第十章液压系统实例
10.1假如要求图示系统实现“快进一一工进一一快退一一原位停止和液压泵卸荷”工作循环，试列出各电磁铁的动作顺序表电磁铁通电为“十”。
10.2试列出图示系统实现“快进一一中速进给一一慢速进给一一快退停止”工作循环的电磁铁动作顺序表。
10.3图示为一进口节流调速系统，压力继电器供控制液压缸反向之用。试
改正图中的错误，并简要分析其出现错误的原因。
单向阀改变方向，两位两通阀改为“弹簧位”为通路、“动作位”为断路。压力继电器接无杆腔。
快进：泵出油经过两位两通阀“弹簧位”通路，进油缸无杆腔，快速。
工进：两位两通阀动作，泵出油经过调速阀，进油缸无杆腔，慢速。
退回：到达终点，压力升高，压力继电器动作，三位五通阀右位工作，油缸无杆腔经单向阀回油。
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第八章液压基本回路（二） §4 速度控制回路 在很多液压装置中，要求能够调节液动机的运动速度，这就需要控制液压系统的流量，或改变液动机的有效作用面积来实现调速。 一、节流调速回路 在采用定量泵的液压系统中，利用节流阀或调速阀改变进入或流出液动机的流量来实现速度调节的方法称为节流调速。采用节流调速，方法简单，工作可靠，成本低，但它的效率不高，容易产生温升。 1.进口节流调速回路（如下图） 节流阀设置在液压泵和换向阀之间的压力管路上，无论换向阀如何换向，压力油总是通过节流之后才进入液压缸的。它通过调整节流口的大小，控制压力油进入液压缸的流量，从而改变它的运动速度。 2.出口节流调速回路（如下图） 节流阀设置在换向阀与油箱之间，无论怎样换向，回油总是经过节流阀流回油箱。通过调整节流口的大小，控制液压缸回油的流量，从而改变它的运动速度。 3.傍路节流调速回路（如下图） 节流阀设置在液压泵和油箱之间，液压泵输出的压力油的一部分经换向阀进入液压缸，另一部分经节流阀流回油箱，通过调整傍路节流阀开口的大小来控制进入液压缸压力油的流量，从而改变它的运动速度。 4.进出口同时节流调速回路（如下图） 在换向阀前的压力管路和换向阀后的回油管路各设置一个节流阀同时进行节流调速。 5.双向节流调速回路（如下图） 在单活塞杆液压缸的液压系统中，有时要求往复运动的速度都能独立调节，以满足工作的需要，此时可采用两个单向节流阀，分别设在液压缸的进出油管路上。 图（a）为双向进口节流调速回路。当换向阀1处于图示位置时，压力油经换向阀1、节流阀2进入液压缸左腔，液压缸向右运动，右腔油液经单向阀5、换向阀1流回油箱。换向阀切换到右端位置时，压力油经换向阀1、节流阀4进入液压缸右腔液压缸向左运动，左腔油液经单向阀3、换向阀1流回油箱。 图（b）为双向出口节流调速回路。它的原理与双向进口节流调速回路基本相同，只是两个单向阀的方向恰好相反。 6.调速阀的桥式回路（如下图） 调速阀的进出油口不能颠倒使用，当回路中必须往复流经调速阀时，可采用如图所示的桥式联接回路。换向阀6处于左端工作位置时，压力油经换向阀进入液压缸的左腔，活塞向右运动，右腔回油经单向阀1、调速阀5、单向阀2、换向阀6流回油箱，形成出口节流调速。换向阀6切换到右端工作位置时，压力油经换向阀6、单向阀3、调速阀5、单向阀4进入液压缸右腔，推动活塞向左运动，左腔油液经换向阀6流回油箱，形成进口节流调速。 二、容积调速回路 通过改变液压泵的流量来调节液动机运动速度的方法称为容积调速。采用容积调速的方法，系统效率高，发热少，但它比较复杂，价格较贵。 1.开式容积调速回路（如下图） 改变变量泵的流量可以调节液压缸的运动速度，单向阀用以防止停机时系统油液流空，溢流阀1在此回路作安全阀使用，溢流阀2作背压阀使用。
6、如图所示的液压系统，可以实现快进－工进－快退－停止的工作循环要求 （1）说出图中标有序号的液压元件的名称。 （2）写出电磁铁动作顺序表。 解：（1）1－三位四通电磁换向阀，2－调速阀，3－二位三通电磁换向阀（2） 7、图示回路中，溢流阀的调整压力为5.0MPa、减压阀的调整压力为2.5MPa。试分析下列三种情况下A、B、C点的压力值。 （1）当泵压力等于溢流阀的调定压力时，夹紧缸使工件夹紧后。 （2）当泵的压力由于工作缸快进、压力降到1.5MPa时。 （3）夹紧缸在夹紧工件前作空载运动时。 解：（1）2.5MPa、5MPa、2.5MPa （2）1.5MPa、1.5MPa、2.5MPa （3）0、0、0
8、图示回路，若阀PY的调定压力为4Mpa，阀PJ的调定压力为2Mpa，回答下列问题：（1）阀PY 是（）阀，阀P J是（）阀； （2）当液压缸运动时（无负载），A点的压力值为（）、B点的压力值为（）； （3）当液压缸运动至终点碰到档块时，A点的压力值为（）、B点的压力值为（）。 解：（1）溢流阀、减压阀； （2）活塞运动期时P A=0，P B=0； （3）工件夹紧后，负载趋近于无穷大：P A=4MPa，P B=2MPa。 9、如图所示系统可实现“快进→工进→快退→停止（卸荷）”的工作循环。 （1）指出液压元件1～4的名称。 （2）试列出电磁铁动作表（通电“＋”，失电“－”）。 解： 10、如图所示的液压回路，要求先夹紧，后进给。进给缸需实现“快进——工进——快退——停止”这四个工作循环，而后夹紧缸松开。 （1）指出标出数字序号的液压元件名称。 （2）指出液压元件6的中位机能。 （3）列出电磁铁动作顺序表。（通电“+”，失电“-”）
********学院 毕业设计（论文） 设计课题题目：设计一台两缸顺序动作专用 组合机床的液压系统专业系：机械制造工程系 专业： 班级： 姓名： 学号： 指导老师
一、设计课题题目：（05） 设计一台两缸顺序动作专用组合机床的液压系统，要求液压系统： 1、工作循环： A缸水平向左快进---A缸水平向左工进---A缸死挡铁停留---B缸垂直向上快进---B缸垂直向上工进---B缸垂直向下快退---B缸原位停止---A缸水平向右快退---A 缸原位停止 2、A、B缸快进速度为4m/min、快退速度为5m/min,工进速度20—100mm/min; 3、A、B缸进给最大行程为400mm，其中工进行程200mm; 4、A、B缸最大切削力为12000N,运动部件自重均为8000N； 5、启动换向时间0.05s; 6、导轨为平导轨，静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为0.1。 二、设计内容及要求： 1、液压系统： （1）设计液压系统图（含：工作循环图、电磁铁及其他元件动作表、液压系统原理图、液压元件目录表，用一张2号图纸打印）； （2）设计液压缸（B缸）并绘制液压缸组件装配图（用一张1号图纸打印）； 2、设计液压系统的电气控制原理图（含：工作循环图、电磁动作表电气控制系统原 理图、电气元件目录表，用一张2号图纸打印）； 3、PC编程（指令表、梯形图、功能图、PLC外部接线图），以实现自动控制；（功能 图和接线图画在一张3号图纸上\梯形土图用一张3号图纸）; 4、设计说明书一份(不少于30页),应有:封面、目录、封底、任务书、毕业小结、参 考文献及书目、致谢等内容。
目录 第一章绪论 (4) 第二章液压系统设计 (5) 第一节明确液压系统设计要求 (5) 第二节分析液压系统工况 (5) 第三节确定液压缸的主要参数 (6) 第四节初选液压缸的工作压力、流量和功率 (7) 第五节液压系统原理图的拟订 (10) 第六节选择液压元件 (14) 第三章机床电器原理图的设计 (16) 第一节设计概述和设计要求 (16) 第二节电器元件的选择 (17) 第四章 PLC编程设计 (20) 第一节 PLC设计的概述及要求 (20) 第二节 PLC功能图I/O接线图和梯形图的设计 (20) 第五章致谢 (25) 第六章参考文献 (26)
单元六基本回路 学习要求 1、掌握各种基本回路所具有的功能，功能的实现方法 2、掌握各种基本回路的元件组成 3、能画出各种简单的基本回路 重点与难点： 本章的难点是：三种节流调速回路的速度—负载特性；液压效率的概念；三种容积调速回路的调速过程与特性；系统卸荷的卸荷方式；容积——节流调速的调速过程；同步回路中提高同步精度的补偿措施等。 第一节速度控制回路 速度控制回路是调节和改变执行元件的速度的回路，又称为调速回路；能实现执行元件运动速度的无级调节是液压传动的优点之一。速度控制回路包括调整工作行程速度的调速回路、空行程的快速运动回路和实现快慢速度切换的速度换接回路。 一、调速回路 调速是为了满足液压执行元件对工作速度的要求，在不考虑液压油的压缩性和泄漏的情况下。由液压系统执行元件速度的表达式 可知： 液压缸的运动速度为： 液压马达的转速： 所以，改变输入液压执行元件的流量q或改变液压缸的有效面积A（或液压马达的排量）均可以达到改变速度的目的。但改变液压缸工作面积的方法在实际中是不现实的，因此，只能用改变进入液压执行元件的流量或用改变变量液压马达排量的方法来调速。为了改变进入液压执行元件的流量，可采用变量液压泵来供油，也
可采用定量泵和流量控制阀，以改变通过流量阀流量的方法。 根据以上分析，液压系统的调速方法可以有以下三种： （1）节流调速：采用定量泵供油，由流量阀调节进入执行元件的流量来实现调节执行元件运动速度的方法。 （2）容积调速：采用变量泵来改变流量或改变液压马达的排量来实现调节执行元件运动速度的方法。 （3）容积节流调速：采用变量泵和流量阀相配合的调速方法，又称联合调速。（一）节流调速回路 节流调速回路的工作原理是通过改变回路中流量控制元件（节流阀和调速阀）通流截面积的大小来控制流入执行元件或从执行元件中流出的流量，以调节其运动速度。节流调速回路的优点是结构简单可靠、成本低，但这种调速方法的效率较低；所以，节流调速回路一般适用于小功率系统。根根流量阀在回路中的位置不同，分为进油节流调速、回油节流调速和旁路节流调速三种回路。 1、进油路节流调速回路 将流量阀装在执行元件的进油路上称为进油节流调速，如图6-1所以。在进油路节流调速回路中，泵的压力由溢流阀调定后，基本保持不变，调节节流阀阀口的大小，便能控制进入液压缸的流量，从而达到调速的目的，定量泵输出的多余油液经溢流阀排回油箱。
简答题与计算题 1、 简述回油节流阀调速回路与进油节流阀调速回路的不同点。 2、 一夹紧油路如图所示，若溢流阀的调整压力p 1＝5MPa ，减压阀的调整压力p 2＝2.5MPa ， 试分析夹紧缸活塞空载时A ，B 两点的压力各为多少？减压阀的阀芯处于什么状态？夹紧时活塞停止运动后，A,B 两点压力又各为多少？减压阀阀芯又处于什么状态？ 3、如图7-2所示液压回路，两个液压缸的几何尺寸相同，无杆腔活塞面积皆为 24m 1020-?=A ，两缸支承的重物分别为N 70001=W ，N 40002=W ，溢流阀调定压力MPa 5=v p 。两缸的工作顺序为：液压缸1先运动，当液压缸1上升到顶端位置后液压缸2再向上运动；在液压缸2运动时，要求液压缸1保持在顶端位置。试确定顺序阀的调整压力。
4、如图7-4所示液压回路，已知溢流阀的调定压力MPa 5y =p ，顺序阀的调定压力MPa 3x =p ，液压缸1活塞的有效面积241m 1050-?=A ，负载kN 10L =F 。若管路压力损失忽略不计，当两换向阀处于图示位置时，试求： (1) 液压缸活塞运动时A,B 两点的压力A p 、B p ； 图7—4 (2) 液压缸活塞运动到终端后，A 、B 两点的压力； (3) 当负载kN 20L =F ，A 、B 两点的压力。 5、如图7-5所示液压系统，两液压缸有效面积2221m 101-?==A A ,液压缸1负载 N 35000L =F ，液压缸2运动时负载为零。溢流阀、顺序阀和减压阀的调整压力分别为4MPa 、3MPa 和2MPa 若不计摩擦阻力、惯性力和管路损失，确定下列三种工况下A 、B 、C 点的压力。 (1)液压泵启动后，两换向阀处于中位时； (2)换向阀电磁线圈1Y A 通电，液压缸l 活塞运动时及活塞运动到终端后； (3)换向阀电磁线圈1Y A 断电，2Y A 通电，液压缸2活塞运动时及碰到固定挡块时。
液压传动习题库及参考答案 六、绘制回路 1、试用两个单向顺序阀实现“缸1前进——缸2前进——缸1退回——缸2退回”的顺序动作回路，绘出回路图并说明两个顺序阀的压力如何调节。 解：采用单向顺序阀的顺序动作回路： 1Y得电，缸1和缸2先后前进，2Y得电，缸1和缸2先后退回。为此，p x1调定压力应比缸1工作压力高（10～15）％；p x2调定压力应高于缸1返回压力。 2、绘出双泵供油回路，液压缸快进时双泵供油，工进时小泵供油、大泵卸载，请标明回路中各元件的名称。 解：双泵供油回路： 1－大流量泵2－小流量泵3－卸载阀（外控内泄顺序阀）4－单向阀 5－溢流阀6－二位二通电磁阀7－节流阀8－液压缸 阀6电磁铁不得电时，液压缸快进，系统压力低于阀3、阀5调定压力，阀3、阀5均关闭，大、小流量泵同时向系统供油，q L=qp1+qp2。 阀6电磁铁得电，液压缸工进，系统压力为溢流阀5调定压力，阀3开启，大流量泵1卸载，溢流阀5开启，q L≤qp2。 3、写出图示回路有序元件名称。
解：（1）大流量泵（2）小流量泵（3）溢流阀（4）单向阀 （5）外控式顺序阀（卸荷阀）（6）调速阀 4、用一个单向定向泵、溢流阀、节流阀、三位四通电磁换向阀组成一个进油节流调速回路。解： 5、试用单向定量泵、溢流阀、单向阀、单向变量马达各一个，组成容积调速回路。 解：
6、写出下图所示回路有序号元件的名称。 解：1——低压大流量泵 2——中压小流量泵 3——外控内泄顺序阀做卸荷阀 4——溢流阀 5——二位三通电磁换向阀 6——调速阀 7、写出如图所示回路有序号元件的名称。
解：1——低压大流量泵 2——中压小流量泵 3——外控内泄顺序阀做卸荷阀； 4——单向阀； 5——溢流阀； 8、试用一个先导型溢流阀、两个远程调压阀组成一个三级调压且能卸载的多级调压回路，绘出回路图并简述工作原理。 解： （1）当1Y A不通电,系统压力为P y1由先导型溢流阀控制 （2）当1Y A通电,系统压力为P y2,由远程调压阀控制 9、绘出三种不同的卸荷回路，说明卸荷的方法。 解：
基本回路例题 例题⑴ 在图中，A 、B 两液压缸的有杆腔面积和无杆腔的面积分别均相等，负载F A ＞F B ，如不考虑泄漏和摩擦等因素，试问： ⑴两液压缸如何动作? ⑵运动速度是否相等? ⑶如节流阀开度最大，压降为零，两液压缸又如何动作?运动速度有何变化? ⑷将节流阀换成调速阀，两液压缸的运动速度是否相等? 解答：本题考查压力形成概念与节流调速原理！ (1)两缸动作顺序： 对于图示(a)、(b)回路均是B 缸先动，B 缸运动到终点后，A 缸开始运动。其理由如下： 对于图（a ）所示的出口节流调速回路而言，可知，出口节流调速回路，进油腔压力，即无杆腔压力始终保持为溢流阀的调整压力值p Y ，有杆腔压力则随负载变化。 根据液压缸力平衡方程式，有 2!A p F A p A A Y ?+= 和 2!A p F A p B B Y ?+= 因F A ＞F B ，所以Δp B ＞Δp A ，负载小的活塞运动产生的背压高；这个背压(即Δp B )又加在A 缸的有杆腔，这样使A 缸的力平衡方程变为 2! A p ＜F A p B A Y ?+ 因此A 缸不能运动，B 缸先动。直至B 缸运动到终点后，背压Δp B 减小到Δp A 值，A 缸才能运动。 对于图（b ）所示进口节流调速回路而言，负载大小决定了无杆腔压 A 缸的工作压力为 1 A F p A A = ，B 缸的工作压力为 1 A F p B B =
由于F A ＞F B ，所以p A ＞p B ，工作压力达到p B ，即可推动B 缸克服负载运动，此时压力不可能继续升高，正是由于这种原因，B 缸先动，待它到达终点停止运动后，工作压力升高到p A ，A 缸才能运动。 ⑵两缸运动速度： 通过节流阀的流量受节流阀进出口压力差的影响，因为Δp B ＞Δp A ，所以B 缸运动时，通过节流阀的流量大，B 缸运动速度高。 更详细地，可用通过节流阀的流量方程来说明：由薄壁小孔公式，有 B 缸运动速度 25 .02A p CA A q v B T TB B ?= = A 缸运动速度 2 5.02 A p CA A q v A T TA A ?== 因为Δp B ＞Δp A ，所以v B ＞v A 亦可以用节流调速回路的速度负载特性来进行分析。 ⑶节流阀开度最大，压降为零时，两液压缸的动作顺序及其运动速度： 由于F A ＞F B ，B 缸所需压力低于A 缸所需压力，所以B 缸先动，运动到终点后，待压力升到A 缸所需压力时，A 缸动作。 由于采用的是定量泵，A 和B 缸的A 1相等，所以两液压缸的运动速度相等。 ⑷将节流阀换成调速阀时，两液压缸的运动速度： 因有调速阀中的定差减压阀的压力补偿作用，负载变化时仍能使调速阀输出流量稳定，所以两液压缸的运动速度相等。 例题⑵ 在图中，已知A 1＝20cm 2 ，A 2＝10cm 2，F ＝5kN ，液压泵流量q p ＝16L/min ，节流阀流量q T ＝0.5L/min ，溢流阀调定压力p y ＝5MPa ，不计管路损失，回答下列问题： ⑴电磁铁断电时，活塞在运动中， p 1=? p 2＝? v ＝? 溢流量Δq =？ ⑵电磁铁通电时，活塞在运动中， p 1=? p 2＝? v ＝? 溢流量Δq =？
液压传动例题和习题 第一次作业内容(第四周星期四上课时交) 例题4—4 泵的额定流量为min /100L ，额定压力为MPa 5.2，当转速为min /1450r 时， 机械效率为 9.0=m η。由实验测得，当泵出口压力为零时，流量为min /106L ，压力为MPa 5.2时，流量为min /7.100L ， 求： 1 ) 泵的容积效率； 2 ) 如泵的转速下降到min /500r ，在额定压力下工作时，估算泵的流量为多少？ 3 ) 上述两种转速下泵的驱动功率。 解：1) 出口压力为零时的流量为理论流量，即min /106L ，所以泵的容积效率95.0106/7.100==V η。 2 ) 转速为min /500r 时，泵的理论流量为min /55.36min /1450 500 106L L =? ，因压力仍是额定压力，故此时的泵的流量为min /72.34min /95.055.36L L =?。 3) 泵驱动功率在第一种情况下为kW 91.49.0601065.2=??，第二种情况下为 kW kW 69.19 .06055 .365.2=?? 4—5 泵的输出压力为MPa 5，排量为r mL /10。机械效率为95.0，容积效率为0.9，当转速为1200min /r 时，泵的输出功率和驱动泵的电机功率等于多少？ 4—6 设液压泵转速为min /950r ，排量为r mL q p /168=，在额定压力MPa 95.2和同样转速下，测得的实际流量为min /150L ，额定工况下的总效率为87.0，求： 1 ) 泵的理论流量t q ； 2 ) 泵的容积效率v η； 3 ) 泵的机械效率m η； 4 ) 泵在额定工况下，所需电机驱动功率； 5 ) 驱动泵的转矩。 4—7 一液压马达排量为r mL /.80，负载转矩m N ?50时，测得机械效率为0.85，将此马达作泵使用，在工作压力为Pa 6 1062.4?时，其扭矩机械损失与上述液压马达工况时相同，求此时泵的机械效率。 例题4—8 某液压马达的进油压力为MPa 10，排量为r mL /200，总效率为0.75，机械效率为0.9，试计算： 1 ) 该马达能输出的理论转矩； 2 ) 若马达的转速为min /500r ，则输入马达的流量为多少？ 3) 若外负载为 ()m in /500200r n m N =? 时 ，该马达输入和输出功率各为多少？ 解：1) 依公式 ,21 m t pq T ?= π ，可算得马达输出的理论转矩为m N m N ?=?????-3.31810200101021 66π 。 2) 转速为min /500r 时，马达的理论流量为min /100min /105002003 L L n q q m t =??==-，因其容 积效率 83.09 .075 .0=== m v ηηη，所以输入的流量为min /120min /83.0100L L q v t == η。 3) 压力为MPa 10时，它能输出的实际转矩为m N m N ?=??5.2869.03.318 ，如外负载为m N ?200 ， 则压力差不是MPa 10 而是M P a 98.6 ，所以此时马达的输入功率为
第七章液压基本回路 7-4 多缸(马达)工作控制回路 一、顺序动作回路(sequencing circuit) 1、行程控制顺序动作回路 图a所示为用行程阀控制的顺序动作回路。在图示状态下，A、B两缸的活塞均在端。当推动手柄，使阀C左位工作，缸A左行，完成动作①；挡块压下行程阀D后，缸B左行，完成动作②；手动换向阀C复位后，缸A先复位，实现动作③；随着挡块后移，阀D 复位，缸B退回实现动作④。完成一个工作循环。 图b所示为用行程开关控制的顺序动作回路。当阀E得电换向时，缸A左行完成动作①；其后，缸A触动行程开关S1使阀得电换向，控制缸B左行完成动作②；当缸B左行至触动行程开关S2使阀E失电时，缸A返回，实现动作③；其后，缸A触动S3使9断电，缸B返回完成动作④；最后，缸月触动S4使泵卸荷或引起其它动作，完成一个工作循环。 2、压力控制顺序动作回路 图所示为使用顺序阀的压力控制顺序动作回路。
当换向阀左位接入回路且顺序阀D的调定压力大于缸A的最大前进工作压力时，压力油先进入缸A左腔，实现动作①；缸行至终点后压力上升，压力油打开顺序阀D进入缸B 的左腔，实现动作②；同样地，当换向阀右位接入回路且顺序阀C的调定压力大于缸B的最大返回工作压力时，两缸按③和④的顺序返回。 3、时间控制顺序动作回路 这种回路是利用延时元件(如延时阀、时间继电器等)使多个缸按时间完成先后动作的回路。图所示为用延时阀来实现缸3、4工作行程的顺序动作回路。 当阀1电磁铁通电，左位接通回路后，缸3实现动作①；同时，压力油进入延时阀2
中的节流阀B，推动换向阀A缓慢左移，延续一定时间后，接通油路a、b，油液才进入缸4，实现动作②。通过调节节流阀开度，来调节缸3和4先后动作的时间差。当阀1电磁铁断电时，压力油同时进入缸3和缸4右腔，使两缸返向，实现动作③。由于通过节流阀的流量受负载和温度的影响，所以延时不易准确，一般都与行程控制方式配合使用。 二、同步回路(synchronizing circuit) 同步回路的功用是：保证系统中的两个或多个缸(马达)在运动中以相同的位移或相同的速度（或固定的速比）运动。在多缸系统中，影响同步精度的因素很多，如：缸的外负载、泄漏、摩擦阻力、制造精度、结构弹性变形以及油液中含气量，都会使运动不同步。为此，同步回路应尽量克服或减少上述因素的影响。 1、容积式同步回路 (1)、同步泵的同步回路：用两个同轴等排量的泵分别向两缸供油，实现两缸同步运动。正常工作时，两换向阀应同时动作；在需要消除端点误差时，两阀也可以单独动作。 (2)、同步马达的同步回路：用两个同轴等排量马达作配流环节，输出相同流量的油液来实现两缸同步运动。由单向阀和溢流阀组成交叉溢流补油回路，可在行程端点消除误差。 (3)、同步缸的同步回路：同步缸3由两个尺寸相同的双杆缸连接而成，当同步缸的活塞左移时，油腔a与b中的油液使缸1与缸2同步上升。若缸1的活塞先到达终点，则油腔a的余油经单向阀4和安全阀5排回油箱，油腔b的油继续进入缸2下腔，使之到达终点。同理，若缸2的活塞先达终点，也可使缸1的活塞相继到达终点。
1顺序阀和溢流阀是否可以互换使用？ 答：顺序阀可代替溢流阀，反之不行。 2试比较溢流阀、减压阀、顺序阀（内控外泄式）三者之间的异同点 答：相同点：都是利用控制压力与弹簧力相平衡的原理，改变滑阀移动的开口量，通过开口量的大小来控制系统的压力。结构大体相同，只是泻油路不同。 不同点：溢流阀是通过调定弹簧的压力，控制进油路的压力，保证进口压力恒定。出 油口与油箱相连。泄漏形式是内泄式，常闭，进出油口相通，进油口压力为调整压力， 在系统中的联结方式是并联。起限压、保压、稳压的作用。 减压阀是通过调定弹簧的压力，控制出油路的压力，保证出口压力恒定。出油口与减压回路相连。泄漏形式为外泄式。常开，出口压力低于进口压力，出口压力稳定在调定 值上。在系统中的联结方式为串联，起减压、稳压作用。 顺序阀是通过调定弹簧的压力控制进油路的压力，而液控式顺序阀由单独油路控制压力。出油口与工作油路相接。泄漏形式为外泄式。常闭，进出油口相通，进油口压力允 许继续升高。实现顺序动作时串联，作卸荷阀用时并联。不控制系统的压力，只利用系统的 压力变化控制油路的通断 3 如图所示溢流阀的调定压力为4MPa ，若阀芯阻尼小孔造成的损失 不计，试判断下列情况下压力表读数各为多少？ （1） Y断电，负载为无限大时； （2） Y断电，负载压力为2MPa时； (3 )Y通电，负载压力为2MPa 时 答：（ 1） 4；（ 2） 2；（ 3） 0 4 如图所示的回路中，溢流阀的调整压力为5.0 MPa ，减压阀的调整压 力为 2.5 MPa ，试分析下列情况，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整压力时，夹紧缸使工件夹紧后，A、 C
第八章液压基本回路 §1 概论 一、液压回路的组成 一般液压回路的主要元件的动力传递关系为：原动机液压泵液压阀 液动机负载。原动机将机械能输入液压系统，由液压动力元件——液压泵转变为液压能，通过控制元件——液压阀调整控制压力油的方向、流量和压力的大小，然后传递给执行元件——液动机，使其按照一定的方向、速度和出力带动负荷运动和工作，构成液压回路。 原动机主要有交流电动机、直流电动机和内燃机等。液压阀、液压泵和液动机等互相配合构成三种基本类型的控制回路，即压力控制回路，方向控制回路和速度控制回路。此外，还有由此派生出来的位置控制回路和时间控制回路。有时，一个回路可同时兼有几种职能。 二、液压回路的表示方法 液压回路可用以下几种表示方法。 1.外观图 它能直观地表示出各液压元件的形状、位置和管路的联接走向，不能表示出元件的内部结构和液压系统的工作原理，一般仅用于装配工作。 2.截面图 它直接表现出各元件的内部结构和系统的工作原理，便于理解和查找故障，但因制图较麻烦，一般仅用于教学。 3.符号图 它用简单的符号把复杂的液压系统表现出来，它既能表现出各元件之间管路的联接方法，又可以说明它的工作原理，制图也很简单。但是事先必须对各种元件的符号，工作原理和职能有充分的了解，否则看不懂符号图。这种方法被国内外广泛应用。 4.混和图 为了特别说明某元件的工作原理或不便于用符号表示液压元件时，可在符号图中采用局部截面图。 三、开式回路和闭式回路 液压系统按照油液的循环情况可分开式回路和闭式回路。开式回路中液动机的回油流到一个大气压条件下的开式油箱，液压泵靠自吸能力将油箱中的油液输入液压工作系统。闭式回路中液动机的回油直接输入液压泵的吸油口，形成封闭的回路。 开式回路结构简单，油液散热条件好，但是它的油箱体积较大，空气与油液的接触机会较多，因而容易混入空气，使系统工作不够稳定。开式回路要求液压泵有较好的自吸能力，对于自吸能力较差的柱塞泵等，需设置辅助液压泵。 闭式回路比开式回路效率高。一般开式回路的换向、调速由阀或泵阀联合控制，压力过高时，多余的油液自溢流阀流回油箱，造成效率损失。而闭式回路一般采用双向变量泵，通过改变变量泵的输出油液的方向和流量，控制液动机的运动方向和速度，回路中压力的高低取决于负载的大小，因而没有过剩的压力和多余的流量，效率较高。所以，它很适用于功率大，换向频繁的液压系统。 在闭式回路中，一个主液压泵只能供给一个执行元件，不适用于多负载的系统。另外，为了补充回路中的流量损失，往往要增设辅助泵或补油泵，因而系统比较复杂。 闭式回路油箱体积小，结构紧凑，污物和空气都不容易侵入系统，因而运转平稳。由于依靠液压泵改变油液流动方向，所以换向冲击较小。但它的散热条件较差，油温容易升高。 四、开环控制和闭环控制
《液压与气压传动》复习资料及答案 9、先导式溢流阀原理如图所示，回答下列问题： + （1）先导式溢流阀原理由哪两部分组成 （2）何处为调压部分 （3）阻尼孔的作用是什么 （4）主阀弹簧为什么可较软 解：（1）先导阀、主阀。 （2）先导阀。 （3）制造压力差。 （4）只需克服主阀上下压力差作用在主阀上的力，不需太硬。 10、容积式液压泵的共同工作原理是什么 答：容积式液压泵的共同工作原理是：⑴形成密闭工作容腔；⑵密封容积交替变化；⑶吸、压油腔隔开。 11、溢流阀的主要作用有哪些 答：调压溢流，安全保护，使泵卸荷，远程调压，形成背压，多级调压 液压系统中，当执行元件停止运动后，使泵卸荷有什么好处 答：在液压泵驱动电机不频繁启停的情况下，使液压泵在功率损失接近零的情况下运转，以减少功率损耗，降低系统发热，延长泵和电机的使用寿命。 12、液压传动系统主要有那几部分组成并叙述各部分的作用。 答：动力元件、执行元件、控制调节元件、辅助元件、传动介质——液压油。 13、容积式液压泵完成吸油和压油必须具备哪三个条件 答：形成密闭容腔，密闭容积变化，吸、压油腔隔开。 14、试述进油路节流调速回路与回油路节流调速回路的不同之处。 17、什么叫做差动液压缸差动液压缸在实际应用中有什么优点 答：差动液压缸是由单活塞杆液压缸将压力油同时供给单活塞杆液压缸左右两腔，使活塞运动速度提高。 差动液压缸在实际应用中可以实现差动快速运动，提高速度和效率。 18、什么是泵的排量、流量什么是泵的容积效率、机械效率
答：（1）泵的排量：液压泵每转一周，由其密封几何尺寸变化计算而得的排出液体的体积。 （2）泵的流量：单位时间内所排出的液体体积。 （3）泵的容积效率：泵的实际输出流量与理论流量的比值。 （4）机械效率：泵的理论转矩与实际转矩的比值。 19、什么是三位滑阀的中位机能研究它有何用处 答：（1）对于三位阀，阀芯在中间位置时各油口的连通情况称为三位滑阀的中位机能。 （2）研究它可以考虑：系统的保压、卸荷，液压缸的浮动，启动平稳性，换向精度与平稳性。 20、画出直动式溢流阀的图形符号；并说明溢流阀有哪几种用法 答：（1） （2）调压溢流，安全保护，使泵卸荷，远程调压，背压阀。 21、液压泵完成吸油和压油必须具备什么条件 答：（1）具有密闭容积； （2）密闭容积交替变化； （3）吸油腔和压油腔在任何时候都不能相通。 22、什么是容积式液压泵它的实际工作压力大小取决于什么 答：（1）液压系统中所使用的各种液压泵，其工作原理都是依靠液压泵密封工作容积的大小交替变化来实现吸油和压油的，所以称为容积式液压泵。 （2）液压泵的实际工作压力其大小取决于负载。 23、分别说明普通单向阀和液控单向阀的作用它们有哪些实际用途 答：普通单向阀 （1）普通单向阀的作用是使油液只能沿着一个方向流动，不允许反向倒流。 （2）它的用途是：安装在泵的出口，可防止系统压力冲击对泵的影响，另外，泵不工作时，可防止系统油液经泵倒流回油箱，单向阀还可用来分隔油路，防止干扰。单向阀与其他阀组合便可组成复合阀。 单向阀与其他阀可组成液控复合阀 （3）对于普通液控单向阀，当控制口无控制压力时，其作用与普通单向阀一样；当控制口有控制压力时，通油口接通，油液便可在两个方向自由流动。 （4）它的主要用途是：可对液压缸进行锁闭；作立式液压缸的支承阀；起保压作用。 24、试举例绘图说明溢流阀在系统中的不同用处： （1）溢流恒压；（2）安全限压；（3）远程调压；（4）造成背压；（5）使系统卸荷。 答：（1）溢流恒压（2）安全限压（3）远程调压
五、回路分析 1、下图所示液压系统是采用蓄能器实现快速运动的回路，试回答下列问题： （1）液控顺序阀3何时开启，何时关闭？ （2）单向阀2的作用是什么？ （3）分析活塞向右运动时的进油路线和回油路线。 答：（1）当蓄能器内的油压达到液控顺序阀3的调定压力时，阀3被打开，使液压泵卸荷。当蓄能器内的油压低于液控顺序阀3的调定压力时，阀3关闭。 （2）单向阀2的作用是防止液压泵卸荷时蓄能器内的油液向液压泵倒流。 （3）活塞向右运动时： 进油路线为：液压泵1 →单向阀2 →换向阀5左位→油缸无杆腔。 蓄能器→换向阀5左位→油缸无杆腔。 回油路线为：油缸有杆腔→换向阀5左位→油箱。 4、图示回路，若阀PY的调定压力为4Mpa，阀PJ的调定压力为2Mpa，回答下列问题：（1）阀PY 是（）阀，阀P J是（）阀； （2）当液压缸运动时（无负载），A点的压力值为（）、B点的压力值为（）； （3）当液压缸运动至终点碰到档块时，A点的压力值为（）、B点的压力值为（）。 解：（1）溢流阀、减压阀； （2）活塞运动期时P A=0，P B=0； （3）工件夹紧后，负载趋近于无穷大：P A=4MPa，P B=2MPa。 5、如图所示系统可实现“快进→工进→快退→停止（卸荷）”的工作循环。 （1）指出液压元件1～4的名称。 （2）试列出电磁铁动作表（通电“＋”，失电“－”）。
解： 7、如图所示液压系统，完成如下动作循环：快进—工进—快退—停止、卸荷。试写出动作循环表，并评述系统的特点。 解：电磁铁动作循环表 1Y A 2Y A 3YA 4YA 快进＋——— 工进＋—＋— 快退—＋—— 停止、卸荷———＋ 特点：先导型溢流阀卸荷回路卸荷压力小冲击小，回油节流调速回路速度平稳性好，发热、泄漏节流调速影响小，用电磁换向阀易实现自动控制。 8、如图所示系统能实现”快进→ 1工进→ 2工进→快退→停止”的工作循环。试画出电磁铁动作顺序表，7?
液压与气动回路设计题解 绘制回路 ? 八、绘制回路八、绘制回路 1、试用两个单向顺序阀实现“缸1前进——缸2前进——缸1退回——缸2退回”的顺序动作回路，绘出回路图并说明两个顺序阀的压力如何调节。 解:采用单向顺序阀的顺序动作回路: 返回上一级 1Y得电，缸1和缸2先后前进，2Y得电，缸1和缸2先 后退回。为此，p调定压力应比缸1工作压力高(10,15),;x1 p调定压力应高于缸1返回压力。 x2 2、绘出双泵供油回路，液压缸快进时双泵供油，工进时小泵供油、大泵卸载，请标明回路中各元件的名称。 解:双泵供油回路:
1,大流量泵 2,小流量泵 3,卸载阀(外控内泄顺序阀) 4,单向阀 5,溢流阀 6,二位二通电磁阀 7,节流阀 8,液压缸 阀6电磁铁不得电时，液压缸快进，系统压力低于阀3、阀5调定压力，阀3、阀5均关闭，大、小流量泵同时向系统供油，q=qp+qp。 L12 阀6电磁铁得电，液压缸工进，系统压力为溢流阀5调定压力，阀3开启，大流量泵1卸载，溢流阀5开启，q?qp。 L23、用一个单向定向泵、溢流阀、节流阀、三位四通电磁换向阀组成一个双向进油节流调速回路。 解: 4、用一个单向定向泵、溢流阀、节流阀、三位四通电磁换向阀组成一个双向回油节流调速回路。 解:
5、试用单向定量泵、溢流阀、单向阀、单向变量马达各一个，组成容积调速回路。 解: 6、用一个单向定向泵、溢流阀、节流阀、三位四通电磁换向阀组成一个活塞双向旁路节流调速回路。 解:
7、用一个单向定向泵、溢流阀、单向节流阀、三位四通电磁换向阀组成一个活塞伸出过程的单向回油节流调速回路。解: 8、试用一个先导型溢流阀、一个二位二通电磁阀和一个远程调压阀组成一个二级调压回路，绘出回路图并简述工作原理。解: (1)当1YA不通电,系统压力为P由先导型溢流阀控制 y1 (2)当1YA通电,系统压力为P 由远程调压阀控制 y2, 9、绘出三种不同的卸荷回路，说明卸荷的方法。解:
1、液压传动是以为工作介质，利用来驱动执行机构的传动方式。液压系统中的工作压力取决于，执行元件的运动速度取决于。 2、液压系统除工作介质外，一般由四部分组成：动力元件、、控制元件、。 4、液压传动装置由、、和四部分组成，其中和为能量转换装置。 1、一个完整的液压系统由以下几部分组成：、 、、、传动介质，其中和为能量转换装置。 2、液压泵的卸荷方式有卸荷和卸荷，一般定量泵采用的卸荷方式是卸荷。 3、柱塞缸是作用缸，为实现两个方向的运动常成对使用。 4、单作用叶片泵转子每转一周，完成吸油、排油各次，改变定子与转子之间的偏心距，可以改变排量，因此它是一种泵。 9、单位时间内流过某通流截面的液体的体积称为，它决定执行元件的。 4、根据液流连续性原理，同一管道中各个截面的平均流速与过流断面面积成反比，管子细的地方流速，管子粗的地方流
速。 2、液体动力学三个基本方程分别为：_____ 、_____ ____和_____ ____。（写出方程名称即可） 3、液压油的粘度随温度的升高而，随压力的升高而。 4、根据度量基准的不同，液体压力的表示方法有两种，分别为 和两种，其中大多数压力表测得的压力是。 4、牌号为L-HL40的液压油，是指油液在_________°C时油液的_______粘度平均值为__________。 6、液体在管道中流动时产生的压力损失有和两种。 5、液体在管道中存在两种流动状态，和。液体的流动状态可以用雷诺数判断，其计算公式为。当雷诺数小于临界雷诺数时，可以判断液体的流动状态是。 5、液压泵按结构形式可分为、和三大类。 3、容积式泵的基本特点是：具有一个或若干个周期性变化的密封容
顺序动作回路 顺序动作回路的作用是保证执行元件按照预定的先后次序完成各种动作。按照控制方式不同，可以分为行程控制和压力控制两种。 1.行程控制顺序动作回路 图7.32为行程阀控制的动作回路，在图示状态下，1, 2两油缸活塞均在左端。当推动手柄，使阀3左位工作，缸1的活塞右行，完成动作①;当缸1的活塞运动到终点后挡块压下行程阀4,缸2右行，完成动作②;手动换向阀C复位后，实现动作③;随着挡块的后移，阀4复位，缸2活塞退回，实现动作④。利用行程阀控制的优点是位置精度高、平稳可靠;缺点是行程和顺序不容易更改 图7. 33为行程开关控制的动作回路，在图示状态下，1, 2两油缸活塞均在左端。电磁阀1YA通电时使阀左位工作，缸I的活塞右行，完成动作①;当缸1的活塞运动到终点后触动行程开关2S，使电磁阀2YA通电换到左位，缸2的活塞右行，完成动作②;当缸2的活塞运动到终点后触动行程开关4S，电磁阀1Y A断电复位，实现动作③;油缸1的活塞运动到终点后触动行程开关15，电磁阀2Y A断电复位，缸2的活塞退回实现动作④。行程开关控制的顺序动作回路优点是位置精度高，调整方便，且可以更改顺序，所以应用较广，适合于工作循环经常要更改的场合。 2.压力控制顺序动作回路 利用液压系统中的工作压力变化控制各个执行元件的顺序动作是液压系统独具的控制特性。压力控制的优点是动作灵敏，安装布置比较方便;缺点是可靠性不高，位置精度低。 图7.34为顺序阀控制的动作回路。当换向阀左位接入回路且顺序阀4的调定压力大于液压缸活塞伸出最大工作压力时，顺序阀4关闭，压力油进入液压缸1的左腔，缸1的右腔经顺序阀3的单向阀回油，实现动作①;当缸1的伸出行程结束到达终点后，压力升高，压力油打开顺序阀4进人液压缸2的左腔，缸2的右腔回油，实现动作②;同样道理，当换向阀右位接入回路且顺序阀3的调定压力大于液压缸活塞缩回最大供油压力时，顺序阀3关闭，压力油进入缸2的右腔，缸2的左腔经顺序阀2的单向阀回油，实现动作③;当液压缸2的缩回行程结束到达终点后，压力升高，压力油打开顺序阀3进入缸1的右腔，缸I的左腔回油，实现动作④。为了保证顺序动作的可靠性，顺序阀的压力调定值应比前一个动作的最大工作压力高出0. 8MPa-1.OMPa，以免系统中的压力波动使顺序阀出现误动作，所以这种回路只适应于油缸数目不多且阻力变化不大的场合。 图7. 35为压力继电器控制的顺序动作回路。其T作过程如下:当电磁铁1YA通电时，
精心整理 一、填空题 1．液压系统中的压力取决于（），执行元件的运动速度取决于（）。（负载；流量） 2．液压传动装置由（）、（）、（）和（）四部分组成，其中（）和（）为能量转换装置。（动力元件、 执行元件、控制元件、辅助元件；动力元件、执行元件） 3．液体在管道中存在两种流动状态，（）时粘性力起主导作用，（）时惯性力起主导作用，液体的流动状 态可用（）来判断。（层流；紊流；雷诺数） 4．在研究流动液体时，把假设既（）又（）的液体称为理想流体。（无粘性；不可压缩） 5．由于流体具有（），液流在管道中流动需要损耗一部分能量，它由（）损失和（）损失两部分组成。 （粘性；沿程压力；局部压力）6次方成正比。 7 8 泵；单作用叶片泵、径向柱塞泵；轴向柱塞泵） 9 10 11 12 油；压油） 13 14 80%～85% 15 径圆弧、小半径圆弧、过渡曲线；过渡曲线） 16．调节限压式变量叶片泵的压力调节螺钉，可以改变泵的压力流量特性曲线上（）的大小，调节最大流 量调节螺钉，可以改变（）。（拐点压力；泵的最大流量） 17．溢流阀的进口压力随流量变化而波动的性能称为（），性能的好坏用（）或（）、（）评价。显然 （p s—p k）、（p s—p B）小好，n k和n b大好。（压力流量特性；调压偏差；开启压力比、闭合压力比）18．溢流阀为（）压力控制，阀口常（），先导阀弹簧腔的泄漏油与阀的出口相通。定值减压阀为（）压 力控制，阀口常（），先导阀弹簧腔的泄漏油必须（）。（进口；闭；出口；开；单独引回油箱）19．调速阀是由（）和节流阀（）而成，旁通型调速阀是由（）和节流阀（）而成。（定差减压阀，串联；差压式溢流阀，并联） 20．为了便于检修，蓄能器与管路之间应安装（），为了防止液压泵停车或泄载时蓄能器内的压力油倒流，蓄能器与液压泵之间应安装（）。（截止阀；单向阀）
论顺序动作回路 在由多缸组成的液压系统中，往往需要安照一定的要求实现各缸之间的顺序动作。例如，自动车床中车刀的纵横向运动，夹紧机构的定位和夹紧等。按其控制方式不同，顺序动作回路可分为：压力控制，行程控制和时间控制三类。其中前两类较多。下面我们就着重研究一下压力控制和行程控制阀的顺序动作回路 1 液压控制的顺序动作回路。 压力控制就是利用油路本身的压力变化来控制液压缸的先后动作顺序，它主要压力继电器或顺序控制阀来实现。 如图6——33，是采用两个单项顺序阀的顺序动作回路，其中单项顺序阀3控制两液压缸进给时的先后动作，单项顺序阀7控制两液压缸退回时的先后动作。该回路中，如果电磁铁2YA得电，则三项四通阀8右位接入系统，压力油先经单向阀6进入缸1的无杆腔，缸1的有杆腔油液则经阀7中的单向阀再经过阀8的右端，流回油箱。此时由于系统压力较低，阀3中顺序阀关闭，缸1的活塞先动作，进行夹紧。当缸1的活塞运动到终点后使系统油压升高，从而达到单项顺序阀3的调定压力则顺序阀开启，压力油过阀3进入缸2的无杆腔，缸2的活塞动作，缸2的有杆腔中的油液经调速阀4在经过阀8右位，流回油箱。缸2的活塞向左移动，开始镗孔。当缸2活塞左移到终点后让2YA失电1YA得电，
此时三项四通阀8左位接入系统，压力油先经阀5中的单向阀进入缸2的有杆腔而缸2的无杆腔中的油液经过阀3的单向阀再经过阀8流回油箱缸2活塞先缩回动作。当缸2活塞缩回到终点系统油压升高达到单项顺序阀7的调定压力，则顺序阀开启，压力油过阀7进入缸1的有杆腔，缸1的无杆腔中油液则经过阀6的单向阀再经过阀8流回油箱，从而缸1活塞返回，完成一次顺序动作循环。 需要注意的： 在液压控制的顺序动作回路中顺序阀的位置很关键，应加在后运动的液压缸上，这样才能实现液压缸的顺序动作，完成想要的工作顺序。 在设置顺序阀的开启压力时，应注意设定其开启压力大于前动作缸的工作压力0.8——1Mpa 2 行程控制阀的顺序动作回路。 行程控制顺序动作回路是利用运动部件到达一定位置时，通过发出信号来控制各液压缸的先后动作顺序。它可以采用行程开关，行程阀等来实现。 如图6——34，是采用电气行程开关控制电磁换向阀通断实现顺序动作的回路。该回路中，当电磁铁1YA得电，缸A活塞右行动作直至行程终点了，由挡铁触动行程开关2ST 得电，发出信号使电磁铁1YA失电，3YA得电，缸B活塞杆右行进给。当缸B右行至终点，由挡铁触动4ST得电，发