浮生若梦9．图7.22所示的液压回路中，如果液压泵的输出流量qp = 10 L/min，溢流阀的调定压力为pY = 2 MPa，两个薄壁孔型节流阀的开口面积AT1 = 0.02 cm2，AT2 = 0.01cm2，流量系数都是Cd = 0.67，油液密度ρ= 900 kg/m3。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。③ 溢流阀可能出现的最小溢流量。
解：①要想使液压缸运动，必须有油液进入液压缸无杆腔。因节流阀2与液压缸并联，若将阀1的流量全部流掉，则液压缸流量为0，液压缸不能运动。所以只有
阀2过流流量qT2小于阀1的过流流量qT1（极限是相等）时，液压缸才能运动。
qT2?qT1?CAT22p??CAT12?pp?p???p?4pp?1.6MPa 5液压缸大腔的最高工作压力pmax?1.6MPa ②定量泵的流量，由溢流阀和节流阀1共同分流，溢流阀分流最多时，
也是节流阀1分流最少时，也就是节流阀1进出口压差最低时
图7.22
（因为其开口面积已经确定）。因不考虑溢流阀的调压偏差，即溢流阀溢流量大小变化时，其入口压力不变，都为初始调定值，所以阀1压差最低值产生在阀1出口压力最高值。所以
qT1min?CdAT12?pp?pmax???CdAT12?pY?pmax???2.4L/min
溢流阀的最大溢流量 qYmax?qp?qT1min?10?2.4?7.6L/min ③∵ qy?qp?q1 qymin?qp?q1max
q1max?CdAT12(py?pmin)??0．67?0．02?10?42(2?0)?106?8.933?10?5(m3/s)?5.36(L/min)
900
∴ qymin?qp?q1max?10?5.36?4.64(L/min)10．图7.23所示回路，变量泵的转速np = 1000 r/min，排量Vp = 40 mL/r，容积效率ηvp = 0.9，机械效率ηmp = 0.9，工作压力pp = 6 MPa，进油路和回油路压力损失Δp进 = Δp回 = 1MPa，液压缸大腔有效工作面积A1 = 100 cm2，小腔有效工作面积A2 = 50cm2，液压缸容积效率ηvc= 0.98，机械效率ηmc = 0.95。试求
① 驱动液压泵的电机功率N ip ；② 活塞产生的推力F；③ 液压缸输出功率Noc；④ 系统的效率η系？
解：①电机功率NiP，液压泵的输出功率NoP,，为
6?106?1000?40?10?6?0.9?3.6kw Nop?ppqp?ppqtp?vP?ppnPVP?vP?60电机功率、即液压泵输人功率NiP为
Nip?NoP?p?NoP?vP?mP?3.6?4.44kw
0.9?0.9②活塞推力F 液压缸无杆腔工作压力p1为
6
p1 ?pp-?p进?6?1?5MPa
液压缸活塞产生的理论推力Ft为
Ft?p1A1 ?5?106?100?10?4?50000N
考虑到液压缸的机械效率?m及回油路的压力损失?p回，液压缸活塞产生的实际推力为
6?4 F?Ft?m-?p回A2 ?50000?0.95?10?50?10?42500N
③液压缸输出功率Noc , Noc?Fv 式中，v为液压缸(活塞)的速度。 图7.23 若设液压缸无杆腔流量为q1，，则上式为
1000/60??40?10-6?0.9?0.98?qP?vcnPVP?vP?vcq1Noc?F?F?F?42500??2.5kw
A1A1A1100?10-4④系统效率η系，根据定义，系统效率为液压缸输出功率Noc与电机功率NiP之比，即 ?系=Noc2.5=?0.5 6Nip4.4411．图7.24所示液压回路，已知低压辅助泵使主泵的吸油管和马达的出油管压力保持为0.4 MPa，变量泵的最大排量VP= 100 mL/r，泵的转速nP= 1000 r/min，容积效率ηvP = 0.9，机械效率ηmP = 0.85；液压马达的排量VM = 50 mL/r，容积效率ηvM = 0.95，机械效率ηmM= 0.9，管路损失略去不计，当马达输出转矩为40N.m，输出转速为160 r/min时，试求：变量泵的输出流量、输出压力以及泵的输入功率？ 解：①TMp??p?pY?VM2??mM? pp?2?TM2??406?pY??0.4?10?5.98 MPa ?6VM?mM50 ?10? 0.9②qp?qM?VMnM?vM?160?50 ?0.95?7.6L/min ③NiP?NoP?
?pPqP?vP?mP5.98?106?7.6?10?3??59.4kw
0.9? 0.85图7.24
九、综合题：
1．回油节流调速系统：液压泵流量为25L/ min，溢流阀调定压力为5.4Mpa, 负载F为40000N，液压缸大腔面积A1=80cm2, 小腔面积A2=40cm2, 工进时液压缸速度v为18cm/min, 不考虑管路损失和液压缸摩擦损失。试求：① 画出完整回路；
② 工进时液压系统的效率为多少；
③ 负载降为0时（即F=0），活塞的运动速度和回油腔的压力？ 解：①如图
7
②?系?N1Fv4000?18???0.533 NPppqp5.4?106?25?10?3③F=0时压力全作用在节流阀上，
p2A2=p1A1?F?p2=p1A1F8040000?=5.4?106???0.8MPa?4A2A24040?10qT?CdAT2?pq?AT?T?Cd25?10?3900?62=?15.9?10m2?p0.62?602?0.8?106?''p2 A2?p1A1?p2?p1A180?5.4??10.8Mpa A240q ??T?A2CdATA22?p?0.62?15.9?10??640?102?10.8?106900?0.38m/s ?42．回油节流调速系统的泵源为一只限压式变量泵，最大流量为25L/min，调节好的限压压力为4.5MPa，截止压力为7MPa。回油路上的调速阀工作时，其节流阀两端压差为恒值Δp=0.3MPa（液压缸大腔进油为前进方向），液压缸大腔面积A1=20cm2，小腔面积A2=10cm2，工进时负载为F=10000N，快进与快退时负载均为0。试： ① 画出完整回路。② 液压缸运动速度为5 m/min时，泵的出口压力。 ③ 此时调速阀中定差减压阀的压力降。
④ 此时调速阀的节流阀的开口面积，流量系数为Cd=0.62，ρ=900kg/m3。 ⑤ 此时系统的效率为多少？
解：①如图
②q1??A1?5?20?10?4
?10L/min q1x10=??x?1所以pP?6MPa qmax7?4.525③ p2A2=p1A1?F?p2=p1A1F2010000?=6?106???2MPa ?pJ=2-0.3=1.7 MPaA2A21010?10?4④ q2?qT?A210?q1??10?5L/min A1208
qT?CdAT⑤?系?2?pq?AT?T?Cd5?10?3900=?5.2?10?6m2?0.052cm2 62?p0.62?602?0.3?10?N1Fv10000?5???0.833 6?3NPppqp6?10?10?10
3．如图7.25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？
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；图7.25
（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。 4．如图7.26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？
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。
图7.26
5．如图7.27所示的压力继电器式顺序动作回路是怎么实现1→2→3→4顺序动作的？在元件数目不增加、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。
图7.27
9
答：变前 1 YA 2 YA 3 YA 4 YA 实现动作 按下启动电钮 ＋ － － － 1 左活塞碰上死挡铁，1PD发出信号 ＋ － ＋ － 2 右活塞压下行程开关2XK发出信号 ＋ － － ＋ 3 右活塞碰上死挡铁，2PD发出信号 － ＋ － － 4 左活塞压下行程开关1XK发出信号 － － － － 停止 变后，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。
1 YA 2 YA 3 YA 4 YA 实现动作 按下启动电钮 ＋ － － － 1 左活塞碰上死挡铁，1PD发出信号 ＋ － ＋ － 2 右活塞碰上死挡铁，2PD发出信号 － ＋ ＋ － 4 左活塞压下行程开关1XK发出信号 － － － ＋ 3 右活塞压下行程开关2XK发出信号 － － － － 停止
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