液压与气压传动

2-1如图2-1所示，具有一定真空度的容器用一根管子倒置于液面大气相通的水槽中，液体在管子中上升的高度h=1m，设液体的密度为ρ=1000kg/m3，求容器的真空度。解答：管内绝对压力为pP+rh=paPH=pa–p=rh=ρgh=9.8*103pa2-2如图2-2所示，已知水深H=10m，截面A1=0.02m2，截面A2=0.04m2，且水流出时0-0水面下降速度约为0。求：1）孔口的流出流量；2）点2处的绝对压力（取α=1，ρ=1000kg/m3，不计损失）。解答：由：0-0—1-1截面得：p0+ρgz0+α/2ρv02=p1+ρgz1+α/2ρv12(v0=0,p1=p0,α=1)smgH/142v1由：1-1—2-2截面得：pa+1/2ρv12=p2+1/2ρv22（1）v1A1=v2A2（2）解得：p2=1.715*105pa，q=v1A1=0.28m3/s3-1某液压泵的工作压力为5MPa，排量为10mL/r，机械效率为0.95，容积效率为0.9，当转速为1200r/min时，求：1）泵的输出功率；2）泵的输入功率。解：P0=pnvηv/60=900wPi=P0/η=900/(0.95*0.9)=1.053kw3-2某液压泵的转速为950/min，排量Vp=168mL/r，在额定压力29.5Mpa和同样转速下，测得的实际流量为150L/min，额定工况下的总效率为0.87，求：图2-2图2-11）泵的理论流量qt；qt=nv=950*168/60=159.6L/min2）泵的机械效率和容积效率；ηv=150/159.6=0.94;ηm=η/ηv=0.9263）泵在额定工况下，所需的输入功率；Pi=Pt/ηm=qtp/ηm=84.77km4）驱动泵的转矩。Ti=Pi/(2πn)=852.5N.m3-3一限压式变量叶片泵特显曲线如图3-1所示，已知：qmax、pmax、pB，pBpmax/2，求：1）泵输出的最大功率；2）泵输出的最大功率时的压力。解：A-B段，Pm=qmax.pB(1)BC段：q=qmpm/(pm-pB)-qmp/(pm-pB)P=q.p=qm/(pm-pB)(pm.p-p2)得：dP/dp=0,p=1/2.pm,Pm=1/4(qm.pm2)/(pm-pB)(2)比较（1）、（2）式：得：Pmax=Pm=1/4(qm.pm2)/(pm-pB)4-1如图4-1所示，两个结构相同的相互串联的液压缸，无杆腔的面积A1=100×10-4m2，有杆腔面积A2=80×10-4m2，缸1的输入压力p1=0.9Mpa，输入流量q1=12L/min，不计损失、泄漏和大气压，求：1）两缸承受相同负载（F1=F2）时，该负载的数值及两缸的运动速度；2）缸2的输入压力是缸1的一半（p2=p1/2）时，两缸各承受多少负载？3）缸1不承受负载（F=0）时，缸2能承受多少负载？图3-3解答：p1A1=p2A2+F1(1)p2A1=F2(2)1)F1=F2(3)联立解(1)(2)(3)得：F1=F2=5000NV1=q1/A1=1.2m/min=0.02m/sV2=(V1A2)/A1=0.96m/min=0.016m/s2)p2=1/2p1(3)联立解(1)(2)(3)得：F1=5400N、F2=4500N3）F1=0（3）联立解(1)(2)(3)得：F2=11250N4-2如图4-2，某液压缸快进、快退时输入流量相同，而快进时差动连接，求：1）当υ快进=υ快退时，活塞面积A1和活塞杆面积A2之比；2）当υ快进=2υ快退时，活塞面积A1和活塞杆面积A2之比。解答：1）V快进=q/A2V快退=q/(A1-A2)V快进=V快退得：A1=2A22）V快进=2V快退得：A1=3A26-1如图所示，两阀调定压力分别为：py1、py2.求：当稳定工作时的pA和pB。解答：pA=py1+py2pB=py26-2如图6-2所示回路中，若溢流阀的调整压力分别为py1=6Mpa，py2=4.5Mpa。在不计管道损失和调压偏差时，求：1）换向阀下位接入回路时，A、B、C点压力各为多少？2）换向阀上位接入回路时，A、B、C点压力各为多少？解答：1）pp=py1=6Mpa，pB=pp=6Mpa,pC=6-py2=6-4.5=1.5Mpa2）pp=py2=4.5Mpa，pB=4.5Mpa,pC=0Mpa图4-1A1A2图4-2A图6-2图6-1py1py2AB6-3如图6-3所示回路中，溢流阀的调整压力为5Mpa，减压阀的调整压力为2.5Mpa，分析下列各种情况，求：1）当液压泵压力等于溢流阀压力时，加紧缸（A2）使工件夹紧时，A、B、C点的压力各为多少？2）在工作中，某时刻液压泵的出口压力降到1.5Mpa时（工件原先处于夹紧状态），A、B、C点的压力各为多少？3）加紧缸(A2)在夹紧工件前做空载运动时，A、B、C点的压力各为多少？解答：1)pA=py=5Mpa,pB=pC=pj=2.5Mpa2)pA=1.5Mpa,pB=1.5Mpa,pC=2.5Mpa3)pA=pB=pC=0Mpa6-4如图6-4回路中，两液压缸有效面积为A1=A2=100×10-4m，缸Ⅰ的负载F=3.5×10-4N，缸Ⅱ运动时负载为零，不计摩擦阻力、惯性力和管路损失。溢流阀、顺序阀、减压阀的调整压力分别是4Mpa、3Mpa、2Mpa。求下列三种情况下A、B、C点的压力。1）液压泵启动后，两换向阀处于中位；2）1YA通电，液压缸Ⅰ活塞移动时、及移动到终点时；3）1YA断电，2YA通电，液压缸Ⅱ活塞移动时、及活塞杆碰到固定挡铁停留时。解答：pL=F/A1=3.5Mpa1)pA=py=4Mpa,pB=4Mpa,pC=pj=2Mpa2)移动中：pA=pL=3.5Mpa,pB=3.5Mpa,pC=2Mpa终点时：pA=py=4Mpa,pB=4Mpa,pC=2Mpa3）移动中：pA=pc=0Mpa,pB=px=3Mpa终点时：pA=pb=py=4Mpa,pC=2Mpa7-1如图7-1所示回路中，已知活塞运动时的负载F=1.2kN，活塞面积A=15×10-4m2，BA2YAC1YA图6-4图6-3ABA2溢流阀调整压力是pp=4.5Mpa，两个减压阀的调整压力分别是pj1=3.5Mpa、pj2=2Mpa，如果油液流过减压阀及管路时的损失不计，求：活塞在运动时、运动到终点停止时，A、B、C点的压力值。解答：pL=F/A=0.8Mpa运动时;pA=pB=pc=pL=0.8Mpa,终点时：pc=pj2=2,pA=pj2=3.5Mpa,pB=py=4.5Mpa7-2如图7-2所示回路中，已知液压泵的供油流量qp=25L/min，负载F=40000N，溢流阀调定压力pp=5.4Mpa，液压缸无杆腔面积A1=80×10-4m2，有杆腔面积A2=40×10-4m2，液压缸工作速度υ=0.18m/min，其中的节流阀阀口是薄壁小孔，不考虑管路损失和液压缸的摩擦损失，计算：1）液压缸工进时液压系统的效率；2）当负载F=0时，活塞的运动速度和回油腔压力。解答：1)ηc=P缸出/P泵出=F.v/(pp.qp)=5.33%而q1=V1.A1,p2=(py.A1-F)/A2=0.8Mpa2)由ppA1=p2A2，得：p2=A1/A2pp=2*py=10.8MpaV2=qT/A2,qT=K.AT.p21/2→K.AT=V2/p21/2qT1/qT2=(0.8/10.8)1/2，qT2=3.674qT1，qT1=V1.A2V2=qT2/A2=3.674V1.A2/A2=0.66m/min7-3如图7-3所示回路中，已知qp=25L/min，A1=100×10-4m2，A2=50×10-4m2，F由0增至30000N时活塞向右移动速度基本无变化，υ=0.2m/min，若调速阀要求的最小压差为Δpmin=0.5MPa，求：1）不计调压偏差时溢流阀调整压力py是多少？泵的工作压力为多少？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？解答：1）F最大时，对应Δpmin。pyA1=F+p2A2，得：py=3.25Mpa，pp=py=3.25Mpa2）当F=0时，p2=p2max。PyA1=p2A2，p2=A1/A2py=2py=6.5Mpa3)ηc=(Fmax.V)/(qp.py)=7.38%7-4如图7-4所示容积节流调速回路中，若变量泵的拐点B坐标为（2Mpa，10L/min），且在pp=2.8MPa时，qp=0，液压缸无杆腔面积A1=50×10-4m2，有杆腔面积A2=25×10-4m2，调速阀的最小工作压差为Δpmin=0.5MPa，背压阀调整压力为0.4MPa，求：1）在调速阀两端最小压差、通过的流量为q1=5L/min时，回路的效率为多少？图7-1图7-2图7-32）若q1不变，负载减小了4/5时，回路的效率为多少？解答：1）有图知：q1=5L/min时，pp=(2.8+2)/2=2.4Mpap1=pp-Δpmin=2.4-0.5=1.9Mpaηc1=（p1-p2A2/A1）/pp=70.8%2)q1不变→V不变F2=1/5F1时，ηc2=F2V/Pp=1/5F1V/Pp=1/5ηc1=1/5*70.8%=14.2%8-1如图8-1所示，已知两液压缸的活塞面积相同，液压缸无杆腔面积A2=20×10-4m2，但负载分别为F1=8000N，F2=4000N，如溢流阀的调整压力为py=4.5MPa，分析减压阀调整压力分别是1MPa、2MPa、4MPa时，两液压缸先后动作顺序。解答：对应F1、F2，p1=F1/A1=4Mpa，p2=F2/A2=2Mpa1）当pj=1Mpa时，V2=0,缸1运动、缸2不动；2）当pj=2Mpa时，pjp2,缸2运动到终点后，缸1再运动；3）当pj=4Mpa时，同2）情况一样。9-1根据YT4543型动力滑台液压系统图，完成以下工作：1）写出差动连接快进时液压缸左腔压力p1与右腔压力p2的关系式。2）说明当滑台进入工进状态、但切削刀具还未触及被加工工件时，什么原因使系统压力升高并将外控顺序阀打开的？2）在限压式变量叶片泵的p-q曲线上，定性标明动力滑台在差动快进、第一次工进、第二次工进、挡铁停留、快退及原位停止时限压式变量叶片泵的工作点。解答：1）F=0，得：p1A1=p2A22）调速阀使泵压力增高（调速阀流量泵的最大流量）；3）快进、快退的工作点在定量段上，一工进、二工进的工作点在变量段上，终点停留时的工作点在pc。11-1如图：有一气缸活塞杆伸出运动受a、b、c三信号控制，当a，b，c中任一信号存在时，都可以实现活塞杆伸出运动。设计其控制回路。解答：多解题。解1：图7-4图8-12.8Mpa,0图7-4a2Mpa,10L/minqpBBCAP解2：15-4绘制行程程序为A1C1B1D1B0A0C0D0的X-D图表。ABCP