液压回路考试习题答案

1、八、计算题：1.如图7.15所示为双泵供油，差动快进与工进速度换接回路。已知：泵的输出流量qi =16L/min，q2=4L/min，输送油液密度o900 kg/m ，运动粘度22010 6 m /s,液压缸的有效面积A1=100cm2、A2=60cm2,快进时负载F=1000N ;油液流过方向阀的压力损失P=0.25MPa ,连接缸两腔的油管其中ABC段因较长（L = 3m ），计算时需计其沿程损失，其它损失及由速度、高度变化形成的影响均可忽略。 试求： 快进时缸速和压力表读数；工进时压力表读数为承载能力为多大（流量很小，调速阀损失不计）？ABCD的内径d = 1.8 cm，8MPa,顺序阀

2、的调定压力宜选多大？此时回路解:（1）快进时为差动连接A1 A2316 41046040 100.083m/sq2A20.08360 105 10 4m3,/s4q25 10 441.8 10 2 21.966 m/sIIIRe21.966 1.8 102010 61.77 1037575，所以ReL Vo275 32 1.77900 1.9662103 1.8 10 20.896104PaP2 Pp(2)FFP2A2P有PPF ( p 沿 p A2A1A2103 ( 0.25PpA1 8图 7.150.009)106 60 10 440 10 4106 100 10 4 80kN液控顺序阀的

3、压力应为 0.64MPa至8MPaItJ lJj0.64 MPa2图7.16所示液压回路，限压式变量调定后的流量压力特性曲线如图所示，调速阀调定的流量为 液压缸的两腔有效面积 A1=2A2=50cm2,不计管路损失，求：液压缸的无杆腔压力P1 ；当负载F=0和F=9000N时有杆腔压力P2；设泵的总效率为0.75,则系统在前述两种负载下的总效率。2.5L/min，解：qpAiq2A2qp处 2 2.5 5L/minA2P2Pi2勺10(2.4-2 )22MPa。%A2A2F ;当F= 0时,P24.4 MPa9000N 时，p20.8MPa液压回路的效率Piq1P1A19000642.2 10

4、 50 100.82图 7.16p(NPa)9 / 10系统总效率0.82 0.750.623.图7.17回路中，已知活塞在运动时的负载为F=1200N，活塞面积为 A=15cm2,溢流阀的调整压力为 Py=4.5MPa,两个减压阀的调整压力为pJ1=3.5 MPa , pj2=2MPa,如油液流过减压阀及管道时的压力损失均略去不计，试确定活塞在运动时和停在终端位置时，a、B、C三点处的压力。pj1pj2图 7.17Ati = 0.01 cm2, At2 = 0.02cm2，流量系数都解:4.图7.18所示液压回路，已知：两个薄壁孔型节流阀的开口面积是Cd = 0.67，油液密度 p= 900

5、 kg/m3，负载压力P1 = 2 MPa,溢流阀的调定压力为pY = 3.6 MPa ,液压泵的输 出流量qp = 25 L/min，活塞面积Ai = 50 cm 2。若不计管路损失，试求电磁铁通电和断电时，活塞的运动速度各为多少?解：1DT通电，2节流阀短掉qTicdAn 戶1 cdAT1 严430.4 10 m /sViqT1a.4 巴 0.008m/s 0.48m/min50 1041DT断电，两节流阀串联工作,QCh qT2CdAnf cdAr2-PA1PTIaPt2A1PyPcaPcP1Pc2.32MPav1qTiA1Cd AtJ2 Py PcA0.0071m/ s 0.43m/m

6、inL-J图 7.18qmax0.48 50 10 42.4L/min,qp 25L/min溢流阀正常溢流定压，所以节流阀入口压力取Py 3.6mPa 正确。5.液压泵的输出流量 qp = 10 L/min，液压缸的无杆腔面积 A1 = 50 cm2,有杆腔面积 A2 = 25cm2。溢流阀的调 定压力为Py = 2.4 MPa,负载F=10 kN。节流阀口视为薄壁孔，流量系数都是 Cd = 0.62，油液密度 尸900 kg/m3,试求：节流阀口通流面积2 2 、At0.05cm和At 0.01cm时的液压缸速度、液压泵压力Pp、溢流阀损失Ny和回路效率当A 0.01cm和At0.02cm2

7、时，若负载F= 0 ,求液压泵的压力 Pp和液压缸两腔压力 Pi和P2各为多大？解:p At0.05cm时：假设溢流阀不溢流,则通过节流阀的流量qTAqp 5L/m inA Pq2CdATqp2pc/At20.833220.62210 8 9000.052 10 80.325MPa冋 一一uLi 丄PpF _PAA A10 10350 10 40.325106 25502.163 MPaPp Py ,则溢流阀损失Ny0。qp10103A 60 50 10 40.0333m/s，回路效率:310 103Ppqp2.1630.0333 30.9246 10 10 310 602At 0.01cm时

8、，同理由上述求解过程可得P8.125MPa，FPpa1PapA2由于pp py，假设不成立。则有：Pp Py 2.4 MPaF_A2.4 106 5025咤 0.8M Pa25 10 4qp CdAT20.62 0.0110 4J2 0.8 1069002.614 103/s液压缸速度:qpAp2.614 105251041.046 10 2m/s，q1A1.046 105010 4535.23 10 5m3/sqqp10 10 3q1 飞5.2310511.437 105m3/s溢流损失:NyPp q 2.4106 11.437 10 5274.48W回路效率:qpPpi1!詈手隔560假设

9、溢流阀不工作时,当Ar 0.01cm2 时，p 8.125MPa,因为 F0, PiAPA2,则有p14.06 MPaPy ,与假设矛盾，假设不成立。PpP1Pyp A，2.4MPa , P2=4.8MPaA20.02cm 时p 2.03MPa,因为 F 0 , p1A1PA2则有p11.02 MPaPy,由此可知假设成立。Pp Pi 1.02 MPa ,p2p 2.03 MPa6.如上题所述的已知条件，当F=10 kN时，若节流阀的最小稳定流量qmin = 50 mL/min，试求:回路所对应的节流阀口面积 At和缸的最小运动速度Vmin。若将回路改为进油节流调速回路，则对应的AT 和 Vm

10、in。将上二结果作比较，能说明什么?解：min6qrmin50 1033360 25 10 4.104m/s由可知P 0.8 ArqT minC梓50 10 660 0.62/2 0.8 106V 900_3.19 104cm2若改为进口节流回路min4m/s , AtQt min4.51 104cm2。进口节流调速回路能获得更低的稳定速度min 7.图7.20调速回路中，泵的排量Vp = 105 mL/r，转速np = 1000 r/min，容积效率 nv = 0.95。溢流阀的调定压力为PY = 7 MPa。液压马达的排量 Vm = 160 mL/r，容积效率 n = 0.95，机械效率为

11、nmm = 0.8。负载转矩T =16 N.S。节流阀最大开度口 At max= 0.2 cm2 （可视为薄壁小孔），其流量系数Cd = 0.62,油液密度 P 900 kg/m3,不计其它损失。试求:通过节流阀的流量qT。液压马达的最大转速nmmax、输出功率N和回路效率n并解释为何效率很低?若将Py提高到8.5 MPa,贝U n mmax将为多大?解：2 DmTmPmVM nM mMPm严Vm mM2 16160 10 6 0.80.785MPa。图 7.20qT Cd片严 0.62 0.2 10 4 J2 7 O.785 106900331.45 10 3m3/s=87.1 L/minq

12、PVPnPVP105 10 6 1000 0.95 1.6625 10 3m3/s6099.75L / min nM maxqTVM871鉴 517 r/min160 10 3NqM2 nMTM 2517 16/60 866.5WNqM2 nMTMppqp866.57 106 1.6625 10 30.0745这是因为存在溢流损失和节流损失。 qT 0.62 0.2 10f 8.5 0.785 106 97.15L/min900&图7.21为用调速阀的进油节流加背压阀的调速回路。负载 F=9000N，缸的两腔面积 Ai = 50 cm2, A2 = 20cm2。背压阀的调定压力 pb = 0.

13、5 MPa。泵的供油流量qp = 30 L/min。不计管道和换向阀压力损失，试问：欲使液压缸速度恒定，不计调压偏差，溢流阀最小调定压力Py多大？卸荷时的能量损失有多大？若背压阀增加了 Pb，溢流阀调定压力的增量py应有多大?解：因为P2 Pb，所以 P1- PbA1A1900050 10 4500.51062MPa由于不计调压偏差，所以PyP12MPa 。 Nlossp2q 0.5 10630 1060250w因为p1Py，P2Pb，APb。当AP2Pb Pb，溢流阀1图 7.21调定压力PyA1(PbA1Pb)，PyA2APbA2 PbPyAA2A1Pb，溢流阀调定压力的增加量PyPbPb

14、。97.15 0.95M max160 10 3966.57 106 1.6625 10 3576.8r/min0.083Nqm 2576.816/60966.5W9.图7.22所示的液压回路中，如果液压泵的输出流量qp = 10 L/min，溢流阀的调定压力为pY = 2 MPa，两个薄壁孔型节流阀的开口面积At1 = 0.02 cm2，At2 = 0.01cm2，流量系数都是 Cd = 0.67，油液密度 尸900 kg/m 3。 溢流阀可能出现的最大溢流量。 溢试求在不考虑溢流阀的调压偏差时：液压缸大腔的最高工作压力。流阀可能出现的最小溢流量。2与液压缸并0，液压缸不能运动。所以只有解：

15、要想使液压缸运动，必须有油液进入液压缸无杆腔。因节流阀联，若将阀1的流量全部流掉，则液压缸流量为阀2过流流量中2小于阀1的过流流量qT1 （极限是相等）时，液压缸才能运动。/2p2 Pp_pqT2 qT1CAT 2 J CAT1 M4p Pp 1.6M Pa5ZL6011 / 10液压缸大腔的最高工作压力pmax 1.6M Pa 定量泵的流量，由溢流阀和节流阀1共同分流，溢流阀分流最多时，也是节流阀1分流最少时，也就是节流阀1进出口压差最低图 7.22（因为其开口面积已经确定） 都为初始调定值，所以阀qT1min。因不考虑溢流阀的调压偏差，即溢流阀溢流量大小变化时,1压差最低值产生在阀1出口压

16、力最高值。所以J2 PpP maxCdAT2 pYpmax溢流阀的最大溢流量qYmaxqpqT 1min102.4 7.6L/min其入口压力不变,2.4L/min qy qp q1q y min qp q1max900q1max Cd_pm 0.67 0.02 10 4J2(2 上 108.933 10 5(m3/s) 5.36(L/min)qy min qp q1max 105.364.64( L / min)10.图7.23所示回路，变量泵的转速np = 1000 r/min，排量Vp = 40 mL/r，容积效率 np = 0.9，机械效率 n =0.9,工作压力pp = 6 MPa

17、,进油路和回油路压力损失p进= p回=1MPa，液压缸大腔有效工作面积 A1 = 100cm2，小腔有效工作面积 A2 = 50cm2，液压缸容积效率n/c= 0.98，机械效率 nmc = 0.95。试求 驱动液压泵的电机功率NiP ；活塞产生的推力解：电机功率 NiP,液压泵的输出功率NoP,为F :液压缸输出功率Noc；系统的效率n系?Nop Ppqp Ppqtp vPPpHpVp vp6 106 1000 40 10 6 O.9 3.6kw电机功率、即液压泵输人功率Nip为Nip业pNoP活塞推力F液压缸无杆腔工作压力p1为3.6 4.44kw vP mP 0.90.9P1Pp- P进

18、 6 1 5MPa液压缸活塞产生的理论推力Ft为Ft p1A15 106 100 10 450000N考虑到液压缸的机械效率m及回油路的压力损失P回，液压缸活塞产生的实际推力为F Ft m- p回A250000 0.95 10650 10 442500 N液压缸输出功率Noc ,Noc Fv式中，v为液压缸（活塞）的速度。若设液压缸无杆腔流量为qi,则上式为F npVp vP vc A1000/6040 10-6 0.9 0.9842500 10帀2.5kw系统效率n系，根据定义，系统效率为液压缸输出功率Noc与电机功率NiP之比，即系=理=空0.56Nip 4.4411.图7.24所示液压回

19、路，已知低压辅助泵使主泵的吸油管和马达的出油管压力保持为0.4 MPa,变量泵的最大排量Vp= 100 mL/r，泵的转速nP= 1000 r/min，容积效率 p = 0.9，机械效率nmP = 0.85 ;液压马达的排量Vm = 50 mL/r，容积效率 nM = 0.95，机械效率 如皿=0.9，管路损失略去不计，当马达输出转矩为40N.m，输出转速为160 r/min时，试求：变量泵的输出流量、输出压力以及泵的输入功率?解: Tmpp pyVmmMpp d pyVm mM50100.90.4 1065.98 MPaqpqMVm niM vM160500.95 7.6L/minNiPNo

20、PPpqp5.98106 7.6 10 359.4kwvP mP0.90.85 T*f图 7.24九、综合题:5.4Mpa,负载F为40000N，液压缸大腔1.回油节流调速系统：液压泵流量为 25L/ min，溢流阀调定压力为面积A1=80cm2,小腔面积A2=40cm2,工进时液压缸速度 v为18cm/min,不考虑管路损失和液压缸摩擦损失。试求：画出完整回路;工进时液压系统的效率为多少; 负载降为0时（即F=0）,活塞的运动速度和回油腔的压力?解：如图0.533今 N1 Fv4000 18系63系 NpPpCip 5.4 1 06 25 1 0 3F=0时压力全作用在节流阀上,心P1A1

21、F P2=P1 殳80404000040.8M Pa40 10 4qT CdAT 严25 10900厂 0.6215.9 10 6m2P2 A2P1A1P2pS 5.4A280 10.8M pa40qTCdAT 戶0.62 15.9 10f2A290040 1040.38m/s18 / 1025L/min，调节好的限压压力为 4.5MPa,截止2.回油节流调速系统的泵源为一只限压式变量泵，最大流量为压力为7MPa。回油路上的调速阀工作时， 其节流阀两端压差为恒值Ap=0.3MPa（液压缸大腔进油为前进方向）快进与快退时负载均为 0。试:液压缸大腔面积 Ai=20cm2，小腔面积 A2=10cm

22、2，工进时负载为 F=10000N，画出完整回路。 液压缸运动速度为 5 m/min时，泵的出口压力。此时调速阀中定差减压阀的压力降。此时调速阀的节流阀的开口面积，流量系数为Cd=0.62, P =900kg/m。此时系统的效率为多少?解：如图2010 4 10L/minq 二qmax 7x 104.525x 1所以Pp 6MPa P2A2 二PiAi q2 qTP2 = P1A10102065L/min106201010000410 102MPapJ=2-0.3=1.7 MPaqTCdATpAt2015.2 10 6m20.62 6OV2 0.3 1060.052cm23.如图N1FvNpPpCip10000 56 106 10 10 30.833rA口7.25所示的液压回路可以实现“快进-工进-快退”动作的回路（活塞右行为左行为“退”），如果设置压力继电器的目的是为了控制活塞的换向，试问:图中