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1、【例21】液壓泵裝置如圖所示,油箱與大氣相通,泵吸油口至油箱液面高度為h,試分析液壓泵正常吸油的條件。,解設(shè)以油箱液面為基準面,取油箱液面11和泵進口處截面22列伯努利方程,即,式中p1=大氣壓=pa,h1=0,h2=h,v1<
2、作,進口處的真空度不能太大。否則當(dāng)絕對壓力p2小于油液的空氣分離壓時,溶于油液中的空氣會分離析出形成氣泡,產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象,引起振動和噪聲。為此,需限制液壓泵的安裝高度h,一般泵的吸油高度h值不大于0.5m,并且希望吸油管內(nèi)保持較低的流速。,【例2-2】圓柱滑閥是液壓閥中一種常見的結(jié)構(gòu)，液體流 入閥口的流速為v1,方向角為,流量為q,流出閥口的流速 為v2。試計算液流通過滑閥時,液流對閥芯的軸向作用力。,解：取閥進出口之間的液體為控制液流,根據(jù)動量方程,可求出作用在控制液體上的軸向力F,即,液流對閥芯的軸向作用力F與F大小相等、方向相反，即,可見F是一個試圖使滑閥閥口關(guān)閉的力。,【例2-3】下圖所
3、示為常見的外流式錐閥，其錐角為2，閥座孔直徑為d。液體在壓力p作用下以流量q流經(jīng)錐閥，流入、流出速度為v1、v2，設(shè)流出壓力為p2=0。試求作用在錐閥閥芯上的軸向力。,解：設(shè)閥芯對控制液體的作用力為F,(控制液體取在閥口下方),垂直方向的動量方程為,通常錐閥開口很小,v2v1,因此可忽略v1，則代入整理后得錐閥閥芯對控制液體的軸向作用力,液流對錐閥閥芯的軸向作用力 F與F等值反向，即方向向下，且 該力使閥芯趨于關(guān)閉。,【例2-4】在下圖所示液壓系統(tǒng)中,已知泵的流量 ,液壓缸無桿腔的面積 ,負載F=30000N,回油腔壓力近似為零,液壓缸進油管的直徑d=20mm,總長即
4、為管的垂直高度H=5m,進油路總的局部阻力系數(shù)=7.2,液壓油的密度 ,該工作溫度下的運動粘度 ,(管道為光滑金屬圓管),試求： 1）進油路的壓力損失； 2）泵的供油壓力。,沿程阻力系數(shù)=75/Re=75/2074=0.036,解(1)求進油路壓力損失 進油管內(nèi)流速為,為層流,故進油路的壓力損失為,(2)求泵的供油壓力,對泵的出口油管斷面11和液壓缸進口后的斷面22之間列出伯努利方程,即,兩截面間壓力損失,液壓缸運動速度,則有,故泵的供油壓力為 p1=(3.75+0.02+0.044+0.166)MPa4MPa,由本例可看出,在液壓系統(tǒng)中,由液體位置高度變化和流速變化引起的壓力變化量,
5、相對來說是很小的,可忽略不計。因此,泵的供油壓力表達式可以簡化為,即泵的供油壓力由執(zhí)行元件的工作壓力p2和管路中的壓力損失p確定。,2.10 噴管流量計直徑 ,噴管出口直徑 。局 部阻力系數(shù) ,油液密度 ,噴管前后壓力差 由水銀差壓計讀數(shù) 。試求通過管道的流量。 解：,,,,,,2.12 d=20mm的柱塞在力F=40N作用下向下運動,導(dǎo)向孔 與柱塞的間隙如圖所示,h=0.1mm,導(dǎo)向孔長度L=70mm,試 求當(dāng)油液粘度,柱塞與導(dǎo)向孔同心,柱塞下移0.1m所需的時 間。 解：,,,,2.15 某液壓油在大氣壓下的體積是50L,當(dāng)壓力升高后,其 體積減少到49.9L,設(shè)液壓油的體積彈
6、性模數(shù)K=700Mpa求 壓力升高值。 解：壓縮率,,,3.11 某液壓泵在轉(zhuǎn)速n=950r/min時,理論流qt=160L/min。 在同樣的轉(zhuǎn)速和壓差p=29.5Mpa時,測得泵的實際流量為 q=150L/mim,總效率=0.87,求： (1)泵容積效率；(2)泵在上述工況下所需的電動功率； (3)泵在上述工況下的機械效率；(4)驅(qū)動泵的轉(zhuǎn)矩多大？ 解:(1),,(2),(4),(3),,3.13 某變量葉片泵的轉(zhuǎn)子直徑d=83mm,定子內(nèi)徑D=89mm, 葉片寬度B=30mm。求：當(dāng)泵的排量V=16mL/r時,定子也轉(zhuǎn) 子間的偏心量有多大？ 解：以單作用式葉片泵的理論排量公式計算（忽略葉
7、片厚 度）,4.6 如圖所示兩個結(jié)構(gòu)相同相互串聯(lián)的液壓缸,無桿腔的 面積 有桿腔的面積 ,缸1的輸入 壓力 ,輸入流量 ,不計摩擦損失和泄 漏,求： (1) 兩缸承受相同負載(F1=F2)時，該負載的數(shù)值及兩缸的運動速度； (2) 缸2的輸入壓力是缸1的一半(p1=2p2)時，兩缸各能承受多少負載？ (3) 缸1不承受負載(F1=0)時，缸2能承受多少負載？,,,,,解：(1)P3為大氣壓 P3=0,,,,,,,,(2),,,(3),4.11泵和液壓馬達組成系統(tǒng),已知泵輸出油壓力 , 排量 ,機械效率 ,容積效率 ;液壓 馬達排量 ,機械效率 ,容積效率
8、, 泵出口處到液壓馬達入口管路的壓力損失為0.5Mpa,若不 計泄漏量,不計液壓馬達回油管和泵吸油管的壓力損失,試 求： (1)泵轉(zhuǎn)速為1500r/min時,所需要的驅(qū)動功率Pp； (2)泵輸出的液壓功率Pop； (3)液壓馬達輸出轉(zhuǎn)速nm； (4)液壓馬達輸出功率Pm； (5)液壓馬達輸出轉(zhuǎn)矩Tm。,,,,解:(1),(2),(3),(4),(5),5.13如圖所示回路中,溢流閥的調(diào)整壓力為5.0Mpa,減壓 閥的調(diào)整壓力為2.5Mpa,試分析下列情況,并說明減壓閥 閥口處于什么狀態(tài)？ (1)當(dāng)泵壓力等于溢流閥調(diào)整壓力時,夾緊缸使工件夾緊 后,A、C點的壓力各為多少？ (2)當(dāng)泵壓力由于工作
9、缸快進壓力降到時（工作原先處于 夾緊狀態(tài)）A、C點的壓力各為多少？ (3)夾緊缸在夾緊工件前作空載運動時，A、B、C三點的壓 力各為多少？,解:(1)工件夾緊時,夾緊缸壓力即為減壓閥 調(diào)整壓力,pA=pC=2.5Mpa。減壓閥開口很小 這時仍有一部分油通過減壓閥閥芯的小開 口(或三角槽),將先導(dǎo)閥打開而流出,減壓 閥閥口始終處在工作狀態(tài)。 (2)泵的壓力突然降到1.5Mpa時,減壓閥的進口壓力小于調(diào)整壓 力,減壓閥閥口全開而先導(dǎo)閥處于關(guān)閉狀態(tài),閥口不起減壓作 用,pA=pB=1.5Mpa。單向閥后的C點壓力,由于原來夾緊缸處于 2.5Mpa,單向閥在短時間內(nèi)有保壓作用,故pC=2.5Mpa,以
10、免夾緊 的工件松動。 (3)夾緊缸作空載快速運動時,pC=0。A點的壓力如不考慮油液 流過單向閥造成的壓力損失,pA=0。因減壓閥閥口全開,若壓力 損失不計,則pB=0。由此可見，夾緊缸空載快速運動時將影響到 泵的工作壓力。,5.14如圖所示的液壓系統(tǒng),兩液壓缸的有效面積 A1=A2=100c,缸I負載F=35000N,缸運動時負載為零。 不計摩擦阻力、慣性力和管路損失,溢流閥、順序閥和減 壓閥的調(diào)定壓力分別為4Mpa、3Mpa和2Mpa。求在下列三 中情況下，A、B、C處的壓力。 (1)液壓泵啟動后,兩換向閥處于中位； (2)1Y通電,液壓缸1活塞移動時及活塞 運動到終點時； (3)1Y斷電,2Y通電,液壓缸2活塞運動 時及活塞碰到固定擋塊。,解:(1),,(2) 移動時,(3) 移動時,終點時,固定時,7.1在下圖所示回路中，液壓泵的流量 ,液壓缸 無桿腔面積 ,液壓缸有桿腔面積 ,溢流閥的 調(diào)定壓力 ,負載 。節(jié)流閥口為薄壁孔,流 量系數(shù) ,油液密度 ,試求：節(jié)流閥口通 流面積 時的液壓缸速度v、液壓泵壓力pp、溢流 功率損失 和回路效率。,,,,,,,,,,解:(1),,,(2)液壓泵壓力,,,(3)溢流功率損失,溢流功率無損失，所以,,,(4)回路效率,
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