液压传动复习题2

1、复习题1、 某液压马达排量为Vm=70mL/r，供油压力p=10MPa，输入流量q=100L/min，液压马达的容积效率MV=0.92，机械效率Mm=0.94，液压马达回油背压为0.2MPa。试求：1）液压马达输出转矩； 2）液压马达的转速。解：1）液压马达的输出转矩1） 液压马达的转速2、例3-8 如图3-1所示，已知液压缸活塞直径D=100mm，活塞杆直径d=70mm，进入液压缸的油液流量q=410-3m3/s，进油压力p1=2MPa。试计算图3-1a、b、c三种情况下的运动速度大小、方向及最大推力。图3-1解：由已知条件知，液压缸的大腔（无杆腔）和小腔（有杆腔）的面积分别为1） 图3-1

2、a为缸筒固定，因大腔进油、小腔排油，故活塞向左运动。运动速度 最大推力2） 图3-1b为活塞杆固定，因小腔进油、大腔排油，故缸筒向左运动。运动速度 最大推力3）图3-1c为活塞杆固定，两腔差动连接，故缸筒向右运动。运动速度 最大推力 3、如图3-2所示，两串联双活塞杆夜压缸的有效作用面积A1=50cm2，A2=20cm2，液压泵的流量qp=0.0510-3m3/s，负载W1=5000N，W2=4000N。不计损失，求两缸工作压力p1、p2及两活塞运动速度v1、v2。图3-2解：1）液压泵的流量qp全部进入缸1，所以缸1活塞的运动速度而缸1是双活塞杆缸，排出的流量亦为qp且全部进入缸2，所以缸2

3、活塞的运动速度2）缸2回油直接回油箱，因此活塞要推动负载W2，缸2的进口工作压力P2即缸1的排油压力，于是对缸1有因此缸1的进口压力4、如果调整压力分别为10MPa和5MPa的顺序阀F1和F2串联或并联使用，分析进口压力为多少？解：因顺序阀的调整压力是指阀的出口压力为零时阀开口压力，因此按几种出口负载不同的工况分析.两顺序阀串联：1） 若F1在前，F2在后，且阀的出口接回油箱，见图4-9。因F1开启，其进口压力为p1=10MPa，F2开启，其进口压力为p2=5MPa，所以总的进口压力为p1=10MPa，F1阀芯受力平衡，阀口为某一开度，压力损失p1=p1- p2=(10-5)MPa=5MPa；

4、F2阀芯受力平衡，阀口为某一开度，压力损失p2=5MPa。2） 若F2在前，F1在后，且阀的出口接回油箱，见图4-9b。因F1进口压力为p2=10MPa，所以F2的进口压力不再是5MPa，而是10MPa，于是F2阀阀口全开作用在阀芯的液压力大于弹簧和液动力之和，阀口压力损失p1=0MPa；而F1阀开口较小，阀芯受力平衡，阀口压力损失p2=10MPa。3）无论F1在前还是在后，若两阀串联后出口负载压力pL10MPa,则两串联阀总的进口压力p1=pL，两阀阀口全开，压力损失近似为零，见图4-9c.两顺序阀并联，见图4-9d:（1） 若两并联阀的出口压力pLpL5MPa，并联阀的进口压力p=pL。此

5、时F1阀关闭，F2阀口全开，作用在F2阀芯上的液压力大于弹簧力与液动力之和，其阀口压力损失近似为零。（3） 若两并联阀的出口负载压力pL 10MPa，并联阀的进口压力p=pL。此时，F1，F2均全开，阀口压力损失近似为零。5、图6-3所示的液压系统，液压缸有效作用面积A11=A21=100cm2，A12=A22=50cm2，缸1工作负载FL1=35000N，缸1工作负载FL2=25000N，溢流阀、顺序阀和减压阀的调整压力分别为5MPa，4MPa和3MPa，不计摩擦负载、惯性力、管路及换向阀的压力损失，求下列三种工况A、B、C三点的压力pA、pB、pC：1） 液压泵启动后。两换向阀处于中位；2

6、） 2Y得电，缸2工进时及前进碰到死挡铁时；3） 2Y失电，1Y得电，缸1运动时及到达终点后突然失去负载时。图6-3解：由已知条件，得缸1工作压力 缸2工作压力 1） 液压泵启动后，换向阀处于中位，液压泵的油液只能从溢流阀回油箱，故pA=5MPa。因顺序阀调定压力小于pA，顺序阀开启pB= pA=5MPa。由于减压阀先导阀开启，减压开口关小减压，pC =3MPa。2） 2Y得电，缸2工进，由于减压阀出口工作压力小于调定压力，减压阀不起减压作用，pC =2.5MPa。溢流阀不开启，pA= pC =2.5MPa。由于顺序阀调定压力大于pC，顺序阀不开启。缸2前进碰到死挡铁，缸2负载可视为无穷大，减

7、压阀先导阀开启，减压开口关小，起减压稳压作用，pC =3MPa。液压泵的绝大部分油液将从溢流阀回油箱，故pA=5MPa。顺序阀开启，pB= pA=5MPa。3） 2Y失电，1Y得电，缸1运动时，顺序阀出口压力取决于负载，pB=3.5MPa。顺序阀必须开启，pA=4MPa。由于减压阀的作用，pC =3MPa。 缸1运动到终点突然失去负载，pB=0。由于顺序阀开启，pA=4MPa。同前，pC =3MPa。6、在变量泵和变量马达回路中，已知变量泵转速np=1500r/min,排量Vpmax=8mL/r，安全阀调整压力pY =40105Pa，设泵和马达的容积效率和机械效率PV=Pm=MV=Mm=0.9

8、5，试求：1） 马达转速nM=1000r/min时泵的排量；2） 马达负载转矩TM=8Nm时马达的转速nM；3） 泵的最大输出效率。解：1）由马达转速 得马达转速nM=1000r/min时泵的排量 2）由马达转矩 得马达前后压力差 因为 故安全阀开启，泵输出油液从安全阀流出泵的进口，马达转速nM=03）泵的最大输出功率 7、图6-8a为限压式变量泵与调速阀组成的容积节流调速回路，图6-8b为限压式变量泵的流量-压力特性曲线ABC。已知变量泵qpmax=10L/min，pPC=24105Pa，pPB=20105Pa，液压缸A1=50cm2，A2=25cm2，溢流阀调定压力pY=30105Pa。试

9、求：1） 负载阻力F1=9000N、调速阀调定流量q2=2.5L/min时，泵的工作压力；2） 若调速阀开口不变、负载从9000N减小到1000N时，泵的工作压力；3） 若负载保持9000N，调速阀开口变小时，泵的工作压力；4） 分别计算F1=9000N和F2=1000N时回路的效率。图6-8解：1）限压式变量泵与调速阀的调速回路是流量适应回路，对应于调速阀一定的开度，泵将输出一定的流量，且全部进入液压缸。因调速阀安装在回油路上，对应于调速阀调定流量q2=2.5L/min，泵的输出流量在变量泵的流量压力特性曲线上，过q=5L/min作AB的平行线，交BC于D点，D点即为泵的工作点，泵的工作压力

10、pD=22105Pa。2）由特性曲线可知，只要调速阀的开口不变，即调定流量保持不变q2=2.5L/min，不管负载如何变化，泵的工作压力pP= pD=22105Pa。3）若调速阀的开口变小，变量泵输出的流量变小，由流量压力特性曲线可知泵的工作压力将增大。4）由于回路是流量适应回路，故回路效率F1=9000N时的负载压力回路效率 F2=1000N时的负载压力回路效率 负载变小时，回路效率降低，是因为调速阀的定差减压阀阀口损失增大。因此这种调速回路不宜用于负载变化较大且大部分时间处于低负载的场合。8、图6-10所示系统中，液压缸A1=2A2=100cm2，泵和阀的额定流量均为qs=10L/min，

11、溢流阀的调定压力pY=35105Pa，在额定流量下通过各换向阀的压力损失相同pn=2105Pa，节流阀流量系数Cd=0.65，油液密度=900kg/m3。若不计管路损失，并认为缸的效率为100%。求：1） 填写系统实现“差动快进-工进-快退-停止”工作循环电磁铁动作顺序表；2） 差动快进时，流过换向阀1的流量；3） 差动快进时，泵的工作压力；4） 负载R=30000N、节流阀开口面积AT=0.01cm2时活塞运动速度和回路效率（此时不计换向阀的压力损失）。图6-10解：1）电磁铁动作顺序如表6-3所示。动作1Y2Y3Y差动快进+工进+快退+停止 2）差动快进时液压缸小腔回油与泵的流量同时通过换

12、向阀1进入液压缸大腔 q1= qs +q即 v3A1= qs + v3A2解得 故通过换向阀1的流量 q1= qs +q=2 qs=20 L/min3）因差动快进时通过阀1的流量为2 qs，故其压力损失为通过阀2、阀3的流量均为qs，故其压力损失为 p2=p3=2105Pa设差动快进时大腔压力为p1，小腔压力为p2，则p2 =p1+p2+p1。因负载为零，故差动缸活塞受力平衡方程为p1A1= p2A2因此 整理得 p1=10105Pa泵的工作压力 pP=p1+p1+p3=（10+8+2）105Pa=20105Pa由此可知，虽然该系统差动快进时是空载，但泵的工作压力却很高，这是因为换向阀1的规格

13、选择不当所致。设计系统时应按实际通过的流量来选择控制阀及管路的规格。4）液压缸工进时为回油节流调速列活塞受力平衡方程 pFA1= p2A2+R得 列节流阀压力流量方程 得 活塞运动速度 回路效率当顺序阀内装并联的单向阀，可构成单向顺序阀。单向顺序阀也有内外控之分。若将出油口接通油箱，且将外泄改为内泄，即可作平衡阀用，使垂直放置的液压缸不因自重而下落 各种顺序阀的职能符号如表所示。 控制与 泄油方式 内控外泄外控外泄内控内泄外控内泄名 称顺序阀外控顺序阀背压阀卸荷阀职能符号控制与 泄油方式 内控外泄 加单向阀 外控外泄 加单向阀 内控内泄 加单向阀 外控内泄 加单向阀 名称 单向顺序阀 外控单向

14、顺序阀 内控单向平衡阀 外控单向平衡阀 职能符号 直动式顺序阀的派生阀: 1、有两个调整压力分别为5MPa和10MPa的溢流阀串联在液压泵的出口，泵的出口压力为（ ）；有两个调整压力分别为5MPa和10MPa内控外泄式顺序阀串联在液泵的出口，泵的出口压力为（ ）。 （A）5Mpa B）10MPa （C）15MPa （C；B） 2、在回油节流调速回路中，节流阀处于节流调速工况，系统的泄漏损失及溢流阀调压偏差均忽略不计。当负载F增加时，泵的输入功率（ ），缸的输出功率（ ）。 （A） 增加 （B）减少 （C）基本不变 （D）可能增加也可能减少 （C；D）3、在调速阀旁路节流调速回路中，调速阀的节流

15、开口一定，当负载从F1降到F2时，若考虑泵内泄漏变化因素时液压缸的运动速度v（ ）；若不考虑泵内泄漏变化的因素时，缸运动速度v可视为（ ）。 （A）增加 （B）减少 （C）不变 （D）无法判断 （A；C） 4、在定量泵变量马达的容积调速回路中，如果液压马达所驱动的负载转矩变小，若不考虑泄漏的影响，试判断马达转速（ ）；泵的输出功率（ ）。 （A）增大 （B）减小 （C）基本不变 （D）无法判断 （C；B） 5、在限压式变量泵与调速阀组成的容积节流调速回路中，若负载从F1降到F2而调速阀开口不变时，泵的工作压力（ ）；若负载保持定值而调速阀开口变小时，泵工作压力（ ）。 （A） 增加 （B）减小

16、 （C）不变 （C；A） 6在差压式变量泵和节流阀组成的容积节流调速回路中，如果将负载阻力减小，其他条件保持不变，泵的出口压力将（ ），节流阀两端压差将（ ）。 （A） 增加 （B）减小 （C）不变 （B；C） 节流调速回路在定量泵供油的液压系统中，用流量阀（节流阀或调速阀）对执行元件的运动速度进行调节，这种回路称节流调速回路。节流调速回路，有：进油路节流调速，回油路节流调速，旁油路节流调速回路三种。8、进、回油路节流调速回路1）工作原理2）当流量阀为节流阀时，进、回油路节流调速回路用于低速、轻载、且负载变化较小的液压系统，能使执行元件获得平稳的运动速度。3）当流量阀为调速阀时，进、回油路节流

17、调速回路可用于速度较高，负载较大，且负载变化较大的液压系统。但这种回路的效率比用节流阀时更低一些。4）进、回油路节流调速回路的不同点：a. 回油路节流调速回路，液压缸的运行平稳，且能承受一定的负值负载。b. 进油路节流调速回路，容易实现压力控制。c. 采用单杆液压缸的液压系统，将流量阀设置在进油路上能获得更低的工作速度。因此，在实际应用中，常采用进油路节流调速回路，并在其回油路上加背压阀。9、旁油路节流调速回路1）工作原理2）采用节流阀的旁油路节流调速回路，宜用于负载大一些，速度高一些，且速度的平稳性要求不高的中等功率的液压系统。采用调速阀的旁油路节流调速回路，其速度的平稳性明显提高。3）特点

18、：旁油路节流调速回路有节流损失，但无溢流损失，发热较少，其效率比进、回油路节流调速回路要高。3.5其它速度控制回路1、容积调速回路1）改变变量泵或变量液压马达的排量来调节执行元件运动速度的回路，称为：容积调速回路。容积调速回路无溢流损失和节流损失，故效率高、发热少，适用于高压大流量、大功率的液压系统。2）容积调速回路按油液循环方式，有开式、闭式两种型式。根据液压泵与执行元件的组合方式，有四种形式：3）变量泵液压缸容积调速回路4）变量泵定量液压马达容积调速回路5）定量泵变量液压马达容积调速回路6）变量泵变量液压马达容积调速回路2、容积节流调速回路1）容积节流调速回路是：用变量泵供油，用调速阀或节流阀改变进入液压缸的流量，以实现执行元件速度调节的回路。容积节流调速回路，无溢流损失，其效率比节流调速回路高。克服了变量泵在负载大、压力高时泄漏大，运动速度不平稳的缺点。容积节流调速回路，常用于空载时需快进，承载时需稳定低速