西南交大第三学期液压传动及控制主观题作业【教学试题】.doc
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1、液压传动及控制主观题作业三、主观题(共3道小题) 23. 图示三种形式的液压缸,活塞和活塞杆直径分别为D和d,如进入液压缸的流量均为Q,工作压力均为p,试分析各液压缸输出的力和速度的大小及方向。(忽略液压缸泄漏及摩擦损失)。 答:a) b) c) 24. 如图所示为定量泵和定量马达系统,已知泵的输出压力pp10 MPa,排量Vp10 mL/r,转速np1450r/min,容积效率vp0.9,机械效率mp0.9;马达排量Vm10 mL/r,容积效率vm0.9,机械效率mm0.9,泵出口与马达进口间管道压力损失为0.5MPa,其它损失不计,试求: 1)液压泵的驱动功率Pip;2)液压泵的输出功率P
2、op;3)液压马达的输出转速nom、转矩Tom和输出功率Pom答:1)2)3)25. 图示为两个结构相同且串联着的液压缸。设液压缸无杆腔面积A1100 cm 2,有杆腔面积A280 cm2,缸1输入压力p19106 Pa,输入流量Q112 L/min,若不计损失和泄漏,求:1)两缸承受相同负载时(F1F2),该负载的数值及两缸的运动速度各为多少?2)缸2的输入压力是缸1的一半时(p20.5 p1),两缸各能承受多少负载?3)缸1不承受负载时(F10),缸2能承受多少负载? 答:1)当两缸承受相同负载时(即F1 = F2),有:p1 A1- p2 A2= p2 A1= F1将数据代入上式,可求得
3、p2 = 5106(Pa),F1 = 50000(N)因此两缸承受的相同负载为 50000 N。缸1的运动速度v1= Q1/A1 = 1210-360(10010-4) = 0.02(m/s)缸2的运动速度v2= v1A2/A1 = 0.028010 -4(10010 -4) = 0.016(m/s)2)缸2的输入压力是缸1的一半时(p2= 0.5 p1):缸1承受的负载为:F1 = p1 A1- p2 A2= 910 610010-4 - 4.51068010-4= 54000(N)缸2承受的负载:F2= p2 A1 = 4.510 610010-4= 45000(N)3)缸1不承受负载(F
4、1=0),则有:p1 A1- p2 A2= 0解得:p2 = 1.125107(Pa)此时缸2能承受的负载为:F2= p2 A1 = 1.12510 610010-4=112500(N)三、主观题(共4道小题) 22. 图示回路中,溢流阀的调定压力为5 MPa,减压阀调定压力为3 MPa,活塞运动时产生的负载压力为1MPa,其它损失不计,试分析:1)活塞在运动中和碰上死挡铁后A、B处的压力值;2)如果减压阀的外泄漏油口被堵死,当活塞碰上死挡铁后A、B处的压力值。 答:1) 运动中:pA = pB = p负载= 5 MPa;碰上死挡铁:pA = p溢流阀= 5 MPa; pB = p减压阀= 3
5、 MPa。2)pA = pB = 5 MPa。23. 如图所示液压系统,已知两液压缸大腔的有效面积为AlA210010-4 m2,缸I的负载Fl 3. 5104 N,缸II运动时的负载为零,溢流阀、顺序阀和减压阀的调整压力分别为4MPa、3MPa、2MPa。不计摩擦阻力、惯性力和管路损失,分析下列三种情况下A、B和C点的压力:1)液压泵启动后,两换向阀处于中位;2)1YA通电,液压缸I活塞移动时及活塞运动到终点时;3)1YA断电,2YA通电,液压缸II活塞运动时及活塞杆碰到固定挡铁时。答:1)液压泵启动后,两换向阀处于中位时:泵输出的油液全部通过溢流阀溢流回油箱,此时有pA= pB= 4 MP
6、a,减压阀正常减压,因此pC= 2 MPa。2)1YA通电,液压缸I活塞移动时:缸I大腔的压力顺序阀的出口压力大于其调整压力,因此阀口全开,故pA=pB=p=3.5 MPa。减压阀正常减压,pC= 2 MPa。活塞运动终点时:溢流阀溢流,pA= pB= 4 MPa,pC= 2 MPa。3)1YA断电,2YA通电,液压缸II活塞运动时:由于负载为零,因此pA= pB= pC= 0。活塞杆碰到固定挡铁时:溢流阀溢流,pA= pB= 4 MPa,pC= 2 MPa。24. 图示液压系统中,已知Pa,Pa,阀1、2、3的调定压力分别为4MPa、3MPa和2MPa。初始状态液压缸活塞均处于左端死点,负载
7、在活塞运动中出现。不计各种损失,试问:1)两液压缸是同时动作还是先后动作?为什么? 2)在液压缸1运动过程中,pp、pA、pB为多少? 3)缸2运动过程中及到达右端死点后pp、pA、pB各为多少? 答:1)两液压缸的动作有先后顺序。由于缸1运动过程中的负载压力为1.5MPa,小于顺序阀2的调整压力3MPa,因此缸1先动,缸1运动到头后缸2才开始动作。2)液压缸1运动过程中,pppA1.5MPa,pB0。3)在缸2运动过程中,pp3MPa,pA2MPa,pB1MPa;当缸2到达右端死点后,pp4MPa,pA2MPa,pB4MPa。25. 如图所示,设液压缸无杆腔面积A=50 cm2,负载力F =
8、7.5103 N,液压缸效率为100。液压泵出口压力由溢流阀调定为40105 Pa,液压泵的输出流量Qp10 L/min,流经节流阀的流量公式为,已知节流口的通流面积A0调节为0.02 cm2,流量系数Cd0.62,油液密度900 kg/m3,试求:1)活塞运动速度v; 2)各阀上的损失功率为多少? 3)液压泵总效率为0.80时,系统的总效率os。(os=系统输出功率/系统输入功率)答:1)活塞运动速度v负载压力泵的出口压力为溢流阀调定压力4MPa,因此可求得流过节流阀的流量:活塞运动速度2)各阀上的损失功率溢流阀的溢流量QY = Qp Q=10 5.5 = 4.5(L/min),压差pY=4
9、0=4(MPa),因此,在溢流阀上损耗的能量为流过节流阀的流量为Q = 5.5 L/min,节流口两端的压差p= 2.5 MPa,节流阀上损失的功率为3)液压泵总效率为0.80时,系统的总效率os系统输出功率泵的驱动功率即为系统输入功率,由液压泵总效率op0.80可得因此,液压系统的总效率三、主观题(共5道小题) 17. 在进口节流调速回路中,溢流阀正常溢流,如果考虑溢流阀的调压偏差,试分析:1)负载恒定不变时,将节流阀口开度减小,泵的工作压力如何变化?2)当节流阀开口不变,负载减小,泵的工作压力又如何变化?答:设泵的出口压力为pp,节流阀阀口面积为A节,进、出口压力差p,活塞面积为A缸,负载
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