课外作业第6讲液压基本回路参考答案.pdf

课外作业课外作业_液压基本回路液压基本回路_参考答案参考答案 机材学院液压与气压传动课程小组 Last modified: 4/11/2018 2:02:00 PM 6-2 在图 6-38 所示的液压系统中，液压缸的有效工作面积 2 I1II1 100cmAA， 2 I2II2 50cmAA，液压缸 I 的工作负载 LI 35000NF ，液压缸 II 的工作负载 LII 25000NF ， 溢流阀、顺序阀和减压阀的调整压力分别为 5MPa、4MPa 和 3MPa。若不计摩擦阻力、惯性 力、管路及换向阀的压力损失，求下列三种工况下 A、B、C 三处的压力 A p、 B p、 C p 1）液压泵启动后，两换向阀处于中位。 2）2YA 得电，液压缸 II 工进时及前进碰到固定挡铁时。 3）2YA 失电、1YA 得电，液压缸 I 运动时及到达终点突然失去负载时。 解： （1）换向阀处于中位时，液压泵油液只能通过溢流阀溢回油箱，所以 5MPa A p 因顺序阀调定压力小于 A p，所以顺序阀阀口全开， 5MPa BA pp 减压阀调定压力小于 A p，减压阀先导阀开启，阀口减小减压， 3MPa C p （2）2YA 得电，工进时，活塞受力平衡，有 LII II1 4 II1 25000 Pa2.5MPa 100 10 F p A II1 2.5MPa C pp 因为 3MPa C p ，所以减压阀不起减压作用，阀口全开，因此 2.5MPa AC pp 因为 4MPa A p ，所以顺序阀阀口关闭， 0MPa B p 碰到挡铁时，相当于负载无穷大，此时减压阀先导阀开启，阀口关小减压 3MPa C p ，液压 泵绝大部分油液经过溢流阀溢回油箱，所以 5MPa A p ，顺序阀开启， 5MPa BA pp （3）2YA 失电，1YA 得电，液压缸 I 工进，有 LI I1 4 I1 35000 Pa3.5MPa 100 10 F p A I1 3.5MPa B pp 此时，顺序阀阀口开启，所以 4MPa A p ，减压阀先导阀开启， 3MPa C p 缸 I 运动到终点突然失去负载时， 0MPa B p ，由于顺序阀开启，所以 4MPa A p ，减压阀 先导阀开启， 3MPa C p 6-3 在图 6-39 所示的夹紧回路中，如溢流阀调整压力 5MPa Y p ，减压阀调整压力 2.5MPa j p ，试分析： 1）夹紧缸在未夹紧工件前做空载运动时 A、B、C 三处压力各为多少？ 2）夹紧缸夹紧工件后，泵的出口压力为 5MPa 时，A、C 两处的压力各为多少？ 3）夹紧缸夹紧工件后，因其他执行元件的快进使泵的出口压力降至 1.5MPa 时，A、C 两处 的压力各为多少？ 解： （1）空载时，不计单向阀压力损失，则有 0MPa ABC ppp （2）夹紧工件后，可视为液压缸负载无穷大，减压阀先导阀开启，阀口关小减压 2.5MPa CBj ppp 溢流阀开启， 5MPa AY pp （3）泵的出口压力降至 1.5MPa 时，单向阀关闭保压，防止主油路对液压缸干扰，此时 2.5MPa Cj pp 因为主油路压力低于减压阀调定压力，所以减压阀不起减压作用， 1.5MPa AB pp 6.4 在图 6-40 所示的液压系统中，立式液压缸活塞与运动部件的重力为 G，两腔面积分别为 A1和 A2，泵 1 和 2 最大工作压力分别为 p1、p2。若忽略管路上的压力损失，问： 1）阀 4、5、6、9 各是什么阀？各自在系统中的功用是什么？ 2）阀 4、5、6、9 的压力应如何调整？ 解： （1） 4 为外控顺序阀，也称卸荷阀。用于设定双泵供油时系统的最高工作压力，当系统工作压力 低于外控顺序阀 4 的调整压力时，双泵 1、2 同时向系统供油，达到外控顺序阀 4 的调整压力 时，阀 4 阀口开启，泵 1 卸荷，系统只有泵 2 供油。 5 是顺序阀。用于在系统启动时，保证电液换向阀 7 换向所需的外控压力。 6 是溢流阀，做安全阀用。用于设定泵 2 供油时系统的最高工作压力，当系统压力达到阀 6 的调定压力时，阀 6 打开，泵 2 卸荷。 9 是顺序阀，在此处作背压阀用，又称平衡阀。用于保证活塞下行时运动平稳。 （2） 外控顺序阀 4 的调整压力值为 1 p，溢流阀 6 的调整压力值为 2 p，且使 12 pp ，以保证系统既 能双泵供油又能单泵供油功能的实现。 顺序阀 5 的调定压力应能保证电液阀 7 换向时外控压力油有足够的压力驱动液动阀滑阀移动， 并且其调定压力 51 pp。 平衡阀 9 的压力调整时，应保证其调整压力与液压缸下腔有效作用面积的乘积要稍大于垂直 运动部件的重力。即 9 2 G pp A ，其中 p 为一微量。 6-6 图 6-42 所示为某专用铣床液压系统。已知：泵的输出流量 30L/minq ，溢流阀的调整 压力 2.4MPa Y p ，液压缸两腔作用面积分别为 2 1 50cmA ， 2 2 25cmA ，切削负载 9000N L F ，摩擦负载1000N f F ，切削时通过调速阀的流量 1.2L/ min i q 。若忽略元件 的泄漏和压力损失，试求： 1）活塞快速趋近工件时，活塞的快进速度 1 v及回路的效率 1 2）切削进给时，活塞的工进速度 2 v及回路的效率 2 解： （1）活塞快进时，1YA 失电，2YA 得电，调速阀不起作用，不存在切削负载，有摩擦负 载，活塞受力平衡，于是有 5 1 42 1 1000N =2 10 Pa0.2 MPa 50 10 m f F p A 因为 1Y pp ，所以溢流阀无溢流 1 30L/ minqq 活塞快进速度为 3 1 1 4 1 30 10 0.1m/s0.1m/s 60 50 10 q v A 无溢流损失也无节流损失，所以回路效率 1=100% （2）切削时，1YA 通电，2YA 得电，此时有 2 1.2L/min i qq 液压缸活塞的运动速度为 3 2 2 4 2 1.2 10 m/s0.008m/s 60 25 10 q v A 液压缸无杆腔的流量为 1 12 2 50 1.2L/ min2.4L/ min 25 A qq A 所以 1 qq ，溢流阀溢流， 1 2.4MPa Y pp 泵输出功率为 3 6 1 30 10 2.4 10W1.2kW 60 Pp q 液压缸的输出功率 2 =9000 10000.008W80W LLf PFFv 回路的功率 2 80 =100%=6.67% 1200 L P P 6-7 在图6-43所示的8种回路中，已知：液压泵的流量 63 0.167 10 m /sq （这个流量数据不 合理，改为 这个流量数据不 合理，改为 33 0.167 10 m /sq 更合理。考虑这个数据只影响运动速度，这次作业无论依据哪 个流量数据计算都算正确） 更合理。考虑这个数据只影响运动速度，这次作业无论依据哪 个流量数据计算都算正确） ，液压缸无杆腔有效作用面积 2 1 50cmA ，有杆腔的有效作用面积 2 2 25cmA ，溢流阀的调定压力 5 24 10 Pa s p ，负载 L F及节流阀通流面积a均已标注在图上， 试分别计算这8种回路中活塞的运动速度和液压泵的工作压力。通过节流阀的流量 2 d qC ap ，其中0.62 d C ， 3 870kg/ m。 解： （a）液压缸无杆腔的工作压力为 5 1 4 1 10000 Pa20 10 Pa 50 10 L s F pp A 所以溢流阀无溢流，液压泵的工作压力为 5 1 20 10 Papp 活塞的运动速度为 6 5 4 1 0.167 10 m/s3.34 10 m/s0.2cm/ min 50 10 q v A （b）液压缸能克服的最大负载为 54 max1 24 1050 1012000 LsL Fp ANF 所以溢流阀阀口开启，液压泵的工作压力为 5 24 10 Pa s pp 因为活塞无法克服负载前进，所以活塞速度为 0m /sv （c） 溢流阀不开启时液压缸所能克服的最大负载为 1max2 2 2 12 2 sL d p AFpA qC ap qq AA 22 6 544 2 max12 4 1 8700.167 10 = 24 1050 1025 10N12000N 222 0.62 0.01 10 Ls d A q Fp AA AC a 因为 maxLL FF ，所以此时溢流阀仍处于关闭状态，液压泵的工作压力为 2 2 2 2221 1 1111 2 6 44 5 11 = 22 18700.5 0.167 10 =100000.5 50 1020.62 0.01 10 =20 10 Pa LL dd A q AqAA pFF AAC aAAC a 液压缸活塞的运动速度为 6 5 4 1 0.167 10 m/s3.34 10 m/s 50 10 q v A （d）溢流阀不开启时液压缸所能克服的最大负载为 22 6 544 2 max12 4 1 8700.167 10 = 24 1050 1025 10N12000N 222 0.62 0.05 10 Ls d A q Fp AA AC a 因为 maxLL FF ，所以此时溢流阀仍处于关闭状态，液压泵的工作压力为 2 22 1 111 2 6 44 5 1 = 2 118700.167 10 =10000 50 10222 0.62 0.05 10 =20 10 Pa L d AA q pF AAAC a 液压缸活塞的运动速度为 6 5 4 1 0.167 10 m/s3.34 10 m/s 50 10 q v A （e）溢流阀不开启时液压缸所能克服的最大负载为 1 max2 12 11 2 d s L qC ap ppp FA pp AA 2 max1221 2 6 54544 4 2 8700.167 10 =24 1050 103 1025 1050 10 20.62 0.08 10 =11250N Ls d q Fp Ap AA C a 因为 maxLL FF ，所以此时溢流阀仍处于关闭状态，液压泵的工作压力为 2 2 2 11 2 6 5 44 5 = 2 1000018700.167 10 =3 10 50 10220.62 0.08 10 =21.5 10 Pa L p d FAq pp AAC a 液压缸活塞的运动速度为 6 5 4 1 0.167 10 m/s3.34 10 m/s 50 10 q v A （f）溢流阀不开启时液压缸所能克服的最大负载为 2 max1221 2 6 54544 4 2 8700.167 10 =24 1050 103 1025 1050 10 20.62 0.09 10 =11250N Ls d q Fp Ap AA C a 因为 maxLL FF ，所以此时溢流阀仍处于关闭状态，液压泵的工作压力为 2 2 2 11 2 6 5 44 5 = 2 800018700.167 10 =3 10 50 10220.62 0.09 10 =17.5 10 Pa L p d FAq pp AAC a 液压缸活塞的运动速度为 6 5 4 1 0.167 10 m/s3.34 10 m/s 50 10 q v A （g）由活塞受力平衡方程，可得 5 4 1 10000 =Pa=20 10 Pa 50 10 L p F p A 通过节流阀的流量为 45363 22 0.62 0.01 1020 10 m /s=42 10 m /s 870 jd qC ap 活塞的运动速度为 j qq ，这是不可能的，这说明节流阀开口太大，不起节流作用。液压泵的流量全部从节流 阀回油箱了，故活塞运动速度为0v 节流阀前后压差 22 6 4 8700.167 10 Pa31.6Pa 220.62 0.01 10 d q p C a 液压泵工作压力 31.6Pa p pp （f）由活塞受力平衡方程，可得 5 4 1 10000 =Pa=20 10 Pa 50 10 L p F p A 通过节流阀的流量为 45363 22 0.62 0.05 1020 10 m /s=210.2 10 m /s 870 jd qC ap j qq ，这是不可能的，这说明节流阀开口太大，不起节流作用。液压泵的流量全部从节流 阀回油箱了，故活塞运动速度为0v 节流阀前后压差 22 6 4 8700.167 10 Pa1.3Pa 220.62 0.05 10 d q p C a 液压泵工作压力 1.3Pa p pp 6-8 在变量泵-定量马达回路中，已知变量泵转速1500r / min P n ，排量 max 8mL/r P V ，定量 马达排量 10mL/r M V ，安全阀调整压力 5 40 10 Pa Y p 。设泵和马达的容积效率和机械效率 有如下关系： =0.95 PVPmMVMm ，试求： 1）马达转速1000r / min M n 时泵的排量。 2）马达负载转矩8N m M T 时的转速 M n 3）泵的最大输出功率 解： （1）进入液压马达的流量即为变量泵的输出流量 MM