西南交大第三学期液压传动及控制主观题作业

1、.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 pp 10 MPa ，排量 Vp 10 mL/r ，转速 np 1450r/min ，容积效率 vp0.9 ，机械效率 mp 0.9 ；马达排量 Vm10 mL/r ，容积效率 vm0.9 ，机械效率 mm 0.9 ，泵出口与马达进口间管道压力损失为.0.5MPa，其它损失不计

2、，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 cm2，6.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（ p2 0.5 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 A 1- p2 A 2= p2

3、 A 1= F1 将数据代入上式，可求得p2 = 5 10 6（ 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/A 1 = 12 10 -3 60(100 10 -4 ) = 0.02（m/s）缸 2 的运动速度v2= v1A2/A 1 = 0.02 8010 -4 (100 10 -4 ) = 0.016（ m/s）2）缸 2 的输入压力是缸1 的一半时（ p2= 0.5p1）：缸 1 承受的负载为：.F=p1 A 1-p A 2= 910 61001012-4 -4.5 1068010 -4 = 54000 （N）缸 2

4、 承受的负载： F2= p2 A 1 = 4.5 10 6 10010 -4 = 45000（ N）3）缸 1 不承受负载（ F1=0），则有： p1 A1- p2 A2= 0解得：2= 1.125 10 7（ Pa）p此时缸2能承受的负载为：2=2 A 1 = 1.125 10Fp610010 -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

5、 A、B 处的压力值。答：.1） 运动中： pA = p B = p 负载 = 5 MPa ；碰上死挡铁： pA = p 溢流阀 = 5 MPa； p B = p 减压阀 = 3 MPa。2）pA = p B = 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 Al A210010-4 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

6、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p

7、A= 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

8、 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，pB 1MPa；当缸 2 到达右端死点后， pp4MPa，pA2MPa，pB 4MPa。25. 如图所示，设液压缸无杆腔面积 A=50 cm2，负载力F =7.5 10 3 N，液压缸效率为 100。液压泵出口压力由溢流阀调定为 4010 5 Pa，液压泵的输出流量 Qp10L/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 cm 2，流量系数 Cd0.62 ，油液密度 900 kg/m 3，试求：1）

9、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 o s。（ 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=4 0=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= 5.5L/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

10、为系统输入功率，由液压泵总效率op 0.80 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 )

11、 ，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 pL F/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

12、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

13、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 A02.7 10 -5 m2，节流阀的阀口通流面积 A0-522.7 10 m，流量系数 Cd 0.65 ，油液密度 900 3 kg/m ，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 N m。求马达的转速和从溢流阀流回油箱的流量。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

14、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 Vp 40100 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答：.1）泵的输出流量Qp= np?Vp?vp= 1450 60 (40 100)10-60.9= ( 8.7 21.75)10

15、-43（ m/s ）= 52.2 130.5L/min2）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 min ?vm/V m = 8.710 -4 0.9(100 10 -6 ) =7.83 (r/s)= 469.8rpm 泵排量的调至最大时，马达转速最高为mmax=p max?vm/V m= 21.75nQ10-4 0.9 (100 10 -6 )=19.575 (r/s)=1174

16、.5rpm因此，马达的转速范围为 nm= 469.8 1174.5rpm4 ）液压系统的最大输入功率Pi.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：Pi Qpmax?pp/ op21.75 10 -4 7106 （ 0.9 0.9 ） 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 A 打开）缸 1 回 到 后（ 序 C 打开）缸 2

17、到 后（ 序 B 打开）缸 1 伸循 作，直至按下停机按 。2. 懂 示液 系 ，并回答：1） 各 号元件的名称和功用。2）系 中采用了哪些速度控制回路？答： 1）各 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

18、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（C ）。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（ D）。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）。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（ B ）。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（D ）。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（D）。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