液压传动-东南大学-习题解答8-11章

第1页第八章思考题和习题解8-1图8-22所示的进口节流调速回路，已知液压泵的供油流量min/6Lqp,溢流阀调定压力MPapp3，液压缸无杆腔面积2411020mA，负载F＝4000N，节流阀为薄璧孔，开口面积为241001.0mAT，62.0dC3/9000mkg，试求:1)活塞的运动速度。2)溢流阀的溢流量和回路的效率。3)当节流阀开口面积增大到2411003.0mAT和2421005.0mAT时，分别计算液压缸的运动速度和溢流阀的溢流量。解：负载产生的压力MPaAFP21节流阀压差MPaPT123节流阀流量241001.0mAT时3564109.290010121001.062.021mPCAqT缸速度smAqv/1046.1102109.2235溢流阀的溢流量smqqqp/101.7109.260/10613453回路效率%191011031045.14000462ppqPFV节流阀流量2411003.0mAT时smPCAqT/107.890010121003.062.0213564第2页溢流阀的溢流量smqqqp/103.1107.8101013455缸速度smAqv/1038.41023109.2235节流阀流量2421005.0mAT时smPCAqT/105.1490010121005.062.0213564大于泵排量，溢流阀不打开，溢流阀的溢流量为0缸速度smAqv/10510210102358-2图8-23所示调速回路中的活塞在其往返运动中受到的限力F大小相等，方向与运动方向相反，试比较;1)活塞向左和向右的运动速度哪个大?2)活塞向左和向右运动时的速度刚性哪个大?1，向右运动时：11AFP)()(111ppCAppCAqpTpT11111)(AFApCAAqvpT1111][FAPCAAKvPT2，向左运动时：11211)(AFApCAAqvpT第3页1211][FAPCAAKvPTA1〉A2，向右速度大，刚性大8-3图8-24所示为液压马达进口节流调速回路，液压泵排量为120ml/r，转速为1000r/min,容积效率为0.95.溢流阀使液压泵压力限定为7MPa。节流阀的阀口最大通流面积为261027m，流量系数为0.65,液压马达的排量为160ml/r，容积效率为0.95，机械效率为0.8，负载转矩为61.2N·m，试求马达的转速和从溢流阀流回油箱的流量。解：马达需要的压力MPaVTpm3101608.02.6128.626节流阀流量min/6.99/1066.19001042102765.0213366LsmPCAqT马达转速min/59116.095.06.99rvqn泵流量第4页min/114/109.195.060/100010120336LsmnVqVp溢流14.4L/min8-4图8-25所示的出口节流调速回路，已知液压泵的供油流量min/25Lqp，负载F=40000N,溢流阀调定压力p=5.4MPa，液压缸无杆腔面积2411080mA.有杆腔面积2421040mA液压缸工进速度0.18m/min，不考虑管路损失和液压缸的摩擦损失，试计算：1)液压缸工进时液压回路的效率。2)当负载F＝0时，活塞的运动速度和回油的压力。解：1，MPaAFP5804000011min/44.11018.010802134LvAqmin/72.01018.010402234LvAq8.0222TTTCAPCAq效率%3.51025104.518.04000036PqFV2，空载时，流量达到溢流时的阻力，当压差为10.8时min/65.272.067.38.1022LCAqTmin/66.010401065.24311mAqv第5页8-5在图8-26所示的调速阀出口节流调速回路中，己知min/25Lqp,24110100mA.2421050mA。F由零增至30000N时活塞向右移动速度基本无变化，v=0.2m/min,若调速阀要求的最小压差为MPap5.0，试求:1)不计调压偏差时溢流阀调整压力Py是多少?液压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：负载压力最大为MPaAFP3103000011调速阀产生的泵压为MPa25.025.0所以溢流阀调整压力Py最小为3.25MPa,也是泵的工作压力2）缸可能达到的最高压力6.5MPa。即负载为零，1腔3.25，2腔6.5MPa。3）最高效率：%4.710251025.32.03000036PqFV8-6图8-27所示的回路能否实现节流调速?为什么?不能，定差溢流阀需要软弹簧，容易打开溢流阀，失去作用。第6页8-7在图8-28所示的容积调速回路中，如变量泵的转速min/1000rnp，排量rmlVp/40，泵的容积效率8.0V，机械效率8.0m。泵的工作压力MPapp6,液压缸大腔面积24110100mA，小腔面积2421050mA。液压缸的容积效率98.0/V，机械效率8.0/m，管道损失忽略不计，试求:1)回路速度刚性。2)回路效率。3)系统效率。解：1，回路速度刚性Vnpkv11911033.1k9375001033.1)10100(924121kAkv2，回路效率：理论上为1；管道损失不计。3，泵的效率72.08.09.0vm缸的效率93.095.098.0vm系统效率0.72*0.93＝0.678-8图8-29所示为变量泵——定量马达式调速回路，低压辅助液压泵输出压力Pv第7页=0.4MPa，变量泵最大排量rmlVp/100max,转速min/1000rnp,容积效率9.0Vp，机械效率85.0mp。马达的相应参数为rmlVM/50,95.0VM，9.0mM。不计管道损失，试求当马达的输出转矩为mNTM40，转速为min/160rnM时，变量泵的排量、工作压力和输人功率。解：马达输入压力即泵的工作压力MPaVTpm58.59.0504028.62马达输入流量min/4.895.050160Lqm泵排量rmLnqVP/3.99.010004.8泵输入功率KWPp09.185.09.095.09.060160240609.085.04.898.58-9有一变量泵-定量马达式调速回路，液压泵和液压马达的参数如下：泵的最大排量rmlVp/115max,转速np＝1000r/min，机械效率9.0pm，总效率84.0p;马达第8页的排量rmlVM/148，机械效率9.0Mm，总效率84.0M；回路最大允许压力Pr=8.3MPa,若不计管道损失，试求:1)液压马达最大转速及该转速下的输出功率和输出转矩。2)驱动液压泵所需的转矩。解：马达定量，rmlVM/148泵最大流量min/1079.084.01151000Lqp马达最大转速min/6759.084.01481000107rn输出转矩NMpVT1769.028.61483.82输出功率：KWP4.126028.61766752）驱动泵需要扭矩NMpVT88.1689.028.61153.828-10在图8-30所示的容积调速回路中，变量液压泵的转速为1200r/min，排量在0～8ml/r可调，安全阀调整压力4MPa;变量液压马达排量在4～12ml/r间可调。如在调速时要求液压马达输出尽可能大的功率和转矩，试分析(所有损失均不计):1)如何调整液压泵和液压马达才能实现这个要求?2)液压马达的最高转速、最大输出转矩和最大输出功率可达多少?提示:注意pV，MV使Mn变化的方向。解：因调速回路，有调速区间，当溢流阀打开时，失去容积调速功能。双变量元件，调速的变量都可以该变，求临界点：马达的排量为最大时，扭矩最大，速度最大为要马达扭矩最大，则排量最大，mNPVTm.64.728.61242调速调泵的排量，泵的流量区间：[0，9.6]第9页泵转速不变，bbVq1200所以，最大流量泵最大流量min/6.981200maxLq再次调速调马达的排量速度区间为800～2400低于800转时的调速由泵变量，马达恒排量最大，速度区间0~800最大转速min/2400481200rVqnMB马达最大功率取决于泵的最大功率：KWP64.02400428.68-11如图8-31所示的限压式变量泵和调速阀的容积节流调速回路，若变量泵的拐点坐标为((2MPa.10L/min),且在MPapp8.2时0pq，液压缸无杆腔面积2411050mA，有杆腔面积2421025mA，调速阀的最小工作压差为0.5MPa,背压阀调压值为0.4MPa.试求:第10页1)在调速阀通过min/51Lq的流量时，回路的效率为多少?2)若ql不变，负载减小4/5时，回路效率为多少?3)如何才能使负载减少后的回路效率得以提高?能提高多少?解：1，708.04.250254.09.11221PcPAApp，线性比例得出的，2，142.0514.250254.09.11221PcPAApp3，采用差压式变量泵和节流阀组成的调速回路。87.04.21.21111pPpqPqppPc最高864.0c8-12试问：图8-32a所示的容积·节流调速回路在结构上、作用上与图8-32b所示的容积——节流调速回路有何不同?哪一种更合理?解：第11页在缸到位，停止时，看节流阀有没有油通过，A，没有油过节流阀，压力左右相等，保持大偏心，b，有油过节流阀，有压差，偏心保持不变，高压回油。较好。第12页第九章思考题和习题解9-1试确定图9-23所示调压回路在下列情况下液压泵的出口压力:I)全部电磁铁断电。2)电磁铁2YA通电，IYA断电。3)电磁铁2YA断电，IY.A通电。解：1，5.5MPa2，3.5MPa3，0.5MPa9-2在图9-24所示调压回路中，如MPapY21.MPapY42,泵卸荷时的各种压力损失均可忽略不计，试列表表示A、B两点处在电磁阀不同调度工况下的压力值。解12AB00000144100211469-3图9-25所示为二级调压回路，在液压系统循环运动中当电磁阀4通电右位工作时，液压系统突然产生较大的液压冲击。试分析其产生原因，并提出改进措施。解：电磁阀4断电，系统压力由溢流阀2决定，电磁阀得电，系统压力由溢流阀3决定。换向时溢流阀2的控制口压力变化为从0起，由于管路压力为0，产生变化较大。，第13页9-4图9-26所示为两套供油回路供不允许停机修理的液压设备使用。两套回路的元件性能规格完全相同。一套使用，另一套维修。但开机后，发现泵的出口压力上不去，达不到设计要求。试分析其产生原因，并提出改进。解：当泵1工作时，压力油会经过溢流阀3的遥控口，再进入溢流阀4的遥控口，流过泵2，造成回流，。解决是加单向阀。第14页9-5在图9-27所示调压回路中,若滋流阀的调整压力分别为MPapY61、MPapY5.42。液压泵出口处的负载阻力为无限大.试问在不计管道报失和调压偏差时:1)换向阀下位接人回路时，液压泵的工作压力为多少?B点和