习题7-答案.doc

第7章 思考题和习题
7.1 如题7.1图所示，液压泵输出流量 L/min，液压缸无杆腔面积 cm，液压缸有杆腔面积 cm。溢流阀的调定压力 MPa，负载F=10 kN。节流阀口视为薄壁孔，流量系数。油液密度 kg/m。试求：（1）节流阀口通流面积cm和cm时的液压缸速度、液压泵压力、溢流阀损失和回路效率；
（2）当 cm和 cm时，若负载F= 0，求液压泵的压力和液压缸两腔压力和各为多大？
（3）当F=10 kN时，若节流阀最小稳定流量为 L/min，所对应的和液压缸速度多大？若将回路改为进油节流调速回路，则和多大？把两种结果相比较能说明什么问题？

题图7.1

解：（1）时：如果溢流阀不溢流，则通过节流阀的流量，L/min。
由，
有MPa，
MPa
，则溢流阀损失。
m/s，
回路效率：
cm2时，
同理由上述求解过程可得MPa，由于，
则有：MPa
MPa
m3/s
液压缸速度：m/s，
m3/s，
m3/s。
溢流损失：W
回路效率：
（2）由（1）可知，假设溢流阀不工作时， cm2，MPa，因为，则有MPa，由此可知与假设矛盾，因此假设不成立。
cm2，MPa，因为，则有MPa，由此可知假设成立。
当 cm2时，MPa，MPa；
当 cm2时，MPa，MPa；
（3）m/s
由（1）可知MPa
cm2
若改为进口节流回路
m/s， cm2。
进口节流调速回路能获得更低的稳定速度。
7.2 如题图7.2所示，各液压缸完全相同，负载。已知节流阀能调节液压缸速度并不计压力损失。试判断在图（a）和图（b）的两个液压回路中，哪个液压缸先动？哪个液压缸速度快？请说明道理。

(a) (b)
题图7.2
答：图（a）中，A缸先动。因为A缸的进油腔压力小于B缸；qA>qB。
图（b）中，A缸先动，速度快。因为节流阀安装在出油路上，两个液压缸并联，液压泵调定的压力相同，所以负载小的A缸回油压力大，即节流阀压差大，故A缸速度大，此时B缸不动。当A缸运动到缸底，B缸运动，由于其负载大，回油压力小，即节流阀压差小，故B缸运动速度小。

7.3 如题图7.3所示，图示为采用调速阀的进口节流加背压阀的调速回路。负载F=9 000 N。液压缸两腔面积 cm， cm。背压阀的调定压力 MPa。液压泵的供油流量 L/min。不计管道和换向阀的压力损失。试问：（1）欲使液压缸速度恒定，不计调压偏差，溢流阀最小调定压力多大？（2）卸荷时的能量损失有多大？（3）若背压阀增加了，溢流阀调定压力的增量应有多大？

题图7.3

解：（1）因为，
所以MPa
由于不计调压偏差，所以MPa。
（2）W
（3）因为，，所以。
当时，溢流阀调定压力，
，
溢流阀调定压力的增加量。

7.4 如题图7.4所示，双泵供油，差动快进-工进速度换接回路有关数据如下：液压泵的输出流量 L/min， L/min；输送油液密度 kg/m，运动粘度 m/s，液压缸两腔面积 cm， cm，快进时的负载F=1 kN，油液流过方向阀时的压力损失 MPa，连接液压缸两腔的油管ABCD的内径为 cm，其中ABC段因较长（L=3 m），计算时需考虑其沿程损失，其它损失及由速度、高度变化形成的影响皆可忽略。试求：
（1）快进时液压缸的速度和压力表读数；
（2）工进时如果压力表读数为 MPa，此时液压缸承受载荷能力有多大（因流量很小，可不计损失）？液控顺序阀的调定压力宜选多大？

题图7.4
解：（1）快进时为差动连接 m/s
m3/s
m/s

取，所以
Pa
由
有MPa
（2）kN
液控顺序阀的压力应为0.64MPa至8MPa

7.5 如题图7.5所示的调速回路，液压泵的排量 mL/r，转速 r/min，容积效率，溢流阀调定压力MPa，液压马达排量mL/r，容积效率，机械效率，负载转矩Nm。节流阀最大开度cm（可视为薄刃孔口），其流量系数，油液密度kg/m。不计其它损失。试求：（1）通过节流阀的流量和液压马达的最大转速、输出功率P和回路效率h，并请解释为何效率很低？（2）如果将提高到7.5MPa时，将为多大？

题图7.5
解：（1）m3/s，

MPa。
m3/s
=87.1L/min，
r/min
W

这是因为存在溢流损失和节流损失.
（2） L/min
r/min
W

7.6 试说明题图7.6所示容积调速回路中单向阀A和B的功用。在液压缸正反向移动时，为了向系统提供过载保护，安全阀应如何接？试作图表示。

题图7.6

答：单向阀A：液压缸右行时，小腔回油满足不了液压泵的吸油要求，需要从油箱吸油。
单向阀B：液压缸左行时，大腔回油多于液压泵的吸油流量，多余的液压油从液控单向阀排回油箱。
为了给液压缸进行过载保护，将如所示油路接入回路，M和N两点分别接到液压缸的进出口处。

7.7 如题图7.7所示的液压回路，限压式变量叶片泵调定后的流量压力特性曲线如图所示，调速阀的调定流量为2.5 L/min，液压缸两腔的有效面积 cm，不计管路损失，试求：
（1）液压缸的大腔压力；（2）当负载F=0 和F=9 000 N时的小腔压力；（3）设液压泵的总效率为0.75，求液压系统的总效率。

题图7.7
解：（1）MPa。
（2）；当F=0时，MPa；当N时，MPa
（3）液压回路的效率
系统总效率

7.8 如题图7.8所示的液压回路中，如果液压泵的输出流量 L/min，溢流阀的调整压力 MPa，两个薄壁孔型节流阀的流量系数都是，开口面积 cm， cm，油液密度 kg/m，试求在不考虑溢流阀的调压偏差时：（1）液压缸大腔的最高工作压力；（2）溢流阀可能出现的最大溢流量。

题图7.8

解：（1）当液压缸被顶死时，大腔达到最高工作压力，则有
，
因为，所以有：

得MPa
（2）溢流阀的最大溢流量
m3/s

7.9 请列表说明题图7.9示压力继电器式顺序动作回路是怎样实现1®2®3®4顺序动作的？在元件数目不增加的情况下，排列位置容许变更的条件下如何实现1®2®4®3的顺序动作，画出变动顺序后的液压回路图。
题图7.9

答：

1
2
3
4
原位
1YA
+
－
－
－
－
2YA
－
－

+
－
3YA
－
+
－
－
－
4YA
－
－
+
－
－
1PD
－
+
－
－
－
2PD
－
－
－
+
－
1XK
－
－
－
－
+
2XK
－
－
+
－
－
要实现1®2®4®3的顺序动作，2XK与其左端死挡铁换个位置，2PD移到左缸进口处。

7.10 如题图7.10所示的液压回路，它能否实现“夹紧缸I先夹紧工件，然后进给缸II再移动”的要求（夹紧缸I的速度必须能调节）？为什么？应该怎么办？

题图7.10
答：不能实现“夹紧缸I先夹紧工件，然后进给缸II再移动”的要求。因为系统压力恒定在py，若px > py，则夹紧缸I先夹紧而进给缸II在I夹紧后不动作，若px < py，则夹紧缸I和进给缸II同时动作。应该将顺序阀的远程控制口放在单向阀的后面。

7.11 如题图7.11所示的液压回路可以实现“快进®工进®快退”动作的回路（活塞右行为“进”，左行为“退”），如果设置压力继电器的目的是为了控制活塞的换向，试问：图中有哪些错误？为什么是错误的？应该如何改正？

题图7.11
答：（1）行程开关应为常开型，这是为了实现快进；（2）单向阀应反向，这是为了实现工进；（3）背压阀应接换向阀的右油口，这是为了使动作更加平稳，放在回油路上；（4）压力继电器应直接接在大腔进油口处，测大腔压力，原图接法，压力继电器的压力是不变化的。
第 11 页