液压与气压传动习题课 重点

本文格式为Word版，下载可任意编辑——液压与气压传动习题课重点习题课重点、难点习题讲解

2－4泵的额定流量为100L/min，额定压力为2.5Mpa，当转速为1450r/min时，机械效率为ηm＝0.9。由试验测得，当泵出口压力为零时，流量为106L/min，压力为2.5Mpa时，流量为100.7L/min，试求：1）泵的容积效率；

2）如泵的转速下降到500r/min，在额定压力下工作时，计算泵的流量为多少？

3）上述两种转速下泵的驱动功率。解：1）ηv1＝q1/qt1=100.7/106=0.95=95%

*额定流量反映的是同类型泵的指标，而q1则是这台泵的实际状况。2）该泵的排量为V＝qt1/n1=0.0731L/r；泄漏流量为Δq=qt1-q1=5.3L/min；*缝隙滚动分为压差流和剪切流，转速不同只带来剪切流的变化；而与压差流相比，剪切流比例很小。故当压差一致时，泄漏流量亦不变。∴q2＝Vn2－Δq＝31.25L/min

此时泵的容积效率为ηv2＝q2/qt2＝（Vn2－Δq）/Vn2＝0.85＝85％*显然，对液压泵而言，在不同的转速下，其容积效率是不同的。3）P＝pq/ηmηv

*机械效率反映机械摩擦所带来的损失，可以认为其与转速变化无关。

则在上式中带入不同转速下的相应参数，即可计算出两种转速下泵的驱动功率。

3－9图示为变量泵和定量马达系统，低压辅助泵输出压力py＝0.4Mpa，泵最大排量Vpmax＝100mL/r，转速np＝1000r/min，容积效率ηvP＝0.9，机械效率ηmp＝0.85，马达的相应参数为Vm＝50mL/r，ηvm＝0.95，ηmm＝0.9。不计管道损失，当马达的输出转矩为Tm＝40Nm，转速为nm＝160r/min时，求变量泵的排量、工作压力和输入功率。

解：*变量泵定量马达系统，为实现马达的调速范围，必需变量泵的供给流量满足马达的需要；因此泵的最大排量只表达系统的一种能力指标，而变量泵的排量应根据马达的转速来确定。

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

*马达的转矩是由其进出口的压差产生，从系统图可见泵、马达进出口两端的压差是相等的，即

pp－py＝pm－py＝2πTm/Vmηmm；∴pp＝2πTm/Vmηmm＋py。*泵的输入功率由泵的流量、进出口压差和效率决定。

Ppi＝（pp－py）qp/ηP＝2πnmTm/ηmpηvPηmmηvm。带入实际参数计算即可。

4－4图4－116所示系统中溢流阀的调整压力分别为pA＝3MPa，pB＝1.4MPa，pC＝2MPa。试求1）当系统外负载为无穷大时，泵的出口压力为多少？2）如将溢流阀B的遥控口堵住，泵的出口压力又为多少？

解：1）泵启动后，当系统压力升至1.4MPa时，先导式溢流阀B的先导阀开启，其主阀也开启（对应1.4MPa的开口量），但这时阀B的出口还接有阀C，而阀C的调整压力为2MPa，故下支路并不能接通；当系统压力（这时由阀B的出口压力所决定）继续升至2MPa时，直动式溢流阀C开启，此时由于先导式溢流阀B的遥控口直接接在其出口，阀B上并不产生压力降（其主阀芯全开），所以系统压力为阀C所调理的压力，即等于2MPa。阀A调整压力为3MPa，不开启。

2）由于此时溢流阀B的遥控口被堵住，下支路相当于阀B、阀C两个直动型溢流阀串连，所以下支路的开启压力为1.4MPa＋2MPa＝3.4MPa；而上支路的开启压力为阀A所调整的压力3MPa，所以系统压力即泵的出口压力为3MPa。

*系统压力由外负载决定，外负载包括系统中各种调控装置；系统压力由系统中所有起作用的外负载、调控装置中的最小值所决定！

4－5图4－117所示两系统中溢流阀的调整压力分别为pA＝4MPa，pB＝3MPa，pC＝2MPa，当系统外负载为无穷大时，1）泵的出口压力各为多少？2）对图a的系统，请说明溢流量是如何分派的？

解：1）图a，A、B、C三阀并联，系统压力由其中最小设定压力决定，所以泵出口压力为阀C的调整压力2MPa。图b，A、B、C三阀串联，系统压力为三阀之和，但由于阀B之遥控口直接接油箱，故阀B进出口压差为零，所以泵出口压力为阀A、B之和，即6MPa。

2）对图a的系统，经先导式溢流阀A、B之遥控口流过溢流量的极少部分液压油，到达直动式溢流阀C使其开启，而主溢流量仍要通过阀A的主阀芯流回油箱。

4－6图4－118所示溢流阀的调定压力为4MPa，若不计先导油流经主阀芯阻尼小孔时的压力损失，试判断以下状况下的压力表的读数：1）YA断电，且负载为无穷大时；

2）YA断电，且负载压力为2MPa时；3）YA通电，且负载为2MPa时；

答：压力表接在先导式溢流阀的遥控口上，其读数直接反映泵出口的压力。

1）4MPa；压力值由先导式溢流阀的调定压力决定。2）2MPa；压力值由系统的负载压力决定。

3）0MPa；压力值由先导式溢流阀的遥控口决定。*全面、正确理解系统的压力由外负载决定。

4－7试确定图示回路在以下状况下液压泵的出口压力：1）全部电磁铁断电；答：5.5MPa2）电磁铁2YA通电，1YA断电；3.5MPa3）电磁铁2YA断电，1YA通电；0.5MPa

4－8图4－120所示系统溢流阀的调定压力为5MPa，减压阀的调定压力为2.5MPa。试分析以下各工况，并说明减压阀阀口处于什么状态？

1）泵出口为溢流阀调定压力，缸夹紧工件，A、C点压力各为多少？2）泵出口压力降到1.5MPa（工件原夹紧），A、C点压力各为多少？3）夹紧缸在夹紧工件前作空载运动时，A、B、C点压力各为多少？

答：1）pA＝pC＝5MPa，减压阀口似开非开；2）pA＝1.5MPa，pC＝2.5MPa，减压阀口开；3）pA＝pB＝pC＝0，减压阀口开。

4－9图4－121所示回路，溢流阀的调定压力为5MPa，减压阀的调定压力为1.5MPa，活塞运动时负载压力为1MPa，其它损失不计，试求：1）活塞运动期间和碰见死档铁后A、B处压力。

2）假使减压阀的外泄油口堵死，活塞碰见死档铁后A、B处压力。答：1）活塞运动期间A、B处压力均为1MPa；碰见死档铁后A处压力为1.5MPa，B处压力为5MPa。

2）此时，AB处压力均为5MPa。

*减压阀外泄油口被堵死后，阀芯将不能动作，减压阀仅相当于通道。

4－10图4－122所示的减压回路，已知液压缸无杆腔、有杆腔面积分别为100cm2、50cm2，最大负载F1＝14000N、F2＝4250N，背压p＝0.15MPa，节流阀的压差Δp＝0.2MPa，求：

1）A、B、C各点的压力（忽略管路阻力）；2）泵和阀应选多大的额定压力？

3）若两缸的进给速度分别为v1＝3.5cm/s，v2＝4cm/s，泵和各阀的额定流量应选多大？

解：1）*应考虑减压回路和节流回路动作次序的问题。pBA1＝pA2＋F2，pB＝pJ＝pA2/A1+F2/A1＝0.5MPa

故当系统压力升至pA＝pB＝pC=0.5MPa时，缸2先伸出；

pC＝F1/A1＝1.4MPa；

pA＝pY＝pC＋Δp＝1.6MPa；

pA＝pY＝1.6MPa>pB＝pJ＝0.5MPa，系统压力级别合理。

2）考虑一定余量和标准压力系列，可选泵及各阀的额定压力为2.5M