液压与气压传动习题课--重点
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习题课重点、难点习题讲解
2-4 泵的额定流量为100L/min,额定压力为2.5Mpa,当转速为1450r/min 时,机械效率为ηm=0.9。由实验测得,当泵出口压力为零时,流量为106L/min,压力为2.5Mpa时,流量为100.7L/min,试求:
1)泵的容积效率;
2)如泵的转速下降到500r/min,在额定压力下工作时,计算泵的流量为多少?
3)上述两种转速下泵的驱动功率。
解:1)ηv1=q1/q t1=100.7/106=0.95=95%
* 额定流量反映的是同类型泵的指标,而q1则是这台泵的实际情况。
2)该泵的排量为V=q t1/n1=0.0731 L/r;泄漏流量为Δq=q t1-q1=5.3 L/min;
* 缝隙流动分为压差流和剪切流,转速不同只带来剪切流的变化;而与压差流相比,剪切流比例很小。故当压差相同时,泄漏流量亦不变。
∴q2=Vn2-Δq=31.25 L/min
此时泵的容积效率为ηv2=q2/q t2=(Vn2-Δq)/ Vn2=0.85=85%
* 显然,对液压泵而言,在不同的转速下,其容积效率是不同的。
3)P=pq/ηmηv
* 机械效率反映机械摩擦所带来的损失,可以认为其与转速变化无关。
则在上式中带入不同转速下的相应参数,即可计算出两种转速下泵的驱动功率。
3-9 图示为变量泵和定量马达系统,低压辅助泵输出压力p y=0.4Mpa,泵最大排量V pmax=100mL/r,转速n p=1000r/min,容积效率ηvP=0.9,机械效率ηmp=0.85,马达的相应参数为V m=50mL/r,ηvm=0.95,
ηmm=0.9。不计管道损失,当马达的输出转矩为T m=40Nm,转速为n m=160r/min 时,求变量泵的排量、工作压力和输入功率。
解:* 变量泵定量马达系统,为实现马达的调速范围,必须变量泵的供给流量满足马达的需要;因此泵的最大排量只体现系统的一种能力指标,而变量泵的排量应根据马达的转速来确定。
则:q p=q m;V p n pηvP=V m n m/ηvm;∴V p=V m n m/n pηvPηvm。
* 马达的转矩是由其进出口的压差产生,从系统图可见泵、马达进出口两端的压差是相等的,即
p p-p y=p m-p y=2πT m/V mηmm;∴p p=2πT m/V mηmm+p y。
* 泵的输入功率由泵的流量、进出口压差和效率决定。
Ppi=(p p-p y)q p / ηP=2πn m T m / ηmpηvPηmmηvm。
带入实际参数计算即可。
4-4 图4-116所示系统中溢流阀的调整压力分别为p A=3MPa,p B=1.4MPa,p C=2MPa。试求1)当系统外负载为无穷大时,泵的出口压力为多少?2)如将溢流阀B的遥控口堵住,泵的出口压力又为多少?
解:1)泵启动后,当系统压力升至1.4MPa时,先导式溢流阀B的先导阀开启,其主阀也开启(对应1.4MPa的开口量),但这时阀B的出口还接有阀C,而阀C 的调整压力为2MPa,故下支路并不能接通;当系统压力(这时由阀B 的出口压力所决定)继续升至2MPa时,直动式溢流阀C开启,此时由于先导式溢流阀B 的遥控口直接接在其出口,阀B上并不产生压力降(其主阀芯全开),所以系统压力为阀C所调节的压力,即等于2MPa。阀A调整压力为3MPa,不开启。
2)因为此时溢流阀B的遥控口被堵住,下支路相当于阀B、阀C两个直动型溢流阀串连,所以下支路的开启压力为1.4MPa+2MPa=3.4 MPa;而上支路的开启压力为阀A所调整的压力3MPa,所以系统压力即泵的出口压力为3MPa。
* 系统压力由外负载决定,外负载包括系统中各种调控装置;系统压力由系统中所有起作用的外负载、调控装置中的最小值所决定!
4-5 图4-117所示两系统中溢流阀的调整压力分别为p A=4MPa,p B=3MPa,p C=2MPa,当系统外负载为无穷大时,1)泵的出口压力各为多少?2)对图a的系统,请说明溢流量是如何分配的?
解:1)图a,A、B、C三阀并联,系统压力由其中最小设定压力决定,所以泵出口压力为阀C的调整压力2MPa。图b,A、B、C三阀串联,系统压力为三阀之和,但由于阀B之遥控口直接接油箱,故阀B进出口压差为零,所以泵出口压力为阀A、B之和,即6MPa。
2)对图a的系统,经先导式溢流阀A、B之遥控口流过溢流量的极少部分液压油,到达直动式溢流阀C使其开启,而主溢流量仍要通过阀A的主阀芯流回油箱。
4-6 图4-118所示溢流阀的调定压力为4MPa,若不计先导油流经主阀芯阻尼小孔时的压力损失,试判断下列情况下的压力表的读数:
1)YA断电,且负载为无穷大时;
2)YA断电,且负载压力为2MPa时;
3)YA通电,且负载为2MPa时;
答:压力表接在先导式溢流阀的遥控口上,其读数直接反映泵出口的压力。
1)4MPa;压力值由先导式溢流阀的调定压力决定。
2)2MPa;压力值由系统的负载压力决定。
3)0MPa;压力值由先导式溢流阀的遥控口决定。
* 全面、正确理解系统的压力由外负载决定。
4-7 试确定图示回路在下列情况下液压泵的出口压力:
1)全部电磁铁断电;答:5.5MPa
2)电磁铁2YA通电,1YA断电; 3.5MPa
3)电磁铁2YA断电,1YA通电;0.5MPa
4-8 图4-120所示系统溢流阀的调定压力为5MPa,减压阀的调定压力为2.5MPa。试分析下列各工况,并说明减压阀阀口处于什么状态?
1)泵出口为溢流阀调定压力,缸夹紧工件,A、C点压力各为多少?
2)泵出口压力降到1.5MPa(工件原夹紧),A、C点压力各为多少?
3)夹紧缸在夹紧工件前作空载运动时,A、B、C点压力各为多少?
答:1)p A=p C=2.5MPa,减压阀口似开非开;2)p A=1.5MPa,p C=2.5MPa,减压阀口开;3)p A=p B=p C=0,减压阀口开。