《液壓與氣壓傳動》姜繼海宋錦春高常識第章課后答案DOC

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1、《液壓與氣壓傳動》 姜繼海 宋錦春 高常識 課后答案 1.1 液體傳動有哪兩種形式？它們的主要區(qū)別是什么？ 答： 用液體作為工作介質來進行能量傳遞的傳動方式被稱之為液體傳動。 按照其 工作 原理的不同， 液體傳動又可分為液壓傳動和液力傳動， 其中液壓傳動是利用在密 封容器內(nèi) 液體的壓力能來傳遞動力的；而液力傳動則的利用液體的動能來傳遞動力的。 1.2 液壓傳動系統(tǒng)由哪幾部分組成？各組成部分的作用是什么？ 答： （ 1）動力裝置：動力裝置是指能將原動機的機械能轉換成為液壓能的裝置， 它是 液壓系統(tǒng)的動力源。 （ 2）控制調節(jié)裝置：其作用是用來控制和調節(jié)工作介質的流動方向、壓

2、力和流 量，以 保證執(zhí)行元件和工作機構的工作要求。 （ 3）執(zhí)行裝置：是將液壓能轉換為機械能的裝置，其作用是在工作介質的推動 下輸出 力和速度（或轉矩和轉速） ，輸出一定的功率以驅動工作機構做功。 （ 4）輔助裝置：除以上裝置外的其它元器件都被稱為輔助裝置，如油箱、過濾 器、蓄 能器、冷卻器、管件、管接頭以及各種信號轉換器等。它們是一些對完成主運動 起輔助作 用的元件，在系統(tǒng)中是必不可少的，對保證系統(tǒng)正常工作有著重要的作用。 （ 5）工作介質：工作介質指傳動液體，在液壓系統(tǒng)中通常使用液壓油液作為工 作介 質。 1.3 液壓傳動的主要優(yōu)缺點是什么？ 答：優(yōu)點： （

3、1）與電動機相比，在同等體積下，液壓裝置能產(chǎn)生出更大的動力， 也就 是說，在同等功率下，液壓裝置的體積小、重量輕、結構緊湊，即：它具有大的 功率密度 或力密度，力密度在這里指工作壓力。 （ 2）液壓傳動容易做到對速度的無級調節(jié)，而且調速范圍大，并且對速度的調 節(jié)還可 以在工作過程中進行。 （ 3）液壓傳動工作平穩(wěn)，換向沖擊小，便于實現(xiàn)頻繁換向。 （ 4）液壓傳動易于實現(xiàn)過載保護，能實現(xiàn)自潤滑，使用壽命長。 （ 5）液壓傳動易于實現(xiàn)自動化，可以很方便地對液體的流動方向、壓力和流量 進行調 節(jié)和控制， 并能很容易地和電氣、 電子控制或氣壓傳動控制結合起來， 實現(xiàn)復雜 的運

4、動和 操作。 （ 6）液壓元件易于實現(xiàn)系列化、標準化和通用化，便于設計、制造和推廣使用。 答： 缺點： （ 1） 由于液壓傳動中的泄漏和液體的可壓縮性使這種傳動無法保證嚴 格 的傳動比。 （ 2）液壓傳動中有較多的能量損失（泄漏損失、摩擦損失等） ，因此，傳動效率 相對 低。 （ 3）液壓傳動對油溫的變化比較敏感，不宜在較高或較低的溫度下工作。 （ 4）液壓傳動在出現(xiàn)故障時不易找出原因。 1.6 國家新標準規(guī)定的液壓油液牌號是在多少溫度下的哪種粘度的平均值？ 答： 我國液壓油的牌號是用它在溫度為 40℃時的運動粘度平均值來表示的。 例如 32 號液壓油，就是指這種油

5、在 40℃時的運動粘度平均值為 32 mm2/s。 1.7 液壓油的選用應考慮幾個方面？ 答： 對液壓油液的選用， 首先應根據(jù)液壓傳動系統(tǒng)的工作環(huán)境和工作條件來選擇 合適 的液壓油液類型，然后再選擇液壓油液的粘度。 1.10 液壓傳動的介質污染原因主要來自哪幾個方面？應該怎樣控制介質的污 染？ 答：液壓油液被污染的原因是很復雜的，但大體上有以下幾個方面： （ 1）殘留物的污染：這主要指液壓元件以及管道、油箱在制造、儲存、運輸、 安裝、 維修過程中，帶入的砂粒、鐵屑、磨料、焊渣、銹片、棉紗和灰塵等，雖然經(jīng)過 清洗，但 未清洗干凈而殘留下來的殘留物所造成的液壓油液污染。

6、（ 2）侵入物的污染：液壓傳動裝置工作環(huán)境中的污染物，例如空氣、塵埃、水 滴等通 過一切可能的侵入點， 如外露的活塞桿、 油箱的通氣孔和注油孔等侵入系統(tǒng)所造 成的液壓 油液污染。 （ 3）生成物的污染：這主要指液壓傳動系統(tǒng)在工作過程中所產(chǎn)生的金屬微粒、 密封材 料磨損顆粒、 涂料剝離片、 水分、 氣泡及油液變質后的膠狀物等所造成的液壓油 液污染。 控制污染的方法主要有： （ 1）減少外來的污染：液壓傳動系統(tǒng)在裝配前后必須嚴格清洗。組成液壓系統(tǒng) 的管 件， 用機械的方法除去殘渣和表面氧化物， 然后進行酸洗。 液壓傳動系統(tǒng)在組裝 后要進行 全面清洗， 最好用系統(tǒng)工作時使

7、用的油液清洗， 特別是液壓伺服系統(tǒng)最好要經(jīng)過 幾次清洗 來保證清潔。 油箱要加空氣濾清器， 給油箱加油要用濾油機， 對外露件應裝防塵 密封，并 經(jīng)常檢查，定期更換。液壓傳動系統(tǒng)的維修，液壓元件的更換、拆卸應在無塵區(qū) 進行。 （ 2）濾除系統(tǒng)產(chǎn)生的雜質：應在系統(tǒng)的相應部位安裝適當精度的過濾器，并且 要定期 檢查、清洗或更換濾芯。 （ 3）控制液壓油液的工作溫度：液壓油液的工作溫度過高會加速其氧化變質， 產(chǎn)生各 種生成物，縮短它的使用期限。所以要限制油液的最高使用溫度。 （ 4）定期檢查更換液壓油液：應根據(jù)液壓設備使用說明書的要求和維護保養(yǎng)規(guī) 程的有 關規(guī)定， 定期檢查

8、更換液壓油液。 更換液壓油液時要清洗油箱， 沖洗系統(tǒng)管道及 液壓元 件。 2.1 什么叫壓力？壓力有哪幾種表示方法？液壓系統(tǒng)的壓力與外界負載有什么 關系？ 答：液體在單位面積上所受的內(nèi)法線方向的法向應力稱為壓力。 壓力有絕對壓力 和相 對壓力，絕對壓力是以絕對真空為基準來度量的， 而相對壓力是以大氣壓為基準 來進行度 量的。 由公式P=F/A可知液壓系統(tǒng)中的壓力是由外界負載決定的。 2.2 解釋下述概念：理想流體、定常流動、通流截面、流量、平均流速、層流、 紊流和雷諾數(shù)。 答：理想液體：既無粘性又不可壓縮的假想液體。 定常流動：流體流動時，流體中任何點處的壓力、速

9、度和密度都不隨時間而變化， 稱 這種流動為定常流動。 通流截面：液體在管道中流動時，垂直于流動方向的截面稱為通流截面。 流量：在單位時間內(nèi)流過某一通流截面的液體體積稱為體積流量，簡稱流量。 平均流速：流量與通流截面積的比值即為平均流速 v=q/A 層流：液體質點互不干擾、液體的流動呈線狀或層狀、且平行于管道軸線。 紊流：液體質點的運動雜亂無章，除了平行于管道軸線的運動外，還存在劇烈的 橫向 運動。 雷諾數(shù)：由平均流速u、管徑d和液體的運動粘度v三個參數(shù)組成的無量綱數(shù) 用來表 明液體的流動狀態(tài)。 2.3 說明連續(xù)性方程的本質是什么？它的物理意義是什么？ 答：連續(xù)性方程的本質

10、是質量守恒定律。它的物理意義是單位時間流入、流出的 質量 流量的差等于體積V中液體質量的變化率。 2.4 說明伯努利方程的物理意義并指出理想液體伯努利方程和實際液體伯努利 方程有什么區(qū)別？ 答：伯努利方程表明了流動液體的能量守恒定律。 實際液體的伯努利方程比理想 液體伯努利方程多了一項損耗的能量hw和比動能項中的動能修正系數(shù)。 2 理想液體伯努利方程：z — — const g 2g 2 2 實際液體伯努利方程: pi 1 1 _ p2 2 2 Z2 g 2g g 2g 2.5 如圖2.32所示，已知測壓計水銀面高度，計算 M點處的壓力是多少? F 解：

11、取B— C等壓面，向_雷： 因為D— B為等壓面，故匹士L至; 取M水平面為等壓面, 2.6 如題1.5圖所示的液壓 千斤頂，小柱塞直徑 d = 10 mm行程Si = 25 mnrj大柱塞 直徑D = 50 mm,重物產(chǎn)生的 力F2 = 50 000 N ,手壓杠桿 比 L: l = 500: 25,試求：(1) 此時密封容積中的液體壓力p 是多少？ ( 2)杠桿端施加力 Fi為多少時，才能舉起重物？ (3)在不計泄漏的情況下， L 題1.5圖 杠桿上下動作一次，重物的上升高度S2是多少？解：(1) F2 50000 p - A2 4 (50 1

12、0 3)2 25.46 106Pa = 25.46 MPa (2) F pA1 25.46 106 — (10 10 3)2 2000 N 4 _ _ l 25 F1 F 2000 — 100 N L 500 ⑶S2喘嗚)2 10 2 25 ( )2 1 mm 50 答：密封容積中的液體壓力p= 25.46 MPa,杠桿端施加力F1 =100 N,重物 的上升高度S2=1 mm 2.7 一個壓力水箱與兩個U形水銀測壓計連接如圖2.33, a, b, c, d和e分別 為各液面相對于某基準面的高度值，求壓力水箱上部的氣體壓力 pg是多 少？解：由等壓面概念：pd=

13、p° Hg( e d) pd = pc H2O( c d) pb=pc Hg( c b) pgas= pa=pb H2O( a B 整理：pgas= p0 Hg( c e b d) h2o( b d c a) (pa為e處大氣壓力) 2.8 如圖2.34所示的連通器，內(nèi)裝兩種液體，其中已知水的密度1= 1 000 kg/m, h1= 60 cm , h1= 75 cm ,試求另一種液體的密度 是多少？ 解：取等壓面1—1列方程: P左=Pa ighl P右=Pa 2 gh2 h2 2.9 水池如圖2.35側壁排水管為0.5 0.5 m m的正方形斷面，已知，

14、h = 2 m, =45 ,不計蓋板自重及較鏈處摩擦影響，計算打開蓋板的力 T是多少？ 解：蓋板所受的總壓力， F= ghGA = 1000 9.81 (2 0.5 sin45 ) 0.5 0.5= 5338.54 (N) 2 壓心位置，C= 2 sin 45 0.54 12 (=_") sin 45 2 =3.09 (nj) 0.52 (3)能頭損失為 8.83 7.11=1.72 (mHO) 對錢鏈力貨!平衡， F( C —一尸T 0..5 cos45 sin 45 5338.54 (3.09 —) T= sin45 =3949.6

15、6 (NJ) D = 30 cm ，求(1) ,Pa = 6.86 X10 a=? (2)水流 0.5 cos45 2.10 如圖2.36所示的漸擴水管，已知d = 15 cm, 4 Pa, Pb = 5.88 X 10 4 Pa, h = 1 m , b = 1.5 m/s 的方向，(3)壓力損失為多少? 解：(1) 2 q=  D 4 B=—d2 a 4 D2 A= d7 (30 10 2)2 (15 10 2)2 1.5=6.0 (m/s) 2 4 2 (2) A點總能頭-pA -=-6^6—― 6.0 =8.83 (mHO) g 2g

16、1000 9.81 2 9.81 上 M 匕 Z p B B ? 5.88 10 1 .5 點總能頭 一 一 h = 1 = 7.11 (mHQ) g 2g 1000 9.81 2 9.81 故水流方向為由A到B 壓力損失為：1.72 1000 9.81=1.69 104 (Pa) 2.11 如圖2.37中，液壓缸直徑 D = 150 mm,活塞直徑d = 100 mm,負載F = 5X104K若不計液壓油自重及柱塞與缸體重量，試求圖示兩種情況下液壓 缸內(nèi)的液體壓力是多少？ 解：(a) F = -d2p 4 4F d7- 4 5 104 (100

17、10 3)2 =6.37 106 (Pa) (b) F = —d2p 4 4F 4 =6.37 106 (Pa) 4 5 10 (100 10 3)2 2.12 消防水龍軟管如圖2.38所示，已知水龍出口直徑d = 5 cm,水流流量q = 2.36 m3/min,水管直徑D = 10 cm ,為保持消防水管不致后退，試確定消 防員的握持力為多大？ 解：Fx= q 0= q」 Fy=0 q = 4d2 —D2 2 4 1000 236 60— = 787.94 (5 10 2)2 4 1000 2 2.36 60 (10

18、 10 2)2 (N);向左 = 196.98 (N);向上 握持力：Fx= Fx, Fy= Fy F =xFx2 Fy2 = v787.942~~196.982 = 812.19 (N) 握持力方向 =arctg 魚=arctg 196.98 =14.04 ；(右下) Fx 787.94 2.13 如圖2.39中所示的壓力閥，當p= 6 MPa時，液壓閥動作。若 d= 10 mm, d= 15 mm p= 0.5 MPa試求：(1)彈簧的預壓力Fs； (2)當彈簧剛度k = 100 N/mm時的彈簧預壓縮量x。

19、 (mm 0.5 2 0.06 10 0.1 MPa) K 則有 K (1)力平衡關系 S =2 mm 人壓(Pa 形成21 MPa壓力，試求手輪要轉多少轉? h0 2.15 壓力表校正裝置原理如圖2.41所示，已知活塞直徑d = 10 mm, q是多少？(局部阻力系數(shù): ,沿程阻力系數(shù)入=0.06 ) 3 1000 10 2 10 3(R3/S ) 裝置內(nèi)油液的體積彈性模量 K =1.2X105 MPa當壓力為1 =4.985 10 0.5 0.3 1.0 3 (M 2 )— 2g 0.5 1 06) — (10 1 0 3)2 =

20、431.97 4 — =3.48 皿 Fs 431.97 … 貝^有 Xo=——= = 4.32 k 100 2.14 虹吸管道如圖2.40所示 P V V 2 _12_____ q= —D2 =— (10 10 1)2 0.313= 2.46 4 4 4.985 10 3 2 9.81=0.313 h0 = 3 m,求流量 1.0 ,彎頭 1 = 0.3 2g L D Fs= (P1 P2) 7d12=(6 106 而，V=_d2Sn 4 故，n= d^S- 4 3.48 10 6 3 : 22.15 (轉) (10 10

21、 ) 2 10 2.16 如圖2.42所示, 口比油箱液面高出 壓力損失^ R,當用32號液壓油，并且油溫為 900kg/m3,試求油泵入口處的真空度是多少？ 液壓泵的流量q = 25 L/min 400 mm 管長 l = 600 mm ,吸油管直徑d =25 mm泵 如果只考慮吸油管中的沿程 40 C時，液壓油的密度 = 解: 4q 7 4 25 10 3 4 10——=0.8488 (m/s) (25 10 3)2 60 Re= d_ 3 0.8488 25 10 = 663.125 2320,所以液體是層流。 0.32 10 4 7

22、5 Re 663.125 75 =0.1131 p J---=0.1131 d 2 3 2 皿,5 黃,880.035 (Pa) 忽略液柱高影響，油泵吸油口的真空度為 pv= 101325 880.035= 100444.965 (Pa) 2.17 沿直徑d = 200 mm,長度l = 3000 m的鋼管(=0.1 mm),輸送密度 為 =900 kg/m 3的油液，流量為q = 9 104 kg/h ,若其粘度為 =1.092 cm27s ,求沿程損

23、失。 「 90 3 斛：q = = 0.0278 (m/s ) 3600 0.9 流速 =9= 0.0278 =0.884 (m/s) A - 0.22 4 0.2 0嗎=1619 2300,液體流動是層流 1.092 10 4 ^^"046 、 1 2 沿程損失h尸 = 0.046 d 2g 3000 0.884 0.2 2 9.81 2 — = 27.48 （米油柱） p= gh = 900 一 一 一 5 9.81 27.48= 2.426 10 (Pa) 2.18 如圖2.43所示水的管路, 已知:d1 = 300 mm, 1

24、 12 = 300 nn； d3 = 400 mm 13= 800 m dAB = 500 mm l ab = 800 m d2 = 250 mm, dcD = 500 mm 1cd= 400 m B 點流量為 q =300 1/s ,液體粘度0.0101cm2/s，并設 1= 2= 3 ? 計算全程壓力損失是多少? 解：全程壓力損失 1 AB AB 丁 d AB 2 AB 2 1 BC BCTT- d BC 2 BC 2 1CD CD dCD 2 CD 2 Pbc = 11

25、 1 d1 1 2 2 dl 13 3 d Zd12 d； 2 d； =q 1= 3,則有 1 2_ 3 = d113 = 0.213 (m/s) d211 d1l 2 d311 2=0.251 (m/s) 3=0.194 (m/s) Rei= d_1= 63139.6 Re2=d^ = 62005 /d 1 = 0.00033 /d 2 = 0.00025 /d 3 = 0.0004 。 查表: = 0.1 (mmi,則 1=0.02, 2 = 0.02, 3 =0.02。

26、2.9224 10 假設成立，故: _ 1i Pbc— 1 - d1 2 — = 0.02 2 500 3 300 10 1000 0.2132 =753.1 (Pa) 4q = AB= dAB 4 300 10 3 / ,、 ^=1.528 (m/s) (500 10 3)2 p _ dAB AB ReAB- 3 500 10—1528 = 756435 2320,液體流動是紊流。 0.0101 10 AB =0.025 Pab= 1 AB AB 丁 dAB 2 _AB_ = 0.02 2 800 500 10 3

27、 1000 1.5282 / 、 =46695.7 (Pa) CD = AB， CD AB= 0.025 PCD= lCD CD ~r~ dCD 2 -CD =0.025 2 400 500 103 1000 1.5282 / 、 ——=23347.8 (Pa) 所以 p沿=Pab pBC pCD = 466957 753.1 23347.8 = 70796.6 (Pa) 2.19 如圖2.44所示，液壓泵從一個大容積的油池中抽吸潤滑油， 流量為q= 1.2 L/s ,油液的粘度E = 40 ,密度 =900 kg/m 3,假設液壓油的空氣分離壓

28、 為2.8米水柱，吸油管長度l = 10 m ,直徑d = 40 mm,如果只考慮管中 的摩擦損失，求液壓泵在油箱液面以上的最大允許安裝高度是多少？ q 解：油液粘度: 7.31 4 / 2, 、 = 2.9224 10 (m/s) Re= 40 10 3 4 1.2 10 32 3 2 d _ 40 10 = 130.7 2300 故為層流, 75 75 c 八 =——= =0.5740 Re 130.7 900 沿程損失 2 ——=0.5740 2 10 40 10 2 4 1.2 10 3 3^ 40 10 = 58

29、885.34 (Pa) 空氣分離壓 p 分= 2.8 1000 9.81 = 27468 (Pa) 最大安裝高度處 101325 58885.34 Hmax g = 27468 9.81)=1.696 (nj) 故 H max=(101325 58883.34 27468»(900 2.20 管路系統(tǒng)如圖2.45所示，A點的標高為10米，B點的標高為12米，管 徑d = 250 mm,管長l =1000米，求管路中的流量q是多少？(沿程阻力 系數(shù) =0.03,局部阻力系數(shù)：入口「= 0.5,彎管(2= 0.2,出口(3= 1.0)。 解：有效靜壓頭為

30、H d ( B A)=7 025 (12 10) = 4.875 (項 2 2 c / l 、2 4.875=(二 1 2 3) 丁 d 2g 2 9.81 4.875 1000 0.03 -3 0.5 250 10 3 0.2 1.0 = 0.887 (m/s) q=-d2 =- (250 10 3)2 77^5= 0.0435 (n3/s ) 4 4 2.21 已知容器中空氣的壓力為 1.1705 105 Pa (絕對壓力)，空氣的溫度為 0 C,經(jīng)管嘴噴入壓力為1.0136 105Pa的大氣中，計算噴嘴出口處氣流的 速度是多少？ 解：空氣在0C、1.0

31、140 105Pa時的密度為1.285 (kg/m3),容器中空氣的密度 為： 1.1705 105 3、 0=1.285 5 = 1.483 (kg/m ) 1.0140 10 pk=0.528Po=0.528 1.1705 105 = 6.18 104 (Pa) 因為p Pk k 1 1.4 1 2k p0 p V 2 1.4 1.1705 105 1.0136 105 =I 1 — = ? 1 5 ]k 1 0 Po 11.4 1 1.483 1.1705 10 =149.2 (m/s) 3.5 試說明齒輪泵的困油現(xiàn)象及解決辦法。答：齒輪泵要正常工作，齒

32、輪的嚙合系數(shù)必須大于 1,于是總有兩對齒輪同時嚙 合，并有一部分油液因困在兩對輪齒形成的封閉油腔之內(nèi)。當封閉容積減小時， 被困油液受擠壓而產(chǎn)生高壓，并從縫隙中流出，導致油液發(fā)熱并使軸承等機件受 到附加的不平衡負載作用；當封閉容積增大時，又會造成局部真空，使溶于油液 中的氣體分離出來，產(chǎn)生氣穴，這就是齒輪泵的困油現(xiàn)象。 消除困油的辦法，通常是在兩端蓋板上開卸荷槽。 3.6 齒輪泵壓力的提高主要受哪些因素的影響？可以采取哪些措施來提高齒輪 泵的工作壓力？ 答：齒輪泵壓力的提高主要受壓力油的泄漏的影響。 通常采用的方法是自動 補償端面間隙，其裝置有浮動軸套式和彈性側板式齒輪泵。 3.9 試

33、說明葉片泵的工作原理。并比較說明雙作用葉片泵和單作用葉片泵各有 什么優(yōu)缺點。 答：葉片在轉子的槽內(nèi)可靈活滑動，在轉子轉動時的離心力以及通入葉片根 部壓力油的作用下，葉片頂部貼緊在定子內(nèi)表面上，于是兩相鄰葉片、配油盤、 定子和轉子間便形成了一個個密封的工作腔。 當轉子旋轉時葉片向外伸出，密封 工作腔容積逐漸增大，產(chǎn)生真空，于是通過吸油口和配油盤上窗口將油吸入。 葉 片往里縮進，密封腔的容積逐漸縮小，密封腔中的油液往配油盤另一窗口和壓油 口被壓出而輸?shù)较到y(tǒng)中去，這就是葉片泵的工作原理。 雙作用葉片泵結構復雜，吸油特性不太好，但徑向力平衡；單作用葉片泵存 在不平衡的徑向力。 3.10 限壓式

34、變量葉片泵的限定壓力和最大流量怎樣調節(jié)？在調節(jié)時，葉片泵的 壓力流量曲線將怎樣變化？ 答：調節(jié)彈簧預緊力可以調節(jié)限壓式變量葉片泵的限定壓力，這時 BC段曲線左 右平移；調節(jié)流量調節(jié)螺釘可以改變流量的大小， AB段曲線上下平移。 5 B B 1 \ C 0 Pc Pc' Pmax p 3.18液壓泵的額定壓力為2.5 MPa,當轉速為1 450 r/min時，機械效率為 qm =0.9。由實驗測得，當液壓泵的出口壓力為零時，流量為 106 L/min ;壓力為2.5 MPa時，流量為100.7 L/min，試求：（1）液壓泵的容積效率“V是多少？ （2） 如果液壓泵的轉速

35、下降到500 r/min ,在額定壓力下工作時，估算液壓泵的流量 是多少？ （ 3）計算在上述兩種轉速下液壓泵的驅動功率是多少？ 解：⑴心=2== 0.95 明106 500 x 106 x 0.95 = 34.7L,'iiiui 1450 ⑶在第種情況卜t 'k n5 2 5xlO6xlO6x1O-i …，2 -4.9xH) w 0.9 <60 %u= 10xl0-J =0.02S m s —x(OJ? 0.0?-)x 6G 4 在第二種情況下； F =也=產(chǎn)紅二 20"相，乂1?！?1 69xl0?w 以 0

36、.9x60x0.95 答上液壓泵的容積效率加，為0.95,在液壓泵轉速為50ami向時，伯瓊苴流量為 34.7Lto.液壓泵在第一沖情況下的驅動功率為49，103W .在第二種情況下的歪動功率 為 L69”[PW? 4.1從能量的觀點來看，液壓泵和液壓馬達有什么區(qū)別和聯(lián)系？從結構上來看， 液壓泵和液壓馬達又有什么區(qū)別和聯(lián)系？ 答：從能量的觀點來看，液壓泵是將驅動電機的機械能轉換成液壓系統(tǒng)中的 油液壓力能，是液壓傳動系統(tǒng)的動力元件；而液壓馬達是將輸入的壓力能轉換為 機械能，輸出扭矩和轉速，是液壓傳動系統(tǒng)的執(zhí)行元件。它們都是能量轉換裝置。 從結構上來看，它們基本相同，都是靠密封容積的變

37、化來工作的。 4.3在供油流量q不變的情況下，要使單桿活塞式液壓缸的活塞桿伸出速度相等 和回程速度相等，油路應該差動連接，而且活塞桿的直徑d與活塞直徑D的關系 為：D=（根號2）乘以d. 4.6 5.1 已知單桿液葉證缸筒力：徑下=IDO nnn,活軍桿內(nèi)徑/二50 inm卜I』：「：力必 MPa,流量為v=10L/min，回油背壓力為與=。壬MFh試求活賽件發(fā)運動時的推力和運 硝速度; 斛：D 無桿腔進油時】居=p、d\ — = — [(/?! — Py \D + p-td' \ 4 右二上父[(2 乂 10J 05m 10* 卜 0.F + 05懿 10*、805’

38、q IOkIQ-' q =—= =0.021 in/'fk 4 — x0.12x 60 4 1 - (2xio6-o.5x IO6 |x042-2xl06x0.05-|-0._?85x1(1^ N 仃卜！"且 一 ?「4. 二 f 上、 ?，/；= ‘"? ,兇’ /v; 1 4 S：當無桿腔進油時的活塞推力是L舞MIO4 N?運動速度是0.Q2I曲史當有桿腔進 油時活塞的推力是0,V5T0，X,運動速限是0.028H1TS. 4.7 5」已知單-桿液壓MM筒汽掙Z>= 50 uinir活韭桿懺咨35 mm.泵供泄流最為g=lO

39、Linui,求求」(1)滄虛缸是動連接忖的運動速度- (2)若酊企矍動階段所能克服的外負 我F-1OMN,缸內(nèi)油液壓力再五大(不計管內(nèi)壓力損失)？ 帽(1) u =，_ = _1°八° = 0,17 jw's -X0.035S60 4 4 {” —工=J項7 04, — </' —x 0,0352 4 4 答：液壓缸差動連接時的運動運!支是?！?，皿幫若虹花莖動階段所能克服的外負我 F5 000N時，缸內(nèi)油液壓力是LO4MPa. 4.8 5,3 一柱富斜柱覃冏定，缸筒運動，用力油從空心柱家中itfi入，偉力為必 流量為小岳I 簡直年為小柱店

40、外產(chǎn)為H,內(nèi)孔”廣為用.試求柱端缸所產(chǎn)生的推力廣和運動速&U、 4.10 答二柱塞機.所產(chǎn)生的推力等于廣二三/)九運動速度等丁力二-4, 4 4.9 5.4 如題5』圖所小的葉片泉，露牌參數(shù)為爐=1雷L/tuin,產(chǎn)=&3 MPa,設話案H補分= 如皿，括箋桿直校H= 60 nun,在不讓壓力助失且/ = 2日CM N時.試求在小圖小情況 下張力表的指示張力是多少？ <pz =；MPa) 28000 4 4 MPa -xQ.092 4 二 , 28000 1- 2 x 106 x— x(0 092 - 0.06?) (b

41、) p=產(chǎn)…- = 5.5 MPa , ->0-092 4 53 如黑5.5圖所代的串聯(lián)油景,小和工為有效I作面積.片和片是兩活宰汗的外優(yōu) 效，住不計損失的恰瓦下，試求戶I，必.叼和吃與是多少T r e a+J再4 =6+產(chǎn)覆? 4 3 % 產(chǎn)"=F、 F. jS - W ' * * * * n = -L "! =, ' . （2） pn 6.3MPa 16 MPa, Py 2 題5 5圖 5.5如愿15圖所示的并聯(lián)油缸中，出7、心網(wǎng) 當抽缸上的活塞運動時，狀求 4.11

42、 物、巧和漁H；泉的出口巾力/齊是多中？ 題?.6圖 棉］己新，石＞巧，吊一心?當油缸J動作時.而油副1本運動*此時 2一”.％ - 0，〃-三 用 飛 4.12設計一單桿活塞液壓缸，要求快進時為差動連接，快進和快退（有桿腔進 油）時的速度均為6 m/min。工進時（無桿腔進油，非差動連接）可驅動的負載 為F = 25 000N,回油背壓力為0.25 MPa,采用額定壓力為6.3 MPa、額定流量 為25 L/min的液壓泵，試確定：（1）缸筒內(nèi)徑和活塞桿直徑各是多少？ （ 2）缸 筒壁厚（缸筒材料選用無縫鋼管）是多少？ 解：（1）活塞缸

43、直徑:d 叵 3 25 10 3 . _ _ ■ _ 3 _ 一 ,4 25 10 60 八八-2 esc 0 0.0732 0.103 m 6 70 mm| d 100 mm PyDn 1.5Pl 1.5 6.3 9.45 MPa, —— 0.073 m ,,v0 . 60 6 缸筒直徑：D . 4q d2 按國家標準規(guī)定，取活塞桿直徑d 取n 5 ;材料取普通碳素鋼Q235 ,則: … 9.45 106 0.1 5 b 420 MPa 6- 5.625 mm 2 420 106 5.1 現(xiàn)有一個二位三通閥和一個二位四通閥，如題 6.1圖所示，

44、請通過堵塞閥 口的辦法將它們改為二位二通閥。問：（1）改為常開型的如何堵？ （ 2）改為常 閉型的如何堵？請畫符號表示（應該指出：由于結構上的原因，一般二位四通閥 的回油口。不可堵塞，改作二通閥后，原?？趹鳛樾褂涂趩为毥庸芤赜拖洌? 答：（1）二位四通閥；（2）改為常開（常通）型二位二通閥，堵住 B 口（但 由于特殊結構?？诓唤樱?；（3）改為常閉（常斷）型二位二通閥，堵住 A 口。 堵彳3E B 口，但由于特 殊結構 O 口不接 堵彳主A 口 A B （1）二位三通閥；（2）改為常開（常通）型二位二通閥，堵住 為常閉（常斷）型二位二通閥，堵住 A 口。 B 口；（3）改

45、 A B 堵住 b口， 一口■Wpryi 一 即為常開 77 / Y I P A B 堵住A 口， ? 即為常開 7 %|| | J P 5.8 6J題也2圖中播流閥的調定收力為5MP8,減出閥的調定出力為23Mp出液悵缸的 丸懺腔面積A = 50cm\ 液流通過單向閥和非［作狀態(tài)下的減年閥時,其外力損失分 0.2 MPa fll 0,J MPa a求：當負我分別為口 kN、75 kN和W kN時，【1 ）液壓證能否 稗由？ （2> A、B和C三點壓力數(shù)值徉為多少？ 解：F=。,液除缸快速空載運動I M=0，號照到單向閥的壓力損失，則 /卬=01MPa,

46、考慮到作L作樵態(tài)卜的減壓閥壓力損失，戶d = 「F E5k I 小一 F- 7,kN. - — = ],5%便占 r A 50x10m 考慮到單㈣閥的用力損失.則為= L7MFa,小卜誡Ik：優(yōu)的調定li“Zr.考慮“工作狀 態(tài)卜的減用制的出力M失.利 ? 上 一， F 30x10s />, - 2 0 MPa 液為 31 能運動二 F = 30kN. pc - 一 = - = 6 \IP：i 入A 50x10^ 薇氏缸不能運動t單向閥不施打開，液東斶處「工作狀態(tài)，pB -^、IP』' 廣二=5 XtPB, 題圖6.5 5.7+5.9 64用先

47、導式溢流閥用節(jié)液外泉的壓力，但小論如何調節(jié)手輪.用力表顯示的泉珠都很 低,把閥拆下檢杳，看劑各零件都完好無損.試分析液小泉出力低的原因：如果木力表顯 示的泵上都很高，試分析液壓鬼壓力高的感因.（分析時參見先導式通流閥工作原埋圖 6.16） 答工液外臬樂力低的原因可能是阻E孔被培死，液壓泵壓力高的原因可能是先導閥被 堵死. 6.5 如題心圖所示的液壓系統(tǒng)中*外溢流閥的調定壓力分別為乙=j MPa、 MPa - 2 MPa.試求在系統(tǒng)的負載Q 丁無限大時，液壓泵的工作壓力是冬 少？ 答：腦》 圖中，三個海流閥用聯(lián)..。負載趨『元方大時，則三個謠流斶都必須工作. 則#*二八十戶廠4 = 9

48、 5.12+5.13 <b > 1%中.三個溢流閥并聯(lián)。當負戟崎丁尢容大時.上必須工作1而a的迸流壓力取 決于遠程訓不艇B，B取決」C,所以聲手=pr = 2MPa. 6.6 在題6.6圖所示兩閥組中，設網(wǎng)減壓閥調定壓力 大 小小小匹，并且所在麥路有 足弱的負載*說明支路的出口壓力取決了哪個減壓閥？為什么？ 苔；行）圖中，兩個成柞閥串庭.且#A*，節(jié)負載於「尤為大時，支路出口出力取 決J H網(wǎng).因為調定任力低的E喝無I件.然后是調定壓力高的A斶匚作，故支路張力 取決于調定壓力低的E冏。 仙）圖中,兩個凌壓附弁聯(lián)，支路出口壓力取決1 A閥.力負軟口 J無窮大時，出口 爪

49、力達到費時r B一工作.而此時AR耳卿口全開.由于A腳出口壓力高于B闊出口壓 力，則B閥立刻關閉，當出力升高達到外時,A周工作.故支路再力取決卜調定出力向 的A閥口 6.7 在系統(tǒng)由足弱負載的情寬下.先H式溫流尚、海小閥及謂速間的送，出油口可由時近 工作？苦對調會出現(xiàn)什么現(xiàn)黑？ 四國6 8 蠲囹6 G 售，若是先導式滯流閥的進、出岫口對調I作,則滯流閥不起著流作用.液卡泵的匚 作壓力奉能帕定，架的他方將超過額定壓力，泉將損劃7於是戰(zhàn)壓閥的進、出油口對調I 作.則誠壓同不起墟壓住用：若是蠲速閥的進、出油口對調工作.則—速幗本起調速作 用. 5.10+5.11 68在魂圖6虛所,K

50、的系綸中，濡汽網(wǎng)的調建加方為4乳?以 如果陶芯陽尼小心造成的改 失不計，式判斷卜列怙現(xiàn)卜壓力表的讀數(shù)是多少，fl)YA斷電,員較為無刃人:(“YA 斷電，負載壓力為二ZPm (3) Y3通電t負我不力為2 NIP3 答* (1)¥A斷電.負載為無句大時，爾力表的讀數(shù)曲= 4MPil; 匕J YA斷電.負我K力為2MPa時.熱 =1 MPa： (3) YA通電;負載出力為2MPa時.啟『0 :. 6.9 如題6。圖所示，喉序閥的調整壓力為/JA=3MPa ,溢流他的調修壓力為 產(chǎn)MPa.試求在下列情況下A、B點的選力是多少？ (] J液也打運動時，負載壓力 p工=4 MPa：(

51、2)負載壓力p£ = iMPa： (3)活塞運動到右端時。 怨，L1)液壓缸運動尺時，則產(chǎn)人■匹?4MPa. 12)真=1 MPz時，則/a-1 MKi* '旭＜3 MpR; (3)油我運動到右端時，則於「山-npn 7.26如題8.1圖所示，液壓泵輸出流量 qp 10 L/min ,液壓缸無桿腔面積 Al 50 cm2 ,液壓缸有桿腔面積 A2 25 cm2。溢流閥的調定壓力 Py 2.4 MPa負載F=10 kN。節(jié)流閥口視為薄壁孔，流量系數(shù) Cq 0.62。油液密度 900 kg/m 3 o試求：(1 )節(jié)流閥口通流面積At 0.05 cm2和 At 0

52、.01 cm2時的液壓缸速度 、液壓泵壓力Pp、溢流閥損失 Ty和回路效率 ;(2)當AT 0.01 cm2和At 0.02 cm2時，若負載F= 0,求液壓泵的 壓力Pp和液壓缸兩腔壓力P1和P2各為多大? ( 3)當F=10 kN時，若節(jié)流閥最 小穩(wěn)定流量為qjmin 50 1 0 3 L/min ,所對應的At和液壓缸速度 min多大？若 將回路改為進油節(jié)流調速回路，則 At和mm多大？把兩種結果相比較能說明什 么問題？ 解：(1) AT 0.05時：如果溢流閥不溢流，則通過節(jié)流閥的流量 qT — * qp 5L/min 即 qT=q2=0.833*10-4m/s 由 q2

53、Cd AT 2 q2 2Cd2AT2 0.8332 1 0 8 9 00 2 0.622 0.052 10 8 0.325MPa 液壓泵的壓力: Pp A PA2 3 10 10 50 10 4 賓25 A6 及 2.163MPa Pp Py, 則溢流閥損失 Py 0o 液壓缸兩腔壓力: Pi=Pp=2.163MPa F2=AP=0.325MPa 節(jié)流損失: △ Pr=F2q2=0.325*10 6*0.833*10 -4=27.0725W 液壓缸速度 qp 10 10 3 - 0 0.0333m/s, A 60 50 10 4

54、 回路效率: _ _ 3 10 103 0.0333 AT 0.01 cm2 時, PPqP 2.163 106 3 10 10 60 0.924 同理由上述求解過程可得P 8.125 MPa,可知由于液壓泵的壓力 PP=54.075MPa則 Pp Py , 則有：液壓泵的壓力應為Pp Py 2.4MPa P 0.62 0.01 q2 2.4 106 50 25 104 液壓缸速度: q2 A 2.614 A1 qP 液壓缸兩腔壓力: 溢流損失：Py 10 5 - 4 25 10 2 0.8 106

55、5 3/ 2.614 10 m/s 900 1.046 10 2 m/s, 1.046 10 2 50 10 4 5.23 10 5m/s, 10 10 3 5 5 3, q1 5.23 10 11.437 10 m/s。 60 R=PP=2.4MPa P2=A P=0.8MPa _6 5 PP q 2.4 106 11.437 10 5 274.48W 節(jié)流損失：△ FT=F2q2=0.8*10 6*2.614*10 -5=20.912W 回路效率:

56、F i0 i03 i.046 i0 2 3 0.26i5 qppp i0 i0 24 i06 60 (2) 由（1） 可知，假設溢流閥不工作時， A 0.0i cm2, P 8.125MPa 因 PiA pA2則有pi 4.06 MPa R,由此可知與假設矛盾, 因此假設不 At 0.02 cm2, p 2.03MPa 因為 F 0 , piAi PA2則有pi i.02MPa py , 由此可知假設成立。 當At 0.02 cm2 時, Pp Pi i.02MPa p2 p 2.03 MPa 當At 0.01 cm2 時, Pp Pi

57、 Py 2.4MPa P2 piAi = 4.8MPa A2 (3) qjmin min " A2 50 i06 60 25 i04 3.33 i0 4m/s 由（i）可知P 0.8 MPa 2 0.8 i06 60 0.62 .1 二 900 50 i06 3.i9 i04 2 cm 若改為進口節(jié)流回路 qj min min Ai i.67 i04 m/s , AT 一 Cd j^ 4.5i |2 p 4 2 i0 cm o 進口節(jié)流調速回路能獲得更低的穩(wěn)定速度 min