07習(xí)題七回路答案

1、習(xí)題七回路答案 七、分析題 1如圖 7.9 所示系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)“快進(jìn)工進(jìn)快退停止（卸荷 ）”的工作循環(huán)，試列出電磁鐵動作順序 表。 （通電“ +”，失電“” ）。 圖 7.9 1DT 2 DT 3 DT 4 DT 快進(jìn) 工進(jìn) 快退 停止 2如圖 7.10 所示的液壓系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)“快進(jìn)工進(jìn)快退停止”這四個工作循 環(huán)，要求： 說出圖中標(biāo)有、序號的液壓元件的名稱。 分析本系統(tǒng)有哪些基本回路。 寫出電磁鐵動作順序表。 （通電“ +”，失電“” 1YA 2YA 3YA 快進(jìn) 工 快退 停止 圖 7.10 3如圖 7.11 所示的液壓回路，要求先夾緊，后進(jìn)給。進(jìn)給缸需實(shí)現(xiàn)“快進(jìn)工進(jìn)快退停止”這四個工作 循環(huán)

2、，而后夾緊缸松開。試列出電磁鐵動作順序表。 圖 7.11 1DT 2 DT 3 DT 4 DT 夾緊 快進(jìn) 工進(jìn) 快退 松開 （通電“ +”，失電“” ） 4如圖 7.12 所示系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)“快進(jìn)工進(jìn) 序表。 （通電“ ，失電“” ） 1工進(jìn) 2快退停止”這四個工作循環(huán)，試列出電磁鐵動作順 圖 7.12 1YA 2YA 3YA 4YA 5YA 快進(jìn) 一工進(jìn) 二工進(jìn) 快退 停止 5機(jī)床進(jìn)給回路如圖 7.13 所示，它可以實(shí)現(xiàn)快進(jìn)工進(jìn)快退的工作循環(huán)。根據(jù)此回路的工作原理，填寫 號；反之，斷電記“”號） 電磁鐵 工作環(huán)節(jié) 1YA 2YA 3YA 快進(jìn) 工進(jìn) 快退 6圖 7.14 示為某一組合機(jī)床液壓傳

3、動系統(tǒng)原理圖。試分析其工作原理，根據(jù)其動作循環(huán)圖列出電磁鐵工作 表，并指出此系統(tǒng)由哪些基本回路所組成，有何特點(diǎn)。 圖 7.14 1YA 2YA 3YA 4YA 快進(jìn) 一工進(jìn) 二工進(jìn) 快退 停止 八、計(jì)算題 q1=16L/min ，q2=4L/min ， A1=100cm2、A2=60cm2， 1如圖 7.15 所示為雙泵供油，差動快進(jìn)與工進(jìn)速度換接回路。已知：泵的輸出流量 32 輸送油液密度 900 kg/m 3 ，運(yùn)動粘度 20 10 6 m 2 /s，液壓缸的有效面積 快進(jìn)時負(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 ABCD 的內(nèi)徑 d = 1

4、.8 cm， 其中 ABC 段因較長（ L = 3m ），計(jì)算時需計(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)時缸速和壓力表讀數(shù)；工進(jìn)時壓力表讀數(shù)為8MPa，順序閥的調(diào)定壓力宜選多大？此時回路 承載能力為多大（流量很小，調(diào)速閥損失不計(jì)）？ 解：（ 1）快進(jìn)時為差動連接q 16 4 10 4 0.083m/s A1 A260 40 10 4 4 4 3 q2A2 0.083 60 10 4 5 10 4 m3/s 4q2 d2 5 10 4 4 1.8 10 2 1.966 m/s Re 0d 1.966 1.8 10 2 20 10 6 1.77 103 75 取

5、R75e ，所以 0.896 104 Pa 圖 7.15 1 L v02 75 3 900 1.966 2 32 2 d 2 1.77 103 1.8 10 2 pp A1 F p2 A2 p2 p p p沿p pp F （ p沿p）A2 A1 A2 103 （0.25 0.009） 106 60 10 4 40 10 4 0.64MPa 2） F pp A1 8 106 100 10 4 80kN液控順序閥的壓力應(yīng)為 0.64MPa 至 8MPa 2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2.5L/min ， 液壓缸的兩腔有效面積 A1=2A

6、2=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。 qP A1 qA2qP A2 A1q2 A2 2 2.5 5L/min 5 p1 2（ 2.4-2 ） 2.2MPa 。 1 10 p1F p21 A1；當(dāng) F= 0 時， p2 4.4MPa ； A2A22 當(dāng) F 9000N 時， p2 0.8MPa 液壓回路的效率 F p1q1 F q1 A1F p1q1 p1A1 9000 2.2 106 50 10 4 0.82 圖 7.16 系統(tǒng)總效率 系 0.82 0.7

7、5 0.62 3圖 7.17 回路中， 已知活塞在運(yùn)動時的負(fù)載為 F =1200N ，活塞面積為 A=15cm 2，溢流閥的調(diào)整壓力為 pY=4.5 MPa，兩個減壓閥的調(diào)整壓力為 pJ1=3.5 MPa，pJ2=2MPa，如油液流過減壓閥及管道時的壓力損失均略去不計(jì)， 試確定活塞在運(yùn)動時和停在終端位置時，A、B、C 三點(diǎn)處的壓力。 解： 圖 7.17 4圖 7.18所示液壓回路，已知：兩個薄壁孔型節(jié)流閥的開口面積AT1 = 0.01 cm2，AT2 = 0.02cm2，流量系數(shù)都 是 Cd = 0.67，油液密度 = 900 kg/m 3 ，負(fù)載壓力 p1 = 2 MPa，溢流閥的調(diào)定壓力為

8、 pY = 3.6 MPa，液壓泵的輸 出流量 qp = 25 L/min ，活塞面積 A1 = 50 cm 2。若不計(jì)管路損失，試求電磁鐵通電和斷電時，活塞的運(yùn)動速度 各為多少？ 解： 1DT 通電， 2 節(jié)流閥短掉 qT1 cdAT1 2 pT1 cdAT1Y 1 0.4 10 4m3 /s qT1 0.4 10 4 v1T1 4 0.008m / s 0.48m/ min 1 A1 50 10 4 1DT 斷電，兩節(jié)流閥串聯(lián)工作， cd AT 2 AT21 pT1AT22pT 2AT21pYpcAT22pcp1pc2.32MPa cd AT1 2 pY pc v1 qT1 A1 A1 0

9、.0071m / s 0.43m / min 圖 7.18 qmax 0.48 50 10 4 2.4L / 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 A 1 = 50 cm 2，有桿腔面積 A2 = 25cm 2。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 = 900 kg/m 3， 22 試求：節(jié)流閥口通流面積 AT 0.05cm 2 和 AT 0.01cm2時的液

10、壓缸速度、液壓泵壓力 pp 、溢流閥損 失 NY 和回路效率； 當(dāng) AT 0.01cm2和 AT 0.02cm2時，若負(fù)載 F= 0，求液壓泵的壓力 大？ 解： AT 2 0.05cm 2 時 ：假設(shè)溢流閥不溢流，則通過節(jié)流閥的流量 qT A2 AA21 qp 5L/min q2 Cd AT p q220.8332 10 8 900 2Cd2 AT2 2 0.622 0.052 10 8 pp和液壓缸兩腔壓力 p1和 p2各為多 0.325MPa pP F pA2 10 1034 0.325 106 25 2.163MPa P A1 A1 50 10 4 50 pPpy ， 則溢流閥損失 NY

11、 0 。 qP A1 10 10 3 60 50 10 4 0.0333m/s，回路效率： F pPqP 3 10 103 0.0333 6 2.163 106 10 10 3 60 0.924 2 FpA2 AT 0.01cm 時 ，同理由上述求解過程可得p 8.125MPa ， pP2 由于 pP py ，假設(shè)不成立。 A1A1 則有： pP py 2.4MPa pYA1 A2 F 2.4 106 50 A225 10 103 25 10 4 0.8MPa 0.62 0.01 10 4 2 0.8 10 900 2.614 10 5m3/s 液壓缸速度： q22.614 1045 1.04

12、6 10 2m/s， A225 10 4 q2 Cd AT q1A1 1.046 10 2 50 10 4 5.23 10 5m3/s q qP q1 10 10 5.23 10 5 11.437 10 5m3/s 60 溢流損失： Ny pP q 2.4 106 11.437 10 5 274.48W qPpP 10 10 3 2.4 106 60 回路效率： F 10 103 1.046 10 2 0.2615 假設(shè)溢流閥不工作時，當(dāng) AT 0.01cm2 時， p 8.125MPa，因?yàn)?F 0 ， p1A1pA2， 則有 p1 4.06MPa py ，與假設(shè)矛盾，假設(shè)不成立。pP p1

13、 py 2.4MPa ， p2 p1A1 4.8MPa 當(dāng) AT 0.02cm2 時 ， p 2.03MPa，因?yàn)?F 0 ， p1A1 pA2 則有 p1 1.02MPa py ，由此可知假設(shè)成立。 pP p1 1.02MPa ， p2p 2.03MPa 6如上題所述的已知條件，當(dāng) F=10 kN 時，若節(jié)流閥的最小穩(wěn)定流量 回路所對應(yīng)的節(jié)流閥口面積 A T 和缸的最小運(yùn)動速度 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 vmin。 將上二結(jié)果作比較，能說明什么？ 解： min qTmin50 10 4 3.33 10 4m/s minA260 25 10 4 qmin = 5

14、0 mL/min ，試求： 若改為進(jìn)口節(jié)流回路 50 10 6 6 2 0.8 106 60 0.62 900 3.19 10 4cm2 min qT min 1.67 10 4 A1 4.51 10 4cm2 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 pv = 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 mv = 0.95 ，機(jī)械效率為 mm = 0.8。負(fù)載轉(zhuǎn)矩 T = 16 N.s。節(jié)流閥最大開度

15、口 AT max= 0.2 cm 2（可視為薄壁小孔） ，其流量系數(shù) Cd = 0.62，油液密度 = 900 kg/m 3， 不計(jì)其它損失。試求： 解： 2 nMTMpMVM nM mM 2 16 160 10 6 0.8 0.785MPa 。 圖 7.20 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 。并解釋為何效率很低？ 若將 pY 提高到 8.5 MPa，則 nmmax 將為多大？ qTCd AT 2p 0.62 0.2 10 4 2 7 0.785 10 900 1.45 10 3 m 3/s=87.1 L/min 105 10 1000 3

16、 3 qP VPnP VP 0.95 1.6625 10 3m3/s 99.75L / min 60 nM maxqT VM87.1 0.935517 r/min NoM2 nMTM2 517 16/ 60 866.5W MmaxVM160 10 3 oM M M NoM 2 nMTM6 866.5 3 0.0745 這是因?yàn)榇嬖谝缌鲹p失和節(jié)流損失。 NoPpPqP7 106 1.6625 10 3 900 qT 0.62 0.2 10 4 2 8.5 0.785 10 97.15L/min 8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 A1

17、= 50 cm2，A 2 = 20cm2。 背壓閥的調(diào)定壓力 pb = 0.5 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)?p2 pb ， F A29000 20 6 所以 p12 pb4 0.5 10 2MPa 1 A1 A1 b 50 10 4 50 由于不計(jì)調(diào)壓偏差，所以 py p1 2MPa 。 6 30 10 Nloss p2q 0.5 106 250w 60 因?yàn)?p1 py ，

18、p2pb ， F A2 py A12 A1 pb 。當(dāng) p2pb pb ，溢流閥 圖 7.21 調(diào)定壓力 F py AA2 pb A2 pb py A2 p，b 溢流閥調(diào)定壓力的增加 y A1 A1 b A1b A1 py AF1 AA12 ( pb pb) ， 量 py A2 pb 2 pb 。 A15 nM max 97.15 0.95 3 160 10 3 576.8r/min NoM 2 576.8 16/ 60 966.5W 966.5 7 106 1.6625 10 3 0.083 9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

19、 pY = 2 MPa，兩個 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 = 900 kg/m 3。 試求在不考慮溢流閥的調(diào)壓偏差時： 液壓缸大腔的最高工作壓力。 溢流閥可能出現(xiàn)的最大溢流量。 溢 流閥可能出現(xiàn)的最小溢流量。 解： 要想使液壓缸運(yùn)動，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0，液壓缸不能運(yùn)動。所以只有 閥 2 過流流量 qT 2 小于閥 1 的過流流量 qT1 （極限是相等）時，液壓缸才能運(yùn)動。 qT2qT1CAT CAT1 2 pp p 4 p 54

20、pp 1.6MPa 液壓缸大腔的最高工作壓力 pmax 1.6MPa 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， 也是 節(jié)流 閥 1 分 流最 少時 ，也 就是節(jié)流閥 1 進(jìn)出口壓差最低時 2 與液壓缸并 圖 7.22 因?yàn)槠溟_口面積已經(jīng)確定） 。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，其入口壓力不變， 都為初始調(diào)定值，所以閥 1 壓差最低值產(chǎn)生在閥 1 出口壓力最高值。所以 qT 1min Cd AT1 2 pppmax Cd AT 2 pY pmax 2.4L/ min 溢流閥的最大溢流量 qYmax qp qT1min 10 2.4 7.6L /min

21、qy qp q1 qyminqpq1max q1max Cd AT 2(py pmin ) 067 002 10 4 2(2 0) 106 900 8.933 10 5(m3/s) 5.36(L / min) qymin qp q1max 10 5.36 4.64(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 vp = 0.9，機(jī)械效率 mp = 0.9，工作壓力 pp = 6 MPa ，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 = 100 cm2，小腔有效工

22、作面積 A2 = 50cm 2，液壓缸容積效率 vc= 0.98，機(jī)械效率 mc = 0.95。試求 驅(qū)動液壓泵的電機(jī)功率 N ip ； 活塞產(chǎn)生的推力 F ； 液壓缸輸出功率 Noc； 系統(tǒng)的效率 系？ 解：電機(jī)功率 NiP，液壓泵的輸出功率 NoP,，為 6 106 1000 40 10 6 0.9 Nop ppqp ppqtp vP ppnPVP vP 3.6kw 60 電機(jī)功率、即液壓泵輸人功率NiP 為 Nip NoPNoP p vP mP 3.6 0.9 0.9 4.44kw 活塞推力 F 液壓缸無桿腔工作壓力 p1 為 液壓缸輸出功率 Noc , 圖 7.23 解：TM pp p

23、Y VM 2 40 2 TM mMpp VM mMpY 50 10 6 6 0.4 106 5.98 MPa 0.9 qpqMVM nM vM 160 50 0.95 7.6L /min NiP NoP pPqP vP mP 5.98 106 7.6 10 3 59.4kw 0.9 0.85 p1 pp - p進(jìn) 6 1 5MPa 液壓缸活塞產(chǎn)生的理論推力 Ft 為 Ft p1A1 5 106 100 10 4 50000N 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 A2 50000 0.95 106 50 10 4 42500N

24、Noc Fv 式中， v 為液壓缸 （活塞 ）的速度。 oc 若設(shè)液壓缸無桿腔流量為 q1，則上式為 -6 q1qP vcnPVP vP vc 1000/ 60 40 10-6 0.9 0.98 -4 100 10-4 Noc F 1 F F 42500 -4 2.5kw ocA1A1A1-4 系統(tǒng)效率 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 N iP之比，即系= Noc = 2.5 0.56 ociP系 Nip 4.44 11圖 7.24 所示液壓回路，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 V P= 100 mL/r ，泵

25、的轉(zhuǎn)速 nP= 1000 r/min ，容積效率 vP = 0.9 ，機(jī)械效率 mP = 0.85 ；液壓馬達(dá)的排量 VM = 50 mL/r ，容積效率 vM = 0.95，機(jī)械效率 mM= 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，試求：變量泵的輸出流量、輸出壓力以及泵的輸入功率？ 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 A 2=40cm2, 工進(jìn)時液壓缸速度 v 為 18cm/min, 不考慮管路損失和

26、液壓缸摩擦損失。 試求： 畫出完整回路； 工進(jìn)時液壓系統(tǒng)的效率為多少； 負(fù)載降為 0 時（即 F=0 ），活塞的運(yùn)動速度和回油腔的壓力？ 解：如圖 系 4000 18 N1Fv NPppqp 5.4 106 25 10 3 0.533 F=0 時壓力全作用在節(jié)流閥上， p2A2=p1A1 Fp2=p1 AA12 F =5.4 106 80 40000 0.8MPa 40 40 10 4 qTCd AT AT CqTd 2 p 0.62 60 2 0.8 106 A2 25 10 3 900 15.9 10 6m p2 A2 p1A1 p2p1 A1 80 5.4 10.8 Mpa A240 C

27、d AT qTd T A2 2p 0.62 15.9 10 6 2 10.8 10 900 A2 40 10 4 0.38m / s 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25L/min ，調(diào)節(jié)好的限壓壓力為 4.5MPa，截止 壓力為 7MPa?；赜吐飞系恼{(diào)速閥工作時， 其節(jié)流閥兩端壓差為恒值 p=0.3MPa（ 液壓缸大腔進(jìn)油為前進(jìn)方向） ， 液壓缸大腔面積 A1=20cm2，小腔面積 A 2=10cm 2，工進(jìn)時負(fù)載為 F=10000N ，快進(jìn)與快退時負(fù)載均為 0。試： 畫出完整回路。 液壓缸運(yùn)動速度為 5 m/min 時，泵的出口壓力。 此時調(diào)速閥中定差減壓閥的壓力降。 此時調(diào)速閥的節(jié)流閥的開口面積，流量系數(shù)為Cd=0.62， =900kg/m3。 此時系統(tǒng)的效率為多少？ 解：如圖 q1 q1A1 5 20 10 4 10L / min 10 qmax 7 4.5 25 x 1 所以 pP 6MPa pJ =2-0. 3=1. 7 M Pa p2A2 =p1A1 Fp2=p1 A1 F =6 106 20 100004 2MPa A2 A210 10 10 4 q2 qT A2 q1 10 10 5L/min A120 10 N1 NP qT= 5 10 3 900 Cd 2 p =