液气压传动课后作业答案Word下载.docx
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2-3液压油液的黏度有几种表示方法?
它们各用什么符号表示?
它们又各用什么单位?
(1)动力黏度(绝对黏度):
用μ表示,国际单位为:
Pas(帕秒);
工程单位:
P(泊)或cP(厘泊)。
(2)运动黏度:
用ν表示,法定单位为,工程制的单位为St(沲,),cSt(厘沲)。
(3)相对黏度:
中国、德国、前苏联等用恩氏黏度º
E,美国采用赛氏黏度SSU,英国采用雷氏黏度R,单位均为秒。
2-11如题2-11图所示为串联液压缸,大、小活塞直径分别为D2=125mm,D1=75mm;
大、小活塞杆直径分别为d2=40mm,d1=20mm,若流量q=25L/min。
求v1、v2、q1、q2各为多少?
解:
由题意D=q=4q/D=0.094m/s
又∵q=D∴=0.034m/s
q=(D-d)=3.86x10m/s=23.16L/min
q=(D-d)=3.74x10m/s=22.44L/min
2-13求题2-13图所示液压泵的吸油高度H。
已知吸油管内径d=60mm,泵的流量q=160L/min,泵入口处的真空度为2×
104Pa,油液的运动黏度=0.34×
10-4m2/s,密度=900kg/m3,弯头处的局部阻力系数=0.5,沿程压力损失忽略不计。
设吸油管入口处截面为1-1截面,泵入口处的截面为2-2截面
列1-1、2-2截面处的伯努利方程:
由A=A∵A>
>
A所以<
<
,可忽略不计,且h忽略不计
∴,;
该状态是层流状态,即
代入伯努利方程:
液压泵的吸油高度为2.15m.
2-14题2-14图所示的柱塞直径d=20mm,缸套的直径D=22mm;
长l=70mm,柱塞在力F=40N的作用下往下运动。
若柱塞与缸套同心,油液的动力粘度=0.784×
10-6Pa.s,求柱塞下落0.1m所需的时间。
当柱塞往下运动时,缸套中的油液可以看成是缝隙流动
Q=-由题意h==1mm
以柱塞为研究对象有
F+PA=F+PA=P-P=
又F=A=dl
=-
而Q=A=d
d=-=(-)-
0.32m/s
t==0.3125s
第三章
3-1要提高齿轮泵的压力须解决哪些关键问题?
通常都采用哪些措施?
要解决:
1、径向液压力不平衡2、轴向泄漏问题
为了减小径向不平衡力的影响,通常可采取:
1)缩小压油腔尺寸的办法,压油腔的包角通常<
45o;
2)将压油腔扩大到吸油腔侧,使在工作过程中只有1~2个齿起到密封作用。
利用对称区域的径向力平衡来减小径向力的大小;
3)还可合理选择齿宽B和齿顶圆直径De。
高压泵可↑B,↑De;
中、低压泵B可大些,这样可以减小径向尺寸,使结构紧凑。
4)液压平衡法:
在过渡区开设两个平衡油槽,分别和高低压腔相同。
这种结构可使作用在轴承上的力↓,但容积效率(ηv)↓
齿轮泵的泄漏途径主要有三条:
端面间隙泄漏(也称轴向泄漏,约占75~80%),指压油腔和过渡区段齿间的压力油由齿间根部经端面流入轴承腔内(其与吸油腔相通)。
径向间隙泄漏(约占15~20%),指压油腔的压力油经径向间隙向吸油腔泄漏。
齿面啮合处(啮合点)的泄漏,在正常情况下,通常齿面泄漏很小,可不予考虑。
因此适当的控制轴向间隙的大小是提高齿轮泵容积效率的重要措施。
3-2叶片泵能否实现正反转?
请说出理由并进行分析。
不能。
因为定量叶片泵前倾13,是为了减小压力角,从而减轻磨损。
而变量叶片泵后倾24,有利于叶片紧贴定子内表面,有利于它的伸出,有效分割吸压油腔。
3-4已知液压泵的输出压力p为10MPa,泵的排量q为100ml/r,转速n为1450r/min,泵的容积率=0.90,机械效率=0.90,计算:
1)该泵的实际流量;
2)驱动该泵的电机功率。
理论流量q=qn=100x1450=145000ml/min=145l/min
=实际流量q=q=0.90x145=130.5l/min
=T===26851.8w
P=T=26852w
3-5某机床液压系统采用一限压式变量泵,泵的流量-压力特性曲线ABC如题3-5图所示。
液压泵总效率为0.7。
如机床在工作进给时,泵的压力p=4.5MPa,输出流量q=2.5L/min,在快速移动时,泵的压力p=2MPa,输出流量q=20L/min,问限压式变量泵的流量压力特性曲线应调成何种图形?
泵所需的最大驱动功率为多少?
在图上标出D点(2MPa,20L/min),过D点作线段AB的平行线,交q轴于G点。
在图上再标出E点(4.5MPa,2.5L/min),过E点作线段BC的平行线,交p轴于H点。
GD,EH相交于F点。
A(0,27.5)B(45,25)D(20,20)所以G(0,21.1)
B(45,25)C(63,0)E(45,2.5)所以H(48.5,0)
所以GF为y=-0.06x+21.1HF为y=-1.39x+67.42
所以F点(34.8,19)
所以P====1574.3w
3-6一个液压马达的排量为40ml/r,而且马达在压力p=6.3MPa和转速n=1450r/min时,马达吸入的实际流量为63L/min,马达实际输出转矩是
理论流量
理论输出转矩
=40.13N.m
可得
3-7某液压马达的进油压力p=10Mpa,理论排量q=200mL/r,总效率=0.75,机械效率=0.9。
试计算:
(1)该马达所能输出的理论转矩M。
(2)若马达的转速n=500r/min,则进入马达的实际流量应是多少?
(3)当外负载为200N.m(n=500r/min)时,该马达的输入功率和输出功率各为多少?
(1)理论转矩M=pq=×
10×
106×
200×
10-3×
10-3=318.5N.m
(2)实际流量q=nq/=nq/==120L/min
(3)输入功率P=pq=10×
120×
10/60=20kw
输出功率P=2nT==10.5kw
第四章
4-4如图所示的液压缸的速比为2,缸内允许工作压力不能超过16Mpa。
如果缸的回油口封闭且外载阻力为零,是否允许缸进口压力p提升到10Mpa?
速比指的是液压缸往复运动的速度之比,图示为单杆双作用液压缸,其往复速度分别为:
;
故:
即:
当缸的回油口封闭且外载阻力为零,若将进口压力提升至10Mpa,则根据活塞的受力分析可得:
所以,不能把进口压力提升至10Mpa
4-5如题4-5所示,某一单杆活塞式液压缸的内径D=100mm,活塞杆直径d=70mm,q0=25L/min,p0=2Mpa。
求:
在图示三种情况下,缸可承受的负载F及缸体移动速度各为多少(不计损失)。
要求在图中标出三种情况下缸的运动方向。
(1)为差动连接
缸向左运动;
(2)无杆腔进油
(3)缸有杆腔进油
缸向右运动。
4-8一单杆液压缸,快速伸出时采用差动连接,快速退回时高压油输入缸的有杆腔。
假设此缸往复快动时的速度都是0.1m/s,慢速移动时,活塞杆受压,其推力为25000N;
已知输入流量q=25×
10cm/min,背压p=0.2MPa。
(1)试决定活塞和活塞杆的直径;
(2)如缸筒材料采用45钢,试计算缸筒的壁厚;
(3)如缸的活塞杆铰接,缸筒固定,其安装长度l=1.5m,试校核活塞杆的纵向稳定性。
∵则:
(1)活塞杆的直径由
有
查缸径及活塞杆标准系列取d=80mm
活塞直径D==108.2mm
查缸径及活塞杆标准系列取D=150mm
(2)缸筒材料为45钢时,[σ]=σ/n==600/4=150MPa
F=[DP-(D-d)P]=0.95,P=0.2MPa
P=P==1.49MPa16MPa
P=1.5P=
按薄壁圆筒计算壁厚(取2.5mm)
(3)纵向稳定性校核
查表得
计算得
第五章
5-3说明O形、M形、P形、和H形三位四通换向阀在中间位置时的特点。
O形:
中位时,各油口互不相通,系统保持压力,油缸两腔的油液被封闭,处于锁紧状态,停位精度高。
油缸进/回油腔充满压力油,故启动时较平稳。
M形:
中位时,P、T口连通,A、B口封闭;
泵卸荷,不可并联其他执行机构;
油缸两腔的油液被封闭,处于锁紧状态,停位精度高。
缸启动较平稳,与O型相似。
P形:
中位时,P、A、B连通,T口封闭;
可形成差动回路;
泵不卸荷,可并联其他执行机构;
缸启动平稳;
换向最平稳,常用。
H形:
中位时各油口互通,泵卸荷,油缸活塞处于浮动状态,其他执行元件不能并联使用(即不能用于并联多支路系统);
执行元件停止位置精度低;
由于油缸油液回油箱,缸启动有冲击。
5-5现有三个外观形状相似的溢流阀、减压阀和顺序阀,铭牌已脱落,如何根据其特点做出正确的判断?
溢流阀的先导阀泄油方式是内泄,常态下阀口常闭。
工作时,进、出口相通,进油口压力为调整压力,一般并联于系统。
出油口一般直接接回油箱,用于定压溢流或安全保护。
减压阀的先导阀泄油方式是外泄,常态下阀口常开。
工作时,出油口压力稳定在调定值上,一般串联于系统。
顺序阀的先导阀泄油方式多数情况是外泄,压力很低时是内泄,阀口处于常闭状态。
工作时,进、出油口相通,进油口压力允许随负载的增加而进一步增加。
实现顺序动作时串联于系统,出油口与负载油路相连,不控制系统的压力,只利用系统的压力变化控制油路的通断。
作卸荷阀用时并联于系统。
可将三个阀分别接于油路中,通过测试进出口压力及与负载的关系来判断阀的类型。
具体内容可参照上述部分。
5-6先导式溢流阀的阻尼小孔起什么作用?
如果它被堵塞或加工成大的通孔,将会出现什么问题?
先导式溢流阀中的阻尼孔的作用是使油液流过时,使主阀芯上下端形成压力差。
当作用于先导阀上压力达到调定压力后主阀上腔油液产生流动,阻尼孔使下腔油液来不及补充上去,主阀芯上下端形成压力差,作用在主阀芯上产生的液压力超过主阀弹簧力、摩擦力和主阀芯自重时,主阀打开,油液经主阀阀口流回油箱,实现溢流作用。
如果先导式溢流阀主阀芯上的阻尼孔堵塞,进口油液无法进入主阀上腔,亦无法作用于先导阀上,溢流阀变成一个以主阀软弹簧为阻力的直动式溢流阀,很小的压力即使主阀芯打开而成为一个低压卸荷阀,不能控制系统压力。
如果把阻尼孔加工成通孔,主阀芯上下腔压力相等,主阀始终关闭不能溢流,会导致系统压力失控而引发危险或破坏。
5-7为什么高压、大流量时溢流阀要采用先导型结构?
由于在高压大流量下,直动式溢流阀的弹簧力变形量较大,人工操作旋转调整螺母很费力,压力稳定性差。
故直动式溢流阀适用于低压、小流量系统。
而先导式溢流阀则因其调压偏差小,主阀芯上的平衡弹簧刚度小,开启比大,定压精度高,调节省
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