西南交大第三学期液压传动及控制主观题作业5页.doc

液压传动及控制主观题作业三、主观题(共3道小题) 23. 图示三种形式的液压缸，活塞和活塞杆直径分别为D和d，如进入液压缸的流量均为Q，工作压力均为p，试分析各液压缸输出的力和速度的大小及方向。（忽略液压缸泄漏及摩擦损失）。 答：a) b) c) 24. 如图所示为定量泵和定量马达系统，已知泵的输出压力pp10 MPa，排量Vp10 mL/r，转速np1450r/min，容积效率vp0.9，机械效率mp0.9；马达排量Vm10 mL/r，容积效率vm0.9，机械效率mm0.9，泵出口与马达进口间管道压力损失为0.5MPa，其它损失不计，试求： 1）液压泵的驱动功率Pip；2）液压泵的输出功率Pop；3）液压马达的输出转速nom、转矩Tom和输出功率Pom答：1）2）3）25. 图示为两个结构相同且串联着的液压缸。设液压缸无杆腔面积A1100 cm 2，有杆腔面积A280 cm2，缸1输入压力p19106 Pa，输入流量Q112 L/min，若不计损失和泄漏，求：1）两缸承受相同负载时（F1F2），该负载的数值及两缸的运动速度各为多少?2）缸2的输入压力是缸1的一半时（p20.5 p1)，两缸各能承受多少负载?3）缸1不承受负载时（F10），缸2能承受多少负载? 答：1）当两缸承受相同负载时（即F1 = F2），有：p1 A1- p2 A2= p2 A1= F1将数据代入上式，可求得p2 = 5106（Pa），F1 = 50000（N）因此两缸承受的相同负载为 50000 N。缸1的运动速度v1= Q1/A1 = 1210-360(10010-4) = 0.02（m/s）缸2的运动速度v2= v1A2/A1 = 0.028010 -4(10010 -4) = 0.016（m/s）2）缸2的输入压力是缸1的一半时（p2= 0.5 p1）：缸1承受的负载为：F1 = p1 A1- p2 A2= 910 610010-4 - 4.51068010-4= 54000（N）缸2承受的负载：F2= p2 A1 = 4.510 610010-4= 45000（N）3）缸1不承受负载（F1=0），则有：p1 A1- p2 A2= 0解得：p2 = 1.125107（Pa）此时缸2能承受的负载为：F2= p2 A1 = 1.12510 610010-4=112500（N）三、主观题(共4道小题) 22. 图示回路中，溢流阀的调定压力为5 MPa，减压阀调定压力为3 MPa，活塞运动时产生的负载压力为1MPa，其它损失不计，试分析：1）活塞在运动中和碰上死挡铁后A、B处的压力值；2）如果减压阀的外泄漏油口被堵死，当活塞碰上死挡铁后A、B处的压力值。 答：1） 运动中：pA = pB = p负载= 5 MPa；碰上死挡铁：pA = p溢流阀= 5 MPa； pB = p减压阀= 3 MPa。2）pA = pB = 5 MPa。23. 如图所示液压系统，已知两液压缸大腔的有效面积为AlA210010-4 m2，缸I的负载Fl 3. 5104 N，缸II运动时的负载为零，溢流阀、顺序阀和减压阀的调整压力分别为4MPa、3MPa、2MPa。不计摩擦阻力、惯性力和管路损失，分析下列三种情况下A、B和C点的压力：1）液压泵启动后，两换向阀处于中位；2）1YA通电，液压缸I活塞移动时及活塞运动到终点时；3）1YA断电，2YA通电，液压缸II活塞运动时及活塞杆碰到固定挡铁时。答：1）液压泵启动后，两换向阀处于中位时：泵输出的油液全部通过溢流阀溢流回油箱，此时有pA= pB= 4 MPa，减压阀正常减压，因此pC= 2 MPa。2）1YA通电，液压缸I活塞移动时：缸I大腔的压力顺序阀的出口压力大于其调整压力，因此阀口全开，故pA=pB=p=3.5 MPa。减压阀正常减压，pC= 2 MPa。活塞运动终点时：溢流阀溢流，pA= pB= 4 MPa，pC= 2 MPa。3）1YA断电，2YA通电，液压缸II活塞运动时：由于负载为零，因此pA= pB= pC= 0。活塞杆碰到固定挡铁时：溢流阀溢流，pA= pB= 4 MPa，pC= 2 MPa。24. 图示液压系统中，已知Pa，Pa，阀1、2、3的调定压力分别为4MPa、3MPa和2MPa。初始状态液压缸活塞均处于左端死点，负载在活塞运动中出现。不计各种损失，试问：1）两液压缸是同时动作还是先后动作？为什么？ 2）在液压缸1运动过程中，pp、pA、pB为多少？ 3）缸2运动过程中及到达右端死点后pp、pA、pB各为多少？ 答：1）两液压缸的动作有先后顺序。由于缸1运动过程中的负载压力为1.5MPa，小于顺序阀2的调整压力3MPa，因此缸1先动，缸1运动到头后缸2才开始动作。2）液压缸1运动过程中，pppA1.5MPa，pB0。3）在缸2运动过程中，pp3MPa，pA2MPa，pB1MPa；当缸2到达右端死点后，pp4MPa，pA2MPa，pB4MPa。25. 如图所示，设液压缸无杆腔面积A=50 cm2，负载力F =7.5103 N，液压缸效率为100。液压泵出口压力由溢流阀调定为40105 Pa，液压泵的输出流量Qp10 L/min，流经节流阀的流量公式为，已知节流口的通流面积A0调节为0.02 cm2，流量系数Cd0.62，油液密度900 kg/m3，试求：1）活塞运动速度v； 2）各阀上的损失功率为多少？ 3）液压泵总效率为0.80时，系统的总效率os。（os=系统输出功率/系统输入功率）答：1）活塞运动速度v负载压力泵的出口压力为溢流阀调定压力4MPa，因此可求得流过节流阀的流量：活塞运动速度2）各阀上的损失功率溢流阀的溢流量QY = Qp Q=10 5.5 = 4.5(L/min)，压差pY=40=4(MPa)，因此，在溢流阀上损耗的能量为流过节流阀的流量为Q = 5.5 L/min，节流口两端的压差p= 2.5 MPa,节流阀上损失的功率为3）液压泵总效率为0.80时，系统的总效率os系统输出功率泵的驱动功率即为系统输入功率，由液压泵总效率op0.80可得因此，液压系统的总效率三、主观题(共5道小题) 17. 在进口节流调速回路中，溢流阀正常溢流，如果考虑溢流阀的调压偏差，试分析：1）负载恒定不变时，将节流阀口开度减小，泵的工作压力如何变化？2）当节流阀开口不变，负载减小，泵的工作压力又如何变化？答：设泵的出口压力为pp，节流阀阀口面积为A节，进、出口压力差p，活塞面积为A缸，负载压力pL。1）负载恒定不变，将节流阀口开度减小：缸出口直通油箱， 故有pLF/A缸C。节流阀口开度调小后，若pp不变（即p不变），则流经节流阀的流量Q节(Q节A节 )，导致溢流阀的溢流量Q溢，溢流阀阀口开度增大，因此泵的工作压力pp将上升。2）节流阀开口不变，但负载减小：由pLF/A缸可知，F使得 pL。若pp保持不变，由于节流阀的阀口面积A节恒定，因此Q节，导致Q溢，即溢流阀的阀口将关小，所以泵的工作压力 pp 会下降。18. 如图所示调压回路，已知溢流阀A的调整压力为7 MPa，B为5 MPa，C为3 MPa。试回答：1）此回路能调几级压力？ 2）说明此回路实现自动多级调压的工作原理。答：1）该调压回路能调三级压力。2）回路工作原理如下：当1DT断电时，二位三通电磁换向阀处于图示右位，溢流阀A的远控口封闭，系统的最高工作压力为阀A的调整压力7MPa。若1DT带电，二位三通电磁换向阀切换至左位工作。此时如果2DT断电，二位四通电磁换向阀处于左位，在控制油液的作用下，二位四通液动换向阀也处于左位，使溢流阀A的远控口与阀B的进油口连通，构成远程调压回路，系统最高工作压力为阀B的调整压力5MPa；如果2DT带电，二位四通电磁换向阀换到右位，液动换向阀也切换到右位，阀A远控口与阀C的进油口连通，系统最高工作压力为阀C调整压力3MPa。19. 用四个二位二通电磁换向阀组成的液压缸控制系统如图所示，可使液压缸实行差动快进、慢速工进、快退和原位停止、泵卸荷循环。试将电磁铁动作顺序填入下表。（通电为“”，断电为“” ）答：电磁铁动作顺序表如下：20. 图示回路中，泵的排量120 mL/r，转速1000 r/min,容积效率0.95，溢流阀的调定压力为7MPa，节流阀流量公式为A02.710-5 m2，节流阀的阀口通流面积A02.710-5 m2，流量系数Cd0.65，油液密度900 kg/m3，马达排量160 mL/r，容积效率0.95，机械效率0.80，负载扭矩61.2 Nm。求马达的转速和从溢流阀流回油箱的流量。答：马达输出扭矩为：，所以泵出口压力未知，假设溢流阀溢流，则：，节流阀流量：而泵的出口流量，故假设成立，即溢流阀处于溢流状态所以马达转速：溢流量：21. 图示系统中，已知变量泵的排量Vp40100 mL/r，转速np1450 r/min，机械效率和容积效率均为0.9；定量马达的排量范围为Vm100 mL/r，机械效率和容积效率为0.9，马达的负载扭矩Tm 100 Nm；溢流阀的调定压力为10 MPa。不计管道损失，试求：1）泵的输出流量Q p；2）马达的进口压力pm；3）马达转速nm的范围；4）液压系统的最大输入功率Pi i答：1）泵的输出流量Qp= npVpvp= 145060(40 100)10-60.9=(8.7 21.75)10-4（m3/s）= 52.2 130.5 L/min 2）马达的进口压力pm马达出口直通油箱，其进口压力即为马达的进出口压差，故有3）马达的转速范围系统的工作压力低于溢流阀的调定压力，在不考虑管道损失的情况下，油泵的输出流量即为马达的输入流量。当泵排量的调至最小时，输出流量最小，马达转速最低：nmmin= Qp minvm/Vm = 8.710-40.9(10010-6) =7.83 (r/s)= 469.8 rpm泵排量的调至最大时，马达转速最高为nmmax= Qp maxvm/Vm= 21.7510-40.9(10010-6)=19.575 (r/s)=1174.5 rpm因此，马达的转速范围为nm= 469.8 1174.5 rpm 4）液压系统的最大输入功率P i 系统的工作压力恒定，当变量泵时输出流量最大时系统的输入功率最大。故有：PiQpmaxpp/op21.7510-47106 （0.90.9）18976.3 (W） 一、主观题(共5道小题) 1. 图示系统是一个双缸顺序自动动作回路。试分析当油泵启动后，两液压缸的动作顺序。假设油泵启动前，两液压缸活塞杆均处于缩回到头的位置。答：两液压缸的动作顺序为：缸1外伸到头后（顺序阀D打开）缸2伸到头后（顺序阀A打开）缸1回缩到头后（顺序阀C打开）缸2缩缩到头后（顺序阀B打开）缸1伸循环动作，直至按下停机按钮。 2. 读懂图示液压系统，并回答：1） 各标号元件的名称和功用。2）系统中采用了哪些速度控制回路？答：1）各标号元件的名称和功用如下表所示：2）系统中采用的速度控制回路有：行程阀控制的快慢速度换接回路、回油路节流调速回路。3. 图示为专用钻镗床的液压系统，能实现“快进一工进二工进快退原位停止”的工作循环（一工进的运动速度大于二工进速度）。试填写其电磁铁动作顺序表。答：电磁铁动作顺序表如下：4. 图示机床液压系统能实现“工件夹紧快进工进快退工件松开油泵卸荷”的工作循环，试画出电磁铁动作顺序表。答：电磁铁动作顺序表如下：5. 读懂图示的液压系统，完成题 题（每小题只选一个答）。 当元件4和6同时处于中位（图示位置）时，元件1的工作压力（ ）。A. 最高 B. 中等 C. 最低 D. 由元件7和9的外负载决定 当元件4左位，元件6中位时，所控制的液压缸在运行中，元件1的工作压力（ ）。A. 最高 B. 中等 C. 最低 D. 由被控制的液压缸外负载决定 元件4左位，元件6中位，所控制的液压缸移动到头停止，元件1的工作压力（ ）。A. 最高 B. 中等 C. 最低 D. 由被控制的液压缸外负载决定 元件4中位，元件6右位时，元件8的工作状态为（ ）。A. 闭锁 B. 起普通单向阀的作用正常通油C. 在控制压力下打开 D. 将被毁坏 元件8的作用是（ ）。A. 控制油缸换向 B. 控制油缸的工作压力C. 控制油缸的流量 D. 防止泄漏保持油缸的闭锁压力 元件3和5的作用是（ ）。A. 防止支路中压力过高 B. 防止支路中流量过大C. 防止元件4、6被损坏 D. 防止倒流引起动作相互干扰 元件10的作用是（ ）。A. 防止油液倒流 B. 产