及电磁铁动作表答案电磁铁液压马达正转液压马达反转液压马达停止1YA+-2YA-+-表6-4PLC地址分配表输入地址输出地址启动I0.01YA（液压马达正转）Q0.0停止I0.12YA（液压马达反转）Q0.1液压马达正转信号（传送装置上有物料）I0.2液压马达反转信号I0.3图6-20控制程序如图6-20所示。程序段1：起动/复位控制程序段2：液压马达正转（传送装置上有物料）图6-20程序段3：液压马达反转程序段4：液压马达停止图6-20控制程序图任务6.2[阅读要点]1）实现液压缸空行程的快速动作常采用快速运动回路，常见的有下列三种回路差动连接快速运动回路、双泵供油快速运动回路、采用蓄能器的快速运动回路。2）液压缸差动连接快速运动回路是在不增加（增加、不增加）泵供给量的情况下达到提高液压缸运行速度的目的。需要快速时，将液压缸差动连接起来，从而达到不增加液压泵供油量的情况下达到增速的目的。图6-21中，换向阀5通电时，若换向阀3的电磁铁1YA和2YA都不得电，液压缸可以实现差动连接。换向阀5失电时，油路卸荷。图6-21液压回路图图6-22双泵供油系统的回路中，当负载压力较低时，泵1和2向系统供油；当负载压力升高至顺序阀3打开（打开、关闭）时，泵1卸荷，不参与供油，其油液流向为经阀3流向油箱，此时系统由泵2供油，由此实现轻载快速与重载低速时供油量的合理匹配，提高系统效率。图6-22双泵供油回路4）图6-25采用蓄能器的快速运动回路中，元件4是蓄能器，当系统短时间停止工作时，换向阀5处在中间位置，泵经单向阀3向蓄能器充液，以备快速时辅助液压泵一同向执行元件供油。5）与采用电磁阀和电气行程开关实现快慢速切换比较，采用机动阀来实现快速-慢速换接的回路，优点是平稳性好，换接点位置准确，缺点是机动阀的安装位置不能（能、不能）任意布置等。【技能要点】1）图6-22双泵供油系统回路中，阀3的调定压力应低于（低于、高于）阀5的调定压力。2）采用液压缸差动连接来提高液压缸运动速度的方法，选择液压缸时，只能选单杆活塞杆（单杆活塞杆、双杆活塞杆）。3）图6-25采用蓄能器的快速运动回路中，系统在整个工作循环内需有足够的停歇时间，以使液压泵完成对蓄能器的充液工作。4）欲实现执行机构的快速和慢速的平稳切换，且要求换接点位置准确，需采用机动阀（电磁阀、机动阀）来切换速度。5）在工作过程中进行速度换接的场合，设计油路时采用调速阀串联（串联、并联）时，换接更平稳。6）请阅读并分析图6-26采用机动阀的速度换接回路，结合实训现场元件实物，将各元件的名称及作用填入表6-6中。表6-6油路分析元件序号元件名称作用元件序号元件名称作用1定量泵为系统提供压力油4单向阀构成液压缸回程时的进油路2二位四通电磁换向阀变换液流流动方向、使液压缸换向5调速阀调节通过流量、控制液压缸速度3溢流阀控制系统压力、稳压溢流6二位二通机动换向阀在指定位置实现两种工进速度换接7）请阅读并分析图6-27采用两个调速阀的速度换接回路b，在阀1右电磁铁通电、阀6断电的情况下，将流量阀2的开口分别调整到100%、50%和10%，可以观察到执行元件的运动速度将逐渐由快到慢。在阀1右电磁铁通电、阀6通电的情况下，将流量阀2的开口调调整到50%，调节流量阀3的开口从100%到10%，观察执行元件的运动速度，可以发现在流量阀2的调节基础上，执行元件的速度将变得越来越慢了。【钻削加工刀具快慢速换接回路的设计与调试模拟仿真】请与小组成员讨论，利用FluidSIM或其他仿真软件共同完成任务回路的仿真设计与调试。请利用手动换向阀和调速阀等元件设计一个含有差动连接的回路，来实现钻孔加工刀具快进→工进（工进时速度可调）→快退的油路，并将仿真回路上传到网络课程指定的位置。答案：2）请在仿真软件上进行速度换接的模拟调试，并将仿真过程录制成视频，上传到网络课程指定的位置。【钻削加工刀具快慢速换接回路的实操训练】请与小组成员讨论，共同在实训台上完成差动连接的钻孔加工刀具速度换接回路的组建与调试，以实现钻削加工