课外作业-第6讲-液压基本回路-参考答案

课外作业_液压基本回路_参考答案 机材学院《液压与气压传动》课程小组Lastmodified:4/11/20182:02:00PM6-2在图6-38所示的液压系统中，液压缸的有效工作面积2I1II1100cmAA，2I2II250cmAA，液压缸I的工作负载LI35000NF，液压缸II的工作负载LII25000NF，溢流阀、顺序阀和减压阀的调整压力分别为5MPa、4MPa和3MPa。若不计摩擦阻力、惯性力、管路及换向阀的压力损失，求下列三种工况下A、B、C三处的压力Ap、Bp、Cp1）液压泵启动后，两换向阀处于中位。2）2YA得电，液压缸II工进时及前进碰到固定挡铁时。3）2YA失电、1YA得电，液压缸I运动时及到达终点突然失去负载时。解：（1）换向阀处于中位时，液压泵油液只能通过溢流阀溢回油箱，所以5MPaAp因顺序阀调定压力小于Ap，所以顺序阀阀口全开，5MPaBApp减压阀调定压力小于Ap，减压阀先导阀开启，阀口减小减压，3MPaCp（2）2YA得电，工进时，活塞受力平衡，有LIIII14II125000Pa2.5MPa10010FpAII12.5MPaCpp因为3MPaCp，所以减压阀不起减压作用，阀口全开，因此2.5MPaACpp因为4MPaAp，所以顺序阀阀口关闭，0MPaBp碰到挡铁时，相当于负载无穷大，此时减压阀先导阀开启，阀口关小减压3MPaCp，液压泵绝大部分油液经过溢流阀溢回油箱，所以5MPaAp，顺序阀开启，5MPaBApp（3）2YA失电，1YA得电，液压缸I工进，有LII14I135000Pa3.5MPa10010FpAI13.5MPaBpp此时，顺序阀阀口开启，所以4MPaAp，减压阀先导阀开启，3MPaCp缸I运动到终点突然失去负载时，0MPaBp，由于顺序阀开启，所以4MPaAp，减压阀先导阀开启，3MPaCp6-3在图6-39所示的夹紧回路中，如溢流阀调整压力5MPaYp，减压阀调整压力2.5MPajp，试分析：1）夹紧缸在未夹紧工件前做空载运动时A、B、C三处压力各为多少？2）夹紧缸夹紧工件后，泵的出口压力为5MPa时，A、C两处的压力各为多少？3）夹紧缸夹紧工件后，因其他执行元件的快进使泵的出口压力降至1.5MPa时，A、C两处的压力各为多少？解：（1）空载时，不计单向阀压力损失，则有0MPaABCppp（2）夹紧工件后，可视为液压缸负载无穷大，减压阀先导阀开启，阀口关小减压2.5MPaCBjppp溢流阀开启，5MPaAYpp（3）泵的出口压力降至1.5MPa时，单向阀关闭保压，防止主油路对液压缸干扰，此时2.5MPaCjpp因为主油路压力低于减压阀调定压力，所以减压阀不起减压作用，1.5MPaABpp6.4在图6-40所示的液压系统中，立式液压缸活塞与运动部件的重力为G，两腔面积分别为A1和A2，泵1和2最大工作压力分别为p1、p2。若忽略管路上的压力损失，问：1）阀4、5、6、9各是什么阀？各自在系统中的功用是什么？2）阀4、5、6、9的压力应如何调整？解：（1）4为外控顺序阀，也称卸荷阀。用于设定双泵供油时系统的最高工作压力，当系统工作压力低于外控顺序阀4的调整压力时，双泵1、2同时向系统供油，达到外控顺序阀4的调整压力时，阀4阀口开启，泵1卸荷，系统只有泵2供油。5是顺序阀。用于在系统启动时，保证电液换向阀7换向所需的外控压力。6是溢流阀，做安全阀用。用于设定泵2供油时系统的最高工作压力，当系统压力达到阀6的调定压力时，阀6打开，泵2卸荷。9是顺序阀，在此处作背压阀用，又称平衡阀。用于保证活塞下行时运动平稳。（2）外控顺序阀4的调整压力值为1p，溢流阀6的调整压力值为2p，且使12pp，以保证系统既能双泵供油又能单泵供油功能的实现。顺序阀5的调定压力应能保证电液阀7换向时外控压力油有足够的压力驱动液动阀滑阀移动，并且其调定压力51pp。平衡阀9的压力调整时，应保证其调整压力与液压缸下腔有效作用面积的乘积要稍大于垂直运动部件的重力。即92GppA，其中p为一微量。6-6图6-42所示为某专用铣床液压系统。已知：泵的输出流量30L/minq，溢流阀的调整压力2.4MPaYp，液压缸两腔作用面积分别为2150cmA，2225cmA，切削负载9000NLF，摩擦负载1000NfF，切削时通过调速阀的流量1.2L/miniq。若忽略元件的泄漏和压力损失，试求：1）活塞快速趋近工件时，活塞的快进速度1v及回路的效率12）切削进给时，活塞的工进速度2v及回路的效率2解：（1）活塞快进时，1YA失电，2YA得电，调速阀不起作用，不存在切削负载，有摩擦负载，活塞受力平衡，于是有514211000N=210Pa0.2MPa5010mfFpA因为1Ypp，所以溢流阀无溢流130L/minqq活塞快进速度为3114130100.1m/s0.1m/s605010qvA无溢流损失也无节流损失，所以回路效率1=100%（2）切削时，1YA通电，2YA得电，此时有21.2L/miniqq液压缸活塞的运动速度为322421.210m/s0.008m/s602510qvA液压缸无杆腔的流量为1122501.2L/min2.4L/min25AqqA所以1qq，溢流阀溢流，12.4MPaYpp泵输出功率为36130102.410W1.2kW60Ppq液压缸的输出功率2=900010000.008W80WLLfPFFv回路的功率280=100%=6.67%1200LPP6-7在图6-43所示的8种回路中，已知：液压泵的流量630.16710m/sq（这个流量数据不合理，改为330.16710m/sq更合理。考虑这个数据只影响运动速度，这次作业无论依据哪个流量数据计算都算正确），液压缸无杆腔有效作用面积2150cmA，有杆腔的有效作用面积2225cmA，溢流阀的调定压力52410Pasp，负载LF及节流阀通流面积a均已标注在图上，试分别计算这8种回路中活塞的运动速度和液压泵的工作压力。通过节流阀的流量2dqCap，其中0.62dC，3870kg/m。解：（a）液压缸无杆腔的工作压力为514110000Pa2010Pa5010LsFppA所以溢流阀无溢流，液压泵的工作压力为512010Papp活塞的运动速度为65410.16710m/s3.3410m/s0.2cm/min5010qvA（b）液压缸能克服的最大负载为54max12410501012000LsLFpANF所以溢流阀阀口开启，液压泵的工作压力为52410Paspp因为活塞无法克服负载前进，所以活塞速度为0m/sv（c）溢流阀不开启时液压缸所能克服的最大负载为1max222122sLdpAFpAqCapqqAA2265442max12418700.16710==241050102510N12000N2220.620.0110LsdAqFpAAACa因为maxLLFF，所以此时溢流阀仍处于关闭状态，液压泵的工作压力为2222221111112644511==2218700.50.16710=100000.5501020.620.0110=2010PaLLddAqAqAApFFAACaAACa液压缸活塞的运动速度为65410.16710m/s3.3410m/s5010qvA（d）溢流阀不开启时液压缸所能克服的最大负载为2265442max12418700.16710==241050102510N12000N2220.620.0510LsdAqFpAAACa因为maxLLFF，所以此时溢流阀仍处于关闭状态，液压泵的工作压力为2221111264451=2118700.16710=1000050102220.620.0510=2010PaLdAAqpFAAACa液压缸活塞的运动速度为65410.16710m/s3.3410m/s5010qvA（e）溢流阀不开启时液压缸所能克服的最大负载为1max212112dsLqCappppFAppAA2max12212654544428700.16710=241050103102510501020.620.0810=11250NLsdqFpApAACa因为maxLLFF，所以此时溢流阀仍处于关闭状态，液压泵的工作压力为22211265445=21000018700.16710=3105010220.620.0810=21.510PaLpdFAqppAACa液压缸活塞的运动速度为65410.16710m/s3.3410m/s5010qvA（f）溢流阀不开启时液压缸所能克服的最大负载为2max12212654544428700.16710=241050103102510501020.620.0910=11250NLsdqFpApAACa因为maxLLFF，所以此时溢流阀仍处于关闭状态，液压泵的工作压力为22211265445=2800018700.16710=3105010220.620.0910=17.510PaLpdFAqppAACa液压缸活塞的运动速度为65410.16710m/s3.3410m/s5010qvA（g）由活塞受力平衡方程，可得54110000==Pa=2010Pa5010LpFpA通过节流阀的流量为45363220.620.01102010m/s=4210m/s870jdqCap活塞的运动速度为jqq，这是不可能的，这说明节流阀开口太大，不起节流作用。液压泵的流量全部从节流阀回油箱了，故活塞运动速度为0v节流阀前后压差22648700.16710Pa31.6Pa220.620.0110dqpCa液压泵工作压力31.6Pappp（f）由活塞受力平衡方程，可得54110000==Pa=2010Pa5010LpFpA通过节流阀的流量为45363220.620.05102010m/s=210.210m/s870jdqCapjqq，这是不可能的，这说明节流阀开口太大，不起节流作用。液压泵的流量全部从节流阀回油箱了，故活塞运动速度为0v节流阀前后压差22648700.16710Pa1.3Pa220.620.0510dqpCa液压泵工作压力1.3Pappp6-8在变量泵-定量马达回路中，已知变量泵转速1500r/minPn，排量max8mL/rPV，定量马达排量10mL/rMV，安全阀调整压力54010PaYp。设泵和马达的容积效率和机械效率有如下关系：====0.95PVPmMVMm，试求：1）马达转速1000r/minMn时泵的排量。2）马达负载转矩8NmMTγ时的转速Mn3）泵的最大输出功率解：（1）进入液压马