液壓傳動復(fù)習(xí)題2

1、復(fù)習(xí)題1、 某液壓馬達排量為Vm=70mL/r，供油壓力p=10MPa，輸入流量q=100L/min，液壓馬達的容積效率MV=0.92，機械效率Mm=0.94，液壓馬達回油背壓為0.2MPa。試求：1）液壓馬達輸出轉(zhuǎn)矩； 2）液壓馬達的轉(zhuǎn)速。解：1）液壓馬達的輸出轉(zhuǎn)矩1） 液壓馬達的轉(zhuǎn)速2、例3-8 如圖3-1所示，已知液壓缸活塞直徑D=100mm，活塞桿直徑d=70mm，進入液壓缸的油液流量q=410-3m3/s，進油壓力p1=2MPa。試計算圖3-1a、b、c三種情況下的運動速度大小、方向及最大推力。圖3-1解：由已知條件知，液壓缸的大腔（無桿腔）和小腔（有桿腔）的面積分別為1） 圖3-1

2、a為缸筒固定，因大腔進油、小腔排油，故活塞向左運動。運動速度 最大推力2） 圖3-1b為活塞桿固定，因小腔進油、大腔排油，故缸筒向左運動。運動速度 最大推力3）圖3-1c為活塞桿固定，兩腔差動連接，故缸筒向右運動。運動速度 最大推力 3、如圖3-2所示，兩串聯(lián)雙活塞桿夜壓缸的有效作用面積A1=50cm2，A2=20cm2，液壓泵的流量qp=0.0510-3m3/s，負載W1=5000N，W2=4000N。不計損失，求兩缸工作壓力p1、p2及兩活塞運動速度v1、v2。圖3-2解：1）液壓泵的流量qp全部進入缸1，所以缸1活塞的運動速度而缸1是雙活塞桿缸，排出的流量亦為qp且全部進入缸2，所以缸2

3、活塞的運動速度2）缸2回油直接回油箱，因此活塞要推動負載W2，缸2的進口工作壓力P2即缸1的排油壓力，于是對缸1有因此缸1的進口壓力4、如果調(diào)整壓力分別為10MPa和5MPa的順序閥F1和F2串聯(lián)或并聯(lián)使用，分析進口壓力為多少？解：因順序閥的調(diào)整壓力是指閥的出口壓力為零時閥開口壓力，因此按幾種出口負載不同的工況分析.兩順序閥串聯(lián)：1） 若F1在前，F(xiàn)2在后，且閥的出口接回油箱，見圖4-9。因F1開啟，其進口壓力為p1=10MPa，F(xiàn)2開啟，其進口壓力為p2=5MPa，所以總的進口壓力為p1=10MPa，F(xiàn)1閥芯受力平衡，閥口為某一開度，壓力損失p1=p1- p2=(10-5)MPa=5MPa；

4、F2閥芯受力平衡，閥口為某一開度，壓力損失p2=5MPa。2） 若F2在前，F(xiàn)1在后，且閥的出口接回油箱，見圖4-9b。因F1進口壓力為p2=10MPa，所以F2的進口壓力不再是5MPa，而是10MPa，于是F2閥閥口全開作用在閥芯的液壓力大于彈簧和液動力之和，閥口壓力損失p1=0MPa；而F1閥開口較小，閥芯受力平衡，閥口壓力損失p2=10MPa。3）無論F1在前還是在后，若兩閥串聯(lián)后出口負載壓力pL10MPa,則兩串聯(lián)閥總的進口壓力p1=pL，兩閥閥口全開，壓力損失近似為零，見圖4-9c.兩順序閥并聯(lián)，見圖4-9d:（1） 若兩并聯(lián)閥的出口壓力pLpL5MPa，并聯(lián)閥的進口壓力p=pL。此

5、時F1閥關(guān)閉，F(xiàn)2閥口全開，作用在F2閥芯上的液壓力大于彈簧力與液動力之和，其閥口壓力損失近似為零。（3） 若兩并聯(lián)閥的出口負載壓力pL 10MPa，并聯(lián)閥的進口壓力p=pL。此時，F(xiàn)1，F(xiàn)2均全開，閥口壓力損失近似為零。5、圖6-3所示的液壓系統(tǒng)，液壓缸有效作用面積A11=A21=100cm2，A12=A22=50cm2，缸1工作負載FL1=35000N，缸1工作負載FL2=25000N，溢流閥、順序閥和減壓閥的調(diào)整壓力分別為5MPa，4MPa和3MPa，不計摩擦負載、慣性力、管路及換向閥的壓力損失，求下列三種工況A、B、C三點的壓力pA、pB、pC：1） 液壓泵啟動后。兩換向閥處于中位；2

6、） 2Y得電，缸2工進時及前進碰到死擋鐵時；3） 2Y失電，1Y得電，缸1運動時及到達終點后突然失去負載時。圖6-3解：由已知條件，得缸1工作壓力 缸2工作壓力 1） 液壓泵啟動后，換向閥處于中位，液壓泵的油液只能從溢流閥回油箱，故pA=5MPa。因順序閥調(diào)定壓力小于pA，順序閥開啟pB= pA=5MPa。由于減壓閥先導(dǎo)閥開啟，減壓開口關(guān)小減壓，pC =3MPa。2） 2Y得電，缸2工進，由于減壓閥出口工作壓力小于調(diào)定壓力，減壓閥不起減壓作用，pC =2.5MPa。溢流閥不開啟，pA= pC =2.5MPa。由于順序閥調(diào)定壓力大于pC，順序閥不開啟。缸2前進碰到死擋鐵，缸2負載可視為無窮大，減

7、壓閥先導(dǎo)閥開啟，減壓開口關(guān)小，起減壓穩(wěn)壓作用，pC =3MPa。液壓泵的絕大部分油液將從溢流閥回油箱，故pA=5MPa。順序閥開啟，pB= pA=5MPa。3） 2Y失電，1Y得電，缸1運動時，順序閥出口壓力取決于負載，pB=3.5MPa。順序閥必須開啟，pA=4MPa。由于減壓閥的作用，pC =3MPa。 缸1運動到終點突然失去負載，pB=0。由于順序閥開啟，pA=4MPa。同前，pC =3MPa。6、在變量泵和變量馬達回路中，已知變量泵轉(zhuǎn)速np=1500r/min,排量Vpmax=8mL/r，安全閥調(diào)整壓力pY =40105Pa，設(shè)泵和馬達的容積效率和機械效率PV=Pm=MV=Mm=0.9

8、5，試求：1） 馬達轉(zhuǎn)速nM=1000r/min時泵的排量；2） 馬達負載轉(zhuǎn)矩TM=8Nm時馬達的轉(zhuǎn)速nM；3） 泵的最大輸出效率。解：1）由馬達轉(zhuǎn)速 得馬達轉(zhuǎn)速nM=1000r/min時泵的排量 2）由馬達轉(zhuǎn)矩 得馬達前后壓力差 因為 故安全閥開啟，泵輸出油液從安全閥流出泵的進口，馬達轉(zhuǎn)速nM=03）泵的最大輸出功率 7、圖6-8a為限壓式變量泵與調(diào)速閥組成的容積節(jié)流調(diào)速回路，圖6-8b為限壓式變量泵的流量-壓力特性曲線ABC。已知變量泵qpmax=10L/min，pPC=24105Pa，pPB=20105Pa，液壓缸A1=50cm2，A2=25cm2，溢流閥調(diào)定壓力pY=30105Pa。試

9、求：1） 負載阻力F1=9000N、調(diào)速閥調(diào)定流量q2=2.5L/min時，泵的工作壓力；2） 若調(diào)速閥開口不變、負載從9000N減小到1000N時，泵的工作壓力；3） 若負載保持9000N，調(diào)速閥開口變小時，泵的工作壓力；4） 分別計算F1=9000N和F2=1000N時回路的效率。圖6-8解：1）限壓式變量泵與調(diào)速閥的調(diào)速回路是流量適應(yīng)回路，對應(yīng)于調(diào)速閥一定的開度，泵將輸出一定的流量，且全部進入液壓缸。因調(diào)速閥安裝在回油路上，對應(yīng)于調(diào)速閥調(diào)定流量q2=2.5L/min，泵的輸出流量在變量泵的流量壓力特性曲線上，過q=5L/min作AB的平行線，交BC于D點，D點即為泵的工作點，泵的工作壓力

10、pD=22105Pa。2）由特性曲線可知，只要調(diào)速閥的開口不變，即調(diào)定流量保持不變q2=2.5L/min，不管負載如何變化，泵的工作壓力pP= pD=22105Pa。3）若調(diào)速閥的開口變小，變量泵輸出的流量變小，由流量壓力特性曲線可知泵的工作壓力將增大。4）由于回路是流量適應(yīng)回路，故回路效率F1=9000N時的負載壓力回路效率 F2=1000N時的負載壓力回路效率 負載變小時，回路效率降低，是因為調(diào)速閥的定差減壓閥閥口損失增大。因此這種調(diào)速回路不宜用于負載變化較大且大部分時間處于低負載的場合。8、圖6-10所示系統(tǒng)中，液壓缸A1=2A2=100cm2，泵和閥的額定流量均為qs=10L/min，

11、溢流閥的調(diào)定壓力pY=35105Pa，在額定流量下通過各換向閥的壓力損失相同pn=2105Pa，節(jié)流閥流量系數(shù)Cd=0.65，油液密度=900kg/m3。若不計管路損失，并認為缸的效率為100%。求：1） 填寫系統(tǒng)實現(xiàn)“差動快進-工進-快退-停止”工作循環(huán)電磁鐵動作順序表；2） 差動快進時，流過換向閥1的流量；3） 差動快進時，泵的工作壓力；4） 負載R=30000N、節(jié)流閥開口面積AT=0.01cm2時活塞運動速度和回路效率（此時不計換向閥的壓力損失）。圖6-10解：1）電磁鐵動作順序如表6-3所示。動作1Y2Y3Y差動快進+工進+快退+停止 2）差動快進時液壓缸小腔回油與泵的流量同時通過換

12、向閥1進入液壓缸大腔 q1= qs +q即 v3A1= qs + v3A2解得 故通過換向閥1的流量 q1= qs +q=2 qs=20 L/min3）因差動快進時通過閥1的流量為2 qs，故其壓力損失為通過閥2、閥3的流量均為qs，故其壓力損失為 p2=p3=2105Pa設(shè)差動快進時大腔壓力為p1，小腔壓力為p2，則p2 =p1+p2+p1。因負載為零，故差動缸活塞受力平衡方程為p1A1= p2A2因此 整理得 p1=10105Pa泵的工作壓力 pP=p1+p1+p3=（10+8+2）105Pa=20105Pa由此可知，雖然該系統(tǒng)差動快進時是空載，但泵的工作壓力卻很高，這是因為換向閥1的規(guī)格

13、選擇不當所致。設(shè)計系統(tǒng)時應(yīng)按實際通過的流量來選擇控制閥及管路的規(guī)格。4）液壓缸工進時為回油節(jié)流調(diào)速列活塞受力平衡方程 pFA1= p2A2+R得 列節(jié)流閥壓力流量方程 得 活塞運動速度 回路效率當順序閥內(nèi)裝并聯(lián)的單向閥，可構(gòu)成單向順序閥。單向順序閥也有內(nèi)外控之分。若將出油口接通油箱，且將外泄改為內(nèi)泄，即可作平衡閥用，使垂直放置的液壓缸不因自重而下落 各種順序閥的職能符號如表所示。 控制與 泄油方式 內(nèi)控外泄外控外泄內(nèi)控內(nèi)泄外控內(nèi)泄名 稱順序閥外控順序閥背壓閥卸荷閥職能符號控制與 泄油方式 內(nèi)控外泄 加單向閥 外控外泄 加單向閥 內(nèi)控內(nèi)泄 加單向閥 外控內(nèi)泄 加單向閥 名稱 單向順序閥 外控單向

14、順序閥 內(nèi)控單向平衡閥 外控單向平衡閥 職能符號 直動式順序閥的派生閥: 1、有兩個調(diào)整壓力分別為5MPa和10MPa的溢流閥串聯(lián)在液壓泵的出口，泵的出口壓力為（ ）；有兩個調(diào)整壓力分別為5MPa和10MPa內(nèi)控外泄式順序閥串聯(lián)在液泵的出口，泵的出口壓力為（ ）。 （A）5Mpa B）10MPa （C）15MPa （C；B） 2、在回油節(jié)流調(diào)速回路中，節(jié)流閥處于節(jié)流調(diào)速工況，系統(tǒng)的泄漏損失及溢流閥調(diào)壓偏差均忽略不計。當負載F增加時，泵的輸入功率（ ），缸的輸出功率（ ）。 （A） 增加 （B）減少 （C）基本不變 （D）可能增加也可能減少 （C；D）3、在調(diào)速閥旁路節(jié)流調(diào)速回路中，調(diào)速閥的節(jié)流

15、開口一定，當負載從F1降到F2時，若考慮泵內(nèi)泄漏變化因素時液壓缸的運動速度v（ ）；若不考慮泵內(nèi)泄漏變化的因素時，缸運動速度v可視為（ ）。 （A）增加 （B）減少 （C）不變 （D）無法判斷 （A；C） 4、在定量泵變量馬達的容積調(diào)速回路中，如果液壓馬達所驅(qū)動的負載轉(zhuǎn)矩變小，若不考慮泄漏的影響，試判斷馬達轉(zhuǎn)速（ ）；泵的輸出功率（ ）。 （A）增大 （B）減小 （C）基本不變 （D）無法判斷 （C；B） 5、在限壓式變量泵與調(diào)速閥組成的容積節(jié)流調(diào)速回路中，若負載從F1降到F2而調(diào)速閥開口不變時，泵的工作壓力（ ）；若負載保持定值而調(diào)速閥開口變小時，泵工作壓力（ ）。 （A） 增加 （B）減小

16、 （C）不變 （C；A） 6在差壓式變量泵和節(jié)流閥組成的容積節(jié)流調(diào)速回路中，如果將負載阻力減小，其他條件保持不變，泵的出口壓力將（ ），節(jié)流閥兩端壓差將（ ）。 （A） 增加 （B）減小 （C）不變 （B；C） 節(jié)流調(diào)速回路在定量泵供油的液壓系統(tǒng)中，用流量閥（節(jié)流閥或調(diào)速閥）對執(zhí)行元件的運動速度進行調(diào)節(jié)，這種回路稱節(jié)流調(diào)速回路。節(jié)流調(diào)速回路，有：進油路節(jié)流調(diào)速，回油路節(jié)流調(diào)速，旁油路節(jié)流調(diào)速回路三種。8、進、回油路節(jié)流調(diào)速回路1）工作原理2）當流量閥為節(jié)流閥時，進、回油路節(jié)流調(diào)速回路用于低速、輕載、且負載變化較小的液壓系統(tǒng)，能使執(zhí)行元件獲得平穩(wěn)的運動速度。3）當流量閥為調(diào)速閥時，進、回油路節(jié)流

17、調(diào)速回路可用于速度較高，負載較大，且負載變化較大的液壓系統(tǒng)。但這種回路的效率比用節(jié)流閥時更低一些。4）進、回油路節(jié)流調(diào)速回路的不同點：a. 回油路節(jié)流調(diào)速回路，液壓缸的運行平穩(wěn)，且能承受一定的負值負載。b. 進油路節(jié)流調(diào)速回路，容易實現(xiàn)壓力控制。c. 采用單桿液壓缸的液壓系統(tǒng)，將流量閥設(shè)置在進油路上能獲得更低的工作速度。因此，在實際應(yīng)用中，常采用進油路節(jié)流調(diào)速回路，并在其回油路上加背壓閥。9、旁油路節(jié)流調(diào)速回路1）工作原理2）采用節(jié)流閥的旁油路節(jié)流調(diào)速回路，宜用于負載大一些，速度高一些，且速度的平穩(wěn)性要求不高的中等功率的液壓系統(tǒng)。采用調(diào)速閥的旁油路節(jié)流調(diào)速回路，其速度的平穩(wěn)性明顯提高。3）特點

18、：旁油路節(jié)流調(diào)速回路有節(jié)流損失，但無溢流損失，發(fā)熱較少，其效率比進、回油路節(jié)流調(diào)速回路要高。3.5其它速度控制回路1、容積調(diào)速回路1）改變變量泵或變量液壓馬達的排量來調(diào)節(jié)執(zhí)行元件運動速度的回路，稱為：容積調(diào)速回路。容積調(diào)速回路無溢流損失和節(jié)流損失，故效率高、發(fā)熱少，適用于高壓大流量、大功率的液壓系統(tǒng)。2）容積調(diào)速回路按油液循環(huán)方式，有開式、閉式兩種型式。根據(jù)液壓泵與執(zhí)行元件的組合方式，有四種形式：3）變量泵液壓缸容積調(diào)速回路4）變量泵定量液壓馬達容積調(diào)速回路5）定量泵變量液壓馬達容積調(diào)速回路6）變量泵變量液壓馬達容積調(diào)速回路2、容積節(jié)流調(diào)速回路1）容積節(jié)流調(diào)速回路是：用變量泵供油，用調(diào)速閥或節(jié)流閥改變進入液壓缸的流量，以實現(xiàn)執(zhí)行元件速度調(diào)節(jié)的回路。容積節(jié)流調(diào)速回路，無溢流損失，其效率比節(jié)流調(diào)速回路高?？朔俗兞勘迷谪撦d大、壓力高時泄漏大，運動速度不平穩(wěn)的缺點。容積節(jié)流調(diào)速回路，常用于空載時需快進，承載時需穩(wěn)定低速