1、 习题课 重点、难点习题讲解24 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 m0.9。由实验测得，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） v1q 1/qt1=100.7/106=0.95=95%* 额定流量反映的是同类型泵的指标，而 q1 则是这台泵的实际情况。2）该泵的排量为 Vq t1/n1=0.0731 L/r；泄漏流量为
2、 q=q t1-q1=5.3 L/min；* 缝隙流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。故当压差相同时，泄漏流量亦不变。 q 2Vn 2q31.25 L/min此时泵的容积效率为 v2q 2/qt2（Vn 2 q）/ Vn 20.8585* 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）Ppq/ m v* 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。39 图示为变量泵和定量马达系统，低压辅助泵输出压力 py0.4Mpa，泵最大排量 Vpmax100m
3、L/r，转速 np1000r/min，容积效率 vP0.9，机械效率 mp0.85，马达的相应参数为 Vm50mL/r， vm0.95， mm0.9。不计管道损失，当马达的输出转矩为 Tm40Nm，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，必须变量泵的供给流量满足马达的需要；因此泵的最大排量只体现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：q pq m；V pnp vPV mnm/ vm； V pV mnm/np vP vm。* 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
4、是相等的，即ppp yp mp y2 Tm/Vm mm； p p2T m/Vm mmp y。* 泵的输入功率由泵的流量、进出口压差和效率决定。Ppi（p pp y）q p / P2n mTm / mp vP mm vm。带入实际参数计算即可。44 图 4116 所示系统中溢流阀的调整压力分别为pA3MPa ， pB1.4MPa，p C2MPa。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
5、 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 所调节的压力，即等于 2MPa。阀 A 调整压力为 3MPa，不开启。2）因为此时溢流阀 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 1.4MPa2MPa 3.4 MPa；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
6、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！45 图 4117 所示两系统中溢流阀的调整压力分别为pA4MPa ， pB3MPa ， pC2MPa，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配的？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
7、 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。46 图 4118 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，试判断下列情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
8、定。* 全面、正确理解系统的压力由外负载决定。47 试确定图示回路在下列情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； 0.5MPa48 图 4120 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。试分析下列各工况，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）p A
9、p C2.5MPa，减压阀口似开非开； 2） pA1.5MPa ，p C2.5MPa ，减压阀口开；3）p Ap Bp C0，减压阀口开。49 图 4121 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）活塞运动期间和碰到死档铁后 A、B 处压力。2）如果减压阀的外泄油口堵死，活塞碰到死档铁后 A、B 处压力。答：1）活塞运动期间 A、B 处压力均为 1MPa；碰到死档铁后 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
10、仅相当于通道。410 图 4122 所示的减压回路，已知液压缸无杆腔、有杆腔面积分别为100cm2、50cm 2，最大负载 F114000N、F 24250N，背压 p0.15MPa，节流阀的压差 p 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 v13.5cm/s，v 24cm/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。pB A1p A 2F 2，p Bp JpA 2/A1+F2/A10.5MPa故当系统压力升至 pAp Bp C =0.5MPa 时，缸 2 先伸出； pC
11、F 1/A11.4MPa ；pAp Yp Cp1.6MPa；pAp Y1.6MPa p Bp J0.5MPa，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 2.5MPa。3）q 1A 1v121 l/min，q 2A 1v224 l/min，q 3q 2 A2/A112 l/min；* 两缸不同时动作，稍留余量和额定流量系列，可选泵、阀 1、阀 2、节流阀额定流量为 25 l/min，阀 3 额定流量为 16 l/min。411 图 4123 所示回路，顺序阀的调整压力 pX3MPa ，溢流阀的调整压力 pY5MPa，问载下列情况下 A、B 点的压力为多少？1）液
12、压缸运动，负载压力 pL4MPa 时；2）如负载压力 pL 变为 1MPa 时；3）活塞运动到右端时。答：1）p Ap B4MPa； 2）p A1MPa，p B3MPa；3）p Ap B5MPa。* 可见，顺序阀进、出口压力是随着外负载的大小而变化的。412 图 4124 所示系统，缸、上的外负载力F120000N ，F 230000N，有效工作面积都是 A 50cm2，要求缸先于缸动作，问：1）顺序阀和溢流阀的调定压力分别为多少？2）不计管路损失，缸动作时，顺序阀进、出口压力分别为多少？解：1）液压缸驱动负载所需压力：p 1F 1/A4MPa；p 2F 2/A6MPa 。所以，溢流阀和顺序阀
13、调定压力应为：p Pp Y pX 6MPa。2）p X 进 6MPa，p X 出 4MPa。* 此时，顺序阀并未全开，其进、出口之间有 2MPa 的压降。413 图 4125 所示回路，顺序阀和溢流阀串联，调整压力分别为 pX 和pY，当系统外负载为无穷大时，问：1）泵的出口压力为多少？2）若把两阀的位置互换，泵的出口压力又为多少？答：1）当 pX pY，p Pp X（此时顺序阀出口压力为 pY） ，当 pX B，则 A、B 之间不通，当 BA，则由 B 流向 A；通电时，当 AB，则由 A 流向 B，当 BA，则由 B 流向 A。图 b，断电时，当 AB，则由 A 流向 B，当 BA，则 A
14、、B 之间不通；通电时，当 AB，则由 A 流向 B，当 BA，则由 B 流向 A。都实现液控单向阀的功能。电磁铁通电与否相当于控制油是否起作用。424 在气动控制元件中，哪些元件具有记忆功能？记忆功能是如何实现的？答：双控换向阀具有记忆功能。记忆功能可以通过阀的操控方式来实现，有双气控、双电磁铁等形式。61 在图示回路中，若溢流阀的调整压力分别为py16MPa，p y24.5MPa 。泵出口处的负载阻力为无限大，试问在不计算管道损失和调压偏差时：1）换向阀下位接入回路时，泵的工作压力为多少？B 点和 C 点的压力各为多少？2）换向阀上位接入回路时，泵的工作压力为多少？B 点和 C 点的压力又
15、是多少？答：1）泵的工作压力为 6MPa，B 点和 C 点的压力均为 6MPa；2）泵的工作压力为 4.5MPa，B 点压力为 4.5MPa、C 点压力为零。62 在图示回路中，已知活塞运动时的负载 F1200N ，活塞面积A1510 4 m2，溢流阀调整值为 pP4.5MPa，两个减压阀的调整值分别为pJ13.5MPa 和 pJ22MPa，如油液流过减压阀及管路时的损失可略去不计，试确定活塞在运动时和停在终端位置处时，A、B、 C 三点压力值。解：运动时，驱动负载所需液压缸大腔的压力为 pF/A0.8MPa，故 pAp Bp C0.8MPa 。停止时，p A3.5MPa ， pB4.5MPa
16、 ，p C2MPa。63 如图 67 所示的平衡回路中，若液压缸无杆腔面积为A18010 4 m2，有杆腔面积 A24010 4 m2，活塞与运动部件自重G6000N，运动时活塞上的摩擦力为 Ff2000N，向下运动时要克服负载阻力为 FL24000N，试问顺序阀和溢流阀的最小调整压力应为多少？解：顺序阀的作用是平衡竖直安装液压缸的活塞与运动部件自重。所以 pXG/A 2=1.5MPa；溢流阀调整压力应满足平衡后驱动负载阻力和摩擦力的需要。所以 pY（F f+FL）/A 1=3.25MPa。66 在图 658 所示的调速阀节流调速回路中，已知qP25L/min，A 110010 4 m2，A
17、25010 4 m2，F 由零增至 30000N 时活塞向右移动速度基本无变化，v0.2m/min，若调速阀要求的最小压差为p min0.5MPa，试求：1）不计调压偏差时溢流阀调整压力 py 是多少？泵的工作压力是多少？2）液压缸可能达到的最高工作压力是多少？3）回路的最高效率为多少？解：1）溢流阀应按保证调速阀正常工作，并能驱动最大负载来调整压力。由活塞力平衡方程 py A1p min A2F max即 pyp P（ p min A2F max）/ A 13.25MPa2）当负载为零时，液压缸小腔具有最大压力。即 p2pp y A1/ A22 p y6.5MPa3）当回路所驱动的负载为最大
18、值时，效率最高。此时回路效率为 F max v/qP pP7.4工进时所需流量为 q1A 1v2L/min* 回路效率如此之低的原因是低速运动时泵的流量太大。69 如图 659 所示，已知两液压缸的活塞面积相同，无杆腔面积A12010 4 m2，但负载分别为 F18000N，F 24000N，如溢流阀的调定压力为 py4.5MPa，试分析减压阀压力调整值分别为 1MPa，2MPa，4MPa 时，两液压缸的动作情况。解：两缸驱动各自负载时的大腔压力分别为p1F 1/A14MPa，p 2F 2/A12MPa。1MPa 时，2 缸不动，系统压力升至 4.5MPa 后，1 缸动作；2MPa 时，2 缸
19、动作的同时，1 缸也动作，两缸可同时动；4MPa 时，系统压力升至 2MPa，2 缸先动，到终端后，1 缸才动作。610 试分析如图 660 所示的气动回路的工作过程，并指出各元件的名称。答：图示状态下，A、B 两缸均退回。按下两位三通手动换向阀 E（随即释放） ，两位四通气控换向阀 2 右位接入系统，气缸 A 伸出；到右端点后，单向顺序阀C 接通，使两位四通气控换向阀 1 左位接入系统，气缸 B 伸出；此时阀 2 换为左位接入系统，缸 A 缩回；到左端点后单向顺序阀 D 接通，使阀 1 换为右位接入系统，缸 B 缩回。这样每按动一次阀 E，就使上述过程重复一次，即缸 A 伸出缸 B 伸出缸
20、A 缩回缸 B 缩回。各元件名称A、B：气缸；阀 1、阀 2：两位四通气控换向阀；E：两位三通手动换向阀；C、D ：单向顺序阀71 附图所示的液压系统是怎样工作的？按其动作循环表中的提示进行阅读，将该表填写完整，并作出系统的工作原理说明。系统工作原理说明：按系统所要实现的各个功能要求（动作） ，结合液压系统原理图走通油路（包括进油路和回油路） ，由此即可决定系统中各控制元件的工作状态。在此基础上，根据系统所使用基本回路的原理、功能和特点，即可对整个液压传动系统的性能、特色进行分析讨论。72 分析评述上述液压系统的特点。答：1）低压大流量和高压小流量双泵供油，区分快进、工进节省能源。2）、两回路
21、各自独立循环工作，互不干扰。3）定位夹紧辅助工作使用了减压阀减压回路，保证可靠夹紧。4）单向顺序阀保证先定位后夹紧；并采用压力继电器与主回路通讯。5）、两回路均采用大泵供油，差动快进，缩短了辅助工作时间。6）工进时大泵卸荷，回路为调速阀出口节流调速，可承受反向负载。7）工进时大泵卸荷，回路为调速阀进油节流调速，单向阀做背压。8）系统中，各动作转换均用电磁换向阀实现，便于实现电气控制。73 试写出图示液压系统动作循环表，并评述这个液压系统的特点。答： 1YA 2YA 3YA快进 工进 停留 快退 停止 特点：1）限压变量泵供油，自动适应系统工况。2）快进时，泵工作于低压大流量，且回路构成差动快进
22、。3）工进时，泵工作于高压小流量，回路为调速阀出口容积节流调速。4）停留时，泵压力最大，无流量；压力继电器加电控决定停留时间。5）快退时，泵为低压大流量，且由单向阀提供背压。6）停止时，泵通过背压单向阀卸荷，并维持控制油路有一定的压力。74 读懂图示液压系统，并说明：1）快进时油液流动路线；2）这个系统的特点。答：1）差压式变量泵低压大流量供油，加上液压缸小腔通过阀 4 流出的油，通电 气 元 件动 作 名 称1YA 2YA 11YA 12YA 21YA 22YA YJ定位夹紧 快 进 工进卸荷（低） 快 退 松开拔销 原位卸荷（低） 过阀 2、阀 3，一起进入液压缸大腔，从而构成差动快进。2
23、）系统特点：差压式变量泵加节流阀的容积节流调速回路；快进时，泵低压大流量供油，回路差动快进；两个节流阀串连实现一、二两种工进；工进结束，压力继电器发信快退；停止时，泵工作于最高压力，无输出流量。75 试将图示液压系统图中的动作循环表填写完整，并分析讨论系统的特点。答：与习题 71、72 的系统和要求相同。电气元件状态动作名称1YA 2YA 3YA 4YA 5YA 6YA YJ定位夹紧 快进 工进（卸荷） 快退 松开拔销 原位（卸荷） 76 图示的压力机液压系统能实现“快进慢进保压快退停止”的动作循环。试读懂此系统图，幷写出：1）包括油液流动情况的动作循环表；2）标号元件的名称和功用。答：1）快
24、进：进油路为，泵单向阀 2电液换向阀 3 左位快进缸 4 大腔，高位油箱 11液控单向阀 9慢进柱塞缸 10；回油路为，快进缸 4 小腔电液换向阀 3 左位油箱。慢进：泵单向阀 2电液换向阀 3 左位（快进缸 4 大腔）顺序阀 6慢进柱塞缸 10。保压：油路同上，压力由溢流阀 1 调定，时间可由压力继电器 7 发信。（释压：保压结束快退之前，慢进柱塞缸单向阀 8节流阀 5换向阀 3中位油箱；慢进柱塞缸中高压油瞬间释压。 ）快退：进油，泵阀 2阀 3 右位缸 4 小腔；回油， （控制油反向打开液控单向阀 9）缸 10阀 9高位油箱 11，缸 4 大腔阀 3 右位油箱。停止：泵阀 2阀 3 中位油
25、箱，泵卸荷。图 737 题 76 图 图 738 题 77 图2）1 溢流阀：限定系统保压时的最高压力。2 单向阀：保压快退间防油倒灌；卸荷后维持一定控制油压力。3 电液换向阀：换向，中位释压、卸荷。4 快进活塞缸：实现系统快进、快退。5 节流阀：增加释压阻力，防止高压油瞬间倒冲。6 顺序阀：调定系统慢进工作压力。7 压力继电器：保压压力电信号，可启动时间继电器设定保压时间。8 单向阀：在快进、慢进和保压动作时关断释压回路。9 液控单向阀：快进时正向打开，快退时反向打开。10 慢进柱塞缸：慢进时大出力。11 高位油箱：为柱塞缸快进补油，慢进回油。77 图示一全自动内圆磨床液压系统中实现工件横向
26、进给那一部分的油路，它按图中排列的动作顺序进行工作。试读懂这部分油路图，幷写出相应的完整循环表。答：1YA 2YA 阀 3 阀 4 阀 5 阀 6快进 下 （通） 断 通一工进 下（保） 通 断 断停留（浮） 上 断 （通） 断二工进 上（保） 断 通 断停留（浮） 上 断 （通） 断快退 上（保） 断 （通） （通）78 图示的双缸系统如按所规定的顺序接受电气信号，试列表说明各液压阀和两液压缸的工作状态。图 739 题 78 图答：设各阀动作时间相同，均瞬间动作。1YA 2YA 阀 3 阀 4 阀 5 阀 6 缸 缸1 右 右 右 左 缩 伸2 右 右 右 右 缩 缩3 右 左 左 右 伸 缩4 左 左 左 左 缩 缩5 左 左 左 右 缩 伸动作顺序6 左 右 右 右 伸 伸
