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第6章 液压辅助装置

6-1 在一个由最高工作压力为20MPa降到最低工作压力为10MPa的液压系统中,假设蓄能器充气压为9MPa,供给5L的液体，问需要多大容量的蓄能器? 参考答案：

略

6-2 油管和管接头有哪些类型？各适用于什么场合？ 参考答案：

液压系统中使用的油管种类很多，有钢管、铜管、尼龙管、塑料管、橡胶管等，须按照安装位置、工作环境和工作压力来正确选用。钢管能承受高压，价格低廉，耐油，抗腐蚀，刚性好，但装配时不能任意弯曲；常在装拆方便处用作压力管道，中、高压用无缝管，低压用焊接管；紫铜管易弯曲成各种形状，但承压能力一般不超过6.5～10MPa，抗振能力较弱，又易使油液氧化；通常用在液压装置内配接不便之处；尼龙管乳白色半透明，加热后可以随意弯曲成形或扩口，冷却后又能定形不变，承压能力因材质而异，自2.5MPa至8MPa不等；塑料管质轻耐油，价格便宜，装配方便，但承压能力低，长期使用会变质老化，只宜用作压力低于0.5MPa的回油管、泄油管等；橡胶管高压管由耐油橡胶夹几层钢丝编织网制成，钢丝网层数越多，耐压能力越高，价格越昂贵，用作中、高压系统中两个相对运动件之间的压力管道；低压管由耐油橡胶夹帆布制成，可用作回油管道。

管接头是油管与油管、油管与液压件之间的可拆式连接件，它必须具有装拆方便、连接牢固、密封可靠、外形尺寸小、通流能力大、压降小、工艺性好等各项条件。管接头的种类很多，有焊接式管接头、卡套式管接头、扩口式管接头、扣压式管接头、固定式管接头等等。

6-3 滤油器有哪几种类型？分别有什么特点？安装时要注意什么? 参考答案：

过滤器按其滤芯材料的过滤机制来分，有表面型过滤器、深度型过滤器和吸附型过滤器三种。

（1）表面型过滤器 整个过滤作用是由一个几何面来实现的。滤下的污染杂质被截留在滤芯元件靠油液上游的一面。在这里，滤芯材料具有均匀的标定小孔，可以滤除比小孔尺寸大的杂质。由于污染杂质积聚在滤芯表面上，因此它很容易被阻塞住。编网式滤芯、线隙式滤芯属于这种类型。

（2）深度型过滤器 这种滤芯材料为多孔可透性材料，内部具有曲折迂回的通道。大于表面孔径的杂质直接被截留在外表面，较小的污染杂质进入滤材内部，撞到通道壁上，由于吸附作用而得到滤除。滤材内部曲折的通道也有利于污染杂质的沉积。纸心、毛毡、烧结金属、陶瓷和各种纤维制品等属于这种类型。

（3）吸附型过滤器 这种滤芯材料把油液中的有关杂质吸附在其表面上。磁芯即属于此类。

6-4 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?怎样确定用一个或两个挡圈? 参考答案：

O形密封圈用于固定密封、往复运动密封和回转运动密封，当油液工作压力超过10MPa时，O形圈在往复运动中容易被油液压力挤入间隙而提早损坏，为此要在它的侧面安放1.2～1.5mm厚的聚四氟乙烯挡圈，单向受力时在受力侧的对面安放一个挡圈；双向受力时则在两侧各放一个。

6-5 例说明油箱的典型结构及各部分的作用。 参考答案：

油箱的典型结构如图6-9所示。由图可见，油箱内部用隔板7、9将吸油管1与回油管4隔开。顶部、侧部和底部分别装有滤油网2、液位计6和排放污油的放油阀8。安装液压泵及其驱动电机的安装板5则固定在油箱顶面上。

第7章 液压基本回路

7-1 什么是液压基本回路？常见的液压基本回路有几类？各起什么作用？ 参考答案：

液压基本回路是指能实现某种特定功能的液压元件的组合。按照其所完成功能的不同，液压基本回路通常可分为：压力控制回路、速度控制回路、方向控制回路和多缸控制回路等。

压力控制回路是利用压力控制阀来控制整个液压系统或某一局部油路的压力，以满足执行元件对力或力矩的要求。这类回路包括调压、减压、卸荷、保压以及工作机构的平衡等回路。

速度控制回路是用来对液压系统的速度进行调节和变换的基本回路，包括调节执行元件工作行程速度的调速回路、获得快速回程的快速运动回路以及实现不同工作行程快慢速切换的速度换接回路。

在液压系统中，起控制执行元件的起动、停止及换向作用的回路，称为方向控制回路。常用的方向控制回路有换向回路和锁紧回路。

7-2 液压系统中为什么要设置快速运动回路？实现执行元件快速运动的方法有哪些？ 参考答案：

为了提高生产效率，液压设备常常要求实现空行程（或空载）的快速运动，相比于工作行程时的慢速运动必然对液压系统所提供的流量和压力提出相反的要求，如何解决这一矛盾，就是对快速运动回路所提出的要求，即对快速运动回路的要求主要是在快速运动时，尽量减小需要液压泵输出的流量，或者在加大液压泵的输出流量后，使回路在工作运动时又不至于引起过多的能量消耗。

可采用差动连接快速运动回路、双泵供油的快速运动回路。 7-3 多缸液压系统中，如果要求以相同的位移或相同的速度运动时，应采用什么回路？这种回路通常有几种控制方法？哪种方法同步精度最高？ 参考答案：

在液压系统中使两个或两个以上的液压缸，在运动中保持相同位移或相同速度的回路称为同步回路。采用串联液压缸的同步回路，使一个液压缸回油腔排出的油液，送入第二个液压缸的进油腔。如果串联油腔活塞的有效面积相等，便可实现同步运动。也可采用流量控制式同步回路，如两个调速阀分别调节两缸活塞的运动速度，当两缸有效面积相等时，则流量也调整得相同；若两缸面积不等时，则改变调速阀的流量也能达到同步的运动。

用调速阀控制的同步回路，结构简单，并且可以调速，但是由于受到油温变化以及调速阀性能差异等影响，同步精度较低。

还可用电液比例调速阀控制的同步回路，这种回路的同步精度较高，位置精度可达0.5mm，已能满足大多数工作部件所要求的同步精度。

7-4 试分析题7-4图所示回路在下列情况下，泵的最高出口压力（各阀的调定压力注在阀的一侧）：

1)全部电磁铁断电；

2)电磁铁2Y通电，1Y断电； 3)电磁铁2Y断电，1Y通电。

参考答案：

答：1）全部电磁铁断电，pp?5.5MPa；

2）电磁铁2Y通电，1Y断电，pp?3MPa； 3）电磁铁2Y断电，1Y通电，pp?0.5MPa。

题7-4图 题7-5图

7-5 如题7-5图所示调压回路（各阀的调定压力注在阀的一侧），试问： 1）1Y通电、2Y停电时，A点和B点的压力各为多少？ 2）2Y通电、1Y停电时，A点和B点的压力各为多少？ 3）1Y和2Y都通电时，A点和B点的压力各为多少？ 4）1Y和2Y都停电时，A点和B点的压力各为多少？

参考答案：

答：1）右侧溢流阀起调压作用，PA=PB=1MPa；

2）左侧溢流阀起调压作用，PA=2.5MPa ，PB=0； 3）两个溢流阀都不起调压作用，PA= PB=0； 4）两个溢流阀串联，PA=3.5MPa ，PB=1 MPa；

7-6 液压缸无杆腔面积A=50cm2,负载F=10000N，各阀的调定压力如题7-6图所示，试确定活塞运动时和活塞运动到终点停止时A、B两处的压力。

题7-6图

参考答案：

解：活塞运动时：

PB?F?2MPa APA= 2MPa PB=2MPa

活塞运动到终点停止时： PA= 5MPa PB=3MPa

7-7 如题7-7图所示回路中，溢流阀的调整压力为5.0MPa，减压阀的调整压力为2.5MPa。 试分析下列各情况，并说明减压阀阀口处于什么状态? 1）当泵压力等于溢流阀调定压力时，夹紧缸夹紧工件后，A、B、C点的压力各为多少? 2）当泵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点的压力为多少?

3）夹紧缸在夹紧工件前作空载运动时，A、B、C三点的压力各为多少?

参考答案：

1) 此时，减压阀起减压作用，阀口减小，出口压力等于其调定压力，即：pB=pC=2.5MPa；而pA=5MPa；

2) 主油路压力降至1.5MPa时，减压阀不起减压作用，阀口全开，pA= pB=1.5MPa，减压回路上，由于单向阀的作用，分隔了高低压油路，使pC= 2.5MPa，保障了卡紧安全。 3) 此时，减压阀不起减压作用，阀口全开，pA= pB= pC=0.

题7-7图 题7-8图

7-8 题7-8图所示为某专用液压铣床的油路图。液压泵输出流量qp=30l/min，其中溢流阀的调定压力py＝2.4MPa，液压缸两腔有效面积A1=50 cm2， A2=25 cm2，切削负载Ft=9000N，摩擦负载Ff=1000N，切削时通过调速阀的流量为qT=1.2l/min，若元件的泄漏和损失忽略不计。试求：

1）活塞快速接近工件时，活塞的运动速度v1（cm/s）及回路的效率η1；（%） 2）当切削进给时，活塞的运动速度v2（cm/s）及回路的效率η2。（%）

参考答案：

1）活塞快速接近工件时

30?10?3qp60??0.1m/s 活塞的运动速度：v1?A150?10?4回路的效率因为忽略泄漏及损失，且快速接近工件时仅有摩擦负载，此时系统压力为：

pp?p1?FfA1?1000?0.2MPa

50?10?4??故：1Ffv1ppqp?1000?0.1?100% ?330?1060.2?10?601.2?10?3q60?0.008m/s 2）当切削进给时活塞的运动速度：v2?T??4A225?10回路的效率因为忽略泄漏及损失，且此时系统压力为pp?py?2.4MPa

?2?(Ft?Ff)v2ppqp?(9000?1000)?0.008?6% ?330?102.4?106?607-9 如题7-9图所示进油节流调速回路，若油缸面积A1=20cm2，溢流阀调定压力pP=3MPa，泵流量qp=6L/min，负载F=4000N，节流阀通流面积AT=0.01cm2，节流阀孔口