液壓和氣壓習題集

液壓與氣壓傳動習題集二零零六年五月目錄TOC\o"1-1"\p""\u第一章流體力學基礎(chǔ)………………….1第二章能源裝置及附件……………...12第三章執(zhí)行元件……………………...16第四章控制元件……………………...23第六章基本回路……………………...39第一章流體力學基礎(chǔ)1-1某液壓油在大氣壓下的體積是，當壓力升高后，其體積減少到，取油壓的體積模量為，求壓力升高值。解：由知：1-2用恩式粘度計測的某液壓油（）200Ml流過的時間為=153s，時200Ml的蒸餾水流過的時間為=51s，求該液壓油的恩式粘度，運動粘度和動力粘度各為多少？解：3圖示為一粘度計，若D=100mm，d=98mm,l=200mm,外筒轉(zhuǎn)速n=8r/s時，測得轉(zhuǎn)矩T=40Ncm,試求其油液的動力粘度。解：設(shè)外筒內(nèi)壁液體速度為由兩邊積分得1-4圖示一液壓缸，其缸筒內(nèi)徑D＝12厘米，活塞直徑d＝11.96厘米，活塞長度L＝14厘米，若油的粘度0.5m/s，試求不計油液壓力時拉回活塞所需的力F等于多少？解：對活塞列平衡方程：對上式兩邊積分得：1-5如圖所示，一具有一定真空度的容器用一根管子倒置一液面與大氣相通的水槽中，液體與大氣相通的水槽中，液體在管中上升的高度h=1m,設(shè)液體的密度為，試求容器內(nèi)真空度。解：設(shè)為大氣壓，為絕對壓力，則真空度：取水槽液面為基面，列出靜力學基本方程：則真空度為：pa1-6如圖所示，有一直徑為d，質(zhì)量為m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，活塞浸入深度為h，試確定液體在測壓管內(nèi)的上升高度x。解：由題意知：1-7液壓缸直徑D=150mm，柱塞直徑d=100mm，液壓缸中充滿油液。如果柱塞上作用著F=50000N的力，不計油液的重量，求圖示的兩種情況下液壓缸中壓力分別等于多少？解:由圖中分析知，在兩種情況下，作用在柱塞上的面積均為1-8圖示容器A中的液體的密度ρA＝900Kg/m3,B中液體的密度為ρB＝1200Kg/m3，ZA=200mm,ZB=180mm,h=60mm,U形管中的測試介質(zhì)是汞，試求A,B之間的壓力差。解：此為靜壓力問題，可列出靜壓力平衡方程：PA+ρAgZA＝ρBgZB+ρ水銀gh+PB得ΔPAB＝PA-PB＝ρBgZB+ρ水銀gh-ρAgZ＝1200×9.8×0.18＋13.6×103×0.06－900×9.8×0.2Pa=8350Pa1-9如圖所示，已知水深H=10m,截面，求孔口的出流流量以及點２處的表壓力（取，不計損失）解：對0-0和2-2截面列理想液體能量方程：對2－2和1-1截面列理想液體能量方程：顯然，且有連續(xù)方程：由聯(lián)立解得：則２處的表壓力即1-10如圖示一抽吸設(shè)備水平放置，其出口和大氣相通，細管處截面積，出口處管道截面積，h=1m，求開始抽吸時，水平管中所必需通過的流量q（液體為理想液體，不計損失）。解：對截面和建立液體的能量方程：（1）連續(xù)方程（2）又（3）方程（1）（2）（3）聯(lián)立，可得流量1-11有一液壓缸，流量為25L/min，吸油管直徑25mm，泵的吸油口比油箱液面高出400mm。如只考慮吸油管中500mm的沿程壓力損失，油液的運動粘度為30，油液的密度為900，問泵的吸油腔處的真空度為多少？解：如圖，對1-1截面和2-2截面建立液體能量方程：其中，（表示沿程壓力損失），所以流態(tài)為層流沿程壓力損失所以，真空度為p=++687.6=4539.91-12泵從一個大的油池中抽吸油液，流量為q＝150L/min,油液的運動粘度=34×10－6m2/s,油液密度ρ=900kg/m3。吸油管直徑d＝60毫米，并設(shè)泵的吸油管彎頭處局部阻力系數(shù)ξ＝0.2，吸油口粗濾網(wǎng)的壓力損失Δp＝0.0178MPa。如希望泵入口處的真空度Pb解：吸油管油液速度：故油在管中為層流流動。以油池液面為基準，定為1－1截面，泵吸油處為2－2截面，列能量方程：其中，（層流），因，，所以，真空度Pa－P2=++1-13圖示水平放置的固定導板，將直徑d=0.1m,而速度為Ｖ＝20m/s的射流轉(zhuǎn)過90度角，求導板作用于液體的合力大小和方向（）解：射流流量對射流列X軸方向的動量方程（“—”表示力的方向與X軸正方向相反）對射流列Y軸方向的動量方程導板作用于液體的合力，方向與X軸正方向成如圖所示的安全閥，閥座直徑d=25mm，當系統(tǒng)壓力為5.0Mpa時，閥的開度x=5mm為，通過的流量q=600L/min，若閥的開啟壓力為4.3Mpa，油液的密度為900kg/m3，彈簧的剛度k=20N/mm，求油液的出流角。解：對安全閥閥心列平衡方程其中，而聯(lián)立以上得，代入數(shù)據(jù)得，1-15有一管徑不等的串聯(lián)管道，大管內(nèi)徑為20mm，小管內(nèi)徑為10mm,流過粘度為30的液體，流量為q=20L/min，液體的密度=900kg/,問液流在兩流通截面上的平均流速及雷諾數(shù)。解：1-16運動粘度=40×10－6m2/s的油液通過水平管道，油液密度ρ=900kg/m3，管道內(nèi)徑d=10mm,l=5m,進口壓力P1＝4.0MPa,問流速為3m/s時，出口壓力P2解：由于油在水平管道中流動，此管道為等徑直管，所以產(chǎn)生沿程壓力損失：=P2＝P1－ΔPλ＝4－0.192MPa＝3.81MPa1-18有一薄壁節(jié)流小孔，通過的流量為q=25L/min，壓力損失為0.3Mpa，試求節(jié)流孔的通流面積，設(shè)流量系數(shù)Cd=0.61，油液的密度900kg/m3解：由，得=1-19圓柱形滑閥如圖所示：已知閥芯直徑d=2cm，進口液壓=9.8Mpa,出口液壓油液的密度通過閥口時的流量系數(shù)求流過閥口的流量。解：當閥的開口較小時，可看作薄壁小孔，閥口的流量截面積:流過閥口的流量：1-20圖示柱塞直徑d=19.9mm,缸套直徑D=20mm,長l=70mm,柱塞在力F＝40N作用下向下運動，并將油液從隙縫中擠出，若柱塞與缸套同心，油液的動力粘度μ=0.784×10－3Pa.s，問柱塞下落0.1m所需的時間。解：此問題為縫隙流動問題，且為環(huán)形縫隙其中，，，代入數(shù)據(jù)得，1-21在一直徑D=25mm的液壓缸中放置著一個具有4條矩形截面槽的活塞，液壓缸左腔表壓為，右腔直接回油箱，設(shè)油的粘度進口處壓力損失可以忽略不計，試確定由液壓缸左腔沿四條槽泄露到右腔去的流量，已知槽的尺寸是。解：由題意得，四條槽可以看作四個細長孔。水力直徑則所求的流量：1-22如圖所示，已知泵的供油壓力為3.2Mpa，薄壁小孔節(jié)流閥Ⅰ的開口為0.02m2，薄壁小孔節(jié)流閥Ⅱ的開口為0.01m2，求活塞向右運動的速度v為多少？缸中活塞面積A=100cm2，油的密度900kg/m3，負載16000N，液流的流量系數(shù)C解：對活塞列平衡方程，得流過節(jié)流閥Ⅰ的流量流過節(jié)流閥Ⅱ的流量進入缸的流量活塞的速度1-23如圖所示的液壓系統(tǒng)從蓄能器A到電磁閥B的距離l=4m,管徑d=20mm,壁厚，管內(nèi)壓力，鋼的彈性模量，液體密度，體積模量，求，解：壓力沖擊波的傳播速度閥瞬間關(guān)閉，屬于直接沖擊，此時管道內(nèi)瞬間壓力升高值管中最大壓力t=0.02>，屬于間接沖擊此時管道內(nèi)瞬間壓力升高值管中最大壓力t=0.05>,屬于間接沖擊此時管道內(nèi)瞬間壓力升高值管中最大壓力第二章能源裝置及附件2-1已知液壓泵的額定壓力和額定留量，不計管道內(nèi)壓力損失，說明圖示各種工況下液壓泵出口處的工作壓力值。解：a)b)c)d)e)2-2如圖所示，A為通流截面可變的節(jié)流閥，B為溢流閥。溢流閥的調(diào)整壓力是Py，如不計管道壓力損失，試說明，在節(jié)流閥通流截面不斷增大時，液壓泵的出口壓力怎樣變化？答：節(jié)流閥A通流截面最大時，液壓泵出口壓力P=0，溢流閥B不打開，閥A通流截面逐漸關(guān)小時，液壓泵出口壓力逐漸升高，當閥A的通流截面關(guān)小到某一值時，P達到Py，溢流閥B打開。以后繼續(xù)關(guān)小閥A的通流截面，P不升高，維持Py值。

2-3試分析影響液壓泵容積效率的因素。答：容積效率表征容積容積損失的大小。由可知：泄露量越大，容積效率越小而泄露量與泵的輸出壓力成正比，因而有由此看出，泵的輸出壓力越高，泄露系數(shù)越大，泵排量越小，轉(zhuǎn)速越底，那么容積效率就越小。2-4泵的額定流量為100L/min,額定壓力為2.5MPa，當轉(zhuǎn)速為1450r/min時，機械效率為ηm＝0.9。由實驗測得，當泵出口壓力為零時，流量為106L/min，壓力為2.5MPa時，流量為100.7L/min，試求：①泵的容積效率；②如泵的轉(zhuǎn)速下降到500r/min，在額定壓力下工作時，計算泵的流量為多少？③上述兩種轉(zhuǎn)速下泵的驅(qū)動功率。解：①通常將零壓力下泵的流量作為理想流量，則qt＝106L/min由實驗測得的壓力為2.5MPa時的流量100.7L/min為實際流量，則ηv＝100.7/106=0.95=95%②qt=106×500/1450L/min=36.55L/min,因壓力仍然是額定壓力，故此時泵流量為36.55×0.95③當n=1450r/min時,P=pq/(ηvηm)=2.5×106×100.7×10-3/（60×0.95×0.9）w=4.91kw當n=500r/min時,P=pq/(ηvηm)=2.5×106×34.7×10-3/（60×0.95×0.9）w=1.69kw2-5設(shè)液壓泵轉(zhuǎn)速為950r/min，排量＝168L/r，在額定壓力29.5MPa和同樣轉(zhuǎn)速下，測得的實際流量為150L/min，額定工況下的總功率為0.87，試求：(1)泵的理論流量；(2)泵的容積效率；(3)泵的機械效率；(4)泵在額定工況下，所需電機驅(qū)動功率；(5)驅(qū)動泵的轉(zhuǎn)矩。解：①qt＝Vpn=168×950L/min=②ηv=q/qt=150/159.6=94%③ηm=/ηv=0.87/0.9398=92.5%④P=pq/=29.5×106×150×10-3/（60×0.87）w=84.77kw⑤因為=pq/Tω所以T=pq/ω=pq/（2лn）=29.5×106×150×10-3/（2×0.87×3.14×950）=852.12-6分析雙作用葉片泵配油盤的壓油窗口端開三角須槽，為什么能降低壓力脈動和噪聲？答：在配油盤壓油窗口開三角眉槽后，處于兩片間的封油區(qū)容積逐漸與壓油腔相通，壓力變化率小，就可降低流量，降低壓力脈動和噪聲。2-7雙作用葉片泵兩葉片之間夾角為,配油盤上封油區(qū)夾角為ε，定子區(qū)表面曲線圓弧段的夾角為β，它們之間應滿足怎樣的關(guān)系？為什么？答：為了保證配油盤的吸、壓油窗口在工作中能隔開，必須ε2л/Z；為了防止產(chǎn)生困油、氣穴現(xiàn)象，必須βε。2-8試分析外反饋壓力式變量葉片泵特性曲線，并敘述改變AB段上下位置，BC段的斜率和拐點B的位置的調(diào)節(jié)方法。答：曲線形狀分析：曲線AB段。在此段，泵的反饋作用力小于泵的彈簧預緊力，泵的偏心距為初始最大值不變，泵的流量也是最大值，并保持不變，曲線AB段近似水平。但由于壓力增加，泄漏也增加，故曲線AB段隨壓力的增加而略有下降。拐點B。在B點，泵的反饋作用力剛好等于泵的彈簧預緊力。對應的工作壓力，其值由彈簧預壓縮量確定。曲線BC段。在此段，泵的反饋作用力大于泵的彈簧預緊力，定子左移，偏心距減小，泵的流量也減小。當泵的工作壓力高到接近于C（實際上不能達到）點壓力時，泵的流量已很小，這時因壓力較高，故泄漏也增多，當泵的流量只能全部用于彌補泄漏時，泵的實際對外輸出流量為零，這時，偏心距已很小且不會再變小，泵的工作壓力也不會再升高，這就是C點。影響曲線形狀的因素：1）改變柱塞的初始位置，可以改變初始偏心距的大小，從而改變泵的最大輸出流量，即使曲線AB段上、下平移。2）改變彈簧剛度，可以改變曲線BC段的斜率，彈簧剛度大，BC段斜率小，剛度小，BC段斜率大。3）改變彈簧預緊力的大小，可改變壓力的大小，從而使曲線拐點左、右平移。第三章執(zhí)行元件3-1圖示三種結(jié)構(gòu)的液壓缸，活塞和活塞桿直徑分別為D，d，如進入液壓缸的流量為，壓力為，試分析各缸產(chǎn)生的推力，速度大小以及運動方向。解：對于圖a桿受拉，液壓缸左移對于圖b由式：桿受壓，液壓缸右移對于圖c桿受壓，液壓缸右移3-2圖示兩個結(jié)構(gòu)和尺寸均相同相互串聯(lián)的液壓缸，無桿腔面積A1＝100cm2，有桿腔面積A2＝80cm2，缸1輸入壓力P1＝0.9MPa，輸入流量q1＝12L/min。不計損失和泄漏，試求：①兩缸承受相同負載時（F1=F2），負載和速度各為多少？②缸1不受負載時（F1＝0），缸2能承受多少負載？③缸2不受負載時（F2＝0），缸1能承受多少負載？解：①對缸1和2的活塞分別列平衡方程F1＝P1A1－PF2＝P2其中，F(xiàn)1＝F2聯(lián)立以上方程得，P2=0.9×106×100×10-4/（80×10-4+100×10-4）Pa=0.5×106Pa負載：F1＝F2=P2A1=0.5×106×100×10缸的速度：V1＝q1/A1=12×10－3/（100×10-4）m/min=1.2m/min又由V1A2=V2得V2＝V1A2/A1=0.96m②由F1＝P1A1－P2得P2＝P1A1/AF2=P2A1=1.125×106×100×10③由F2=P2A1=0得PF1＝P1A1＝0.9×106×100×10-43-3圖示液壓缸，輸入壓力為，活塞直徑為D，柱塞直徑為d，求輸出壓力，為多少？解：由受力可知：3-4差動連接液壓缸，無桿腔面積A1＝100cm2，有桿腔面積A2＝40cm2，輸入油壓力p＝2MPa，輸入流量q＝40L/min，所有損失忽略不計，試求：①液壓缸能產(chǎn)生最大推力；②差動快進時管內(nèi)允許流速為4m/s，進油管徑應選多大？解：①液壓缸的推力F=P1（A1－A2）ηm故Fmax＝P1×（A1－A2）×1＝2×106×（100－40）×10-4×1N＝1.2×10-4N=12kN②活塞運動速度V=q/（A1－A2）=40×10-3/(60×60×10-4）m/s＝1/9m/s又VA1=V管A管故A管＝(1/9)×100×10-4/4＝лd2/4d=18.8mm應取20mm3-5圖示一個與工作臺相連的柱塞缸，工作臺質(zhì)量980Kg，缸筒柱塞間摩擦阻力Ff＝1960N，D=100mm,d＝70mm，d0＝30mm，試求：工作臺在0.2時間內(nèi)從靜止加速到最大穩(wěn)定速度v＝7m/min時，泵的供油壓力和流量各為多少？解：根據(jù)動量定理，F(xiàn)t=mv2-mv1所以F總=m(v2-v1)/t=980×7/(0.2×60)=571.67N工作臺開始上升時F-G-Ff=F總則F=F總+G+Ff=571.67+980×9.8+1960=12135.67N又根據(jù)柱塞缸推力公式可得又根據(jù)柱塞缸速度公式，可得3-6一單桿油壓快進時采用差動連接，快退時油壓輸入缸的有桿腔，設(shè)缸的快進快退速度均為0.1m/s,工作時桿受壓，推力為25000N。已知輸入流量q=25L/min,背壓試求：（1）缸和活塞直徑D，d;(2)缸筒壁厚，缸桶材料為45號鋼解：（1）由于快進時為差動連接其中由式得，取d=75mm因為快進快退得速度相同，所以D=mm,取D=105mm按上式的D和d取值，對與的實際值進行驗算可見，D和d的取值能夠滿足快進和快退的速度均為0.1m/s的要求。（2）缸壁的壁厚可由式求得其中，對45號鋼，設(shè)缸的工作壓力為P1，對缸列平衡方程：此處視液壓缸額定壓力當時，取得，取。3-7圖為定量泵和定量馬達系統(tǒng)。泵輸出壓力Pp＝10Mpa，排量Vp＝10mL/r，轉(zhuǎn)速np＝1450r/min，機械效率ηmp＝0.9，容積效率ηvp＝0.9，馬達排量Vm＝10mL/r，機械效率ηmm＝0.9，容積效率ηvm＝0.9，泵出口和馬達進口間管道壓力損失0.2MPa，其它損失不計，試求：①泵的驅(qū)動功率；②泵的輸出功率；③馬達輸出轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和功率。解：①泵所需的驅(qū)動功率為：②P出=pPvPnPηvp=10×106×10×10-6×1450×0.9/60w=2.18Kw③泵的輸出等于馬達的輸入量Vmnm/ηvm=vPnPηvp得nm=vPnPηvpηvm/Vm=10×10-6×1450×0.9×0.9/(10×10-6)=1174.5r/min輸入馬達的壓力：馬達的輸出功率馬達的轉(zhuǎn)矩T=p/2πn=1730/(2×3.14×3-8圖示系統(tǒng)，泵和馬達的參數(shù)如下：泵的最大排量，轉(zhuǎn)速，機械效率，總效率；馬達排量，機械效率，總效率，回路最大允許壓力=8.3Mpa，若不計管道損失，試求：1）馬達最大轉(zhuǎn)速及該轉(zhuǎn)速下的的輸出功率和輸出轉(zhuǎn)矩。2）驅(qū)動泵所需的轉(zhuǎn)矩。解：1）泵的流出流量等于流入馬達的流量即有輸出轉(zhuǎn)矩輸出功率驅(qū)動泵所需的轉(zhuǎn)矩由即得3-9圖示為變量泵和定量馬達系統(tǒng)，低壓輔助泵輸出壓力=0.4Mpa，泵的最大排量，轉(zhuǎn)速，容積效率，機械效率。馬達相應參數(shù)為，，，。不計管道損失，當馬達的輸出轉(zhuǎn)矩為，轉(zhuǎn)速為時，求變量泵的排量，工作壓力和輸入功率。解：1）泵的輸出流量等與流入馬達的流量即，2）由馬達的輸出轉(zhuǎn)矩（其中，為馬達輸入壓力）當不計管道損失時，變量泵的輸出壓力p，即為馬達的輸入壓力，即3）變量泵的輸出流量：變量泵的輸入功率：第四章控制元件4-1如圖所示液壓缸，液控單向閥作用鎖以防止液壓缸下滑，閥的控制活塞面積是閥心承受面積A的3倍。若摩擦力，彈簧力均忽略不計，試計算需要多大的控制壓力才能開啟液控單向閥？開啟前液壓缸中最高壓力為多少？解：對剛缸體作受力分析有由于控制面積為閥心承壓面積的3倍故開啟閥需即取臨界條件開啟最高壓力4-2彈簧對中型三位四通電液換向閥的先導閥及主閥的中位機能能否任意選定？答：不能。4-3二位四通閥用作二位三通或而為二通閥時應如何連接？答：作二位三通閥，將回油口T堵死。作二位二通閥，將回油口T和某一工作油接通。4-4如圖所示系統(tǒng)中溢流閥的調(diào)整壓力分別為pA=3MPa,pB=1.4MPa,pC=2MPa。試求當系統(tǒng)外負載為無窮大時，泵的出口壓力為多少？如將溢流閥B的遙控口堵住，泵的出口壓力為多少？答：1）泵的出口壓力PP=2MPa。閥A和閥B,C并聯(lián)，泵的出口壓力為兩個支路壓力較小者，在系統(tǒng)負載無窮大時，閥B的進口壓力是閥C的調(diào)整壓力，即2MPa，而閥A的調(diào)整壓力是3MPa所以此時泵的出口壓力P=2MPa。2）泵的出口壓力PP=3MPa。若溢流閥B的遙控口堵住，當閥C道通后，其進口壓力是2MPa，而此壓力又反饋作用于閥B,使閥B的調(diào)整壓力成為pB+pC=3.4MPa，而閥A的調(diào)整壓力是3MPa。此時，兩者調(diào)整壓力的較小者為泵的出口壓力，即PP=3Mpa。4-5如圖所示，兩系統(tǒng)中溢流閥的調(diào)整壓力分別為pA=4MPa,pB=3MPa,pC=2MPa。當系統(tǒng)外負載為無窮大時，泵的出口壓力各為多少？對圖a的系統(tǒng)，請說明溢流量是如何分配的？解：a）泵的出口壓力PP=2MPa。閥A,B,C并聯(lián)，其中閥C的調(diào)整壓力最低，所以閥C導通，壓力由C決定，所以泵的出口壓力PP=PC=2MPa。溢流量分配應是qC=全部，qA=0;qB=0.b）泵的出口壓力PP=6MPa。閥A,B,C串聯(lián)，其中閥B的遙控口接油箱，故B的調(diào)整壓力為pB=0Mpa。當閥C道通后，其進口壓力是2MPa，而此壓力又反饋作用于閥B,使閥B的調(diào)整壓力成為pB+pC=2MPa，同理，使的閥A的調(diào)整壓力成為pA+pB+pC=6MPa,故泵的出口壓力pp＝6Mpa。4-6如圖所示，溢流閥的調(diào)定壓力為4Mpa，若不計先導油流經(jīng)主閥心阻尼小時的壓力損失，試判斷下列情況下的壓力表讀數(shù)：1）YA斷電，且負載為無窮大2）YA斷電，且負載為2Mpa3)YA斷電，且負載壓力為2Mpa解：1）壓力表讀數(shù)為4Mpa。此時，閥的遙控口不通油箱，壓力表測的的為閥的調(diào)整壓力，即4Mpa。2)壓力表讀數(shù)為2Mpa。此時，由于系統(tǒng)實際工作壓力小于溢流閥的調(diào)整壓力，故溢流閥不溢流，壓力表測的的為實際工作壓力，即2Mpa。3)壓力表讀數(shù)為0Mpa。此時，由于閥的遙控口接通油箱，則作用于壓力表的遙控口油壓為0Mpa，所以壓力表讀數(shù)為0Mpa.試確定在圖示回路中，在下列情況中液壓泵的出口壓力：全部電磁鐵斷電電磁鐵2YA通電，1YA斷電電磁鐵2YA斷電，1YA通電解：1）泵的出口壓力PP=5.5Mpa此時，先導溢流閥和直動溢流閥串聯(lián)，當調(diào)整壓力為0.5MPa的溢流閥導通時，其入口壓力為0.5MPa，而此壓力又反饋作用于先導溢流閥，使得先導溢流閥的調(diào)整壓力變?yōu)?+0.5=5.5MPa,所以泵的出口壓力為5.5MPa。2）泵的出口壓力PP=3.5Mpa當泵的出口壓力為3MPa時，調(diào)整壓力為3MPa的溢流閥導通，此時，先導溢流閥的開啟壓力變?yōu)?，并導通，同時其出口油壓使得調(diào)整壓力為0.5MPa的溢流閥導通，而此壓力又反饋作用于先導溢流閥，使得先導溢流閥的調(diào)整壓力變?yōu)?+0.5=3.5MPa,所以泵的出口壓力為3.5MPa。3）泵的出口壓力PP=0.5Mpa此時，先導溢流閥的遙控口接通油箱，其開啟壓力變?yōu)?，所以泵的出口壓力為0.5MPa4-8如圖所示系統(tǒng)，溢流閥的調(diào)定壓力為5Mpa，減壓閥的調(diào)定壓力為2.5Mpa。試分析下列各工況，并說明減壓閥閥口處于什么狀態(tài)？1）當泵口壓力等于溢流閥調(diào)定壓力時，夾緊缸使工件夾緊后，A，C點壓力各為多少？2）當泵出口壓力由于工作缸快進，壓力降低到1.5Mpa時（工件原處于夾緊狀態(tài)），A.C點壓力各為多少？答：1）PA=PC=2.5MPa,PB=5MPa;減壓閥閥口處于關(guān)閉狀態(tài)。工件夾緊后，由于泵的流量繼續(xù)輸出，使得A點和C點的壓力同時升高，當升高到減壓閥的調(diào)定壓力時，減壓閥工作，閥口關(guān)閉，并穩(wěn)定A,C兩點壓力為其調(diào)定壓力2.5Mpa；B點的壓力為溢流閥的調(diào)定壓力5Mpa。2）PA=PB=1.5Mpa,PC=2.5Mpa;減壓閥閥口處于打開狀態(tài)。當泵的出口壓力降到1.5Mpa時，溢流閥和減壓閥都不工作，溢流閥閥口關(guān)閉，B點壓力PB=PP=1.5MPa;減壓閥閥口打開，即相當于一個通道，所以PA=PB=1.5MPa;由于單向閥的作用，C中的壓力仍為剛才的壓力，即2.5MPa。3）PA=PB=PC=0Mpa；減壓閥閥口處于打開狀態(tài)當夾緊缸在夾緊工件前作空載運動時，負載壓力PL=0MPa,因為PL小于減壓閥的調(diào)整壓力，所以減壓閥閥口全開，PC=PB=PL=0MPa;由于溢流閥閥口關(guān)閉，所以PA=PB=0MPa4-9圖4-121所示回路，溢流閥的調(diào)定壓力為5MPa，減壓閥的調(diào)定壓力為1.5MPa，活塞運動時負載壓力為1MPa，其它損失不計，試求：1）活塞在運動期間和碰到死檔板后A.B處壓力；2）如果減壓閥的外泄油口堵死，活塞碰到死檔板后A.B處壓力。答：1）活塞在運動期間，PA=PB=1MPa活塞運動期間，由于負載壓力小于減壓閥調(diào)整壓力，使得減壓閥閥口處于開口狀態(tài)，所以PB=PA,同時B點壓力低于溢流閥調(diào)整壓力，使得該閥關(guān)閉，所以PA=PB=1MPa活塞碰到死檔板后，PA=1.5MPa，PB=5MPa此時，由于泵的流量繼續(xù)輸出，使得A點壓力升高，當A點壓力升高到大于減壓閥調(diào)整壓力時，減壓閥工作，使得PA穩(wěn)定在1.5MPa；因缸已停止運動，故沒有經(jīng)減壓閥閥口通向缸的流量，隨著泵流量的輸出，只有一小股經(jīng)減壓閥泄油口回油箱的流量，所以，B點壓力很快憋高，并最終把溢流閥閥開，使B點壓力穩(wěn)定在該閥的調(diào)整壓力，即5MPa。2）PA=PB=5MPa把減壓閥外泄油口堵住后，增大了閥心彈簧腔的壓力，活塞碰到死檔板后，隨著泵流量的繼續(xù)輸出，使得減壓閥閥口打開，A點B點壓力很快憋高，最終打開溢流閥，使得A點和B點壓力穩(wěn)定在該閥的調(diào)整壓力，即5Mpa。。4-10如圖所示的減壓回路，一只液壓缸無桿腔，有桿腔的面積分別為100cm2,50cm2,最大負載F1=14000N,F2=4250N,背壓p=0.15MPa,節(jié)流閥2的壓差Δp=0.2MPa,求：1）A,B,C各點壓力（忽略管路阻力）；2）泵和閥1，2，3應選多大的額定壓力？3）若兩缸的進給速度分別是V1=3.5cm/s,V2=4cm/s,泵和閥的額定流量應選多大？解：1）由上面的缸的活塞受力平衡，可有Pc=F/A1=14000/(100×10-4)Pa=1.4MPaA處壓力與C處壓力相差節(jié)流閥2的壓差，可有PA=Pc+0.2MPa=1.6MPa由下面的缸的活塞桿力的平衡，可有PBA1=F2+PA2所以PB=（F2+PA2）/A1=(4250+50×10－4×0.15×106)/100×10－4Pa＝0.5MPa2）為了回路能符合要求，并保證安全，泵和閥1，2，3的額定壓力均應按系統(tǒng)地最大工作壓力選取，選標準值2.5MPa。3）流入上面液壓缸的流量流入下面液壓缸的流量流經(jīng)背壓閥的流量由于兩個液壓缸不同時工作，故選擇，4-11如圖所示的回路，順序閥的調(diào)整壓力，溢流閥的調(diào)整壓力，問在下列情況下A.B壓力為多少？1）液壓缸運動時，負載壓力=4Mpa時；2）如負載壓力變?yōu)?Mpa時3）活塞運動到右端時解：1）PA=PB=4MPa當B點壓力達到3MPa時，順序閥打開，而要使缸運動，泵的輸出壓力必須大于等于4MPa，此時，溢流閥關(guān)閉，PA=PB=4MPa。2）PA=1MPa，PB=3MPa此時，只需順序閥打開，且使A點壓力等于負載壓力1MPa即可，所以PA=1MPa，PB=3MPa。3)PA=PB=5MPa液壓缸運動時，順序閥始終保持開啟，當活塞運動到右端不動時，由于泵的流量繼續(xù)輸出，從而使得A、B點壓力同時升高，當達到溢流閥的調(diào)整壓力5MPa時,溢流閥溢流定壓，此時，PA=PB=5MPa。4-12如圖所示系統(tǒng)，缸Ⅰ,Ⅱ上的外負載力F1=20000N,F2=30000N，有效工作面積都是A=50cm2,要求缸Ⅱ先于缸Ⅰ動作，問：1）順序閥和溢流閥的調(diào)定壓力分別為多少？2）不計管路阻力損失，缸Ⅰ動作時，順序閥進，出口壓力分別為多少？解：1）P溢>P順>6MPa缸Ⅱ動作時需要的壓力為：P=F2/A=30000/50×10-4pa=6Mpa要保證回路正常工作，需P溢>P順，而要保證缸Ⅱ先于缸Ⅰ動作，需順序閥的調(diào)定壓力大于缸Ⅱ動作時需要的壓力，即P順>6MPa。綜上述得P溢>P順>6MPa2）順序閥的進口壓力:4MPa,順序閥的進口壓力為該閥的調(diào)整壓力（>6MPa）缸Ⅰ動作時需要的壓力為：P=F1/A=20000/50×10-4pa=4Mpa所以，順序閥的出口壓力應為4Mpa;要保證順序閥開啟工作，順序閥的進口壓力為該閥的調(diào)整壓力（>6MPa）。4-13如圖所示的回路，順序閥和溢流閥串聯(lián)，調(diào)整壓力分別為pX和pY,當系統(tǒng)外負載為無窮大時，問：1）泵的出口壓力為多少？2）若把兩閥的位置互換，泵的出口壓力又為多少？解：1）Px>Py時,PP=Px;Px<Py時,PP=Py。當Px>Py時，因負載無窮大，在順序閥入口油壓憋到順序閥調(diào)整壓力時，順序閥打開并打開溢流閥，此時，泵的出口壓力PP=Px當Px<Py時，在順序閥開啟瞬間，泵的壓力為Px，但因負載無窮大，當泵的出口油壓憋高到溢流閥的調(diào)整壓力時，溢流閥溢流定壓，此時泵的出口壓力PP=Py。2）PP=Px+Py調(diào)換位置后，當順序閥導通時，其入口壓力為Px，而此壓力又反饋作用于溢流閥，使得溢流閥調(diào)定壓力變?yōu)镻x+Py，故，此時泵的出口壓力PP=Px+Py4-14如圖所示，a,b回路參數(shù)相同，液壓缸無桿腔面積,負載，各閥的調(diào)定壓力如圖所示，試分別確定兩回路在運動到終端停止時A，B兩處的壓力解：a)活塞運動時，PB=PA=2Mpa此時PB=2Mpa小于減壓閥的調(diào)整壓力，所以減壓閥閥口打開，PB=PA=2Mpa活塞運動到終點時，PB=3Mpa，PA=5Mpa活塞到終點時，由于泵的流量繼續(xù)輸出，使得B點壓力升高，當B點壓力升高到大于減壓閥調(diào)整壓力時，減壓閥工作，使得PB穩(wěn)定在3MPa;因缸已停止運動，故沒有經(jīng)減壓閥閥口通向缸的流量，隨著泵流量的輸出，只有一小股經(jīng)減壓閥泄油口回油箱的流量，所以，A點壓力很快憋高，并最終把溢流閥閥開，使A點壓力穩(wěn)定在該閥的調(diào)整壓力，即5MPa。b)活塞運動時，PB=2Mpa,PA=3Mpa此時，要使活塞運動，只需打開順序閥即可，所以PA=3Mpa，PB=2Mpa活塞運動到終點時，PB=PA=5Mpa液壓缸運動時，順序閥始終保持開啟，當活塞運動到右端不動時，由于泵的流量繼續(xù)輸出，從而使得A、B點壓力同時升高，當達到溢流閥的調(diào)整壓力5MPa時,溢流閥溢流定壓，此時，PA=PB=5MPa。4-15如圖系統(tǒng)，液壓缸的有效面積A1=A2=100cm2，缸Ⅰ負載Fl=35000N,缸Ⅱ運動時負載為零，不計摩擦阻力、慣性力和管路損失。溢流閥、順序閥和減壓閥的調(diào)定壓力分別為4MPa、3MPa和2MPa，求下列三種工況下A、B和C處的壓力。1）液壓泵啟動后，兩換向閥處于中位；2）1YA通電，液壓缸Ⅰ運動時和到終端終止時；3）1YA斷電，2YA通電，液壓缸Ⅱ運動時和碰到檔快停止運動時；1）PA=PB=4MPaPC=2MPa當泵出口壓力達到2MPa時，減壓閥工作，使得PC=2MPa，此后，隨泵的流量繼續(xù)輸出，順序閥打開，此后溢流閥打開，最后使得得PA=PB=4MPa（溢流閥調(diào)定壓力）2）運動時，PC=2MPaPA=PB=3.5MPa缸運動時的壓力P=1\*ROMANI=P=2\*ROMANII=FL/A=35000/100×10-4Pa=3.5MPa缸運動時，順序閥一直開啟，溢流閥關(guān)閉，PA=PB=3.5MPa減壓閥工作，PC=2MPa終端時，PC=2MPaPA=PB=4MPa缸終端時，PC還是2MPa，順序閥一直開啟，當活塞運動到右端不動時，由于泵的流量繼續(xù)輸出，從而使得A、B點壓力同時升高，當達到溢流閥的調(diào)整壓力4MPa時,溢流閥溢流定壓，此時，PA=PB=4MPa。3）運動時，PA=PB=PC=0缸=2\*ROMANII運動時，負載壓力為0，此時減壓閥口全開，所以PA=PC=0順序閥關(guān)閉，所以PB=0終端時，PC=2MPa，PA=PB=4MPa缸終端時，液壓缸負載無窮大，使得減壓閥工作，PC=2MPa，由于泵的流量繼續(xù)輸出，從而使得A、B點壓力同時升高，當達到溢流閥的調(diào)整壓力4MPa時,溢流閥溢流定壓，此時，PA=PB=4MPa。4-16下列八種回路，已知，液壓泵流量qp=10L/min，液壓缸無桿腔面積A1=50cm2，有桿腔面積A2=25cm2，溢流閥調(diào)定壓力Pp=2.4MPa，負載Fl及節(jié)流閥通流面積均已標在圖上，試分別計算各回路中活塞的運動速度和液壓泵的工作壓力。解：A）對活塞列平衡方程：因為，所以，溢流閥關(guān)閉，泵流量全部進入液壓缸，泵工作壓力，即2MPa活塞速度B）活塞平衡方程：因為所以，溢流閥關(guān)閉，泵流量全部進入缸，液壓泵工作壓力為0.2MPa活塞速度C）活塞平衡方程（設(shè)缸無桿腔壓力為溢流閥調(diào)定壓力）流過節(jié)流閥流量：活塞運動速度：活塞運動所需流量：則，活塞運動時，溢流閥處于穩(wěn)定溢流狀態(tài)，所以D）活塞平衡方程（設(shè)缸無桿腔壓力為溢流閥調(diào)定壓力）流過節(jié)流閥流量，活塞運動速度：需流量為：顯然不可能，由此可知，節(jié)流閥口太大，不起作用，活塞實際運動速度為：流過節(jié)流閥實際流量：節(jié)流閥前后壓差： =0.314Mpa由活塞受力平衡方程得，泵實際工作壓力：=2.16Mpa故溢流閥做安全，處于關(guān)閉狀態(tài)。E）對活塞列平衡方程：則設(shè)泵出口壓力是溢流閥調(diào)定壓力，則節(jié)流閥壓差：流過節(jié)流閥流量：所以溢流閥溢流，液壓泵工作壓力2.4MPa活塞運動速度：F）與e類似，流過節(jié)流閥流量：顯然不可能，由此知節(jié)流閥不起節(jié)流作用，活塞實際速度為：節(jié)流閥前后壓差：泵實際工作壓力：g）對活塞列平衡方程：節(jié)流閥前后壓差：流過節(jié)流閥流量：所以，溢流閥關(guān)閉，泵工作壓力為2MPa?；钊\動速度為：H）對活塞列平衡方程：節(jié)流閥前后壓差：流過節(jié)流閥流量：顯然不可能，由此知節(jié)流閥不起節(jié)流作用。節(jié)流閥實際壓差：故泵工作壓力為1.26MPa。由于節(jié)流閥不起節(jié)流作用，泵輸出的流量全部經(jīng)節(jié)流閥流回油箱，故活塞運動速度V=0。4-17如圖所示回路中，，溢流閥的調(diào)定壓力，試回答下列問題：1）回油腔背壓的大小由什么因素來決定？2）當負載時，比高多少？泵的工作壓力是多少？3）當泵的流量略有變化時，上述結(jié)論是否需要修改？解：1）對活塞列平衡方程：其中，P1由溢流閥調(diào)定，=，所以由決定。2）由上述方程得，所以比高3MPa，泵的工作壓力即溢流閥調(diào)定壓力，即3MPa(3)當泵的流量略有變化時，由于溢流閥的作用，進口壓力基本保持恒定，無需修改。4-18液壓缸活塞面積A=100cm2,負載在500~40000N的范圍內(nèi)變化，為使負載變化是活塞運動速度恒定，在液壓缸進口處使用一個調(diào)速閥。如將泵的工作壓力調(diào)到其額定壓力6.3MPa，試問這是否合適？解：缸的最大工作壓力P=F/A=40000/10-2Mpa=4Mpa。因調(diào)速閥正常工作時的壓差要保持在0.4～0.5Mpa，所以泵的工作壓力Pp=P+△P=4+0.4(0.5)Mpa=4.4～4.5Mpa如果將泵的工作壓力調(diào)到6.3MPa，雖然調(diào)速閥有良好的穩(wěn)定流量特性，但對節(jié)省泵的能耗不利。4-19如圖所示為插裝式錐閥組成換向閥的兩個例子。如果閥關(guān)閉時A，B有壓差，試判斷電磁閥通電和斷電時，圖a和b的壓力油能否開啟錐閥而流動，并分析各自是作何種換向閥使用的。答：電磁閥通電：對a）圖，和作用力方向都向上，閥心可以開啟，當時，油液從；當，油液。對B）圖，同理，當時，油液從；當，油液。電磁閥斷電：對a）圖，要開啟閥心，閥心受力（）的方向要向上，所以，需，此時，油液從。對B）圖，要開啟閥心，閥心受力（）的方向要向上，所以，需，此時，油液從。第六章基本回路6-1在圖示回路中，若溢流閥的調(diào)整壓力分別為。泵出口處的負載阻力為無限大，試問在不計管道損失和調(diào)壓偏差時：1)換向閥下位接入回路時，泵的工作壓力為多少？B點和C點的壓力各為多少？2）換向閥上位接入回路時，泵的工作壓力為多少？B點和C點的壓力各為多少？解：1）換向閥下位接入回路時，即關(guān)閉的外泄油口（但換向閥有泄漏）。則泵的工作壓力（視換向閥的泄漏情況而定）2）換向閥上位接入回路時，閥1和閥2并聯(lián)，泵的工作壓力為兩者調(diào)整壓力的較小者，故，，（通油箱）。6-2在圖示回路中，已知活塞運動時的負載F＝1200N，活塞面積A＝15×10－4，溢流閥調(diào)整值為Pp＝4.5MPa，兩個減壓閥的調(diào)整壓力分別為pj1＝3.5MPa和pj2＝2MPa，如油液流過減壓閥及管路時的損失可略去不計，試確定