液压与气动例题

4-1、某机床液压系统采用一限压式变量泵，泵的流量时泵的压力P=20 × 105Pa ，输出流量q ＝20L/min －压力特性曲线如图所示。

泵的总效率为0.7。

如机床在工作进给时泵的压力p=45×105Pa ，输出流量q =2.5L/min ；在快速移动，问限压式变量泵的流量－压力特性曲线应调成何种图形？泵所需的最大驱动功率为多少？55解：⑴、如上图⑵、拐点时功率最大：p q 32.5×105 ×19.5 ×10-3P max ＝= =1.5kwη60 ×0.710305070P(105Pa)51525q(L/min)63ABC32.519.54-2、图示一变量泵和液压马达组成的液压系统，低压辅助泵使泵的吸油管和马达的出油管压力保持为4 ×105Pa ，变量泵的最大排量Vp = 100mL/r ，泵的转速np = 1000r/min,ηvp ＝0.94，ηmp=0.85，液压马达排量Vm ＝50mL/r ，ηvm=0.95，ηmm=0.82，管路损失忽略不计，当马达输出转距为40Nm ，输出转速为60r/min 时，试求变量泵的输出流量、输出压力及泵的输入功率？ 解：1）、qm 入=Vmnm/ ηvm=50×60/0.95=3158mL/min ∴qp= qm 入=3158mL/min2)、Pm 出=2πnmTm=2 ×3.14 ×60 ×40/60=251.2w ∴Pm 入= Pm 出/ ηm=251.2/0.95 ×0.82=322.5w ∵△pm=pm 入 - pm 出 = p1 - p2∴ △pm= Pm 入/ qm 入=322.5 ×60/3158=61.27 ×105Pa ∴ p1= 61.27 ×105 + p2= 61.27 ×105 +4 × 105 = 65.27 ×105Pa3)、Pp 入=Pp 出/ ηp= Pm 入/ ηp=322.5/0.94 ×0.85 =403.6w4-3、某液压泵在转速为950r/min 时的理论流量为160L/min ，在额定压力295×105Pa 和同样转速下测得的实际流量为150L/min ，额定工况下的总效率为0.87，求：1>. 泵的容积效率？2>.泵在额定工况下所需的电机功率？3>.泵在额定工况下的机械效率？4>.驱动此泵需多大的扭矩？ 解：1）、ηv= q/qt = 150/160 = 0.94 2)、P 入=P 出/ η=p q / η=295 ×105 ×150 ×10-3/60 ×0.87 =84.77kw3)、 η m = η / ηv =0.87/0.94=0.925 4)、∵ P 入=2πnT∴ T = P 入/ 2πn=84770 ×60/6.28×950 =852.5Nm4-4、当泵的额定压力和流量为已知时，试说明下列各工况下泵工作压力的读数（管道压力损失除图C为ΔP外均忽略不计）。

解；a).p=0b). p=0c).p=△pd).p=F/Ae).p=2 πT/Vm η5-1、试分析下述回路中液控单向阀的作用。

a）、起支承作用，防止重物自行下落。

b）、调速作用。

5-2、图示两系统中各溢流阀的调整压力分别为pA=30×105MPa，pB=20×105MPa ，pC=40×105MPa 。

问在系统的外负载趋于无限大时，该两系统的压力各为多少？解：1)、p = pB = 20×105MPa2)、p = pA+ pB + pc = 90×105MPa1115-3、附图中，溢流阀的调整压力为50×105MPa ，减压阀的调整压力为15×105MPa ，试分析活塞在运动期间和碰到死挡块后管路中A 、B 处的压力值？112解：1）、活塞在运动期间：设运动期间F=0∴p A = p B = 02）、活塞碰到死挡块后：p A = 50×105MPa p B = 15×105MPa3）、若减压阀的外泄口未接油箱，当活塞碰到死挡块后：p A = p B = 50×105MPa1135-4、附图中，定量泵的输出流量q p 为一恒定值，若改变泵出口处节流阀的开口大小，问活塞的运动速度v 会不会发生变化？流过a 、b 、c 三点处的流量各是多少？已知活塞两腔的面积为A 1、A 2，管道内径都是d 。

解：1）、活塞的运动速度v 不变 2）、qa = qc = qp qb = A2qa /A11155-5、三位四通电液换向阀的中位机能能否任意选定？为什么？答：1）、先导阀的中位机能一般不能任意选定，它总是采用Y 型的。

因为采用Y 型的中位机能，在中间位置时进油口被堵住，不会引起控制压力的降低。

而它的两个工作口与主阀阀芯两端控制腔相连且和油箱相通，在主阀两端弹簧力的作用下，主阀芯能从左位（或右位）回到中位。

若采用O 型或M 型机能，当先导阀回复到中位后，主阀芯两端的控制油路立即处于切断状态，主阀芯无法从左位（或右位）回到中位。

2）、选择主阀中位机能时：• 若控制油源采用外部油控制形式，主阀可根据使用要求任意选择所需的中位机能。

• 若采用内部油控制形式，当主阀采用H 、M 、K 等具有卸荷功能的中位机能时，则必须考虑重新启动时是否有足够的控制压力来控制主阀芯的换向。

5-6、图示的减压回路，已知液压缸无杆腔的有效面积为100cm2，有杆腔的有效面积均为50cm2，当最大负载F1=14×103N ，F2=4250N ，背压p=1.5×105Pa ，节流阀2的压差Δp=2×105Pa 时，试问：1>、A 、B 、C 各点的压力（忽略管路损失）？ 2>、泵和阀1、2、3最小应选用多大的额定压力？3>、若两缸进给速度分别为V1=3.5cm/s ，V2=4cm/s ，泵和各阀的额定流量应选多大？ 4>、若通过节流阀的流量为10L/min ，通过减压阀的流量为20L/min ，试求两缸的运动速度？解：1）、夹紧缸（缸Ⅱ）运动时： ∵ pBA1=F2+pA2 ∴ pB= ( F2 + pA2 ) /A1= (4250+1.5×105 ×50 ×10-4)/100 ×10-4 = 5 ×105 Pa进给缸（缸Ⅰ）运动时： ∵ pC A1 = F1∴ pC= F1/A1=14 ×103/100 ×10-4= 14 ×105Pa pA= pC+△p=14 ×105+2 ×105=16 ×105Pa pB= 减压阀调整压力 2）、泵、阀1、2、3最小额定压力= 16 ×105+(25 ～60%)×16 ×105 = (20 ×105～25.6 × 105) Pa 取额定压力为25×105Pa 3)、缸Ⅰ的流量：q1 = v1A1=3.5 ×10-1 ×60 ×100 ×10-2= 21L/min 缸Ⅱ的流量：q2= v2A1=4 ×10-1 ×60 ×100 ×10-2= 24L/min 通过背压阀的流量：q3= v2A2=4 ×10-1 ×60 ×50 ×10-2= 12L/min ∴ 泵和阀1、2、3的额定流量： 25L/min 背压阀的额定流量： 16L/min 4）、缸Ⅰ的运动速度：v1=q1/A1=10 ×103/100 ×60 = 1.67cm/s 缸Ⅱ的运动速度：v2=q2/A1=20 ×103/100 ×60 = 3.33 cm/s1235-7、附图所示系统中的元件A 、B 、C 、D、E 都是些什么阀？各自起什么作用？答：A —溢流阀，起溢流定压作用；B —液控顺序阀，起卸荷作用；C —溢流阀，起背压作用；D —减压阀，起减压作用；E —压力继电器，实现顺序动作时发出信号。

8-1、附图所示回路中，液压缸两腔面积分别为A1=100cm2，A2=50cm2，当液压缸的负载F从0增大到30000N时，液压缸向右运动速度保持不变，如调速阀最小压差Δp=5×105Pa ，试问：1>、溢流阀最小调定压力pY 是多少（调压偏差不计）？2>、负载F=0时，泵的工作压力是多少？3>、液压缸可能达到的最高工作压力是多少？答：1）不能实现。

2）因为节流阀的存在要求部分油液通过溢流阀，所以pp= pY；而px﹤pY ，顺序阀必然打开，两缸同时动作。

3）改进办法是将内控顺序阀改为液控顺序阀。

解：1）∵p1 A1 = F∴p1=F/A1=25000/100×10-4 = 25 ×105MPapp=p1+△p节=(25+30)×105= 55 ×105MPapY = pp = 55 ×105 MPa2) 液压泵工作压力不变；活塞运动速度增大。

8-4、附图中，如变量泵的转速n=1000r/min，排量V=40mL/r，泵的容积效率ηv=0.9，机械效率ηm=0.9,液压泵的工作压力pp=60×105Pa，进油路和回油路压力损失△p进=△p回=10×105Pa ，液压缸大腔面积A1=100cm2，小腔面积A2=50cm2，液压缸的容积效率ηv= 0.98，机械效率ηm= 0.95，试求：1>、液压泵电机驱动功率？2>、活塞推力？3>、液压缸输出功率？4>、系统的效率？解：1）∵P出p= n V pp ηvp=1000×40 ×10-6 ×60 ×105 ×0.9/60= 3600 w∴P电= P入p = P出p / ηp= 3600 / 0.9 ×0.9 = 4444.4 w2) ∵[(pp- △p进)A1-△p回A2] ηmg= F∴F = [(60-10) ×105 ×100 ×10-4-10×105 ×50 ×10-4] ×0.95= 42750 N 3）P出g= (pp -△p进) n V ηvpηvgηmg= (60-10)×105×1000×40×10-6×0.95×0.9×0.98/60= 2793 w4) η= P出g / P电= 2793 / 4444.4 = 0.625。