液压传动课件习题

液压传动课件习题.第一页，共48页。武汉理工大学机电学院《流体力学与液压传动》教学课件4/30/20232解：1．求吸油管油液的流速2．判断吸油管油液的流动状态雷诺数为：油液的流动状态为层流。第二页，共48页。武汉理工大学机电学院《流体力学与液压传动》教学课件4/30/202333．求液压泵安装高度取油箱油液表面为1-1计算面，也为

零势能基准面；泵吸油口处为2-2

计算面。建立伯努利方程：式中：p1

=pa（大气压），v1=0，z1=0，z2=h，α1=α2=2，v2=v。第三页，共48页。武汉理工大学机电学院《流体力学与液压传动》教学课件4/30/20234简化上式，则有：真空度：第四页，共48页。武汉理工大学机电学院《流体力学与液压传动》教学课件4/30/20235因要求泵吸吸油口处真空度不大于0.4×105Pa，引入该条件到上式，则有：所以，安装高度为h≤2.446m。第五页，共48页。武汉理工大学机电学院《流体力学与液压传动》教学课件4/30/20236柱塞受F

=100N的固定力作用而下落，缸中油液经缝隙泄出。设缝隙厚度δ=0.05㎜，缝隙长度L=70㎜，柱塞直径d=20㎜，油的动力粘度μ=50×10-3Pa·s。试计算当柱塞

和缸孔同心时，下落0.1m所需时间是多少?【例】解:根据柱塞运动状态有：其中，即柱塞下降0.1m排出的体积。柱塞下降速度：有:第六页，共48页。武汉理工大学机电学院《流体力学与液压传动》教学课件4/30/20237【例】已知中高压齿轮泵CBG2040的排量为40.6ml，该泵在1450r／min转速、10MPa压力下工作，泵的容积效率ηpv＝0.95，总效率ηp＝0.9，求驱动该泵所需电动机的功率Ppi和泵的输出功率Ppo。解:⑴求泵的输出功率⑵电动机功率查电机手册，应选配功率为11kW的电机。则液压泵的输出功率为：电机功率即泵的输入功率：第七页，共48页。武汉理工大学机电学院《流体力学与液压传动》教学课件4/30/20238【例】巳知液压泵输出油压pp=10MPa，泵的机械效率ηm=0.95，容积效率ηV=0.9，排量Vp=10mL/r,转速n=1500r/min；液压马达的排量VM=10mL/r，机械效率ηmM=0.95，容积效率ηvM=0.9。⑴液压泵的输出功率；⑵驱动液压泵的电动机功率；⑶液压马达输出转速；⑷液压马达输出转矩和功率。求：解：⑴液压泵的输出功率第八页，共48页。4/30/20239武汉理工大学机电学院《流体力学与液压传动》教学课件⑵电动机功率⑶马达的输出转速不计管路中的流量损失，马达的理论流量：⑷马达的输出转矩和功率第九页，共48页。4/30/202310武汉理工大学机电学院《流体力学与液压传动》教学课件【例】如图所示的齿轮泵：

（1）试确定该泵有几个吸油口和压油口？（2）若三个齿轮的结构相同，其顶圆直径＝48mm，齿宽B＝25mm，齿数z＝14，n＝1450r/min，容积效率。试求：该泵的理论流量和实际流量。（1）根据齿轮泵的工作原理可以确定，齿轮1、2的上部是吸油口，下部是排油口；齿轮2、3的上部是排油口，下部是吸油口。解：（2）计算流量理论流量：第十页，共48页。4/30/202311武汉理工大学机电学院《流体力学与液压传动》教学课件其中模数：则所得到的理论流量为：实际流量：第十一页，共48页。4/30/202312武汉理工大学机电学院《流体力学与液压传动》教学课件【例】

已知某限压式变量叶片泵的流量――压力特性曲线如图所示。已知泵的总效率为0.7。如果系统在工作进给时，泵的压力Pp=4.5×105Pa，流量q=2.5L/min，在快速移动时，泵的压力P’p=2.0×105Pa

，流量q’=20L/min。试问泵的压力特性曲线应调成何种形状？泵所需的最大驱动功率为多少？解：通过做图来解。

根据题目已知条件，由快进时的压力和流量可得工作点M，通过M点作AB的平行线；再根据工进时压力和流量可得工作点N，过N点作BC的平行线。两平行线相交于B’。第十二页，共48页。4/30/202313武汉理工大学机电学院《流体力学与液压传动》教学课件则，A’B’C’即为调整后的流量――压力特性曲线。B’点对应的压力、流量为：p=32.5×105Pa

q=19.5L/min则变量泵的最大驱动功率可认为在拐点附近。故泵的最大驱动功率近似为：=1.5kW第十三页，共48页。4/30/202314武汉理工大学机电学院《流体力学与液压传动》教学课件【例题】如图5.73所示液压回路，两液压缸结构完全相同，A1＝20cm2，A2＝10cm2，Ⅰ缸、Ⅱ缸负载分别为F1＝8×103N、F2＝3×103N，顺序阀、减压阀和溢流阀的调定压力分别为3.5MPa、1.5MPa和5MPa，不考虑压力损失，求：⑴1YA、2YA通电，两缸向前运动中，A、B、C三点的压力各是多少？⑵两缸向前运动到达终点后，A、B、C三点的压力又各是多少？解：⑴缸Ⅰ右移所需压力为溢流阀调定压力大于顺序阀调定压力，顺序阀开启时进出口两侧压力相等，其值由负载决定，故A、B两点的压力均为4MPa；此时，溢流阀关闭。缸Ⅱ右移所需压力为

Pa＝1.5MPa＝4MPaPa第十四页，共48页。4/30/202315武汉理工大学机电学院《流体力学与液压传动》教学课件⑵两缸运动到终点后，负载相当于无穷大，两缸不能进油，迫使压力上升。当压力上升到溢流阀调定压力，溢流阀开启，液压泵输出的流量通过溢流阀溢流回油箱，因此A、B两点的压力均为5MPa；而减压阀是出油口控制，当缸Ⅱ压力上升到其调定压力，减压阀工作，就恒定其出口压力不变，故C点的压力仍为1.5MPa。因pC＝pJ，减压阀始终处于减压、减压后稳压的工作状态，所以C点的压力均为1.5MPa。第十五页，共48页。4/30/202316武汉理工大学机电学院《流体力学与液压传动》教学课件作业：P.166习题12、13。第十六页，共48页。武汉理工大学机电学院《流体力学与液压传动》教学课件4/30/202317【例1】：在下图的出口节流调速回路中，已知A1=20cm2，

A2=10cm2，液压泵的流量为16L/min，溢流阀的压力调定值为5MPa，通过调速阀的流量为0.5L/min。液压缸的负载为F=5kN，试分析：⑴电磁铁断电时，p1=？p2=？v=？溢流阀的溢流量Δq＝？⑵电磁铁通电时，p1=？p2=？v=？溢流阀的溢流量Δq＝？解：

⑴由于回油路直接与油箱相通，活塞在快速运动中，溢流阀处于关闭状态，液压缸无杆腔工作压力由负载决定。所以p2＝0，（1分）第十七页，共48页。武汉理工大学机电学院《流体力学与液压传动》教学课件4/30/202318∴溢流量Δqy=0。⑵电磁铁通电时，构成出口节流回路，所以p1=

py＝5MPa

溢流量：

第十八页，共48页。武汉理工大学机电学院《流体力学与液压传动》教学课件4/30/202319【例2】在图示液压回路中，液压缸Ⅰ为进给缸，无杆腔面积

A1=100cm2，液压缸Ⅱ为辅助缸，无杆腔面积A2=100cm2，溢流阀调定压力pY=4MPa、顺序阀调定压力pX=3MPa、减压阀调定压力pJ=1.5MPa，不考虑压力损失，试求：⑴Ⅰ、Ⅱ两缸空载运动时，以及运动到终点位置时，

A、B、C、D四点的压力；⑵辅助缸Ⅱ工作时，能产生的最大推力是多少？⑶进给缸Ⅰ要获得稳定的运动速度且不受辅助缸负载的影响，缸Ⅰ允许的最大推力是多少？第十九页，共48页。武汉理工大学机电学院《流体力学与液压传动》教学课件4/30/202320解答：

⑴A点压力由缸Ⅰ负载决定，最大受溢流阀调定压力控制；

B点压力最小由顺序阀决定，最大受溢流阀调定压力控制；

C点压力：减压阀不工作时，由缸Ⅱ负载决定，最大受溢流阀调定压力控制；减压阀和顺序阀工作时，由B点压力决定；

D点压力：减压阀不工作时，由缸Ⅱ负载决定；减压阀工作时，由减压阀调定。

第二十页，共48页。武汉理工大学机电学院《流体力学与液压传动》教学课件4/30/202321压力/MPa工作状态pApBpCpD两缸空载运动0300两缸运动到终点4441.5第二十一页，共48页。武汉理工大学机电学院《流体力学与液压传动》教学课件4/30/202322⑵缸Ⅱ的最大推力由减压阀调定：⑶当辅助缸Ⅱ空载运动时，泵的工作压力pB为最小，

pB=pX=3MPa。当辅助缸Ⅱ负载压力与减压阀调定压力pJ=1.5MPa相同时，泵的工作压力最高，pB=pY=4MPa。由此可知，辅助缸Ⅱ负载的变化对泵的工作压力是有影响的。第二十二页，共48页。武汉理工大学机电学院《流体力学与液压传动》教学课件4/30/202323由调速阀原理可知，若能保持调速阀进出口压力差Δp在0.5MPa以上，就能保证进给缸Ⅰ获得稳定的运动速度。取pBmin=3MPa，则pA＝pB－Δp＝3－0.5＝2.5MPa缸Ⅰ允许的最大推力为F＝pA×A1＝25000N＝25kN当缸Ⅰ负载小于25kN时，即使辅助缸Ⅱ的负载变为零，缸Ⅰ的运动速度也不会受到影响。第二十三页，共48页。武汉理工大学机电学院《流体力学与液压传动》教学课件4/30/202324图中，阀A、C、E、F的压力调定值分别为4MPa、2.5MPa、1.5MPa、2MPa、工作油缸H的有效工作面积为A=50cm2，运动方向向右，其负载为FL=5KN，试分析：1.当油缸H运动时，夹紧油缸D的工作压力是多少？为什么？2.当油缸H运动到顶上死挡铁时，油缸D的工作压力是多少？为什么？3.当油缸H无负载地返回时，油缸D的工作压力是多少？为什么？【例3】第二十四页，共48页。武汉理工大学机电学院《流体力学与液压传动》教学课件4/30/202325解：（1）油缸H向右运动时，其工作压力为：小于液控顺序阀的调定压力1.5MPa，液控顺序阀不工作，由于存在调速阀B，溢流阀打开，油泵出口压力由溢流阀A调定，为4MPa，大于减压阀的调定压力2.5MPa，故减压阀工作，D缸工作压力是减压阀的调定压力2.5MPa。第二十五页，共48页。武汉理工大学机电学院《流体力学与液压传动》教学课件4/30/202326（2）油缸H向右运动顶上死挡铁时，相当于负载无穷大，此时无油液流过节流阀，因而油缸H工作压力与泵出口压力相同；大于液控顺序阀的调定压力1.5MPa，液控顺序阀工作，于是先导式溢流阀的远程控制口起作用，其入口压力受阀F控制，为2MPa，因此油泵出口压力低于减压阀的调定压力2.5MPa，减压阀不工作，所以D缸工作压力是2MPa。第二十六页，共48页。武汉理工大学机电学院《流体力学与液压传动》教学课件4/30/202327（3）油缸H无负载向左运行时，其工作压力为0，因而液控顺序阀不工作，油泵出口压力由溢流阀A调定，为4MPa，大于减压阀的调定压力2.5MPa，故减压阀工作，D缸工作压力是减压阀的调定压力2.5MPa。第二十七页，共48页。武汉理工大学机电学院《流体力学与液压传动》教学课件4/30/202328【例4】如图所示液压系统中，泵1为低压大流量泵，泵2为高压小流量泵，它们的流量分别为20L/min和5L/min，单杆活塞缸活塞杆的运动速度方向和受力方向如图所示，快进时负载力F=0，工进时负载力F=20kN，活塞有效面积为A=40×10-4m2，溢流阀和顺序阀的调定压力分别为7MPa与3MPa，问：（1）快进时，节流阀进口处的压力是多少？进入液压缸的流量是多少？活塞杆前进的速度是多少？（2）工进时，泵1出口压力是多少？节流阀出口处的压力是多少？要改变活塞杆运动速度，需要调节哪个元件？第二十八页，共48页。武汉理工大学机电学院《流体力学与液压传动》教学课件4/30/202329【解】快进时，节流阀进口处的压力p=F/A=0MPa，q=25L/min，u=q/A=0.1m/s；工进时，泵1出口压力约为0MPa，节流阀出口处的压力p=F/A=5MPa；要改变活塞杆的运动速度，需电磁阀得电的同时，调节节流阀7。第二十九页，共48页。武汉理工大学机电学院《流体力学与液压传动》教学课件4/30/202330【例5】

图中是某专用机床的液压系统原理图。该系统有定位油缸、夹紧油缸和工作主油缸。它们的工作循环为：定位→夹紧→快进→工进→快退→松开、拔销→原位停止、泵卸荷。1．根据动作循环，做出电磁阀YA的动作循环表。用符号“+”表示电磁阀通电，用符号“−”表示电磁阀断电；2．说明记号为a、b、c的三个阀其分别在系统中所起的作用；3．液控顺序阀、减压阀、单向顺序阀、溢流阀各自的调压依据是什么？第三十页，共48页。武汉理工大学机电学院《流体力学与液压传动》教学课件4/30/202331【解】1．电磁铁（压力继电器）动作顺序表如下：工况1DT2DT3DT4DT5DT定位－＋－－－夹紧－＋－－－主缸快进－－＋－－主缸工进＋－－－－主缸快退－＋－－－拔销、松开－－－＋－原位停止、油泵卸荷－－－－＋第三十一页，共48页。武汉理工大学机电学院《流体力学与液压传动》教学课件4/30/2023322．元件a：单向阀，主缸工进时隔离低压泵和高压泵的压力；元件b：单向阀，瞬时保压，即防止主缸快进时夹紧缸松动；元件c：顺序阀，实现先定位后夹紧的顺序动作。3．液控顺序阀：高于快进压力，低于工进压力；减压阀：按夹紧力要求，但始终低于溢流阀调定压力；单向顺序阀：能使定位缸动作即可，但始终要低于减压阀调定压力；溢流阀：调整系统压力，按工作缸能克服负载所需。第三十二页，共48页。4/30/202333武汉理工大学机电学院《流体力学与液压传动》教学课件图示是某专用机床的液压系统原理图。该系系统有定位油缸、夹紧油缸和主工作油缸三个液压缸。它们的工作循环为：定位、夹紧→快进→一工进→二工进→快退→松开、拔销→原位停止、泵卸荷。回答下列问题：【例1】⒉说明标记为a、b、c的三个阀分别在系统中所起的作用。⒊减压阀、溢流阀调压的依据是什么？⒋阀A和阀B的通流面积哪个应该大一些？为什么？⒈根据动作循环，作出电磁阀YA的动作循环表。第三十三页，共48页。4/30/202334武汉理工大学机电学院《流体力学与液压传动》教学课件1.电磁铁（压力继电器）动作顺序表如下：第三十四页，共48页。4/30/202335武汉理工大学机电学院《流体力学与液压传动》教学课件第三十五页，共48页。4/30/202336武汉理工大学机电学院《流体力学与液压传动》教学课件第三十六页，共48页。4/30/202337武汉理工大学机电学院《流体力学与液压传动》教学课件第三十七页，共48页。4/30/202338武汉理工大学机电学院《流体力学与液压传动》教学课件第三十八页，共48页。4/30/202339武汉理工大学机电学院《流体力学与液压传动》教学课件第三十九页，共48页。4/30/202340武汉理工大学机电学院《流体力学与液压传动》教学课件第四十页，共48页。4/30/202341武汉理工大学机电学院《流体力学与液压传动》教学课件综合起来即：第四十一页，共48页。4/30/202342武汉理工大学机电学院《流体力学与液压传动》教学课件2.a、b、c三个阀的作用如下：元件a：压