习题液压与气压传动.ppt

【例21】液压泵装置如图所示,油箱与大气相通,泵吸油口至油箱液面高度为h,试分析液压泵正常吸油的条件。,解 设以油箱液面为基准面,取油箱液面11和泵进口处截面22列伯努利方程,即,式中p1=大气压=pa,h1=0,h2=h,v1v2, v10,代入伯努利方程后可得,即液压泵吸油口的真空度,当泵安装在油箱液面之上,那么h0,因 和 永远是正值,这样泵的进口处必定形成真空度。实际上液体是靠液面的大气压力压进泵去的。如果泵安装在油箱液面以下,那么h0,当 时,泵进口处不形成真空度,油液将自行灌入泵内。为便于安装维修,液压泵常安装在油箱液面以上,依靠进口处形成的真空度来吸油。为保证液压泵正常工作,进口处的真空度不能太大。否则当绝对压力p2小于油液的空气分离压时,溶于油液中的空气会分离析出形成气泡,产生气穴现象,引起振动和噪声。为此,需限制液压泵的安装高度h,一般泵的吸油高度h值不大于0.5m,并且希望吸油管内保持较低的流速。,【例2-2】圆柱滑阀是液压阀中一种常见的结构，液体流 入阀口的流速为v1,方向角为,流量为q,流出阀口的流速 为v2。试计算液流通过滑阀时,液流对阀芯的轴向作用力。,解：取阀进出口之间的液体为控制液流,根据动量方程,可求出作用在控制液体上的轴向力F,即,液流对阀芯的轴向作用力F与F大小相等、方向相反，即,可见F是一个试图使滑阀阀口关闭的力。,【例2-3】下图所示为常见的外流式锥阀，其锥角为2，阀座孔直径为d。液体在压力p作用下以流量q流经锥阀，流入、流出速度为v1、v2，设流出压力为p2=0。试求作用在锥阀阀芯上的轴向力。,解：设阀芯对控制液体的作用力为F,(控制液体取在阀口下方),垂直方向的动量方程为,通常锥阀开口很小,v2v1,因此可忽略v1，则代入整理后得锥阀阀芯对控制液体的轴向作用力,液流对锥阀阀芯的轴向作用力 F与F等值反向，即方向向下，且 该力使阀芯趋于关闭。,【例2-4】在下图所示液压系统中,已知泵的流量 ,液压缸无杆腔的面积 ,负载F=30000N,回油腔压力近似为零,液压缸进油管的直径d=20mm,总长即为管的垂直高度H=5m,进油路总的局部阻力系数=7.2,液压油的密度 ,该工作温度下的运动粘度 ,(管道为光滑金属圆管),试求： 1）进油路的压力损失； 2）泵的供油压力。,沿程阻力系数=75/Re=75/2074=0.036,解 (1)求进油路压力损失 进油管内流速为,为层流,故进油路的压力损失为,(2)求泵的供油压力,对泵的出口油管断面11和液压缸进口后的断面22之间列出伯努利方程,即,两截面间压力损失,液压缸运动速度,则有,故泵的供油压力为 p1=(3.75+0.02+0.044+0.166)MPa4MPa,由本例可看出,在液压系统中,由液体位置高度变化和流速变化引起的压力变化量,相对来说是很小的,可忽略不计。因此,泵的供油压力表达式可以简化为,即泵的供油压力由执行元件的工作压力p2和管路中的压力损失p确定。,2.10 喷管流量计直径 ,喷管出口直径 。局 部阻力系数 ,油液密度 ,喷管前后压力差 由水银差压计读数 。试求通过管道的流量。 解：,2.12 d=20mm的柱塞在力F=40N作用下向下运动,导向孔 与柱塞的间隙如图所示,h=0.1mm,导向孔长度L=70mm,试 求当油液粘度,柱塞与导向孔同心,柱塞下移0.1m所需的时 间。 解：,2.15 某液压油在大气压下的体积是50L,当压力升高后,其 体积减少到49.9L,设液压油的体积弹性模数K=700Mpa求 压力升高值。 解：压缩率,3.11 某液压泵在转速n=950r/min时,理论流qt=160L/min。 在同样的转速和压差p=29.5Mpa时,测得泵的实际流量为 q=150L/mim,总效率=0.87,求： (1)泵容积效率；(2)泵在上述工况下所需的电动功率； (3)泵在上述工况下的机械效率；(4)驱动泵的转矩多大？ 解:(1),(2),(4),(3),3.13 某变量叶片泵的转子直径d=83mm,定子内径D=89mm, 叶片宽度B=30mm。求：当泵的排量V=16mL/r时,定子也转 子间的偏心量有多大？ 解：以单作用式叶片泵的理论排量公式计算（忽略叶片厚 度）,4.6 如图所示两个结构相同相互串联的液压缸,无杆腔的 面积 有杆腔的面积 ,缸1的输入 压力 ,输入流量 ,不计摩擦损失和泄 漏,求： (1) 两缸承受相同负载(F1=F2)时，该负载的数值及两缸的运动速度； (2) 缸2的输入压力是缸1的一半(p1=2p2)时，两缸各能承受多少负载？ (3) 缸1不承受负载(F1=0)时，缸2能承受多少负载？,解：(1)P3为大气压 P3=0,(2),(3),4.11泵和液压马达组成系统,已知泵输出油压力 , 排量 ,机械效率 ,容积效率 ;液压 马达排量 ,机械效率 ,容积效率 , 泵出口处到液压马达入口管路的压力损失为0.5Mpa,若不 计泄漏量,不计液压马达回油管和泵吸油管的压力损失,试 求： (1)泵转速为1500r/min时,所需要的驱动功率Pp； (2)泵输出的液压功率Pop； (3)液压马达输出转速nm； (4)液压马达输出功率Pm； (5)液压马达输出转矩Tm。,解:(1),(2),(3),(4),(5),5.13如图所示回路中,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点的压力各为多少？ (2)当泵压力由于工作缸快进压力降到时（工作原先处于 夹紧状态）A、C点的压力各为多少？ (3)夹紧缸在夹紧工件前作空载运动时，A、B、C三点的压 力各为多少？,解:(1)工件夹紧时,夹紧缸压力即为减压阀 调整压力,pA=pC=2.5Mpa。减压阀开口很小 这时仍有一部分油通过减压阀阀芯的小开 口(或三角槽),将先导阀打开而流出,减压 阀阀口始终处在工作状态。 (2)泵的压力突然降到1.5Mpa时,减压阀的进口压力小于调整压 力,减压阀阀口全开而先导阀处于关闭状态,阀口不起减压作 用,pA=pB=1.5Mpa。单向阀后的C点压力,由于原来夹紧缸处于 2.5Mpa,单向阀在短时间内有保压作用,故pC=2.5Mpa,以免夹紧 的工件松动。 (3)夹紧缸作空载快速运动时,pC=0。A点的压力如不考虑油液 流过单向阀造成的压力损失,pA=0。因减压阀阀口全开,若压力 损失不计,则pB=0。由此可见，夹紧缸空载快速运动时将影响到 泵的工作压力。,5.14如图所示的液压系统,两液压缸的有效面积 A1=A2=100c,缸I负载F=35000N,缸运动时负载为零。 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。求在下列三 中情况下，A、B、C处的压力。 (1)液压泵启动后,两换向阀处于中位； (2)1Y通电,液压缸1活塞移动时及活塞 运动到终点时； (3)1Y断电,2Y通电,液压缸2活塞运动 时及活塞碰到固定挡块。,解:(1),(2) 移动时,(3) 移动时,终点时,固定时,7.1在下图所示回路