《液压与气压传动》姜继海第1-7章课后习题答案(全)

ABC段因较长(L=3 m),计算时需考虑其沿程损失,其它损失及由速度、高度变化形成的影响皆可忽略。试求:(1)快进时(差动连接)液压缸的速度?和压力表读数;(2)工进时如果压力表读数为8 MPa,此时回路承受载荷能力有多大(因流量很小,可不计损失)?液控顺序阀的调定压力宜选多大? 解:(1)快进时液压缸的速度和压力表读数 活塞腔的流量:q?q1?q2??A2??A1,

q1?q2(16?4)?10?3 差动快进时液压缸的速度:?? = ??4A1?A2(100?60)?10?600.083 m/s

?d0.083?1.8?10?2 雷诺数:Re??? = 75 ? Recr,所以是层流。 20?10?675L900??2753900?0.0832 层流流动:?pL? ?????Red2750.0182 = 516.7 Pa = 0.00516×105Pa

5p1A1?F?(p1??p??pL)A2?F?(2.5?0.00516)?10A2?p1A2

F?2.505?105?A21000?2.505?105?60?10?45 ??4 p1? = 6.310Pa ×A1?A2(100?60)?10 pr?p1= 6.3×105 Pa (2)pr?p1= 80×105 Pa

工进时若不计损失:p1A1 = F + p2A2 = F

F = 80×105×100×10–4 = 80000 N

液控顺序阀的调定压力宜选略大于6.3×105Pa。 7.30 如图7.64所示的调速回路,液压泵的排量Vp?105

mL/r,转速np?1000

r/min,容积效率?Vp?0.95,溢流阀调定压力py?7MPa,液压马达排量

VM?160mL/r,容积效率?VM?0.95,机械效率?mM?0.8,负载转矩

2,其流量系T?16Nm。节流阀最大开度ATmax?0.2cm(可视为薄壁孔口)

数Cq?0.62,油液密度??900kg/m3。不计其它损失。试求:(1)通过节流阀的流量和液压马达的最大转速nMmax、输出功率P和回路效率错误!未找到引用源。,并请解释为何效率很低?(2)如果将py提高到8.5MPa时,?Mmax将为多大?

解:(1)由公式T?pVM?Mm得液压马达入口压力为: 2?p?2?TVM?Mm?2??165

7.8510Pa ×??6160?10?0.8qp?Vpn?pV2105?10?6?1000?0.95 = 1.75×10-3 m3/s ?60 通过节流阀的流量:

qr?CqArmax2??p?0.62?0.2?10?42?(7?0.785)?106 900 =14.57×10–4 m3/s 液压马达的最大转速:

nMqT14.57?10?4??MV??0.95= 8.65 r/s ?6VMT160?10 输出功率:

P?2?nMT?2??8.65?16 = 869.6 W

回路效率:??P869.6 = 0.071 ??35qppr1.75?10?70?10 回路效率低的原因是进油调速回路有两部分功率损失(溢流损失和节流损失)。 (2)通过节流阀的流量:

qr?CqArmax2?p?0.62?0.2?10?42(8.5?0.785)?106 900? = 16.24×10–4 m3/s = 97.42 L/min 液压马达的最大转速:nMqr16.24?10?4??MV??0.95= 9.64 r/s VM160?10?6 输出功率:P?2?nMT?2??9.64?16 = 969 W 回路效率:??P969?60 = 0.065 ?qppr105?10?6?1000?8.5?1067.31 试说明图7.65所示容积调速回路中单向阀A和B的功用。在液压缸正反向移

动时,为了向系统提供过载保护,安全阀应如何接?试作图表示。 答:这是个闭式容积调速回路。

单向阀A用于防止液压泵输出给活塞杆腔的油回油箱;当液压泵输出给活塞腔油时,又能给液压泵吸油侧补油,保证液压泵的供油。

液控单向阀B用于当液压泵输出给活塞杆腔油时,压力油能打开B阀,让液压泵吸油侧多余油回油箱;当马达输出给活塞腔油时,B阀关闭,防止液压泵输出给活塞腔的油回油箱。

在液压缸正反向移动时,为了向系统提供过载保护,安全阀应如图示连接。见图表示。

7.32 如图7.66所示的液压回路,限压式变量叶片泵调定后的流量压力特性曲线

如图所示,调速阀的调定流量为2.5 L/min,液压缸两腔的有效面积

A1?2A2?50

cm2,不计管路损失,试求: (1)液压缸的大腔压力p1;(2)

当负载F = 0 N和F = 9 000 N时的小腔压力p2;(3)设液压泵的总效率为0.75,当F = 9 000 N时,求液压系统的总效率。

解:(1)液压缸的大腔压力

流量方程:A??q1,A2??qr=2.5 L/min,?2?1A1= 5 L/min A22.5=0.0167 m/s。 A2q1?A1??2.5? 根据限压式变量叶片泵调定后的流量压力特性曲线查得,p1=2.2 MPa (2)当负载F = 0 和F = 9 000 N时的小腔压力

p1A1?F?p2A2,

F = 0,

p2?p1A1?FAA?p11?2.2?1?4.4MPa A2A2A2p1A1?F2.2?106?50?10?4?9000 F = 9000 N,p2??()? 0.8 MPa ?4A225?10 (3)液压泵的总效率为0.75,液压系统的总效率?为:

???Fp1q1??0.0167?9000?0.75= 0.615 6?52.2?10?8.33?10?10

7.33 如图7.67示的液压回路中,如果液压泵的输出流量qpL/min,溢流阀

的调整压力py?2 MPa,两个薄壁孔型节流阀的流量系数都是Cd?0.67,开口面积AT1?0.02 cm2,AT2?0.01 cm2,油液密度??900 kg/m3,试求在不考虑溢流阀的调压偏差时:(1)液压缸大腔的最高工作压力;(2)溢流阀可能出现的最大溢流量。

解:(1)液压缸大腔在最高工作压力时,(既大腔的液压油经过AT2流回油箱,

而没有进入大腔。即:q1?q2)液压缸大腔最高工作压力为?p2。 q1?q2

CdAr12?p1=CdAr22?p2 ?? 其中,4?p1??p2

4(pr??p2)??p2,?p2? q2?CdAr224pr=1.6 MPa 5??p2 ?0.67?0.01?10?42?1.6?106900 = 4?10-5 m3/s = 2.4 L/min (2)溢流阀可能出现的最大溢流量

qr=10 – 2.4 = 7.6 L/min

7.34 请列表说明图7.68示压力继电器式顺序动作回路是怎样实现1错误!未找到

引用源。2错误!未找到引用源。3错误!未找到引用源。4顺序动作的?在元件数目不增加的情况下,排列位置容许变更的条件下如何实现1错误!未找到引用源。2错误!未找到引用源。4错误!未找到引用源。3的顺序动作,画出变动顺序后的液压回路图。 解:压力继电器式顺序动作如表所示。 1 动作 2 动作 3 动作 4 动作 5 停止 1PD + 2PD + 1XK + 2XK + 1YA + 2YA + 3YA + 4YA + 在元件数目不增加的情况下,2SQ不需做太大的变更,只需将信号变更便可:信号变更,发给2YA,4便可动作;将1SQ信号变更,发给4YA,3便可动作。便可实现1动作-2动作-4动作-3动作。

7.35 如图7.69所示的液压回路,它能否实现“夹紧缸I先夹紧工件,然后进给缸

II再移动”的要求(夹紧缸I的速度必须能调节)?为什么?应该怎么办? 答:如图7.69所示的液压回路,它不能实现“夹紧缸I先夹紧工件,然后进给缸II再移动”的要求。因为当夹紧缸I的速度很小时,也即节流阀开口度很小,压降很大,大于进给缸II的顺序阀的调定压力,这时进给缸II可先动作。应将节流阀移至单向阀与泵之间,溢流阀前的位置。

7.36 如图7.70所示的液压回路可以实现“快进错误!未找到引用源。工进错误!

未找到引用源。快退”动作的回路(活塞右行为“进”,左行为“退”),如果设置压力继电器的目的是为了控制活塞的换向,试问:图中有哪些错误?为什么是错误的?应该如何改正? 答:图中有两处错误:

1)单向阀接反了。若按图示,在工进时油直接通过单向阀进入液压缸,无法实现节流调速,将其接正便可。

2)压力继电器安装位置不妥,压力变化不明显,当活塞工进到终端后压力上升,该处反映工进时压力变化慢,不能及时发信号给换向阀换向使液压缸快退。将其安装在调速阀的出口处为好。

3)工进时,本应该是进口节流回油加背压使其工作平稳,所以背压阀应接在换向阀中位的回油上,不应接在图中的位置。

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