液壓回路考試習(xí)題答案

1、八、計(jì)算題：1.如圖7.15所示為雙泵供油，差動(dòng)快進(jìn)與工進(jìn)速度換接回路。已知：泵的輸出流量qi =16L/min，q2=4L/min，輸送油液密度o900 kg/m ，運(yùn)動(dòng)粘度22010 6 m /s,液壓缸的有效面積A1=100cm2、A2=60cm2,快進(jìn)時(shí)負(fù)載F=1000N ;油液流過方向閥的壓力損失P=0.25MPa ,連接缸兩腔的油管其中ABC段因較長（L = 3m ），計(jì)算時(shí)需計(jì)其沿程損失，其它損失及由速度、高度變化形成的影響均可忽略。 試求： 快進(jìn)時(shí)缸速和壓力表讀數(shù)；工進(jìn)時(shí)壓力表讀數(shù)為承載能力為多大（流量很小，調(diào)速閥損失不計(jì)）？ABCD的內(nèi)徑d = 1.8 cm，8MPa,順序閥

2、的調(diào)定壓力宜選多大？此時(shí)回路解:（1）快進(jìn)時(shí)為差動(dòng)連接A1 A2316 41046040 100.083m/sq2A20.08360 105 10 4m3,/s4q25 10 441.8 10 2 21.966 m/sIIIRe21.966 1.8 102010 61.77 1037575，所以ReL Vo275 32 1.77900 1.9662103 1.8 10 20.896104PaP2 Pp(2)FFP2A2P有PPF ( p 沿 p A2A1A2103 ( 0.25PpA1 8圖 7.150.009)106 60 10 440 10 4106 100 10 4 80kN液控順序閥的

3、壓力應(yīng)為 0.64MPa至8MPaItJ lJj0.64 MPa2圖7.16所示液壓回路，限壓式變量調(diào)定后的流量壓力特性曲線如圖所示，調(diào)速閥調(diào)定的流量為 液壓缸的兩腔有效面積 A1=2A2=50cm2,不計(jì)管路損失，求：液壓缸的無桿腔壓力P1 ；當(dāng)負(fù)載F=0和F=9000N時(shí)有桿腔壓力P2；設(shè)泵的總效率為0.75,則系統(tǒng)在前述兩種負(fù)載下的總效率。2.5L/min，解：qpAiq2A2qp處 2 2.5 5L/minA2P2Pi2勺10(2.4-2 )22MPa。%A2A2F ;當(dāng)F= 0時(shí),P24.4 MPa9000N 時(shí)，p20.8MPa液壓回路的效率Piq1P1A19000642.2 10

4、 50 100.82圖 7.16p(NPa)9 / 10系統(tǒng)總效率0.82 0.750.623.圖7.17回路中，已知活塞在運(yùn)動(dòng)時(shí)的負(fù)載為F=1200N，活塞面積為 A=15cm2,溢流閥的調(diào)整壓力為 Py=4.5MPa,兩個(gè)減壓閥的調(diào)整壓力為pJ1=3.5 MPa , pj2=2MPa,如油液流過減壓閥及管道時(shí)的壓力損失均略去不計(jì)，試確定活塞在運(yùn)動(dòng)時(shí)和停在終端位置時(shí)，a、B、C三點(diǎn)處的壓力。pj1pj2圖 7.17Ati = 0.01 cm2, At2 = 0.02cm2，流量系數(shù)都解:4.圖7.18所示液壓回路，已知：兩個(gè)薄壁孔型節(jié)流閥的開口面積是Cd = 0.67，油液密度 p= 900

5、 kg/m3，負(fù)載壓力P1 = 2 MPa,溢流閥的調(diào)定壓力為pY = 3.6 MPa ,液壓泵的輸 出流量qp = 25 L/min，活塞面積Ai = 50 cm 2。若不計(jì)管路損失，試求電磁鐵通電和斷電時(shí)，活塞的運(yùn)動(dòng)速度各為多少?解：1DT通電，2節(jié)流閥短掉qTicdAn 戶1 cdAT1 嚴(yán)430.4 10 m /sViqT1a.4 巴 0.008m/s 0.48m/min50 1041DT斷電，兩節(jié)流閥串聯(lián)工作,QCh qT2CdAnf cdAr2-PA1PTIaPt2A1PyPcaPcP1Pc2.32MPav1qTiA1Cd AtJ2 Py PcA0.0071m/ s 0.43m/m

6、inL-J圖 7.18qmax0.48 50 10 42.4L/min,qp 25L/min溢流閥正常溢流定壓，所以節(jié)流閥入口壓力取Py 3.6mPa 正確。5.液壓泵的輸出流量 qp = 10 L/min，液壓缸的無桿腔面積 A1 = 50 cm2,有桿腔面積 A2 = 25cm2。溢流閥的調(diào) 定壓力為Py = 2.4 MPa,負(fù)載F=10 kN。節(jié)流閥口視為薄壁孔，流量系數(shù)都是 Cd = 0.62，油液密度 尸900 kg/m3,試求：節(jié)流閥口通流面積2 2 、At0.05cm和At 0.01cm時(shí)的液壓缸速度、液壓泵壓力Pp、溢流閥損失Ny和回路效率當(dāng)A 0.01cm和At0.02cm2

7、時(shí)，若負(fù)載F= 0 ,求液壓泵的壓力 Pp和液壓缸兩腔壓力 Pi和P2各為多大？解:p At0.05cm時(shí)：假設(shè)溢流閥不溢流,則通過節(jié)流閥的流量qTAqp 5L/m inA Pq2CdATqp2pc/At20.833220.62210 8 9000.052 10 80.325MPa冋 一一uLi 丄PpF _PAA A10 10350 10 40.325106 25502.163 MPaPp Py ,則溢流閥損失Ny0。qp10103A 60 50 10 40.0333m/s，回路效率:310 103Ppqp2.1630.0333 30.9246 10 10 310 602At 0.01cm時(shí)

8、，同理由上述求解過程可得P8.125MPa，F(xiàn)Ppa1PapA2由于pp py，假設(shè)不成立。則有：Pp Py 2.4 MPaF_A2.4 106 5025咤 0.8M Pa25 10 4qp CdAT20.62 0.0110 4J2 0.8 1069002.614 103/s液壓缸速度:qpAp2.614 105251041.046 10 2m/s，q1A1.046 105010 4535.23 10 5m3/sqqp10 10 3q1 飛5.2310511.437 105m3/s溢流損失:NyPp q 2.4106 11.437 10 5274.48W回路效率:qpPpi1!詈手隔560假設(shè)

9、溢流閥不工作時(shí),當(dāng)Ar 0.01cm2 時(shí)，p 8.125MPa,因?yàn)?F0, PiAPA2,則有p14.06 MPaPy ,與假設(shè)矛盾，假設(shè)不成立。PpP1Pyp A，2.4MPa , P2=4.8MPaA20.02cm 時(shí)p 2.03MPa,因?yàn)?F 0 , p1A1PA2則有p11.02 MPaPy,由此可知假設(shè)成立。Pp Pi 1.02 MPa ,p2p 2.03 MPa6.如上題所述的已知條件，當(dāng)F=10 kN時(shí)，若節(jié)流閥的最小穩(wěn)定流量qmin = 50 mL/min，試求:回路所對應(yīng)的節(jié)流閥口面積 At和缸的最小運(yùn)動(dòng)速度Vmin。若將回路改為進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路，則對應(yīng)的AT 和 Vm

10、in。將上二結(jié)果作比較，能說明什么?解：min6qrmin50 1033360 25 10 4.104m/s由可知P 0.8 ArqT minC梓50 10 660 0.62/2 0.8 106V 900_3.19 104cm2若改為進(jìn)口節(jié)流回路min4m/s , AtQt min4.51 104cm2。進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路能獲得更低的穩(wěn)定速度min 7.圖7.20調(diào)速回路中，泵的排量Vp = 105 mL/r，轉(zhuǎn)速np = 1000 r/min，容積效率 nv = 0.95。溢流閥的調(diào)定壓力為PY = 7 MPa。液壓馬達(dá)的排量 Vm = 160 mL/r，容積效率 n = 0.95，機(jī)械效率為

11、nmm = 0.8。負(fù)載轉(zhuǎn)矩T =16 N.S。節(jié)流閥最大開度口 At max= 0.2 cm2 （可視為薄壁小孔），其流量系數(shù)Cd = 0.62,油液密度 P 900 kg/m3,不計(jì)其它損失。試求:通過節(jié)流閥的流量qT。液壓馬達(dá)的最大轉(zhuǎn)速nmmax、輸出功率N和回路效率n并解釋為何效率很低?若將Py提高到8.5 MPa,貝U n mmax將為多大?解：2 DmTmPmVM nM mMPm嚴(yán)Vm mM2 16160 10 6 0.80.785MPa。圖 7.20qT Cd片嚴(yán) 0.62 0.2 10 4 J2 7 O.785 106900331.45 10 3m3/s=87.1 L/minq

12、PVPnPVP105 10 6 1000 0.95 1.6625 10 3m3/s6099.75L / min nM maxqTVM871鑒 517 r/min160 10 3NqM2 nMTM 2517 16/60 866.5WNqM2 nMTMppqp866.57 106 1.6625 10 30.0745這是因?yàn)榇嬖谝缌鲹p失和節(jié)流損失。 qT 0.62 0.2 10f 8.5 0.785 106 97.15L/min900&圖7.21為用調(diào)速閥的進(jìn)油節(jié)流加背壓閥的調(diào)速回路。負(fù)載 F=9000N，缸的兩腔面積 Ai = 50 cm2, A2 = 20cm2。背壓閥的調(diào)定壓力 pb = 0.

13、5 MPa。泵的供油流量qp = 30 L/min。不計(jì)管道和換向閥壓力損失，試問：欲使液壓缸速度恒定，不計(jì)調(diào)壓偏差，溢流閥最小調(diào)定壓力Py多大？卸荷時(shí)的能量損失有多大？若背壓閥增加了 Pb，溢流閥調(diào)定壓力的增量py應(yīng)有多大?解：因?yàn)镻2 Pb，所以 P1- PbA1A1900050 10 4500.51062MPa由于不計(jì)調(diào)壓偏差，所以PyP12MPa 。 Nlossp2q 0.5 10630 1060250w因?yàn)閜1Py，P2Pb，APb。當(dāng)AP2Pb Pb，溢流閥1圖 7.21調(diào)定壓力PyA1(PbA1Pb)，PyA2APbA2 PbPyAA2A1Pb，溢流閥調(diào)定壓力的增加量PyPbPb

14、。97.15 0.95M max160 10 3966.57 106 1.6625 10 3576.8r/min0.083Nqm 2576.816/60966.5W9.圖7.22所示的液壓回路中，如果液壓泵的輸出流量qp = 10 L/min，溢流閥的調(diào)定壓力為pY = 2 MPa，兩個(gè)薄壁孔型節(jié)流閥的開口面積At1 = 0.02 cm2，At2 = 0.01cm2，流量系數(shù)都是 Cd = 0.67，油液密度 尸900 kg/m 3。 溢流閥可能出現(xiàn)的最大溢流量。 溢試求在不考慮溢流閥的調(diào)壓偏差時(shí)：液壓缸大腔的最高工作壓力。流閥可能出現(xiàn)的最小溢流量。2與液壓缸并0，液壓缸不能運(yùn)動(dòng)。所以只有解：

15、要想使液壓缸運(yùn)動(dòng)，必須有油液進(jìn)入液壓缸無桿腔。因節(jié)流閥聯(lián)，若將閥1的流量全部流掉，則液壓缸流量為閥2過流流量中2小于閥1的過流流量qT1 （極限是相等）時(shí)，液壓缸才能運(yùn)動(dòng)。/2p2 Pp_pqT2 qT1CAT 2 J CAT1 M4p Pp 1.6M Pa5ZL6011 / 10液壓缸大腔的最高工作壓力pmax 1.6M Pa 定量泵的流量，由溢流閥和節(jié)流閥1共同分流，溢流閥分流最多時(shí)，也是節(jié)流閥1分流最少時(shí)，也就是節(jié)流閥1進(jìn)出口壓差最低圖 7.22（因?yàn)槠溟_口面積已經(jīng)確定） 都為初始調(diào)定值，所以閥qT1min。因不考慮溢流閥的調(diào)壓偏差，即溢流閥溢流量大小變化時(shí),1壓差最低值產(chǎn)生在閥1出口壓

16、力最高值。所以J2 PpP maxCdAT2 pYpmax溢流閥的最大溢流量qYmaxqpqT 1min102.4 7.6L/min其入口壓力不變,2.4L/min qy qp q1q y min qp q1max900q1max Cd_pm 0.67 0.02 10 4J2(2 上 108.933 10 5(m3/s) 5.36(L/min)qy min qp q1max 105.364.64( L / min)10.圖7.23所示回路，變量泵的轉(zhuǎn)速np = 1000 r/min，排量Vp = 40 mL/r，容積效率 np = 0.9，機(jī)械效率 n =0.9,工作壓力pp = 6 MPa

17、,進(jìn)油路和回油路壓力損失p進(jìn)= p回=1MPa，液壓缸大腔有效工作面積 A1 = 100cm2，小腔有效工作面積 A2 = 50cm2，液壓缸容積效率n/c= 0.98，機(jī)械效率 nmc = 0.95。試求 驅(qū)動(dòng)液壓泵的電機(jī)功率NiP ；活塞產(chǎn)生的推力解：電機(jī)功率 NiP,液壓泵的輸出功率NoP,為F :液壓缸輸出功率Noc；系統(tǒng)的效率n系?Nop Ppqp Ppqtp vPPpHpVp vp6 106 1000 40 10 6 O.9 3.6kw電機(jī)功率、即液壓泵輸人功率Nip為Nip業(yè)pNoP活塞推力F液壓缸無桿腔工作壓力p1為3.6 4.44kw vP mP 0.90.9P1Pp- P進(jìn)

18、 6 1 5MPa液壓缸活塞產(chǎn)生的理論推力Ft為Ft p1A15 106 100 10 450000N考慮到液壓缸的機(jī)械效率m及回油路的壓力損失P回，液壓缸活塞產(chǎn)生的實(shí)際推力為F Ft m- p回A250000 0.95 10650 10 442500 N液壓缸輸出功率Noc ,Noc Fv式中，v為液壓缸（活塞）的速度。若設(shè)液壓缸無桿腔流量為qi,則上式為F npVp vP vc A1000/6040 10-6 0.9 0.9842500 10帀2.5kw系統(tǒng)效率n系，根據(jù)定義，系統(tǒng)效率為液壓缸輸出功率Noc與電機(jī)功率NiP之比，即系=理=空0.56Nip 4.4411.圖7.24所示液壓回

19、路，已知低壓輔助泵使主泵的吸油管和馬達(dá)的出油管壓力保持為0.4 MPa,變量泵的最大排量Vp= 100 mL/r，泵的轉(zhuǎn)速nP= 1000 r/min，容積效率 p = 0.9，機(jī)械效率nmP = 0.85 ;液壓馬達(dá)的排量Vm = 50 mL/r，容積效率 nM = 0.95，機(jī)械效率 如皿=0.9，管路損失略去不計(jì)，當(dāng)馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩為40N.m，輸出轉(zhuǎn)速為160 r/min時(shí)，試求：變量泵的輸出流量、輸出壓力以及泵的輸入功率?解: Tmpp pyVmmMpp d pyVm mM50100.90.4 1065.98 MPaqpqMVm niM vM160500.95 7.6L/minNiPNo

20、PPpqp5.98106 7.6 10 359.4kwvP mP0.90.85 T*f圖 7.24九、綜合題:5.4Mpa,負(fù)載F為40000N，液壓缸大腔1.回油節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)：液壓泵流量為 25L/ min，溢流閥調(diào)定壓力為面積A1=80cm2,小腔面積A2=40cm2,工進(jìn)時(shí)液壓缸速度 v為18cm/min,不考慮管路損失和液壓缸摩擦損失。試求：畫出完整回路;工進(jìn)時(shí)液壓系統(tǒng)的效率為多少; 負(fù)載降為0時(shí)（即F=0）,活塞的運(yùn)動(dòng)速度和回油腔的壓力?解：如圖0.533今 N1 Fv4000 18系63系 NpPpCip 5.4 1 06 25 1 0 3F=0時(shí)壓力全作用在節(jié)流閥上,心P1A1

21、F P2=P1 殳80404000040.8M Pa40 10 4qT CdAT 嚴(yán)25 10900廠 0.6215.9 10 6m2P2 A2P1A1P2pS 5.4A280 10.8M pa40qTCdAT 戶0.62 15.9 10f2A290040 1040.38m/s18 / 1025L/min，調(diào)節(jié)好的限壓壓力為 4.5MPa,截止2.回油節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)的泵源為一只限壓式變量泵，最大流量為壓力為7MPa?；赜吐飞系恼{(diào)速閥工作時(shí)， 其節(jié)流閥兩端壓差為恒值A(chǔ)p=0.3MPa（液壓缸大腔進(jìn)油為前進(jìn)方向）快進(jìn)與快退時(shí)負(fù)載均為 0。試:液壓缸大腔面積 Ai=20cm2，小腔面積 A2=10cm

22、2，工進(jìn)時(shí)負(fù)載為 F=10000N，畫出完整回路。 液壓缸運(yùn)動(dòng)速度為 5 m/min時(shí)，泵的出口壓力。此時(shí)調(diào)速閥中定差減壓閥的壓力降。此時(shí)調(diào)速閥的節(jié)流閥的開口面積，流量系數(shù)為Cd=0.62, P =900kg/m。此時(shí)系統(tǒng)的效率為多少?解：如圖2010 4 10L/minq 二qmax 7x 104.525x 1所以Pp 6MPa P2A2 二PiAi q2 qTP2 = P1A10102065L/min106201010000410 102MPapJ=2-0.3=1.7 MPaqTCdATpAt2015.2 10 6m20.62 6OV2 0.3 1060.052cm23.如圖N1FvNpPpCip10000 56 106 10 10 30.833rA口7.25所示的液壓回路可以實(shí)現(xiàn)“快進(jìn)-工進(jìn)-快退”動(dòng)作的回路（活塞右行為左行為“退”），如果設(shè)置壓力繼電器的目的是為了控制活塞的換向，試問:圖中