液压缸I、II相对于泵呈并联,但液压缸II负载小,故液压缸II首先被推动。
因在液压缸II运动过程中,负载不变,泵的工作压力不会提高,故液压缸I不动。
当液压缸II到终点时,C点压力升高并到达液压缸I的负载压力时,液压缸I才运动。
13、如图所示,已知A1=A2=100cm2,缸I负载F=35kN,缸II运动时负载为零。
溢流阀、顺序阀、减压阀的调整压力如图。
不计各种压力损失,分别求下列情况下A、B、C三点压力。
(1)液压泵启动后,两换向阀处于中位;
(2)1YA通电,液压缸I活塞运动时和活塞到达终点后;
(3)1YA断电,2YA通电,液压缸II活塞运动时和活塞碰到固定挡块时。
解:
(1)液压泵启动后,两换向阀处于中位,管路堵塞,系统油压憋高达到溢流阀调定压力时溢流阀打开溢流、定压。
故pA=4.0MPa;此时到达顺序阀的调定压力打开,故pB=4.0MPa。
此时减压阀工作为其调定压力pC=2.0MPa。
(2)1YA通电,液压缸I活塞运动时和活塞到达终点后,
1)缸I活塞运动时
此压力大于顺序阀的调定压力,顺序阀的进出口压力相等,故pB=3.5MPa。
pA=3.5MPa。
pC=2.0MPa(同上不变)。
2)缸I活塞到达终点后
B点压力上升系统油压憋高,达到溢流阀调定压力时溢流阀打开溢流、定压。
故pA=4.0MPa;此时到达顺序阀的调定压力打开,故pB=4.0MPa。
pC=2.0MPa(同上不变)。
(3)1YA断电,2YA通电,液压缸II活塞运动时和活塞碰到固定挡块时。
1)缸II活塞运动时
因缸II活塞运动时无负载,减压阀出口为0,减压阀不工作,阀口常开。
pA=pB=pC=0
2)活塞碰到固定挡块时
负载无穷大,缸左腔压力憋高,C点压力为减压阀的调定值pC=2.0MPa,系统油压憋高达到溢流阀调定压力时溢流阀打开溢流、定压。
故pA=4.0MPa;此时到达顺序阀的调定压力打开,故pB=4.0MPa。
14、如图所示,已知泵的流量qp=6L/min,A1=20cm2,溢流阀的调定压力为py=3MPa,负载F=4kN,节流阀为薄壁孔口,开口面积AT=0.01cm2,流量系数Cd=0.62,油液密度ρ=900kg/m3,求:
(1)活塞的运动速度;
(2)溢流阀的溢流量。
解:
(1)进油节流回路中,经节流阀进入液压缸的流量使活塞的运动速度为:
式中
,m=0.5,
则将已知条件代入得:
m/s
(2)进入液压缸的流量为:
则溢流阀的溢流量为
15、如图所示回路,已知AT1=0.01cm2,AT2=0.02cm2,流量系数Cd=0.67,油液密度ρ=900kg/m3,负载压力p1=2MPa,溢流阀调定压力py=3.6MPa,活塞面积A1=50cm2,液压泵流量qp=25L/min。
不计管路损失,问电磁铁在通电和断电时,活塞的运动速度各是多少?
解:
(1)电磁铁通电时
液压缸速度为
(2)电磁铁断电时
因阀1的通流面积小于阀2的通流面积,阀1有节流作用且经过阀1和阀2的流量相等。
设C点压力为pc
则:
即有:
=
或
=
则:
代入各已知量有:
pc=2.32MPa
则液压缸的运动速度为:
16、如图所示回路,设两节流阀的开口面积AT1=AT2=0.1cm2,其流量系数均为Cd=0.62。
液压缸的A1=100cm2、A2=50cm2,负载FL=5kN,方向始终向左,pY=pp=2MPa,泵流量qp=25L/min,求活塞向右运动速度v。
(液压油密度ρ=900kg/m3)
解:
因为:
则:
根据流量计算公式有:
则:
,
因为:
则:
或
(1)
根据力平衡方程有:
(2)
联立方程
(1)
(2)解得:
则向右运动速度为:
=0.0337m/s
17、如图所示回路,已知FLmax=30kN,A1=100cm2,∆pTmin=0.4MPa。
(1)求溢流阀的调定压力pY;
(2)溢流阀调定后,分别求当FL=10kN,FL=0时的p1、pY、∆pT。
解:
(1)根据力平衡方程有:
则:
故溢流阀的调定压力为:
=3.4MPa
(2)①pL=10kN时:
②pL=0kN时:
18、如图所示回路,已知qp=25L/min,负载FL=40kN,溢流阀的调定压力pY=5.4MPa,液压缸的工作速度v=18cm/min,不考虑管路和液压缸的摩擦损失,计算:
(1)工进时的回路效率;
(2)负载FL=0时,活塞的运动速度、回油腔压力。
解:
(1)
(2)①设回油腔压力p2、进油腔压力p1。
则:
因为:
,则:
②设活塞运动速度v,工进时回油腔压力为:
因为节流阀的流量与其压力差呈:
且:
又:
则:
则:
19、如图所示回路,已知qp=10L/min,有关参数均标注在图上,Cd=0.62,液压油密度ρ=900kg/m3,不考虑管路和液压缸的摩擦损失,计算:
(1)活塞运动速度v。
(2)液压泵的工作压力。
解:
(1)活塞的受力平衡方程为:
节流阀的进出口压力差为:
流过节流阀的流量为:
则活塞的运动速度为:
=140.4cm/min
(2)液压泵的工作压力
20、图示回路中,已知调速阀最小压差Δp=0.5MPa,当负载F从0变化到30kN时,活塞向右运动的稳定速度不变。
求:
(1)溢流阀的最小调整压力pY。
(2)负载F=0时,泵的工作压力pp,液压缸回油腔压力p2。
解:
(1)活塞的受力平衡方程为:
MPa
(2)因回油节流调速,故溢流阀处于常开状态,起定压作用,所以,负载F=0时,泵的工作压力仍为溢流阀的调定值,即
pp=pY=3.25MPa
负载F=0时,回油腔压力达到最大值,活塞的受力平衡方程为:
MPa
21、图示回路为中低压系列调速阀的回油路调速系统。
溢流阀的调定压力pY=4MPa,负载FL=31kN,活塞直径D=100mm,活塞杆直径d=50mm,调速阀的最小稳定流量所需的最小压差为Δp=0.3MPa,工作时发现液压缸速度不稳定。
(1)试分析原因;
(2)提出改进措施。
解:
(1)列活塞的受力平衡方程为
MPa
此压力值小于调速阀的最小稳定流量所需的最小压差为Δp=0.3MPa,故速度不稳定。
(2)改进措施为:
根据
有:
提高压力p1,即提高溢流阀的调定压力pY可增大p2,并使之达到调速阀的最小稳定流量所需的最小压差为Δp=0.3MPa,即可提高液压缸的速度稳定性。
22、图示两液压缸串联,由一液压泵驱动。
已知两液压缸尺寸相同,活塞直径D=90mm,活塞杆直径d=60mm,负载F1=F2=10kN,液压泵输出流量q=25L/min。
不计损失,求液压泵输出压力pp和活塞运动速度v1、v2。
解:
根据活塞受力平衡方程得:
泵的输出压力为:
pp=p1=2.45MPa
活塞运动速度:
23、如图所示回路,已知qp=10L/min,有关参数均标注在图上,Cd=0.62,液压油密度ρ=900kg/m3,不考虑管路和液压缸的摩擦损失,计算:
(1)活塞运动速度v。
(2)液压泵的工作压力。
解:
液压缸无杆腔压力为
流过节流阀的流量为
则活塞的运动速度为:
=150.4cm/min
(2)液压泵的工作压力
溢流阀呈关闭状态,作安全阀。
24、图示液压系统,已知qp=32L/min,两液压缸尺寸相同,有关参数均标注在图上,Cd=0.62,液压油密度ρ=900kg/m3,节流阀的通流面积AT=0.05cm2,不考虑管路和液压缸的摩擦损失,计算:
(1)两液压缸的工作压力p1、p2。
(2)两活塞运动速度v1、v2。
解:
(1)缸I的工作压力为
缸II的工作压力为
(2)两缸的动作顺序为:
缸I先动,II不动。
流过节流阀的流量为:
缸I的运动速度为
缸I运动到终点停止后,缸II才运动,此时流过节流阀的流量为:
缸II的运动速度为
25、图示液压系统,已知qp=32L/min,两液压缸尺寸相同,有关参数均标注在图上,Cd=0.62,液压油密度ρ=900kg/m3,节流阀的通流面积AT=0.05cm2,不考虑管路和液压缸的摩擦损失,计算:
(1)两液压缸有杆腔的工作压力pI、pII。
(2)两活塞运动速度v1、v2。
解:
活塞的受力平衡方程为:
因回油节流调速回路进油腔压力始终保持为溢流阀的调定值,故在平衡状态时,小负载的活塞I运动产生的背压力高,该背压力又加在大负载的活塞II的有杆腔,使活塞II不能运动,活塞I运动到终点后,活塞II才能运动。
缸I先动,缸II不动,此时节流阀上的压降为
流过节流阀的流量为:
缸I的运动速度为
缸I运动到终点停止后,缸II才运动,此时节流阀上的压降为:
流过节流阀的流量为:
缸II的运动速度为