液压与气压传动课后答案第四版doc.docx
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液压与气压传动课后答案第四版doc
1-5.如图所示,一具有一定真空度的容器用一根管子倒置于一液面与大气相通的水槽
中,液体在管中上升的高度h=1m,设液体的密度为ρ=1000㎏/m3,试求容器内的真空
度。
解:
以液面为等压面,由液体静压力基本方程得
p+ρgh=pa
所以真空度为
pa-p=ρgh=1000×9.8×1=9800
p
hpa
ρ
(Pa)
1-7.图1-35
所示容器
A中的液体的密度
A900kg/m3
,B
中液体的密度为
B
1200kg/m3
,ZA
200mm,ZB
180mm,h
60mm,U形管中的测压介质为汞,
试求A、B之间的压力差。
解:
已知:
汞=13.6
10
3
kg/m
3
B
选择1-1为等压面,则
U形管内的静压力平衡方程为
pA
AgZA
pB
BgZB
汞gh
A
ZB
则有:
ppA
pB
BgZB
汞gh
AgZA
ZA
h
g
BZB
汞h
AZA
9.812000.1813.61030.069000.2Pa
8.35103Pa
11
2-1.某液压泵的输出压力为5MPa,排量为10mL/r,机械效率为0.95,容积效率为
0.9,当转速为1200r/min时,泵的输出功率和驱动泵的电动机的功率各为多少?
解:
已知:
p05MPa,V10mL/r10106m3/r,m0.95,v0.9,n1200r/min
则泵的输出功率:
P0
p0q
p0qt
v
5106
10
10612000.9
103
0.9kw
60
驱动泵的电动机功率:
Pi
P0
0.9kw
1.053kw
0.95
0.9
2-2.
某液压泵在转速
n=950r/min
时,排量为
v=168ml/r。
在同样的转速和压力
29.5MP
a时,测得泵的实际流量为
150L/min,总效率η=087
,求:
(1)泵的理论流量;
(2)泵在上述工况下的泵的容积效率机械效率;
(3)泵在上述工况下所需的电动功率;
(4)驱动泵的转矩多大?
解:
(1)泵的理论流量qt=v·n=168×950=159600ml/min=159.6L/min=2.66×
10-3m3/s
(2)
q
150
10
3/60
0.94
v
159.6
103/60
qt
V.
m
m
0.87
0.93
0.94
v
(3)
电机的驱动功率
Pi
POpq
29.5
10
615010
3/60
0.87
84770(W)84.77kW
(4)驱动泵的转矩
Q
pi
Ti
2nTi
Ti
Pi
84770
852.53(
Nm)
2
n
2
3.14
950
/60
另解:
pq
2
nTi
Ti
pq
29.5
10
6
150
10
3/60
852.53(N
m)
2
n
2
3.14
950
/60
0.87
pi
2nTi
2
3.14
950
/60852
.53
84.77(KW
)
3-1.液压马达的排量V=250ml/r,入口压力p1=10.5MPa,出口压力p2=1.0MPa,
容积效率ηv=0.92
,机械效率ηm=0.9,若输入流量q=22L/min
,求马达的实际转速
n、
输出转矩T、输入功率和输出功率各为多少?
解:
n
qt
q
v
22
103
0.92
80.96r
min
V
V
250
10
6
p
p1
p2
10.5
1
9.5
MPa
T
p
V
9.5
106
250
10
6
340.4Nm
2
m
2
3.14
0.9
106
3
Pi
p
q
9.5
22
10
3.48
103W
60
P0
m
vPi
0.90.92
3.48
103
2881.4
W
3-3.为两个结构相同相互串联的液压缸,无杆腔的面积A1=100×10-4m2,有杆腔的
面积A2=80×10-4m2,缸1的输入压力p1=0.9MPa,输入流量q=12L/min,不计摩擦
损失和泄漏,求:
(1)两缸承受相同负载(F1=F2)时,该负载的数值及两缸的运动速度;
(2)缸2的输入压力是缸1的一半(P2=P1/2)时,两缸各能承受多少负载?
(3)缸1不承受负载(F1=0)时,缸2能承受多少负载?
P3
解:
(1)P3为大气压P30
P1A1
0.9
106
100
10
P2
100
104
80
10
A1A2
4
40.5MPa
F1F2
P2A1
P3A20.5
106
100104
5000N
V1
q
12103/60
0.02
m/s
A1
100
104
V2
q
80
104
0.02
m/s
A2
100
104
0.016
(2)
F1
P1A1
P2A2
P1A1
P1A2
2
0.9
106
100
104
0.9
106/280
104
5400N
F2
P2A1
P3A2
P1
A1
0.9
106/2100
104
4500N
2
(3)
因为
F
PA
PA
2
0
1
1
1
2
所以
P2
P1A1
0.9
106
100
104
1.125
MPa
A2
80
104
F
PAPA
2
PA
1.125106
100
104
11.25KN
2
2
1
3
2
1
4-5.如图所示的液压系统,两液压缸的有效面积
A1=100×10-4m2,缸
I负载
F=35000N,缸Ⅱ运动时负载为零。
不计摩擦阻力、惯性力和管路损失,溢流阀、顺序阀
和减压阀的调定压力分别为
4MPa、3MPa
和2MPa。
求在下列三中情况下,A、B、C处
的压力。
(1)液压泵启动后,两换向阀处于中位;
(2)1YA通电,液压缸1活塞移动时及活塞运动到终点时;
(3)1YA断电,2YA通电,液压缸2活塞运动时及活塞碰到固定挡块
解:
(1)
pApB4MPa
pc2MPa
(2)I移动:
pA
F
35000
3.5MPa
pB
100104
A1
pc
2MPa
I到达终端:
pApB4MPa
pc2MPa
(3)Ⅱ移动:
pApBpc0MPa
Ⅱ碰到固定挡块时:
pApB4MPa
pc2MPa
4-8.液压缸的活塞面积为A=100×10-4m2,负载在500~40000N的范围内变化,为
使负载变化时活塞运动速度稳定,在液压缸进口处使用一个调速阀,若将泵的工作压力调到泵的额定压力6.3MPa,问是否适宜?
为什么?
F
40000
Pa4MPa
解:
缸的最大工作压力p
10010
4
A
因调速阀在正常工作时的最小压差
p
0.5~1.0MPa,
所以液压泵的工作压力pp
pp
4.5~5.0MPa,如果将泵的工作压力调到
6.3MPa
虽然调速阀有良好的稳定流量性能,
但对节省泵的能耗不利,
故不适宜。
应调定在
5.0Mpa
较为合适。
6-4.
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=80cm
2,小腔面积A2=40cm
2,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。
(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)如右图:
F.v
4
104
0.18
25
103
60
0.053
pp.qp
5.4
6
60
10
(2
)
(3
)当V1=18cm/min
时,
PpA1F
5.410680
10
P2=
40
10
A2
44104
40.8Mpa
当F=0时,p2’=
ppA1
10.8Mpa
A2
1
v1(p2)2v2=0.66m/min
v2p2'
6-5.如图6-8a所示的进油节流调速回路,已知液压泵的供油流量
qp6L/min,溢流阀调定压力
pp3.0MPa,液压缸无杆腔面积
A1=2010-4m2,负载F=4000N
,节流阀为薄壁孔口,开口面积为
AT=0.0110-4m2,cd0.62,
900kg/m3,求:
1)活塞杆的运动速度v。
2)溢流阀的溢流量和回路的效率。
3)当节流阀开口面积增大到
AT1=0.0310-4m2和AT2=0.0510-4m2时,分别计算液压缸的运动速
度v和溢流阀的溢流量。
解:
1)液压缸进油腔压力
p1
F
4000
4106MPa2MPa
A1
2010
q1
CdAT
2
p
0.62
0.01104
232106/900
所以活塞运动速度为
2.92
10
5m3/s
v
q12.92
105m/s
14.6103m/s
A
20
104
1
2)溢流阀的溢流量
qy
qp
q1
6
103/60
2.92
105m3/s0.708
104m3/s
回路效率
c
Fv
4000
14.6103
100%
19.5%
ppqp
3106
6103
/60
3)当AT1
0.03104m2时qJ13q18.76105m3/s
v
qJ1
3
14.6
103m/s
43.8
103m/s
A1
qy
qp
qJ1
6
103/60
8.76
105
m3/s
0.124104m3/s
当AT20.05
104m2时qJ2
5q1
14.6
105m3/s
8.76L/min
qp,所以通过节流
阀的实际流量为
'
qp
6
103/60
5010
3
m/s,
qJ2
qp6L/min,因此v
2010
4m/s
A1
而qy0
6-6
在图6-34
所示的调速阀节流调速回路中,已知qp25L/min
,
A1=100
10-4m2,A2
=5010-4m2
,F由零增至30000N时活塞向右移动速度基本无变化,
v=0.2m/min,若调速阀要求的最小压差为
pmin0.5MPa,试求:
1)不计调压偏差时溢流阀调整压力
py是多少?
泵的工作压力是多少?
2)液压缸可能达到的最高工作压力是多少?
3)回路的最高效率为多少?
解:
1)溢流阀应保证回路在FFmax30000N时仍能正常工作,根据液压缸受力平
衡式pyA1
p2A2
Fmax
pminA2Fmax得
py
0.5
106
50
30000
100104
Pa3.25MPa
104
进入液压缸大腔的流量
:
q1Av1
100104
0.2
103L/min
2L/min=
qp
溢流阀处于正常溢流状态,所以液压泵的工作压力
pppy3.25MPa
2)当F
Fmin
0时,液压缸小腔中压力达到最大值,
由液压缸
受力平衡式pyA1
p2maxA2,故
p2max
A1
py
1003.25MPa6.5MPa
A2
50
3)F
Fmax
30000N,回路的效率最高
Fv
30000
2
10
100%
7.4%
ppqp
3.25
6
25
10
103
6-7.如图6-15
所示的限压式变量泵和调速阀的容积节流调速回路,
若变量泵的拐点坐
标为(2MPa
g10L/min
),且在pp
2.8MPa时qp
0,液压缸无杆腔面积
A1=5010-4m2,有杆腔面积
A2=2510-4m2,调速阀的最小工作压差为
0.5MPa,背压
阀调压值为0.4MPa,试求:
1)在调速阀通过q15L/min的流量时,回路的效率为多少?
2)若q1不变,负载减小4/5时,回路效率为多少?
3)如何才能使负载减小后的回路效率得以提高?
能提到多少?
解:
1)在qpq15L/min时,
在限压式变量泵特性曲线的变量段求出泵的出口压力pp
2.822.8pp
105
,得pp=2.4MPa
液压缸进口压力
p1
pp
pmin
2.4
0.5MPa
1.9MPa
p1q1
p2q2
1.9
5
0.4
25
10
4
5
4
此时回路效率
c
5010
100%70.8%
ppqp
2.4
5
2)当p1=1.9MPa
时,负载F为
Fp1A1
p2A2
1.9
106
50
104
0.4106
25104N
8500N
当负载F减小4/5
时,F'1
F
1
8500N
1700N
5
5
'
F'
A2
1700
6
25
104
此时p1
A
A
p2
50104
10
50
104
0.4
MPa
0.54MPa
1
1
p1'q1
p2q2
0.54
5
0.4
25
104
5
因此回路效率
c
50
104
ppqp
2.4
5
100%14.2%
3)对于这种负载变化大、低速、小流量的场合,可采用差压式变量泵和节流阀组成的
容积节流调速回路。
回路效率可有较大提高。
当p1
1.9MPa、pJ
0.3MPa时,回路效
率为
p1
1.9
c
100%86.4%
p1p1
1.90.3
p1
p2
q1
3
4
q
变量泵
qpmax
pmin
2
液压缸2
q1
a
pp
qp
1
0
ptmaxpp
p
《液压与气压传动》课堂测验
(1)
姓名学号日期
一、填空
1.液压系统中的压力取决于(),执行元件的运动速度取决于()。
2.液压传动装置由()、()、()和()
四部分组成,其中()和()为能量转换装置。
3.变量泵是指()可以改变的液压泵,常见的变量泵有()、
()、()其中()和()是通过改变转
子和定子的偏心距来实现变量,()是通过改变斜盘倾角来实现变量。
4.液压泵的实际流量比理论流量();而液压马达实际流量比理论流量
()
5.斜盘式轴向柱塞泵构成吸、压油密闭工作腔的三对运动摩擦副为
(
与
)、(
与
)、(
与
)。
6
.外啮合齿轮泵位于轮齿逐渐脱开啮合的一侧是(
)腔,位于轮齿逐
渐进入啮合的一侧是(
)腔。
7
.为了消除齿轮泵的困油现象,通常在两侧盖板上开(
),使闭
死容积由大变少时与(
)腔相通,闭死容积由小变大时与(
)
腔相通。
8
.齿轮泵产生泄漏的间隙为(
)间隙和(
)间隙,此外
还存在(
)间隙,其中(
)泄漏占总泄漏量的
80%~85%。
9
.双作用叶片泵的定子曲线由两段(
)、两段(
)及四段
(
)组成,吸、压油窗口位于(
)段。
10.调节限压式变量叶片泵的压力调节螺钉,可以改变泵的压力流量特性曲线
上()的大小,调节最大流量调节螺钉,可以改变
()。
二、判断题(对的划“O”,错的划“×”)
1.流量可改变的液压泵称为变量泵。
()
2.定量泵是指输出流量不随泵的输出压力改变的泵。
()
3.当液压泵的进、出口压力差为零时,泵输出的流量即为理论流量。
()
4.配流轴式径向柱塞泵的排量q与定子相对转子的偏心成正比,改变偏心即可
改变排量。
()
5.双作用叶片泵因两个吸油窗口、两个压油窗口是对称布置,因此作用在转子
和定子上的液压径向力平衡,轴承承受径向力小、寿命长。
()
6.双作用叶片泵的转子叶片槽根部全部通压力油是为了保证叶片紧贴定子内
环。
()
7.液压泵产生困油现象的充分且必要的条件是:
存在闭死容积且容积大小发生
变化。
()
8.齿轮泵多采用变位齿轮是为了减小齿轮重合度,消除困油现象。
()
9.液压马达与液压泵从能量转换观点上看是互逆的,因此所有的液压泵均可以
用来做马达使用。
()
10.因存在泄漏,因此输入液压马达的实际流量大于其理论流量,而液压泵的实
际输出流量小于其理论流量。
()
1、晚餐已准备好,请大家入座,每个人的座位上都有座位卡,上面有每个人的名字。
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