04-08 调速回路习题及答案

第八章 调速回路
8.1写出附图所示的两种节流调速回路的速度一负载关系式和速度刚性表达式，并加以比较。

题8.1图 进口节流
F A p =21
5
.12
2222/)(2//)/(2/A F A p A C A A F p A C A q v B d B d ρ
ρ-=
-==
v F
A p v F k
B v 2
12-=
∂∂-
= 出口节流
F A p A p B +=122
5.11
21112
1/)(2//)/(2/A F A p A C A A F A A p A C A q v B d B
d ρρ-=-== v F A p v F k B v 2
12-=
∂∂-
=
8.2下列八种油路，油缸推动加工件运动，需要的推力(即油缸负载)R 1=104N ，R 2=1.5×104N ，R 3=0.8×104N ，油泵流量为q ＝0.17×10-3m 3/s ，
油缸面积A 1=0.5×10-2m 2，A 2=0.25×10-2m 2，节流阀开口面积f 1=0.01×10-4m 2，f 2=0.05×10-4m 2，f 3=0.08×10-4m 2，溢流阀调整压力P y =2.4Mpa ，背压阀调整压力P b =0.3Mpa ，试分析计算这八种情况下的油泵工作压力p B 及活塞运动速度v (不计管路压力损失)。

注：通过节流阀的流量q 节=0.62f ρ∆/P 2，并指出溢流阀在各回路作用。

１）Mpa A R 2/11= 泵出口压力p B ＝２Mpa
活塞速度min /04.2/1m A q v == 安全阀
２）Mpa A R 3/12=
泵出口压力p B ＝2.4Mpa
活塞速度0（此时油缸推力1.2×104N ） 安全阀
３）Mpa p 4.21=，22111A p R A p +=，Mpa p 8.02=∴
s m P P q q T /10026.02
f C 2
A
C 3321
d d 2-⨯==∆==ρ
ρ
P q s m A A q q <⨯==-/10052.0/332121，有溢流
泵出口压力２.4Mpa
活塞速度min /63.0/ v 22m A q == 溢流阀 4）
Mpa p 4.21=，22111A p R A p +=，Mpa p 8.02=∴
s m P P q q T /1013.02
f C 2
A
C 3321
d d 2-⨯==∆==ρ
ρ
P q s m A A q q >⨯==-/1026.0/332121，无溢流
活塞速度min /04.2/1m A q v P == 由222
d /2
f C v A p ρ
=，得Mpa p 338.02=
由22111A p R A p +=，得泵出口压力Mpa p 17.21= 溢流阀
5）22111A p R A p +=，无杆腔压力Mpa p 15.21=
节流阀流量P y q s m p p f q <⨯=-=-/10117.0/)(262.03
3131ρ
有溢流
泵出口压力Mpa p B 4.2= 活塞速度min /4.1 v 1
1
m A q == 溢流阀
6）22311A p R A p +=，无杆腔压力Mpa p 75.11=
节流阀流量P y q s m p p f q >⨯=-=-/1023.0/)(262.03
3131ρ
无溢流 活塞速度min /04.2 v 1
m A q P
==
由ρ/)(262.013p p f q B -=，得泵出口压力Mpa p B 27.2= 溢流阀
7）111R A p =，无杆腔压力Mpa p 21=
节流阀流量s m p f q T /10041.0/262.03313-⨯==ρ
无杆腔流量s m q q q j /10129.0331-⨯=-= 活塞速度min /54.1/11m A q v == 无溢流，安全阀
8）111R A p =，无杆腔压力Mpa p 21=
节流阀流量P T q s m p f q >⨯==-/102.0/262.03312ρ
Mpa f q p P 35.12
)62.0(
221==ρ
活塞速度0（此时油缸推力6750N ） 无溢流，安全阀
A 1 A 2 p y
q
1) 2)
3) 4)
5) 6)
v
R1
v
R1
7) 8)
题8.2图
8.3在附图所示的油路中，缸径D=100mm ，活塞杆直径d=70mm ，油缸负载R=25×103N ，试回答下列问题：
1) 要使节流阀上的合理压降为0.3MPa ，问溢流阀的调整压力应为多大？
2211A p R A p +=，p 1=3.34Mpa
溢流阀的调整压力>3.34Mpa
2) 当负载R 降为15×103N ，节流阀的压差变为多大？
Mpa A R A p p 8.2/)(2112=-=
3) 说明回油节流调速系统为什么能承受负切削力？ 回油节流产生背压
4) 节流阀的最小稳定流量为0.83m l /s （50m l /min ），本油路可得到的最低
进给速度为多大？
s mm A q v /2.0/2min ==
5) 如果上述油路中其它条件都不变，只是把节流阀改装到进油路上，而
油缸右腔直接接回油箱，求所得到的油缸最低进给速度为多大？
s mm A q v /1.0/1min ==
6) 当溢流阀压力调到3MPa ，负载减小至5000N 时，p 背 =？
2211A p R A p +=，p 2=4.6Mpa
送给
题8.3图
8.4在图示调速系统中，回油路上加了一个背压阀P 背为0.3MPa 。

在这种系统中最大负切削力不超过多少？
N F p R b 150==
8.5在图示调速系统中，当负载R 很小时，有杆腔的油压p 2有可能超过泵压p B 吗？若F 1=0.5×10-2m 2，F 2=0.25×10-2m 2，p B =3MPa ，试求当负载R=0，有杆腔油压力p 2可能比泵压p B 高多少？ 有可能。

221F p F p B =，p2=6Mpa ，高3Mpa 。

R
v
v
题8.4图 题8.5图
8.6泵马达系统中，已知泵的实际输出流量q B =1.6×10-3m 3/s ，总效率为ηB =0.8，液压马达排量V M =120m l /r ，容积效率为ηMV =0.95，机械效率 η
Mm =0.80，负载转矩为T M =115Nm (节流阀流量公式q 节 =C d A
P ∆ρ
2
，
其中C d =0.62，ρ=900kg/m 3，A=0.73cm 2)，P Y =8.0MPa 。

计算： 1) 液压马达实际工作压力P M =？实际转速n M =?
Mpa V T p Mm
M M M 53.72==
ηπ
节流阀流量s m p p P M Y /1046.1)(2
A
C 2
A
C q 33d d j -⨯=-=∆=ρ
ρ
rpm V q n Mm
Mv j M 694==
η
2) 溢流阀的溢流量q 溢=？
s m /1014.0q q q 33j B y -⨯=-=
3) 驱动液压泵所需电机的功率P B =？
kW q p P B
B
y B 16==
η
4) 液压马达的实际输出功率P M =？
kW n T P M
M M 35.860
2==π
T M
题8.6图 题8.7图
8.7在图示回路中，变量泵的最大流量q 1max =0.5×10-3m 3/s ，液压马达的排量V 2=25×10-6m 3/r ，回路的最大允许压力p B =7MPa ；假定不考虑元件和管路的容积、机械效率。

1) 确定液压马达能够输出的最大功率，最大扭矩和最大转速；
kW q p P B B 5.3max == Nm V p T B 87.272/2max ==π rpm V q n B 1200/2max ==
2) 如果液压马达输出功率P m =2k W ，且保持常数，确定液压马达的最低
转速；
n V p P B m 2=
rpm n 686=
3) 如果液压马达输出功率为其最大功率的20%，确定液压马达输出最大
扭矩时的转速。

kW P m 7.0=
rpm T P n m m 240)2/(60max =⋅⋅=π
8.8调速回路有哪几类？各适用于什么场合？ 节流调速、容积调速、容积节流调速。