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江蘇工業(yè)學(xué)院教案 教 學(xué) 內(nèi) 容 （講稿） 備注 （包括：教學(xué)手段、時間分配、臨時更改等） 習(xí)題課 重點、難點習(xí)題講解 2－4 泵的額定流量為100L/min，額定壓力為2.5Mpa，當(dāng)轉(zhuǎn)速為1450r/min時，機(jī)械效率為ηm＝0.9。由實驗測得，當(dāng)泵出口壓力為零時，流量為106L/min，壓力為2.5Mpa時，流量為100.7L/min，試求： 1）泵的容積效率； 2）如泵的轉(zhuǎn)速下降到500r/min，在額定壓力下工作時，計算泵的流量為多少？ 3）上述兩種轉(zhuǎn)速下泵的驅(qū)動功率。 解：1）ηv1＝q1/qt1=100.7/106=0.95=95% * 額定流量反映的是同類型泵的指標(biāo)，而q1則是這臺泵的實際情況。 2）該泵的排量為V＝qt1/n1=0.0731 L/r；泄漏流量為Δq=qt1-q1=5.3 L/min； * 縫隙流動分為壓差流和剪切流，轉(zhuǎn)速不同只帶來剪切流的變化；而與壓差流相比，剪切流比例很小。故當(dāng)壓差相同時，泄漏流量亦不變。 ∴ q2＝Vn2－Δq＝31.25 L/min 此時泵的容積效率為ηv2＝q2/qt2＝（Vn2－Δq）/ Vn2＝0.85＝85％ * 顯然，對液壓泵而言，在不同的轉(zhuǎn)速下，其容積效率是不同的。 3）P＝pq/ηmηv * 機(jī)械效率反映機(jī)械摩擦所帶來的損失，可以認(rèn)為其與轉(zhuǎn)速變化無關(guān)。 則在上式中帶入不同轉(zhuǎn)速下的相應(yīng)參數(shù)，即可計算出兩種轉(zhuǎn)速下泵的驅(qū)動功率。 3－9 圖示為變量泵和定量馬達(dá)系統(tǒng)，低壓輔助泵輸出壓力py＝0.4Mpa，泵最大排量Vpmax＝100mL/r，轉(zhuǎn)速np＝1000r/min，容積效率ηvP＝0.9，機(jī)械效率ηmp＝0.85，馬達(dá)的相應(yīng)參數(shù)為Vm＝50mL/r，ηvm＝0.95， ηmm＝0.9。不計管道損失，當(dāng)馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩為Tm＝40Nm，轉(zhuǎn)速為nm＝160r/min時，求變量泵的排量、工作壓力和輸入功率。 解：* 變量泵定量馬達(dá)系統(tǒng)，為實現(xiàn)馬達(dá)的調(diào)速范圍，必須變量泵的供給流量滿足馬達(dá)的需要；因此泵的最大排量只體現(xiàn)系統(tǒng)的一種能力指標(biāo)，而變量泵的排量應(yīng)根據(jù)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速來確定。 則：qp＝qm；VpnpηvP＝Vmnm/ηvm；∴ Vp＝Vmnm/npηvPηvm。 * 馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩是由其進(jìn)出口的壓差產(chǎn)生，從系統(tǒng)圖可見泵、馬達(dá)進(jìn)出口兩端的壓差是相等的，即 pp－py＝pm－py＝2πTm/Vmηmm；∴ pp＝2πTm/Vmηmm＋py。 * 泵的輸入功率由泵的流量、進(jìn)出口壓差和效率決定。 Ppi＝（pp－py）qp / ηP＝2πnmTm / ηmpηvPηmmηvm。 帶入實際參數(shù)計算即可。 第 120 頁 江蘇工業(yè)學(xué)院教案 教 學(xué) 內(nèi) 容 （講稿） 備注 （包括：教學(xué)手段、時間分配、臨時更改等） 4－4 圖4－116所示系統(tǒng)中溢流閥的調(diào)整壓力分別為pA＝3MPa，pB＝1.4MPa，pC＝2MPa。試求1）當(dāng)系統(tǒng)外負(fù)載為無窮大時，泵的出口壓力為多少？2）如將溢流閥B的遙控口堵住，泵的出口壓力又為多少？ 解：1）泵啟動后，當(dāng)系統(tǒng)壓力升至1.4MPa時，先導(dǎo)式溢流閥B的先導(dǎo)閥開啟，其主閥也開啟（對應(yīng)1.4MPa的開口量），但這時閥B的出口還接有閥C，而閥C的調(diào)整壓力為2MPa，故下支路并不能接通；當(dāng)系統(tǒng)壓力（這時由閥B 的出口壓力所決定）繼續(xù)升至2MPa時，直動式溢流閥C開啟，此時由于先導(dǎo)式溢流閥B的遙控口直接接在其出口，閥B上并不產(chǎn)生壓力降（其主閥芯全開），所以系統(tǒng)壓力為閥C所調(diào)節(jié)的壓力，即等于2MPa。閥A調(diào)整壓力為3MPa，不開啟。 2）因為此時溢流閥B的遙控口被堵住，下支路相當(dāng)于閥B、閥C兩個直動型溢流閥串連，所以下支路的開啟壓力為1.4MPa＋2MPa＝3.4 MPa；而上支路的開啟壓力為閥A所調(diào)整的壓力3MPa，所以系統(tǒng)壓力即泵的出口壓力為3MPa。 * 系統(tǒng)壓力由外負(fù)載決定，外負(fù)載包括系統(tǒng)中各種調(diào)控裝置；系統(tǒng)壓力由系統(tǒng)中所有起作用的外負(fù)載、調(diào)控裝置中的最小值所決定！ 第 121 頁 江蘇工業(yè)學(xué)院教案 教 學(xué) 內(nèi) 容 （講稿） 備注 （包括：教學(xué)手段、時間分配、臨時更改等） 4－5 圖4－117所示兩系統(tǒng)中溢流閥的調(diào)整壓力分別為pA＝4MPa，pB＝3MPa，pC＝2MPa，當(dāng)系統(tǒng)外負(fù)載為無窮大時，1）泵的出口壓力各為多少？2）對圖a的系統(tǒng)，請說明溢流量是如何分配的？ 解：1）圖a，A、B、C三閥并聯(lián)，系統(tǒng)壓力由其中最小設(shè)定壓力決定，所以泵出口壓力為閥C的調(diào)整壓力2MPa。圖b，A、B、C三閥串聯(lián)，系統(tǒng)壓力為三閥之和，但由于閥B之遙控口直接接油箱，故閥B進(jìn)出口壓差為零，所以泵出口壓力為閥A、B之和，即6MPa。 2）對圖a的系統(tǒng)，經(jīng)先導(dǎo)式溢流閥A、B之遙控口流過溢流量的極少部分液壓油，到達(dá)直動式溢流閥C使其開啟，而主溢流量仍要通過閥A的主閥芯流回油箱。 4－6 圖4－118所示溢流閥的調(diào)定壓力為4MPa，若不計先導(dǎo)油流經(jīng)主閥芯阻尼小孔時的壓力損失，試判斷下列情況下的壓力表的讀數(shù)： 1）YA斷電，且負(fù)載為無窮大時； 2）YA斷電，且負(fù)載壓力為2MPa時； 3）YA通電，且負(fù)載為2MPa時； 答：壓力表接在先導(dǎo)式溢流閥的遙控口上，其讀數(shù)直接反映泵出口的壓力。 1）4MPa；壓力值由先導(dǎo)式溢流閥的調(diào)定壓力決定。 2）2MPa；壓力值由系統(tǒng)的負(fù)載壓力決定。 3）0MPa；壓力值由先導(dǎo)式溢流閥的遙控口決定。 * 全面、正確理解系統(tǒng)的壓力由外負(fù)載決定。 第 122 頁 江蘇工業(yè)學(xué)院教案 教 學(xué) 內(nèi) 容 （講稿） 備注 （包括：教學(xué)手段、時間分配、臨時更改等） 4－7 試確定圖示回路在下列情況下液壓泵的出口壓力： 1）全部電磁鐵斷電； 答：5.5MPa 2）電磁鐵2YA通電，1YA斷電； 3.5MPa 3）電磁鐵2YA斷電，1YA通電； 0.5MPa 4－8 圖4－120所示系統(tǒng)溢流閥的調(diào)定壓力為5MPa，減壓閥的調(diào)定壓力為2.5MPa。試分析下列各工況，并說明減壓閥閥口處于什么狀態(tài)？ 1）泵出口為溢流閥調(diào)定壓力，缸夾緊工件，A、C點壓力各為多少？ 2）泵出口壓力降到1.5MPa（工件原夾緊），A、C點壓力各為多少？ 3）夾緊缸在夾緊工件前作空載運動時，A、B、C點壓力各為多少？ 答：1）pA＝pC＝5MPa，減壓閥口似開非開；2）pA＝1.5MPa，pC＝2.5MPa，減壓閥口開；3）pA＝pB＝pC＝0，減壓閥口開。 第 123 頁 江蘇工業(yè)學(xué)院教案 教 學(xué) 內(nèi) 容 （講稿） 備注 （包括：教學(xué)手段、時間分配、臨時更改等） 4－9 圖4－121所示回路，溢流閥的調(diào)定壓力為5MPa，減壓閥的調(diào)定壓力為1.5MPa，活塞運動時負(fù)載壓力為1MPa，其它損失不計，試求： 1）活塞運動期間和碰到死檔鐵后A、B處壓力。 2）如果減壓閥的外泄油口堵死，活塞碰到死檔鐵后A、B處壓力。 答：1）活塞運動期間A、B處壓力均為1MPa；碰到死檔鐵后A處壓力為1.5MPa，B處壓力為5MPa。 2）此時，AB處壓力均為5MPa。 * 減壓閥外泄油口被堵死后，閥芯將不能動作，減壓閥僅相當(dāng)于通道。 4－10 圖4－122所示的減壓回路，已知液壓缸無桿腔、有桿腔面積分別為100cm2、50cm2，最大負(fù)載F1＝14000N、F2＝4250N，背壓p＝0.15MPa，節(jié)流閥的壓差Δp＝0.2MPa，求： 1）A、B、C各點的壓力（忽略管路阻力）； 2）泵和閥應(yīng)選多大的額定壓力？ 3）若兩缸的進(jìn)給速度分別為v1＝3.5cm/s，v2＝4cm/s，泵和各閥的額定流量應(yīng)選多大？ 解：1）* 應(yīng)考慮減壓回路和節(jié)流回路動作次序的問題。 pB A1＝p A2＋F2，pB＝pJ＝pA2/A1+F2/A1＝0.5MPa 故當(dāng)系統(tǒng)壓力升至pA＝pB＝pC =0.5MPa時，缸2先伸出； pC＝F1/A1＝1.4MPa； pA＝pY＝pC＋Δp＝1.6MPa； pA＝pY＝1.6MPa > pB＝pJ＝0.5MPa，系統(tǒng)壓力級別合理。 2）考慮一定余量和標(biāo)準(zhǔn)壓力系列，可選泵及各閥的額定壓力為2.5MPa。 3）q1＝A1v1＝21 l/min，q2＝A1v2＝24 l/min，q3＝q2 A2/A1＝12 l/min； * 兩缸不同時動作，稍留余量和額定流量系列，可選泵、閥1、閥2、節(jié)流閥額定流量為25 l/min，閥3額定流量為16 l/min。 第 124 頁 江蘇工業(yè)學(xué)院教案 教 學(xué) 內(nèi) 容 （講稿） 備注 （包括：教學(xué)手段、時間分配、臨時更改等） 4－11 圖4－123所示回路，順序閥的調(diào)整壓力pX＝3MPa，溢流閥的調(diào)整壓力pY＝5MPa，問載下列情況下A、B點的壓力為多少？ 1）液壓缸運動，負(fù)載壓力pL＝4MPa時； 2）如負(fù)載壓力pL變?yōu)?MPa時； 3）活塞運動到右端時。 答：1）pA＝pB＝4MPa；2）pA＝1MPa，pB＝3MPa；3）pA＝pB＝5MPa。 * 可見，順序閥進(jìn)、出口壓力是隨著外負(fù)載的大小而變化的。 4－12 圖4－124所示系統(tǒng)，缸Ⅰ、Ⅱ上的外負(fù)載力F1＝20000N，F(xiàn)2＝30000N，有效工作面積都是A＝50cm2，要求缸Ⅱ先于缸Ⅰ動作，問： 1）順序閥和溢流閥的調(diào)定壓力分別為多少？ 2）不計管路損失，缸Ⅰ動作時，順序閥進(jìn)、出口壓力分別為多少？ 解：1）液壓缸驅(qū)動負(fù)載所需壓力：p1＝F1/A＝4MPa；p2＝F2/A＝6MPa。 所以，溢流閥和順序閥調(diào)定壓力應(yīng)為：pP＝pY > pX > 6MPa。 2）pX進(jìn) > 6MPa，pX出＝4MPa。 * 此時，順序閥并未全開，其進(jìn)、出口之間有 > 2MPa的壓降。 4－13 圖4－125所示回路，順序閥和溢流閥串聯(lián)，調(diào)整壓力分別為pX和pY，當(dāng)系統(tǒng)外負(fù)載為無窮大時，問： 1）泵的出口壓力為多少？ 2）若把兩閥的位置互換，泵的出口壓力又為多少？ 答：1）當(dāng)pX > pY，pP＝pX（此時順序閥出口壓力為pY），當(dāng)pX < pY，pP＝pY（此時順序閥進(jìn)、出口壓力均為pY）。 第 125 頁 江蘇工業(yè)學(xué)院教案 教 學(xué) 內(nèi) 容 （講稿） 備注 （包括：教學(xué)手段、時間分配、臨時更改等） 2）無論pX >< pY，pP＝pX+ pY。 * 順序閥進(jìn)出口之間的壓差不是固定不變的，這點與溢流閥不同。 4－14 圖4－126a、b回路參數(shù)相同，液壓缸無桿腔面積A＝50cm2，負(fù)載FL＝10000N，各閥的調(diào)定壓力如圖示，試分別確定兩回路在活塞運動時和活塞運動到終端停止時A、B兩處的壓力。 解：驅(qū)動負(fù)載所需壓力pB＝FL/A＝2MPa。 圖a，A、B之間為減壓閥，故 運動時 pA＝pB＝2MPa， 停止時 pA＝5MPa，pB＝3MPa； 圖b，A、B之間為順序閥，故 運動時 pA＝3MPa，pB＝2MPa， 停止時 pA＝pB＝5MPa。 4－15 圖4－127所示系統(tǒng)，液壓缸的有效面積A1＝A2＝100cm2，缸Ⅰ負(fù)載FL＝35000N，缸Ⅱ運動時負(fù)載為零，不計摩擦阻力，慣性力和管路損失。溢流閥、順序閥和減壓閥的調(diào)定壓力分別為4MPa，3MPa和2MPa。求下列三種工況下A、B和C處的壓力。 1）液壓泵起動后，兩換向閥處于中位； 2）1YA通電，液壓缸Ⅰ運動時和到終端停止時； 第 126 頁 江蘇工業(yè)學(xué)院教案 教 學(xué) 內(nèi) 容 （講稿） 備注 （包括：教學(xué)手段、時間分配、臨時更改等） 3）1YA斷電，2YA通電，液壓缸Ⅱ運動時和碰到固定檔塊停止運動時。 解：驅(qū)動外負(fù)載FL所需壓力為p＝FL/A1＝3.5MPa。 1）pA＝pB＝4MPa，pC＝2MPa； 2）缸Ⅰ運動時，pA＝pB＝3.5MPa，pC＝2MPa； 終端停止時，pA＝pB＝4MPa，pC＝2MPa； 3）缸Ⅱ運動時，pA＝pB＝pC＝0MPa； 檔塊停止時，pA＝pB＝4MPa，pC＝2MPa。 * 注意，即使1YA、2YA同時通電，而且FL＝0，兩缸的動作順序也是缸Ⅱ先動，缸Ⅰ后動，這就是順序閥的功能。 *4－16 下列八種回路，已知：液壓泵流量qP＝10L/min，液壓缸無桿腔面積A1＝50cm2，有桿腔面積A2＝25cm2，溢流閥調(diào)定壓力pP＝2.4MPa，負(fù)載FL及節(jié)流閥流通面積AT均已標(biāo)在圖上，試分別計算各回路中活塞的運動速度和液壓泵的工作壓力（設(shè)Cd＝0.62，ρ＝870kg/m3）。 解：a） pP＝p1＝FL/A1=2MPa，v＝q/A1＝200cm/min； b） pP＝p1＝FL/A1=0.2MPa，v＝q/A1＝200cm/min； 第 127 頁 江蘇工業(yè)學(xué)院教案 教 學(xué) 內(nèi) 容 （講稿） 備注 （包括：教學(xué)手段、時間分配、臨時更改等） c） 設(shè)系統(tǒng)處于節(jié)流調(diào)速工作狀態(tài)：p1＝pP＝2.4MPa， 活塞力平衡 p1A1＝p2A2＋FL，p2＝（p1A1－FL）/ A2， 節(jié)流閥流量 q2＝CdAT（2p2/ρ）1/2， v＝q2/A2， 解得：v＝6.3cm/min，pP＝2.4MPa，可見節(jié)流閥確實處于節(jié)流狀態(tài)。 d） 設(shè)系統(tǒng)處于節(jié)流調(diào)速工作狀態(tài)：p1＝pP＝2.4MPa， 活塞力平衡 p1A1＝p2A2＋FL， 解得：p2＝（p1A1－FL）/ A2＝4.8MPa， 節(jié)流閥流量 q2＝CdAT（2p2/ρ）1/2＝3.2510－4m3/s＝19500cm3/min， 第 128 頁 江蘇工業(yè)學(xué)院教案 教 學(xué) 內(nèi) 容 （講稿） 備注 （包括：教學(xué)手段、時間分配、臨時更改等） 活塞運動速度v＝q2/A2＝q1/A1＝780cm/min， * 所需流量及速度已大于泵全流量及所能實現(xiàn)的活塞速度200cm/min，故前面節(jié)流閥處于調(diào)速工作狀態(tài)的假設(shè)是不正確的，節(jié)流閥相當(dāng)于通道。 所以活塞運動速度為v＝200cm/min，q2＝v A2＝CdAT（2p2/ρ）1/2，由此推出p2＝ρ（v A2/ CdAT）2/2＝1.257MPa，帶入活塞力平衡方程中，得 p1＝（p2A2＋FL）/ A1＝2.15MPa， 故：v＝200cm/min，pP＝p1＝2.15MPa，即溢流閥是不工作的。 e） 設(shè)系統(tǒng)處于節(jié)流調(diào)速工作狀態(tài)： pP＝2.4MPa， 活塞力平衡 p1A1＝p2A2＋FL， 解得：p1＝（p2A2+FL）/ A1＝2.15MPa， 節(jié)流閥流量 q1＝CdAT（2（pP－p1）/ρ）1/2＝1.1910－4m3/s＝7134cm3/min < qP＝10L/min， 故活塞運動速度v＝q1/A1＝142.69cm/min， f） 分析方法同e），但要得到節(jié)流閥不起節(jié)流作用的結(jié)果，即答案： pP＝2.15MPa和v＝200cm/min，則應(yīng)使節(jié)流閥開口面積大于（2000.08/140）0.115cm2才行，而不是圖中所給出的0.09cm2。 g） pP＝pT＝FL/A1＝2MPa，qP＝q1＋qT，qT＝CdAT（2pT/ρ）1/2＝2522.4cm3/min，q1＝qP－qT＝7477.6cm3/min，v＝q1/A1＝150cm/min。 h） 設(shè)能推動外負(fù)載，則 pP＝pT＝FL/A1＝2MPa，qP＝q1＋qT，qT＝CdAT（2pT/ρ）1/2＝12612cm3/min，可見，需要的旁路節(jié)流流量已經(jīng)大于泵所能提供的流量，所以能推動外負(fù)載的假設(shè)不對。其實，泵的流量都從節(jié)流閥走了，負(fù)載不動。故q1＝0，v＝q1/A1＝0；泵的工作壓力pP＝pT＝ρ（qP / CdAT）2/2＝1.26MPa 第 129 頁 江蘇工業(yè)學(xué)院教案 教 學(xué) 內(nèi) 容 （講稿） 備注 （包括：教學(xué)手段、時間分配、臨時更改等） 4－17 圖4－29所示回路中，A1＝2A2＝50cm2，溢流閥的調(diào)定壓力pY＝3MPa，試回答下列問題： 1） 回油腔背壓p2的大小由什么因素來決定？ 2） 當(dāng)負(fù)載FL＝0時，p2比p1高多少？泵的工作壓力是多少？ 3） 當(dāng)泵的流量略有變化時，上述結(jié)論是否需要修改？ 解：1）這是回油節(jié)流調(diào)速，由活塞的力平衡方程p1A1＝p2A2＋FL，節(jié)流閥流量公式q2＝CdAT（2p2/ρ）1/2，可見p2與節(jié)流閥開口量、負(fù)載力、泵的工作壓力和流量及液壓缸結(jié)構(gòu)參數(shù)等因素有關(guān)。 2）當(dāng)FL＝0時， p2＝p1A1/ A2＝2p1＝6MPa，p1＝pY＝3MPa。 3）泵的流量略有變化時，壓力會有少許波動，但不影響上述結(jié)論。 4－18 液壓缸活塞面積A＝100cm2，負(fù)載在500～40000N的范圍內(nèi)變化，為使負(fù)載變化時活塞運動速度恒定，在液壓缸進(jìn)口處使用一個調(diào)速閥。如將泵的工作壓力調(diào)到其額定壓力6.3MPa，試問這是否合適。 解：系統(tǒng)驅(qū)動最大負(fù)載所需壓力為p＝FLmax/A＝4MPa，調(diào)速閥正常工作應(yīng)保證0.5MPa的壓差，所以泵的工作壓力調(diào)到稍大于4.5MPa即可。而將泵的工作壓力調(diào)到其額定壓力6.3MPa，造成調(diào)速閥上壓力損失過大，不合適。 4－19 圖4－130所示為插裝式錐閥組成換向閥的兩個例子。如果閥關(guān)閉時A、B有壓差，試判斷電磁鐵通電和斷電時，圖a和圖b的壓力油能否開啟錐閥而流動，并分析各自是作何種換向閥使用的。 答：圖 a，斷電時，當(dāng)A>B，則A、B之間不通，當(dāng)B>A，則由B流向A； 通電時，當(dāng)A>B，則由A流向B，當(dāng)B>A，則由B流向A。 圖 b，斷電時，當(dāng)A>B，則由A流向B，當(dāng)B>A，則A、B之間不通； 通電時，當(dāng)A>B，則由A流向B，當(dāng)B>A，則由B流向A。 都實現(xiàn)液控單向閥的功能。電磁鐵通電與否相當(dāng)于控制油是否起作用。 4－24 在氣動控制元件中，哪些元件具有記憶功能？記憶功能是如何實現(xiàn)的？ 答：雙控?fù)Q向閥具有記憶功能。記憶功能可以通過閥的操控方式來實現(xiàn)，有雙氣控、雙電磁鐵等形式。 第 130 頁 江蘇工業(yè)學(xué)院教案 教 學(xué) 內(nèi) 容 （講稿） 備注 （包括：教學(xué)手段、時間分配、臨時更改等） 6－1 在圖示回路中，若溢流閥的調(diào)整壓力分別為py1＝6MPa，py2＝4.5MPa。泵出口處的負(fù)載阻力為無限大，試問在不計算管道損失和調(diào)壓偏差時： 1）換向閥下位接入回路時，泵的工作壓力為多少？B點和C點的壓力各為多少？ 2）換向閥上位接入回路時，泵的工作壓力為多少？B點和C點的壓力又是多少？ 答：1）泵的工作壓力為6MPa，B點和C點的壓力均為6MPa； 2）泵的工作壓力為4.5MPa，B點壓力為4.5MPa、C點壓力為零。 6－2 在圖示回路中，已知活塞運動時的負(fù)載F＝1200N，活塞面積A＝1510－4m2，溢流閥調(diào)整值為pP＝4.5MPa，兩個減壓閥的調(diào)整值分別為pJ1＝3.5MPa和pJ2＝2MPa，如油液流過減壓閥及管路時的損失可略去不計，試確定活塞在運動時和停在終端位置處時，A、B、C三點壓力值。 解：運動時，驅(qū)動負(fù)載所需液壓缸大腔的壓力為p＝F/A＝0.8MPa， 故pA＝pB＝pC＝0.8MPa。 停止時，pA＝3.5MPa， pB＝4.5MPa ，pC＝2MPa。 6－3 如圖6－7所示的平衡回路中，若液壓缸無桿腔面積為A1＝8010－4m2，有桿腔面積A2＝4010－4m2，活塞與運動部件自重G＝6000N，運動時活塞上的摩擦力為Ff＝2000N，向下運動時要克服負(fù)載阻力為FL＝24000N，試問順序閥和溢流閥的最小調(diào)整壓力應(yīng)為多少？ 解：順序閥的作用是平衡豎直安裝液壓缸的活塞與運動部件自重。 所以pX＝G/A2=1.5MPa； 溢流閥調(diào)整壓力應(yīng)滿足平衡后驅(qū)動負(fù)載阻力和摩擦力的需要。 所以pY＝（Ff+FL）/A1=3.25MPa。 第 131 頁 江蘇工業(yè)學(xué)院教案 教 學(xué) 內(nèi) 容 （講稿） 備注 （包括：教學(xué)手段、時間分配、臨時更改等） 6－6 在圖6－58所示的調(diào)速閥節(jié)流調(diào)速回路中，已知qP＝25L/min，A1＝10010－4m2，A2＝5010－4m2，F(xiàn)由零增至30000N時活塞向右移動速度基本無變化，v＝0.2m/min，若調(diào)速閥要求的最小壓差為Δpmin＝0.5MPa，試求：1）不計調(diào)壓偏差時溢流閥調(diào)整壓力py是多少？泵的工作壓力是多少？ 2）液壓缸可能達(dá)到的最高工作壓力是多少？ 3）回路的最高效率為多少？ 解：1）溢流閥應(yīng)按保證調(diào)速閥正常工作，并能驅(qū)動最大負(fù)載來調(diào)整壓力。 由活塞力平衡方程 py A1＝Δpmin A2＋Fmax 即 py＝pP＝（Δpmin A2＋Fmax）/ A1＝3.25MPa 2）當(dāng)負(fù)載為零時，液壓缸小腔具有最大壓力。 即 p2＝Δp＝py A1/ A2＝2 py＝6.5MPa 3）當(dāng)回路所驅(qū)動的負(fù)載為最大值時，效率最高。 此時回路效率為 η＝Fmax v/qP pP＝7.4％ 工進(jìn)時所需流量為 q1＝A1v＝2L/min * 回路效率如此之低的原因是低速運動時泵的流量太大。 6－9 如圖6－59所示，已知兩液壓缸的活塞面積相同，無桿腔面積A1＝2010－4m2，但負(fù)載分別為F1＝8000N，F(xiàn)2＝4000N，如溢流閥的調(diào)定壓力為py＝4.5MPa，試分析減壓閥壓力調(diào)整值分別為1MPa，2MPa，4MPa時，兩液壓缸的動作情況。 解：兩缸驅(qū)動各自負(fù)載時的大腔壓力分別為 p1＝F1/A1＝4MPa，p2＝F2/A1＝2MPa。 1MPa時，2缸不動，系統(tǒng)壓力升至4.5MPa后，1缸動作； 2MPa時，2缸動作的同時，1缸也動作，兩缸可同時動； 4MPa時，系統(tǒng)壓力升至2MPa，2缸先動，到終端后，1缸才動作。 第 132 頁 江蘇工業(yè)學(xué)院教案 教 學(xué) 內(nèi) 容 （講稿） 備注 （包括：教學(xué)手段、時間分配、臨時更改等） 6－10 試分析如圖6－60所示的氣動回路的工作過程，并指出各元件的名稱。 答：圖示狀態(tài)下，A、B兩缸均退回。按下兩位三通手動換向閥E（隨即釋放），兩位四通氣控?fù)Q向閥2右位接入系統(tǒng)，氣缸A伸出；到右端點后，單向順序閥C接通，使兩位四通氣控?fù)Q向閥1左位接入系統(tǒng)，氣缸B伸出；此時閥2換為左位接入系統(tǒng)，缸A縮回；到左端點后單向順序閥D接通，使閥1換為右位接入系統(tǒng)，缸B縮回。這樣每按動一次閥E，就使上述過程重復(fù)一次，即缸A伸出－缸B伸出－缸A縮回－缸B縮回。 各元件名稱 A、B：氣缸； 閥1、閥2：兩位四通氣控?fù)Q向閥； E：兩位三通手動換向閥； C、D：單向順序閥 第 133 頁 江蘇工業(yè)學(xué)院教案 教 學(xué) 內(nèi) 容 （講稿） 備注 （包括：教學(xué)手段、時間分配、臨時更改等） 7－1 附圖所示的液壓系統(tǒng)是怎樣工作的？按其動作循環(huán)表中的提示進(jìn)行閱讀，將該表填寫完整，并作出系統(tǒng)的工作原理說明。 第 134 頁 江蘇工業(yè)學(xué)院教案 教 學(xué) 內(nèi) 容 （講稿） 備注 （包括：教學(xué)手段、時間分配、臨時更改等） 動 作 名 稱 電 氣 元 件 1YA 2YA 11YA 12YA 21YA 22YA YJ 定位夾緊 － － － － － － ＋ 快 進(jìn) ＋ － ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ 工進(jìn)卸荷（低） － － ＋ － ＋ － ＋ 快 退 ＋ － － ＋ － ＋ ＋ 松開拔銷 － ＋ － － － － － 原位卸荷（低） － ＋ － － － － － 系統(tǒng)工作原理說明：按系統(tǒng)所要實現(xiàn)的各個功能要求（動作），結(jié)合液壓系統(tǒng)原理圖走通油路（包括進(jìn)油路和回油路），由此即可決定系統(tǒng)中各控制元件的工作狀態(tài)。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)系統(tǒng)所使用基本回路的原理、功能和特點，即可對整個液壓傳動系統(tǒng)的性能、特色進(jìn)行分析討論。 7－2 分析評述上述液壓系統(tǒng)的特點。 答：1）低壓大流量和高壓小流量雙泵供油，區(qū)分快進(jìn)、工進(jìn)節(jié)省能源。 2）Ⅰ、Ⅱ兩回路各自獨立循環(huán)工作，互不干擾。 3）定位夾緊輔助工作使用了減壓閥減壓回路，保證可靠夾緊。 4）單向順序閥保證先定位后夾緊；并采用壓力繼電器與主回路通訊。 5）Ⅰ、Ⅱ兩回路均采用大泵供油，差動快進(jìn)，縮短了輔助工作時間。 6）工進(jìn)時大泵卸荷，Ⅰ回路為調(diào)速閥出口節(jié)流調(diào)速，可承受反向負(fù)載。 7）工進(jìn)時大泵卸荷，Ⅱ回路為調(diào)速閥進(jìn)油節(jié)流調(diào)速，單向閥做背壓。 8）系統(tǒng)中，各動作轉(zhuǎn)換均用電磁換向閥實現(xiàn)，便于實現(xiàn)電氣控制。 第 135 頁 江蘇工業(yè)學(xué)院教案 教 學(xué) 內(nèi) 容 （講稿） 備注 （包括：教學(xué)手段、時間分配、臨時更改等） 7－3 試寫出圖示液壓系統(tǒng)動作循環(huán)表，并評述這個液壓系統(tǒng)的特點。 答： 1YA 2YA 3YA 快進(jìn) ＋ － ＋ 工進(jìn) ＋ － － 停留 ＋ － － 快退 － ＋ － 停止 － － － 特點：1）限壓變量泵供油，自動適應(yīng)系統(tǒng)工況。 2）快進(jìn)時，泵工作于低壓大流量，且回路構(gòu)成差動快進(jìn)。 3）工進(jìn)時，泵工作于高壓小流量，回路為調(diào)速閥出口容積節(jié)流調(diào)速。 4）停留時，泵壓力最大，無流量；壓力繼電器加電控決定停留時間。 5）快退時，泵為低壓大流量，且由單向閥提供背壓。 6）停止時，泵通過背壓單向閥卸荷，并維持控制油路有一定的壓力。 7－4 讀懂圖示液壓系統(tǒng)，并說明：1）快進(jìn)時油液流動路線；2）這個系統(tǒng)的特點。 答：1）差壓式變量泵低壓大流量供油，加上液壓缸小腔通過閥4流出的油，通過閥2、閥3，一起進(jìn)入液壓缸大腔，從而構(gòu)成差動快進(jìn)。 2）系統(tǒng)特點：差壓式變量泵加節(jié)流閥的容積節(jié)流調(diào)速回路；快進(jìn)時，泵低壓大流量供油，回路差動快進(jìn)；兩個節(jié)流閥串連實現(xiàn)一、二兩種工進(jìn)；工進(jìn)結(jié)束，壓力繼電器發(fā)信快退；停止時，泵工作于最高壓力，無輸出流量。 7－5 試將圖示液壓系統(tǒng)圖中的動作循環(huán)表填寫完整，并分析討論系統(tǒng)的特點。 答：與習(xí)題7－1、7－2的系統(tǒng)和要求相同。 動作名稱 電氣元件狀態(tài) 1YA 2YA 3YA 4YA 5YA 6YA YJ 定位夾緊 － － － － － － ＋ 快進(jìn) ＋ － ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ 工進(jìn)（卸荷） － － － － ＋ ＋ ＋ 快退 ＋ － ＋ ＋ － － ＋ 松開拔銷 － ＋ － － － － － 原位（卸荷） － ＋ － － － － － 第 136 頁 江蘇工業(yè)學(xué)院教案 教 學(xué) 內(nèi) 容 （講稿） 備注 （包括：教學(xué)手段、時間分配、臨時更改等） 7－6 圖示的壓力機(jī)液壓系統(tǒng)能實現(xiàn)“快進(jìn)－慢進(jìn)－保壓－快退－停止”的動作循環(huán)。試讀懂此系統(tǒng)圖，幷寫出：1）包括油液流動情況的動作循環(huán)表；2）標(biāo)號元件的名稱和功用。 答：1）快進(jìn)：進(jìn)油路為，泵－單向閥2－電液換向閥3左位－快進(jìn)缸4大腔，高位油箱11－液控單向閥9－慢進(jìn)柱塞缸10；回油路為，快進(jìn)缸4小腔－電液換向閥3左位－油箱。 第 137 頁 江蘇工業(yè)學(xué)院教案 教 學(xué) 內(nèi) 容 （講稿） 備注 （包括：教學(xué)手段、時間分配、臨時更改等） 慢進(jìn)：泵－單向閥2－電液換向閥3左位－（快進(jìn)缸4大腔）順序閥6－慢進(jìn)柱塞缸10。 保壓：油路同上，壓力由溢流閥1調(diào)定，時間可由壓力繼電器7發(fā)信。 （釋壓：保壓結(jié)束快退之前，慢進(jìn)柱塞缸－單向閥8－節(jié)流閥5－換向閥3中位－油箱；慢進(jìn)柱塞缸中高壓油瞬間釋壓。） 快退：進(jìn)油，泵－閥2－閥3右位－缸4小腔；回油，（控制油反向打開液控單向閥9）缸10－閥9－高位油箱11，缸4大腔－閥3右位－油箱。 停止：泵－閥2－閥3中位－油箱，泵卸荷。 圖7－37 題7－6圖 圖7－38 題7－7圖 2）1溢流閥：限定系統(tǒng)保壓時的最高壓力。 2單向閥：保壓－快退間防油倒灌；卸荷后維持一定控制油壓力。 3電液換向閥：換向，中位釋壓、卸荷。 4快進(jìn)活塞缸：實現(xiàn)系統(tǒng)快進(jìn)、快退。 5節(jié)流閥：增加釋壓阻力，防止高壓油瞬間倒沖。 6順序閥：調(diào)定系統(tǒng)慢進(jìn)工作壓力。 7壓力繼電器：保壓壓力電信號，可啟動時間繼電器設(shè)定保壓時間。 8單向閥：在快進(jìn)、慢進(jìn)和保壓動作時關(guān)斷釋壓回路。 9液控單向閥：快進(jìn)時正向打開，快退時反向打開。 10慢進(jìn)柱塞缸：慢進(jìn)時大出力。 11高位油箱：為柱塞缸快進(jìn)補(bǔ)油，慢進(jìn)回油。 第 138 頁 江蘇工業(yè)學(xué)院教案 教 學(xué) 內(nèi) 容 （講稿） 備注 （包括：教學(xué)手段、時間分配、臨時更改等） 7－7 圖示一全自動內(nèi)圓磨床液壓系統(tǒng)中實現(xiàn)工件橫向進(jìn)給那一部分的油路，它按圖中排列的動作順序進(jìn)行工作。試讀懂這部分油路圖，幷寫出相應(yīng)的完整循環(huán)表。 答： 1YA 2YA 閥3 閥4 閥5 閥6 快進(jìn) － ＋ 下 （通） 斷 通 一工進(jìn) ＋ ＋ 下（保） 通 斷 斷 停留（?。? ＋ － 上 斷 （通） 斷 二工進(jìn) ＋ ＋ 上（保） 斷 通 斷 停留（浮） ＋ － 上 斷 （通） 斷 快退 － － 上（保） 斷 （通） （通） 7－8 圖示的雙缸系統(tǒng)如按所規(guī)定的順序接受電氣信號，試列表說明各液壓閥和兩液壓缸的工作狀態(tài)。 圖7－39 題7－8圖 第 139 頁 江蘇工業(yè)學(xué)院教案 教 學(xué) 內(nèi) 容 （講稿） 備注 （包括：教學(xué)手段、時間分配、臨時更改等） 答：設(shè)各閥動作時間相同，均瞬間動作。 1YA 2YA 閥3 閥4 閥5 閥6 缸Ⅰ 缸Ⅱ 動作順序 1 － ＋ 右 右 右 左 縮 伸 2 － － 右 右 右 右 縮 縮 3 ＋ － 右 左 左 右 伸 縮 4 ＋ ＋ 左 左 左 左 縮 縮 5 ＋ － 左 左 左 右 縮 伸 6 － － 左 右 右 右 伸 伸 第 140 頁