液壓傳動課件習題

液壓傳動課件習題.第一頁，共48頁。武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件4/30/20232解：1．求吸油管油液的流速2．判斷吸油管油液的流動狀態(tài)雷諾數(shù)為：油液的流動狀態(tài)為層流。第二頁，共48頁。武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件4/30/202333．求液壓泵安裝高度取油箱油液表面為1-1計算面，也為

零勢能基準面；泵吸油口處為2-2

計算面。建立伯努利方程：式中：p1

=pa（大氣壓），v1=0，z1=0，z2=h，α1=α2=2，v2=v。第三頁，共48頁。武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件4/30/20234簡化上式，則有：真空度：第四頁，共48頁。武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件4/30/20235因要求泵吸吸油口處真空度不大于0.4×105Pa，引入該條件到上式，則有：所以，安裝高度為h≤2.446m。第五頁，共48頁。武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件4/30/20236柱塞受F

=100N的固定力作用而下落，缸中油液經(jīng)縫隙泄出。設(shè)縫隙厚度δ=0.05㎜，縫隙長度L=70㎜，柱塞直徑d=20㎜，油的動力粘度μ=50×10-3Pa·s。試計算當柱塞

和缸孔同心時，下落0.1m所需時間是多少?【例】解:根據(jù)柱塞運動狀態(tài)有：其中，即柱塞下降0.1m排出的體積。柱塞下降速度：有:第六頁，共48頁。武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件4/30/20237【例】已知中高壓齒輪泵CBG2040的排量為40.6ml，該泵在1450r／min轉(zhuǎn)速、10MPa壓力下工作，泵的容積效率ηpv＝0.95，總效率ηp＝0.9，求驅(qū)動該泵所需電動機的功率Ppi和泵的輸出功率Ppo。解:⑴求泵的輸出功率⑵電動機功率查電機手冊，應(yīng)選配功率為11kW的電機。則液壓泵的輸出功率為：電機功率即泵的輸入功率：第七頁，共48頁。武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件4/30/20238【例】巳知液壓泵輸出油壓pp=10MPa，泵的機械效率ηm=0.95，容積效率ηV=0.9，排量Vp=10mL/r,轉(zhuǎn)速n=1500r/min；液壓馬達的排量VM=10mL/r，機械效率ηmM=0.95，容積效率ηvM=0.9。⑴液壓泵的輸出功率；⑵驅(qū)動液壓泵的電動機功率；⑶液壓馬達輸出轉(zhuǎn)速；⑷液壓馬達輸出轉(zhuǎn)矩和功率。求：解：⑴液壓泵的輸出功率第八頁，共48頁。4/30/20239武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件⑵電動機功率⑶馬達的輸出轉(zhuǎn)速不計管路中的流量損失，馬達的理論流量：⑷馬達的輸出轉(zhuǎn)矩和功率第九頁，共48頁。4/30/202310武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件【例】如圖所示的齒輪泵：

（1）試確定該泵有幾個吸油口和壓油口？（2）若三個齒輪的結(jié)構(gòu)相同，其頂圓直徑＝48mm，齒寬B＝25mm，齒數(shù)z＝14，n＝1450r/min，容積效率。試求：該泵的理論流量和實際流量。（1）根據(jù)齒輪泵的工作原理可以確定，齒輪1、2的上部是吸油口，下部是排油口；齒輪2、3的上部是排油口，下部是吸油口。解：（2）計算流量理論流量：第十頁，共48頁。4/30/202311武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件其中模數(shù)：則所得到的理論流量為：實際流量：第十一頁，共48頁。4/30/202312武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件【例】

已知某限壓式變量葉片泵的流量――壓力特性曲線如圖所示。已知泵的總效率為0.7。如果系統(tǒng)在工作進給時，泵的壓力Pp=4.5×105Pa，流量q=2.5L/min，在快速移動時，泵的壓力P’p=2.0×105Pa

，流量q’=20L/min。試問泵的壓力特性曲線應(yīng)調(diào)成何種形狀？泵所需的最大驅(qū)動功率為多少？解：通過做圖來解。

根據(jù)題目已知條件，由快進時的壓力和流量可得工作點M，通過M點作AB的平行線；再根據(jù)工進時壓力和流量可得工作點N，過N點作BC的平行線。兩平行線相交于B’。第十二頁，共48頁。4/30/202313武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件則，A’B’C’即為調(diào)整后的流量――壓力特性曲線。B’點對應(yīng)的壓力、流量為：p=32.5×105Pa

q=19.5L/min則變量泵的最大驅(qū)動功率可認為在拐點附近。故泵的最大驅(qū)動功率近似為：=1.5kW第十三頁，共48頁。4/30/202314武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件【例題】如圖5.73所示液壓回路，兩液壓缸結(jié)構(gòu)完全相同，A1＝20cm2，A2＝10cm2，Ⅰ缸、Ⅱ缸負載分別為F1＝8×103N、F2＝3×103N，順序閥、減壓閥和溢流閥的調(diào)定壓力分別為3.5MPa、1.5MPa和5MPa，不考慮壓力損失，求：⑴1YA、2YA通電，兩缸向前運動中，A、B、C三點的壓力各是多少？⑵兩缸向前運動到達終點后，A、B、C三點的壓力又各是多少？解：⑴缸Ⅰ右移所需壓力為溢流閥調(diào)定壓力大于順序閥調(diào)定壓力，順序閥開啟時進出口兩側(cè)壓力相等，其值由負載決定，故A、B兩點的壓力均為4MPa；此時，溢流閥關(guān)閉。缸Ⅱ右移所需壓力為

Pa＝1.5MPa＝4MPaPa第十四頁，共48頁。4/30/202315武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件⑵兩缸運動到終點后，負載相當于無窮大，兩缸不能進油，迫使壓力上升。當壓力上升到溢流閥調(diào)定壓力，溢流閥開啟，液壓泵輸出的流量通過溢流閥溢流回油箱，因此A、B兩點的壓力均為5MPa；而減壓閥是出油口控制，當缸Ⅱ壓力上升到其調(diào)定壓力，減壓閥工作，就恒定其出口壓力不變，故C點的壓力仍為1.5MPa。因pC＝pJ，減壓閥始終處于減壓、減壓后穩(wěn)壓的工作狀態(tài)，所以C點的壓力均為1.5MPa。第十五頁，共48頁。4/30/202316武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件作業(yè)：P.166習題12、13。第十六頁，共48頁。武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件4/30/202317【例1】：在下圖的出口節(jié)流調(diào)速回路中，已知A1=20cm2，

A2=10cm2，液壓泵的流量為16L/min，溢流閥的壓力調(diào)定值為5MPa，通過調(diào)速閥的流量為0.5L/min。液壓缸的負載為F=5kN，試分析：⑴電磁鐵斷電時，p1=？p2=？v=？溢流閥的溢流量Δq＝？⑵電磁鐵通電時，p1=？p2=？v=？溢流閥的溢流量Δq＝？解：

⑴由于回油路直接與油箱相通，活塞在快速運動中，溢流閥處于關(guān)閉狀態(tài)，液壓缸無桿腔工作壓力由負載決定。所以p2＝0，（1分）第十七頁，共48頁。武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件4/30/202318∴溢流量Δqy=0。⑵電磁鐵通電時，構(gòu)成出口節(jié)流回路，所以p1=

py＝5MPa

溢流量：

第十八頁，共48頁。武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件4/30/202319【例2】在圖示液壓回路中，液壓缸Ⅰ為進給缸，無桿腔面積

A1=100cm2，液壓缸Ⅱ為輔助缸，無桿腔面積A2=100cm2，溢流閥調(diào)定壓力pY=4MPa、順序閥調(diào)定壓力pX=3MPa、減壓閥調(diào)定壓力pJ=1.5MPa，不考慮壓力損失，試求：⑴Ⅰ、Ⅱ兩缸空載運動時，以及運動到終點位置時，

A、B、C、D四點的壓力；⑵輔助缸Ⅱ工作時，能產(chǎn)生的最大推力是多少？⑶進給缸Ⅰ要獲得穩(wěn)定的運動速度且不受輔助缸負載的影響，缸Ⅰ允許的最大推力是多少？第十九頁，共48頁。武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件4/30/202320解答：

⑴A點壓力由缸Ⅰ負載決定，最大受溢流閥調(diào)定壓力控制；

B點壓力最小由順序閥決定，最大受溢流閥調(diào)定壓力控制；

C點壓力：減壓閥不工作時，由缸Ⅱ負載決定，最大受溢流閥調(diào)定壓力控制；減壓閥和順序閥工作時，由B點壓力決定；

D點壓力：減壓閥不工作時，由缸Ⅱ負載決定；減壓閥工作時，由減壓閥調(diào)定。

第二十頁，共48頁。武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件4/30/202321壓力/MPa工作狀態(tài)pApBpCpD兩缸空載運動0300兩缸運動到終點4441.5第二十一頁，共48頁。武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件4/30/202322⑵缸Ⅱ的最大推力由減壓閥調(diào)定：⑶當輔助缸Ⅱ空載運動時，泵的工作壓力pB為最小，

pB=pX=3MPa。當輔助缸Ⅱ負載壓力與減壓閥調(diào)定壓力pJ=1.5MPa相同時，泵的工作壓力最高，pB=pY=4MPa。由此可知，輔助缸Ⅱ負載的變化對泵的工作壓力是有影響的。第二十二頁，共48頁。武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件4/30/202323由調(diào)速閥原理可知，若能保持調(diào)速閥進出口壓力差Δp在0.5MPa以上，就能保證進給缸Ⅰ獲得穩(wěn)定的運動速度。取pBmin=3MPa，則pA＝pB－Δp＝3－0.5＝2.5MPa缸Ⅰ允許的最大推力為F＝pA×A1＝25000N＝25kN當缸Ⅰ負載小于25kN時，即使輔助缸Ⅱ的負載變?yōu)榱?，缸Ⅰ的運動速度也不會受到影響。第二十三頁，共48頁。武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件4/30/202324圖中，閥A、C、E、F的壓力調(diào)定值分別為4MPa、2.5MPa、1.5MPa、2MPa、工作油缸H的有效工作面積為A=50cm2，運動方向向右，其負載為FL=5KN，試分析：1.當油缸H運動時，夾緊油缸D的工作壓力是多少？為什么？2.當油缸H運動到頂上死擋鐵時，油缸D的工作壓力是多少？為什么？3.當油缸H無負載地返回時，油缸D的工作壓力是多少？為什么？【例3】第二十四頁，共48頁。武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件4/30/202325解：（1）油缸H向右運動時，其工作壓力為：小于液控順序閥的調(diào)定壓力1.5MPa，液控順序閥不工作，由于存在調(diào)速閥B，溢流閥打開，油泵出口壓力由溢流閥A調(diào)定，為4MPa，大于減壓閥的調(diào)定壓力2.5MPa，故減壓閥工作，D缸工作壓力是減壓閥的調(diào)定壓力2.5MPa。第二十五頁，共48頁。武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件4/30/202326（2）油缸H向右運動頂上死擋鐵時，相當于負載無窮大，此時無油液流過節(jié)流閥，因而油缸H工作壓力與泵出口壓力相同；大于液控順序閥的調(diào)定壓力1.5MPa，液控順序閥工作，于是先導式溢流閥的遠程控制口起作用，其入口壓力受閥F控制，為2MPa，因此油泵出口壓力低于減壓閥的調(diào)定壓力2.5MPa，減壓閥不工作，所以D缸工作壓力是2MPa。第二十六頁，共48頁。武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件4/30/202327（3）油缸H無負載向左運行時，其工作壓力為0，因而液控順序閥不工作，油泵出口壓力由溢流閥A調(diào)定，為4MPa，大于減壓閥的調(diào)定壓力2.5MPa，故減壓閥工作，D缸工作壓力是減壓閥的調(diào)定壓力2.5MPa。第二十七頁，共48頁。武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件4/30/202328【例4】如圖所示液壓系統(tǒng)中，泵1為低壓大流量泵，泵2為高壓小流量泵，它們的流量分別為20L/min和5L/min，單桿活塞缸活塞桿的運動速度方向和受力方向如圖所示，快進時負載力F=0，工進時負載力F=20kN，活塞有效面積為A=40×10-4m2，溢流閥和順序閥的調(diào)定壓力分別為7MPa與3MPa，問：（1）快進時，節(jié)流閥進口處的壓力是多少？進入液壓缸的流量是多少？活塞桿前進的速度是多少？（2）工進時，泵1出口壓力是多少？節(jié)流閥出口處的壓力是多少？要改變活塞桿運動速度，需要調(diào)節(jié)哪個元件？第二十八頁，共48頁。武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件4/30/202329【解】快進時，節(jié)流閥進口處的壓力p=F/A=0MPa，q=25L/min，u=q/A=0.1m/s；工進時，泵1出口壓力約為0MPa，節(jié)流閥出口處的壓力p=F/A=5MPa；要改變活塞桿的運動速度，需電磁閥得電的同時，調(diào)節(jié)節(jié)流閥7。第二十九頁，共48頁。武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件4/30/202330【例5】

圖中是某專用機床的液壓系統(tǒng)原理圖。該系統(tǒng)有定位油缸、夾緊油缸和工作主油缸。它們的工作循環(huán)為：定位→夾緊→快進→工進→快退→松開、拔銷→原位停止、泵卸荷。1．根據(jù)動作循環(huán)，做出電磁閥YA的動作循環(huán)表。用符號“+”表示電磁閥通電，用符號“?”表示電磁閥斷電；2．說明記號為a、b、c的三個閥其分別在系統(tǒng)中所起的作用；3．液控順序閥、減壓閥、單向順序閥、溢流閥各自的調(diào)壓依據(jù)是什么？第三十頁，共48頁。武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件4/30/202331【解】1．電磁鐵（壓力繼電器）動作順序表如下：工況1DT2DT3DT4DT5DT定位－＋－－－夾緊－＋－－－主缸快進－－＋－－主缸工進＋－－－－主缸快退－＋－－－拔銷、松開－－－＋－原位停止、油泵卸荷－－－－＋第三十一頁，共48頁。武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件4/30/2023322．元件a：單向閥，主缸工進時隔離低壓泵和高壓泵的壓力；元件b：單向閥，瞬時保壓，即防止主缸快進時夾緊缸松動；元件c：順序閥，實現(xiàn)先定位后夾緊的順序動作。3．液控順序閥：高于快進壓力，低于工進壓力；減壓閥：按夾緊力要求，但始終低于溢流閥調(diào)定壓力；單向順序閥：能使定位缸動作即可，但始終要低于減壓閥調(diào)定壓力；溢流閥：調(diào)整系統(tǒng)壓力，按工作缸能克服負載所需。第三十二頁，共48頁。4/30/202333武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件圖示是某專用機床的液壓系統(tǒng)原理圖。該系系統(tǒng)有定位油缸、夾緊油缸和主工作油缸三個液壓缸。它們的工作循環(huán)為：定位、夾緊→快進→一工進→二工進→快退→松開、拔銷→原位停止、泵卸荷。回答下列問題：【例1】⒉說明標記為a、b、c的三個閥分別在系統(tǒng)中所起的作用。⒊減壓閥、溢流閥調(diào)壓的依據(jù)是什么？⒋閥A和閥B的通流面積哪個應(yīng)該大一些？為什么？⒈根據(jù)動作循環(huán)，作出電磁閥YA的動作循環(huán)表。第三十三頁，共48頁。4/30/202334武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件1.電磁鐵（壓力繼電器）動作順序表如下：第三十四頁，共48頁。4/30/202335武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件第三十五頁，共48頁。4/30/202336武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件第三十六頁，共48頁。4/30/202337武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件第三十七頁，共48頁。4/30/202338武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件第三十八頁，共48頁。4/30/202339武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件第三十九頁，共48頁。4/30/202340武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件第四十頁，共48頁。4/30/202341武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件綜合起來即：第四十一頁，共48頁。4/30/202342武漢理工大學機電學院《流體力學與液壓傳動》教學課件2.a、b、c三個閥的作用如下：元件a：壓