液压回路考试习题答案.doc

八、计算题：1如图7.15所示为双泵供油，差动快进与工进速度换接回路。已知：泵的输出流量q1=16L/min，q2=4L/min，输送油液密度 kg/m，运动粘度 m/s，液压缸的有效面积A1=100cm2、A2=60cm2，快进时负载F=1000N；油液流过方向阀的压力损失p=0.25MPa，连接缸两腔的油管ABCD的内径d = 1.8 cm，其中ABC段因较长（L = 3m），计算时需计其沿程损失，其它损失及由速度、高度变化形成的影响均可忽略。试求： 快进时缸速和压力表读数；工进时压力表读数为8MPa，顺序阀的调定压力宜选多大？此时回路承载能力为多大（流量很小，调速阀损失不计）？解：（1）快进时为差动连接 取，所以 图7.15 有（2） 液控顺序阀的压力应为0.64MPa至8MPa2图7.16所示液压回路，限压式变量调定后的流量压力特性曲线如图所示，调速阀调定的流量为2.5L/min，液压缸的两腔有效面积A1=2A2=50cm2，不计管路损失，求：液压缸的无杆腔压力p1； 当负载F=0和F=9000N时有杆腔压力p2； 设泵的总效率为0.75，则系统在前述两种负载下的总效率。解：。 ；当F=0时，； 当时， 液压回路的效率 图7.16 系统总效率3图7.17回路中，已知活塞在运动时的负载为F=1200N，活塞面积为A=15cm2，溢流阀的调整压力为pY=4.5 MPa，两个减压阀的调整压力为pJ1=3.5 MPa，pJ2=2MPa，如油液流过减压阀及管道时的压力损失均略去不计，试确定活塞在运动时和停在终端位置时，A、B、C三点处的压力。pYpJ1pJ2图7.17解：4图7.18所示液压回路，已知：两个薄壁孔型节流阀的开口面积AT1 = 0.01 cm2，AT2 = 0.02cm2，流量系数都是Cd = 0.67，油液密度= 900 kg/m3，负载压力p1 = 2 MPa，溢流阀的调定压力为pY = 3.6 MPa，液压泵的输出流量qp = 25 L/min，活塞面积A1 = 50 cm2。若不计管路损失，试求电磁铁通电和断电时，活塞的运动速度各为多少？ 解：1DT通电，2节流阀短掉 1DT断电，两节流阀串联工作， 图7.18 溢流阀正常溢流定压，所以节流阀入口压力取 正确。5液压泵的输出流量qp = 10 L/min，液压缸的无杆腔面积A1 = 50 cm2，有杆腔面积A2 = 25cm2。溢流阀的调定压力为pY = 2.4 MPa，负载F=10 kN。节流阀口视为薄壁孔，流量系数都是Cd = 0.62，油液密度= 900 kg/m3，试求：节流阀口通流面积和时的液压缸速度、液压泵压力、溢流阀损失和回路效率；当和时，若负载F= 0，求液压泵的压力和液压缸两腔压力和各为多大？解：时：假设溢流阀不溢流，则通过节流阀的流量 ，则溢流阀损失。 ，回路效率：时，同理由上述求解过程可得，由于，假设不成立。则有： 液压缸速度：， 溢流损失：回路效率：假设溢流阀不工作时，当时，因为，则有，与假设矛盾，假设不成立。 ， 当 时 ，因为，则有，由此可知假设成立。 ， 6如上题所述的已知条件，当F=10 kN时，若节流阀的最小稳定流量qmin = 50 mL/min，试求： 回路所对应的节流阀口面积AT和缸的最小运动速度vmin。 若将回路改为进油节流调速回路，则对应的AT和vmin。 将上二结果作比较，能说明什么？解： 由可知 若改为进口节流回路， 。进口节流调速回路能获得更低的稳定速度。7图7.20调速回路中，泵的排量Vp = 105 mL/r，转速np = 1000 r/min，容积效率pv = 0.95。溢流阀的调定压力为pY = 7 MPa。液压马达的排量Vm = 160 mL/r，容积效率mv = 0.95，机械效率为mm = 0.8。负载转矩T = 16 N.s。节流阀最大开度口AT max= 0.2 cm2（可视为薄壁小孔），其流量系数Cd = 0.62，油液密度= 900 kg/m3，不计其它损失。试求： 通过节流阀的流量qT。 液压马达的最大转速nmmax、输出功率N 和回路效率。并解释为何效率很低？ 若将pY提高到8.5 MPa，则nmmax将为多大？解：。 图7.20 这是因为存在溢流损失和节流损失。 8图7.21为用调速阀的进油节流加背压阀的调速回路。负载F=9000N，缸的两腔面积A1 = 50 cm2，A2 = 20cm2。背压阀的调定压力pb = 0.5 MPa。泵的供油流量qp = 30 L/min。不计管道和换向阀压力损失，试问：欲使液压缸速度恒定，不计调压偏差，溢流阀最小调定压力多大？卸荷时的能量损失有多大？若背压阀增加了，溢流阀调定压力的增量应有多大？解：因为，所以 由于不计调压偏差，所以 。因为，。当，溢流阀图7.21调定压力， ， 溢流阀调定压力的增加量。 9图7.22所示的液压回路中，如果液压泵的输出流量qp = 10 L/min，溢流阀的调定压力为pY = 2 MPa，两个薄壁孔型节流阀的开口面积AT1 = 0.02 cm2，AT2 = 0.01cm2，流量系数都是Cd = 0.67，油液密度= 900 kg/m3。试求在不考虑溢流阀的调压偏差时： 液压缸大腔的最高工作压力。 溢流阀可能出现的最大溢流量。 溢流阀可能出现的最小溢流量。解：要想使液压缸运动，必须有油液进入液压缸无杆腔。因节流阀2与液压缸并联，若将阀1的流量全部流掉，则液压缸流量为0，液压缸不能运动。所以只有阀2过流流量小于阀1的过流流量（极限是相等）时，液压缸才能运动。 液压缸大腔的最高工作压力 定量泵的流量，由溢流阀和节流阀1共同分流，溢流阀分流最多时，也是节流阀1分流最少时，也就是节流阀1进出口压差最低时 图7.22（因为其开口面积已经确定）。因不考虑溢流阀的调压偏差，即溢流阀溢流量大小变化时，其入口压力不变，都为初始调定值，所以阀1压差最低值产生在阀1出口压力最高值。所以溢流阀的最大溢流量 10图7.23所示回路，变量泵的转速np = 1000 r/min，排量Vp = 40 mL/r，容积效率vp = 0.9，机械效率mp = 0.9，工作压力pp = 6 MPa，进油路和回油路压力损失p进 = p回 = 1MPa，液压缸大腔有效工作面积A1 = 100 cm2，小腔有效工作面积A2 = 50cm2，液压缸容积效率vc= 0.98，机械效率mc = 0.95。试求 驱动液压泵的电机功率N ip ； 活塞产生的推力F； 液压缸输出功率Noc； 系统的效率系？解：电机功率NiP，液压泵的输出功率NoP,，为 电机功率、即液压泵输人功率NiP为 活塞推力F 液压缸无杆腔工作压力为 液压缸活塞产生的理论推力Ft为 考虑到液压缸的机械效率及回油路的压力损失，液压缸活塞产生的实际推力为 液压缸输出功率Noc , 式中，v为液压缸(活塞)的速度。 图7.23若设液压缸无杆腔流量为q1，则上式为系统效率系，根据定义，系统效率为液压缸输出功率Noc与电机功率NiP之比，即 11图7.24所示液压回路，已知低压辅助泵使主泵的吸油管和马达的出油管压力保持为0.4 MPa，变量泵的最大排量VP= 100 mL/r，泵的转速nP= 1000 r/min，容积效率vP = 0.9，机械效率mP = 0.85；液压马达的排量VM = 50 mL/r，容积效率vM = 0.95，机械效率mM= 0.9，管路损失略去不计，当马达输出转矩为40N.m，输出转速为160 r/min时，试求：变量泵的输出流量、输出压力以及泵的输入功率？解： 图7.24九、综合题：1回油节流调速系统：液压泵流量为25L/ min，溢流阀调定压力为5.4Mpa, 负载F为40000N，液压缸大腔面积A1=80cm2, 小腔面积A2=40cm2, 工进时液压缸速度v为18cm/min, 不考虑管路损失和液压缸摩擦损失。试求： 画出完整回路； 工进时液压系统的效率为多少； 负载降为0时（即F=0），活塞的运动速度和回油腔的压力？解：如图F=0时压力全作用在节流阀上， 2回油节流调速系统的泵源为一只限压式变量泵，最大流量为25L/min，调节好的限压压力为4.5MPa，截止压力为7MPa。回油路上的调速阀工作时，其节流阀两端压差为恒值p=0.3MPa（液压缸大腔进油为前进方向），液压缸大腔面积A1=20cm2，小腔面积A2=10cm2，工进时负载为F=10000N，快进与快退时负载均为0。试： 画出完整回路。 液压缸运动速度为5 m/min时，泵的出口压力。 此时调速阀中定差减压阀的压力降。 此时调速阀的节流阀的开口面积，流量系数为Cd=0.62，=900kg/m3。 此时系统的效率为多少？解：如图所以 3如图7.25所示的液压回路可以实现“快进-工进-快退”动作的回路（活塞右行为“进”，左行为“退”），如果设置压力继电器的目的是为了控制活塞的换向，试问：图中有哪些错误？为什么是错误的？应该如何改正？答：（1）行程开关应为常开型，这是为了实现快进；（2）单向阀应反向，这是为了实现工进；（3）背压阀应接换向阀的右油口，这是为了使动作更加平稳，放在回油路上；图7.25（4）压力继电器应直接接在大腔进油口处，测大腔压力，原图接法，压力继电器的压力是不变化的。4如图7.26所示的液压回路，它能否实现“夹紧缸先夹紧工件，然后进给缸再移动”的要求（夹紧缸的速度必须能调节）？为什么？应该怎么办？答：不能实现“夹紧缸I先夹紧工件，然后进给缸II再移动”的要求。因为系统压力恒定在py，若px py，则夹紧缸I先夹紧而进给缸II在I夹紧后不动作，若px py，则夹紧缸I和进给缸II同时动作。应该将顺序阀的远程控制口放在单向阀的后面。 图7.26 5如图7.27所示的压力继电器式顺序动作回路是怎么实现1234顺序动作的？在元件数目不增加、排列位置容许变更的条件下，如何实现1243的顺序动作，画出变动顺序后的液压回路图。图7.27答：变前1 YA2 YA3 YA4 YA实