液壓傳動習題課件

武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件10/31/20221【例】某液壓泵從油箱吸油。吸油管直徑d=80mm，流量q=150L/min，油液的運動粘度ν=60×10-6m2/s，ρ=900kg/m3，彎頭處的局部損失系數ξ1=0.2，吸油口粗濾油網上的壓力損失Δp=0.178×105Pa。試求：泵吸油口處的真空度不大于0.4×105Pa時，且不計彎頭至泵進油口的管路長度及其壓力損失，泵的最大安裝高度可達多少？武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件10/31/20222解：1．求吸油管油液的流速2．判斷吸油管油液的流動狀態(tài)雷諾數為：油液的流動狀態(tài)為層流。武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件10/31/202233．求液壓泵安裝高度取油箱油液表面為1-1計算面，也為

零勢能基準面；泵吸油口處為2-2

計算面。建立伯努利方程：式中：p1

=pa（大氣壓），v1=0，z1=0，z2=h，α1=α2=2，v2=v。武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件10/31/20225因要求泵吸吸油口處真空度不大于0.4×105Pa，引入該條件到上式，則有：所以，安裝高度為h≤2.446m。武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件10/31/20226柱塞受F

=100N的固定力作用而下落，缸中油液經縫隙泄出。設縫隙厚度δ=0.05㎜，縫隙長度L=70㎜，柱塞直徑d=20㎜，油的動力粘度μ=50×10-3Pa·s。試計算當柱塞

和缸孔同心時，下落0.1m所需時間是多少?【例】解:根據柱塞運動狀態(tài)有：其中，即柱塞下降0.1m排出的體積。柱塞下降速度：有:武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件10/31/20227【例】已知中高壓齒輪泵CBG2040的排量為40.6ml，該泵在1450r／min轉速、10MPa壓力下工作，泵的容積效率ηpv＝0.95，總效率ηp＝0.9，求驅動該泵所需電動機的功率Ppi和泵的輸出功率Ppo。解:⑴求泵的輸出功率⑵電動機功率查電機手冊，應選配功率為11kW的電機。則液壓泵的輸出功率為：電機功率即泵的輸入功率：武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件10/31/20228【例】巳知液壓泵輸出油壓pp=10MPa，泵的機械效率ηm=0.95，容積效率ηV=0.9，排量Vp=10mL/r,轉速n=1500r/min；液壓馬達的排量VM=10mL/r，機械效率ηmM=0.95，容積效率ηvM=0.9。⑴液壓泵的輸出功率；⑵驅動液壓泵的電動機功率；⑶液壓馬達輸出轉速；⑷液壓馬達輸出轉矩和功率。求：解：⑴液壓泵的輸出功率10/31/202210武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件【例】如圖所示的齒輪泵：

（1）試確定該泵有幾個吸油口和壓油口？（2）若三個齒輪的結構相同，其頂圓直徑＝48mm，齒寬B＝25mm，齒數z＝14，n＝1450r/min，容積效率。試求：該泵的理論流量和實際流量。（1）根據齒輪泵的工作原理可以確定，齒輪1、2的上部是吸油口，下部是排油口；齒輪2、3的上部是排油口，下部是吸油口。解：（2）計算流量理論流量：10/31/202212武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件【例】

已知某限壓式變量葉片泵的流量――壓力特性曲線如圖所示。已知泵的總效率為0.7。如果系統在工作進給時，泵的壓力Pp=4.5×105Pa，流量q=2.5L/min，在快速移動時，泵的壓力P’p=2.0×105Pa

，流量q’=20L/min。試問泵的壓力特性曲線應調成何種形狀？泵所需的最大驅動功率為多少？解：通過做圖來解。

根據題目已知條件，由快進時的壓力和流量可得工作點M，通過M點作AB的平行線；再根據工進時壓力和流量可得工作點N，過N點作BC的平行線。兩平行線相交于B’。10/31/202214武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件【例題】如圖5.73所示液壓回路，兩液壓缸結構完全相同，A1＝20cm2，A2＝10cm2，Ⅰ缸、Ⅱ缸負載分別為F1＝8×103N、F2＝3×103N，順序閥、減壓閥和溢流閥的調定壓力分別為3.5MPa、1.5MPa和5MPa，不考慮壓力損失，求：⑴1YA、2YA通電，兩缸向前運動中，A、B、C三點的壓力各是多少？⑵兩缸向前運動到達終點后，A、B、C三點的壓力又各是多少？解：⑴缸Ⅰ右移所需壓力為溢流閥調定壓力大于順序閥調定壓力，順序閥開啟時進出口兩側壓力相等，其值由負載決定，故A、B兩點的壓力均為4MPa；此時，溢流閥關閉。缸Ⅱ右移所需壓力為

Pa＝1.5MPa＝4MPaPa10/31/202215武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件⑵兩缸運動到終點后，負載相當于無窮大，兩缸不能進油，迫使壓力上升。當壓力上升到溢流閥調定壓力，溢流閥開啟，液壓泵輸出的流量通過溢流閥溢流回油箱，因此A、B兩點的壓力均為5MPa；而減壓閥是出油口控制，當缸Ⅱ壓力上升到其調定壓力，減壓閥工作，就恒定其出口壓力不變，故C點的壓力仍為1.5MPa。因pC＝pJ，減壓閥始終處于減壓、減壓后穩(wěn)壓的工作狀態(tài)，所以C點的壓力均為1.5MPa。10/31/202216武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件作業(yè)：P.166習題12、13。武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件10/31/202217【例1】：在下圖的出口節(jié)流調速回路中，已知A1=20cm2，

A2=10cm2，液壓泵的流量為16L/min，溢流閥的壓力調定值為5MPa，通過調速閥的流量為0.5L/min。液壓缸的負載為F=5kN，試分析：⑴電磁鐵斷電時，p1=？p2=？v=？溢流閥的溢流量Δq＝？⑵電磁鐵通電時，p1=？p2=？v=？溢流閥的溢流量Δq＝？解：

⑴由于回油路直接與油箱相通，活塞在快速運動中，溢流閥處于關閉狀態(tài)，液壓缸無桿腔工作壓力由負載決定。所以p2＝0，（1分）武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件10/31/202218∴溢流量Δqy=0。⑵電磁鐵通電時，構成出口節(jié)流回路，所以p1=

py＝5MPa

溢流量：

武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件10/31/202220解答：

⑴A點壓力由缸Ⅰ負載決定，最大受溢流閥調定壓力控制；

B點壓力最小由順序閥決定，最大受溢流閥調定壓力控制；

C點壓力：減壓閥不工作時，由缸Ⅱ負載決定，最大受溢流閥調定壓力控制；減壓閥和順序閥工作時，由B點壓力決定；

D點壓力：減壓閥不工作時，由缸Ⅱ負載決定；減壓閥工作時，由減壓閥調定。

武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件10/31/202221壓力/MPa工作狀態(tài)pApBpCpD兩缸空載運動0300兩缸運動到終點4441.5武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件10/31/202223由調速閥原理可知，若能保持調速閥進出口壓力差Δp在0.5MPa以上，就能保證進給缸Ⅰ獲得穩(wěn)定的運動速度。取pBmin=3MPa，則pA＝pB－Δp＝3－0.5＝2.5MPa缸Ⅰ允許的最大推力為F＝pA×A1＝25000N＝25kN當缸Ⅰ負載小于25kN時，即使輔助缸Ⅱ的負載變?yōu)榱?，缸Ⅰ的運動速度也不會受到影響。武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件10/31/202224圖中，閥A、C、E、F的壓力調定值分別為4MPa、2.5MPa、1.5MPa、2MPa、工作油缸H的有效工作面積為A=50cm2，運動方向向右，其負載為FL=5KN，試分析：1.當油缸H運動時，夾緊油缸D的工作壓力是多少？為什么？2.當油缸H運動到頂上死擋鐵時，油缸D的工作壓力是多少？為什么？3.當油缸H無負載地返回時，油缸D的工作壓力是多少？為什么？【例3】武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件10/31/202226（2）油缸H向右運動頂上死擋鐵時，相當于負載無窮大，此時無油液流過節(jié)流閥，因而油缸H工作壓力與泵出口壓力相同；大于液控順序閥的調定壓力1.5MPa，液控順序閥工作，于是先導式溢流閥的遠程控制口起作用，其入口壓力受閥F控制，為2MPa，因此油泵出口壓力低于減壓閥的調定壓力2.5MPa，減壓閥不工作，所以D缸工作壓力是2MPa。武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件10/31/202227（3）油缸H無負載向左運行時，其工作壓力為0，因而液控順序閥不工作，油泵出口壓力由溢流閥A調定，為4MPa，大于減壓閥的調定壓力2.5MPa，故減壓閥工作，D缸工作壓力是減壓閥的調定壓力2.5MPa。武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件10/31/202228【例4】如圖所示液壓系統中，泵1為低壓大流量泵，泵2為高壓小流量泵，它們的流量分別為20L/min和5L/min，單桿活塞缸活塞桿的運動速度方向和受力方向如圖所示，快進時負載力F=0，工進時負載力F=20kN，活塞有效面積為A=40×10-4m2，溢流閥和順序閥的調定壓力分別為7MPa與3MPa，問：（1）快進時，節(jié)流閥進口處的壓力是多少？進入液壓缸的流量是多少？活塞桿前進的速度是多少？（2）工進時，泵1出口壓力是多少？節(jié)流閥出口處的壓力是多少？要改變活塞桿運動速度，需要調節(jié)哪個元件？武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件10/31/202230【例5】

圖中是某專用機床的液壓系統原理圖。該系統有定位油缸、夾緊油缸和工作主油缸。它們的工作循環(huán)為：定位→夾緊→快進→工進→快退→松開、拔銷→原位停止、泵卸荷。1．根據動作循環(huán)，做出電磁閥YA的動作循環(huán)表。用符號“+”表示電磁閥通電，用符號“?”表示電磁閥斷電；2．說明記號為a、b、c的三個閥其分別在系統中所起的作用；3．液控順序閥、減壓閥、單向順序閥、溢流閥各自的調壓依據是什么？武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件10/31/202231【解】1．電磁鐵（壓力繼電器）動作順序表如下：工況1DT2DT3DT4DT5DT定位－＋－－－夾緊－＋－－－主缸快進－－＋－－主缸工進＋－－－－主缸快退－＋－－－拔銷、松開－－－＋－原位停止、油泵卸荷－－－－＋武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件10/31/2022322．元件a：單向閥，主缸工進時隔離低壓泵和高壓泵的壓力；元件b：單向閥，瞬時保壓，即防止主缸快進時夾緊缸松動；元件c：順序閥，實現先定位后夾緊的順序動作。3．液控順序閥：高于快進壓力，低于工進壓力；減壓閥：按夾緊力要求，但始終低于溢流閥調定壓力；單向順序閥：能使定位缸動作即可，但始終要低于減壓閥調定壓力；溢流閥：調整系統壓力，按工作缸能克服負載所需。10/31/202233武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件圖示是某專用機床的液壓系統原理圖。該系系統有定位油缸、夾緊油缸和主工作油缸三個液壓缸。它們的工作循環(huán)為：定位、夾緊→快進→一工進→二工進→快退→松開、拔銷→原位停止、泵卸荷?；卮鹣铝袉栴}：【例1】⒉說明標記為a、b、c的三個閥分別在系統中所起的作用。⒊減壓閥、溢流閥調壓的依據是什么？⒋閥A和閥B的通流面積哪個應該大一些？為什么？⒈根據動作循環(huán)，作出電磁閥YA的動作循環(huán)表。10/31/202234武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件1.電磁鐵（壓力繼電器）動作順序表如下：10/31/202235武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件10/31/202236武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件10/31/202237武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件10/31/202238武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件10/31/202239武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件10/31/202240武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件10/31/202241武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件綜合起來即：10/31/202242武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件2.a、b、c三個閥的作用如下：元件a：壓力繼電器，夾緊缸夾緊后，發(fā)信號控制主油缸動作；元件b：單向閥，瞬時保壓，即防止主缸快進時夾緊缸松動；元件c：節(jié)流閥，提供阻尼，系統升壓、卸荷過程比較平穩(wěn)，不產生沖擊。10/