【正文】 溢流閥調(diào)定壓力 pY=，負(fù)載 F=10000N。快進(jìn)和快退時(shí)負(fù)載輕，要求壓力低，流量大；工作進(jìn)給時(shí)負(fù)載大，速度低，要求壓力高，流量小。 （ 2）由于采用了調(diào)速閥，其速度穩(wěn)定性比容積調(diào)速回路好。 液壓系統(tǒng)中的壓力是正的 相對(duì)壓力，即表壓力。 問： 第 7 章 710 題如何解答？ 冼健生： 710 13 液壓泵輸出流量 Qp=10L/min 液壓缸 無(wú)桿腔面積 A1=50cm2，有桿腔面積 A2=25cm2。 問： 在液壓系統(tǒng)中為何要設(shè)置快速運(yùn)動(dòng)回路？如何實(shí)現(xiàn)液壓元件的快速運(yùn)動(dòng)？常用的快速運(yùn)動(dòng)回路有哪些？ 冼健生： 在液壓系統(tǒng)中，部件的工作循環(huán)中，往往只有部分時(shí)間需要較高的速度，如機(jī)床工作臺(tái)的快進(jìn)→工進(jìn)→快退的自動(dòng)循環(huán)過程。 這種回路的特點(diǎn)是： （ 1）由于沒有多余的油液溢回油箱，所以它的效率比定量泵節(jié)流調(diào)速效率高，發(fā)熱少。故有： 表壓力＝ 絕對(duì)壓力－大氣壓力 真空度＝ 大氣壓力－絕對(duì)壓力 這樣的表示方法可使得表壓力、真空度都是正值。 （ 2）穩(wěn)定壓力。這時(shí)由于液壓油只有克服彈簧力之后才能通過，因而就產(chǎn)生了背壓，起到了背壓 閥的作用。 差動(dòng)液壓缸可以獲得較小的輸出推力和相等的往返速度，而且可以使用小流量泵得到較快的運(yùn)動(dòng)速度，所以在機(jī)床上應(yīng)用較多，如在組合機(jī)床上用于要求推力不大，速度相同的快進(jìn)和快退工作循環(huán)中。在定位和夾緊系統(tǒng)中，當(dāng)定位和夾緊部件的移動(dòng)需要低壓、大流量時(shí)，可利用 AB 曲線工作；夾緊結(jié)束后，僅需要維持較高的壓力和較小的流量（補(bǔ)充泄漏量），則可利用曲線近于 C 點(diǎn)的特性。當(dāng)液壓泵選定后，其結(jié)構(gòu)參數(shù)也就確定了；再選定液壓泵的轉(zhuǎn)速，則液壓泵的輸出流量只隨容積效率的 v 的變化而變化。 理論流量是指不考慮液壓泵泄漏損失情況下，液壓泵在單位時(shí)間內(nèi)輸出油液的體積，常用 Qt表示，單位為 L/min。液壓泵的額定壓力是指液壓泵在正常工作條件下，按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)正常工 作的最高工作壓力，即在液壓泵銘牌或產(chǎn)品樣本上標(biāo)出的壓力。 問： 容積節(jié)流調(diào)速回路是如何工作的？有何特點(diǎn)？ 冼健生： 回路 用變量液壓泵供油，用調(diào)速閥或節(jié)流閥改變進(jìn)入液壓缸的流量，以實(shí)現(xiàn)工作速度的調(diào)節(jié)，并使液壓泵的供油量與液壓缸所需的流量相適應(yīng)，這種回路叫容積節(jié)流調(diào)速回路。采用調(diào)速閥的 節(jié)流調(diào)速回路，同樣也有進(jìn)油、回油和旁路的調(diào)速閥節(jié)流調(diào)速回路三種形式，但與用節(jié)流閥的調(diào)速回路有所不同。 （ 3）容積節(jié)流調(diào)速 即采用變量泵供油，通過節(jié)流閥或調(diào)速閥改變流入或流出執(zhí)行元件的流量，以實(shí)現(xiàn)調(diào)速。若改變執(zhí)行元件的速度，即是改變液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度或改變液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速。 問： 在液壓系統(tǒng)中為什么要設(shè)置背壓回路？背壓回路與平衡回路有何區(qū)別 ？ 冼健生： 在液壓系統(tǒng)中設(shè)置背壓回路，是為了提高執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性或減少爬行現(xiàn)象。 先導(dǎo)式溢流閥用在壓力較高或流量較大的 場(chǎng)合。 （ 4）先導(dǎo)調(diào)壓閥結(jié)構(gòu)尺寸小，彈簧硬；主閥的彈簧軟。 寫油液流經(jīng)路線時(shí)，要分清主油路和控制油路。 （ 2）速度換接過程中不允許出現(xiàn)前沖現(xiàn)象。 （ 2）隨著節(jié)流閥開口增大，系統(tǒng)能夠承受的最大負(fù)載將減小，即低速時(shí)承載能力小。在實(shí)際產(chǎn)品中，常將電磁換向閥和先導(dǎo)式溢流閥組合在一起，這種組合閥稱為電磁溢流閥。 問： 液壓系統(tǒng)是如何卸荷的？常同的卸荷回路有哪些？有何特點(diǎn)？ 冼健生： 在執(zhí)行元件停止工作時(shí)，液壓系統(tǒng)需要采用卸荷回路來(lái)減少功率損耗，降低系統(tǒng)發(fā)熱，延長(zhǎng)液壓泵和電機(jī)的使用壽命。調(diào)節(jié)調(diào)速閥的節(jié)流口，使之通過 Q1的流量，這時(shí)如果變量泵的輸出流量 Q 大于 Q1，則調(diào)速閥的入 口壓力就會(huì)升高。 問： 換向閥有幾種控制方式 ? 冼健生： 換向閥一般有下列幾種控制方式：（ 1）手動(dòng)控制；（ 2）機(jī)動(dòng)控制，也稱為行程控制；（ 3）電磁控制；（ 4）液動(dòng)控制；（ 5）電液動(dòng)控制，是電磁與液動(dòng)控制的組合。 9 （ 3）速度控制回路 它是液壓系統(tǒng)的重要組成部分，用來(lái)控制執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度。 （ 2）與進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路一樣，也是將多余油液由溢流閥溢走，造成功率損失，故效率低。 問： 電液換向閥有何特點(diǎn)？如何調(diào)節(jié)它的換向時(shí)間？ 冼健生： 電液換向閥 的特點(diǎn) : （ 1）換向平穩(wěn)，但換向時(shí)間長(zhǎng)。 （ 2）液壓系統(tǒng)中采用變量泵，可節(jié)省液壓元件的數(shù)量，從而簡(jiǎn)化了油路系統(tǒng)。 問： 限壓式變量葉片泵適用于什么場(chǎng)合？有何優(yōu)缺點(diǎn)？ 冼健生： 請(qǐng)看教材圖 3－ 10限壓式變量葉片泵的流量壓力特性曲線，其中， AB 段為非變量段，泵有最大偏心輸出流量最大； BC 段為變量段，泵的輸出流量隨壓力增高而減少。 在進(jìn)油路上并聯(lián)一個(gè)二位二通換向閥也可使泵卸荷，這種卸荷回路的效果比較好，一般可用于液壓系統(tǒng)流量小于 63L/min的場(chǎng)合。平衡回路通常是在立式液壓缸情況下用以平衡運(yùn)動(dòng)部件的自重，以防下滑發(fā)生事故，其背壓力應(yīng)根據(jù)運(yùn)動(dòng)部件的質(zhì)量而定。 （ 4）與單向閥并聯(lián)實(shí)現(xiàn)單向減壓。 在分析各種狀態(tài)時(shí)，要特別注意系統(tǒng)從一種工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換到另一種工作狀態(tài)，是由哪些元件發(fā) 出信號(hào)，使哪些控制元件動(dòng)作，從而改變什么通路狀態(tài)，達(dá)到何種狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。為此首先要弄清楚用半結(jié)構(gòu)圖表示的元件和專用元件的工作原理及性能；其次是閱讀明白液壓泵液壓缸或液壓馬達(dá)；再次閱讀并了解各種控制裝置及變量機(jī)構(gòu)；最后閱讀和掌握輔助裝置。 （ 2）由于采用了調(diào)速閥，其速度穩(wěn)定性比容積調(diào)速回路好。 冼健生： 今天的教學(xué)活動(dòng)到此結(jié)束，各位老師、同學(xué)再見！ 問： 關(guān)于液壓與氣壓傳動(dòng)的圖形符號(hào)應(yīng)該掌握哪些內(nèi)容？ 答： 書末的附錄有液壓與氣壓傳動(dòng)的常用圖形符號(hào)，一般來(lái)說(shuō)，這些圖形符號(hào)是供讀者查閱之用的。 問： 普通單向閥在性能上應(yīng)滿足哪些基本要求？能否做背壓閥使用？ 7 答： 單向閥在油路中的作用是控制油液只許沿一個(gè)方向流動(dòng)，而不允許反方向流動(dòng)，因此在性能上應(yīng)滿足以下各點(diǎn)要求： （ 1）保證油液正向流動(dòng)時(shí)阻力小，即壓力損失小。 在進(jìn)油路上并聯(lián)一個(gè)二位二通換向閥也可使泵卸荷，這種卸荷回路的效果比較好，一般可用于液壓系統(tǒng)流量小于 63L/min的場(chǎng)合。 它們的應(yīng)用場(chǎng)合分別是： （ 1）溢流閥 通過閥口溢流，溢流閥可使液壓系統(tǒng)或回路的壓力維持恒定，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)壓、調(diào)壓。 （ 1）液壓泵啟動(dòng)后，兩換向閥處于中位； （ 2） 1YA 通電， 2YA斷電，液壓缸運(yùn)動(dòng)時(shí)和到終端停止時(shí)； （ 3） 1YA 斷電， 2YA通電，液壓缸運(yùn)動(dòng)時(shí)和碰到擋塊停止時(shí)。 2． b 回路由油泵、溢流閥、順序閥、液壓缸等元件組成。 順序閥與溢流閥的主要區(qū)別為：（ 1）當(dāng)順序閥的出口與負(fù)載油路相通時(shí)，泄漏油和先導(dǎo)控制油必須外泄，而溢流閥的出口與回油相通，泄漏油和先導(dǎo)控制油可外泄也可內(nèi)泄；（ 2）溢流閥的 5 進(jìn)口壓力是限定的，即閥的調(diào)定壓力，順序閥的進(jìn)口壓力由負(fù)載決定，順序閥開啟后可隨負(fù)載增加而進(jìn)一步升高。 應(yīng)用 減壓閥主要用于降低系統(tǒng)某一支路的油液壓力，在同一系統(tǒng)中得到兩個(gè)或多個(gè)不同壓力的回路。 二、減壓閥 功能 減壓閥的功能在于使流經(jīng)減壓閥的油液壓力降低，并使與減壓閥出口連接的回路壓力保持穩(wěn)定。 特點(diǎn) 按照結(jié)構(gòu)，溢流閥有直動(dòng)式和先導(dǎo)式兩種。 b．當(dāng)系統(tǒng)負(fù)載大運(yùn)動(dòng)速度慢時(shí)，油路壓力高，閥 4 開啟，泵 1 的油經(jīng)閥 4 卸荷，僅由泵 2 向系統(tǒng)供油。 五、計(jì)算題 1．某液壓泵的額定壓力 pP=，當(dāng)轉(zhuǎn)速 n＝ 1450r/min 時(shí)，輸出流量 QP=，當(dāng)液壓泵出口壓力為 0 時(shí)，流量為 106L/min；液壓泵的機(jī)械效率 m? =。 10．為保證氣動(dòng)系統(tǒng)正常工作，需要在壓縮機(jī)出口處安裝 以析出水蒸氣，并在儲(chǔ)氣罐出口處安裝 ，進(jìn)一步清除空氣中的水分。 2．液體流 動(dòng)中的壓力損失可分為 _________壓力損失和 _________壓力損失兩種。（ ） 4．液壓泵的理論流量與其結(jié)構(gòu)尺寸，轉(zhuǎn)速有關(guān)，與工作壓力無(wú)關(guān)。（ ） 5．單向閥、溢流閥、節(jié)流閥都可以當(dāng)背壓閥使用。 3．液壓泵的容積效率是該泵 ___________流量與 ___________流量的比值。 三、選擇題 1．液壓泵或液壓馬達(dá)的排量決定于（ ）。試求： （ 1）泵的容積效率； （ 2）轉(zhuǎn)速為 n180。 2．兩種閥性能的區(qū)別 直動(dòng)型溢流閥 直動(dòng)型減 h d A B C D E F 1YA 2YA 3YA 4YA 3 ⑴入口壓力控制，使入口壓力恒定 出口壓力控制，使出口壓力恒定 ⑵油口常閉 油口常開 ⑶內(nèi)置泄油通道 外置泄油通道 五、計(jì)算題 1．液壓泵性能參數(shù) 解： (1)容積效率： 106 ??? t?? (2)泵的功率 排量： 106 0 .0 7 31450tQq L rn? ? ? 理論流量： m i ????? nqQ t 泄漏量： m ???? Q 實(shí)際流量： L /m ???? Q t 則： ??? t?? (3)驅(qū)動(dòng)功率 當(dāng) n=1450，總效率 ????? m??? ? ?????? ? QpP 當(dāng) n180。對(duì)于直動(dòng)式溢流閥，當(dāng)壓力較高、流量較大時(shí)，要求調(diào)壓彈簧有很大的剛度，調(diào)節(jié)性能較差，而滑閥的泄漏也使高壓控制難以實(shí)現(xiàn)，故只能用于低壓小流量場(chǎng)合。即減壓閥的出口壓力可維持恒定，不受進(jìn)口壓力及通過流量的影響。常用于夾緊支路、潤(rùn)滑支 路或電液動(dòng)換向閥的控制回路。 應(yīng)用 順序閥的主要用途為：（ 1）控制多個(gè)執(zhí)行元件的順序動(dòng)作；（參見教材 P126圖 7－ 31）（ 2）內(nèi)控式順序閥可作背壓 閥使用；（ 3）與單向閥并聯(lián)組成平衡閥，鎖定執(zhí)行元件；（參見教材 P110圖 7－ 11）（ 4）外控順序閥可用于雙泵供油系統(tǒng)的卸荷。 （ 1）活塞運(yùn)動(dòng)時(shí) 由液壓缸的力平衡方程 此時(shí) A 點(diǎn)壓力應(yīng)達(dá)到順序閥的設(shè)定壓力，否則順序閥不能打開。 6 參考答案 （ 1） pA＝ pB＝ 4MPa， pC＝ 2MPa； （ 2）運(yùn)動(dòng)時(shí) pA＝ pB＝ ， pC＝ 2MPa；終端時(shí) pA＝ pB＝ 4MPa， pC＝ 2MPa； （ 3）運(yùn)動(dòng)時(shí) pA＝ pB＝ pC＝ 0；終端時(shí) pA＝ pB＝ 4MPa， pC＝ 2MPa 沈惠清： 單出桿雙作用氣動(dòng)缸，氣源壓力為 0． 6MPa，最大推力 F＝ 2021N，機(jī)械效率＝ O. 75，活塞桿直徑 d＝ 25mm，活塞行程 s＝ 250mm，每分鐘往復(fù)運(yùn)動(dòng)次數(shù) n＝ 10． 試求： (1)確定氣動(dòng)缸的內(nèi)徑尺寸。 （ 2）減壓閥 出口壓力穩(wěn)定，并低于進(jìn)口壓力。選用二位二通閥的流量規(guī)格應(yīng)與泵的額定流量相適應(yīng)。（ 2）油液不能反向通過。但作為液壓氣動(dòng)技術(shù)課程的學(xué)習(xí)者，應(yīng)對(duì)其中的一些圖形符號(hào)作到熟悉與掌握。 問： 限壓式變量葉片泵有何特性？ 答： 教材圖 3－ 10為限壓式變量葉片泵的流量壓力特性曲線，其中， AB 段為非變量段，泵有最大偏心輸出流量最大； BC 段為變量段，泵的輸出流量隨壓力增高而減少。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)工作循環(huán)和工作性能要求分析必須具有哪些基本回路，并在液 壓傳動(dòng)原理圖上逐一地查找出每個(gè)基本回路。在閱讀時(shí)還要注意，主油路和控制油路是否有矛盾，是否相互干擾等。 （ 5）與節(jié)流閥串聯(lián)，可以保持節(jié)流前、后壓力差為恒定值，從而保證流過節(jié)流閥的流量不隨負(fù)載的變化而變化，這樣的組合閥稱為調(diào)速閥。 問： 如何用調(diào)速閥來(lái)提高節(jié)流調(diào)速回路的速度穩(wěn)定性？ 8 冼健生： 采用節(jié)流閥的三種節(jié)流調(diào)速回路，它們的共同缺點(diǎn)是，執(zhí)行元件的速度都隨負(fù)載的變化而變化。選用二位二通閥的流量規(guī)格應(yīng)與泵的額定流量相適應(yīng)。 限壓式變量葉片泵可應(yīng)用于組合機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)快進(jìn)、工進(jìn)和快退等運(yùn)動(dòng)：當(dāng)快進(jìn)和快退需要較大的流量和較低的壓力時(shí)，泵可利用 AB 曲 線工作；當(dāng)工作進(jìn)給需要較小的流量和較高的壓力時(shí)，則泵可利用 BC 曲線工作。 （ 3）泵本身的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，泄漏量大，流量脈動(dòng)較嚴(yán)重，致使執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度不夠平穩(wěn)。（ 2）允許通過的流量大，是大流量閥。 （ 3）停止后的啟動(dòng)沖擊較大。 問： 調(diào)壓回路一般由哪些元件組成？ 冼健生： 調(diào)壓回路的功能是使液壓系統(tǒng)的壓力滿足使用要求。 問： 真空度的最大值不過多少個(gè)大氣壓 冼健生： 真空度是以大氣壓為基準(zhǔn)測(cè)量的相對(duì)壓力，它的數(shù)值永遠(yuǎn)小于大氣壓力。由限壓式變量泵的流量 —— 壓力特性曲線可知，當(dāng)壓力超過 p 限值后，液壓泵的流量就會(huì)自動(dòng)變小，直至 Q=Q1為止，即液壓泵的輸出流量與系統(tǒng)所需流量相適應(yīng)，因此工作部件的運(yùn)動(dòng)速度可由調(diào)速閥調(diào)節(jié)。常 用的卸荷方法有兩種：一種是使泵的輸出油流直接回到油箱，泵在壓力接近于零的情況下工作；另一種方法是使泵的輸出流量為零，而壓力保持不變，這種方法僅適合于變量泵供油的情況。 （ 3）蓄能器保壓卸荷回路（見教材圖 79） 系統(tǒng)工作時(shí)，液壓泵向蓄能器和液壓缸供油，推動(dòng)活塞工作，壓緊工件后，壓力繼電器發(fā)出信號(hào)，通過先導(dǎo)式溢流閥使泵卸荷。與進(jìn)油節(jié)流和回油節(jié)流的調(diào)速回路相比，它的調(diào)速范圍小。 10