液压传动与控制课后习题答案.pdf

课 后 习 题 解 答 2-13.如 图 所 示，用 一 倾 斜 管 道 输 送 油 液，已 知 h=15m,P l=0.45MPa,p,=0.25M Pa,d=10mm,L=20m,p=900kg/m3,运 动 粘 度 v=4 5 x 1 0 求 流 量 Q。解：取 截 面 1-1、2-2取 A 点 水 平 面 为 参 考 平 面，列 伯 努 利 方 程 2 24p.k+甘(x.一 v+九 7 二 p中 2+$a2v+e.+%.Pg 2g pg 2g.0=2=A%=4%V,=V2h=0 h,=h Re=V,_ 1 v2 _ 75 1 v2 _ 25 vlu损=4 7 5 7 R T727 _ 2gd 2 代 入，得 P|/?2=1 5 1Pg 2gd2(0.45-0.25)XIO-_+75x45x10-6 x20y900 x9.8 2x9.8x0.012v=0.2229m/sjr jrQ=d2v=-x(0.01)2 x 0.2229=1.25 x 1 CT5 m 3/s4 42-14某 圆 柱 形 滑 阀 如 图 所 示，已 知 阀 芯 直 径 d=20m m,进 口 油 压 P|=9.8M Pa,出 口 油 压 p2=9.5M Pa,油 液 密 度 P=900kg/m 3,阀 口 的 流 量 系 数=0.6 2,阀 口 开 度 x=0.2cm,求 通 过 阀 口 的 流 量。解：圆 柱 滑 阀 当 阀 口 开 度 较 小 时 一，油 液 流 经 阀 口 的 流 动 特 性 相 当 于 薄 壁 小 孔。过 流 面 积 a ndx压 差=2=9.8 9.5=0.3MPa代 入 流 量 公 式 4Q=cay/Ap=0.62 x-x 0.02 x 0.02 x J x 0.3 x l06V900=0.00201m3/s=3.351 x IC T L/min2-15某 一 液 压 泵 从 一 邮 箱 吸 油，吸 油 管 直 径 d=60mm,流 量 Q=150L/min,油 液 的 运 动 粘 度-=3 0、1（1112/5,密 度 为。=900依/,弯 头 处 的 局 部 损 失 系 数 为&=0.2,吸 油 口 粗 滤 网 上 的 压 力 损 失 卸=0 1 7 8 x l0 5 P%若 希 望 泵 吸 油 口 处 的 真 空 度 不 大 于 0.4X105&。求 泵 的 安 装（吸 油）高 度 h（吸 油 管 浸 入 油 液 部 分 的 沿 程 损 失 可 忽 略 不 计）。取 1-1,2-2为 截 面，列 伯 努 利 方 程:为 层 流 在 上 式 的 伯 努 利 方 程 式 中 6=力 P2=P;=a2=2；v,0；=0,h2=h 卜+hPg Pg 2gJ.真 空 度=Pa p=pv；+pgh+pgh,+pg*=pv+pgh+i+AP损 其 中 pv=900 xO.88=792(N/m?)I pv2A5=4d275 h 900 xO.882x x1760_ 60 x10-3_2=247.5h=A P=0.178 xlO5Pa又.真 空 度 不 大 于 0.4xl()5pa真 空 度=792+900 x 10 x h+247.5 h 4-0.178 x 105 0.4 x l05/.h 2.3(m)泵 的 安 装 高 度 不 高 于 2.3小 2-17如 图 所 示，活 塞 上 作 用 力 F=3000N。油 液 从 液 压 缸 一 端 的 薄 壁 孔 流 出。液 压 缸 直 径 D=80mm,薄 壁 孔 径 d=20mm,不 计 活 塞 和 缸 筒 间 的 摩 擦 以 及 流 动 损 失，求 作 用 于 液 压 缸 底 面 上 的 作 用 力。设 油 液 密 度 p=900kg/加。p _ F _ 3000 x4 7-3.1 4 x 0.0 82=5.97133x105 尸 a八 厂“2Ap 3.14X0.022 l2x(5.97133xl05-O.lxlO5)3,Q=C,A)-=0.62X-J-=0.00703207/n3/5 V p 4 V 900、工 生、卡 声 Q 0.00703207x4 1”“八 5,活 塞 速 度 v=-z=1.3996959m/sA 3.14x0.082句、仔/云、木 声 Q 0.00703207x4。,孔 口 液 体 流 动 速 度 v0=-=-；=22.395127m/s4 3.14x0.022取 缸 内 液 体 作 为 研 究 对 象 列 水 平 方 向 上 的 动 量 方 程 F-R=pQ(v0-v)R=F-pQ(v0-v)=3000-900 x 0.00703207 x(22.395127-1.3996959)=2867.12279NR=-R=-2867.12279N第 三 章3-10某 泵 输 出 油 压 为 lOMPa,转 速 为 1450r/min,排 量 为 200mL/r,泵 的 容 积 效 率 为%P=095,总 效 率 为%，=09。求 1：泵 的 输 出 液 压 功 率 P。；2：驱 动 该 泵 的 电 机 所 需 功 率 P，（不 计 泵 的 入 口 油 压）。（1）rp u=2p qz n v=1 0 X 1 06X 2 0 0 X 1 06X 1 4 5 0 X X 0.9 5=4 5.9 kwV r V 6 0（2）3-1 1.液 压 马 达 排 量 q M=2 5 0 m L/r,入 口 压 力 为 9.8 M P a,出 口 压 力 为 0.49M P a,其 总 效 率 n=0.9,容 积 效 率 n M V=0.9 2,当 输 入 流 量 为 22L/m in时，试 求：（1）马 达 的 输 出 转 矩；（2）马 达 的 输 出 转 速。解：（1）求 输 出 转 矩 理 论 转 矩 MT=P J J（9-8-0.49）X 106 X250X10F=3704M m2万 2 机 械 效 率%,”=江=盟=0978v.wv u.yz输 出 转 矩 M=MT-=370.4x0.978=362.37Vm（2）求 输 出 转 速 理 论 流 量。7=QnMv=22x0.92=20.24L/min由 QT-q nQT _ 20.24q 一 250 x10-3=80.96/min3T2 一 液 压 泵，当 负 载 压 力 为 80 xl（）5pa时，输 出 流 量 为 96L/min；而 负 载 压 力 为 100 x1 O a时，输 出 流 量 为 94L/mino用 此 泵 带 动 一 排 量 为 KM=8 0 m U r的 液 压 马 达。当 负 载 转 矩 为 130N-m时，液 压 马 达 的 机 械 效 率 为 0.9 4,其 转 速 为 ll00r/min。求 此 液 压 马 达 的 容 积 效 率.解：根 据 题 意，绘 出 液 压 回 路 示 意 图 如 图 7 所 示。与 负 载 转 矩 TM=l30N-m相 对 应 的 负 载 压 力（液 压 马 达 入 口 压 力）为 PMTM2JT _ 130 x2s,VMrjmM 80X 10-6X0.94 j-=10.9.MPam变 化 单 位 压 力 引 起 的 泄 漏 量（即 泄 漏 系 数 为）k=%=1 Ap(94-96)L/m in _/L/m in)flOO-8OxlO5Pa=_ I MPa J题 7 图 压 力 为 PM=10.9MPa时，泄 漏 量 为 qz=(10.9-8)APaxAz=2.9x(-l)L/m in=-2.9/m in此 即 为 压 力 从 8MPa增 加 到 10.9MPa时 泵 的 输 出 流 量 减 少 值，故 此 时（pM=10.9MPa时）泵 输 出 流 量 为 qp=(96-2.9)/min=93,IL/min该 值 亦 为 液 压 马 达 的 入 口 流 量 4 M。因 此 液 压 马 达 的 容 积 效 率 为 77 rM=匕=80 x10 3 xllOO=0 95夕”93.1 一 第 四 章4-5 如 图 2 所 示，一 单 杆 活 塞 缸，无 杆 腔 的 有 效 工 作 面 积 Ai，有 杆 腔 的 有 效 工 作 面 积 为 生，且 小=2。求 1）当 供 油 量 为 q=30L/min时，回 油 量/=?2）若 液 压 缸 差 动 联 接，其 它 条 件 不 变，则 进 入 液 压 缸 无 杆 腔 的 流 量 为 多 少？解：1）回 油 流 量 q液 压 缸 运 动 速 度 为 v=i4 42 图 2则 q=-x30Z,/min=15Z/min22）液 压 缸 差 动 联 接 时 进 入 无 杆 腔 流 量 q此 时 液 压 缸 的 速 度 为 v=q=工=4A J42 4/2 Aq=q=2q=2x301/min=60Z/min“A J 2 Y4-8 如 图 8 所 示，两 个 结 构 相 同 的 液 压 缸 串 联 起 来，无 杆 腔 的 有 效 工 作 面 积 4=1006、有 杆 腔 的 有 效 工 作 面 积 4=80cm2,缸 1输 入 的 油 压 pi=9xlOPa,流 量 g】=12 Umin,若 不 考 虑 一 切 损 失，试 求：1）当 两 缸 的 负 载 相 同（FL1=FU）时，能 承 受 的 负 我 为 多”两 缸 运 动 的 速 度 各 为 多 少？2）缸 1不 承 受 负 载（&1=0）时，缸 2 能 承 受 多 少 负 载？3/12的 输 入 压 力 p2=（1/2）pl时，两 缸 各 能 承 受 多 少 负 载？图 8解：1）解 答 本 题 第 一 问 时，往 往 最 容 易 出 错 的 是 直 接 用 压 力 乘 以 4 求 出 F j 这 实 际 上 是 忽 略 了 n.亦 即 缸 2 的 工 作 压 力，现 在 反 和，所 以 q 和，因 而 必 须 从 缸 2 开 始 列 方 程 从 而 求 出 入 尸&尸 尸 的 负 我 值.FL2=P19 AX坛=外 4-%4因 为 无 1=冗 2=入 所 以 P1=FL 1则 P A-FL&/A=FL所 以 F,=9 K IO5 xlOO xlO80100N=5 0 0 0 Nq _ 12X IO-37 1 0 0 x 1 0-1.2m/min1+去 4v22=,4-=-v.=x，2m/min=0-96m/min4 4 loo所 以 两 液 压 缸 推 力 相 同 而 速 度 不 等。2）当 凡 1=0 时 M=3 x 9 X 1 0 sN/m2=11.25 xlOsN/m2y 2 A2 80FL2=p2A=11.25 x 105 x 100 x 10 N=1 1 2 5 0 13)当 P2=g，|=4.5x105pa 时-，FLi=P|A-p2A2=.9x 105 X 100 xlO _ 4.5 x io 5 x 80 x 10-4=5400 NFL2=p2A1=4.5X 105 X 100 xlO-4=4500 N4-9 一 单 杆 液 压 缸 快 进 时 采 用 差 动 连 接，快 退 时 油 液 输 入 缸 的 有 杆 腔，设 缸 快 进、快 退 时 的 速 度 均 为 O.lm/s,工 进 时 杆 受 压，推 力 为 25000N。已 知 输 入 流 量 Q=25L/min,背 压 p2=2X105P a,求：（1）缸 和 活 塞 杆 直 径 D、d；（2）缸 筒 材 料 为 4 5号 钢 时 缸 筒 的 壁 厚;（3）如 活 塞 杆 较 接，缸 筒 固 定，安 装 长 度 为 1.5 m,校 核 活 塞 杆 的 纵 向 稳 定 性。解：（1）当 油 缸 差 动 连 接 时,寿 则，”就 4x25x10-3-=0.07284 mx0.1x60由 于 缸 的 进 退 速 度 相 等，所 以 A 3,即 与=2x皿 产 D=6 d=V2x 0.07284=0.103 m取 标 准 直 径。=100mm,t/=70mm（2）工 作 进 给 时 液 压 缸 无 杆 腔 的 压 力Tib1 P-=F+P 27 T(D2-d-44FP F+P zP2-d2D24x25000 x0.广+2X 105X0.12-0.072O.l2=32.85xl05Pa16MPa故 取 实 验 压 力 Py=L 5P产 49.3 X 105Pao许 用 应 力 I/rk故 活 塞 杆 保 持 稳 定 工 作 的 临 界 值 料=投=4詈 U M X,G K T；=os,x 1 ON人/.、2 1安 全 系 数 F 2500043.5 Hf,=2 4由 计 算 可 知 活 塞 的 纵 向 稳 定 性 足 够。第 五 章5-5试 分 析 液 控 单 向 阀 在 下 述 回 路 中 的 作 用。解：对 于（a）图，当 1DT或 2DT带 电 时，液 压 缸 向 上 运 动 或 向 下 运 动；当 1DT或 2DT断 电 时，三 位 四 通 电 磁 换 向 阀 趋 中 位，液 控 单 向 阀 将 液 压 缸 回 油 路 切 断，使 液 压 缸 定 在 某 一 位 置 上,防 止 重 物 下 落。对 于（b）图，当 二 位 三 通 电 磁 阀 带 电 时，液 控 单 向 阀 打 开，液 压 缸 快 进，当 二 位 三 通 电 磁 阀 断 电 时，液 控 单 向 阀 关 闭，液 压 缸 由 调 速 阀 调 速（出 口 节 流 调 速），实 现 工 进。故 此 处 液 控 单 向 阀 是 实 现 速 度 转 换。习 题 5-5图 5-9 如 图 8所 示,随 着 负 载 压 力 的 增 加,2个 不 同 调 定 压 力 的 减 压 阀 串 联 后 的 出 口 压 力 决 定 于 哪 个 减 压 阀？为 什 么?另 一 个 阀 处 什 么 状 态?又，2 个 不 同 调 定 压 力 的 减 压 阀 并 联 后 的 出 口 压 力 决 定 于 哪 个 减 压 阀?为 什 么;另 一 个 阀 处 什 么 状 态？图 8解：图 8 为 两 不 同 调 定 压 力 的 减 压 阀 串 联 图（a）、并 联 图（b）的 回 路 图。串 联 时，出 口（C 点）压 力 决 定 于 调 定 压 力 较 低 者：当 阀 2调 定 压 力 较 低 时，随 着 负 载 压 力 的 增 加，其 导 阀 先 被 负 载 压 力 顶 开，阀 2 首 先 动 作，把 出 口 C 点 压 力 定 在 阀 2 的 调 定 值.2 上。之 后，随 着 流 量 的 不 断 输 入，阀 2 入 口、即 阀 1 出 口 油 压 升 高，阀 1动 作，使 阀 1出 口、即 B 点 压 力 定 为 阀 1的 调 定 值 对 出 口（C 点）压 力 无 影 响。当 阀 1调 定 压 力 较 低 时，随 着 负 压 力 的 增 加，阀 1先 导 阀 首 先 被 负 载 压 力 顶 开，阀 1起 作 用，使 出 口 压 力 为 阀 1的 调 定 值 P”，而 阀 2 则 因 出 口 压 力 不 会 再 升 高，使 其 阀 口 仍 处 全 开 状 态，相 当 一 个 通 道，不 起 减 压 作 用。并 联 时，出 口（点 B、C）的 压 力 决 定 于 调 定 压 力 较 高 者（设 p n pji）：当 负 载 压 力 队 增 加 并 首 先 达 到 阀 1 的 调 定 值 PJ I时，阀 1导 阀 打 开，其 减 压 阀 口 关 小，出 口 压 力 此 瞬 时 由 阀 1调 定 为 因 阀 2 的 阀 口 仍 全 开，而 泵 的 供 油 量 又 不 断 输 入，故 使 负 载 油 压 继 续 增 加，阀 1、2 的 出 口（点 B、C）的 油 压 也 等 值 同 时 增 加，故 阀 1定 压 失 效（定 不 住 压）。此 时 因 出 口 压 力 的 增 加，使 阀 1导 阀 开 度 加 大，减 压 阀 口 进 一 步 关 小。当 负 载 压 力 增 加 到 阀 2 的 调 定 值 乃 2时（此 时 阀 1的 减 压 阀 口 是 否 关 闭，取 决 于 0 2 值 与 使 阀 1 减 压 阀 口 关 闭 的 压 力 Pg大 小 的 关 系：.户 外 时，阀 1 阀 口 己 关 闭；PmWPg时，阀 1 阀 口 尚 未 关 闭），阀 2 动 作，关 小 其 减 压 阀 口，使 出 口 油 压 定 在 较 高 的 口 2值 上，不 再 升 高。此 时 阀 1 的 入 口、出 口 油 压 与 阀 2 相 同，其 导 阀 开 度 和 导 阀 调 压 弹 簧 压 缩 量 都 较 原 调 定 值 加 大，减 压 阀 口 可 能 关 闭 或 关 小（关 闭 时，阀 1 导 阀 的 泄 漏 量 来 自 阀 2；关 小 时 则 来 自 阀 1 本 身 和 阀 2）。5-10 E 13所 示 回 路 最 多 能 实 现 几 级 调 压?各 溢 流 阀 的 调 定 压 力 Q i、加、州 3之 间 的 大 小 关 系 如 何？解：3级，而 且 小 刁 外（其 原 理 见 下 图）在 两 二 位 二 通 电 磁 阀 都 导 通 时，阀 匕、“与 阀 升 的 导 阀 呈 并 联 形 式（三 阀 几 乎 同 时 进 油），即 三 者 相 当 于 共 用 一 个 主 阀 体 一 一 X的 主 阀 体。因 此，哪 个 阀 的 调 压 低，哪 个 阀 先 导 通（其 余 的 不 再 导 通），泵 的 出 口 压 力 便 由 哪 个 阀 决 定。图 中 当 两 电 磁 阀 都 关 闭 时，泵 的 出 口 压 力 3=；当 靠 近 泵 的 第 一 个 电 磁 阀 导 通 而 远 离 泵 的 第 二 个 电 磁 阀 关 闭 时，阀 与 与 阀 与 的 导 阀 并 联，丫 的 调 定 压 力 较 1氐，故 区 导 通，泵 的 出 口 仄 力 由 丫 2调 字，P L=/r 2目 Pr2V pn；当 两 电 磁 阀 都 导 通 时,，阀 热、耳 和 型 导 阀 呈 并 联，Y 9的 调 定 压 力 最 低，故 X导 通，泵 的 出 口 压 力 由 丫 必 定，Pp=加，且 Pl3 P Y2 P Y3 O图 135-1 1图 示 两 个 回 路 中 各 溢 流 阀 的 调 定 压 力 分 别 为 pn=3M Pa,p 2=2MPa,Py3=4 M P a问 在 外 载 无 穷 大 时，泵 的 出 口 压 力 p,各 为 多 少？解：（a）图 中，三 个 溢 流 阀 并 联。当 负 载 趋 于 无 穷 大 时，p”必 须 工 作，而 p”的 溢 流 压 力 取 决 于 远 程 调 压 阀 pY2,所 以 p。=%2=2MPa.（b）图 中，三 个 溢 流 阀 串 联。当 负 载 趋 于 无 穷 大 时，则 三 个 溢 流 阀 都 必 须 工 作，则 Pp=P”+P Y2+&3=3+2+4=9MPa.(a)(b)5-12 一 夹 紧 回 路，如 图 15所 示，若 溢 流 阀 的 调 定 压 力 为 户 巧=5 M P a,减 压 阀 的 调 定 压 力 为 p尸 2.5MPa,试 分 析 活 塞 快 速 运 动 时，A、B 两 点 的 压 力 各 为 多 少?减 压 阀 阀 芯 处 于 什 么 状 态?工 件 夹 紧 后，A、B 两 点 的 压 力 各 为 多 少?减 压 阀 的 阀 芯 又 处 于 什 么 状 态?此 时 减 压 阀 阀 口 有 无 流 量 通 过?为 什 么？解：当 回 路 中 的 二 位 二 通 电 磁 搁 处 于 图 示 状 态 时，在 活 塞 运 动 期 间，由 于 活 塞 为 空 载 运 动，并 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，A 点 压 力 也 为 零（不 考 虑 油 液 流 过 减 压 阀 的 压 力 损 失）。这 时 减 压 阀 中 的 先 导 阀 关 闭，主 阀 芯 处 于 开 口 最 大 位 置。当 活 塞 停 止 运 动 后 B 点 压 力 升 高，一 直 升 到 减 压 阀 的 调 整 压 力 2.5 M P a,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（由 于 活 塞 停 止 运 动）全 部 从 溢 流 阀 溢 回 油 箱，A 点 的 压 力 为 溢 流 阀 的 调 定 压 力 5MPa.第 七 章 入 3 图 3（a）和（b）所 示 回 路 景 多 能 实 现 几 级 调 压？阀 1、2、3 的 调 整 压 力 之 间 应 是 怎 样 的 关 系？图（a）和（b）有 何 差 别？解：当 图（a卜（b）中 的 三 位 四 通 电 磁 脚 处 中 位 时，泵 的 出 口 压 力、即 系 统 压 力 由 溢 流 阀 1调 定；当（a）、（b）生 中 的】Y A带 电 时，泵 的 出 口 压 力 由 御 3 调 定；2YA带 电 时，泵 的 出 口 压 力 由 阀 2 调 定.故（a卜（b）两 回 路 都 能 调 出 三 级 压 力 来。但 是，在 两 回 路 中，1YA带 电 时，脚 3 与 阀 1呈 并 联；2YA带 电 时，阀 2 与 脚 1呈 并 联。因 此 阀 2、御 3 的 调 定 压 力 中，初 必 须 分 别 都 小 于 脚 1 的 璃 定 压 力,S、时，才 能 实 现上 述 三 级 调 压。两 回 路 的 区 别.(a)图 所 示 回 路 中 的 溢 流 脾 1、2、3 相 互 独 立，每 个 脚 的 额 定 流 量 都 较 大，都 等 于 泵 的 额 定 流 量，且 阀 1是 直 动 式 还 是 先 导 式 溢 流 沟 均 可；(b)图 所 示 之 回 路，阀 1 的 流 量 较 大，为 泵 的 额 定 流 量，且 必 须 是 先 导 式 溢 流 阀。而 僧 2、3 的 流 量 较 小，为 脾 1 导 阀 的 过 流 量，但 其 值 必 须 大 于 3L/min(渣 流 阀 的 最 小 稔 定 流 量)，即(b)ffl阀 2、3 的 流 量 规 格 小 于(a)图.7弋 如 图 8 所 示，液 压 缸 有 效 工 作 面 积 4=50cm负 载 阻 力 F L=5 0 0 0 N,减 压 阀 的 调 定 压 力 pj分 别 为 5MPa、2MPa、或 2.5MPa,溢 流 阀 的 倜 定 压 力 分 别 为 3MPa或 L5MPa,试 分 析 该 活 塞 的 运 动 情 况。解：设 液 压 缸 无 杆 腔 油 压 力(亦 即 节 流 阀 出 口 压 力)为 即 Pi=FL=-5-0-0-0-Nb=1,八 0 x 1i0n SPa4 50X10-4 m2(1)溢 流 阀 倜 定 压 力 内=3 M P a 时 p)=5xlO Ra因 PJpi 克 服 负 载 人，活 塞 运 动,v0,且 速 度 v的 大 小 与 节 流 阀 两 端 压 差 pj-pi=10 xl0,Ra相 对 应。pj=25xlOPa此 时 情 况 与 基 本 相 同，即 活 塞 运 动；速 度 v 的 大 小 与 节 流 阀 两 端 压 差(25xlOPa-lOxio，Pa=15xlO Pa)相 对 应，所 不 同 的 是 此 时 减 压 阀 进 出 口 压 力 差 为 Apj=pr-pi=30 x 10JRa-25*10sPa=5X,故 减 压 阀 出 口 压 力 不 稳(减 压 阀 稳 定 工 作 的 条 件 是 进 出 口 压 差 应 大 于 5xlOsP a 以 上)，因 而 节 流 阀 两 端 压 差 也 随 之 不 稳，致 使 活 塞 运 动 的 速 度 不 平 稳。(2)溢 流 阀 调 定 压 力 py=1.5MPa时(Xpj=5xlOsP&因 PJ P I 减 压 阀 不 工 作，阀 口 常 开，不 起 减 压 作 用，此 时 节 流 阀 入 口 压 力 为 内=15、10 包,其 两 端 压 差 为 小-pi=(15-10)xio5Pa=5xlOsPa,活 塞 运 动，v0,速 度 v 的 大 小 与 压 差 相 对 应。pj=25xl0 出 此 时 的 情 况 与 一 pj=2OxioJPa完 全 相 同.7-9 如 图 9 所 示，溢 流 阀 和 两 减 压 阀 的 调 定 压 力 分 别 为：py=4.5MPa,pj|=3.5MPa,pn=2MPa；负 载 FL=1200N；活 塞 有 效 工 作 面 积 4=15cn?：减 压 阀 全 开 口 时 的 局 部 损 失 及 管 路 损 失 略 去 不 计.（1）试 确 定 活 塞 在 运 动 中 和 到 达 终 点 时 a、b 和 c 点 处 的 压 力.（2）当 负 载 加 大 到 F L=4200N,这 些 压 力 有 何 变 化？解：（1）FL=1 2 0 0 N时 液 压 缸 运 动 时，液 压 缸 的 工 作 压 力 为 F.1200 ND.=-4 1 5 x 1 0 1 m?=8 x l0，Pa因 PiVpj2=20 xl0 Pa,pipji=35xlO Pa,故 两 减 压 阀 均 不 工 作，其 阀 口 常 开，相 当 于 通 道。又 因 团 打=45xl0Pa,溢 流 阀 关 闭，亦 处 于 非 工 作 状 态。故 此 时 a、b、c 三 点 压 力 相 等，且 都 等 于 液 压 缸 工 作 压 力，即 Pc=Pb=Pa=Pl=x li p a 液 压 缸 到 终 点 后，此 时 液 压 缸 负 载 相 当 于 无 穷 大，进 油 腔 油 压 力 迅 速 上 升，当 上 升 到 第 二 个 减 压 阀 的 调 定 压 力 时，第 二 个 减 压 阀 工 作（其 阀 芯 抬 起、定 压），使 其 出 口 即 C 点 压 力 定 为 其 调 定 值，即 Pc=PJ2=20 xl0 Pa：因 液 压 缸 已 不 动，而 液 压 泵 还 在 不 断 输 出 油 液，故 第 二 个 减 压 阀 入 口，即 第 一 个 减 压 阀 出 口 油 压 很 快 憋 高，并 在 达 到 第 一 个 减 压 阀 的 调 定 压 力 时，第 一 个 减 压 阀 工 作，从 而 使 其 出 口、即 b 点 油 压 定 为 第 一 个 减 压 阀 的 调 定 值：=1=35x103,同 理，泵 的 出 口、即 a 点 油 压 也 很 快 憋 高，并 在 达 到 溢 流 阀 的 调 定 压 力 时，溢 流 阀 开 启、溢 流、定 压，使 a 点 压 力 为 溢 流 阀 的 调 定 值 即 pa=PY=45xl0Spa.（2）若 F L=4200N 时 若 使 液 压 缸 运 动，其 工 作 压 力 日 为=4 2 0 0 N=2 8 X105%15x10 m2即 要 使 液 压 缸 运 动，其 进 油 腔（无 杆 腔）的 油 压 必 须 达 到 28xiospa。但 在 液 压 泵 经 两 减 压 阀 输 入 到 液 压 缸 油 液 压 力 憋 高 到 第 二 个 减 压 阀 的 调 定 压 力 pj2=20 xi0，Pa时，第 二 个 减 压 阀 工 作，使 其 出 口、即 c 点 的 压 力 定 在 pc=pj2=20 xi0，Pa上，不 再 升 高，因 而 也 就 推 不 动 负 载，负 载 相 当 于 无 穷 大。但 因 泵 的 流 量 仍 在 输 出，而 第 二 个 减 压 阀 出 口 输 出 流 量 又 为 零（只 有 远 小 于 泵 输 出 流 量 的 导 阀 泄 漏 量），故 第 二 个 减 压 阀 入 口，亦 即 第 一 个 减 压 阀 出 口 油 压 很 快 憋 高，当 憋 高 到 第 一 个 减 压 阀 的 调 定 压 力 时，第 一 个 减 压 阀 工 作，使 其 出 口、即 b 点 压 力 定 在 该 阀 的 调 定 值 上：A=PJi=35xlOiPa.同 理，泵 的 出 口、即 a 点 压 力 也 很 快 憋 高.并 在 达 到 溢 流 阀 的 调 定 压 力 时，溢 流 阀 开 启，溢 流、定 压，使 a 点 压 力 为 pa=py=45xl03pa.7-11在 图 示 回 路 中，已 知 液 压 缸 径 D=100m m,活 塞 杆 直 径 d=70m m,负 载 a=25000N。为 使 节 流 阀 前 后 压 差 A P r为 3 x l（）5 p a,溢 流 阀 的 调 定 压 力 应 为 多 少？若 溢 流 阀 的 调 定 压 力 不 变，当 负 载 降 为 h=15000N时，节 流 阀 前 后 压 差&=?若 节 流 阀 开 口 面 积 为 0.05,苏，允 许 活 塞 的 最 大 前 冲 速 度 为 5cm/s,活 塞 能 承 受 的 最 大 负 载 切 削 力 是 多 少？当 节 流 阀 的 最 小 稳 定 流 量 为 50cm3/min时，该 回 路 的 最 低 稳 定 速 度 为 多 少？若 将 节 流 阀 改 装 在 进 油 路 上，在 液 压 缸 有 秆 腔 接 油 箱 时，活 塞 的 最 低 稳 定 速 度 是 多 少？与 的 最 低 稳 定 速 度 相 比 较 说 明 什 么 问 题？解：（1）如 图 所 示，列 出 液 压 缸 受 力 平 衡 方 程 式 为:P1A=P 24+&又 由 题 意 可 知:Pi=PY=PpP2=N TA.=-D2=0.785x10-2/1 4A,=-(D2-J2)=O.4xlO-2m24F,=25000N化 为 液 压 缸 无 杆 腔 工 作 压 力。P2为 液 压 缸 有 杆 腔（节 流 阀 入 口）压 力。Py为 溢 流 阀 调 定 压 力。卸 7为 节 流 阀 压 差。P。为 泵 出 口 压 力。4 为 液 压 缸 无 杆 腔 有 效 工 作 面 积。A2为 液 压 缸 有 杆 腔 有 效 工 作 面 积。此 为 负 载。故 所 求 溢 流 阀 调 定 压 力 为:“2&+FLPY PI=丁 3xlO5xO.4xlQ-2+250000.785x10-2=33.4x10”(2)由 液 压 缸 受 力 平 衡 方 程 得：pAi=p2A2+FL、p A FL PYA.-F,33.4xl05x0.785xl0-2-15000 n=p,=-1-!工=!L=-=28xl05 PaA2 A2 0.4X 10-2（3）活 塞 最 大 前 冲 速 度 vmax5 cm/s 所 对 应 的 节 流 阀 最 大 过 流 量 QT为Qr=小 42=5x10-2x0.4x10-2=2x10m3/5由 小 孔 流 量 公 式 乌=。4 7 样=QA,秒 得 出 节 流 阀 入 口，即 液 压 缸 有 杆 腔 压 力 为：_/QT 2 Pp22=(-C-)-dAT 2式 中 流 量 系 数=0.62节 流 阀 开 口 面 积 A7=0.05t7?2液 体 密 度 p=900依/广 由 此 求 得 压 力 P2为,2X10-4、2 900,。力 s5 np2(-T)x-18.73x 10 Pa0.62 x 0.05 xlO-4 2此 力 作 用 于 有 杆 腔 有 效 工 作 面 积 A2上，故 所 能 承 受 最 大 负 切 削 力 为 FL=p2A2=18.73X 105X 0.4X 10-2=7492N（4）节 流 阀 最 小 稳 定 流 量 四 小=5053/111巾 时，回 路 的 最 低 稳 定 速 度 为:O 50 x 10-6匕=-;771/5=2.083x10-4m/.v=125x10-4 ml minA2 0.4X 10-2X 60（5）将 节 流 阀 改 装 在 进 油 路 上，在 液 压 缸 有 杆 腔 接 油 箱 时，活 塞 的 最 低 稳 定 速 度 为:%inQT min丁 50X1Q-60.785 xl0-2x 60=1.062 x 10-4 w/5=63.7 x 10-4 m/min与 前 最 低 稳 定 速 度 h m相 比，说 明 对 于 相 同 的 节 流 阀 开 口 量，进 口 节 流 调 速 能 比 出 口 节 流 调 速 得 到 更 低 的 稳 定 速 度，这 是 因 为 进 口 调 速 的 液 压 缸 有 效 工 作 面 积 较 大。7-1 3 如 图 12所 示 一 液 压 回 路，已 知 液 压 缸 无 杆 腔 有 效 工 作 面 积 4i=100cm,液 压 泵 流 量 gp=63L/min,溢 流 阀 照 定 压 力 内=50 xl（/Pa。试 分 别 就 负 载 尺=54000N时（不 计 任 何 损 失）求：1）液 压 缸 工 作 压 力；2）活 塞 运 动 速 度 和 溢 流 阀 溢 流 量.图 12解（1）氏=0 时 液 压 缸 工 作 压 力 Pi为 Pi=今 活 客 速 度 V和 溢 流 阀 溢 流 量 犯 此 时 Pi=O*W=50 xl（）4p&,溢 流 阀 关 闭，g=0；泵 的 全 部 流 量 进 入 液 压 缸 无 杆 腔，故 活 塞 速 度 为 qP 63x10-3/60.,_.v=-m/s=0p,=50 x10,Pa,故 在 p达 到（上 升 到）50乂/电 时，溢 流 阀 便 开 启、溢 流、定 压，使 p不 再 升 高（达 不 到 54xi（）spa）,因 此 液 压 缸 工 作 压 力 为 1=50 x103 速 度 V及 流 量 把 因 此 时 Pimoxi/Pavsdxio5%（克 服 氏=54000N所 需 的 压 力），所 以 液 压 缸 不 动，其 活 客 速 度 为 零，v=0液 压 泵 的 全 部 流 量 经 溢 流 阀 流 会 油 箱 即 的=办=63L/min7-14由 变 量 泵 和 定 量 马 达 组 成 的 调 速 回 路，变 量 泵 排 量 可 在 050cn?/r的 范 围 内 改 变。泵 转 速 为 1000r/m in,马 达 排 量 心=50加 安 全 阀 调 定 压 力 为*施 孙。在 理 想 情 况 下，容 泵 和 马 达 积 效 率 都 是 100%。求 此 调 速 回 路 中:(1)液 压 马 达 最 低 和 最 高 转 速;(2)液 压 马 达 的 最 大 输 出 转 矩;(3)液 压 马 达 的 最 高 输 出 功 率。解：(1)因 泵 和 液 压 马 达 的 效 率 都 是 1 0 0%,故 有 液 压 马 达 最 低 转 速 为:q M q M p q p minq M同 理 有 液 压 马 达 最 高 转 速 为:(2)液 压 马 达 的 最 大 输 出 转 矩 为:(3)液 压 马 达 最 高 输 出 功 率 为：p=P M 祠(MP&)。必,由(酎/min)=P y(MPa 股(L/m in)=Py 0,皿 0，Wmax _ 60 60-60-10 x 1000 x50 xlO-3 0-=8,3kw607-15在 题 7-14中，在 压 力 为 100 x105pa时，泵 和 液 压 马 达 的 机 械 效 率 都 是 0.85.泵 和 马 达 的 泄 漏 量 随 工 作 压 力 的 提 高 而 线 性 增 加，在 压 力 为 100 x1()5Pa时，泄 流 量 均 为 iL/min。当 工 作 压 力 为 100 x1()5Pa时，重 新 完 成 7 4 4 中 各 项 要 求，并 计 算 回 路 在 最 高 和 最 低 转 速 下 的 总 效 率。解：(1)液 压 马 达 最 低 转 速 为:_ QtMmin _ Q M mil刀 VM _ Q pm in VM _ M pm n Vp VM _ 义 1 1M min UC1MC1M 4M_%m a x V V M“max-%50X77v zp 为 MQM由 题 意：v p=v M=1匕 p50 Q%,max=%7M VM,A。为 泄 漏 量 IL/min,故 有