《液壓與氣壓傳動(dòng)》姜繼海宋錦春高常識(shí)第章課后答案DOC

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1、《液壓與氣壓傳動(dòng)》 姜繼海 宋錦春 高常識(shí) 課后答案 1.1 液體傳動(dòng)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(zhì)來進(jìn)行能量傳遞的傳動(dòng)方式被稱之為液體傳動(dòng)。 按照其 工作 原理的不同， 液體傳動(dòng)又可分為液壓傳動(dòng)和液力傳動(dòng)， 其中液壓傳動(dòng)是利用在密 封容器內(nèi) 液體的壓力能來傳遞動(dòng)力的；而液力傳動(dòng)則的利用液體的動(dòng)能來傳遞動(dòng)力的。 1.2 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)由哪幾部分組成？各組成部分的作用是什么？ 答： （ 1）動(dòng)力裝置：動(dòng)力裝置是指能將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成為液壓能的裝置， 它是 液壓系統(tǒng)的動(dòng)力源。 （ 2）控制調(diào)節(jié)裝置：其作用是用來控制和調(diào)節(jié)工作介質(zhì)的流動(dòng)方向、壓

2、力和流 量，以 保證執(zhí)行元件和工作機(jī)構(gòu)的工作要求。 （ 3）執(zhí)行裝置：是將液壓能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的裝置，其作用是在工作介質(zhì)的推動(dòng) 下輸出 力和速度（或轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速） ，輸出一定的功率以驅(qū)動(dòng)工作機(jī)構(gòu)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(hào)轉(zhuǎn)換器等。它們是一些對(duì)完成主運(yùn)動(dòng) 起輔助作 用的元件，在系統(tǒng)中是必不可少的，對(duì)保證系統(tǒng)正常工作有著重要的作用。 （ 5）工作介質(zhì)：工作介質(zhì)指傳動(dòng)液體，在液壓系統(tǒng)中通常使用液壓油液作為工 作介 質(zhì)。 1.3 液壓傳動(dòng)的主要優(yōu)缺點(diǎn)是什么？ 答：優(yōu)點(diǎn)： （

3、1）與電動(dòng)機(jī)相比，在同等體積下，液壓裝置能產(chǎn)生出更大的動(dòng)力， 也就 是說，在同等功率下，液壓裝置的體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)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(dòng)容易做到對(duì)速度的無級(jí)調(diào)節(jié)，而且調(diào)速范圍大，并且對(duì)速度的調(diào) 節(jié)還可 以在工作過程中進(jìn)行。 （ 3）液壓傳動(dòng)工作平穩(wěn)，換向沖擊小，便于實(shí)現(xiàn)頻繁換向。 （ 4）液壓傳動(dòng)易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，能實(shí)現(xiàn)自潤滑，使用壽命長。 （ 5）液壓傳動(dòng)易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，可以很方便地對(duì)液體的流動(dòng)方向、壓力和流量 進(jìn)行調(diào) 節(jié)和控制， 并能很容易地和電氣、 電子控制或氣壓傳動(dòng)控制結(jié)合起來， 實(shí)現(xiàn)復(fù)雜 的運(yùn)

4、動(dòng)和 操作。 （ 6）液壓元件易于實(shí)現(xiàn)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化，便于設(shè)計(jì)、制造和推廣使用。 答： 缺點(diǎn)： （ 1） 由于液壓傳動(dòng)中的泄漏和液體的可壓縮性使這種傳動(dòng)無法保證嚴(yán) 格 的傳動(dòng)比。 （ 2）液壓傳動(dòng)中有較多的能量損失（泄漏損失、摩擦損失等） ，因此，傳動(dòng)效率 相對(duì) 低。 （ 3）液壓傳動(dòng)對(duì)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(dòng)在出現(xiàn)故障時(shí)不易找出原因。 1.6 國家新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的液壓油液牌號(hào)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(hào)是用它在溫度為 40℃時(shí)的運(yùn)動(dòng)粘度平均值來表示的。 例如 32 號(hào)液壓油，就是指這種油

5、在 40℃時(shí)的運(yùn)動(dòng)粘度平均值為 32 mm2/s。 1.7 液壓油的選用應(yīng)考慮幾個(gè)方面？ 答： 對(duì)液壓油液的選用， 首先應(yīng)根據(jù)液壓傳動(dòng)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(dòng)的介質(zhì)污染原因主要來自哪幾個(gè)方面？應(yīng)該怎樣控制介質(zhì)的污 染？ 答：液壓油液被污染的原因是很復(fù)雜的，但大體上有以下幾個(gè)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(chǔ)存、運(yùn)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(dòng)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(diǎn)， 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(dòng)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(zhì)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(dòng)系統(tǒng)在裝配前后必須嚴(yán)格清洗。組成液壓系統(tǒng) 的管 件， 用機(jī)械的方法除去殘?jiān)捅砻嫜趸铮?然后進(jìn)行酸洗。 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)在組裝 后要進(jìn)行 全面清洗， 最好用系統(tǒng)工作時(shí)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(jī)， 對(duì)外露件應(yīng)裝防塵 密封，并 經(jīng)常檢查，定期更換。液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的維修，液壓元件的更換、拆卸應(yīng)在無塵區(qū) 進(jìn)行。 （ 2）濾除系統(tǒng)產(chǎn)生的雜質(zhì)：應(yīng)在系統(tǒng)的相應(yīng)部位安裝適當(dāng)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(huì)加速其氧化變質(zhì)， 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(yīng)根據(jù)液壓設(shè)備使用說明書的要求和維護(hù)保養(yǎng)規(guī) 程的有 關(guān)規(guī)定， 定期檢查

8、更換液壓油液。 更換液壓油液時(shí)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(fù)載有什么 關(guān)系？ 答：液體在單位面積上所受的內(nèi)法線方向的法向應(yīng)力稱為壓力。 壓力有絕對(duì)壓力 和相 對(duì)壓力，絕對(duì)壓力是以絕對(duì)真空為基準(zhǔn)來度量的， 而相對(duì)壓力是以大氣壓為基準(zhǔn) 來進(jìn)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(fù)載決定的。 2.2 解釋下述概念：理想流體、定常流動(dòng)、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(dòng)：流體流動(dòng)時(shí)，流體中任何點(diǎn)處的壓力、速

9、度和密度都不隨時(shí)間而變化， 稱 這種流動(dòng)為定常流動(dòng)。 通流截面：液體在管道中流動(dòng)時(shí)，垂直于流動(dòng)方向的截面稱為通流截面。 流量：在單位時(shí)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(zhì)點(diǎn)互不干擾、液體的流動(dòng)呈線狀或?qū)訝?、且平行于管道軸線。 紊流：液體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)雜亂無章，除了平行于管道軸線的運(yùn)動(dòng)外，還存在劇烈的 橫向 運(yùn)動(dòng)。 雷諾數(shù)：由平均流速u、管徑d和液體的運(yùn)動(dòng)粘度v三個(gè)參數(shù)組成的無量綱數(shù) 用來表 明液體的流動(dòng)狀態(tài)。 2.3 說明連續(xù)性方程的本質(zhì)是什么？它的物理意義是什么？ 答：連續(xù)性方程的本質(zhì)

10、是質(zhì)量守恒定律。它的物理意義是單位時(shí)間流入、流出的 質(zhì)量 流量的差等于體積V中液體質(zhì)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(shí)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(dòng)液體的能量守恒定律。 實(shí)際液體的伯努利方程比理想 液體伯努利方程多了一項(xiàng)損耗的能量hw和比動(dòng)能項(xiàng)中的動(dòng)能修正系數(shù)。 2 理想液體伯努利方程：z — — const g 2g 2 2 實(shí)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(jì)水銀面高度，計(jì)算 M點(diǎn)處的壓力是多少? F 解：

11、取B— C等壓面，向_雷： 因?yàn)镈— 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(shí)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(shí)，才能舉起重物？ (3)在不計(jì)泄漏的情況下， L 題1.5圖 杠桿上下動(dòng)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(gè)壓力水箱與兩個(gè)U形水銀測壓計(jì)連接如圖2.33, a, b, c, d和e分別 為各液面相對(duì)于某基準(zhǔn)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(cè)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(jì)蓋板自重及較鏈處摩擦影響，計(jì)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(duì)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(kuò)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(diǎn)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(diǎn)總能頭 一 一 h = 1 = 7.11 (mHQ) g 2g 1000 9.81 2 9.81 故水流方向?yàn)橛葾到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(fù)載F = 5X104K若不計(jì)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(dāng)p= 6 MPa時(shí)，液壓閥動(dòng)作。若 d= 10 mm, d= 15 mm p= 0.5 MPa試求：(1)彈簧的預(yù)壓力Fs； (2)當(dāng)彈簧剛度k = 100 N/mm時(shí)的彈簧預(yù)壓縮量x。

19、 (mm 0.5 2 0.06 10 0.1 MPa) K 則有 K (1)力平衡關(guān)系 S =2 mm 人壓(Pa 形成21 MPa壓力，試求手輪要轉(zhuǎn)多少轉(zhuǎn)? 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(dāng)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(zhuǎn)) (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(dāng)用32號(hào)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(shí)，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(dòng)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(diǎn)流量為 q =300 1/s ,液體粘度0.0101cm2/s，并設(shè) 1= 2= 3 ? 計(jì)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(shè)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(dòng)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(gè)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(shè)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(diǎn)的標(biāo)高為10米，B點(diǎn)的標(biāo)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(xiàng) 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(duì)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(jì)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(shí)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?yàn)閜 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(duì)齒輪同時(shí)嚙 合，并有一部分油液因困在兩對(duì)輪齒形成的封閉油腔之內(nèi)。當(dāng)封閉容積減小時(shí)， 被困油液受擠壓而產(chǎn)生高壓，并從縫隙中流出，導(dǎo)致油液發(fā)熱并使軸承等機(jī)件受 到附加的不平衡負(fù)載作用；當(dāng)封閉容積增大時(shí)，又會(huì)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(dòng) 補(bǔ)償端面間隙，其裝置有浮動(dòng)軸套式和彈性側(cè)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(diǎn)。 答：葉片在轉(zhuǎn)子的槽內(nèi)可靈活滑動(dòng)，在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)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(zhuǎn)子間便形成了一個(gè)個(gè)密封的工作腔。 當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)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(jìn)，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(jié)構(gòu)復(fù)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(diào)節(jié)？在調(diào)節(jié)時(shí)，葉片泵的 壓力流量曲線將怎樣變化？ 答：調(diào)節(jié)彈簧預(yù)緊力可以調(diào)節(jié)限壓式變量葉片泵的限定壓力，這時(shí) BC段曲線左 右平移；調(diào)節(jié)流量調(diào)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(dāng)轉(zhuǎn)速為1 450 r/min時(shí)，機(jī)械效率為 qm =0.9。由實(shí)驗(yàn)測得，當(dāng)液壓泵的出口壓力為零時(shí)，流量為 106 L/min ;壓力為2.5 MPa時(shí)，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(zhuǎn)速

35、下降到500 r/min ,在額定壓力下工作時(shí)，估算液壓泵的流量 是多少？ （ 3）計(jì)算在上述兩種轉(zhuǎn)速下液壓泵的驅(qū)動(dòng)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(zhuǎn)速為50ami向時(shí)，伯瓊苴流量為 34.7Lto.液壓泵在第一沖情況下的驅(qū)動(dòng)功率為49，103W .在第二種情況下的歪動(dòng)功率 為 L69”[PW? 4.1從能量的觀點(diǎn)來看，液壓泵和液壓馬達(dá)有什么區(qū)別和聯(lián)系？從結(jié)構(gòu)上來看， 液壓泵和液壓馬達(dá)又有什么區(qū)別和聯(lián)系？ 答：從能量的觀點(diǎn)來看，液壓泵是將驅(qū)動(dòng)電機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液壓系統(tǒng)中的 油液壓力能，是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力元件；而液壓馬達(dá)是將輸入的壓力能轉(zhuǎn)換為 機(jī)械能，輸出扭矩和轉(zhuǎn)速，是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的執(zhí)行元件。它們都是能量轉(zhuǎn)換裝置。 從結(jié)構(gòu)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(yīng)該差動(dòng)連接，而且活塞桿的直徑d與活塞直徑D的關(guān)系 為：D=（根號(hào)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(yùn)動(dòng)時(shí)的推力和運(yùn) 硝速度; 斛：D 無桿腔進(jìn)油時(shí)】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(dāng)無桿腔進(jìn)油時(shí)的活塞推力是L舞MIO4 N?運(yùn)動(dòng)速度是0.Q2I曲史當(dāng)有桿腔進(jìn) 油時(shí)活塞的推力是0,V5T0，X,運(yùn)動(dòng)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(dòng)連接忖的運(yùn)動(dòng)速度- (2)若酊企矍動(dòng)階段所能克服的外負(fù) 我F-1OMN,缸內(nèi)油液壓力再五大(不計(jì)管內(nèi)壓力損失)？ 帽(1) u =，_ = _1°八° = 0,17 jw's -X0.035S60 4 4 {” —工=J項(xiàng)7 04, — </' —x 0,0352 4 4 答：液壓缸差動(dòng)連接時(shí)的運(yùn)動(dòng)運(yùn)!支是?！梗髱腿艉缁ㄇo動(dòng)階段所能克服的外負(fù)我 F5 000N時(shí)，缸內(nèi)油液壓力是LO4MPa. 4.8 5,3 一柱富斜柱覃冏定，缸筒運(yùn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng)速&U、 4.10 答二柱塞機(jī).所產(chǎn)生的推力等于廣二三/)九運(yùn)動(dòng)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(shè)話案H補(bǔ)分= 如皿，括箋桿直校H= 60 nun,在不讓壓力助失且/ = 2日CM N時(shí).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(jì)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(dāng)抽缸上的活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)，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(dāng)油缸J動(dòng)作時(shí).而油副1本運(yùn)動(dòng)*此時(shí) 2一”.％ - 0，〃-三 用 飛 4.12設(shè)計(jì)一單桿活塞液壓缸，要求快進(jìn)時(shí)為差動(dòng)連接，快進(jìn)和快退（有桿腔進(jìn) 油）時(shí)的速度均為6 m/min。工進(jìn)時(shí)（無桿腔進(jìn)油，非差動(dòng)連接）可驅(qū)動(dòng)的負(fù)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(biāo)準(zhǔn)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(gè)二位三通閥和一個(gè)二位四通閥，如題 6.1圖所示，

44、請(qǐng)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(qǐng)畫符號(hào)表示（應(yīng)該指出：由于結(jié)構(gòu)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?yīng)作為泄油口單獨(dú)接管引回油箱）。 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(jié)構(gòu)?？诓唤樱唬?）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(jié)構(gòu) 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(diào)定收力為5MP8,減出閥的調(diào)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(shí),其外力損失分 0.2 MPa fll 0,J MPa a求：當(dāng)負(fù)我分別為口 kN、75 kN和W kN時(shí)，【1 ）液壓證能否 稗由？ （2> A、B和C三點(diǎn)壓力數(shù)值徉為多少？ 解：F=。,液除缸快速空載運(yùn)動(dòng)I M=0，號(hào)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(diào)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(yùn)動(dòng)二 F = 30kN. pc - 一 = - = 6 \IP：i 入A 50x10^ 薇氏缸不能運(yùn)動(dòng)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(dǎo)式溢流閥用節(jié)液外泉的壓力，但小論如何調(diào)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(shí)參見先導(dǎo)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(dǎo)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(diào)定壓力分別為乙=j MPa、 MPa - 2 MPa.試求在系統(tǒng)的負(fù)載Q 丁無限大時(shí)，液壓泵的工作壓力是冬 少？ 答：腦》 圖中，三個(gè)海流閥用聯(lián)..。負(fù)載趨『元方大時(shí)，則三個(gè)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(gè)溢流閥并聯(lián)。當(dāng)負(fù)戟崎丁尢容大時(shí).上必須工作1而a的迸流壓力取 決于遠(yuǎn)程訓(xùn)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(shè)網(wǎng)減壓閥調(diào)定壓力 大 小小小匹，并且所在麥路有 足弱的負(fù)載*說明支路的出口壓力取決了哪個(gè)減壓閥？為什么？ 苔；行）圖中，兩個(gè)成柞閥串庭.且#A*，節(jié)負(fù)載於「尤為大時(shí)，支路出口出力取 決J H網(wǎng).因?yàn)檎{(diào)定任力低的E喝無I件.然后是調(diào)定壓力高的A斶匚作，故支路張力 取決于調(diào)定壓力低的E冏。 仙）圖中,兩個(gè)凌壓附弁聯(lián)，支路出口壓力取決1 A閥.力負(fù)軟口 J無窮大時(shí)，出口 爪

49、力達(dá)到費(fèi)時(shí)r B一工作.而此時(shí)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(guān)閉，當(dāng)出力升高達(dá)到外時(shí),A周工作.故支路再力取決卜調(diào)定出力向 的A閥口 6.7 在系統(tǒng)由足弱負(fù)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(shí)近 工作？苦對(duì)調(diào)會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)黑？ 四國6 8 蠲囹6 G 售，若是先導(dǎo)式滯流閥的進(jìn)、出岫口對(duì)調(diào)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(jìn)、出油口對(duì)調(diào)I 作.則誠壓同不起墟壓住用：若是蠲速閥的進(jìn)、出油口對(duì)調(diào)工作.則—速幗本起調(diào)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(diào)建加方為4乳?以 如果陶芯陽尼小心造成的改 失不計(jì)，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(fù)載壓力為二ZPm (3) Y3通電t負(fù)我不力為2 NIP3 答* (1)¥A斷電.負(fù)載為無句大時(shí)，爾力表的讀數(shù)曲= 4MPil; 匕J YA斷電.負(fù)我K力為2MPa時(shí).熱 =1 MPa： (3) YA通電;負(fù)載出力為2MPa時(shí).啟『0 :. 6.9 如題6。圖所示，喉序閥的調(diào)整壓力為/JA=3MPa ,溢流他的調(diào)修壓力為 產(chǎn)MPa.試求在下列情況下A、B點(diǎn)的選力是多少？ (] J液也打運(yùn)動(dòng)時(shí)，負(fù)載壓力 p工=4 MPa：(

51、2)負(fù)載壓力p£ = iMPa： (3)活塞運(yùn)動(dòng)到右端時(shí)。 怨，L1)液壓缸運(yùn)動(dòng)尺時(shí)，則產(chǎn)人■匹?4MPa. 12)真=1 MPz時(shí)，則/a-1 MKi* '旭＜3 MpR; (3)油我運(yùn)動(dòng)到右端時(shí)，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(diào)定壓力 Py 2.4 MPa負(fù)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(shí)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(dāng)AT 0.01 cm2和At 0.02 cm2時(shí)，若負(fù)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(dāng)F=10 kN時(shí)，若節(jié)流閥最 小穩(wěn)定流量為qjmin 50 1 0 3 L/min ,所對(duì)應(yīng)的At和液壓缸速度 min多大？若 將回路改為進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路，則 At和mm多大？把兩種結(jié)果相比較能說明什 么問題？ 解：(1) AT 0.05時(shí)：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(shí), 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(yīng)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(shè)溢流閥不工作時(shí)， A 0.0i cm2, P 8.125MPa 因 PiA pA2則有pi 4.06 MPa R,由此可知與假設(shè)矛盾, 因此假設(shè)不 At 0.02 cm2, p 2.03MPa 因?yàn)?F 0 , piAi PA2則有pi i.02MPa py , 由此可知假設(shè)成立。 當(dāng)At 0.02 cm2 時(shí), Pp Pi i.02MPa p2 p 2.03 MPa 當(dāng)At 0.01 cm2 時(shí), 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(jìn)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(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路能獲得更低的穩(wěn)定速度 min