液壓與氣壓傳動習題課 重點

本文格式為Word版，下載可任意編輯——液壓與氣壓傳動習題課重點習題課重點、難點習題講解

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。由試驗測得，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）ηv1＝q1/qt1=100.7/106=0.95=95%

*額定流量反映的是同類型泵的指標，而q1則是這臺泵的實際狀況。2）該泵的排量為V＝qt1/n1=0.0731L/r；泄漏流量為Δq=qt1-q1=5.3L/min；*縫隙滾動分為壓差流和剪切流，轉(zhuǎn)速不同只帶來剪切流的變化；而與壓差流相比，剪切流比例很小。故當壓差一致時，泄漏流量亦不變?！鄎2＝Vn2－Δq＝31.25L/min

此時泵的容積效率為ηv2＝q2/qt2＝（Vn2－Δq）/Vn2＝0.85＝85％*顯然，對液壓泵而言，在不同的轉(zhuǎn)速下，其容積效率是不同的。3）P＝pq/ηmηv

*機械效率反映機械摩擦所帶來的損失，可以認為其與轉(zhuǎn)速變化無關(guān)。

則在上式中帶入不同轉(zhuǎn)速下的相應(yīng)參數(shù)，即可計算出兩種轉(zhuǎn)速下泵的驅(qū)動功率。

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py＝0.4Mpa，泵最大排量Vpmax＝100mL/r，轉(zhuǎn)速np＝1000r/min，容積效率ηvP＝0.9，機械效率ηmp＝0.85，馬達的相應(yīng)參數(shù)為Vm＝50mL/r，ηvm＝0.95，ηmm＝0.9。不計管道損失，當馬達的輸出轉(zhuǎn)矩為Tm＝40Nm，轉(zhuǎn)速為nm＝160r/min時，求變量泵的排量、工作壓力和輸入功率。

解：*變量泵定量馬達系統(tǒng)，為實現(xiàn)馬達的調(diào)速范圍，必需變量泵的供給流量滿足馬達的需要；因此泵的最大排量只表達系統(tǒng)的一種能力指標，而變量泵的排量應(yīng)根據(jù)馬達的轉(zhuǎn)速來確定。

則：qp＝qm；VpnpηvP＝Vmnm/ηvm；∴Vp＝Vmnm/npηvPηvm。

*馬達的轉(zhuǎn)矩是由其進出口的壓差產(chǎn)生，從系統(tǒng)圖可見泵、馬達進出口兩端的壓差是相等的，即

pp－py＝pm－py＝2πTm/Vmηmm；∴pp＝2πTm/Vmηmm＋py。*泵的輸入功率由泵的流量、進出口壓差和效率決定。

Ppi＝（pp－py）qp/ηP＝2πnmTm/ηmpηvPηmmηvm。帶入實際參數(shù)計算即可。

4－4圖4－116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1）當系統(tǒng)外負載為無窮大時，泵的出口壓力為多少？2）如將溢流閥B的遙控口堵住，泵的出口壓力又為多少？

解：1）泵啟動后，當系統(tǒng)壓力升至1.4MPa時，先導式溢流閥B的先導閥開啟，其主閥也開啟（對應(yīng)1.4MPa的開口量），但這時閥B的出口還接有閥C，而閥C的調(diào)整壓力為2MPa，故下支路并不能接通；當系統(tǒng)壓力（這時由閥B的出口壓力所決定）繼續(xù)升至2MPa時，直動式溢流閥C開啟，此時由于先導式溢流閥B的遙控口直接接在其出口，閥B上并不產(chǎn)生壓力降（其主閥芯全開），所以系統(tǒng)壓力為閥C所調(diào)理的壓力，即等于2MPa。閥A調(diào)整壓力為3MPa，不開啟。

2）由于此時溢流閥B的遙控口被堵住，下支路相當于閥B、閥C兩個直動型溢流閥串連，所以下支路的開啟壓力為1.4MPa＋2MPa＝3.4MPa；而上支路的開啟壓力為閥A所調(diào)整的壓力3MPa，所以系統(tǒng)壓力即泵的出口壓力為3MPa。

*系統(tǒng)壓力由外負載決定，外負載包括系統(tǒng)中各種調(diào)控裝置；系統(tǒng)壓力由系統(tǒng)中所有起作用的外負載、調(diào)控裝置中的最小值所決定！

4－5圖4－117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，1）泵的出口壓力各為多少？2）對圖a的系統(tǒng)，請說明溢流量是如何分派的？

解：1）圖a，A、B、C三閥并聯(lián)，系統(tǒng)壓力由其中最小設(shè)定壓力決定，所以泵出口壓力為閥C的調(diào)整壓力2MPa。圖b，A、B、C三閥串聯(lián)，系統(tǒng)壓力為三閥之和，但由于閥B之遙控口直接接油箱，故閥B進出口壓差為零，所以泵出口壓力為閥A、B之和，即6MPa。

2）對圖a的系統(tǒng)，經(jīng)先導式溢流閥A、B之遙控口流過溢流量的極少部分液壓油，到達直動式溢流閥C使其開啟，而主溢流量仍要通過閥A的主閥芯流回油箱。

4－6圖4－118所示溢流閥的調(diào)定壓力為4MPa，若不計先導油流經(jīng)主閥芯阻尼小孔時的壓力損失，試判斷以下狀況下的壓力表的讀數(shù)：1）YA斷電，且負載為無窮大時；

2）YA斷電，且負載壓力為2MPa時；3）YA通電，且負載為2MPa時；

答：壓力表接在先導式溢流閥的遙控口上，其讀數(shù)直接反映泵出口的壓力。

1）4MPa；壓力值由先導式溢流閥的調(diào)定壓力決定。2）2MPa；壓力值由系統(tǒng)的負載壓力決定。

3）0MPa；壓力值由先導式溢流閥的遙控口決定。*全面、正確理解系統(tǒng)的壓力由外負載決定。

4－7試確定圖示回路在以下狀況下液壓泵的出口壓力：1）全部電磁鐵斷電；答：5.5MPa2）電磁鐵2YA通電，1YA斷電；3.5MPa3）電磁鐵2YA斷電，1YA通電；0.5MPa

4－8圖4－120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。試分析以下各工況，并說明減壓閥閥口處于什么狀態(tài)？

1）泵出口為溢流閥調(diào)定壓力，缸夾緊工件，A、C點壓力各為多少？2）泵出口壓力降到1.5MPa（工件原夾緊），A、C點壓力各為多少？3）夾緊缸在夾緊工件前作空載運動時，A、B、C點壓力各為多少？

答：1）pA＝pC＝5MPa，減壓閥口似開非開；2）pA＝1.5MPa，pC＝2.5MPa，減壓閥口開；3）pA＝pB＝pC＝0，減壓閥口開。

4－9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）活塞運動期間和碰見死檔鐵后A、B處壓力。

2）假使減壓閥的外泄油口堵死，活塞碰見死檔鐵后A、B處壓力。答：1）活塞運動期間A、B處壓力均為1MPa；碰見死檔鐵后A處壓力為1.5MPa，B處壓力為5MPa。

2）此時，AB處壓力均為5MPa。

*減壓閥外泄油口被堵死后，閥芯將不能動作，減壓閥僅相當于通道。

4－10圖4－122所示的減壓回路，已知液壓缸無桿腔、有桿腔面積分別為100cm2、50cm2，最大負載F1＝14000N、F2＝4250N，背壓p＝0.15MPa，節(jié)流閥的壓差Δp＝0.2MPa，求：

1）A、B、C各點的壓力（忽略管路阻力）；2）泵和閥應(yīng)選多大的額定壓力？

3）若兩缸的進給速度分別為v1＝3.5cm/s，v2＝4cm/s，泵和各閥的額定流量應(yīng)選多大？

解：1）*應(yīng)考慮減壓回路和節(jié)流回路動作次序的問題。pBA1＝pA2＋F2，pB＝pJ＝pA2/A1+F2/A1＝0.5MPa

故當系統(tǒng)壓力升至pA＝pB＝pC=0.5MPa時，缸2先伸出；

pC＝F1/A1＝1.4MPa；

pA＝pY＝pC＋Δp＝1.6MPa；

pA＝pY＝1.6MPa>pB＝pJ＝0.5MPa，系統(tǒng)壓力級別合理。

2）考慮一定余量和標準壓力系列，可選泵及各閥的額定壓力為2.5M