Ⅰ伸出,Ⅱ不动 习题解答 图所示液压系统[1]中,液压缸的直径D=70mm,活塞杆[2]直径d=45mm,工作负载F=16000N,液压缸的效率=,不计惯性力和导轨摩擦力。快速运动时速度为 v=7m/min,工作进给速度为v=min ,系统总的压力损失为折合到进油管路 ∑Δp Pa。试求:(1)液压系统实现快进-工进-快退-原位停止的工作循环时电磁铁、行程阀、压力继电器的动作顺序表。解答:(1)液压系统实现快进-工进-快退-原位停止的工作循环时电磁铁、行程阀、压力继电器的动作顺序表如下: 简述气压传动组成及特点。 解答:(1)气源装置 是获得压缩空气的装置。其主体部分是空气压缩机[3],它将原动机供给的机械能转变为气体的压力能;(2)控制元件 是用来控制压缩空气的压力、流量和流动方向的,以便使执行机构[4]完成预定的工作循环。它包括各种压力控制阀[5]、流量控制阀和方向控制阀等;(3)执行元件 是将气体的压力能转换成机械能的一种能量转换装置,它包括实现直线往复运动的气缸[6]和实现连续回转[7]运动或摆动的气马达或摆动马达等;(4)辅助元件 是保证压缩空气的净化、元件的润滑、元件间的连接及消声等所必须的,它包括过滤器[8]、油雾气、管接头及消声器[9]等。气压传动的优点(1)工作介质[10]是空气,与液压油相比可节约能源,不污染环境;(2)空气的特性受温度影响小。(3)空气的粘度很小,所以流动阻力小,在管道中流动的压力损失较小,所以便于集中供应和远距离输送;(4)相对液压传动而言,气动动作迅速、反应快,一般只需~就可达到工作压力[11]和速度。•(5)气体压力具有较强的自保持能力,即使压缩机停机,关闭气阀,但装置中仍然可以维持一个稳定的压力。(6)气动元件可靠性高、寿命长。(7)工作环境适应性好,特别是在易燃、易爆、多尘埃、强磁、辐射、振动等恶劣环境中,比液压、电子、电气传动和控制优越;(8)气动装置结构简单,成本低,维护方便,过载能自动保护。•缺点(1)由于空气的可压缩性较大,气动装置的动作稳定性较差,外载变化时,对工作速度的影响较大;(2)由于工作压力低,气动装置的输出力或力矩受到限制。(3)气动装置中的信号传动速度比光、电控制速度慢,所以不宜用于信号传递速度要求十分高的复杂线路中。(4)噪声较大,尤其是在超音速排气时要加消声器。 多级伸缩[12]缸在外伸、内缩时,不同直径的柱塞以什么样的顺序运动?为什么? 解答:活塞[13]伸出的顺序是大活塞先伸出,小活塞后伸出。因为压力是从低到高变化的,压力先达到了乘以大活塞面积[14]就可以推动负荷运动的较低压力,大活塞伸出完了,压力继续升高,才能达到乘以小活塞面积才可以推动负荷运动的较高压力。 内缩时的顺序是小活塞先缩回,大活塞后缩回。因为载荷先作用在小活塞的活塞杆上,前一级的活塞是小活塞的缸套,小活塞缩回后,推动其缸套(大一级的活塞)缩回。 已知单杆液压缸缸筒直径D=50mm,活塞杆直径d=35mm,液压泵供油流量为q=10L/min,试求,(1)液压缸差动连接时的运动速度;(2)若缸在差动阶段所能克服的外负载 F=1000N,缸内油液压力有多大(不计管内压力损失)?• 解答:(1)v=q/A=4q/ (πd)• =4×10×10/××60)=s• (2) F=p·πd/4, • p=4F/(πd)=4×1000/× = MPa • 一柱塞缸的柱塞固定,缸筒运动,压力油从空心柱塞中通入,压力为 p=10MPa,流量为q=25L/min,缸筒直径为 D=100mm,柱塞外径为 d=80mm,柱塞内孔直径为 d=30mm,试求柱塞缸所产生的推力和运动速度。解答: 滤油器[15]有哪些种类?安装时要注意什么? 解答:按滤芯的材料和结构形式,滤油器可分为网式、线隙式、纸质滤芯式、烧结式滤油器及磁性滤油器等。 按滤油器安装的位置不同,还可以分为吸滤器、压滤器和回油过滤器。• 安装滤油器时应注意:一般滤油器只能单向使用,即进、出口不可互换;其次,便于滤芯清洗;最后,还应考虑滤油器及周围环境的安全。因此,滤油器不要安装在液流方向可能变换的油路上,必要时可增设流向调整板,以保证双向过滤。 根据哪些原则选用滤油器? 解答: (1)有足够的过滤精度。 (2)有足够的通油能力。 (3)滤芯便于清洗或更换。 在液压缸活塞上安装O形密封圈时,为什么在其侧面安放挡圈[16]?怎样确定用一个或两个挡圈? 解答:在动密封中,当压力大于10MPa时,O形圈就会被挤入间隙中而损坏,为此需在O形圈低压侧设置聚四氟乙烯或尼龙制成的挡圈。双向受高压时,两侧都要加挡圈,其结构如图(b)所示。 设蓄能器的充气压力为6MPa,求在压力为13 MPa和7 MPa之间时可供2L油液的蓄能器的容积,按等温充油、绝热放油和等温过程两种情况计算。 解答: (1)等温充油 n=1,则 • (2)绝热放油 n=,则 如何判断稳态液动力的方向?解答:(1)作用在圆柱滑阀上的稳态液动力指向阀口关闭的方向。 (2)作用在锥阀上的稳态液动力 : ①外流式锥阀稳态液动力指向阀口关闭方向。 ②内流式锥阀态液动力指向阀口开启方向。 液压卡紧力是怎样产生的?它有什么危害?减小液压卡紧力的措施有哪些? 解答:由于阀芯和阀孔的几何形状及相对位置均有误差,使液体在流过阀芯与阀孔间隙时,产生了径向不平衡力,从而引起阀芯移动时的轴向摩擦力,称之为卡紧力。 危害 :卡紧力加速阀件的磨损,当阀芯的驱动力不足以克服这个阻力时,会发生卡死现象。影响阀芯运动。 减小液压卡紧力的措施: (1)严格控制阀芯和阀控的锥度; (2)在阀芯凸肩上开均压槽; (3)采用顺锥; (4)在阀芯的轴向加适当频率和振幅的颤振[17]; (5)精密过滤油液。O型机能的三位四通电液换向阀中的先导电磁阀[18]一般选用何种中位机能?由双液控单向阀组成的锁紧回路中换向阀又选用什么机能? 为什么?解答:O型中间位置时:P、A,B、O四口全封闭,液压缸闭锁,可用于多个换向阀并联工作 。 M型中间位置时:P、O口相通,A与B口均封闭,活塞闭锁不动,泵卸荷,也可用多个M型换向阀串联工作 。 P型中间位置时:P、A、B口相通,O封闭,泵与缸两腔相通,可组成差动回路。 H型中间位置时:P、A,B、O口全通,活塞浮动,在外力作用下可移动,泵卸荷,不能用于多个换向阀并联工作 。 球式换向阀与滑阀式换向阀相比,具有哪些优点?解答:球形阀结构简单。滑阀式换向阀结构复杂,加工精度要求高,否则容易出现卡死现象。O型机能的三位四通电液换向阀中的先导电磁阀一般选用何种中位机能?由双液控单向阀组成的锁紧回路中换向阀又选用什么机能? 为什么?解答:O型机能的三位四通电液换向阀中的先导电磁阀一般选用Y型中位机能。因为Y型中位机能在中位时可以使液换向阀的阀芯两端控制油回油箱,便于弹簧使阀芯复位。 由双液控单向阀组成的锁紧回路中换向阀可选用H、M、O型中位机能,这些机能滑阀在中位时不给液控单向阀提供控制油,使液控单向阀可靠地关闭。分析比较溢流阀[19]、减压阀[20]和顺序阀的作用及差别。 解答: 压力阀中,溢流阀和减压阀是根据压力负反馈原理工作的,用于调压和稳压(控制压力)。 溢流阀是利用作用于阀芯的进油口压力与弹簧力平衡的原理来工作的。 减压阀是利用液流通过阀口缝隙所形成的液阻使出口压力[21]低于进口压力[22],并使出口压力基本不变的压力控制阀。它常用于某局部油路的压力需要低于系统主油路压力的场合。与溢流阀相比,主要差别为:①出口测压;②反馈力指向主阀[23]口关闭方向;③先导级有外泄口。 顺序阀不是用于控制压力。顺序阀在油路中相当于一个以油液压力作为信号来控制油路通断的液压开关。它与溢流阀的工作原理基本相同,主要差别为:①出口接负载;②动作时阀口不是微开而是全开;③有外泄口。 现有两个压力阀,由于铭牌脱落,分不清哪个是溢流阀,哪个是减压阀,又不希望把阀拆开,如何根据其特点作出正确判断? 解答:(1)检查阀体表面,有小的外泄油口的是减压阀; (2)在入口吹烟气,通则是减压阀; 若减压阀调压弹簧预调为5MPa,而减压阀前的一次压力为4MPa。试问经减压后的二次压力是多少?为什么? 解答:二次压力为4MPa,因为出口压力低于调定压力,先导阀芯关闭,主阀芯上下两腔压力相等, 减压口开度达到最大,阀不起减压作用。此时,阀进口与出口压力相同。 顺序阀是稳压阀还是液控开关?顺序阀工作时阀口是全开还是微开?溢流阀和减压阀呢? 解答:顺序阀是液控开关,顺序阀工作时阀口是全开。 溢流阀和减压阀用于调压和稳压。溢流阀工作时阀口是微开,减压阀工作时阀口是微开。 为什么高压大流量时溢流阀要采用先导型结构? 解答:在溢流量发生大幅度[24]变化时,被控压力p1只有很小的变化(因主阀芯弹簧刚度小),即定压精度高。此外,由于先导阀的溢流量仅为主阀额定流量的1%左右,因此先导阀阀座[25]孔的面积和开口量、调压弹簧刚度都不必很大。所以,先导型溢流阀广泛用于高压、大流量场合。 电磁溢流阀有何有途? 解答:电磁溢流阀是电磁换向阀与先导式溢流阀的组合,用于系统的多级压力控制或卸荷。 将图所示(远程)溢流阀的P口通过几米长的管道与先导型溢流阀的遥控口K相连后即可实现远程调压,请在图的基础上画出远程调压的原理简图,并作简要 说明?