液压传动习题

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,武汉理工大学机电学院?流体力学与液压传动?教学课件,9/29/2024,2,解：,1求吸油管油液的流速,2判断吸油管油液的流动状态,雷诺数为：,油液的流动状态为层流。,2,武汉理工大学机电学院?流体力学与液压传动?教学课件,9/29/2024,3,3求液压泵安装高度,取油箱油液外表为1-1计算面，也为零势能基准面；泵吸油口处为2-2计算面。,建立伯努利方程：,式中：p1 = pa大气压，v1= 0，z1= 0，,z2= h，1= 2= 2，v2= v。,3,武汉理工大学机电学院?流体力学与液压传动?教学课件,9/29/2024,4,简化上式，那么有：,真空度：,4,武汉理工大学机电学院?流体力学与液压传动?教学课件,9/29/2024,5,因要求泵吸吸油口处真空度不大于0.4105Pa，,引入该条件到上式，那么有：,所以，安装高度为,h, 2.446,m,。,5,武汉理工大学机电学院?流体力学与液压传动?教学课件,9/29/2024,6,柱塞受,F,=100,N,的固定力作用而下落，缸中油液经缝隙泄出。设缝隙厚度,，缝隙长度,L,=70,，柱塞直径,d,=20，油的动力粘度,=5010,-3,Pa,sm,所需时间是多少?,【例】,解:,根据柱塞运动状态有：,其中，,即柱塞下降0.1m排出的体积。,柱塞下降速度：,有:,6,武汉理工大学机电学院?流体力学与液压传动?教学课件,9/29/2024,7,【例】,中高压齿轮泵CBGml，该泵在1450rmin转速、10MPa压力下工作，泵的容积效率pv0.95，总效率p0.9，求驱动该泵所需电动机的功率Ppi和泵的输出功率Ppo。,解:, 求泵的输出功率, 电动机功率,查电机手册，应选配功率为11,kW,的电机。,那么液压泵的输出功率为：,电机功率即泵的输入功率：,7,武汉理工大学机电学院?流体力学与液压传动?教学课件,9/29/2024,8,【例】,巳知液压泵输出油压,p,p,=10MPa,，泵的机械效率,m,=,，容积效率,V,=,，排量,V,p,=10mL/r,转速,n=1500r/min,；液压马达的排量,V,M,=10mL/r,，机械效率,mM,，容积效率,vM,。,液压泵的输出功率；,驱动液压泵的电动机功率；,液压马达输出转速；,液压马达输出转矩和功率。,求：,解：, 液压泵的输出功率,8,9/29/2024,9,武汉理工大学机电学院?流体力学与液压传动?教学课件, 电动机功率, 马达的输出转速,不计管路中的流量损失，马达的理论流量：, 马达的输出转矩和功率,9,9/29/2024,10,武汉理工大学机电学院?流体力学与液压传动?教学课件,【例】如下图的齿轮泵：,1试确定该泵有几个吸油口和压油口？,2假设三个齿轮的构造一样，其顶圆直径48mm，,齿宽B25mm，齿数z14，n1450r/min，,容积效率 。,试求：该泵的理论流量和实际流量。,1根据齿轮泵的工作原理可以确定，齿轮1、2的上部是,吸油口，下部是排油口；齿轮2、3的上部是排油口，,下部是吸油口。,解：,2计算流量,理论流量：,10,9/29/2024,11,武汉理工大学机电学院?流体力学与液压传动?教学课件,其中模数：,那么所得到的理论流量为：,实际流量：,11,9/29/2024,12,武汉理工大学机电学院?流体力学与液压传动?教学课件,【例】,某限压式变量叶片泵的流量压力特性曲线如下图。泵的总效率为0.7。如果系统在工作进给时，泵的压力Pp=4.5105Pa，流量qL/min，在快速移动时，泵的压力Pp=2.0105Pa ，流量q=20L/min。试问泵的压力特性曲线应调成何种形状？泵所需的最大驱动功率为多少？,解：通过做图来解。,根据题目条件，由快进时的压力和流量可得工作点M，通过M点作AB的平行线；再根据工进时压力和流量可得工作点N，过N点作BC的平行线。两平行线相交于B。,12,9/29/2024,13,武汉理工大学机电学院?流体力学与液压传动?教学课件,那么，ABC即为调整后的流量压力特性曲线。B点对应的压力、流量为：,p,10,5,Pa,qL,/,min,那么变量泵的最大驱动功率可认为在拐点附近。,故泵的最大驱动功率近似为：,kW,13,9/29/2024,14,武汉理工大学机电学院?流体力学与液压传动?教学课件,【例题】如图5.73所示液压回路，两液压缸构造完全一样，,A120cm2，A210cm2，缸、缸负载分别为F18103N、,F23103N，顺序阀、减压阀和溢流阀的调定压力分别为,MPaMPa和5MPa，不考虑压力损失，求：,1,YA,、2,YA,通电，两缸向前运动中，,A,、,B,、,C,三点的压力各是多少？,两缸向前运动到达终点后，,A,、,B,、,C,三点的压力又各是多少？,解：缸右移所需压力为,溢流阀调定压力大于顺序阀调定压力，顺序阀开启时进出口两侧压力相等，其值由负载决定，故A、B两点的压力均为4MPa；此时，溢流阀关闭。,缸右移所需压力为,P,a,MPa,4,MPa,Pa,14,9/29/2024,15,武汉理工大学机电学院?流体力学与液压传动?教学课件, 两缸运动到终点后，负载相当于无穷大，两缸不能进油，迫使压力上升。,当压力上升到溢流阀调定压力，溢流阀开启，液压泵输出的流量通过溢流阀溢流回油箱，因此,A,、,B,两点的压力均为5,MPa,；,而减压阀是出油口控制，当缸压力上升到其调定压力，减压阀工作，就恒定其出口压力不变，故,CMPa,。,因,p,C,p,J,MPa,。,15,9/29/2024,16,武汉理工大学机电学院?流体力学与液压传动?教学课件,作业：P.166习题12、13。,16,武汉理工大学机电学院?流体力学与液压传动?教学课件,9/29/2024,17,【例1】：在以下图的出口节流调速回路中，A1=20cm2，,A2=10cm2， 液压泵的流量为16L/min，溢流阀的压力,调定值为5MPaL/min。液压,缸的负载为F=5kN，试分析：,电磁铁断电时，p1=？p2=？v=？溢流阀的溢流量q？,电磁铁通电时，p1=？p2=？v=？溢流阀的溢流量q？,解：,由于回油路直接与油箱相通，活塞在快速运动中，溢流阀处于关闭状态，液压缸无杆腔工作压力由负载决定。,所以p20，1分,17,武汉理工大学机电学院?流体力学与液压传动?教学课件,9/29/2024,18,溢流量,q,y,=0。,电磁铁通电时，构成出口节流回路，所以,p,1,=,p,y,5,MPa,溢流量：,18,武汉理工大学机电学院?流体力学与液压传动?教学课件,9/29/2024,19,【例2】在图示液压回路中，液压缸,为进给缸，无杆腔面积,A,1,=100,cm,2,，液压缸,为辅助缸，无杆腔面积,A,2,=100,cm,2,，,溢流阀调定压力,p,Y,=4,MPa,、顺序阀调定压力,p,X,=3,MPa,、,减压阀调定压力,p,J,MPa,，不考虑压力损失，试求：,、两缸空载运动时，以与运动到终点位置时，,A,、,B,、,C,、,D,四点的压力；,辅助缸工作时，能产生,的最大推力是多少？,进给缸要获得稳定的运动,速度且不受辅助缸负载的影,响，缸允许的最大推力,是多少？,19,武汉理工大学机电学院?流体力学与液压传动?教学课件,9/29/2024,20,解答：,A,点压力由缸负载决定，,最大受溢流阀调定压力控制；,B,点压力最小由顺序阀决定，,最大受溢流阀调定压力控制；,C,点压力：减压阀不工作时，,由缸负载决定，最大受溢流阀调定压力控制；,减压阀和顺序阀工作时，,由,B,点压力决定；,D,点压力：减压阀不工作时，由缸负载决定；,减压阀工作时，由减压阀调定。,20,武汉理工大学机电学院?流体力学与液压传动?教学课件,9/29/2024,21,压力/MPa,工作状态,p,A,p,B,p,C,p,D,两缸空载运动,0,3,0,0,两缸运动到终点,4,4,4,1.5,21,武汉理工大学机电学院?流体力学与液压传动?教学课件,9/29/2024,22,缸的最大推力由,减压阀调定：,当辅助缸空载运动时，泵的工作压力,p,B,为最小，,p,B,=,p,X,=3,MPa,。,当辅助缸负载压力与减压阀调定压力pJMPa一样时，泵的工作压力最高，pB=pY=4MPa。由此可知，辅助缸负载的变化对泵的工作压力是有影响的。,22,武汉理工大学机电学院?流体力学与液压传动?教学课件,9/29/2024,23,由调速阀原理可知，假设能保持,调速阀进出口压力差pMPa,以上，就能保证进给缸获得,稳定的运动速度。,取pBmin=3MPa，那么pApBpMPa,缸允许的最大推力为FpAA125000N25kN,当缸负载小于25kN时，即使辅助缸的负载变为零，缸的运动速度也不会受到影响。,23,武汉理工大学机电学院?流体力学与液压传动?教学课件,9/29/2024,24,图中，阀A、C、E、F的压力调定值分别为4MPa、2.5MPa、1.5MPa、2MPa、工作油缸H的有效工作面积为A=50cm2，运动方向向右，其负载为FL=5KN，试分析：,1.当油缸H运动时，夹紧油缸D的工作压力是多少？为什么？,2.当油缸H运动到顶上死挡铁时，油缸D的工作压力是多少？为什么？,3.当油缸H无负载地返回时，油缸D的工作压力是多少？为什么？,【例3】,24,武汉理工大学机电学院?流体力学与液压传动?教学课件,9/29/2024,25,解：,1,油缸H向右运动时，其工作压力为：,小于液控顺序阀的调定压力，液控顺序阀不工作，由于存在调速阀B，溢流阀翻开，油泵出口压力由溢流阀A调定，为4MPa，大于减压阀的调定压力，故减压阀工作，D缸工作压力是减压阀的调定压力。,25,武汉理工大学机电学院?流体力学与液压传动?教学课件,9/29/2024,26,2,油缸H向右运动顶上死挡铁时，相当于负载无穷大，此时无油液流过节流阀，因而油缸H工作压力与泵出口压力一样；大于液控顺序阀的调定压力，液控顺序阀工作，于是先导式溢流阀的远程控制口起作用，其入口压力受阀F控制，为2MPa，因此油泵出口压力低于减压阀的调定压力，减压阀不工作，所以D缸工作压力是2MPa。,26,武汉理工大学机电学院?流体力学与液压传动?教学课件,9/29/2024,27,3,油缸,H,无负载向左运行时，其工作压力为,0,，因而液控顺序阀不工作，油泵出口压力由溢流阀A调定，为,4MPa,，大于减压阀的调定压力，故减压阀工作，,D,缸工作压力是减压阀的调定压力。,27,武汉理工大学机电学院?流体力学与液压传动?教学课件,9/29/2024,28,【例4】,如下图液压系统中，泵1为低压大流量泵，泵2为高压小流量泵，它们的流量分别为20L/min和5L/min，单杆活塞缸活塞杆的运动速度方向和受力方向如下图，快进时负载力F=0，工进时负载力F=20kN，活塞有效面积为A=4010-4m2，溢流阀和顺序阀的调定压力分别为7MPa与3MPa，问：,1快进时，节流阀进口处的压力是多少？进入液压缸的流量是多少？活塞杆前进的速度是多少？,2工进时，泵1出口压力是多少？节流阀出口处的压力是多少？要改变活塞杆运动速度，需要调节哪个元件？,28,武汉理工大学机电学院?流体力学与液压传动?教学课件,9/29/2024,29,【解】,快进时，节流阀进口处的压力p=F/A=0MPa，q=25L/min，u=q/A=0.1m/s；,工进时，泵1出口压力约为0MPa，节流阀出口处的压力p=F/A=5MPa；,要改变活塞杆的运动速度，需电磁阀得电的同时，调节节流阀7。,29,武汉理工大学机电学院?流体力学与液压传动?教学课件,9/29/2024,30,【例5】,图中是某专用机床的液压系统原理图。该系统有定位油缸、夹紧油缸和工作主油缸。它们的工作循环为：定位夹紧快进工进快退松开、拔销原位停顿、泵卸荷。,1根据动作循环，做出电磁阀YA的动作循环表。用符号“+,表示电磁阀通电，用符号“表示电磁阀断电；,2说明记号为a、b、c的三个阀其分别在系统中所起的作用；,3液控顺序阀 、减压阀、单向顺序阀、溢流阀各自的调压依据是什么？,30,武汉理工大学机电学院?流体力学与液压传动?教学课件,9/29/2024,31,【解】,1电磁铁压力继电器动作顺序表如下：,工,况,1DT,2DT,3DT,4DT,5DT,定,位,夹,紧,主缸快进,主缸工进,主缸快退,拔销、松开,原位停止、油泵卸荷,31,武汉理工大学机电学院?流体力学与液压传动?教学课件,9/29/2024,32,2元件a： 单向阀，主缸工进时隔离低压泵和高压泵,的压力；,元件b：单向阀，瞬时保压，即防止主缸快进时夹,紧缸松动；,元件c： 顺序阀，实现先定位后夹紧的顺序动作。,3液控顺序阀：高于快进压力，低于工进压力；,减压阀： 按夹紧力要求，但始终低于溢流阀,调定压力；,单向顺序阀：能使定位缸动作即可，但始终要低,于减压阀调定压力；,溢流阀： 调整系统压力，按工作缸能抑制负,载所需。,32,9/29/2024,33,武汉理工大学机电学院?流体力学与液压传动?教学课件,图示是某专用机床的液压系统原理图。该系系统有定位油缸、夹紧油缸和主工作油缸三个液压缸。它们的工作循环为：定位、夹紧快进一工进二工进快退松开、拔销原位停顿、泵卸荷。答复以下问题：,【例1】,说明标记为,a,、,b,、,c,的三个阀分别在系统中所起的作用。,减压阀、溢流阀调压的依据是什么？,阀,A,和阀,B,的通流面积哪个应该大一些？为什么？,根据动作循环，作出电磁阀,YA,的动作循环表。,33,9/29/2024,34,武汉理工大学机电学院?流体力学与液压传动?教学课件,1.电磁铁压力继电器动作顺序表如下：,34,9/29/2024,35,武汉理工大学机电学院?流体力学与液压传动?教学课件,35,9/29/2024,36,武汉理工大学机电学院?流体力学与液压传动?教学课件,36,9/29/2024,37,武汉理工大学机电学院?流体力学与液压传动?教学课件,37,9/29/2024,38,武汉理工大学机电学院?流体力学与液压传动?教学课件,38,9/29/2024,39,武汉理工大学机电学院?流体力学与液压传动?教学课件,39,9/29/2024,40,武汉理工大学机电学院?流体力学与液压传动?教学课件,40,9/29/2024,41,武汉理工大学机电学院?流体力学与液压传动?教学课件,综合起来即：,41,9/29/2024,42,武汉理工大学机电学院?流体力学与液压传动?教学课件,2.a、b、c三个阀的作用如下：,元件,a,：压力继电器，,夹紧缸夹紧后，,发信号控制,主油缸动作；,元件,b,：单向阀，,瞬时保压，即,防止主缸快进时,夹紧缸松动；,元件c：节流阀，提供阻尼，,系统升压、卸荷过程比较平稳，,不产生冲击。,42,9/29/2024,43,武汉理工大学机电学院?流体力学与液压传动?教学课件,3.减压阀、溢流阀调压的依据是：,减压阀按需要的夹紧力进展调压；,溢流阀按系统工进需要的,最大工作压力进展调压。,43,9/29/2024,44,武汉理工大学机电学院?流体力学与液压传动?教学课件,A,和阀,B,的通流面积的大小和依据是：,节流阀A、B是串联的，因此B阀通流面积要调得比A阀大，如果B阀通流面积小于A阀，那么无论电磁阀4YA如何动作，只能实现一种工进速度。,44,武汉理工大学机电学院?流体力学与液压传动?教学课件,9/29/2024,45,【例2】,1根据以下图填写动作顺序表；,2系统由哪些回路组成？各回路的功能是什么？至少指出3个；,3试说明，以下图中的4个单向阀在系统中的作用。,45,武汉理工大学机电学院?流体力学与液压传动?教学课件,9/29/2024,46,【解】,1动作顺序表,46,武汉理工大学机电学院?流体力学与液压传动?教学课件,9/29/2024,47,2,顺序动作回路：使定位缸和夹紧缸严格地按规定的顺序动作；,差动连接回路：实现液压缸的快速进给；,快慢速互不干扰回路：使两工作液压缸各自独立循环，互不约束；,速度换接回路：实现液压缸快慢速度的换接；,减压回路：降低并稳定定位夹紧回路的压力；,卸荷回路：工进时，使低压泵处于卸荷状态，系统仅由高压泵供油。,47,武汉理工大学机电学院?流体力学与液压传动?教学课件,9/29/2024,48,3,单向阀1：与顺序阀一起共同构成单向顺序阀；,单向阀2：保压；,单向阀3：隔离上下压泵；,单向阀4：产生背压。,48,谢谢！,49,谢谢,