左健民液压与气压传动第五版课后答案1-11章分析(3)

4-1 如图所示液压缸，A1?30cm2,A2?120cm2,F?30000N,液控单向阀作用锁以防止液压缸下滑，阀的控制活塞面积Ak是阀心承受面积A的3倍。若摩擦力，弹簧力均忽略不计，试计算需要多大的控制压力才能开启液控单向阀？开启前液

压缸中最高压力为多少？

解：对刚缸体作受力分析有 PA11?PkA2?F 由于控制面积Ak为阀心承压面积的3倍 故开启阀需

pkAk?p1A 即3pk?p1 取临界条件3pk?p1

3pkA1?pKA1?F ?pk?F?3.85Mpa

3A1?A2开启最高压力 p1?3pk?11.55Mpa

4-2 弹簧对中型三位四通电液换向阀的先导阀及主阀的中位机能能否任意选

定？答：不能。

4-3 二位四通阀用作二位三通或而为二通阀时应如何连接？

答：作二位三通阀，将回油口T堵死。

作二位二通阀，将回油口T和某一工作油接通。

4-4如图所示系统，溢流阀的调定压力为5Mpa，减压阀的调定压力为2.5Mpa。试分析下列各工况，并说明减压阀阀口处于什么状态？

1）当泵口压力等于溢流阀调定压力时，夹紧缸使工件夹紧后，A，C点压

力各为多少？

2）当泵出口压力由于工作缸快进，压力降低到1.5Mpa时（工件原处于

夹紧状态），A.C点压力各为多少？

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3）夹紧缸在夹紧工件前作空载运动时，A.B.C点压力各为多少？

答：1）PA=PC=2.5MPa, PB=5MPa;减压阀阀口处于关闭状态。

工件夹紧后，由于泵的流量继续输出，使得A点和C点的压力同时升高，当升高到减压阀的调定压力时，减压阀工作，阀口关闭，并稳定A,C两点压力为其调定压力2.5Mpa；B点的压力为溢流阀的

调定压力5Mpa。

2）PA=PB=1.5Mpa, PC=2.5Mpa;减压阀阀口处于打开状态。

当泵的出口压力降到1.5Mpa时，溢流阀和减压阀都不工作，溢流阀阀口关闭，B点压力PB=PP=1.5MPa; 减压阀阀口打开，即相当于一个通道，所以PA=PB=1.5MPa;由于单向阀的作用，C中的压力仍为刚才的压力，即2.5MPa。

3）PA=PB=PC=0Mpa；减压阀阀口处于打开状态

当夹紧缸在夹紧工件前作空载运动时，负载压力PL=0MPa,因为 PL小于减压阀的调整压力，所以减压阀阀口全开，PC=PB=PL=0MPa; 由于溢流阀阀口关闭，所以PA=PB=0MPa

4-5 如图系统，液压缸的有效面积A1=A2=100cm2，缸Ⅰ负载Fl=35000N,缸Ⅱ运动时负载为零，不计摩擦阻力、惯性力和管路损失。溢流阀、顺序阀和减压阀的调定压力分别为4MPa、3MPa和2MPa，求下列三种工况下A、B和C处的压力。

1）液压泵启动后，两换向阀处于中位； 2）1YA通电，液压缸Ⅰ运动时和到终端终止时；

3）1YA断电，2YA通电，液压缸Ⅱ运动时和碰到档快停止运动时；

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1） PA= PB=4MPa PC=2MPa

当泵出口压力达到2MPa时，减压阀工作，使得PC=2MPa，此后，随泵的流量继续输出，顺序阀打开，此后溢流阀打开，最后使得得PA= PB=4MPa（溢流阀调定压力）

2）运动时，PC=2MPa PA= PB=3.5MPa

缸运动时的压力PI =PII=FL/A=35000/100×10-4Pa=3.5MPa 缸运动时，顺序阀一直开启，溢流阀关闭，PA= PB=3.5MPa 减压阀工作，PC=2MPa

终端时，PC=2MPa PA= PB=4MPa

缸终端时，PC还是2MPa，顺序阀一直开启，当活塞运动到右端不动时，由于泵的流量继续输出，从而使得A、B点压力同时升高，当达到溢流阀的调整压力4MPa时, 溢流阀溢流定压，此时，PA=PB=4MPa。 3）运动时，PA= PB=PC=0

缸II运动时，负载压力为0，此时减压阀口全开，所以PA=PC=0 顺序阀关闭，所以PB=0

终端时，PC=2MPa，PA= PB=4MPa

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缸终端时，液压缸负载无穷大，使得减压阀工作，PC=2MPa，由于泵的流量继续输出，从而使得A、B点压力同时升高，当达到溢流阀的调整压力4MPa时, 溢流阀溢流定压，此时，PA=PB=4MPa。

4-8液压缸活塞面积A=100cm2,负载在500~40000N的范围内变化，为使负载变化

是活塞运动速度恒定，在液压缸进口处使用一个调速阀。如将泵的工作压力调到其额定压力6.3MPa，试问这是否合适？

解：缸的最大工作压力P=F/A=40000/10-2 Mpa =4 Mpa。因调速阀正常工作时的压差要保持在0.4～0.5Mpa，所以泵的工作压力

Pp=P+△P=4+0.4(0.5) Mpa=4.4～4.5Mpa

如果将泵的工作压力调到6.3MPa，虽然调速阀有良好的稳定流量特性，但对节省泵的能耗不利。

4-9如图所示为插装式锥阀组成换向阀的两个例子。如果阀关闭时A，B有压差，

试判断电磁阀通电和断电时，图a和b的压力油能否开启锥阀而流动，并分析各自是作何种换向阀使用的。 答：电磁阀通电：

对a）图，和作用力方向都向上，阀心可以开启，当pB?pA时，油

液从B?A；当pA?pB，油液A?B。

对B）图，同理，当pB?pA时，油液从B?A；当pA?pB，油液A?B。

电磁阀断电：

对a）图，要开启阀心，阀心受力（pBA2?pAA2）的方向要向上，所以，需pB?pA，此时，油液从B?A。

对B）图，要开启阀心，阀心受力（pAA1?pBA1）的方向要向上，所以，需pA?pB，此时，油液从A?B。

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第五章液压辅助元件

5-1某液压系统，使用YB叶片泵，压力为6.3Mpa，流量为40L/min。试选油管的尺寸。

5-2一单杆液压缸，活塞直径为100mm，活塞杆直径为56mm，行程为500mm，现有杆腔进油，无杆腔回油，问由于活塞的移动而使有效底面积为200cm2的油箱内液面高度的变化是多少？

5-3皮囊式蓄能器容量为2.5L，气体的充气压力为2.5Mpa，当工作压力从p1=7Mpa变化到4Mpa时，蓄能器能输出的油液体积为多少？ 第六章液压基本回路

6-1 在图示回路中，若溢流阀的调整压力分别为py1?6Mpa,py2?4.5Mpa。泵出口处的负载阻力为无限大，试问在不计管道损失和调压偏差时：1) 换向阀下位接入回路时，泵的工作压力为多少？B点和C点的压力各为多少？2）换向阀上位接入回路时，泵的工作压力为多少？B点和C

点的压力各为多少？

解：1）换向阀下位接入回路时，即关闭py2的外泄油口（但换向阀有泄漏）。则泵的工作压力

pp?py1?6Mpa,pB?6Mpa,pc?1.56Mpa（视换向阀的泄漏情况而定） 2）换向阀上位接入回路时，阀1和阀2并联，泵的工作压力为两者调整压力的较小者，故，pp?py2?4.5Mpa，pB?4.5Mpa,pC?0Mpa（通油箱）。 6-2在图示回路中，已知活塞运动时的负载F＝1200N，活塞面积A＝15×10－4，

溢流阀调整值为Pp＝4.5MPa，两个减压阀的调整压力分别为pj1＝3.5 MPa和pj2＝2 MPa，如油液流过减压阀及管路时的损失可略去不计，试确定活塞在运动时和停在终端位置处时，A,B,C三点压力值。

解：1)运动时，pA?pB?pC?0.8Mpa此时，Pc=F/A=1200/（15×10－4）Pa＝0.8MPa，即p?pj1,p?pj2，故两

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