液壓與氣壓傳動(dòng)習(xí)題(共26頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上1.緒論例1：圖1中，兩個(gè)液壓缸水平放置，活塞5用以推動(dòng)一個(gè)工作臺(tái)，工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)阻力為Fr?；钊?上施加作用力F，缸2的孔徑為20mm，缸4的孔徑為50mm，F(xiàn)r=1962.5N。計(jì)算以下幾種情況下密封容積中液體壓力并分析兩活塞的運(yùn)動(dòng)情況。（1） （1）    當(dāng)活塞1上作用力F為314N時(shí)；（2） （2）    當(dāng)F為157N時(shí)；（3） （3）    作用力F超過(guò)314N時(shí)。解：（1）密封腔內(nèi)液體壓力為液體作用在活塞5上的力為由于工作臺(tái)上的阻力FR為1963.5N，故活塞1通過(guò)

2、液體使活塞5和工作臺(tái)作等速運(yùn)動(dòng)，工作臺(tái)速度為活塞1速度的4/25。（2）密封腔內(nèi)液體壓力為作用于活塞5上的力為不足以克服工作臺(tái)的阻力，活塞1和活塞5都不動(dòng)。（3）由于工作臺(tái)上阻力為1962.5N，由（a），當(dāng)活塞1上作用力為314N時(shí)，兩活塞即以各自的速度作等速運(yùn)動(dòng)。故作等速運(yùn)動(dòng)時(shí)，活塞1上的力只能達(dá)到314N例2：圖1-8中有兩個(gè)同心圓筒，內(nèi)筒外徑 Ø100mm，內(nèi)筒外壁與外筒內(nèi)孔在半徑方向的間隙為0.05mm。筒長(zhǎng)200mm，間隙內(nèi)充滿(mǎn)某種液體。當(dāng)外筒不轉(zhuǎn)，內(nèi)筒以每分鐘120轉(zhuǎn)的速度旋轉(zhuǎn)時(shí)，測(cè)得所需轉(zhuǎn)距1.44N·m（不計(jì)軸承上的摩擦轉(zhuǎn)距）。已知液體密度為870kg/m

3、3。 求液體的動(dòng)力粘度和運(yùn)動(dòng)粘度。  解：由F=Adu/dz 因?yàn)殚g隙很小，所以可以看成F=AU/h軸上的轉(zhuǎn)距為所以 =3.6×10-2Pa·S  <!endif> 所以圖1-8表示了一種測(cè)量油液粘度的方法。2.流體力學(xué)基礎(chǔ)2-1、如圖2-4（a）所示U型管測(cè)壓計(jì)內(nèi)裝有水銀，U型管左端與裝有液體的容器相連，右端開(kāi)口與大氣相通，已知：，容器內(nèi)液體為水，水銀的密度為。（1） （1）    試?yán)渺o壓力基本方程中等壓面的概念，計(jì)算A點(diǎn)的相對(duì)壓力和絕對(duì)壓力。（2） （2）    又如圖2-4

4、（b）所示，容器內(nèi)裝有同樣的水，試求A點(diǎn)處的真空度和絕對(duì)壓力。（3）解：（1）取B-C為等壓面（見(jiàn)圖2-4a）U形測(cè)壓計(jì)右支 U形測(cè)壓計(jì)右支 因?yàn)?，所?=13.6×103×9.81×0.20+9.81×0.3（13.6×103-103）=63765N/以上所得結(jié)果為相對(duì)壓力，A處的壓力為絕對(duì)壓力0.101+0.064=0.165MPa（2）取B-C為等壓面（見(jiàn)圖2-4b），壓力等于大氣壓力，故所以=-103×9.81×0.15-13.6×103×9.81×0.3=59828Pa0.06MPa以

5、上計(jì)算結(jié)果為絕對(duì)壓力，真空度為2-2、如圖2-7所示的兩種安全閥，閥芯的形狀分別為球形和圓錐形，閥座孔直徑d=10，鋼球和錐閥的最大直徑D=15。當(dāng)油液壓力p1=10MPa時(shí)，壓力油克服彈簧力頂開(kāi)閥芯而溢油，溢油腔有背壓p2=0.5MPa，試求兩閥彈簧的預(yù)緊力。答：球閥受p1作用向上的力為受p2作用向下的力為列出球閥受力平衡方程式式中為彈簧的預(yù)緊力，故錐閥閥芯受力情況和球閥相同。故也相同。2-3.如圖2-10所示，液壓泵以Q25L/min的流量向液壓缸內(nèi)徑D50mm，活塞桿直徑d30mm，油管直徑d1d215mm，試求活塞的運(yùn)動(dòng)速度及油液在進(jìn)回油管中的流速。解：計(jì)算液壓缸進(jìn)、回油管的流速時(shí)，不

6、能直接應(yīng)用連續(xù)性方程，因?yàn)檫M(jìn)油管何回油管已為活塞所隔開(kāi)。有已知流量可求得進(jìn)油管流速由進(jìn)入液壓缸的流量可求得活塞運(yùn)動(dòng)速度由連續(xù)性方程故回油路中流速為2-4.試用連續(xù)性方程和伯努利方程分析圖2-12所示的變截面水平管道各截面上的壓力。設(shè)管道通流面積A1A2A3解：由連續(xù)性原理因?yàn)锳1A2A3，所以，再由伯努利方程由于管道水平放置，故，上式可改寫(xiě)為因?yàn)椋浴?-5.圖2-15所示為文氏流量計(jì)原理圖。已知D1=200mm，D2=100mm。當(dāng)有一定流量的水通過(guò)時(shí)，水銀柱的壓力計(jì)讀數(shù)h45mm水銀柱。不計(jì)流量損失，求通過(guò)流量計(jì)的流量。（提示：用伯努利方程，連續(xù)性方程和靜壓力基本方程聯(lián)立求解）。解：取D

7、1處斷面-D2處斷面-，并以中心線(xiàn)為基準(zhǔn)，列出伯努利方程由于z1z20，并不計(jì)壓力損失p，故上式可簡(jiǎn)化為由連續(xù)性方程得代入上式后得所以由靜壓力基本方程所以 2-6.運(yùn)動(dòng)粘度的液壓油以2.6L/s的流量通過(guò)內(nèi)徑為20mm的光滑金屬管道。試求其雷諾數(shù)，并判別其流態(tài)。又要使管中的液流為層流，管徑應(yīng)至少為多少？解：油液在圓管中的流速故為紊流 以臨界雷諾數(shù)代入上式得即管徑至少為36mm才能得到層流流動(dòng)。2-7.密度，運(yùn)動(dòng)粘度得油液，以流量通過(guò)管長(zhǎng)，內(nèi)徑的管道時(shí)，其壓力損失是多少？又若流量增加到2.6L/s時(shí)，壓力損失又是多少？解：首先求雷諾數(shù)判別流動(dòng)狀態(tài)，當(dāng)流量為0.3L/s時(shí)故為流層，壓力損失當(dāng)流量為

8、2.6L/s時(shí)，由上題可知，流態(tài)為紊態(tài)。3.液壓泵和液壓馬達(dá)例題3.1某泵的排量q=50 cm3/r，總泄露量 Q = cp ，c= 29×10-5 cm3/Pa·min。泵以1450r/min的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，分別計(jì)算p=0，2.5，5和10Mpa時(shí)泵的實(shí)際流量和容積效率。如泵的摩擦損失轉(zhuǎn)距為2N·M，且與壓力無(wú)關(guān)，試計(jì)算上述幾種壓力下的總效率。當(dāng)用電機(jī)帶動(dòng)時(shí)，電機(jī)功率為多大？解：泵的實(shí)際流量Q=QT Q= qn cp =（50×1450 29·p×10-5）cm3/min 泵的容積效率PV=1 Q/QT=1-（29·

9、p×10-5）/ (50×1450) 泵的機(jī)械效率Pm = MT / MP = M / (MT +M) 其中 M = p q / 2 = (p × 50 × 10-6)/2 N· m M= 2 N · m所以 根據(jù)以上算式計(jì)算的結(jié)果列如下：     電動(dòng)機(jī)功率N=PQ/P=（10 × 106 × 69.6 ×10-3）/（0.936 × 60）=12400W=12.4KW  例題3.2如果柱塞泵的配流盤(pán)偏離正確位置一

10、定角度，會(huì)產(chǎn)生什么現(xiàn)象？當(dāng)偏離90。時(shí)又將有怎樣的結(jié)果？解答：配流盤(pán)的正確位置應(yīng)使其二配流槽對(duì)稱(chēng)于斜盤(pán)的頂點(diǎn)分布。如果錯(cuò)開(kāi)一角度，則配流槽將同時(shí)與密封容積處于減小和處于增大位置的柱塞相通，其實(shí)際吸入或排出的油液為這兩部分體積之差，即實(shí)際排量減小。當(dāng)錯(cuò)開(kāi)角度90。時(shí)，減小和增加的密封容積相等 ，泵不再有流量輸出。故一般在裝配時(shí)應(yīng)保持配流盤(pán)的正確位置，但在個(gè)別泵中利用這一原理來(lái)改變泵的排量，成為變量泵。例題3.3：液壓馬達(dá)的排量q等于50 cm r，泄漏量cp，c×cma·min。液壓馬達(dá)的摩擦轉(zhuǎn)矩為·m，且假設(shè)與負(fù)載無(wú)關(guān)。輸入流量為min。分別計(jì)算液壓馬達(dá)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為

11、，·m時(shí)的轉(zhuǎn)速和總效率。 解：液壓馬達(dá)的理論轉(zhuǎn)矩MTM+·ma馬達(dá)的工作壓力 泄露cp·p×cmmin   總效率m·v 計(jì)算結(jié)果列表如下：（·m）（·m）P（a）.      （cmmin）n（rmin）v.m.  4.液壓缸例1：向一差動(dòng)連接液壓缸供油，液壓油的流量為Q，壓力為p。當(dāng)活塞桿直徑變小時(shí)，其活塞運(yùn)動(dòng)速度v及作用力F將如何變化？要使v3/v2=2，則活塞與活塞桿直徑之比應(yīng)該為多少？解：因?yàn)椴顒?dòng)連接時(shí)活塞

12、桿截面積為其有效工作面積，故活塞桿直徑減小時(shí)，作用力減小，速度提高。因?yàn)?-( 向右 ) -（向左）  - -(差動(dòng)連接) 所以即例2：為什么說(shuō)伸縮式液壓缸活塞伸出的順序是從大到小，而空載縮回的順序是由小到大？答：如果活塞上的負(fù)載不變，大活塞所需的壓力較低，故伸出的大活塞先動(dòng)。但一般大活塞以及活塞桿上的摩擦力比小活塞大的多，故空載縮回時(shí)推動(dòng)小活塞所需的壓力較低，小活塞先動(dòng)。例3：一個(gè)單活塞桿液壓缸，無(wú)桿腔進(jìn)壓力油時(shí)為工作行程，此時(shí)負(fù)載為55000N，有桿腔進(jìn)油時(shí)為快速退回，要求速度提高一倍。液壓缸工作壓力為7MPa，不考慮背壓。計(jì)算選用活塞和活塞桿直徑和校核活塞桿的強(qiáng)度。解

13、：由式 所以 因?yàn)轭}中要求 活塞桿所受的壓力為  遠(yuǎn)小于一般鋼材的許用應(yīng)力。5.液壓輔件例題51一定量泵供油的液壓系統(tǒng)，其四個(gè)液壓缸順序伸出，但同時(shí)縮回。系統(tǒng)的最高壓力p2=10MPa 最低工作壓力 p1=7MPa。一個(gè)工作循環(huán)的時(shí)間為10s ，工作循環(huán)中各階段所需的流量及持續(xù)時(shí)間如圖所示。 求：（1） （1）    該系統(tǒng)使用蓄能器和不使用蓄能器時(shí)泵所需流量。（2） （2）    蓄能器的總?cè)莘e。解：（ 1 ）當(dāng)不用蓄能器時(shí)，泵按系統(tǒng)中需要的最大流量選取，即Q=Qmax 0.95L/s。采取蓄能器后，泵流量為&#

14、160;（ 2 ）蓄能器應(yīng)有的工作容積極限為 = 1/20.46×10-3 - 0.183 × 10-3+0.46 × 10-3 - 0.6 × 10-3+0.46 × 10 -3 0.317 × 10-3+0.46 × 10-3 - 0.25 × 10-3+0.46 × 10-3 - 0.95 × 10-3×2=1.26 × 10-3 m3 各階段需要的容積為 V1=（ 0.46 0.183）× 10-3 × 2 = 0.554 &#

15、215; 10-3m3V2=（ 0.46 - 0.6）× 10-3 × 2 = - 0.28 × 10-3m3V3=（ 0.46 - 0.317）× 10-3 × 2 = 0.286 × 10-3 m3V4=（0.46 - 0.25） × 10-3 × 2 = 0.42 × 10m3     V5 =（0.46 0.95）× 10-3 × 2 = - 0.98 × 10m3 其中V3 和 V4 連續(xù)儲(chǔ)存，相加為 V3 + V4 =0.7

16、06 × 10-3 m3 。蓄能器的工作過(guò)程如下：存儲(chǔ)0.554 × 10-3 m3，釋放0.28 × 10-3 m3 ，存儲(chǔ)0.706 × 10 -3m3，釋放0.98 × 10-3 m3?？梢?jiàn)，取蓄能器的工作容積V =0.98 × 10-3 m3 足夠了。 系統(tǒng)工作時(shí)，流量在2秒內(nèi)完全釋放出來(lái)，故可以認(rèn)為是絕熱過(guò)程，取n = 1.4。選波紋形氣囊式蓄能器，取 p0 / p1 = 0.6 。給定p1 = 7Mpa（絕對(duì)壓力），p2 = 10Mpa，則p0 = 0.6p1 = 4.2 Mpa6.方向控制閥和方向控制回路例題61指出下圖

17、所示各換向閥圖形符號(hào)的錯(cuò)誤，并予以改正。  錯(cuò)誤的符號(hào)正確的符號(hào)解：圖（a）中右框內(nèi)箭頭畫(huà)成對(duì)角線(xiàn)是錯(cuò)誤的，應(yīng)將方框的上、下邊四等份（僅對(duì)四通閥而言，如兩通閥應(yīng)畫(huà)在方框的中間），上、下兩個(gè)接口分別位于上下邊框上的第一、第三等份處。正確圖形符號(hào)如圖： 圖（b）中兩個(gè)方框內(nèi)油路連通關(guān)系完全一樣，應(yīng)改成如圖： 圖（c）換向閥的中位少一個(gè)通油口，正確表示如圖： 例題2某執(zhí)行元件要求隨時(shí)能停止并鎖緊，且停止時(shí)要求壓力油卸荷，應(yīng)選用何種機(jī)能的三位四通換向閥。  答：應(yīng)選用M型中位機(jī)能。M型中位機(jī)能使油口A，B封閉，所以執(zhí)行元件可在任意位置上停止；

18、而P與T連通，壓力油直接回油箱而卸荷。 例題3試用兩個(gè)二位三通電磁球閥組成一個(gè)三位四通換向閥如圖 所示7.壓力控制閥和壓力控制回路例題71 如果先導(dǎo)式溢流閥阻尼孔堵塞，會(huì)出現(xiàn)怎樣的情況？若用直徑較大的孔代替原阻尼孔又會(huì)出現(xiàn)怎樣的情況？ 答：若先導(dǎo)式溢流閥中主閥芯的阻尼孔堵塞，如果此時(shí)主閥芯上腔充滿(mǎn)油液（在剛開(kāi)始堵塞時(shí)往往這樣），則下腔壓力（進(jìn)油壓力）必須大于先導(dǎo)閥的調(diào)整壓力和主閥芯上部的軟彈簧力，才能使主閥向上移動(dòng)，上腔中的油液通過(guò)先導(dǎo)閥回油箱，這和阻尼孔沒(méi)有堵塞的情況相似。但是這種情況不會(huì)持續(xù)很久，因?yàn)橹鏖y上腔無(wú)油液補(bǔ)充。在主閥上腔出現(xiàn)空隙時(shí)，進(jìn)油壓力只要克服主閥上部的軟彈簧力就能

19、使主閥芯向上移動(dòng)，二使進(jìn)回油路接通，油液流回油箱，這時(shí)相當(dāng)于溢流閥處于卸荷狀態(tài)，系統(tǒng)壓力建立不起來(lái)，系統(tǒng)不能工作。若用一直徑較大的孔代替阻尼孔時(shí)，需要有足夠大的流量通過(guò)先導(dǎo)閥，才能在主閥兩端產(chǎn)生足以使主閥芯移動(dòng)的壓差。實(shí)際上，由于錐閥座上的孔較小，通過(guò)流量受到限制，阻尼孔較大時(shí)，其兩端就無(wú)法形成足夠壓差使主閥開(kāi)啟。所以主閥芯在上部彈簧作用下使進(jìn)油孔和回油孔始終處于切斷狀態(tài)。這時(shí)只有先導(dǎo)閥起作用，相當(dāng)于一個(gè)流量很小的溢流閥。例題72圖714為一個(gè)二級(jí)調(diào)速回路，圖中1為溢流閥，2為遠(yuǎn)程調(diào)壓閥，試分析二級(jí)調(diào)速原理。解：在圖示狀態(tài)，活塞向右移動(dòng)，這時(shí)系統(tǒng)的最大壓力決定于溢流閥的調(diào)整壓力。雖然遠(yuǎn)程調(diào)壓閥

20、2的調(diào)整壓力較溢流閥1低，但由于遠(yuǎn)程調(diào)壓閥 的回油口接在高壓管路上，因此遠(yuǎn)程調(diào)壓閥無(wú)法打開(kāi)。當(dāng)換向閥換位，活塞向左移動(dòng)時(shí)，原來(lái)的高壓管路切換為通油箱的低壓管路，系統(tǒng)壓力由遠(yuǎn)程調(diào)壓閥的調(diào)整壓力決定。所以圖示回路能使活塞在左右兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，其最高（安全）壓力不同。例題73一夾緊油路如圖7-20所示，若溢流閥的調(diào)整壓力p15MPa，減壓閥的調(diào)整壓力p22.5MPa，試分析夾緊缸活塞空載時(shí)A，B兩點(diǎn)的壓力各為多少？減壓閥的閥芯處于什么狀態(tài)？夾緊時(shí)活塞停止運(yùn)動(dòng)后，A,B兩點(diǎn)壓力又各為多少？減壓閥閥芯又處于什么狀態(tài)？解：當(dāng)回路中的二位二通電磁閥處于圖示狀態(tài)時(shí)，在活塞為空載的運(yùn)動(dòng)期間，如忽略活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩

21、擦力，慣性力，和管路損失等，則B點(diǎn)壓力為零，這時(shí)減壓閥中的先導(dǎo)閥關(guān)閉，主閥芯處于開(kāi)口最大位置，若不考慮流過(guò)溢流閥的壓力損失，則A點(diǎn)壓力也為0。夾緊時(shí)，活塞停止運(yùn)動(dòng)，B點(diǎn)壓力升高到減壓閥的調(diào)整壓力2.5MPa，并保持此壓力不變。這時(shí)減壓閥中的先導(dǎo)閥打開(kāi)，主閥芯開(kāi)口很小。而液壓泵輸出油液中僅有極少量流過(guò)減壓閥中的先導(dǎo)閥，絕大部分經(jīng)溢流閥溢回油箱。A點(diǎn)壓力為溢流閥的調(diào)整壓力5MPa。例題7-4如圖7-26所示，溢流閥的調(diào)定壓力為5MPa。順序閥的調(diào)定壓力為3MPa，液壓缸無(wú)桿腔有效面積為A50cm3，負(fù)載FL10000N。當(dāng)換向閥處于圖示位置時(shí)，試問(wèn)活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)和活塞到終點(diǎn)停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，A,B兩點(diǎn)的壓力

22、各為多大？又負(fù)載FL=20000N時(shí)，A,B兩點(diǎn)的壓力又為多大？（管路損失忽略不計(jì)）解：(1)活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)，B點(diǎn)壓力為   A點(diǎn)壓力為3MPa。(2).活塞到終點(diǎn)停止運(yùn)動(dòng)后，液壓泵輸出的壓力油不能進(jìn)入液壓缸而只能從溢流閥溢出，這時(shí)A點(diǎn)的壓力PA5MPa B點(diǎn)的壓力PB=5MPa（3）.當(dāng)負(fù)載FL=20000N，活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)， PA=4Mpa 活塞停止運(yùn)動(dòng)后PA=PB=5MPa8.流量控制閥和節(jié)流調(diào)速回路例8-1：如圖（a）（b）所示，節(jié)流閥同樣串聯(lián)在液壓泵和執(zhí)行元件之間，調(diào)節(jié)節(jié)流閥通流面積，能否改變執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度？為什么？答：圖（a）（b）所示的回路中，

23、調(diào)節(jié)節(jié)流閥的通流面積不能達(dá)到調(diào)節(jié)執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)速度的目的。對(duì)于（a）的回路，定量泵只有一條輸出油路，泵的全部流量只能經(jīng)節(jié)流閥進(jìn)入執(zhí)行元件，改變節(jié)流閥的通流面積只能使液流流經(jīng)節(jié)流閥時(shí)的壓力損失以及液壓泵的出口壓力有所改變，如將節(jié)流閥通流面積調(diào)小，節(jié)流閥壓力損失增大，液壓泵壓力增高，通過(guò)節(jié)流閥的流量仍是泵的全部流量。圖（b）的回路與（a）基本相同，在節(jié)流閥后面并聯(lián)的溢流閥，只能起限制最大負(fù)載作用，工作時(shí)是關(guān)閉的，對(duì)調(diào)速回路不起作用。例8-2：如圖所示的進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回路中，液壓缸有效面積A1=2A2=502，Qp=10L/min，溢流閥的調(diào)定壓力ps=24×105Pa，節(jié)流閥為薄壁小孔，其

24、通流面積調(diào)定為a=0.022，取Cq=0.62，油液密度=870kg/m3，只考慮液流通過(guò)節(jié)流閥的壓力損失，其他壓力損失和泄漏損失忽略不計(jì)。試分別按照FL=10000N，5500N和0三種負(fù)載情況，計(jì)算液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度和速度剛度。解：（1）當(dāng)FL=10000N時(shí) 而 （2）當(dāng)FL=5500N時(shí) ， （3） 當(dāng)FL=0時(shí) 上述計(jì)算表明，空載時(shí)速度最高，負(fù)載最大時(shí)速度最低，其速度剛度亦然。例8-3：圖示回路中，泵的輸出流量QP=10L/min，溢流閥調(diào)定壓力ps=2MPa，兩節(jié)流閥均為薄壁小孔型，流量系數(shù)Cq=0.62，開(kāi)口面積a1=0.02cm2，a2=0.01cm2，=870kg/m3。當(dāng)液壓

25、缸克服阻力向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，如不考慮溢流閥的調(diào)壓偏差，試求：s（1） （1）       液壓缸大腔的最大工作壓力能否達(dá)到2MPa；（2） （2）       溢流閥的最大溢流量。答：（1）圖示回路中，無(wú)論活塞是否運(yùn)動(dòng)到端點(diǎn)位置，始終有流量通過(guò)節(jié)流閥1，2回油箱。節(jié)流閥1兩端必然有壓差。故大腔壓力始終比溢流閥調(diào)定壓力2MPa要低，不可能達(dá)到2MPa。當(dāng)液壓缸大腔壓力不足以克服負(fù)載阻力時(shí)（或活塞運(yùn)動(dòng)到端點(diǎn)位置時(shí)），活塞停止向右運(yùn)動(dòng)，這時(shí)液壓缸大腔的壓力p為最高，并且通過(guò)節(jié)流閥1的流量

26、全部經(jīng)節(jié)流閥2流回油箱。通過(guò)節(jié)流閥1的流量 通過(guò)節(jié)流閥2的流量 由于 即 得 p=1.6MPa（3） （3）       當(dāng)活塞停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，大腔壓力p最高，節(jié)流閥1兩端壓差最小，通過(guò)節(jié)流閥1的流量最小，通過(guò)溢流閥的流量最大，這時(shí)，通過(guò)節(jié)流閥1的流量 通過(guò)溢流閥的流量9.容積調(diào)速回路例題1：某變量泵和定量馬達(dá)組成的容積調(diào)速回路，變量泵的排量可在050cm3/r范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，泵的轉(zhuǎn)速為1000r/min，馬達(dá)的排量為50cm3/r，在滿(mǎn)載壓力為10MPa時(shí)泵和馬達(dá)的泄漏量各為1L/min。如果定義轉(zhuǎn)速變化率為式中 n0空載時(shí)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速；n滿(mǎn)

27、載時(shí)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速。分別取允許的轉(zhuǎn)速變化率為0.1，0.3，0.5。求：（1） （1）  回路的最低轉(zhuǎn)速和調(diào)速范圍；（2） （2）  回路在最低轉(zhuǎn)速下的容積效率。解：（1）由于式中為滿(mǎn)載時(shí)泵和馬達(dá)泄漏量之和。所以題中設(shè)與泵的排量無(wú)關(guān)，則在pq為最小值qpmin時(shí)最大。亦即限制了可使用的qpmin之?dāng)?shù)值，即 （*） 調(diào)速范圍 （1） （2） （3）根據(jù)題中給出的數(shù)據(jù)：np=1000r/min，qpmax=50cm3/r，qM=50cm3/r，Q=2000cm3/min等，并取=0.1，0.3，0.5，利用式（1）（3）計(jì)算所的結(jié)果如下：   

28、;Qpmin（cm3/r）滿(mǎn) 載Nmax（r/min）Nmin（r/min）R0.1209603602.670.36.6796093.310.30.549604024（2）最低轉(zhuǎn)速下的容積效率v=利用式（*），得代入上式得 故在=0.1，0.3，0.5時(shí)，回路的容積效率分別為0.9，0.7和0.5。  例題2：畫(huà)出高速段改變泵的排量，低速段改變馬達(dá)的排量調(diào)速時(shí)的輸出特征。與圖9-8相比，能得出什么結(jié)論？答：低速段調(diào)節(jié)馬達(dá)排量時(shí)的特性見(jiàn)圖9-13（a）。兩種調(diào)速方法的輸出轉(zhuǎn)距和功率的比較見(jiàn)圖9-13（b）和（c）。圖中曲線(xiàn)1為低速段用變量泵調(diào)速的輸出特性，曲線(xiàn)2則為低速段用馬

29、達(dá)調(diào)速的輸出特性。陰影線(xiàn)部分表示兩者之差，可見(jiàn)低速段用馬達(dá)調(diào)速時(shí)不能充分利用元件的潛力，在調(diào)速范圍內(nèi)，能輸出的功率和轉(zhuǎn)距都比較小。 例題3：用變量泵和變量馬達(dá)組成的調(diào)速回路中，已知變量泵的排量為050cm3/r，轉(zhuǎn)速np=1000r/min，馬達(dá)的排量為12.550cm3/r，安全閥的調(diào)定壓力為10MPa，要求：（1） （1）  泵和馬達(dá)的容積效率和機(jī)械效率均為100%時(shí)，列表計(jì)算液壓馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)速以及能輸出的轉(zhuǎn)距和功率，并畫(huà)圖表示（低速段調(diào)節(jié)變量泵的排量）。（2） （2）  設(shè)泵和馬達(dá)的泄漏量隨負(fù)載壓力而先行增加，在壓力為10MPa時(shí)，泄漏量均為1L/min。泵

30、和馬達(dá)的機(jī)械效率在工作范圍內(nèi)不變，為0.8。重復(fù)完成（1）的要求。解：（1）容積效率為100%時(shí)的轉(zhuǎn)速表達(dá)式為 機(jī)械效率為100%的轉(zhuǎn)距表達(dá)式為 功率表達(dá)式（總效率為100%）為 計(jì)算結(jié)果列表如下：（2）、泵和馬達(dá)泄漏量均為1L/min時(shí)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速為機(jī)械效率為0.8時(shí)馬達(dá)的轉(zhuǎn)距為 既考慮泄漏又考慮機(jī)械效率時(shí)馬達(dá)的功率為 計(jì)算結(jié)果列表如下： 按表可畫(huà)出下圖( 9-14)9-4 、根據(jù)泵的容積效率隨負(fù)載壓力的增加而降低這一特性，具體分析泵的容積效率（泄漏）對(duì)圖9-9、9-11兩種調(diào)速回路的速度負(fù)載特性各有什么影響？答：圖9-10中曲線(xiàn)已把變量泵的容積效率考慮在內(nèi)。再者，進(jìn)入液壓缸的流量是調(diào)0速閥調(diào)

31、定的流量，所以對(duì)圖9-9所示的回路中不存在泵的容積效率對(duì)速度產(chǎn)生影響的問(wèn)題。在圖9-11所示的回路中如考慮泵的容積效率時(shí)，則當(dāng)負(fù)載壓力升高時(shí)泵的泄漏量增加，輸出流量減小，泵流量的下降會(huì)引起節(jié)流閥兩端的壓差（p1-p2）減小，這時(shí)定子左移，使泵的流量和節(jié)流閥的壓差增加，在新的位置上取得平衡。這一平衡點(diǎn)上的壓差和流量和 原來(lái)的數(shù)值相比略有變化。其原因在于負(fù)載壓力增加后，泵的實(shí)際輸出流量均略有減小。如圖9-15所示，原來(lái)的泵 輸出流量曲線(xiàn)2將向下平移至2,它和節(jié)流閥流量曲線(xiàn)1的交點(diǎn)也將隨之變化，即其工作點(diǎn)由A改為B。由于在這一區(qū)域內(nèi)曲線(xiàn)1的效率較小，工作點(diǎn)變化所引起的流量變化很小，因此，負(fù)載變化引起

32、的速度變化不顯著。10.插裝閥與比例閥11-1.試畫(huà)出中位機(jī)能為“H”的三位四通插裝式換向閥的原理。解：中位機(jī)能為“H”的三位四通閥插裝式換向閥原理如圖11-23所示。為使四個(gè)插裝閥在中位時(shí)都不關(guān)閉，采用中位機(jī)能為“Y”的先導(dǎo)閥?？刂朴吐分袉蜗蜷y（梭閥）當(dāng)然就不需要了。11-2.試用插裝閥實(shí)現(xiàn)圖11-13所示的三位四通閥。解：初步分析需用四個(gè)插裝閥和四個(gè)二位二通先導(dǎo)閥來(lái)實(shí)現(xiàn)圖示機(jī)能，并選用其序號(hào)為6，15，13三種狀態(tài)（圖11-9）。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)：在三種狀態(tài)下，插裝閥1及控制其啟閉的先導(dǎo)閥可以取消；而插裝閥2始終保持開(kāi)啟，故插裝閥2及控制其啟閉的先導(dǎo)閥液可以取消，在P口與A口間用一固定連通管

33、道代替即可。這樣，只剩下插裝閥3、4需要控制，不難用一個(gè)三位四通先導(dǎo)閥來(lái)實(shí)現(xiàn)，如圖11-24所示。可見(jiàn)，設(shè)計(jì)合理時(shí)可用較少的插裝閥來(lái)實(shí)現(xiàn)某些特殊功用的三位四通閥。11-3.用一個(gè)小型電動(dòng)機(jī)通過(guò)一定機(jī)構(gòu)帶動(dòng)一般溢流閥或調(diào)速閥的調(diào)節(jié)手柄，是否就成為電液比例閥？為什么？解：用小型電動(dòng)機(jī)可以對(duì)溢流閥或調(diào)速閥進(jìn)行調(diào)節(jié)，但這只能實(shí)現(xiàn)遙控而不是比例控制。如果電動(dòng)機(jī)能按輸入而轉(zhuǎn)動(dòng)相應(yīng)的角度，則用它來(lái)帶動(dòng)手柄可使一般的溢流閥或調(diào)速閥成為電液比例閥。11-4.如何將圖11-19所示比例調(diào)速閥改為手動(dòng)調(diào)速閥（采用同樣原理）。解：取消圖11-19中的比例電磁鐵，在先導(dǎo)閥右側(cè)加一個(gè)彈簧，并用螺釘對(duì)彈簧作用于先導(dǎo)閥的力進(jìn)

34、行調(diào)節(jié)，即成為采用同一原理的手動(dòng)調(diào)速閥。11.其它基本回路例題1、有一液壓缸，快速運(yùn)動(dòng)時(shí)需油40L/min，工作進(jìn)給（采用節(jié)流閥的進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速）時(shí)，最大需油量QL為9L/min，負(fù)載壓力為pL為3MPa。試問(wèn)：（1） （1）    當(dāng)采用圖10-2所示的雙泵供油系統(tǒng)時(shí)，工進(jìn)速度最大情況下的回路效率是多少？（2） （2）    若采用單個(gè)定量泵供油時(shí)，同一情況下的效率又是多少？解：（1）根據(jù)題設(shè)條件，取泵1的流量為QP1=32L/min，泵2的流量為QP2=10L/min（根據(jù)泵的樣本選?。?。由于采用了節(jié)流閥進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速，取。閥3卸荷時(shí)的壓力損失，則（3） （3）    當(dāng)采用一個(gè)定量泵供油時(shí)，泵的流量應(yīng)能滿(mǎn)足快速運(yùn)動(dòng)的需要，為此Qp最少取40L/min，可求得最大工進(jìn)速度下的效率，得例題2：圖10-8中，在液壓缸負(fù)載壓力不能改變的條件下，假如要求缸1和缸2的動(dòng)作順