西南交大第三學(xué)期液壓傳動(dòng)及控制主觀題作業(yè)

1、液壓傳動(dòng)及控制主觀題作業(yè)三、主觀題 （ 共 3 道小題 ）23. 圖示三種形式的液壓缸， 活塞和活塞桿直徑分別為 D 和 d，如進(jìn)入液壓缸的流量均為 Q，工作壓力均為 p， 試分析各液壓缸輸出的力和速度的大小及方向。 （忽略 液壓缸泄漏及摩擦損失） 。c)24. 如圖所示為定量泵和定量馬達(dá)系統(tǒng)， 已知泵的輸出 壓力 pp 10 MPa ，排量 Vp 10 mL/r ，轉(zhuǎn)速 np 1450r/min ，容積效率 vp 0.9 ，機(jī)械效率 mp 0.9 ； 馬達(dá)排量 Vm 10 mL/r ，容積效率 vm 0.9 ，機(jī)械效率 mm 0.9 ，泵出口與馬達(dá)進(jìn)口間管道壓力損失為1)2)3)0.5MPa

2、，其它損失不計(jì)，試求：1)液壓泵的驅(qū)動(dòng)功率Pip；2)液壓泵的輸出功率Pop；3)液壓馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)速nom、轉(zhuǎn)矩Tom和輸出功率 Pom答：25. 圖示為兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同且串聯(lián)著的液壓缸。 設(shè)液壓缸 無桿腔面積 A1 100 cm 2 ，有桿腔面積 A2 80 cm2， 缸 1 輸入壓力 p19106 Pa，輸入流量 Q112 L/min ，2若不計(jì)損失和泄漏，求：1）兩缸承受相同負(fù)載時(shí)（ F1F2），該負(fù)載的數(shù)值及兩 缸的運(yùn)動(dòng)速度各為多少 ?2）缸 2 的輸入壓力是缸 1 的一半時(shí)（ p20.5 p1） ，兩 缸各能承受多少負(fù)載 ?3）缸 1 不承受負(fù)載時(shí)（ F1 0），缸 2 能承受多少負(fù)載

3、?1）當(dāng)兩缸承受相同負(fù)載時(shí)（即 F1 = F2），有： p1 A1- p2 A2= p2 A1= F1將數(shù)據(jù)代入上式，可求得 p2 = 5106（Pa），F(xiàn)1 = 50000 （N）因此兩缸承受的相 同負(fù)載為 50000 N 。缸 1 的運(yùn)動(dòng)速度v1= Q1/A1 = 1210-360（10010 -4） = 0.02 （m/s） 缸 2 的運(yùn)動(dòng)速度-4 -4v2= v1A2/A 1 = 0.02 8010 -4 （10010 -4 ） = 0.016 （m/s）2）缸 2 的輸入壓力是缸 1 的一半時(shí)（ p2= 0.5 p1）： 缸 1 承受的負(fù)載為：F1 = p1 A 1- p2 A2=

4、9 10 6 100 10-4 - 4.51068010 -4= 54000 （N） 缸 2 承受的負(fù)載： F2= p2 A1 = 4.5 10 610010-4= 45000（N）3）缸 1 不承受負(fù)載（ F1=0），則有： p1 A1- p2 A2= 0 解得： p2 = 1.125 10 7（Pa）此時(shí)缸 2 能承受的負(fù)載為： F2= p2 A 1 = 1.125 10 610010-4=112500（N） 三、主觀題 （ 共 4 道小題 ）22. 圖示回路中，溢流閥的調(diào)定壓力為 5 MPa，減壓閥 調(diào)定壓力為 3 MPa，活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的負(fù)載壓力為 1MPa， 其它損失不計(jì)，試分析：1

5、）活塞在運(yùn)動(dòng)中和碰上死擋鐵后 A、B 處的壓力值；2）如果減壓閥的外泄漏油口被堵死，當(dāng)活塞碰上死擋 鐵后 A、B 處的壓力值。答：1） 運(yùn)動(dòng)中：pA = p B = p 負(fù)載= 5 MPa ；碰上死擋鐵： pA = p 溢流閥 = 5 MPa； p B = p 減壓閥 = 3 MPa。2)pA = p B = 5 MPa 。23. 如圖所示液壓系統(tǒng)， 已知兩液壓缸大腔的有效面積 為 Al A2 10010-4 m2，缸 I 的負(fù)載 Fl 3. 5104 N，缸 II 運(yùn)動(dòng)時(shí)的負(fù)載為零，溢流閥、順序閥和減壓閥 的調(diào)整壓力分別為 4MPa、3MPa、 2MPa。不計(jì)摩擦阻力、 慣性力和管路損失，分

6、析下列三種情況下A、B 和 C點(diǎn)的壓力：1) 液壓泵啟動(dòng)后，兩換向閥處于中位；2) 1YA通電，液壓缸 I 活塞移動(dòng)時(shí)及活塞運(yùn)動(dòng)到終點(diǎn)時(shí)；3) 1YA 斷電， 2YA 通電，液壓缸 II 活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)及活塞 桿碰到固定擋鐵時(shí)。1）液壓泵啟動(dòng)后，兩換向閥處于中位時(shí)：泵輸出的油 液全部通過溢流閥溢流回油箱，此時(shí)有 pA= pB= 4 MPa ， 減壓閥正常減壓，因此 pC= 2 MPa 。2）1YA通電，液壓缸 I 活塞移動(dòng)時(shí)：缸 I 大腔的壓力 順序閥的出口壓力大于其調(diào)整壓力，因 此閥口全開，故 pA=pB=p=3.5 MPa 。減壓閥正常減壓， pC = 2 MPa 。活塞運(yùn)動(dòng)終點(diǎn)時(shí)： 溢流閥溢

7、流， pA= pB= 4 MPa，pC= 2 MPa。3）1YA 斷電， 2YA 通電，液壓缸 II 活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)：由于 負(fù)載為零，因此 pA= pB= pC= 0。活塞桿碰到固定擋鐵時(shí)： 溢流閥溢流， pA= pB= 4 MPa，pC= 2 MPa。24. 圖示液壓系統(tǒng)中，已知Pa，Pa，閥 1、2、3 的調(diào)定壓力分別為 4MPa、 3MPa和 2MPa。初始狀態(tài)液 壓缸活塞均處于左端死點(diǎn)，負(fù)載在活塞運(yùn)動(dòng)中出現(xiàn)。不 計(jì)各種損失，試問：1）兩液壓缸是同時(shí)動(dòng)作還是先后動(dòng)作？為什么？2）在液壓缸 1 運(yùn)動(dòng)過程中， pp、 pA、 pB為多少？3）缸 2 運(yùn)動(dòng)過程中及到達(dá)右端死點(diǎn)后 pp、pA、pB

8、各為多 少？1）兩液壓缸的動(dòng)作有先后順序。由于缸 1 運(yùn)動(dòng)過程中的負(fù)載壓力為 1.5MPa，小于順序閥2 的調(diào)整壓力 3MPa，因此缸 1 先動(dòng)，缸 1 運(yùn)動(dòng)到頭后缸2 才開始動(dòng)作。2）液壓缸 1 運(yùn)動(dòng)過程中， pp pA 1.5MPa， pB0。3）在缸 2 運(yùn)動(dòng)過程中， pp3MPa，pA2MPa，pB 1MPa； 當(dāng)缸 2 到達(dá)右端死點(diǎn)后， pp4MPa，pA2MPa，pB 4MPa。25. 如圖所示，設(shè)液壓缸無桿腔面積 A=50 cm2，負(fù)載力F =7.5 10 3 N，液壓缸效率為 100。液壓泵出口壓力 由溢流閥調(diào)定為 40105 Pa，液壓泵的輸出流量 Qp10 L/min ，流

9、經(jīng)節(jié)流閥的流量公式為已知節(jié)流口的通流面積 A0調(diào)節(jié)為 0.02 cm 2，流量 系數(shù) Cd0.62 ，油液密度 900 kg/m 3，試求：1）活塞運(yùn)動(dòng)速度 v；2）各閥上的損失功率為多少？3 ）液壓泵總效率為 0.80 時(shí)，系統(tǒng)的總效率 o s。（ os=系統(tǒng)輸出功率 / 系統(tǒng)輸入功率）答： 1）活塞運(yùn)動(dòng)速度 v負(fù)載壓力 泵的出口壓力為溢流閥調(diào)定壓力 4MPa，因此可求得流過 節(jié)流閥的流量：活塞運(yùn)動(dòng)速度2）各閥上的損失功率溢流閥的溢流量 QY = Qp Q=105.5 = 4.5（ L/min） ， 壓差 pY=4 0=4（MPa），因此，在溢流閥上損耗的能量 為流過節(jié)流閥的流量為 Q= 5

10、.5 L/min ，節(jié)流口兩端的壓 差 p= 2.5 MPa, 節(jié)流閥上損失的功率為由液壓泵總效率 op3）液壓泵總效率為 0.80 時(shí)，系統(tǒng)的總效率 os 系統(tǒng)輸出功率泵的驅(qū)動(dòng)功率即為系統(tǒng)輸入功率， 0.80 可得 因此，液壓系統(tǒng)的總效率 三、主觀題 （ 共 5 道小題 ）17. 在進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路中，溢流閥正常溢流，如果考 慮溢流閥的調(diào)壓偏差，試分析：1）負(fù)載恒定不變時(shí)，將節(jié)流閥口開度減小，泵的工作壓力如何變化？2）當(dāng)節(jié)流閥開口不變，負(fù)載減小，泵的工作壓力又如 何變化？設(shè)泵的出口壓力為 pp，節(jié)流閥閥口面積為 A 節(jié)，進(jìn)、出 口壓力差 ?p，活塞面積為 A 缸，負(fù)載壓力 pL。 1）負(fù)載恒

11、定不變，將節(jié)流閥口開度減?。?缸出口直通油箱， 故有 pL F/A 缸C。 節(jié)流閥口開度調(diào)小后，若 pp不變（即 ?p 不變），則流經(jīng) 節(jié)流閥的流量 Q節(jié)（Q 節(jié)A 節(jié) ） ，導(dǎo)致溢流閥的溢 流量 Q溢，溢流閥閥口開度增大，因此泵的工作壓力 pp將上升。2）節(jié)流閥開口不變，但負(fù)載減?。河?pLF/A 缸可知， F使得 pL。若 pp保持不變，由于 節(jié)流閥的閥口面積 A 節(jié)恒定，因此 Q 節(jié)，導(dǎo)致 Q溢， 即溢流閥的閥口將關(guān)小， 所以泵的工作壓力 pp 會(huì)下降。18. 如圖所示調(diào)壓回路，已知溢流閥 A 的調(diào)整壓力為 7 MPa，B為 5 MPa，C為 3 MPa。試回答：101）此回路能調(diào)幾級(jí)壓

12、力？2）說明此回路實(shí)現(xiàn)自動(dòng)多級(jí)調(diào)壓的工作原理。1）該調(diào)壓回路能調(diào)三級(jí)壓力。2）回路工作原理如下：當(dāng) 1DT 斷電時(shí)，二位三通電磁換向閥處于圖示右位，溢 流閥 A 的遠(yuǎn)控口封閉， 系統(tǒng)的最高工作壓力為閥 A 的調(diào) 整壓力 7MPa。若 1DT 帶電，二位三通電磁換向閥切換至左位工作。此 時(shí)如果 2DT斷電，二位四通電磁換向閥處于左位，在控 制油液的作用下，二位四通液動(dòng)換向閥也處于左位，使 溢流閥 A的遠(yuǎn)控口與閥 B 的進(jìn)油口連通， 構(gòu)成遠(yuǎn)程調(diào)壓 回路，系統(tǒng)最高工作壓力為閥 B 的調(diào)整壓力 5MPa；如果112DT帶電，二位四通電磁換向閥換到右位，液動(dòng)換向閥 也切換到右位，閥 A 遠(yuǎn)控口與閥 C的

13、進(jìn)油口連通，系統(tǒng) 最高工作壓力為閥 C 調(diào)整壓力 3MPa。19. 用四個(gè)二位二通電磁換向閥組成的液壓缸控制系 統(tǒng)如圖所示，可使液壓缸實(shí)行差動(dòng)快進(jìn)、慢速工進(jìn)、快 退和原位停止、泵卸荷循環(huán)。試將電磁鐵動(dòng)作順序填入 下表。(通電為“ 答：” ，斷電為“” )電磁鐵動(dòng)作順序表如下：20. 圖示回路中， 泵的排量 120 mL/r ，轉(zhuǎn)速 1000 r/min, 容積效率 0.95 ，溢流閥的調(diào)定壓力為 7MPa，節(jié)流閥流 量公式為 A02.7 10-5 m2，節(jié)流閥的閥口通流面積 A0122.710-5 m2，流量系數(shù) Cd0.65 ，油液密度 900 kg/m3，馬達(dá)排量 160 mL/r ，容積

14、效率 0.95 ，機(jī)械效率 0.80 ，負(fù)載扭矩 61.2 N m。求馬達(dá)的轉(zhuǎn)速和從溢流閥 流回油箱的流量。馬達(dá)輸出扭矩為：所以 泵出口壓力未知，假設(shè) 溢流閥溢流，則： ，節(jié)流閥流量：而泵的出口流量，故假設(shè)成立，即溢流閥處于溢流狀態(tài)所以馬達(dá)轉(zhuǎn)速：溢流量：21. 圖示系統(tǒng)中，已知變量泵的排量 Vp40100 mL/r ，13轉(zhuǎn)速 np1450 r/min ，機(jī)械效率和容積效率均為 0.9 ； 定量馬達(dá)的排量范圍為 Vm100 mL/r ，機(jī)械效率和容積 效率為 0.9 ，馬達(dá)的負(fù)載扭矩 Tm 100 Nm；溢流閥的 調(diào)定壓力為 10 MPa。不計(jì)管道損失，試求： 1）泵的輸出流量 Q p； 2）

15、馬達(dá)的進(jìn)口壓力 pm；3）馬達(dá)轉(zhuǎn)速 nm的范圍；4）液壓系統(tǒng)的最大輸入功率 Pi1)泵的輸出流量 Qp= np?Vp?vp= 145060 (40 100)10-60.9= (8.7 21.75) 10 -4(m3/s )= 52.2 13 0.5 L/min2）馬達(dá)的進(jìn)口壓力 pm馬達(dá)出口直通油箱，其進(jìn)口壓力即為馬達(dá)的進(jìn)出口壓差，143) 馬達(dá)的轉(zhuǎn)速范圍系統(tǒng)的工作壓力低于溢流閥的調(diào)定 壓力，在不考慮管道損失的情況下，油泵的輸出流量即 為馬達(dá)的輸入流量。當(dāng)泵排量的調(diào)至最小時(shí)，輸出流量 最小，馬達(dá)轉(zhuǎn)速最低：nmmin= Qp min ?vm/V m = 8.7 10 0. 9(10010 -6)

16、 =7.83 (r/s)= 469.8rpm 泵排量的調(diào)至最大時(shí)，馬達(dá)轉(zhuǎn)速最高為 nmmax= Qp max?vm/V m= 21.75 10-40.9(10010 -6)=19.575 (r/s)=1174.5rpm因此，馬達(dá)的轉(zhuǎn)速范圍為 nm= 469.8 1174.5 rpm 4 )液壓系統(tǒng)的最大輸入功率 Pi 系統(tǒng)的工作壓力恒定， 當(dāng)變量泵時(shí)輸出流量最大時(shí)系統(tǒng) 的輸入功率最大。故有：Pi Qpmax?pp/ op21.7510-47106 ( 0.9 0.9 ) 18976.3 ( W)一、主觀題 (共 5 道小題 )1. 圖示系統(tǒng)是一個(gè)雙缸順序自動(dòng)動(dòng)作回路。試分析當(dāng) 油泵啟動(dòng)后，兩液

17、壓缸的動(dòng)作順序。假設(shè)油泵啟動(dòng)前， 兩液壓缸活塞桿均處于縮回到頭的位置。答：15兩液壓缸的動(dòng)作順序?yàn)椋焊?1 外伸到頭后（順序閥 D打開）缸 2 伸到頭后（順 序閥 A打開）缸 1 回縮到頭后（順序閥 C打開）缸 2 縮縮到頭后（順序閥 B打開）缸 1 伸 循環(huán)動(dòng)作，直至按下停機(jī)按鈕。2. 讀懂圖示液壓系統(tǒng)，并回答：161） 各標(biāo)號(hào)元件的名稱和功用。2）系統(tǒng)中采用了哪些速度控制回路？答： 1）各標(biāo)號(hào)元件的名稱和功用如下表所示：2）系統(tǒng)中采用的速度控制回路有：行程閥控制的快慢 速度換接回路、回油路節(jié)流調(diào)速回路。3. 圖示為專用鉆鏜床的液壓系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)“快進(jìn)一 工進(jìn)二工進(jìn)快退原位停止”的工作循環(huán)（一

18、工進(jìn)17的運(yùn)動(dòng)速度大于二工進(jìn)速度） 。試填寫其電磁鐵動(dòng)作順 序表。答：電磁鐵動(dòng)作順序表如下：184. 圖示機(jī)床液壓系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)“工件夾緊快進(jìn)工進(jìn) 快退工件松開油泵卸荷”的工作循環(huán)，試畫出電 磁鐵動(dòng)作順序表。答： 電磁鐵動(dòng)作順序表如下：195. 讀懂圖示的液壓系統(tǒng)，完成題 題（每小題只 選一個(gè)答）。圖示位置） 時(shí)，元件 1中等 當(dāng)元件 4 和 6 同時(shí)處于中位 的工作壓力（ C ）。A. 最高 B.20C. 最低 D. 由元件 7 和 9 的外負(fù)載決定 當(dāng)元件 4 左位，元件 6 中位時(shí)，所控制的液壓缸在運(yùn)行中，元件1 的工作壓力（ D ）。A. 最高B.中等C. 最低D.由被控制的液壓缸外負(fù)載決定