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【精品】液压传动试卷
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&油压机影响节流阀流量稳定性的因素有哪些?
①油压机压差对流量的影响节流阀两端压差bp变化时，通过它的流量要发生变化。
②温度对流量的影响油温影响到油液敬度，对于细长小孔，油温变化时，流量也会随之改变，对于薄壁小孔教度对流量几乎没 有影响，故泊温变化时，流量基本不变。
③节流口的堵塞节流阀的节流口可能因油液中的杂质或由 于油液氧化后析出的胶质、沥青等而局部堵塞，这就改变了原来节 流口通流面积的大小，使流量发生变化，尤其是当开口较小时，这 一影响更为突出，严重时会完全堵塞而出现断流现象。因此节流口的抗堵塞性能也是影响流量稳定性的重要因素，尤其会影响流量阀 的最小稳定流量。一般节流口通流面积越大，节流通道越短和水力 直径越大，越不容易堵塞，当然油液的清洁度也对堵塞产生影响。 一般流量控制阀的最小稳定流量为O.05L/min。
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油压机影响节流阀流量稳定性的因素有哪些?
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本新闻由南通机械集团有限公司整理油压机影响节流阀流量稳定性的因素有哪些?
①油压机压差对流量的影响节流阀两端压差bp变化时，通过它 的流量要发生变化。②温度对流量的影响油温影响到油液敬度，对于细长小孔， 油温变化时，流量也会随之改变，对于薄壁小孔教度对流量几乎没 有影响，故泊温变化时，流量基本不变。③油压机节流口的堵塞节流阀的节流口可能因油液中的杂质或由 于油液氧化后析出的胶质、沥青等而局部堵塞，这就改变了原来节 流口通流面积的大小，使流量发生变化，尤其是当开口较小时，这 一影响更为突出，严重时会完全堵塞而出现断流现象。因此节流口的抗堵塞性能也是影响流量稳定性的重要因素，尤其会影响流量阀 的最小稳定流量。一般节流口通流面积越大，节流通道越短和水力 直径越大，越不容易堵塞，当然油液的清洁度也对堵塞产生影响。 一般流量控制阀的最小稳定流量为O.05L/min。
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厂址：江苏省海安县李堡镇杨庄工业园区& 销售热线： 电　话：82 传　真：383）换向平稳性和换向精度当工作油口A和B各自堵塞；4）启动平稳性换向阀中位，如执行元件某腔接通油箱；5）执行元件在任意位置上停止和浮动当油口A和B接；27．电液换向阀有何特点？如何调节它的换向时间？；答：1）电液换向阀的特点：电液换向阀由电磁换向阀；2）换向时间的调节：电液换向阀的换向时间可由单向；28．溢流阀在液压系统中有何功用？；答：溢流阀在液压系统中很
3）换向平稳性和换向精度
当工作油口A和B各自堵塞时，换向过程中易产生液压冲击，换向平稳性差，但换向精度高。反之，当油口A和B都与油口O相通时，换向过程中机床工作台不易迅速制动，换向精度低，但换向平稳性好，液压冲击也小。
4）启动平稳性
换向阀中位，如执行元件某腔接通油箱，则启动时该腔因无油液缓冲而不能保证平稳启动。
5）执行元件在任意位置上停止和浮动
当油口A和B接通，卧式液压缸和液压马达处于浮动状态，可以通过手动或机械装置改变执行机构位置；立式液压缸则因自重不能停止在任意位置。
27．电液换向阀有何特点？如何调节它的换向时间？
答：1）电液换向阀的特点：电液换向阀由电磁换向阀和液动换向阀两部分组成，其中电磁换向阀起先导阀作用，而液动换向阀起主阀作用，控制执行元件的主油路。它换向平稳，但换向时间长；允许通过的流量大，是大流量阀。
2）换向时间的调节：电液换向阀的换向时间可由单向阀进行调节。如图，当1DT通电时，液动换向阀的阀芯向右移动的速度（即换向时间）可用改变节流阀4开度的办法进行调节；2DT通电时，液动换向阀向左移动的速度（即换向时间）可用改变节流阀3的开度的办法进行调节。节流阀开度大，则回油速度高，即换向时间短；反之，则低，换向时间长。
28．溢流阀在液压系统中有何功用？
答：溢流阀在液压系统中很重要，特别是定量泵系统，没有溢流阀几乎不可能工作。它的主要功能有如下几点：
1）起稳压溢流作用
用定量泵供油时，它与节流阀配合，可以调节和平衡液压系统中的流量。在这种场合下，阀口经常随着压力的波动而开启，油液经阀口流回油箱，起稳压溢流作用。
2）起安全阀作用
避免液压系统和机床因过载而引起事故。在这种场合下，阀门平时是关闭的，只有负载超过规定的极限时才开启，起安全作用。通常，把溢流阀的调定压力比系统最高压力调高10~20%。
3）作卸荷阀用
由先导型溢流阀与二位二通电磁阀配合使用，可使系统卸荷。
4）作远程调压阀用
用管路将溢流阀的遥控口接至调节方便的远程调节进口处，以实现远控目的。
5）作高低压多级控制用
换向阀将溢流阀的遥控口和几个远程调压阀连接，即可实现高低压多级控制。
6）用于产生背压
将溢流阀串联在回油路上，可以产生背压，使执行元件运动平稳。此时溢流阀的调定压力低，一般用直动式低压溢流阀即可。
29．何谓溢流阀的开启压力和调整压力?
答：当油压对阀芯的作用力大于弹簧预紧力时，阀芯开启，高压油便通过阀口溢流回油箱。将溢流阀开始溢流时打开阀口的压力称为开启压力。溢流阀开始溢流时，阀的开口较小，溢流量较少。随着阀口的溢流量增加，阀芯升高，弹簧进一步被压缩，油压上升。当溢流量达到额定流量时，阀芯上升到一定高度，这时的压力为调整压力。
30．使用顺序阀应注意哪些问题？
答：1) 由于执行元件的启动压力在调定压力以下，系统中压力控制阀又具有压力超调特性，因此控制顺序动作的顺序阀的调定压力不能太低，否则会出现误动作。
2) 顺序阀作为卸荷阀使用时，应注意它对执行元件工作压力的影响。由于卸荷阀也可以调整压力，旋紧调整螺钉，压紧弹簧，使卸荷的调定压力升高；旋松调整螺钉，放松弹簧，使卸荷的调定压力降低，这就使系统工作压力产生了差别，应充分注意。
3) 顺序阀作为平衡阀使用时，要求它必须具有高度的密封性能，不能产生内部泄漏，使它能长时间保持液压缸所在位置，不因自重而下滑。
31．试比较先导型溢流阀和先导型减压阀的异同点。
答：相同点：溢流阀与减压阀同属压力控制阀，都是由液压力与弹簧力进行比较来控制阀口动作；两阀都可以在先导阀的遥控口接远程调压阀实现远控或多级调压。
差别：1）溢流阀阀口常闭，进出油口不通；减压阀阀口常开，进出油口相通。2）溢流阀为进口压力控制，阀口开启后保证进口压力稳定；减压阀为出口压力控制，阀口关小后保证出口压力稳定。3）溢流阀出口接油箱，先导阀弹簧腔的泄漏油经阀体内流道内泄至出口；减压阀出口压力油去工作，压力不为零，先导阀弹簧腔的泄漏油有单独的油口引回油箱。
32．影响节流阀的流量稳定性的因素有哪些？
答：1) 节流阀前后压力差的影响。压力差变化越大，流量q的变化也越大。
2）指数m的影响。m与节流阀口的形状有关，m值大，则对流量的影响也大。节流阀口为细长孔（m=1）时比节流口为薄壁孔（m=0.5）时对流量的影响大。
3) 节流口堵塞的影响。节流阀在小开度时，由于油液中的杂质和氧化后析出的胶质、沥青等以及极化分子，容易产生部分堵塞，这样就改变了原来调节好的节流口通流面积，使流量发生变化。一般节流通道越短，通流面积越大，就越不容易堵塞。为了减小节流口堵塞的可能性，节流口应采用薄壁的形式。
4) 油温的影响。油温升高，油的粘度减小，因此使流量加大。油温对细长孔影响较大，而对薄壁孔的影响较小。
33．为什么调速阀能够使执行元件的运动速度稳定？
答：调速阀是由节流阀和减压阀串联而成。调速阀进口的油液压力为p1，经减压阀流到节流阀的入口，这时压力降到p2再经节流阀到调速阀出口，压力由p2又降到p3。油液作用在减压阀阀芯左、右两端的作用力为（p3A+Ft）和p2A，其中A为减压阀阀芯面积，Ft为弹簧力。当阀芯处于平衡时（忽略弹簧力），则 p2A= p3A+ Ft ， p2－p3＝Ft /A＝常数。为了保证节流阀进、出口压力差为常数，则要求p2和p3必须同时升高或降低同样的值。当进油口压力 p1升高时，p2也升高，则阀芯右端面的作用力增大，使阀芯左移，于是减压阀的开口减小，减压作用增强，使p2又降低到原来的数值；当进口压力p1降低时，p2也降低，阀芯向右移动，开口增大，减压作用减弱，使p2升高，仍恢复到原来数值。当出口压力 p3升高时，阀芯向右移动，减压阀开口增大，减压作用减弱，p2也随之升高；当出口压力p3减小时，阀芯向左移动，减压阀开口减小，减压作用增强了，因而使p2也降低了。这样，不管调速阀进、出口的压力如何变化，调速阀内的节流阀前后的压力差（p2－p3）始终保持不变，所以通过节流阀的流量基本稳定，从而保证了执行元件运动速度的稳定。
34．调速阀和旁通型调速阀（溢流节流阀）有何异同点？
答：调速阀与旁通型调速阀都是压力补偿阀与节流阀复合而成，其压力补偿阀都能保证在负载变化
时节流阀前后压力差基本不变，使通过阀的流量不随负载的变化而变化。
用旁通型调速阀调速时，液压泵的供油压力随负载而变化的，负载小时供油压力也低，因此功率损失较小；但是该阀通过的流量是液压泵的全部流量，故阀芯的尺寸要取得大一些；又由于阀芯运动时的摩擦阻力较大，因此它的弹簧一般比调速阀中减压阀的弹簧刚度要大。这使得它的节流阀前后的压力差值不如调速阀稳定，所以流量稳定性不如调速阀。旁通型调速阀适用于对速度稳定性要求稍低一些、而功率较大的节流调速回路中。液压系统中使用调速阀调速时，系统的工作压力由溢流阀根据系统工作压力而调定，基本保持恒定，即使负载较小时，液压泵也按此压力工作，因此功率损失较大；但该阀的减压阀所调定的压力差值波动较小，流量稳定性好，因此适用于对速度稳定性要求较高，而功率又不太大的节流调速回路中。 旁通型调速阀只能安装在执行元件的进油路上，而调速阀还可以安装在执行元件的回油路、旁油路上。这是因为旁通型调速阀中差压式溢流阀的弹簧是弱弹簧，安装在回油路或旁油路时，其中的节流阀进口压力建立不起来，节流阀也就起不到调节流量的作用。
35．什么是液压基本回路？常见的液压基本回路有几类？各起什么作用？
答：由某些液压元件组成、用来完成特定功能的典型回路，称为液压基本回路。常见的液压基本回路有三大类： 1）方向控制回路，它在液压系统中的作用是控制执行元件的启动、停止或改变运动方向。2）压力控制回路，它的作用利用压力控制阀来实现系统的压力控制，用来实现稳压、减压，增压和多级调压等控制，满足执行元件在力或转矩上的要求。3）速度控制回路，它是液压系统的重要组成部分，用来控制执行元件的运动速度。
36．液压系统中为什么要设置背压回路？背压回路与平衡回路有何区别？
答：在液压系统中设置背压回路，是为了提高执行元件的运动平稳性或减少爬行现象。这就要在回油路上设置背压阀，以形成一定的回油阻力，一般背压为0.3～0.8MPa，背压阀可以是装有硬弹簧的单向阀、顺序阀，也可以是溢流阀、节流阀等。
无论是平衡回路，还是背压回路，在回油管路上都存在背压，故都需要提高供油压力。但这两种基本回路的区别在于功用和背压的大小不同。背压回路主要用于提高进给系统的稳定性，提高加工精度，所具有的背压不大。平衡回路通常是用于立式液压缸或起重液压马达平衡运动部件的自重，以防运动部件自行下滑发生事故，其背压应根据运动部件的重量而定。
37．图示为三种不同形式的平衡回路，试从消耗功率、运动平稳性和锁紧作用比较三者在性能上的区别。
答：图a为采用单向顺序阀的平衡回路，运动平稳性好，但顺序阀的调定压力取决于活塞部件的重量，运动时消耗在顺序阀的功率损失较大。由于顺序阀是滑阀结构，锁紧性能较差。多用于重物为恒负载场合。
图b为采用远控平衡阀的平衡回路，远控平衡阀是一种特殊结构的远控顺序阀，它不但具有很好的密封性，能起到长时间的锁闭定位作用，而且阀口大小能自动适应不同负载对背压的要求，保证了活塞下降速度的稳定性不受载荷变化的影响，且功率损失小。这种远控平衡阀又称为限速锁。多用于变负载场合。
图c为采用液控单向阀的平衡回路，由于液控单向阀是锥面密封，故锁闭性能好。单向阀接通后液压缸不产生背压，功率损失小。但最大的缺点是运动平稳性差，这是因为活塞下行过程中，控制油失压而使液控单向阀时开时关，致使活塞下降断断续续。为此应在回油路上串联一单向节流阀，活塞部件的重量由节流阀产生的背压平衡，保证控制油路有一定压力，其运动平稳性和功率损失与节流阀开口大小有关。
38．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？
答：在多缸液压系统中，如果要求执行元件以相同的位移或相同的速度运动时，应采用同步回路。从理论上讲，只要两个液压缸的有效面积相同、输入的流量也相同的情况下，应该做出同步动作。但是，实际上由于负载分配的不均衡，摩擦阻力不相等，泄漏量不同，均会使两液压缸运动不同步，因此需要采用同步回路。
同步回路的控制方法一般有三种：容积控制、流量控制和伺服控制。容积式同步回路如串联缸的同步回路、采用同步缸（同步马达）的同步回路，其同步精度不高，为此回路中可设置补偿装置；流量控制式同步回路如用调速阀的同步回路、用分流集流阀的同步回路，其同步精度较高（主要指后者）；伺服式同步回路的同步精度最高。
39．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？
答：在工作部件的工作循环中，往往只要部分时间要求较高的速度，如机床的快进→工进→快退的自动工作循环。在快进和快退时负载小，要求压力低，流量大；工作进给时负载大，速度低，要求压力高，流量小。这种情况下，若用一个定量泵向系统供油，则慢速运动时，势必使液压泵输出的大部分流量从溢流阀溢回油箱，造成很大的功率损失，并使油温升高。为了克服低速运动时出现的问题，又满足快速运动的要求，可在系统中设置快速运动回路。
实现执行元件快速运动的方法主要有三种： 1) 增加输入执行元件的流量，如双泵供油快速运动回路、自重充液快速运动回路； 2) 减小执行元件在快速运动时的有效工作面积，如液压缸差动连接快速运动回路、增速缸的增速回路、采用辅助缸的快速运动回路； 3) 将以上两种方法联合使用。
40．什么叫液压爬行？为什么会出现爬行现象？
答：液压系统中由于流进或流出执行元件（液压缸，液压马达）的流量不稳定，出现间隙式的断流现象，使得执行机械的运动产生滑动与停止交替出现的现象，称为爬行。 产生爬行现象的主要原因是执行元件中有空气侵入，为此应设置排气装置。
41．若先导型溢流阀主阀芯或导阀的阀座上的阻尼孔被堵死，将会出现什么故障？
答：若阻尼孔完全阻塞，油压传递不到主阀上腔和导阀前腔，导阀就会失去对主阀的压力调节作用，这时调压手轮失效。因主阀芯上腔的油压无法保持恒定的调定值，当进油腔压力很低时就能将主阀
打开溢流，溢流口瞬时开大后，由于主阀上腔无油液补充，无法使溢流口自行关小，因此主阀常开系统建立不起压力。 若溢流阀先导锥阀座上的 阻尼小孔堵塞，导阀失去对主阀压力的控制作用，调压手轮无法使压力降低，此时主阀芯上下腔压力相等，主阀始终关闭不会溢流，压力随负载的增加而上升，溢流阀起不到安全保护作用。
七、计算题
1．某轴向柱塞泵直径d=22mm，分度圆直径D = 68mm，柱塞数z =7，当斜盘倾角为α= 22°30′，转速n=960r/min，输出压力p=10MPa，容积效率ηv=0.95，机械效率ηM=0.9时，试求： 1） 泵的理论流量；（m3/s） 2） 泵的实际流量；（m3/s） 3） 所需电机功率。（kW）（0 .114 ；11.3 ）
2．有一径向柱塞液压马达，其平均输出扭矩T=24.5Nm，工作压力p=5MPa，最小转速nmin=2 r/min，最大转速nmax=300 r/min，容积效率ηv=0.9，求所需的最小流量和最大流量为多少？（m3/s） （1.1×10-6；170×10-6）
3．有一齿轮泵，铭牌上注明额定压力为10Mpa，额定流量为16l/min ，额定转速为1000r/m，拆开实测齿数z=12，齿宽B=26mm，齿顶圆直径De＝45mm，求：1）泵在额定工况下的容积效率
ηv(%)； 2）在上述情况下，当电机的输出功率为3.1kW时，求泵的机械效率ηm和总效率η(%)。 (90.73；94.8、86)
4.用一定量泵驱动单活塞杆液压缸，已知活塞直径D=100mm，活塞杆直径d=70mm，被驱动的负载∑R=1.2×105N。有杆腔回油背压为0.5Mpa，设缸的容积效率ηv=0.99，机械效率ηm=0.98，液压泵的总效率η=0.9。求：1）当活塞运动速度为100mm/s时液压泵的流量（l/min）；2）电机的输出功率（kW）。(47.6；13.96)
5．有一液压泵，当负载压力为p＝80×105Pa时，输出流量为96l/min，而负载压力为100×105Pa时，输出流量为94l/min。用此泵带动一排量V=80cm3/r的液压马达，当负载扭矩为120Ｎ.ｍ时，液压马达机械效率为0.94，其转速为1100r/min。求此时液压马达的容积效率。（%）（93.6）
6．增压缸大腔直径D=90mm，小腔直径d=40mm，进口压力为p1＝63×105Pa ，流量为q1=0.001 m3/s，不计摩擦和泄漏，求出口压力p2和流量q2各为多少？（MPa、m3/s）（31.9；0 .198×10-3）
7．在图示液压系统中，泵的额定压力为ps＝25×105Pa，流量q=10l/min，溢流阀调定压力 py＝18×105Pa，两油缸活塞面积相等，A1=A2=30 cm2，负载R1=3000N，R2=4200N其他忽略不计。试分析：1）液压泵启动后两个缸速度分别是多少（m/s）；2）各缸的输出功率和泵的最大输出功率可达多少（W）。( .056、.056 ；168、235、300 )
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