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文檔簡介
一、判斷題
1.通常把既無黏性又不可壓縮的液體稱為理想液體。
2.真空度是以絕對真空為基準來測量的液體壓力。
3.連續(xù)性方程表明恒定流動中,液體的平均流速與流通圓管的直徑大小成反比。
4.流經(jīng)薄壁小孔的流量與液體的密度和黏度有關(guān)。
5.重力作用下的靜止液體的等壓面是水平面。
二、填空題
1.液壓系統(tǒng)中的壓力取決于,而輸入的流量決定執(zhí)行元件的,壓力
與流量的乘積就是液壓系統(tǒng)的。
2.動力黏度是液體在單位速度梯度下流動時,液體層間單位面積上的。
3.牌號為L—HL46的液壓油,其溫度為時的運動黏度平均值為。
4.液體的流動狀態(tài)可用雷諾數(shù)來判別,對于圓管流動,雷諾數(shù)Re與、
和有關(guān)。
5.液體在管道中流動時的壓力損失可分為和兩種。
三、計算題
1.如圖所示,有一直徑為4、質(zhì)量為m的活塞浸在液體中,并在力尸的作用下處于靜止狀態(tài)。
若液體的密度為P,活塞浸入的深度為力,試確定液體在測壓管內(nèi)的上升高度。
2.如圖所示用一傾斜管道輸送油液,己知A=15m,pl=0.45MPa,p2=0.25MPa,4/=10mm,
L=20m,p=900kg/m3,運動黏度v=45xl0一6m2/s,求流量0。
3.有一閥門,測得入口壓力pl=0.25MPa,出口壓力p2=0.06MPa,當通過閥門的流量。=
132L/min時,求閥門的開口面積。
4.如圖所示,已知某液壓系統(tǒng)輸出流量為25L/min,吸油管直徑為25mm,油液密度為
900kg/m3,運動黏度為20mm2/s,液壓泵吸油口距油箱液面的高度"=0.4m,若僅考慮吸油
管中的沿程損失,試求液壓泵入口處的真空度。
5.如圖所示的圓柱滑閥,已知閥心直徑用2cm,進口壓力pl=9.8MPa,出口壓力p2=0.9MPa,
油液密度p=900kg/m3,流量系數(shù)Cd=0.65,閥口開度x=0.2cm,求通過閥U的流量。
一、判斷題
1.通常把既無黏性又不可壓縮的液體稱為理想液體。(+)
注:無黏性、不可壓縮是理想液體必須具有的兩個假定條件,缺一不可。
2.真空度是以絕對真空為基準來測量的液體壓力。(一)
注:真空度是以大氣壓力為基準來測量的液體的相對壓力,此時液體壓力小于大氣壓力。而
以絕對真空為基準來測量的壓力應是液體的絕對壓力。
3.連續(xù)性方程表明恒定流動中,液體的平均流速與流通圓管的直徑大小成反比。(一)
注:恒定流動中,由于液體的不可壓縮性,通過管道截面的液體流量相等,液體的平均流速
與流通圓管的面積成反比,即應與流通圓管直徑的平方成反比。
4.流經(jīng)薄壁小孔的流量與液體的密度和黏度有關(guān)。(一)
注:薄壁小孔的流量公式是要求熟記的內(nèi)容,從公式中所含各項參數(shù)可知,小孔流量與液體
密度有關(guān),而與液體的黏度無關(guān)。
5.重力作用下的靜止液體的等壓面是水平面。(+)
注:判定等壓面是否為水平面,也要求滿足上述兩項條件。
二、填空題
1.負載運動速度功率
2.內(nèi)摩擦力
3.40℃46mm2/s
4.平均流速丫圓管直徑4運動黏度v
5.沿程壓力損失局部壓力損失
三、計算題
1.如圖所示,有一直徑為"、質(zhì)量為w的活塞浸在液體中,并在力F的作用下處于靜止狀
態(tài)。若液體的密度為小活塞浸入的深度為〃,試確定液體在測壓管內(nèi)的上升高度。
解:由等壓面概念,活塞底部平面的液體壓力為
“。卜+勸(1)
活塞的受力平衡方程
p--d^=F+Mg
4(2)
由(1)式代入(2)得
用(x+@。/=F+iftg
A
成^)="護
*:級g+*T
2.如圖所示用一傾斜管道輸送油液,-知〃=15m,pl=0.45MPa,p2=0.25MPa,<7=10mm,
£=20m,p=900kg/m3,運動黏度y=45xl0-6m2/s,求流量0。
解:分別在管道兩端取流通截面1、2
山伯努利方程
5+誓噗+3誓嚕
其中,al=a2,vl=v2,
〃1=0,/?2=A=15m
A*=APj="_;4Q
這里,柩為油液流經(jīng)管道的沿程壓力損失,一
代入求流量:
XPg坦—“
。=碼7回一冉一岫)
=------"X0°l’——045x??-0.25x104-900x9.8x15)
I28x900x45xl0-,x20v1
=O.O2O5x1O-sm,/?
=1.236/nn
3.有一閥門,測得入口壓力pl=0.25MPa,出口壓力p2=0.06MPa,當通過閥門的流量0=
132L/min時,求閥門的開口面積。
解:液體流經(jīng)閥門的特性可按流經(jīng)薄壁小孔考慮
Q=
由薄壁小孔流量公式V—
式中Q=132£/urn=132x10*4/60MSIS
p=900Ag/MS
AP=Fi-A=0-25-0.06=0.19MPa=0.19xt0<Pa
Q=0.61
/Q132x104/60a
A=----;=----------j=0.176x10m=L76ow
Cjl-Ap0.61XJT?TX0.19x101
代入計算v#V900
4.如圖所示,已知某液壓系統(tǒng)輸出流量為25L/min,吸油管直徑為25mm,油液密度為
900kg/m3,運動黏度為20mm2/s,液壓泵吸油口距油箱液面的高度H=0.4m,若僅考慮吸油
管中的沿程損失,試求液壓泵入口處的真空度。
解:分別取油箱油面及液壓泵入口為流通截面.1、2,列出伯努利方程
回=J.+皿+生
。2ga2gpg,
其中,pl=pa=0.1013MPa,vl=0/?l=0
力2="=0.4m
Q25xt0-J/60c8c*
=------------=01849*/g
%=x0025a
44
判斷管道中油液流態(tài)
0.849x0025
=1061<2000
20x10^
油液在管中為層流,0,2=2
沿程損失d24d
代入計算用2e
/XEtVt_.75L鬲
,f.一T~+M工開
9O0x2xaM93——75
----------------------+900x9.8x。**--x
UMIOJUS
=0.47xl04Pa=4.7x10-3MPa
5.如圖所示的圓柱滑閥,已知閥心直徑用2cm,進口壓力pl=9.8MPa,出口壓力p2=0.9MPa,
油液密度p=900kg/m3,流量系數(shù)Cd=0.65,閥口開度x=0.2cm,求通過閥口的流量。
解:圓柱滑閥當閥口開度較小時,油液流經(jīng)閥口的流動特性相當于薄壁小孔。
過流面積a=7rdx
壓差Ap=pl—p2=9.8—0.9=8.9MPa
代入流量公式
Q=CjaJjAp
=0.65XJTK0.02X0.002XJ-?-X&9x10,
1900
=010115m%=690Lfa^i
一、判斷題
1.液壓泵的容積效率與液壓泵的泄漏量有關(guān),而與液壓泵的轉(zhuǎn)速無關(guān)。
2.對于限壓式變量葉片泵,當泵的壓力達到最大時,泵的輸出流量為零.
3.液壓缸差動連接可以提高活塞的運動速度,并可以得到很大的輸出推力。
4.先導式溢流閥的遠程控制口可以使系統(tǒng)實現(xiàn)遠程調(diào)壓或使系統(tǒng)卸荷。
5.雙作用葉片泵既可作為定量泵使用,又可作為變量泵使用。
二、選擇題
1.在下列液壓閥中,不能作為背壓閥使用。
A.單向閥B.順序閥
C.減壓閥D.溢流閥
2.若某三位換向閥的閥心在中間位置時,壓力油與油缸兩腔連通、回油封閉,則此閥的滑
閥機能為。
A.P型B.Y型
C.K型D.C型
3.以變量泵為油源時,在泵的出口并聯(lián)溢流閥是為了使閥起到。
A.溢流定壓作用B.過載保護作用
C.令油缸穩(wěn)定運動的作用D.控制油路通斷的作用
4.與節(jié)流閥相比較,調(diào)速閥的顯著特點是。
A.調(diào)節(jié)范圍大B.結(jié)構(gòu)簡單,成本低
C.流量穩(wěn)定性好D.最小壓差的限制較小
5.在液壓系統(tǒng)中,減壓閥能夠?
A.用于控制油路的通斷B.使油缸運動平穩(wěn)
C.保持進油口壓力穩(wěn)定D.保持出油口壓力穩(wěn)定
三、計算題
1.葉片泵轉(zhuǎn)速〃=1500r/min,輸出壓力6.3MPa時輸出流量為53L/min,測得泵軸消耗功率
為7kW,當泵空載時,輸出流量為56L/min,求該泵的容積效率和總效率。
2.液壓馬達排量gM=250mL/r,入口壓力為9.8MPa,出口壓力為0.49MPa,其總效率〃
=0.9,容積效率〃MV=0.92,當輸入流量為22L/min時,試求:(1)馬達的輸出轉(zhuǎn)矩;(2)
馬達的輸出轉(zhuǎn)速。
3.如圖所示液壓泵驅(qū)動兩個液壓缸串聯(lián)工作。已知兩缸結(jié)構(gòu)尺寸相同,缸筒內(nèi)徑。=90mm,
活塞桿直徑d=60mm,負載力尸1=F2=10000N,液壓泵輸出流量。=25L/min,不計損失,
求泵的輸出壓力及兩液壓缸的運動速度。
4.如圖所示,液壓泵驅(qū)動兩個并聯(lián)液壓缸。已知活塞/重10000N,活塞8重5000N,兩
活塞面積均為100cm2o若輸出流量為Q=5Umin,試求兩液壓缸的動作壓力及運動速度。
5.圖示回路中已知液壓缸兩腔面積/l=100cm2,N2=50cm2,調(diào)速閥最小壓差Ap=p2=
0.5MPa,當負載由0變到30000N時,活塞向右運動速度穩(wěn)定不變,試求:(1)調(diào)速閥的
調(diào)定壓力pY;(2)當F=0時,泵的出口壓力pp、回油腔壓力p2。
6.圖示的液壓回路中,已知液壓缸的面積m=Z3=100cm2,/2=N4=50cm2,負載尸1=
14000N,F2=4250N,順序閥的開啟壓力pK=0.15MPa,節(jié)流閥上的壓降△pr=0.2MPa,試
求:(1)A,B、C各點的壓力;(2)若液壓缸速度vl=3.5cm/s,v2=4cm/s,求各液壓缸
的輸入流量。
四、畫圖題
1.試畫出限壓式變量葉片泵的流量一壓力曲線,并說明此特性曲線的調(diào)整方法。
2.試畫出直動式溢流閥和先導式溢流閥的流量一壓力曲線,并分析比較兩者的溢流性能。
一、判斷題
1.液壓泵的容積效率與液壓泵的泄漏量有關(guān),而與液壓泵的轉(zhuǎn)速無關(guān)。(一)
絲
注:由容積效率表達式口可知,液壓泵的容積效率不僅與液壓泵的泄漏量有關(guān),
而且與液壓泵的理論流量有關(guān),又由于液壓泵的排量為常數(shù),可知容積效率與液壓泵的轉(zhuǎn)速
有關(guān)。
2.對于限壓式變量葉片泵,當泵的壓力達到最大時,泵的輸出流量為零。(+)
注:應熟悉限壓式變量葉片泵的特性曲線,當泵工作在變量段時(BC段),泵的輸出流量
隨壓力增高而減小,當泵的壓力達到最大時(C點),泵的輸出流量為零。
3.液壓缸差動連接可以提高活塞的運動速度,并可以得到很大的輸出推力。(-)
y--=^F=p-----
注:液壓缸差動連接時,活塞的運動速度一,輸出推力d,式中d為活塞
桿的直徑,由此可知差動連接可以得到較高的活塞運動速度,但輸出推力較小。
4.先導式溢流閥的遠程控制口可以使系統(tǒng)實現(xiàn)遠程調(diào)壓或使系統(tǒng)卸荷。(+)
注:通過先導式溢流閥的遠程控制口控制主閥心上腔的壓力,接通油箱則系統(tǒng)卸荷;接通另
一溢流閥則可實現(xiàn)遠程調(diào)壓。
5.雙作用葉片泵既可作為定量泵使用,又可作為變量泵使用。(一)
注:與單作用葉片泵相比較,雙作用葉片泵的轉(zhuǎn)子和定子是同心的,故流量恒定,不能作為
變量泵使用。
二、選擇題
1.在下列液壓閥中,不能作為背壓閥使用。(C)
A.單向閥B.順序閥
C.減壓閥D.溢流閥
注:單向閥、溢流閥、順序閥都可以作為背壓閥使用,減壓閥的特點是閥口常開,出口壓力
恒定,故不能作為背壓閥使用。
2.若某三位換向閥的閥心在中間位置時,壓力油與油缸兩腔連通、回油封閉,則此閥的滑
閥機能為。(A)
A.P型B.Y型
C.K型D.C型
注:應熟悉常用的三位換向閥的滑閥機能及特點。
3.以變量泵為油源時,在泵的出口并聯(lián)溢流閥是為了起到。(B)
A.溢流定壓作用B.過載保護作用
C.令油缸穩(wěn)定運動的作用D.控制油路通斷的作用
注:以變量泵為油源時,調(diào)速閥不僅能調(diào)節(jié)液壓缸的運動速度,而且使液壓泵的輸出流量得
到控制,系統(tǒng)沒有溢流。因此在泵的出口并聯(lián)溢流閥是為了起到過載保護作用。
4.與節(jié)流閥相比較,調(diào)速閥的顯著特點是。(C)
A.調(diào)節(jié)范圍大B.結(jié)構(gòu)簡單,成本低
C.流量穩(wěn)定性好D.最小壓差的限制較小
注:與節(jié)流閥相比較,調(diào)速閥的顯著特點是通過的流量不會受到負載變動的影響,流量穩(wěn)定
不變。
5.在液壓系統(tǒng)中,減壓閥能夠。(D)
A.用于控制油路的通斷B.使油缸運動平穩(wěn)
C.保持進油口壓力穩(wěn)定D.保持出油口壓力穩(wěn)定
注:減壓閥在出口壓力發(fā)生變化時,可通過主閥心的移動改變減壓口開度大小,自動保持調(diào)
定的出口壓力穩(wěn)定。
三、計算題
1.葉片泵轉(zhuǎn)速〃=1500r/min,輸出壓力6.3MPa時輸出流量為53L/min,測得泵軸消耗功率
為7kW,當泵空載時,輸出流量為56L/min,求該泵的容積效率和總效率。
解:葉片泵空載時可認為無泄漏,空載時的輸出流量即為理論流量
6=56Lft>上
實際流量Q=531Ali1
慍=2=更=嶼《
容積效率0r56
=63x53=5565fcW
液壓泵的輸出功率?60
55.565
%=—=--------=0.795
總效率舄7
2.液壓馬達排量4M=250mL/r,入口壓力為9.8MPa,出口壓力為0.49MPa,其總效率〃=
0.9,容積效率〃MV=0.92,當輸入流量為22L/minf1寸,試求:(1)馬達的輸出轉(zhuǎn)矩;(2)
馬達的輸出轉(zhuǎn)速。
解:(1)求輸出轉(zhuǎn)矩
3=(9*250X1〃=3704M.
理論轉(zhuǎn)矩2rr
4.=亥=倦=0_978
a92
機械效率目,
輸出轉(zhuǎn)矩M=%?g=370.4x0.978=%23MB
(2)求輸出轉(zhuǎn)速
理論流量Qr=Q可*=22x0.92=20.24Z./min
由Qr=q*
ft.20.24
"7=250xl0T80.96r/min
3.如圖所示液壓泵驅(qū)動兩個液壓缸串聯(lián)工作。已知兩缸結(jié)構(gòu)尺寸相同,缸筒內(nèi)徑。=90mm,
活塞桿直徑”=60mm,負載力尸1=F2=10000N,液壓泵輸出流量。=25L/min,不計損失,
求泵的輸出壓力及兩液壓缸的運動速度。
解:活塞面積
4=-Di*=^x0.09a=a00636m3
舄=^(D3-rfa)=^09a-0.06a)=0.00353ta
列出兩液壓缸的力平衡方程(1)、(2)
=(1)
P1A=%(2)
P14=~T~'4+"
兩式聯(lián)立求解4又已知F1=F2
或+^100-00636+0.00353.1wwwk.*G41n
.K=------------=------xlOOOO=245x10?q=245Mp.
X?0.006361,*
液壓缸活塞的運動速度
4.如圖所示,液壓泵驅(qū)動兩個并聯(lián)液壓缸。已知活塞/重10000N,活塞8重5000N,兩
活塞面積均為100cm2o若輸HI流量為Q=5L/min,試求兩液壓缸的動作壓力及運動速度。
解:并聯(lián)液壓缸,因所>理,故B缸先動作,B缸行程結(jié)束后A缸開始動作。
5000
-r=0.5MR
對于B缸100x10
e=5xKT2?=8L3xl0^
■4IOOXIOT
1lOwOOwO
P=_£==1.0MP<
對于A缸4
?■=〃=8.3xtO^mfe
5.圖示回路中已知液壓缸兩腔面積Zl=100cm2,/2=50cm2,調(diào)速閥最小壓差”=p2=
0.5MPa,當負載由0變到30000N時,活塞向右運動速度穩(wěn)定不變,試求:(1)溢流閥的
調(diào)定壓力pY;(2)當尸=0時,泵的出口壓力pp、回油腔壓力p2。
解:(1)列出液壓缸的力平衡方程
,禺=PA+,
P.XI0OX10-1=0.5x10-X50X10-1+30000
0.5xl0,x50xlO-14-30000cm
-------------=J.25MP.
p,1=----------1-0-0--x-1-0---42,
溢流閥的調(diào)定壓力PLPL3.25MP.
(2)泵的出口壓力由溢流閥調(diào)定
Pi-3251fl\
列出液壓缸的力平衡方程
Pt—手Pi==29*=6.5M^
。A
6.圖示的液壓回路中,己知液壓缸的面枳/l=Z3=100cm2,J2=J4=50cm2,負載/1=
14000N,F2=4250N,順序閥的開啟壓力pK=0.15MPa,節(jié)流閥上的壓降Apr=0.2MPa,試
求:(1)/、8、C各點的壓力;(2)若液壓缸速度3=3.5cm/s,v2=4cm/s,求各液壓缸
的輸入流量。
解:(1)計算4、B、C各點壓力
列出缸1的力平衡方程,進油壓力即為C點壓力°C,回油壓力為零,故有
=1.4吹
A100x10,
p.=pc+午,=1.44-0.2=L6MP.
列出缸2的力平衡方程,進油壓力即為B點壓力〃B,回油壓力為單向閥的開啟壓力
+&
PM+居0L15xlO,x50xlO-l+4250…
p.=-=-5——------------------------------------=a5MK
,AIOOXIOT4
(2)計算輸入流量
Qi=M=£5x10"xiooxio-1=3.5xlO-,m,A=21Lftim
Qi=嗎戛=4x10^x100x10^=4x10。!%=24LM
一、填空題
1.使液壓泵輸出的油液以很低的壓力流回油箱的油路稱為o
2.在減壓回路中可使用來防止主油路壓力低于支路時油液倒流。
3.用節(jié)流閥的進油路節(jié)流調(diào)速回路的功率損失有和兩部分。
4.調(diào)速閥能在負載變化時使通過調(diào)速閥的不變。
5.在速度控制回路中,如果既要求效率高,又要求速度穩(wěn)定性好,則應選用調(diào)速
回路。
二、判斷題
1.在旁油路節(jié)流調(diào)速回路中,液壓泵的壓力隨液壓缸的負載而變化。
2.采用節(jié)流閥的進汕路節(jié)流調(diào)速回路,其速度剛度與節(jié)流閥流通面積a及負載FL的大小有
關(guān),而與油泵出口壓力0P無關(guān)。
3.在采用節(jié)流閥的回油路節(jié)流調(diào)速回路中,回油腔壓力p2將隨負載減小而增大,但不會高
于液壓泵的出口壓力。
4.容積調(diào)速回路沒有節(jié)流損失和溢流損失,適用于大功率系統(tǒng)。
5.由限壓式變量泵與調(diào)速閥(置于進油路)組成的容積節(jié)流調(diào)速回路中,液壓缸進油壓力
越高,節(jié)流損失也越大,則回路效率越低。
三、計算題
1.液壓泵輸出流量Qp=10L/min液壓缸無桿腔面積/l=50cm2,有桿腔面積/2=25cm2。溢
流閥調(diào)定壓力pY=2.4MPa,負載Q10000N。節(jié)流閥按薄壁孔,流量系數(shù)Cd=0.62,油液密
度p=900kg/m3,節(jié)流閥開口面積/T=0.01cm2,試求:
(1)液壓泵的工作壓力;
(2)活塞的運動速度;
(3)溢流損失和回路效率。
2.如圖所示的平衡回路,液壓缸無桿腔面積,l=80cm2,有桿腔面積/2=40cm2,活塞與運
動部分自重G=6000N,運動時活塞上的摩擦阻力Fl=2000N,向下運動時的負載阻力
F=24000N,試求順序閥和溢流閥的調(diào)定壓力各為多少?
3.圖示回路,液壓泵流量。p=25L/min,負載尸=40000N,溢流閥的調(diào)定壓力pY=5.4MPa。
液壓缸活塞速度v=18cm/min,不計管路損失,試求:
(1)工作進給(推動負載)時回路的效率;
(2)若負載尸=0N時,活塞速度和回油腔壓力。
<41=80cm:4:70cm:
——F
5HIM?
4.如圖所示回路。負載尸=9000N,液壓缸無桿腔血積/l=50cm2,有桿腔面積/2=25cm2。
背壓閥的調(diào)定壓力pb=0.5MPa,液壓泵流量2P=30L/min,不計損失。試求:
(1)溢流閥的最小調(diào)定壓力;
(2)卸荷時的能量損失;
(3)若背壓增大△pb,溢流閥的調(diào)定壓力增加多少?
一、填空題
1.卸荷回路
2.單向閥
3.溢流損失節(jié)流損失
4.流量
5.容積一節(jié)流
二、判斷題
1.在旁油路節(jié)流調(diào)速回路中,液壓泵的壓力隨液壓缸的負載而變化。(十)
注:旁油路節(jié)流調(diào)速回路的溢流閥作安全閥用,正常工作時并不溢流,只起過載保護作用。
因此液壓泵的壓力不再恒定,隨液壓缸的負載而變化。
2.采用節(jié)流閥的進油路節(jié)流調(diào)速回路,其速度剛度與節(jié)流閥流通面積a及負載FL的大小有
關(guān),而與油泵出口壓力無關(guān)。(一)
注:由速度剛度的表達式可知,節(jié)流閥流通面積。調(diào)定之后,增大液壓缸活塞面積41、提
高液壓泵的出口壓力pp都能夠提高速度剛度,實際上增大出口壓力pp、活塞面積⑷,相
當于負載FL的相對減小。
3.在采用節(jié)流閥的回油路節(jié)流調(diào)速回路中,回油腔壓力p2將隨負載S減小而增大,但不
會高于液壓泵的出口壓力。(一)
注:在采用節(jié)流閥的回油路節(jié)流調(diào)速回路中,由液壓缸的力平衡關(guān)系可知,回油腔壓力22
將隨負載FL減小而增大。由于通常進油腔活塞面積41遠大于回油腔活塞面積42,因此只
要負載FL足夠小,回油腔壓力p2就可能大于泵的出口壓力pl。
4.容積調(diào)速回路沒有節(jié)流損失和溢流損失,適用于大功率系統(tǒng)。(+)
注:容積調(diào)速回路靠改變液壓泵的排量來實現(xiàn)調(diào)速,溢流閥作安全閥使用,因此沒有節(jié)流損
失和溢流損失。
5.由限壓式變量泵與調(diào)速閥(置于進油路)組成的容積節(jié)流調(diào)速回路中,液壓缸進油壓力
越高,節(jié)流損失也越大,則回路效率越低。(一)
注:在這種容積節(jié)流調(diào)速回路中,液壓泵的出口壓力為常數(shù),液壓缸進油壓力越高則調(diào)速閥
的壓力差越小,因此回路的節(jié)流損失也越小,回路效率越高。
三、計算題
1.液壓泵輸出流量0P=10L/min液壓缸無桿腔面積Nl=50cm2,有桿腔面積N2=25cm2。溢
流閥調(diào)定壓力pY=2.4MPa,負載戶L10000N。節(jié)流閥按薄壁孔,流量系數(shù)Cd=0.62,油液密
度p=900kg/m3,節(jié)流閥開口面積/T=0.01cm2,試求:
(1)液壓泵的工作壓力;
(2)活塞的運動速度;
(3)溢流損失和回路效率。
解:(1)求液壓泵的工作壓力
此油路為采用節(jié)流閥的回油節(jié)流調(diào)速回路
液壓泵的工作壓力由溢流閥調(diào)定。
p.=Pi=2AAtPa
(2)求活塞的運動速度
列出液壓缸的力平衡方程,求回油路壓力p2
PiA-f2.4x10,X50X10-1-10000
西=——=----------TH------------=8oxlOsPa=0.8MPa
1425x10-1
節(jié)流閥兩端的壓差2=%=0.8MPa
__.l2Ap12x0.8xl04
Qi=<^^.1——=0.62x0.01x10J-----------
回油路流量[夕Y900
=0.26x107%
=l.S7Lfti^
s&J26吧=O.OlOi
25x10
活塞速度4
(3)求溢流損失和回路效率
V.&.&
由44
Qi==Q=2x1.57=3.14Lft>m
進油路流量也
溢流量A。=Q,-Qi=1°-314=
溢流損失4=A0xp?=6.86x24/3=0.27*7
FV=10000x0,0104x60
回路效率10xto^x2.4x10*
2.如圖所示的平衡回路,液壓缸無桿腔面積/l=80cm2,有桿腔面積42=40cm2,活塞與運
動部分自重G=6000N,運動時活塞上的摩擦阻力/l=2000N,向下運動時的負載阻力
F=24000N,試求順序閥和溢流閥的調(diào)定壓力各為多少?
解:(1)求順序閥調(diào)定壓力px
平衡回路要求順序閥有?定的調(diào)定壓力,防止換向閥
處于中位時活塞向卜運動,起到鎖緊作用。
由液壓回路工作時缸的力平衡關(guān)系
丹線-G)
C4A2MxlO-1
3.圖示回路,液壓泵流量0P=25L/min,負載廠=40000N,溢流閥的調(diào)定壓力pY=5.4MPa。
液壓缸活塞速度v=18cm/min,不計管路損失,試求:
(1)工作進給(推動負載)時回路的效率;
(2)若負載尸=ON時,活塞速度和回油腔壓力。
解:(1)求回路效率
溢流閥的調(diào)定壓力即液壓泵的工作壓力
Fv40000xl8xl0-a/60
V=P,Q,=5.4x104x25xIO4/60=
(2)求活塞速度和回油腔壓力
本回路為采用調(diào)速閥的回油路節(jié)流調(diào)速回路,由于
調(diào)速閥能在負載變化時保持兩端壓差不變,通過閥
的流量不變,即使負載廠=0,液壓缸活塞的速度仍
為v=18cm/mino
回油腔壓力可由缸的力平衡方程計算
,1=生網(wǎng)=2x5.4m10.8MP8
4.如圖所示回路。負載正=9000N,液壓缸無桿腔面積/l=50cm2,有桿腔面積/2=25cm2。
背壓閥的調(diào)定壓力pb=0.5MPa,液壓泵流量。p=30L/min,不計損失。試求:
(1)溢流閥的最小調(diào)定壓力;
(2)卸荷時的能量損失;
(3)若背壓增大apb,溢流閥的調(diào)定壓力增加多少?
解:(1)求溢流閥的最小調(diào)定壓力
由缸的力平衡方程
PA=為周+=
式中,p2=pb=0.5MPa
4F
Pl=-T-ft+-T-
AA
25cv9000
=—x0.5+--------3-xlO
5050X10-1
=Z05MPa
7?=Pi+Pr=205MR?+PrpT為調(diào)速閥的調(diào)定壓力
(2)卸荷時的能量損失
卸荷時液壓泵的輸出流量0P全部直接由背壓閥回到油箱,溢流閥關(guān)閉。
能量損失
麗.Q,.電.2..八■?x!0-*/fiOxQSxUrxlO-1-0L2W
(3)求溢流閥的調(diào)定壓力增量
設溢流閥調(diào)定壓力增量為由于調(diào)速閥調(diào)定壓力不變,進油腔壓力增量亦為apY
由液壓缸力的平衡關(guān)系
(Pi+APrM+2.)4+總
PiA=PM+產(chǎn)+AP*A
夕r=—2,=0.5A^
A
四
一、填空題
i.按工作原理不同,空氣壓縮機可分為和兩種。
2.單位質(zhì)量的氣體體積稱為氣體的o
3.在等容過程中,氣體的壓力與成正比,氣體對外作功等于。
4.為保證氣動系統(tǒng)正常工作,需要在處安裝后冷卻器,以析出水蒸氣,并
在處安裝油水分離器,進一步清除空氣中的水分。
5.濕空氣的水蒸汽分壓為0.025MPa,干空氣分壓為0.08MPa,相對濕度為50%,則濕空氣
的壓力為,同溫度下飽和水蒸氣的壓力為。
6.氣動缸所耗壓縮氣體量等于、和的乘
積,一般情況下,計算氣動缸耗氣量時,還應把耗壓縮氣體量換算為。
7.在氣動缸的速度控制回路中,常使用由和并聯(lián)組合而成的流
量控制閥。對于雙作用氣動缸,為避免氣動缸的爬行,應采用方式進行調(diào)速。
8.在氣動系統(tǒng)中,按工作原理和使用范圍不同,調(diào)壓閥可分為和兩種。
二、判斷題
1.等溫過程中,氣體與外界無熱量交換,故氣體的內(nèi)能保持不變。
2.氣動缸的無負載工作特性要求氣動缸空載時在限定壓力下平穩(wěn)運行無爬行現(xiàn)象。
3.緩沖氣動缸是依靠彈簧的平衡力使活塞運動速度減慢,實現(xiàn)緩沖作用的。
4.先導式安全閥用壓縮空氣的氣壓作為控制信號,其先導閥是一個調(diào)壓閥。
5.油水分離器的作用是分離潤滑油中的水分雜質(zhì),再經(jīng)油霧器使氣動系統(tǒng)中的氣動元件得
到潤滑。
三、計算題
1.絕對壓力為0.5MPa,溫度為30℃的空氣,絕熱膨脹到大氣壓時,求其膨脹后的空氣溫度。
2.設濕空氣的壓力為0.1013MPa,溫度為20。。相對濕度為50%,求:(1)絕對濕度;
(2)含濕量;(3)氣溫降低到多少度時開始結(jié)露(露點)。
3.如圖所示汽缸吊(吊取重物的氣動缸),氣源壓力為0.5MPa,起吊物體重量為尸w=900N,
活塞返回由活塞、活塞桿自重尸z返回,自重在z=100N,活塞桿直徑為#20mm,機械效率
〃=0.8,安全系數(shù)”=1.5,試確定氣動缸內(nèi)徑。。
A
4.氣動缸內(nèi)徑為50mm,活塞桿直徑為20mm,行程為300mm,每分鐘往復運動10次,使
用壓力為0.6MPa,試求其耗氣量。
—>填空題
1.容積式速度式
2.比容
3.絕對溫度零
4.壓縮機出口后冷卻器出口
5.0.105MPa0.05MPa
6.活塞面積行程長度每分鐘往復次數(shù)耗自由氣體量
7.單向閥節(jié)流閥排氣節(jié)流
8.直動式調(diào)壓閥先導式調(diào)壓閥
二、判斷題
1.等溫過程中,氣體與外界無熱量交換,故氣體的內(nèi)能保持不變。(一)
注:等溫過程是指氣體在溫度保持不變的條件下從一個狀態(tài)變化到另一個狀態(tài)的過程,由于
溫度不變所以氣體內(nèi)能保持不變,而并非與外界無熱量交換,氣體與外界無熱量交換的過程
是絕熱過程。
2.氣動缸的無負載工作特性要求氣動缸空載時在限定壓力下平穩(wěn)運行無爬行現(xiàn)象。(+)
注:氣動缸的無負載工作特性是指在無負載條件下進行實驗時,使氣動缸能產(chǎn)生動作的最低
工作壓力,這個壓力是使活塞低速運動、不產(chǎn)生爬行的極限壓力。
3.緩沖氣動缸是依靠彈簧的平衡力使活塞運動速度減慢,實現(xiàn)緩沖作用的。(一)
注:從緩沖氣動缸的結(jié)構(gòu)可知,緩沖氣動缸是利用空氣被壓縮、吸收運動部件的動能而實現(xiàn)
緩沖作用的。
4.先導式安全閥用壓縮空氣的氣壓作為控制信號,其先導閥是一個調(diào)壓閥。(十)
注:由先導閥調(diào)整后的壓縮空氣作為控制信號,通過控制口導入主閥內(nèi),以代替直動式彈簧
控制安全閥。
5.油水分離器的作用是分離潤滑油中的水分雜質(zhì),再經(jīng)油霧器使氣動系統(tǒng)中的氣動元件得
到潤滑。(-)
注:汕水分類器的作用是分離壓縮空氣中凝結(jié)成水分和汕分的雜質(zhì),使壓縮空氣得到初步凈
化。
三、計算題
1.絕對壓力為0.5MPa,溫度為30uC的空氣,絕熱膨脹到大氣壓時,求其膨脹后的空氣溫度。
解:由氣體狀態(tài)方程P立=5和八)=環(huán)可得
Pi_甘鵑
兩為篤(1)
再由絕熱過程的氣體狀態(tài)方程八寸=尸,*可得
卜時⑵
(2)代入(1)得
仔廣號
式中:T1=273+3O=3O3K
pl=0.5MPa「2=0.1013MPa
絕熱指數(shù)k=\A
"-u-_i
=rai0l3|ux303=l924:
代入計算\05f
即膨脹后氣體溫度為-81℃。
2.設濕空氣的壓力為0.1013MPa,溫度為2(FC,相對濕度為50%,求:(1)絕對濕度;
(2)含濕量;(3)氣溫降低到多少度時開始結(jié)露(露點)。
解:查表10—5,可得壓力為0.1013MPa、溫度為2(TC條件下,濕空氣中飽和水蒸氣分壓
力為pb=0.0023MPa,飽和水蒸氣的密度為17.3g/m3。
(1)絕對濕度
濕空氣中飽和水蒸氣的密度即飽和濕空氣的絕對濕度xb=p=17.3g/m3
由相對濕度為50%可得濕空氣的絕對濕度x=xbx50%=8.65g/m3
(2)含濕量
由pb=0.0023MPa得
濕空氣分壓ps=pbx50%=0.00115MPa
干空氣分壓pg=p—ps=0.1013—0.00115=0.10015MPa
d■皿立■皿x-7.14g/4
空氣的含濕量〃1110015
(3)露點
當濕空氣飽和,即相對濕度為100%時,由ps=pb=0.00115MPa查表可得露點為9℃。
3.如圖所示汽缸吊(吊取.重物的氣動缸),氣源壓力為0.5MPa,起吊物體重量為Fw=900N,
活塞返回由活塞、活塞桿自重返回,自重Fz=100N,活塞桿直徑為#20mm,機械效率〃=0.8,
安全系數(shù)〃=1.5,試確定氣動缸內(nèi)徑。。
解:氣缸吊為拉力作功,其拉力為
式中:F=(FW+FZ)4=(900+100)x1.5=1500N
p=0.5MPa=O.5xlO6Pa
片0.8
d=20mm=0.02m
代入計產(chǎn)田大圖聲贏》
取標準值。=80mm。
4,,單出桿雙作用氣動缸,內(nèi)徑為50mm,活塞桿直徑為20mm,行程為300mm,每分鐘
往復運動10次,使用壓力為0.6MPa,試求其耗氣量。
A=-D3
解:活塞面積4
4==斗〃-,)=-(2x0.05a-0.02,)=0.00361ma
44
耗壓縮空氣量
3
Qr=lOAat=tO^OOHfilxOJx10=10.83。$
耗自由空氣量
P+Q10130.64-0.1013
Qt=Qf=ia83x=75.0£/mii
0L10130.1013
液壓系統(tǒng)的應用與分析(1)
液壓傳動在國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域中應用十分廣泛,但不同專業(yè)的液壓機械其工作要求、
工況特點、動作循環(huán)都是不同的。因此,作為液壓機械主要部分的液壓系統(tǒng),為了滿足液壓
機械的各項技術(shù)要求,其系統(tǒng)的構(gòu)成、工作原理、所采用的液壓元件和作用特點等也不盡相
同。在教材中介紹了YT4543型動力滑臺、注塑機和船舶起貨機等三種機械設備的液壓系統(tǒng),
分析它們的工作原理和性能特點,試圖通過這些實例使學習者掌握分析液壓系統(tǒng)的一般步驟
和方法。但實際的液壓系統(tǒng)都比較復雜,要讀懂液壓系統(tǒng)圖并非易事,對于初學者來說還需
要通過大量的讀圖分析,循序漸進,積累經(jīng)驗,才能逐步掌握分析液壓系統(tǒng)的一般步驟和方
法,下面再給出幾例供學習者參考:
例1.圖示液壓機械的動作循環(huán)為快進、一工進、二工進、快退、停止。讀懂液壓系統(tǒng)
原理圖,分析系統(tǒng)中油液流動情況,填寫電磁鐵動作順序表,并說明系統(tǒng)的特點。
注:圖中al和。2分別為閥7和閥9節(jié)流口的通流面積。
(1)系統(tǒng)油液流動情況
快進
進油路液壓泵2——三位四通換向閥4(左位)一一液壓缸無桿腔;
回油路液壓缸有桿腔一一二位二通閥10(左位)一一三位四通換向閥4(左位)一一
油箱。
一工進
進油路液壓泵2——三位四通換向閥4(左位)一一液壓缸無桿腔;
回油路液壓缸有桿腔——二位二通閥6(左位)——調(diào)速閥7--三位四通換向閥4
(左位)一一油箱。
二工進
進油路液壓泵2——三位四通換向閥4(左位)一一液壓缸無桿腔;
回油路液壓缸有桿腔一-二位二通閥8(左位)一一調(diào)速閥9--三位四通換向閥4
(左位)---油箱。
快退
進油路液壓泵2——三位四通換向閥4(右位)一一液壓缸有桿腔;
回油路液壓缸無桿腔——三位四通換向閥4(右位)——油箱。
(2)電磁鐵動作順序表
電磁鐵
1DT2DT3DT4DT5DT
動作
快進—+————
一工進—++—+
二工進——+——++
快退+——————
停止—————
注:電磁鐵吸合標電磁鐵斷開標“一”。
(3)液壓系統(tǒng)的特點
本液壓系統(tǒng)調(diào)速回路屬于回油路節(jié)流調(diào)速回路。液壓系統(tǒng)的速度換接回路是采用并聯(lián)調(diào)
速閥的二次進給回路。當二位二通閥6與8互相切換時,回油將分別通過兩個通油截面不同
的調(diào)速閥返回油箱,從而實現(xiàn)兩種不同的進給速度。
三位四通換向閥的中位機能為H型,可實現(xiàn)系統(tǒng)的卸荷。
例2.圖示液壓系統(tǒng),動作循環(huán)為夾緊、快進、工進、快退、放松。試讀懂液壓系統(tǒng)圖,
說明油液的流動情況,并完成液壓系統(tǒng)的動作循環(huán)表。
(1)油液流動情況
夾緊
進油路液壓泵2——減壓閥4——單向閥5一一二位四通閥6(左位)一一液壓缸9
無桿腔;
回油路液壓缸9有桿腔一一二位四通閥6(左位)一一油箱。
快進
進油路液壓泵2--三位四通閥11(左位)一一液壓缸10無桿腔;
回油路液壓缸10有桿腔一-三位四通閥11(左位)一-二位二通閥13(左位)一一
油箱。
工進
進油路液壓泵2—三位四通閥11(左位)--液壓缸10無桿腔;
回油路液壓缸10有桿腔一一三位四通閥11(左位)一一調(diào)速閥12一一油箱。
快退
進油路液壓泵2——三位四通閥11(右位)一一液壓缸10有桿腔;
回油路液壓缸10無桿腔一一三位四通閥11(右位)一一二位二通閥13(左位)一一
油箱。
放松
進油路液壓泵2------減壓閥4------單向閥5-----二位四通閥6(右位)----液壓缸9
有桿腔;
回油路液壓缸9無桿腔一一二位四通閥6(右位)一一油箱。
(2)系統(tǒng)的動作循環(huán)表
電磁鐵
1DT2DT3DT4DT
動作
缸9夾緊———+
缸10快進+——+
缸10工進+—++
缸10快退——+——
缸9松開+—+一
停止—————
注:電磁鐵吸合標電磁鐵斷開標“一”。
下面的習題,請同學自行完成。
習題圖示液壓系統(tǒng),動作循環(huán)為快進、一工進、二工進、快退,試讀懂液壓系統(tǒng)圖,說
明油液的流動情況,并完成液壓系統(tǒng)的動作循環(huán)表。
注:al、a2分別為調(diào)速閥7、8的通油面積。
液壓系統(tǒng)的應用與分析(2)
在液壓系統(tǒng)的應用與分析(1)中我們講到,實際的液壓系統(tǒng)都比較復雜,要讀懂液壓系統(tǒng)
圖并非易事,對于初學者來說還需要通過大量的讀圖分析,循序漸進,積累經(jīng)驗,才能逐步
掌握分析液壓系統(tǒng)的一般步驟和方法。下面再給出一例供學習者參考:
例題按動作循環(huán)表的說明閱讀圖示的液壓系統(tǒng)原理圖,說明系統(tǒng)各個動作的油液流動狀
況,完成電氣元件的動作循環(huán)表,并分析系統(tǒng)的特點。
動作名稱電氣元件
1YA2YA11YA12YA21YA22YAYJ
定位夾緊
快進
工進卸荷
快退
松開拔銷
原位卸荷
備注:(1)I、II兩個回路各自進行獨立循環(huán)動作,互不約束;
(2)12YA、22YA中任一個通電時,1YA便通電;12YA、22YA均斷電時,1YA才
斷電。
本系統(tǒng)由供油回路、定位夾緊回路、工作油路I、工作油路n組成。I、n兩個回路各
自進行獨立循環(huán)動作,互不約束,動作順序如上表所列。
一、油路I油液流動情況
i.定位夾緊
定位缸定位:
進汕路線:高壓小流量泵-T減壓閥-T單向閥--2位4通換向閥(左位)--定位缸無
桿腔;
回油路線:定位缸有桿腔-2位4通換向閥左位—節(jié)流閥--油箱。
夾緊缸夾緊:
進油路線:高壓小流量泵―減壓閥—2位4通換向閥(左位)--順序閥-一夾緊缸無
桿腔;
回油路線:夾緊缸有桿腔-2位4通換向閥(左位)--節(jié)流閥―油箱。
當夾緊工件后,進油路壓力升高,壓力繼電器(YJ)動作發(fā)信號,使1YA、11YA、12YA
通電,啟動油路1。(或使1YA、21YA、22YA通電,啟動油路H,缸II快進)
2.快進1YA通電,11YA、12YA通電
進油路線:低壓大流量泵—2位5通換向閥右位—缸I有桿腔;
回油路線:缸I無桿腔-2位3通換向閥左位--2位5通換向閥右位—缸I有桿腔。
泵輸出油液于缸I兩腔互通,形成差動連接,實現(xiàn)快速運動。
3.工進卸荷(低)1YA斷電,I2YA斷電,11YA通電
進油路線:高壓小流量泵—2位5通換向閥左位—2位3通換向閥左一缸I無桿腔;
回油路線:缸I有桿腔-調(diào)速閥--油箱。
實現(xiàn)工進,速度可有調(diào)速閥調(diào)節(jié),屬回油路節(jié)流調(diào)速。由于1YA斷電,先導式溢流閥
荷口通油箱,則低壓大流量泵經(jīng)溢流閥荷。
4.快退1YA通電,12YA通電,11YA斷電
進油路線:低壓大流量泵--2位5通換向閥右位—缸(I)有桿腔;
回油路線:缸(I)無桿腔--2位3通換向閥右位—油箱。
實現(xiàn)快速退回。
5、松開拔銷2YA通電,1YA斷電
進油路線:高壓小流量泵—減壓閥—單向閥—2位4通換向閥右位--同時與定位
夾緊缸無桿腔相通;
回汕路線:夾緊缸無桿腔-t單向順序閥中的單向閥-t、**
定位缸無桿腔-------------------------
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