0617液压传动作业及答案.doc

1、12-1、如图 2-4（a ）所示 U 型管测压计内装有水银，U 型管左端与装有液体的容器相连，右端开口与大气相通，已知： mh30,21，容器内液体为水，水银的密度为 3/106.3mkg。（1） （1） 试利用静压力基本方程中等压面的概念，计算 A 点的相对压力和绝对压力。（2） （2） 又如图 2-4（b）所示，容器内装有同样的水， hm,151试求 A 点处的真空度和绝对压力。（3）解：（1）取 B-C 为等压面（见图 2-4a）U 形测压计右支 1hgpc汞U 形测压计右支 AB水因为 CBp，所以 11 c汞水1)(ghcA水汞汞=13.61039.810.20+9.810.3（1

2、3.610 3-103）=63765N/以上所得结果为相对压力，A 处的压力为绝对压力绝ap0.101+0.064=0.165MPa（2）取 B-C 为等压面（见图 2-4b） ，压力 cp等于大气压力 ap，故 aCBp所以 )(21ghBA汞水 =101325-1039.810.15-13.61039.810.3=59828Pa0.06MPa以上计算结果为绝对压力，真空度为 0.4MPa4197a582-10Aap2-2、如图 2-7 所示的两种安全阀，阀芯的形状分别为球形和圆锥形，阀座孔直径 d=10，钢球和锥阀的最大直径 D=15。当油液压力 p1=10MPa 时，压力油克服弹簧力顶开

3、阀芯而溢油，溢油腔有背压 p2=0.5MPa，试求两阀弹簧的预紧力。2答：球阀受 p1 作用向上的力为214dF受 p2 作用向下的力为 2列出球阀受力平衡方程式 44212dpFds式中 为弹簧的预紧力，故 421212 dps N7640.0.5)-(6锥阀阀芯受力情况和球阀相同。故 sF也相同。2-3.如图 2-10 所示，液压泵以 Q25L/min 的流量向液压缸内径 D50mm，活塞杆直径d30mm，油管直径 d1d 215mm，试求活塞的运动速度及油液在进回油管中的流速。3解：计算液压缸进、回油管的流速时，不能直接应用连续性方程，因为进油管何回油管已为活塞所隔开。有已知流量可求得进

4、油管流速 smcdQv /36.2in/1475.024231 由进入液压缸的流量可求得活塞运动速度 scDv /21.0in/173504232由连续性方程 4)(212dvv故回油路中流速为 smdDvdv /50.1.32.04)( 221212 2-4.试用连续性方程和伯努利方程分析图 2-12 所示的变截面水平管道各截面上的压力。设管道通流面积 A1A 2A 3解：由连续性原理 Qvv因为 A1A 2A 3， 所以 321 ，再由伯努利方程 量常 23321 zgpzgpzgp由于管道水平放置，故 321，上式可改写为 vv321因为 321v，所以 321p 。2-5.图 2-15

5、 所示为文氏流量计原理图。已知 D1=200mm，D 2=100mm。当有一定流量的水通过时，4水银柱的压力计读数 h45mm 水银柱。不计流量损失，求通过流量计的流量。 （提示：用伯努利方程，连续性方程和静压力基本方程联立求解） 。解：取 D1 处断面-D 2 处断面-，并以中心线为基准，列出伯努利方程 pgzvpgzvp221由于 z1z 20，并不计压力损失 p，故上式可简化为 )(2112由连续性方程 21Av得 211D代入上式后得 )(42121vp所以 )1(421Dpv由静压力基本方程 ）共汞 1()(21 ghp所以 sLDghAvQ /2712)6.3(89045.2.04

6、)1442211 （ ）共2-6.运动粘度 sm/0的液压油以 2.6L/s 的流量通过内径为 20mm 的光滑金属管道。试求其雷诺数，并判别其流态。又要使管中的液流为层流，管径应至少为多少？解：油液在圆管中的流速 scmdQv/824106.320.0Re故为紊流 dQvRe4Q以临界雷诺数代入上式得 mc3659.402316.3即管径至少为 36mm 才能得到层流流动。2-7.密度 /90mkg，运动粘度 s/102得油液，以流量 sLQ/.03通过管长 l5，内径 d的管道时，其压力损失是多少？又若流量增加到 2.6L/s 时，压力损失又是多少？5解：首先求雷诺数判别流动状态，当流量为

7、 0.3L/s 时scmv/9524103.23047.Red故为流层，压力损失 MPavdlp 8.8156902.5472 当流量为 2.6L/s 时，由上题可知 43Re,/scmv，流态为紊态。0.34.Re316.02.5.0 avdlp 5.1156902.2例 1：图 1 中，两个液压缸水平放置，活塞 5 用以推动一个工作台，工作台的运动阻力为 Fr。活塞 1 上施加作用力 F，缸 2的孔径为 20mm，缸 4的孔径为50mm，Fr=1962.5N。计算以下几种情况下密封容积中液体压力并分析两活塞的运动情况。（1） （1） 当活塞 1 上作用力 F为 314N 时；（2） （2）

8、 当F 为 157N时；（3） （3） 作用力 F 超过 314N时。解：（1）密封腔内液体压力为 1MpaN/m012.4/3261 AFp液体作用在活塞 5 上的力为61962.5N/0.5314F22R A由于工作台上的阻力 FR为 1963.5N，故活塞 1 通过液体使活塞 5 和工作台作等速运动，工作台速度为活塞 1 速度的 4/25。（2）密封腔内液体压力为 Mpa5.0N/m0.52.4/7261 Ap作用于活塞 5 上的力为 9817F12R不足以克服工作台的阻力，活塞 1 和活塞 5 都不动。（3）由于工作台上阻力为 1962.5N，由（a） ，当活塞 1 上作用力为 314

9、N 时，两活塞即以各自的速度作等速运动。故作等速运动时，活塞 1 上的力只能达到314N例 2：图 1-8 中有两个同心圆筒，内筒外径 100mm，内筒外壁与外筒内孔在半径方向的间隙为0.05mm。筒长200mm，间隙内充满某种液体。当外筒不转，内筒以每分钟120 转的速度旋转时，测得所需转距1.44Nm（不计轴承上的摩擦转距）。已知液体密度为870kg/m3。 求液体的动力粘度和运动粘度。 解：由 F=Adu/dz 因为间隙很小，所以可以看成F=AU/h轴上的转距为 2DhUAFM所以 71.062015424=3.610-2PaS /sm.48706.32-2u所以图 1-8 表示了一种测

10、量油液粘度的方法。例题 3.1某泵的排量 q=50 cm3/r，总泄露量 Q = cp ，c= 2910-5 cm3/Pamin。泵以 1450r/min 的转速转动，分别计算 p=0，2.5，5 和 10Mpa 时泵的实际流量和容积效率。如泵的摩擦损失转距为2NM，且与压力无关，试计算上述几种压力下的总效率。当用电机带动时，电机功率为多大？解：泵的实际流量 Q=QT Q= qn cp =（501450 29p10 -5）cm 3/min泵的容积效率 PV=1 Q/Q T=1-（29p10 -5）/ (501450)泵的机械效率 Pm = MT / MP = M / (MT +M)其中 M =

11、 p q / 2 = (p 50 10-6)/2 N mM= 2 N m所以 4105210555ppPm根据以上算式计算的结果列如下：8电动机功率 N=PQ/ P=（10 10 6 69.6 10-3）/ （0.936 60）=12400W=12.4KW例题 3.2如果柱塞泵的配流盘偏离正确位置一定角度，会产生什么现象？当偏离 90。 时又将有怎样的结果？解答：配流盘的正确位置应使其二配流槽对称于斜盘的顶点分布。如果错开一角度，则配流槽将同时与密封容积处于减小和处于增大位置的柱塞相通，其实际吸入或排出的油液为这两部分体积之差，即实际排量减小。当错开角度 90。 时，减小和增加的密封容积相等

12、，泵不再有流量输出。故一般在装配时应保持配流盘的正确位置，但在个别泵中利用这一原理来改变泵的排量，成为变量泵。例题 3.3：液压马达的排量 q 等于 50 cm r，泄漏量 cp，c cm amin。液压马达的摩擦转矩为m，且假设与负载无关。输入流量为mi n。分别计算液压马达负载转矩为，m 时的转速和总效率。解：液压马达的理论转矩MT M + ma马达的工作压力 Paqp6105)4(2泄露 cp p cm minmin/50134rpqQn转 速 94106pMV容 积 效 率 Tm机 械 效 率 总效率 m v计算结果列表如下： （m） （m） P（ a） . . . . . （cm m

13、in） n（rmin） v . . . . . m . . . . . . . .例 1：向一差动连接液压缸供油，液压油的流量为 Q，压力为 p。当活塞杆直径变小时，其活塞运9动速度 v 及作用力 F 将如何变化？要使 v3/v2=2，则活塞与活塞杆直径之比应该为多少？解：因为差动连接时活塞杆截面积为其有效工作面积，故活塞杆直径减小时，作用力减小，速度提高。因为214DQAv-( 向右 )(22d-（向左）21234)(Av- -(差动连接)所以 223dDv即 例 2：为什么说伸缩式液压缸活塞伸出的顺序是从大到小，而空载缩回的顺序是由小到大？答：如果活塞上的负载不变，大活塞所需的压力较低，故

14、伸出的大活塞先动。但一般大活塞以及活塞杆上的摩擦力比小活塞大的多，故空载缩回时推动小活塞所需的压力较低，小活塞先动。例 3：一个单活塞杆液压缸，无杆腔进压力油时为工作行程，此时负载为 55000N，有杆腔进油时为快速退回，要求速度提高一倍。液压缸工作压力为 7MPa，不考虑背压。计算选用活塞和活塞杆直径和校核活塞杆的强度。解：由式 Pa107,50NF,462pDpAF所以 mD,.17.46取因为题中要求.70,2,221 ddv 取所 以活塞杆所受的压力为 PadF722 043.07.54远小于一般钢材的许用应力。10例题 51一定量泵供油的液压系统，其四个液压缸顺序伸出，但同时缩回。系

15、统的最高压力 p2=10MPa 最低工作压力 p1=7MPa。一个工作循环的时间为 10s ，工作循环中各阶段所需的流量及持续时间如图所示。求：（1） （1） 该系统使用蓄能器和不使用蓄能器时泵所需流量。（2） （2） 蓄能器的总容积。解：（ 1 ）当不用蓄能器时，泵按系统中需要的最大流量选取，即 Q=Qmax 0.95L/s 。采取蓄能器后，泵流量为 sLTtQip /46.0102)9537.618.0( （ 2 ）蓄能器应有的工作容积极限为 ni ipWtQV1)(2= 1/20.4610 -3 - 0.183 10-3+ 0.46 10-3 - 0.6 10-3+ 0.46 10 -3

16、 0.317 10-3+ 0.46 10-3 - 0.25 10-3+0.46 10 -3 - 0.95 10-32=1.26 10-3 m3各阶段需要的容积为V 1=（ 0.46 0.183） 10-3 2 = 0.554 10-3m3V 2=（ 0.46 - 0.6） 10-3 2 = - 0.28 10-3m3V 3=（ 0.46 - 0.317） 10 -3 2 = 0.286 10-3 m3V 4=（0.46 - 0.25） 10-3 2 = 0.42 10m3 V 5 =（0.46 0.95） 10-3 2 = - 0.98 10m3其中V 3 和 V 4 连续储存，相加为 V 3

17、 + V 4 =0.706 10-3 m3 。蓄能器的工作过程如下：存储 0.554 10-3 m3，释放 0.28 10-3 m3 ，存储 0.706 10 -3m3，释放0.98 10-3 m3。可见，取蓄能器的工作容积 V =0.98 10-3 m3 足够了。 系统工作时，流量在 2 秒内完全释放出来，故可以认为是绝热过程，取 n = 1.4。选波纹形气囊11式蓄能器，取 p0 / p1 = 0.6 。给定 p1 = 7Mpa（绝对压力） ，p 2 = 10Mpa，则 p0 = 0.6p1 = 4.2 Mpa例题 61指出下图所示各换向阀图形符号的错误，并予以改正。错误的符号 正确的符号

18、解：图（a）中右框内箭头画成对角线是错误的，应将方框的上、下边四等份（仅对四通阀而言，如两通阀应画在方框的中间） ，上、下两个接口分别位于上下边框上的第一、第三等份处。正确图形符号如图：图（b）中两个方框内油路连通关系完全一样，应改成如图：图（c）换向阀的中位少一个通油口，正确表示如图：例题 2某执行元件要求随时能停止并锁紧，且停止时要求压力油卸荷，应选用何种机能的三位四通换向阀。答：应选用 M 型中位机能。M 型中位机能使油口 A，B 封闭，所以执行元件可在任意位置上停止；而 P 与 T 连通，压力油直接回油箱而卸荷。例题 3试用两个二位三通电磁球阀组成一个三位四通换向阀如图 所示例题 71

19、 如果先导式溢流阀阻尼孔堵塞，会出现怎样的情况？若用直径较大的孔代替原阻尼孔又会出现怎样的情况？ 12答：若先导式溢流阀中主阀芯的阻尼孔堵塞，如果此时主阀芯上腔充满油液（在刚开始堵塞时往往这样） ，则下腔压力（进油压力）必须大于先导阀的调整压力和主阀芯上部的软弹簧力，才能使主阀向上移动，上腔中的油液通过先导阀回油箱，这和阻尼孔没有堵塞的情况相似。但是这种情况不会持续很久，因为主阀上腔无油液补充。在主阀上腔出现空隙时，进油压力只要克服主阀上部的软弹簧力就能使主阀芯向上移动，二使进回油路接通，油液流回油箱，这时相当于溢流阀处于卸荷状态，系统压力建立不起来，系统不能工作。若用一直径较大的孔代替阻尼孔

20、时，需要有足够大的流量通过先导阀，才能在主阀两端产生足以使主阀芯移动的压差。实际上，由于锥阀座上的孔较小，通过流量受到限制，阻尼孔较大时，其两端就无法形成足够压差使主阀开启。所以主阀芯在上部弹簧作用下使进油孔和回油孔始终处于切断状态。这时只有先导阀起作用，相当于一个流量很小的溢流阀。例题 72图 714 为一个二级调速回路，图中 1 为溢流阀，2 为远程调压阀，试分析二级调速原理。解：在图示状态，活塞向右移动，这时系统的最大压力决定于溢流阀的调整压力。虽然远程调压阀2 的调整压力较溢流阀 1 低，但由于远程调压阀 的回油口接在高压管路上，因此远程调压阀无法打开。当换向阀换位，活塞向左移动时，原

21、来的高压管路切换为通油箱的低压管路，系统压力由远程调压阀的调整压力决定。所以图示回路能使活塞在左右两个方向运动时，其最高（安全）压力不同。13例题 73一夹紧油路如图 7-20 所示，若溢流阀的调整压力p15MPa，减压阀的调整压力 p22.5MPa，试分析夹紧缸活塞空载时 A，B 两点的压力各为多少？减压阀的阀芯处于什么状态？夹紧时活塞停止运动后，A,B 两点压力又各为多少？减压阀阀芯又处于什么状态？解：当回路中的二位二通电磁阀处于图示状态时，在活塞为空载的运动期间，如忽略活塞运动时的摩擦力，惯性力，和管路损失等，则 B 点压力为零，这时减压阀中的先导阀关闭，主阀芯处于开口最大位置，若不考虑

22、流过溢流阀的压力损失，则 A 点压力也为 0。夹紧时，活塞停止运动，B 点压力升高到减压阀的调整压力 2.5MPa，并保持此压力不变。这时减压阀中的先导阀打开，主阀芯开口很小。而液压泵输出油液中仅有极少量流过减压阀中的先导阀，绝大部分经溢流阀溢回油箱。A 点压力为溢流阀的调整压力 5MPa。例题 7-4如图 7-26 所示，溢流阀的调定压力为 5MPa。顺序阀的调定压力为 3MPa，液压缸无杆腔有效面积为A50cm 3，负载FL10000N。当换向阀处于图示位置时，试问活塞运动时和活塞到终点停止运动时，A,B 两点的压力各为多大？又负载 FL=20000N 时，A,B两点的压力又为多大？（管路

23、损失忽略不计）解： (1)活塞运动时， B 点压力为MPaPB2105016414A 点压力为 3MPa。(2).活塞到终点停止运动后，液压泵输出的压力油不能进入液压缸而只能从溢流阀溢出，这时A 点的压力 PA5MPa B 点的压力 PB=5MPa（3）.当负载 FL=20000N，活塞运动时， MaPB41050264PA=4Mpa活塞停止运动后PA=PB=5MPa例题 71 如果先导式溢流阀阻尼孔堵塞，会出现怎样的情况？若用直径较大的孔代替原阻尼孔又会出现怎样的情况？ 答：若先导式溢流阀中主阀芯的阻尼孔堵塞，如果此时主阀芯上腔充满油液（在刚开始堵塞时往往这样） ，则下腔压力（进油压力）必须

24、大于先导阀的调整压力和主阀芯上部的软弹簧力，才能使主阀向上移动，上腔中的油液通过先导阀回油箱，这和阻尼孔没有堵塞的情况相似。但是这种情况不会持续很久，因为主阀上腔无油液补充。在主阀上腔出现空隙时，进油压力只要克服主阀上部的软弹簧力就能使主阀芯向上移动，二使进回油路接通，油液流回油箱，这时相当于溢流阀处于卸荷状态，系统压力建立不起来，系统不能工作。若用一直径较大的孔代替阻尼孔时，需要有足够大的流量通过先导阀，才能在主阀两端产生足以使主阀芯移动的压差。实际上，由于锥阀座上的孔较小，通过流量受到限制，阻尼孔较大时，其两端就无法形成足够压差使主阀开启。所以主阀芯在上部弹簧作用下使进油孔和回油孔始终处于

25、切断状态。这时只有先导阀起作用，相当于一个流量很小的溢流阀。15例题 72图 714 为一个二级调速回路，图中 1 为溢流阀，2 为远程调压阀，试分析二级调速原理。解：在图示状态，活塞向右移动，这时系统的最大压力决定于溢流阀的调整压力。虽然远程调压阀2 的调整压力较溢流阀 1 低，但由于远程调压阀 的回油口接在高压管路上，因此远程调压阀无法打开。当换向阀换位，活塞向左移动时，原来的高压管路切换为通油箱的低压管路，系统压力由远程调压阀的调整压力决定。所以图示回路能使活塞在左右两个方向运动时，其最高（安全）压力不同。例题 73一夹紧油路如图 7-20 所示，若溢流阀的调整压力p15MPa，减压阀的

26、调整压力 p22.5MPa，试分析夹紧缸活塞空载时 A，B 两点的压力各为多少？减压阀的阀芯处于什么状态？夹紧时活塞停止运动后，A,B 两点压力又各为多少？减压阀阀芯又处于什么状态？解：当回路中的二位二通电磁阀处于图示状态时，在活塞为空载的运动期间，如忽略活塞运动时的摩擦力，惯性力，和管路损失等，则 B 点压力为零，这时减压阀中的先导阀关闭，主阀芯处于开16口最大位置，若不考虑流过溢流阀的压力损失，则 A 点压力也为 0。夹紧时，活塞停止运动，B 点压力升高到减压阀的调整压力 2.5MPa，并保持此压力不变。这时减压阀中的先导阀打开，主阀芯开口很小。而液压泵输出油液中仅有极少量流过减压阀中的先

27、导阀，绝大部分经溢流阀溢回油箱。A 点压力为溢流阀的调整压力 5MPa。例题 7-4如图 7-26 所示，溢流阀的调定压力为 5MPa。顺序阀的调定压力为 3MPa，液压缸无杆腔有效面积为A50cm 3，负载FL10000N。当换向阀处于图示位置时，试问活塞运动时和活塞到终点停止运动时，A,B 两点的压力各为多大？又负载 FL=20000N 时，A,B两点的压力又为多大？（管路损失忽略不计）解： (1)活塞运动时， B 点压力为MPaPB21050164A 点压力为 3MPa。(2).活塞到终点停止运动后，液压泵输出的压力油不能进入液压缸而只能从溢流阀溢出，这时A 点的压力 PA5MPa B

28、点的压力 PB=5MPa（3）.当负载 FL=20000N，活塞运动时， MaPB41050264PA=4Mpa活塞停止运动后PA=PB=5MPa例 8-1：如图（a ） （b）所示，节流阀同样串联在液压泵和执行元件之间，调节节流阀通流面积，能否改变执行元件的运动速度？为什么？17答：图（a） （ b）所示的回路中，调节节流阀的通流面积不能达到调节执行元件运动速度的目的。对于（a）的回路，定量泵只有一条输出油路，泵的全部流量只能经节流阀进入执行元件，改变节流阀的通流面积只能使液流流经节流阀时的压力损失以及液压泵的出口压力有所改变，如将节流阀通流面积调小，节流阀压力损失增大，液压泵压力增高，通过

29、节流阀的流量仍是泵的全部流量。图（b）的回路与（a）基本相同，在节流阀后面并联的溢流阀，只能起限制最大负载作用，工作时是关闭的，对调速回路不起作用。例 8-2： 如图所示的进油路节流调速回路中，液压缸有效面积 A1=2A2=50 2，Q p=10L/min，溢流阀的调定压力 ps=24105Pa，节流阀为薄壁小孔，其通流面积调定为 a=0.02 2，取 Cq=0.62，油液密度 =870kg/m 3，只考虑液流通过节流阀的压力损失，其他压力损失和泄漏损失忽略不计。试分别按照 FL=10000N，5500N 和 0 三种负载情况，计算液压缸的运动速度和速度刚度。解：（1）当 FL=10000N

30、时21)(ApKaQs而 0297.86.0qC18scmsQ /6.37/106.371054.210297.0 24661 scmAv/5.31 csNFpkLsv /5375.0).()( 46 （2）当 FL=5500N 时211)(AKaQLs， 0297.86.2qCKscms/3.6/13.1054.097.0 6466 scmv/35.11 csNFApkLsv /96235.1)2()(246 （3） 当 FL=0 时mQ /0./02.904.1097. 3661 scmAv/8.52 csNvpkLsv /13484.15)(61 上述计算表明，空载时速度最高，负载最大时

31、速度最低，其速度刚度亦然。例 8-3：图示回路中，泵的输出流量 QP=10L/min，溢流阀调定压力 ps=2MPa，两节流阀均为薄壁小孔型，流量系数 Cq=0.62，开口面积 a1=0.02cm2，a 2=0.01cm2，=870kg/m 3。当液压缸克服阻力向右运动时，如不考虑溢流阀的调压偏差，试求：s（1） （1） 液压缸大腔的最大工作压力能否达到 2MPa；（2） （2） 溢流阀的最大溢流量。答：（1）图示回路中，无论活塞是否运动到端点位置，始终有流量通过节流阀 1，2 回油箱。节流阀 1 两端必然有压差。故大腔压力始终比溢流阀调定压力 2MPa 要低，不可能达到 2MPa。当液压缸大

32、腔压力不足以克服负载阻力时（或活塞运动到端点位置时） ，活塞停止向右运动，这时液压缸大腔的19压力 p 为最高，并且通过节流阀 1 的流量全部经节流阀 2 流回油箱。通过节流阀 1 的流量 211)(pKaQs通过节流阀 2 的流量 212)0(pKaQ由于 11(s即 220.)(0.p得 p=1.6MPa（3） （3） 当活塞停止运动时，大腔压力 p 最高，节流阀 1 两端压差最小，通过节流阀 1 的流量最小，通过溢流阀的流量最大，这时，通过节流阀 1 的流量21211 )(paCpKaQq640.0.876.0min/2./33Ls通过溢流阀的流量 761P溢回首页 返回例题 1：某变量

33、泵和定量马达组成的容积调速回路，变量泵的排量可在 050cm3/r 范围内调节，泵的转速为 1000r/min，马达的排量为 50cm3/r，在满载压力为 10MPa 时泵和马达的泄漏量各为 1L/min。如果定义转速变化率为式中 n10n0空载时马达的转速；n满载时马达的转速。分别取允许的转速变化率为 0.1，0.3，0.5。求：（1） （1） 回路的最低转速和调速范围；（2） （2） 回路在最低转速下的容积效率。解：（1）由于 MpqQn式中 Q为满载时泵和马达泄漏量之和。所以 p0题中设 与泵的排量无关，则在 pq 为最小值 qpmin 时最大。亦即限制了 可使用的 qpmin 之数值，

34、即 ppnqmi（*）调速范围 MpaxqQmax（1）)1(/)(in Mq（2）20)1(maxinaxQqRp（3）根据题中给出的数据：n p=1000r/min，q pmax=50cm3/r，q M=50cm3/r，Q=2000cm 3/min 等，并取=0.1 ，0.3， 0.5，利用式（1） （3）计算所的结果如下：满 载 Qpmin（ cm3/r） Nmax（r/min） Nmin（r/min） R0.1 20 960 360 2.670.3 6.67 960 93.3 10.30.5 4 960 40 24（2）最低转速下的容积效率 v= minpqQ利用式（*） ，得 min

35、pQ代入上式得 1V故在 =0.1，0.3，0.5 时，回路的容积效率分别为 0.9，0.7 和 0.5。例题 2：画出高速段改变泵的排量，低速段改变马达的排量调速时的输出特征。与图 9-8 相比，能得出什么结论？21答：低速段调节马达排量时的特性见 图 9-13（a） 。两种调速方法的输出转距和功率的比较见图9-13（ b）和（c ） 。图中曲线 1 为低速段用变量泵调速的输出特性，曲线 2 则为低速段用马达调速的输出特性。阴影线部分表示两者之差，可见低速段用马达调速时不能充分利用元件的潜力，在调速范围内，能输出的功率和转距都比较小。例题 3：用变量泵和变量马达组成的调速回路中，已知变量泵的

36、排量为 050cm3/r，转速np=1000r/min，马达的排量为 12.550cm3/r，安全阀的调定压力为 10MPa，要求：（1） （1） 泵和马达的容积效率和机械效率均为 100%时，列表计算液压马达的输出转速以及能输出的转距和功率，并画图表示（低速段调节变量泵的排量） 。（2） （2） 设泵和马达的泄漏量随负载压力而先行增加，在压力为 10MPa 时，泄漏量均为 1L/min。泵和马达的机械效率在工作范围内不变，为 0.8。重复完成（1）的要求。解：（1）容积效率为 100%时的转速表达式为Mpqn机械效率为 100%的转距表达式为 2Mpq功率表达式（总效率为 100%）为 nN

37、计算结果列表如下：22（2） 、泵和马达泄漏量均为 1L/min 时马达的转速为 Mpqn3102机械效率为 0.8 时马达的转距为 8.既考虑泄漏又考虑机械效率时马达的功率为 8.0)12(233p MmpnqpqN计算结果列表如下：按表可画出下图( 9-14)239-4 、根据泵的容积效率随负载压力的增加而降低这一特性，具体分析泵的容积效率（泄漏）对图9-9、9-11 两种调速回路的速度负载特性各有什么影响？答：图 9-10 中曲线已把变量泵的容积效率考虑在内。再者，进入液压缸的流量是调 0 速阀调定的流量，所以对图 9-9 所示的回路中不存在泵的容积效率对速度产生影响的问题。在图 9-1

38、1 所示的回路中如考虑泵的容积效率时，则当负载压力升高时泵的泄漏量增加，输出流量减小，泵流量的下降会引起节流阀两端的压差（p 1-p2）减小，这时定子左移，使泵的流量和节流阀的压差增加，在新的位置上取得平衡。这一平衡点上的压差和流量和 原来的数值相比略有变化。其原因在于负载压力增加后，泵的实际输出流量均略有减小。如图 9-15 所示，原来的泵 输出流量曲线 2 将向下平移至 2,它和节流阀流量曲线 1 的交点也将随之变化，即其工作点由 A 改为 B。由于在这一区域内曲线 1 的效率较小，工作点变化所引起的流量变化很小，因此，负载变化引起的速度变化不显著。回首页 返11-1.试画出中位机能为“H

39、”的三位四通插装式换向阀的原理。解：中位机能为“H”的三位四通阀插装式换向阀原理如图 11-23 所示。为使四个插装阀在中位时都不关闭，采用中位机能为“Y”的先导阀。控制油路中单向阀（梭阀）当然就不需要了。2411-2.试用插装阀实现图 11-13 所示的三位四通阀。解：初步分析需用四个插装阀和四个二位二通先导阀来实现图示机能，并选用其序号为 6，15，13三种状态（图 11-9） 。进一步分析发现：在三种状态下，插装阀 1 及控制其启闭的先导阀可以取消；而插装阀 2 始终保持开启，故插装阀 2 及控制其启闭的先导阀液可以取消，在 P 口与 A 口间用一固定连通管道代替即可。这样，只剩下插装阀

40、 3、4 需要控制，不难用一个三位四通先导阀来实现，如图 11-24 所示。可见，设计合理时可用较少的插装阀来实现某些特殊功用的三位四通阀。2511-3.用一个小型电动机通过一定机构带动一般溢流阀或调速阀的调节手柄，是否就成为电液比例阀？为什么？解：用小型电动机可以对溢流阀或调速阀进行调节，但这只能实现遥控而不是比例控制。如果电动机能按输入而转动相应的角度，则用它来带动手柄可使一般的溢流阀或调速阀成为电液比例阀。11-4.如何将图 11-19 所示比例调速阀改为手动调速阀（采用同样原理） 。解：取消图 11-19 中的比例电磁铁，在先导阀右侧加一个弹簧，并用螺钉对弹簧作用于先导阀的力进行调节，

41、即成为采用同一原理的手动调速阀。例题 1、有一液压缸，快速运动时需油 40L/min，工作进给（采用节流阀的进油路节流调速）时，最大需油量 QL 为 9L/min，负载压力为 pL 为 3MPa。试问：（1） （1） 当采用图 10-2 所示的双泵供油系统时，工进速度最大情况下的回路效率是多少？（2） （2） 若采用单个定量泵供油时，同一情况下的效率又是多少？解：（1）根据题设条件，取泵 1 的流量为 QP1=32L/min，泵 2 的流量为 QP2=10L/min（根据泵的样本选取） 。由于采用了节流阀进油路节流调速，取 MPaPap303。阀 3 卸荷时的压力损失 MPap3.0，则 6.

42、2.1.922 PPLQp（3） （3） 当采用一个定量泵供油时，泵的流量应能满足快速运动的需要，为此 Qp 最少取40L/min，可求得最大工进速度下的效率，得 05.43.9PLcp26例题 2：图 10-8 中，在液压缸负载压力不能改变的条件下，假如要求缸 1 和缸 2 的动作顺序为，仍采用压力控制，应如何实现？答：可在缸 2 的进油路上增加一个单向顺序阀，其调整压力取为2.5MPa（调整压力不能过小，否则动作顺序不可靠）。此时缸 1 将先动，缸 2 后动。由于单向阀的存在，返回时仍保持图 10-8 原先的动作顺序，见图 10-22。例题 3：如果取消 10-10 中的单向阀 6，回路所

43、完成的自动循环将产生什么样的变化？如果采用二位二通电磁阀代替二位二通行程阀 4，同时取消单向阀 6，能否保持原有的工作循环？答：图 10-10 中取消单向阀 6 后，由于在缸 1 退回的开始阶段，挡块 2 仍使行程阀处于被压下的位置，此时为慢27速退回，直到挡块 2 离开行程阀后才能转为快退状态。如改用二位二通电磁阀，并在二位四通电磁阀复位、工进转为快退的同时，使二位二通电磁阀切换成导通状态，则系统仍能保持图 10-10 原来的工作循环。例题 4：图 10-21 是组合机床的液压系统原理图。该系统中具有进给和夹紧两个液压缸，要求它完成的动作循环已在图 10-21（a）中表明。读懂该系统并完成以

44、下几项工作：（1） （1） 写出从序号 1 到 21 的液压元件名称；（2） （2） 根据动作循环作出电磁阀和压力继电器的动作顺序表。用符号“+”表示电磁铁通电或压力继电器接通，符号“”则表示断电或断开；（3） （3） 分析该系统中包含哪几种液压基本回路；（4） （4） 指出序号为 7，10，14 等元件在系统中所起的作用。答：（1）油箱 1，滤油器 2（粗滤用） ，定量泵 3，滤油器 4（精滤用） ，压力表 5，溢流阀 6，阻尼器 7（或称节流器） ，二位二通电磁阀（H 型）8，减压阀 9，单向阀 10，开关（截止阀）11，隔离式气体蓄能器 12，二位四通电磁阀 13，压力继电器 14，杆固

45、定的单活塞杆液压缸15，16，二位三通电磁阀 17，18，调速阀 19，20，二位二通电磁阀（O 型）21。（2）电磁阀和压力继电器动作顺序表如下：（3） 该系统包含由 17，18 和进给缸 16 组成的差动连接快速运动回路；由阀 19，快进的顺序动作回路，由单向阀 10 和蓄能器 12 组成的夹紧缸的防干扰及夹紧系统的保压回路；由阀 6和 8 组成的卸荷回路；由减压阀 9 构成的减压回路以及由电磁换向阀组成的换向回路等。（4） （4） 阻尼器 7 的作用是使阀 6 卸荷过程较平稳。单向阀 10 的作用是配合蓄能器 12 等组成防干扰保压回路。压力继电器的作用 14 的作用是保证夹紧缸的夹紧力

46、达到调定值时，进给缸才可以开始进给并进行加工，起到两缸的互锁作用。例题 1、有一液压缸，快速运动时需油 40L/min，工作进给（采用节流阀的进油路节流调速）时，最大需油量 QL 为 9L/min，负载压力为 pL 为 3MPa。试问：（5） （1） 当采用图 10-2 所示的双泵供油系统时，工进速度最大情况下的回路效率是多少？（6） （2） 若采用单个定量泵供油时，同一情况下的效率又是多少？解：（1）根据题设条件，取泵 1 的流量为 QP1=32L/min，泵 2 的流量为 QP2=10L/min（根据泵的样本选取） 。由于采用了节流阀进油路节流调速，取 MPaPap303。阀 3 卸荷时的压力损失 MPap3.0，则 6.2.1.922 PPLQp（7） （3） 当采用一个定量泵供油时，泵的流量应能满足快速运动的需要，为此 Qp 最少取40L/min，可求得最大工进速度下的效率，得 05.43.9PLcp28例题 2：图 10-8 中，在液压缸负载压力不能改变的条件下，假如要求缸 1 和缸 2 的动作顺序为，仍采用压力控制，应如何实现？答：可在缸 2 的进油路上增加一个单向顺序阀，其调整压力取为2.5MPa（调整压力不能过小，否则动作顺序不可