液压传动例题解答-优化标题

2025-09-29 历史故事版权反馈

【摘要】：液压缸碰到死挡铁后，pB=2MPa，pA=6MPa，所以在图14-3所示的系统中，液压泵的额定压力为2.5MPa，流量为10L/min，溢流阀的调定压力为1.8MPa，两个液压缸活塞面积A1=A2=30cm2，负载F1=4.5kN，F2=3kN，不计各种损失和溢流阀调压偏差，试分析计算：①液压泵起动后哪个液压缸先动作，为什么？②简述图14-6所示液压系统的工作原理。

【例1】在图14-1所示系统中，液压泵的流量q=32L/min，泵吸油管直径d=20mm，液压泵吸油口距离液面高度h=0.5m，液压油的运动黏度ν=20×10^-6m²/s，液压油的密度ρ=900kg/m³，局部压力损失Δp₁=1×10⁴Pa，Δp₂=2×10⁴Pa，空气分离压p_g=4×10⁴Pa。如果沿程损失不计，试求：①液压泵吸油口2-2处的真空度；②判断在液压泵吸油口处是否会有气穴现象发生。

解：

图14-1 例1

其中p₁=p₀（p₀为大气压），z₂-z₁=h，v₁＜＜v₂，v₁→0，v₂=v，α₁=α₂=2，∑h=（Δp₁+Δp₂）/r=（0.1×10⁵+0.2×10⁵）/（900×9.8）m≈3.4m所以

液压泵吸油口2-2处的真空度为

p₀-p₂=（1.01×10⁵-0.64×10⁵）Pa=0.37×10⁵Pa

p₂=0.064MPa＞p_g=0.04MPa

所以不会有气穴现象发生。

【例2】某液压泵额定压力p=2.5MPa，机械效率η^P_m=0.9，由实际测得：①当泵的转速n=1450r/min，泵的出口压力为零时，其流量q₁=106L/min；当泵的出口压力为2.5MPa时，其流量q₂=100.7L/min。试求泵在额定压力时的容积效率。②当泵的转速n=500r/min，压力为额定压力时，泵的流量为多少？容积效率又为多少？③以上两种情况，泵的驱动功率分别为多少？

解：①当n=1450r/min时，泵在额定压力时的容积效率η^D_V为

②当n=500r/min时，泵的流量q为

η^P_V不变，η^P_V=95%。

③当n=1450r/min时，泵的驱动功率P_i为驱动功率

当n=500r/min时，泵的驱动功率P′_i为

【例3】如图14-2所示，溢流阀调定压力为6MPa，减压阀调定压力为2MPa，试分析液压缸活塞在运动中和碰到死挡铁后管路A和B的压力值。若液压缸缸径d=100mm，运动速度v=6m/min，减压阀正常工作时的泄油量为0.6L/min，问通过减压阀的损失功率为多少（不计摩擦阻力与泄漏）？

解：①求A、B管路的压力值：

液压缸在运动中时，p_A=p_B=0MPa。

当液压缸碰到死挡铁后，p_B=2MPa，p_A=6MPa。

②求减压阀的损失功率：

当液压缸在运动中时，p_A=p_B=0MPa，ΔP=（p_A-p_B）·（q_B+q_L）=0W。

液压缸碰到死挡铁后，p_B=2MPa，p_A=6MPa，

所以

【例4】在图14-3所示的系统中，液压泵的额定压力为2.5MPa，流量为10L/min，溢流阀的调定压力为1.8MPa，两个液压缸活塞面积A₁=A₂=30cm²，负载F₁=4.5kN，F₂=3kN，不计各种损失和溢流阀调压偏差，试分析计算：①液压泵起动后哪个液压缸先动作，为什么？速度分别为多少？②各液压缸的输出功率和液压泵的最大输出功率为多少？

图14-2 例3

图14-3 例4

解：①驱动负载F₁所需的液压缸无杆腔压力为

驱动负载F₂所需的液压缸无杆腔压力为

因p₂小于p₁且均小于溢流阀调定压力，所以外负载为F₂的液压缸先动作，当该液压缸动作到端点后，外负载为F₁的液压缸再动作。

因为两液压缸活塞面积相同，两个液压缸运动速度也相同，均为

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②负载F₁液压泵的输出功率为

负载F₂液压泵的输出功率为

当两个液压缸均运动到端点，溢流阀开始溢流时，泵输出的最大功率为

【例5】在图14-4所示节流阀调速系统中，节流阀为薄壁小孔，流量系数c=0.67，液压油的密度ρ=900kg/m³，溢流阀调定压力p_r=1.2×10⁶Pa，泵流量q=20L/min，活塞面积A₁=30cm²，载荷F=2400N。试分析节流阀开口（面积为A_T）在从全开到逐渐调小过程中，活塞运动速度如何变化及溢流阀的工作状态。

解：外负载F所能产生的最大系统压力为

因外载荷所能产生的最大压力达不到溢流阀的调定压力，所以节流阀开口在从全开到逐渐调小过程中，节流阀开口面积有一临界值A_T0。溢流阀工作在两种状态：当A_T＞A_T0时，虽然节流开口调小，但活塞运动速度保持不变，溢流阀阀口关闭起安全阀作用；当A_T＜A_T0时，活塞运动速度随开口变小而下降，溢流阀阀口打开起定压阀作用。

图14-4 例5

①计算临界开口：

根据临界开口的工况可计算得临界开口为

A_T0=0.165mm²

②计算液压缸的运动速度：

当节流阀开口大于临界开口A_T0时，溢流阀不开启，液压缸运动速度v（m/s）不变，数值为

当节流阀开口小于临界开口A_T0时，溢流阀开启，液压缸运动速度v（m/s）随节流阀的开口而变化，其值为

【例6】如图14-5所示回路，a、b图中所示基本回路最多能实现几级调压？图中阀1、2、3的调整压力应满足怎样的关系？a、b图中所示两个基本回路有何不同？

图14-5 例6

解：a、b图所示都为三级调压，同时p_y1＞p_y2，p_y1＞p_y3，p_y2≠p_y3。

因为a图中换向阀、p_y2、p_y3通过的流量大于图14-5b中换向阀、p_y2、p_y3通过的流量，故图14-5a中换向阀、p_y2、p_y3的规格大于b图中换向阀、p_y2、p_y3的规格。

【例7】根据图14-6完成下面的习题：①说明图14-6所示液压系统原理图中编号1～9各液压元件的名称和功能。②简述图14-6所示液压系统的工作原理。

解：①图中1是两个安全溢流阀，用来限制系统的最高工作压力；2是冲洗阀，用来更换部分低压腔的液压油；3是调压溢流阀，设定冲洗阀出口的压力；4是系统工作液压马达；5是单向阀，用来切断高低压腔；6是变量泵；7是补油泵调压溢流阀；8是补油泵；9是带旁通的冷却器。

②图14-6所示为一个变量泵驱动定量液压马达的闭式回路，液压马达的转速和方向由变量泵6来调节，补油泵8用来给闭式回路补油，溢流阀7设定了补油压力，补油泵8补进闭式回路中的液压油，一部分用来补充闭式回路的泄漏，一部分用来补充冲洗阀更换的部分油温比较高的油液。

图14-6 例7

【例8】设计一个液压系统原理图，要求：①液压缸推动负载沿水平方向运动，液压缸左右运动的速度可以通过出口节流调速回路进行独立调节；②换向阀中位时液压缸使用液压锁双向锁紧；③液压泵使用先导式溢流阀卸荷；④液压缸具有双向的制动缓冲功能；⑤液压缸换向使用三位四通内控内泄式Y形中位机能电液换向阀实现；⑥液压系统使用定量泵；⑦说明所设计的液压原理图中各个液压元件的名称及所设计液压系统原理图的工作原理。

解：设计的液压系统原理如图14-7所示。图14-7中，1为电磁换向阀，2为先导式溢流阀，3为单向阀，4为液压泵，5为电液换向阀，6为液压锁，7为双向节流阀，8为制动缓冲回路，9为液压缸。1和2构成泵的调压和卸荷回路，3用来实现泵卸荷时的背压，防止电液换向阀卸荷后无法换向，5用来控制液压缸的运动方向，6用来当4处于中位时对液压缸进行锁紧，7用来实现液压缸双向速度的出口独立调节，8用来实现制动缓冲回路。

【例9】 ①说明图14-8所示系统中元件1～7的名称、作用及系统的功能。②若元件2实际设定压力为10MPa，元件1最大调定压力为28MPa，则此时A口压力比例调节的范围是多少？

图14-7 例8

图14-8 例9

解：①元件1为比例溢流阀；元件2为普通溢流阀，作为安全阀来使用，调定此系统最高工作压力；元件3为插装阀，系统的主阀，根据先导压力来控制A、B口的通断；元件4～7为液阻，组成液压半桥，平衡系统的压力，使阀芯运动平稳。

1～7各元件组成一个插装式比例溢流阀。

②比例溢流阀的调定压力由比例溢流阀1设定，插装式溢流阀的安全压力由普通溢流阀2设定，所以A口的压力理论上不会超过10MPa。

液压传动例题解答-优化标题

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