西南交大第三學(xué)期液壓傳動(dòng)及控制主觀題作業(yè)

1、液壓傳動(dòng)及控制主觀題作業(yè)三、主觀題(共3道小題) 23. 圖示三種形式的液壓缸，活塞和活塞桿直徑分別為D和d，如進(jìn)入液壓缸的流量均為Q，工作壓力均為p，試分析各液壓缸輸出的力和速度的大小及方向。（忽略液壓缸泄漏及摩擦損失）。 答：a) b) c) 24. 如圖所示為定量泵和定量馬達(dá)系統(tǒng)，已知泵的輸出壓力pp10 MPa，排量Vp10 mL/r，轉(zhuǎn)速np1450r/min，容積效率vp0.9，機(jī)械效率mp0.9；馬達(dá)排量Vm10 mL/r，容積效率vm0.9，機(jī)械效率mm0.9，泵出口與馬達(dá)進(jìn)口間管道壓力損失為0.5MPa，其它損失不計(jì)，試求： 1）液壓泵的驅(qū)動(dòng)功率Pip；2）液壓泵的輸出功率P

2、op；3）液壓馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)速nom、轉(zhuǎn)矩Tom和輸出功率Pom答：1）2）3）25. 圖示為兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同且串聯(lián)著的液壓缸。設(shè)液壓缸無(wú)桿腔面積A1100 cm 2，有桿腔面積A280 cm2，缸1輸入壓力p19106 Pa，輸入流量Q112 L/min，若不計(jì)損失和泄漏，求：1）兩缸承受相同負(fù)載時(shí)（F1F2），該負(fù)載的數(shù)值及兩缸的運(yùn)動(dòng)速度各為多少?2）缸2的輸入壓力是缸1的一半時(shí)（p20.5 p1)，兩缸各能承受多少負(fù)載?3）缸1不承受負(fù)載時(shí)（F10），缸2能承受多少負(fù)載? 答：1）當(dāng)兩缸承受相同負(fù)載時(shí)（即F1 = F2），有：p1 A1- p2 A2= p2 A1= F1將數(shù)據(jù)代入上式，可求得

3、p2 = 5106（Pa），F(xiàn)1 = 50000（N）因此兩缸承受的相同負(fù)載為 50000 N。缸1的運(yùn)動(dòng)速度v1= Q1/A1 = 1210-360(10010-4) = 0.02（m/s）缸2的運(yùn)動(dòng)速度v2= v1A2/A1 = 0.028010 -4(10010 -4) = 0.016（m/s）2）缸2的輸入壓力是缸1的一半時(shí)（p2= 0.5 p1）：缸1承受的負(fù)載為：F1 = p1 A1- p2 A2= 910 610010-4 - 4.51068010-4= 54000（N）缸2承受的負(fù)載：F2= p2 A1 = 4.510 610010-4= 45000（N）3）缸1不承受負(fù)載（F

4、1=0），則有：p1 A1- p2 A2= 0解得：p2 = 1.125107（Pa）此時(shí)缸2能承受的負(fù)載為：F2= p2 A1 = 1.12510 610010-4=112500（N）三、主觀題(共4道小題) 22. 圖示回路中，溢流閥的調(diào)定壓力為5 MPa，減壓閥調(diào)定壓力為3 MPa，活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的負(fù)載壓力為1MPa，其它損失不計(jì)，試分析：1）活塞在運(yùn)動(dòng)中和碰上死擋鐵后A、B處的壓力值；2）如果減壓閥的外泄漏油口被堵死，當(dāng)活塞碰上死擋鐵后A、B處的壓力值。 答：1） 運(yùn)動(dòng)中：pA = pB = p負(fù)載= 5 MPa；碰上死擋鐵：pA = p溢流閥= 5 MPa； pB = p減壓閥= 3

5、 MPa。2）pA = pB = 5 MPa。23. 如圖所示液壓系統(tǒng)，已知兩液壓缸大腔的有效面積為AlA210010-4 m2，缸I的負(fù)載Fl 3. 5104 N，缸II運(yùn)動(dòng)時(shí)的負(fù)載為零，溢流閥、順序閥和減壓閥的調(diào)整壓力分別為4MPa、3MPa、2MPa。不計(jì)摩擦阻力、慣性力和管路損失，分析下列三種情況下A、B和C點(diǎn)的壓力：1）液壓泵啟動(dòng)后，兩換向閥處于中位；2）1YA通電，液壓缸I活塞移動(dòng)時(shí)及活塞運(yùn)動(dòng)到終點(diǎn)時(shí)；3）1YA斷電，2YA通電，液壓缸II活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)及活塞桿碰到固定擋鐵時(shí)。答：1）液壓泵啟動(dòng)后，兩換向閥處于中位時(shí)：泵輸出的油液全部通過(guò)溢流閥溢流回油箱，此時(shí)有pA= pB= 4 MP

6、a，減壓閥正常減壓，因此pC= 2 MPa。2）1YA通電，液壓缸I活塞移動(dòng)時(shí)：缸I大腔的壓力順序閥的出口壓力大于其調(diào)整壓力，因此閥口全開(kāi)，故pA=pB=p=3.5 MPa。減壓閥正常減壓，pC= 2 MPa?；钊\(yùn)動(dòng)終點(diǎn)時(shí)：溢流閥溢流，pA= pB= 4 MPa，pC= 2 MPa。3）1YA斷電，2YA通電，液壓缸II活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)：由于負(fù)載為零，因此pA= pB= pC= 0?；钊麠U碰到固定擋鐵時(shí)：溢流閥溢流，pA= pB= 4 MPa，pC= 2 MPa。24. 圖示液壓系統(tǒng)中，已知Pa，Pa，閥1、2、3的調(diào)定壓力分別為4MPa、3MPa和2MPa。初始狀態(tài)液壓缸活塞均處于左端死點(diǎn)，負(fù)載

7、在活塞運(yùn)動(dòng)中出現(xiàn)。不計(jì)各種損失，試問(wèn)：1）兩液壓缸是同時(shí)動(dòng)作還是先后動(dòng)作？為什么？ 2）在液壓缸1運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，pp、pA、pB為多少？ 3）缸2運(yùn)動(dòng)過(guò)程中及到達(dá)右端死點(diǎn)后pp、pA、pB各為多少？ 答：1）兩液壓缸的動(dòng)作有先后順序。由于缸1運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的負(fù)載壓力為1.5MPa，小于順序閥2的調(diào)整壓力3MPa，因此缸1先動(dòng)，缸1運(yùn)動(dòng)到頭后缸2才開(kāi)始動(dòng)作。2）液壓缸1運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，pppA1.5MPa，pB0。3）在缸2運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，pp3MPa，pA2MPa，pB1MPa；當(dāng)缸2到達(dá)右端死點(diǎn)后，pp4MPa，pA2MPa，pB4MPa。25. 如圖所示，設(shè)液壓缸無(wú)桿腔面積A=50 cm2，負(fù)載力F =

8、7.5103 N，液壓缸效率為100。液壓泵出口壓力由溢流閥調(diào)定為40105 Pa，液壓泵的輸出流量Qp10 L/min，流經(jīng)節(jié)流閥的流量公式為，已知節(jié)流口的通流面積A0調(diào)節(jié)為0.02 cm2，流量系數(shù)Cd0.62，油液密度900 kg/m3，試求：1）活塞運(yùn)動(dòng)速度v； 2）各閥上的損失功率為多少？ 3）液壓泵總效率為0.80時(shí)，系統(tǒng)的總效率os。（os=系統(tǒng)輸出功率/系統(tǒng)輸入功率）答：1）活塞運(yùn)動(dòng)速度v負(fù)載壓力泵的出口壓力為溢流閥調(diào)定壓力4MPa，因此可求得流過(guò)節(jié)流閥的流量：活塞運(yùn)動(dòng)速度2）各閥上的損失功率溢流閥的溢流量QY = Qp Q=10 5.5 = 4.5(L/min)，壓差pY=4

9、0=4(MPa)，因此，在溢流閥上損耗的能量為流過(guò)節(jié)流閥的流量為Q = 5.5 L/min，節(jié)流口兩端的壓差p= 2.5 MPa,節(jié)流閥上損失的功率為3）液壓泵總效率為0.80時(shí)，系統(tǒng)的總效率os系統(tǒng)輸出功率泵的驅(qū)動(dòng)功率即為系統(tǒng)輸入功率，由液壓泵總效率op0.80可得因此，液壓系統(tǒng)的總效率三、主觀題(共5道小題) 17. 在進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路中，溢流閥正常溢流，如果考慮溢流閥的調(diào)壓偏差，試分析：1）負(fù)載恒定不變時(shí)，將節(jié)流閥口開(kāi)度減小，泵的工作壓力如何變化？2）當(dāng)節(jié)流閥開(kāi)口不變，負(fù)載減小，泵的工作壓力又如何變化？答：設(shè)泵的出口壓力為pp，節(jié)流閥閥口面積為A節(jié)，進(jìn)、出口壓力差p，活塞面積為A缸，負(fù)載

10、壓力pL。1）負(fù)載恒定不變，將節(jié)流閥口開(kāi)度減?。焊壮隹谥蓖ㄓ拖?， 故有pLF/A缸C。節(jié)流閥口開(kāi)度調(diào)小后，若pp不變（即p不變），則流經(jīng)節(jié)流閥的流量Q節(jié)(Q節(jié)A節(jié) )，導(dǎo)致溢流閥的溢流量Q溢，溢流閥閥口開(kāi)度增大，因此泵的工作壓力pp將上升。2）節(jié)流閥開(kāi)口不變，但負(fù)載減?。河蓀LF/A缸可知，F(xiàn)使得 pL。若pp保持不變，由于節(jié)流閥的閥口面積A節(jié)恒定，因此Q節(jié)，導(dǎo)致Q溢，即溢流閥的閥口將關(guān)小，所以泵的工作壓力 pp 會(huì)下降。18. 如圖所示調(diào)壓回路，已知溢流閥A的調(diào)整壓力為7 MPa，B為5 MPa，C為3 MPa。試回答：1）此回路能調(diào)幾級(jí)壓力？ 2）說(shuō)明此回路實(shí)現(xiàn)自動(dòng)多級(jí)調(diào)壓的工作原理。答：

11、1）該調(diào)壓回路能調(diào)三級(jí)壓力。2）回路工作原理如下：當(dāng)1DT斷電時(shí)，二位三通電磁換向閥處于圖示右位，溢流閥A的遠(yuǎn)控口封閉，系統(tǒng)的最高工作壓力為閥A的調(diào)整壓力7MPa。若1DT帶電，二位三通電磁換向閥切換至左位工作。此時(shí)如果2DT斷電，二位四通電磁換向閥處于左位，在控制油液的作用下，二位四通液動(dòng)換向閥也處于左位，使溢流閥A的遠(yuǎn)控口與閥B的進(jìn)油口連通，構(gòu)成遠(yuǎn)程調(diào)壓回路，系統(tǒng)最高工作壓力為閥B的調(diào)整壓力5MPa；如果2DT帶電，二位四通電磁換向閥換到右位，液動(dòng)換向閥也切換到右位，閥A遠(yuǎn)控口與閥C的進(jìn)油口連通，系統(tǒng)最高工作壓力為閥C調(diào)整壓力3MPa。19. 用四個(gè)二位二通電磁換向閥組成的液壓缸控制系統(tǒng)如

12、圖所示，可使液壓缸實(shí)行差動(dòng)快進(jìn)、慢速工進(jìn)、快退和原位停止、泵卸荷循環(huán)。試將電磁鐵動(dòng)作順序填入下表。（通電為“”，斷電為“” ）答：電磁鐵動(dòng)作順序表如下：20. 圖示回路中，泵的排量120 mL/r，轉(zhuǎn)速1000 r/min,容積效率0.95，溢流閥的調(diào)定壓力為7MPa，節(jié)流閥流量公式為A02.710-5 m2，節(jié)流閥的閥口通流面積A02.710-5 m2，流量系數(shù)Cd0.65，油液密度900 kg/m3，馬達(dá)排量160 mL/r，容積效率0.95，機(jī)械效率0.80，負(fù)載扭矩61.2 Nm。求馬達(dá)的轉(zhuǎn)速和從溢流閥流回油箱的流量。答：馬達(dá)輸出扭矩為：，所以泵出口壓力未知，假設(shè)溢流閥溢流，則：，節(jié)流

13、閥流量：而泵的出口流量，故假設(shè)成立，即溢流閥處于溢流狀態(tài)所以馬達(dá)轉(zhuǎn)速：溢流量：21. 圖示系統(tǒng)中，已知變量泵的排量Vp40100 mL/r，轉(zhuǎn)速np1450 r/min，機(jī)械效率和容積效率均為0.9；定量馬達(dá)的排量范圍為Vm100 mL/r，機(jī)械效率和容積效率為0.9，馬達(dá)的負(fù)載扭矩Tm 100 Nm；溢流閥的調(diào)定壓力為10 MPa。不計(jì)管道損失，試求：1）泵的輸出流量Q p；2）馬達(dá)的進(jìn)口壓力pm；3）馬達(dá)轉(zhuǎn)速nm的范圍；4）液壓系統(tǒng)的最大輸入功率Pi 答：1）泵的輸出流量Qp= npVpvp= 145060(40 100)10-60.9=(8.7 21.75)10-4（m3/s）= 52.

14、2 130.5 L/min 2）馬達(dá)的進(jìn)口壓力pm馬達(dá)出口直通油箱，其進(jìn)口壓力即為馬達(dá)的進(jìn)出口壓差，故有3）馬達(dá)的轉(zhuǎn)速范圍系統(tǒng)的工作壓力低于溢流閥的調(diào)定壓力，在不考慮管道損失的情況下，油泵的輸出流量即為馬達(dá)的輸入流量。當(dāng)泵排量的調(diào)至最小時(shí)，輸出流量最小，馬達(dá)轉(zhuǎn)速最低：nmmin= Qp minvm/Vm = 8.710-40.9(10010-6) =7.83 (r/s)= 469.8 rpm泵排量的調(diào)至最大時(shí)，馬達(dá)轉(zhuǎn)速最高為nmmax= Qp maxvm/Vm= 21.7510-40.9(10010-6)=19.575 (r/s)=1174.5 rpm因此，馬達(dá)的轉(zhuǎn)速范圍為nm= 469.8

15、1174.5 rpm 4）液壓系統(tǒng)的最大輸入功率Pi 系統(tǒng)的工作壓力恒定，當(dāng)變量泵時(shí)輸出流量最大時(shí)系統(tǒng)的輸入功率最大。故有：PiQpmaxpp/op21.7510-47106 （0.90.9）18976.3 (W） 一、主觀題(共5道小題) 1. 圖示系統(tǒng)是一個(gè)雙缸順序自動(dòng)動(dòng)作回路。試分析當(dāng)油泵啟動(dòng)后，兩液壓缸的動(dòng)作順序。假設(shè)油泵啟動(dòng)前，兩液壓缸活塞桿均處于縮回到頭的位置。答：兩液壓缸的動(dòng)作順序?yàn)椋焊?外伸到頭后（順序閥D打開(kāi)）缸2伸到頭后（順序閥A打開(kāi)）缸1回縮到頭后（順序閥C打開(kāi)）缸2縮縮到頭后（順序閥B打開(kāi)）缸1伸循環(huán)動(dòng)作，直至按下停機(jī)按鈕。 2. 讀懂圖示液壓系統(tǒng)，并回答：1） 各標(biāo)號(hào)

16、元件的名稱和功用。2）系統(tǒng)中采用了哪些速度控制回路？答：1）各標(biāo)號(hào)元件的名稱和功用如下表所示：2）系統(tǒng)中采用的速度控制回路有：行程閥控制的快慢速度換接回路、回油路節(jié)流調(diào)速回路。3. 圖示為專用鉆鏜床的液壓系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)“快進(jìn)一工進(jìn)二工進(jìn)快退原位停止”的工作循環(huán)（一工進(jìn)的運(yùn)動(dòng)速度大于二工進(jìn)速度）。試填寫(xiě)其電磁鐵動(dòng)作順序表。答：電磁鐵動(dòng)作順序表如下：4. 圖示機(jī)床液壓系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)“工件夾緊快進(jìn)工進(jìn)快退工件松開(kāi)油泵卸荷”的工作循環(huán)，試畫(huà)出電磁鐵動(dòng)作順序表。答：電磁鐵動(dòng)作順序表如下：5. 讀懂圖示的液壓系統(tǒng)，完成題 題（每小題只選一個(gè)答）。 當(dāng)元件4和6同時(shí)處于中位（圖示位置）時(shí)，元件1的工作壓力（ C

17、）。A. 最高 B. 中等 C. 最低 D. 由元件7和9的外負(fù)載決定 當(dāng)元件4左位，元件6中位時(shí)，所控制的液壓缸在運(yùn)行中，元件1的工作壓力（ D ）。A. 最高 B. 中等 C. 最低 D. 由被控制的液壓缸外負(fù)載決定 元件4左位，元件6中位，所控制的液壓缸移動(dòng)到頭停止，元件1的工作壓力（ A ）。A. 最高 B. 中等 C. 最低 D. 由被控制的液壓缸外負(fù)載決定 元件4中位，元件6右位時(shí)，元件8的工作狀態(tài)為（ B ）。A. 閉鎖 B. 起普通單向閥的作用正常通油C. 在控制壓力下打開(kāi) D. 將被毀壞 元件8的作用是（ D ）。A. 控制油缸換向 B. 控制油缸的工作壓力C. 控制油缸的流量 D. 防止泄漏保持油缸的閉鎖壓力 元件3和5的作用是（ D ）。A. 防止支路中壓力過(guò)高 B. 防止支路中流量過(guò)大C. 防止元件4、6被損壞 D. 防止倒流引起動(dòng)作相互干擾 元件10的作用是（ C ）。