液压传动习题课.ppt

如图所示 已知液压泵的流量q 25L min 吸油管内径d 30mm 泵的安装高度H 400mm 吸油管中油液的流态是层流 压力损失0 18kPa 油液密度 900kg m3 试求 管路中的流速 泵吸油口处的真空度 分析说明影响泵的安装高度的因素 1 油液在管内的流动速度为 2 取油箱液面为1 1截面 p1 pa 油箱液面远大于吸油口通流截面 v1 0 z1 0 取泵吸油口处为2 2截面 设p2 v2 0 6m s z2 H 400mm 0 4m 采用绝对压力表示方法 列伯努利方程 有 真空度为 3 由伯努利方程式 可求得H的表达式为 泵入口允许的真空度 油液特性 吸油管直径d 滤油器 某容积调速系统 泵的最大排量Vp 180mL r 转速np 1200r min 机械效率 mp 0 92 总效率 p 0 87 液压马达的理论排量Vm 150mL r 机械效率 mm 0 9 总效率 M 0 8 系统压力p 8 5MPa 不计压力损失 求 液压马达的输出转速n r min 4分 液压马达的输出转矩T Nm 3分 液压马达的输出功率P KW 3分 或 泵的输出流量204L min 液压马达容积效率0 89 由容积调速公式 液压马达转速为 如图所示是调速阀的工作原理图 调速阀如何实现节流阀上的压差恒定不变 调速阀中的定差减压阀如何实现压力补偿 可否用定值减压阀与普通节流阀串联起来代替调速阀使用 为什么 由于弹簧刚度ks很小 所以Fs随阀口开度的变化极小 从而节流阀两端压差变化很小 故通过调速阀的流量不变 当p3升高时 减压阀阀芯向下移动 阀口开度增大而使压降减小 故P2也升高 反之亦然 可见 P2随p3而增减 这是调速阀的压力补偿原理 从上式可知两者之差保持为常数 所以通过调速阀的流量不变 从原理上讲 在出口节流调速回路和旁路节流调速回路中 可以用定值减压阀与普通节流阀串联代替调速阀使用 因为此时节流阀出口压力恒为0 而进口压力由减压阀调定为常数 因此通过节流阀的流量不变 调速阀是由定差减压阀与节流阀串联组成的 定差减压阀使节流阀前后压力差基本恒定 从而使通过节流阀的流量稳定 如图所示 泵出口压力P1经减压口作用后降为P2 然后经节流阀流出 压力降为P3 根据减压阀阀芯受力平衡方程有 画出YBP限压式变量叶片泵的流量 压力特性曲线 用实线 根据实际工况对该泵进行调节 增大限压弹簧预紧力Fs且减小定子与转子间的偏心距emax 特性曲线有何变化 用虚线画出 此时 如何确定油泵的驱动功率 1 根据给定工况 简述曲线的变化过程 2 根据给定的p q 在图坐标中找到相应的工作点 画出调整后的特性曲线A B B C 3 在上述曲线的交点B 处 为泵需要的最大功率 该处的最大功率约为 在图中 阀A C E F的压力调定值分别为4MPa 2 5MPa 1 5MPa 2MPa 工作油缸H的有效工作面积为A 50cm2 运动方向向右 其负载为FL 5KN 试分析 1 当油缸H运动时 夹紧油缸D的工作压力是多少 为什么 2 当油缸H运动到顶上死挡铁时 油缸D的工作压力是多少 为什么 3 当油缸H无负载地返回时 油缸D的工作压力是多少 为什么 油缸H向右运动时 其工作压力为 小于液控顺序阀的调定压力1 5MPa 液控顺序阀不工作 油泵出口压力由溢流阀调定 为4MPa 大于减压阀的调定压力2 5MPa 故减压阀工作 D缸工作压力是减压阀的调定压力2 5MPa 油缸H向右运动顶上死挡铁 相当于负载无穷大 无油液流过节流阀 油缸H工作压力与泵出口压力相同 大于液控顺序阀的调定压力1 5MPa 液控顺序阀工作 于是先导式溢流阀的远程控制口起作用 其入口压力受阀F控制 为2MPa 因此油泵出口压力低于减压阀的调定压力2 5MPa 减压阀不工作 所以D缸工作压力是2MPa 油缸H无负载向左运行 工作压力为0 液控顺序阀不工作 油泵出口压力由溢流阀调定 为4MPa 大于减压阀的调定压力2 5MPa 故减压阀工作 D缸工作压力是减压阀的调定压力2 5MPa 4MPa 图4所示液压回路 两液压缸结构完全相同 A1 20cm2 A2 10cm2 缸 缸负载分别为F1 8 103N F2 3 103N 顺序阀 减压阀和溢流阀的调定压力分别为3 5MPa 1 5MPa和5MPa 不考虑压力损失 求 1YA 2YA通电 两缸向前运动中 A B C三点的压力各是多少 两缸向前运动到达终点后 A B C三点的压力又各是多少 缸 右移所需压力为 溢流阀调定压力大于顺序阀调定压力 顺序阀开启时进出口两侧压力相等 其值由负载决定 故A B两点的压力均为4MPa 此时 溢流阀关闭 缸 右移所需压力为 因pC pJ 减压阀始终处于减压 减压后稳压的工作状态 所以C点的压力均为1 5MPa 2两缸运动到终点后 负载相当于无穷大 两缸不能进油 迫使压力上升 当压力上升到溢流阀调定压力 溢流阀开启 液压泵输出的流量通过溢流阀溢流回油箱 因此A B两点的压力均为5MPa 而减压阀是出油口控制 当缸 压力上升到其调定压力 减压阀工作 就恒定其出口压力不变 故C点的压力仍为1 5MPa 1 5MPa 1 4MPa 如图5所示的夹紧回路 已知液压缸的有效工作面积分别A1 100cm2 A2 50cm2 负载F1 14 103N 负载F2 4250N 背压p 0 15MPa 节流阀的压差 p 0 2MPa 不计管路损失 试求 A B C各点的压力各是多少 各阀最小应选用多大的额定压力 设进给速度v1 3 5cm s 快速进给速度v2 4cm s时 各阀应选用多大的额定流量 A B C各点的压力 夹紧缸运动时 进给缸应不动 这时A B C各点的压力均为0 5MPa 当进给缸工作时 夹紧缸必须将工件夹紧 这时B点的压力为减压阀的调整压力 显然 减压阀的调整压力应大于 起码必须等于0 5MPa 各阀的额定压力系统的最高工作压力为1 6MPa 根据压力系列 应选用额定压力为2 5MPa系列的阀 计算流量q节流阀的流量q1 21L min减压阀的流量q2 24L min背压阀流量q3 12L min 1 6MPa 0 5MPa 如图4所示为采用调速阀的进油节流调速回路 回油腔加背压阀 负载F 9000N 缸的两腔面积A1 50 2 A2 20 2 背压阀的调定压力pb 0 5MPa 泵的供油流量q 30L min 不计管道和换向阀压力损失 试问 1 欲使缸速恒定 不计调压偏差 溢流阀最小调定压力py多大 2背压若增加了 pb 溢流阀调定压力的增量 py应有多大 调速阀压力损失一般为0 4Mpa 则 2 背压若增加了 pb 溢流阀调定压力的增量 py 故溢流阀最小调定压力py为2 4Mpa 在图5液压回路中 液压缸 为进给缸 无杆腔面积A1 100cm2 液压缸 为辅助缸 无杆腔面积A2 100cm2 溢流阀调定压力pY 4MPa 顺序阀调定压力pX 3MPa 减压阀调定压力pJ 1 5MPa 不考虑压力损失 试求 1 两缸空载运动时 以及运动到终点位置时 A B C D四点的压力 2 辅助缸 工作时 能产生的最大推力是多少 3 进给缸 要获得稳定的运动速度且不受辅助缸负载的影响 缸 允许的最大推力是多少 A点压力由缸 负载决定 最大受溢流阀调定压力控制 B点压力最小由顺序阀决定 最大受溢流阀调定压力控制 C点压力 减压阀不工作时 由缸 负载决定 最大受溢流阀调定压力控制 D点压力 减压阀不工作时 由缸 负载决定 减压阀工作时 由减压阀调定 在图5液压回路中 液压缸 为进给缸 无杆腔面积A1 100cm2 液压缸 为辅助缸 无杆腔面积A2 100cm2 溢流阀调定压力pY 4MPa 顺序阀调定压力pX 3MPa 减压阀调定压力pJ 1 5MPa 不考虑压力损失 试求 1 两缸空载运动时 以及运动到终点位置时 A B C D四点的压力 2 辅助缸 工作时 能产生的最大推力是多少 3 进给缸 要获得稳定的运动速度且不受辅助缸负载的影响 缸 允许的最大推力是多少 缸 的最大推力由减压阀调定 当辅助缸 空载运动时 泵的工作压力pB为最小 pB pX 3MPa 取pBmin 3MPa 则pA pB p 3 0 5 2 5MPa缸 允许的最大推力为F pA A1 25000N 25kN当缸 负载小于25kN时 即使辅助缸 的负载变为零 缸 的运动速度也不会受到影响 当辅助缸 负载压力与减压阀调定压力pJ 1 5MPa相同时 泵的工作压力最高 pB pY 4MPa 由此可知 辅助缸 负载的变化对泵的工作压力是有影响的 由调速阀原理可知 若能保持调速阀进出口压力差 p在0 5MPa以上 就能保证进给缸 获得稳定的运动速度 图示是某专用机床的液压系统原理图 该系统有定位油缸 夹紧油缸和工作主油缸 它们的工作循环为 定位 夹紧 快进 工进 快退 松开 拔销 原位停止 泵卸荷 1 根据动作循环 做出电磁阀YA的动作循环表 用符号 表示电磁阀通电 用符号 表示电磁阀断电 2 说明记号为a b c的三个阀其分别在系统中所起的作用 3 液控顺序阀 减压阀 单向顺序阀 溢流阀各自的调压依据是什么 图示是某专用机床的液压系统原理图 该系统有定位油缸 夹紧油缸和工作主油缸 它们的工作循环为 定位 夹紧 快进 工进 快退 松开 拔销 原位停止 泵卸荷 1 根据动作循环 做出电磁阀YA的动作循环表 用符号 表示电磁阀通电 用符号 表示电磁阀断电 2 说明记号为a b c的三个阀其分别在系统中所起的作用 3 液控顺序阀 减压阀 单向顺序阀 溢流阀各自的调压依据是什么 元件a 单向阀 主缸工进时隔离低压泵和高压泵的压力 元件b 单向阀 瞬时保压 即防止主缸快进时夹紧缸松动 元件c 顺序阀 实现先定位后夹紧的顺序动作 液控顺序阀 高于快进压力 低于工进压力减压阀 按夹紧力要求 但始终低于溢流阀调定压力 单向顺序阀 能使定位缸动作即可 但始终要低于减压阀调定压力 溢流阀 调整系统压力 按工作缸能克服负载所需 如图所示是某专用机床的液压系统原理图 该系统有夹紧油缸和主工作油缸两个液压缸 它们的工作循环为 夹紧 快进 一工进 二工进 快退 松开 原位停止 泵卸荷 1 根据动作循环 作出电磁阀YA的动作循环表 用符号 表示电磁阀通电 符号 表示断电 2 说明标记为a b c的三个阀在系统中所起的作用 3 阀A和阀B哪个通流面积调节得大些 依据是什么 如图所示是某专用机床的液压系统原理图 该系统有夹紧油缸和主工作油缸两个液压缸 它们的工作循环为 夹紧 快进 一工进 二工进 快退 松开 原位停止 泵卸荷 1 根据动作循环 作出电磁阀YA的动作循环表