液压与气压传动第5章习题解

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1、第5章 液压与气压传动控制调节元件思考题和习题5.1 按下述要求画出方向阀的图形符号：二位四通电磁换向阀；三位四通Y型机能的电液换向阀；双向液压锁；二位五通电控气阀；三位五通电控气阀。答：参考见图5.11，5.13。5.2 分别说明O型，M型，P型和H型三位四通换向阀在中间位置时的性能特点。答：O型三位四通换向阀在中间位置时的性能特点：各油口全部封闭，系统保持压力，缸封闭。M型三位四通换向阀在中间位置时的性能特点：P，T口连通，缸的A、B口都封闭。P型三位四通换向阀在中间位置时的性能特点：P，A，B口都连通，回油口封闭。H型三位四通换向阀在中间位置时的性能特点：各油口全部连通，泵卸荷，缸两腔通

2、。性能特点见下表。 性 能中位机能系 统保 压系 统卸 荷换 向精 度制 动平稳性启 动平稳性任 意停 止浮 动OMPH5.3 现有一个二位三通阀和一个二位四通阀，如图5.63所示，请通过堵塞阀口的办法将它们改为二位二通阀。（1）改为常开型的如何堵？（2）改为常闭型的如何堵？画符号表示（应该指出：由于结构上的原因，一般二位四通阀的回油口O不可堵塞，改作二通阀后，原O口应作为泄油口单独接管引回油箱）。答：（1）将二位三通阀B口堵上，便可改为常开型二位二通阀。将二位四通阀B口堵上，便可改为常开型二位二通阀。（2）将二位三通阀A口堵上，便可改为常闭型二位二通阀。将二位四通阀A口堵上，改为常闭型二位二

3、通阀。5.4 两腔面积相差很大的单杆活塞缸用二位四通阀换向。有杆腔进油时，无杆腔回油流量很大，为避免使用大通径二位四通阀，可用一个液控单向阀分流，画出其回路图。答：见图。5.5 气压换向阀与液压换向阀有哪几个主要方面的区别？答：气动换向阀与液压换向阀有几个主要方面的区别：首先是使用介质、压力等级、密封材料不同；从阀芯结构上看，气动换向阀截止式和滑阀式都常用，液压换向阀常用滑阀式；在控制方式方面，气动换向阀控制方式多些，除电控机控手控外，还有气控，时间控制等。5.6 球式换向阀与滑阀式换向阀相比，具有哪些优点？答：球式换向阀与滑阀式换向阀相比，具有下述优点：不会产生液压卡紧现象；动作可靠性高；密

4、封性好；对油液污染不敏感；换向、复位所需力小；切换时间短；使用介质粘度范围大；工作压力高；球阀芯直接从轴承厂获得，精度高，价格便宜。5.7 用先导式溢流阀调节液压泵的压力，但不论如何调节手轮，压力表显示的泵压都很低。把阀拆下检查，看到各零件都完好无损，试分析在正常工作条件下，其液压泵压力低的原因；如果压力表显示的泵压都很高，试分析液压泵压力高的原因。（分析时参见先导式溢流阀工作原理图5.19）答：压力低的原因主要是先导式溢流阀主阀芯处于打开状态。而主阀芯开启主要取决于主阀芯上下两腔的压力差。当进油压力通过主阀芯的阻尼孔进入其上腔时，若先导阀由于某种原因已处于打开状态（如有异物卡在锥阀芯上）或远

5、程控制口接通油箱，使进入其上腔压力油直接回油箱，先导阀调压弹簧不起作用，所以主阀芯处于打开状态，压力油直接回油箱。 压力高的原因主要是先导式溢流阀主阀芯一直处于关闭状态。其原因可能是主阀芯阻尼孔堵塞，或阀盖通道a和锥阀座上的小孔堵塞，使进油压力不能流动形成压差，主阀芯不能打开，所以压力高。5.8 在图5.64中溢流阀的调定压力为5 MPa，减压阀的调定压力为2.5 MPa，设液压缸的无杆腔面积，液流通过单向阀和非工作状态下的减压阀时，其压力损失分别为0.2 MPa和0.3 MPa。试问：当负载分别为0 kN、7.5 kN和30 kN时，（1）液压缸能否移动？（2）A、B和C三点压力数值各为多少

6、？答：当负载为0 kN 时，油经减压阀和单向阀流到油缸，损失为：Dp = 0.2 + 0.3 = 0.5 MPa 而溢流阀的调定压力为5MPa，减压阀的调定压力为2.5MPa，有足够力推动缸运动。 运动时pA = 0.5 MPa，pB = 0.2 MPa，pC = 0 MPa 当负载为7.5 kN 时，缸需要的压力为pF/A=1.5MPa，pA=1.5+0.3+0.2=2，而溢流阀的调定压力为5MPa，减压阀的调定压力为2.5MPa，有足够力推动缸运动。 运动时pA = 2 MPa，pB = 1.7 MPa，pC = 1.5 MPa 当负载为30 kN 时，缸需要的压力为pF/A=6MPa，减

7、压阀调定压力为2.5MPa，不能推动缸运动。 pA = 5 MPa，pB = 2.5 MPa，pC= 2.5 MPa5.9 如图5.65所示的液压系统中，各溢流阀的调定压力分别为、和。试求在系统的负载趋于无限大时，液压泵的工作压力是多少？答：（a）图pp = 4+3+2 = 9 MPa；（b）图pp = 2 MPa。5.10 在图5.66所示的系统中，溢流阀的调定压力为，如果阀心阻尼小孔造成的损失不计，试判断下列情况下压力表的读数是多少？（1）YA断电，负载为无穷大；（2）YA断电，负载压力为；（3）YA通电；负载压力为。答：（1）YA断电，负载为无穷大：PA=4MPa （2）YA断电，负载压

8、力为2MPa：PA=2MPa （3）YA通电；负载压力为 2MPa：PA=0MPa5.11 如图5.67所示，顺序阀的调整压力为，溢流阀的调整压力为，试求在下列情况下A、B点的压力是多少？（1）液压缸运动时，负载压力MPa；（2）负载压力；（3）活塞运动到右端时。答：（1）液压缸运动时，负载压力pL=4 MPa；pA=4MPa；pB=4MPa （2）负载压力变为pL=1MPa；pA=1MPa；pB=3MPa （3）活塞运动到右端时，pA=5MPa；pB=5MPa5.12 如图5.68所示两阀组中，设两减压阀调定压力一大一小（pA pB），并且所在支路有足够的负载。说明支路的出口压力取决于哪个减

9、压阀？为什么？答：（a）图取决于B阀。这是减压阀串联回路。因为支路的出口压力变动反馈给B减压阀，B减压阀调整保证B阀出口压力为其调定压力。当支路压力升高到B阀的调定压力后，B减压阀口关闭，油不能流动。（b）图取决于A阀。这是减压阀并联回路。因为支路的出口压力取决于调定压力高的A阀，当支路压力升高到B阀的调定压力后，压力继续升高，B阀关闭，A阀仍开口，油流继续流动，直至达到A阀调定压力后关闭。所以取决于A阀。5.13 在系统有足够负载的情况下，先导式溢流阀、减压阀及调速阀的进、出油口可否对调工作？若对调，会出现什么现象？答：均不能对调。 先导式溢流阀进、出油口对调，从出口进入的高压油经主阀芯进入

10、先导调压阀，阀芯绐终关闭，溢流口被封闭，阀不能溢流。 减压阀进、出油口对调，出油口为高压油，先导阀被顶开并溢流，主阀芯上的阻尼孔便有油流过，产生压降，使主阀芯上移，关闭阀口，减压阀无法工作。 调速阀的进、出油口对调，不能保证调速阀内的节流阀前后压差不变，调速阀的速度调节就不能稳定。5.14 分析比较溢流阀，减压阀和顺序阀的作用及差别。答：溢流阀的作用：一是用来保持系统或回路的压力恒定；二是在系统中作安全阀和背压阀用；三是可以使系统卸荷、远程调压和多级调压。 减压阀的作用：是使出口压力低于进口压力的压力控制阀。 顺序阀的作用：是以压力为信号控制其开启或关闭使多个执行元件自动地按先后顺序动作；还可

11、以起卸荷作用。 它们的差别是：溢流阀口在压力未达到调定压力时处于关闭状态，只是在系统压力大于或等于其调定压力时才开启溢流； 而减压阀阀口处于开启状态，在压力未达到调定压力时其开口最大；顺序阀在其压力未达到阀的调定压力之前，阀口一直是关闭的，达到阀的调定压力后，口才开启。5.15 现有两个压力阀，由于铭牌失落，分不清哪个是溢流阀，哪个是减压阀，又不希望将阀拆开，如何根据其特点作出正确判断？答：溢流阀在不工作时，阀口处于常闭状态；减压阀在不工作时，阀口处于常开状态。根据两者的特点，用气吹，若进出口通者为减压阀，进出口不通者为溢流阀。5.16 若减压阀调压弹簧预调为5MPa，而减压阀前的一次压力为4

12、MPa，试问经减压阀后的二次压力是多少？答：若减压阀调压弹簧预调为5MPa，而减压阀前的一次压力为4MPa时，减压阀没有起减压作用，故经减压阀后的二次压力是4MPa。5.17 说明定值器的工作原理。定值器与普通减压阀有何差别？答：定值器是气动系统的一种高精度的减压阀。从原理图中可看出，它由三部分组成：是直动式减压阀的主阀部分；是恒压降装置，相当于一个定差减压阀；主要作用是使喷嘴得到稳定的气源流量；是喷嘴挡板装置和调压部分，起调压和压力放大作用。 定值器处于非工作状态时，气源输入的压缩空气进入A室和B室，主阀芯19在弹簧20和气源压力作用下压在阀座上，使A室和B室断开进入E室的气流经由阀口12至

13、F室，再通过恒节流孔13降压后，分别进入G室和D室,由于这时尚未对膜片8加力，挡板5与喷嘴4之间的间距较大，气体从喷嘴4流出时的气流阻力较小，G室和D室的气压较低，膜片3及15皆保持原始位置.进入H室的微量空气主要经B室通过阀口2从排气口排出；另有一部分从输出口排空.此时输出口无气流输出，由喷嘴流出而排空的微量空气是维持喷嘴挡板装置工作所须的.因其为无功耗气量，所以希望越小越好。 定值器处于工作状态时,转动手柄7压下弹簧6并推动膜片8连同挡板5一同下移，挡板5与喷嘴4的间距缩小，气流阻力增加，使G室和D室的气压升高，膜片15在D室的气压作用下下移，将阀口2关闭，并向下推动主阀芯19，打开阀口，

14、压缩空气即经B室和H室从输出口输出，与此同时，H口压力上升并反馈到膜片8上，当膜片8所受反馈作用力与弹簧力平衡，定值器便输出一定压力的气体。 当输入压力波动时，如压力上升，B室和H室气压瞬时增高，使膜片8上移，导致挡板5与喷嘴4的间距加大，G室和D室的气压下降，由于B室压力增高，D室压力下降，膜片15在压差的作用下向上移动，使主阀口减小，输出压力下降，直至稳定到调定压力上。此外，在输入压力上升时，E室压力F室瞬时压力也上升，膜片3在上下压力差的作用下上移，关小稳压阀口12，由于节流作用加强，F室气压下降，始终保持节流孔13的气体流量不变，使喷嘴挡板的灵敏度得到提高。当输入压力降低时，B室和H室

15、气压瞬时下降，膜片8连同挡板5由于受力平衡破坏而下移，与喷嘴4与挡板5间间距减小，G室和D室的气压上升，膜片3和15下移，膜片15下移使主阀口开度加大，使B室及H室气压回升，直到与调定压力平衡为止，而膜片3下降，使稳压口12开大，F室气压上升，始终保持恒节流口13前后压差恒定。 同理，当输入压力波动时，始终保持恒节流口13前后压差恒定，得到同样的调节。 由于定值器利用输出压力的反馈作用和喷嘴挡板的放大作用控制主阀，使其能对较小的压力变化作出反应，从而使输出压力得到及时调节,保持出口压力基本稳定，即定值器比普通减压阀稳压精度高。5.18 溢流阀和节流阀都能做背压阀使用，其差别何在？答：溢流阀和节

16、流阀都能做背压阀使用，其差别在于溢流阀做背压阀使用时，只有压力大于或等于其调定压力时油才溢流通过，是定值背压，而节流阀做背压阀使用时，油始终可经节流阀流过，当节流阀开口不变，执行元件速度低时，背压小，而高速时背压大。5.19 若把先导式溢流阀的远程控制口当成泄漏口接回油箱，这时系统会产生什么现象？为什么？答：若把先导式溢流阀的远程控制口当成泄漏口接回油箱，即可使系统卸荷。因为远控口接回油箱，使主阀上腔作用力很小，所以在溢流阀进口压力作用下使主阀开启，这样使进出口接通，使系统卸荷。5.20 将调速阀中的定差减压阀改为定值减压阀，是否仍能保证执行元件速度的稳定？为什么？答：将调速阀中的定差减压阀改

17、为定值减压阀，不能保证执行元件速度的稳定。因为执行元件速度的稳定与前后压差有关，定差减压阀阀芯右左两端分别与节流阀前后的压力相通，当负载发生变化时，定差减压阀能使其进出口压差保持定值，也就使节流阀前后压差不变，因而能保证执行元件速度的稳定。定值减压阀只能使出口压力保持定值，而不能使节流阀前后压差不变，所以不能保证执行元件速度的稳定。5.21 在节流调速系统中，如果调速阀的进出口接反了，将会出现怎样的情况，试根据调速阀的工作原理进行分析。答：在节流调速系统中，如果调速阀的进出口接反了，也就是先节流后减压，其结果是不一样的。因为节流阀前的压力总是大于节流阀后的压力，若接反了，定差减压阀阀心在弹簧力

18、和节流阀两端压差的作用下，使开口始终处于最大状态，调速阀只能起到节流阀的作用，而起不到稳定速度的作用。5.22 电液比例阀与普通开关阀比较，有何特点？答：电液比例阀与普通开关阀比较，有以下特点：能实现自动控制，远程控制，程序控制；能连续按比例地控制执行元件的力，速度和方向；简化系统，减少元件的使用量；具有良好的静态和适当的动态性能。5.23 按用途分，比例阀有哪几类？各有何功能？答：按用途分，比例阀有比例压力阀，比例流量阀和比例方向流量阀三类。各有以下功能：比例压力阀是用输入的电信号控制系统的压力。 比例流量阀是用输入的电信号去调节系统的流量。 比例方向流量阀是用输入的电信号改变油流的方向和控制流量的大小。5.24 插装阀由哪几部分组成？与普通阀相比有何优缺点？答：插装阀主要由插装单元（主阀），配以适当的盖板和不同的先导控制阀三部分组成。与普通阀相比其优点是液阻小，通流能力大；动作快，泄漏少；结构简单，易于实现标准化，可以进行逻辑运算，适用于高压大流量。其缺点是冲击比普通阀大，材料选择及加工等方面比普通阀严格。5.25 分别绘出插装溢流阀，插装节流阀的原理图。答：参见图5.47。6