液壓形考作業(yè)答案

1、形考作業(yè)一一、判斷題1 .通常把既無黏性又不可壓縮的液體稱為理想液體。（+ ） 注：無黏性、不可壓縮是理想液體必須具有的兩個(gè)假定條件，缺一不可。2. 真空度是以絕對(duì)真空為基準(zhǔn)來測(cè)量的液體壓力。（-）注：真空度是以大氣壓力為基準(zhǔn)來測(cè)量的液體的相對(duì)壓力，此時(shí)液體壓力小于大氣壓力。而以絕對(duì) 真空為基準(zhǔn)來測(cè)量的壓力應(yīng)是液體的絕對(duì)壓力。3. 連續(xù)性方程表明恒定流動(dòng)中，液體的平均流速與流通圓管的直徑大小成反比。（一）注：恒定流動(dòng)中，由于液體的不可壓縮性，通過管道截面的液體流量相等，液體的平均流速與流通 圓管的面積成反比，即應(yīng)與流通圓管直徑的平方成反比。4流經(jīng)薄壁小孔的流量與液體的密度和黏度有關(guān)。（-）注：

2、薄壁小孔的流量公式是要求熟記的內(nèi)容，從公式中所含各項(xiàng)參數(shù)可知，小孔流量與液體密度有 關(guān)，而與液體的黏度無關(guān)。5.重力作用下的靜止液體的等壓面是水平面。（+ ） 注：判定等壓面是否為水平面，也要求滿足上述兩項(xiàng)條件。二、填空題1. 負(fù)載運(yùn)動(dòng)速度功率2內(nèi)摩擦力3. 40C 46mm2/s4平均流速v圓管直徑d運(yùn)動(dòng)黏度v5沿程壓力損失局部壓力損失三、計(jì)算題解：由等壓面概念，活塞底部平面的液體壓力為-J- 11. 如圖所示，有一直徑為 d、質(zhì)量為m的活塞浸在液體中，并在力 F的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)。若液 體的密度為p活塞浸入的深度為 h,試確定液體在測(cè)壓管內(nèi)的上升高度。1）活塞的受力平衡方程p -d2 =

3、 F+wg4（ 2）由（1）式代入（2）得7EIx = ng）_k祖pg2如圖所示用一傾斜管道輸送油液，已知h= 15m, p1 = 0.45MPa, p2 = 0.25MPa , d= 10mm, L = 20m,p= 900kg/m3，運(yùn)動(dòng)黏度 v= 45 X!0-6m2/s,求流量 Q。解：分別在管道兩端取流通截面1、2由伯努利方程魚+松+笙L邑+為+翌1+紅隧2g Pg2g pg其中，Ol=a2, v仁v2,h1=0, h2=h=15m這里，h入為油液流經(jīng)管道的沿程壓力損失, 代入求流量:e=0 =128x900x45xli：rex20.45x10-0.25x103#=0.0205 x

4、l0_33/s=12加 Ml3有一閥門，測(cè)得入口壓力 pl = 0.25MPa，出口壓力p2= 0.06MPa，當(dāng)通過閥門的流量 Q = 132 L/min 時(shí)，求閥門的開口面積。解：液體流經(jīng)閥門的特性可按流經(jīng)薄壁小孔考慮e=%爲(wèi)由薄壁小孔流量公式式中，Q = 132jUmin =132x10Z60w3/ffp- 900ikg/w3揄二直-p廠 0.25-0.06 = 0.19MP& = 019xlQsPaC, = 0.61A= =132x103/60 =0 76xW-3wi =】代入計(jì)算cJS 0.61xAxo.19x10b4. 如圖所示，已知某液壓系統(tǒng)輸出流量為25 L/min，吸油管直徑

5、為25mm，油液密度為900kg/m3 ,運(yùn)動(dòng)黏度為20mm2/s,液壓泵吸油口距油箱液面的高度H = 0.4m，若僅考慮吸油管中的沿程損失，試求液壓泵入口處的真空度。解：分別取油箱油面及液壓泵入口為流通截面1、2,列出伯努利方程電+毎+溼L邑+閔+泌+乞淹魄 阿2g Pg其中，p仁pa=0.1013MPa , v1=0h1=0h2=H=0.4m=0. 849/m/s_ 25x10/60x0025a4判斷管道中油液流態(tài)理二 0.849 * 0 嚴(yán)二061 弋 2ooo v 20 xli：r,5沿程損失75 L 刖鞏51(75代入計(jì)算900x2x0.84932十 900 x9.8x0/1 十75

6、10610.025油液在管中為層流，a 2=24065x7rx0.02x0.002x=0.47 104Pa=4.7 1FB，故B缸先動(dòng)作，B缸行程結(jié)束后A缸開始動(dòng)作。5000對(duì)于B缸九 lOOxlO-*=0.5MP,Q _ 5x10/60lOOxlO-4_A_10000對(duì)于A缸二 L0MP 也#= Vjj = 8.3xl0_3iu/s5 .圖示回路中已知液壓缸兩腔面積A1 = 100cm2, A2 = 50cm2，調(diào)速閥最小壓差巾=p2= 0.5MPa , 當(dāng)負(fù)載由0變到30000N時(shí)，活塞向右運(yùn)動(dòng)速度穩(wěn)定不變，試求: 當(dāng)F= 0時(shí)，泵的出口壓力 pp、回油腔壓力p2。解：(1)列出液壓缸的力

7、平衡方程PiA = pA + F(1)溢流閥的調(diào)定壓力 pY;( 2)r 00冥1=0.5X106 x50x10+30000#Pl =0.5xl0sx50xl0+30000100x10= 3.25MPfi溢流閥的調(diào)定壓力兒 二 -I（2）泵的出口壓力由溢流閥調(diào)定P? - Py = 325MPt列出液壓缸的力平衡方程P1A = pA + fp? = 2p? =6.5MP46.圖示的液壓回路中，已知液壓缸的面積A1 = A3= 100cm2, A2= A4= 50cm2，負(fù)載F1= 14OOON ,F2 = 4250N，順序閥的開啟壓力 pK = 0.15MPa，節(jié)流閥上的壓降 4）r= 0.2M

8、Pa，試求：（1） A、B、 C各點(diǎn)的壓力；（2）若液壓缸速度 v1 = 3.5cm/s, v2= 4cm/s，求各液壓缸的輸入流量。解：（1）計(jì)算A、B、C各點(diǎn)壓力列出缸1的力平衡方程，進(jìn)油壓力即為C點(diǎn)壓力pC,回油壓力為零，故有= 1.4Pa =+= 1.4+0.2 = 111列出缸2的力平衡方程，進(jìn)油壓力即為B點(diǎn)壓力pB,回油壓力為單向閥的開啟壓力#100x10#（2）計(jì)算輸入流量Q = vl4 = 3,5xWa xlOOxlO = 3.5xl0-*m3/s = 21L/min(2a=v24 =4x10 xlOOxlO4 =4x10 V/s = 24L/ffiin形考作業(yè)三一、填空題1.

9、 卸荷回路2. 單向閥3. 溢流損失節(jié)流損失4. 流量5. 容積節(jié)流二、判斷題1 在旁油路節(jié)流調(diào)速回路中，液壓泵的壓力隨液壓缸的負(fù)載而變化。（+ ）注：旁油路節(jié)流調(diào)速回路的溢流閥作安全閥用，正常工作時(shí)并不溢流，只起過載保護(hù)作用。因此液 壓泵的壓力不再恒定，隨液壓缸的負(fù)載而變化。2. 采用節(jié)流閥的進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回路，其速度剛度與節(jié)流閥流通面積a及負(fù)載FL的大小有關(guān)，而與油泵出口壓力無關(guān)。（一）注：由速度剛度的表達(dá)式可知，節(jié)流閥流通面積a調(diào)定之后，增大液壓缸活塞面積 A1、提高液壓泵的出口壓力pp都能夠提高速度剛度，實(shí)際上增大出口壓力pp、活塞面積A1,相當(dāng)于負(fù)載FL的相對(duì)減小。3在采用節(jié)流閥的回

10、油路節(jié)流調(diào)速回路中，回油腔壓力p2將隨負(fù)載FL減小而增大，但不會(huì)高于液壓泵的出口壓力。（一）注：在采用節(jié)流閥的回油路節(jié)流調(diào)速回路中，由液壓缸的力平衡關(guān)系可知，回油腔壓力p2將隨負(fù)載FL減小而增大。由于通常進(jìn)油腔活塞面積 A1遠(yuǎn)大于回油腔活塞面積 A2，因此只要負(fù)載FL足夠小, 回油腔壓力p2就可能大于泵的出口壓力 pl。4. 容積調(diào)速回路沒有節(jié)流損失和溢流損失，適用于大功率系統(tǒng)。（+ ）注：容積調(diào)速回路靠改變液壓泵的排量來實(shí)現(xiàn)調(diào)速，溢流閥作安全閥使用，因此沒有節(jié)流損失和溢 流損失。5. 由限壓式變量泵與調(diào)速閥（置于進(jìn)油路）組成的容積節(jié)流調(diào)速回路中，液壓缸進(jìn)油壓力越高，節(jié) 流損失也越大，則回路效

11、率越低。（）注：在這種容積節(jié)流調(diào)速回路中，液壓泵的出口壓力為常數(shù)，液壓缸進(jìn)油壓力越高則調(diào)速閥的壓力 差越小，因此回路的節(jié)流損失也越小，回路效率越高。三、計(jì)算題1. 液壓泵輸出流量 Qp=10L/min液壓缸無桿腔面積 A仁50cm2，有桿腔面積A2=25cm2。溢流閥調(diào)定 壓力pY=2.4MPa，負(fù)載F=10000N。節(jié)流閥按薄壁孔，流量系數(shù) Cd=0.62，油液密度 尸900kg/m3 , 節(jié)流閥開口面積 AT=0.01cm2，試求：（1）液壓泵的工作壓力；（2）活塞的運(yùn)動(dòng)速度；（3 ）溢流損失和回路效率。解：（1）求液壓泵的工作壓力此油路為采用節(jié)流閥的回油節(jié)流調(diào)速回路 液壓泵的工作壓力由溢

12、流閥調(diào)定。p?=p = 2&MPq（2）求活塞的運(yùn)動(dòng)速度列出液壓缸的力平衡方程，求回油路壓力p2Pi A Pa-4 + F25xl04節(jié)流閥兩端的壓差 -1回油路流量,2xO.8xlOe 900= 0.26xl04m3/S= 1.57L/w活塞速度_ 0.26xlO-*25X10-4=0.0104111/s（3 ）求溢流損失和回路效率 由 一九一QQ2 = 2x1,57 = 3.14L/min進(jìn)油路流量溢流量-、二溢流損失雷一回路效率旦坐驢吹其0.26 珀 10x10_3x24x10c2 如圖所示的平衡回路，液壓缸無桿腔面積A1=80cm2，有桿腔面積A2=40cm2，活塞與運(yùn)動(dòng)部分自重 G=

13、6000N，運(yùn)動(dòng)時(shí)活塞上的摩擦阻 力F仁2000N ,向下運(yùn)動(dòng)時(shí)的負(fù)載阻力 F=24000N，試求順序閥和溢流 閥的調(diào)定壓力各為多少？解：（1）求順序閥調(diào)定壓力 px平衡回路要求順序閥有一定的調(diào)定壓力，防止換向閥處于中位時(shí)活塞向下運(yùn)動(dòng)，起到鎖緊作用。由液壓回路工作時(shí)缸的力平衡關(guān)系珀人二氏勺+W+用-丄片+用G 1 1 . .24000 +2000 -6000 in（p ._d, +=-xl .5x10 +: 3.25 xlO Pa 315MPa*44280xl043圖示回路，液壓泵流量 Qp=25L/min，負(fù)載F=4OOOON，溢流閥的調(diào)定壓力 pY=5.4MPa。液壓缸活 塞速度v=18c

14、m/min，不計(jì)管路損失，試求：（1 ）工作進(jìn)給（推動(dòng)負(fù)載）時(shí)回路的效率；（2）若負(fù)載F=ON時(shí)，活塞速度和回油腔壓力。 解：（1）求回路效率溢流閥的調(diào)定壓力即液壓泵的工作壓力.4 SOcm2 Az *40二FvWOOxlBxlO/fiO5.4x10S25x10-3/60= 0.053（2）求活塞速度和回油腔壓力本回路為采用調(diào)速閥的回油路節(jié)流調(diào)速回路，由于 調(diào)速閥能在負(fù)載變化時(shí)保持兩端壓差不變，通過閥 的流量不變，即使負(fù)載F = 0,液壓缸活塞的速度仍為 v= 18cm/min?；赜颓粔毫捎筛椎牧ζ胶夥匠逃?jì)算14#p= pr = 2x5.4 = lO.SMPa4如圖所示回路。負(fù)載 F=900

15、0N，液壓缸無桿腔面積 A1=50cm2，有桿腔面積 A2=25cm2。背壓閥的 調(diào)定壓力pb=0.5MPa，液壓泵流量 Qp=30L/min，不計(jì)損失。試求：（1）溢流閥的最小調(diào)定壓力;（2）卸荷時(shí)的能量損失；（3）若背壓增大 pb,溢流閥的調(diào)定壓力增加多少? 解：（1）求溢流閥的最小調(diào)定壓力由缸的力平衡方程式中，p2 = pb=0.5MPa=xO.5 +50900QI50x10 :- pT為調(diào)速閥的調(diào)定壓力（2）卸荷時(shí)的能量損失卸荷時(shí)液壓泵的輸出流量 Qp全部直接由背壓閥回到油箱，溢流閥關(guān)閉。 能量損失M = Q特= 30xl0-3 /60ix0.5xl0（ xlO_; = D.25kJ7

16、（3）求溢流閥的調(diào)定壓力增量設(shè)溢流閥調(diào)定壓力增量為 pY，由于調(diào)速閥調(diào)定壓力不變，進(jìn)油腔壓力增量亦pY 由液壓缸力的平衡關(guān)系(P1 + APf)4 = (p* +4p)4 + P=+” +如蟲形考作業(yè)四一、填空題1 .容積式速度式2. 比容3 .絕對(duì)溫度 零4 .壓縮機(jī)出口后冷卻器出口5. 0.105MPa0.05MPa6活塞面積行程長度每分鐘往復(fù)次數(shù)耗自由氣體量7單向閥節(jié)流閥 排氣節(jié)流&直動(dòng)式調(diào)壓閥先導(dǎo)式調(diào)壓閥二、判斷題1等溫過程中，氣體與外界無熱量交換，故氣體的內(nèi)能保持不變。（-）注：等溫過程是指氣體在溫度保持不變的條件下從一個(gè)狀態(tài)變化到另一個(gè)狀態(tài)的過程，由于溫度不 變所以氣體內(nèi)能保持不變

17、，而并非與外界無熱量交換，氣體與外界無熱量交換的過程是絕熱過程。2. 氣動(dòng)缸的無負(fù)載工作特性要求氣動(dòng)缸空載時(shí)在限定壓力下平穩(wěn)運(yùn)行無爬行現(xiàn)象。（+ ） 注：氣動(dòng)缸的無負(fù)載工作特性是指在無負(fù)載條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，使氣動(dòng)缸能產(chǎn)生動(dòng)作的最低工作壓 力，這個(gè)壓力是使活塞低速運(yùn)動(dòng)、不產(chǎn)生爬行的極限壓力。3. 緩沖氣動(dòng)缸是依靠彈簧的平衡力使活塞運(yùn)動(dòng)速度減慢，實(shí)現(xiàn)緩沖作用的。（-）注：從緩沖氣動(dòng)缸的結(jié)構(gòu)可知，緩沖氣動(dòng)缸是利用空氣被壓縮、吸收運(yùn)動(dòng)部件的動(dòng)能而實(shí)現(xiàn)緩沖作 用的。4. 先導(dǎo)式安全閥用壓縮空氣的氣壓作為控制信號(hào)，其先導(dǎo)閥是一個(gè)調(diào)壓閥。（+ ）注：由先導(dǎo)閥調(diào)整后的壓縮空氣作為控制信號(hào)，通過控制口導(dǎo)入主閥內(nèi)

18、，以代替直動(dòng)式彈簧控制安 全閥。5. 油水分離器的作用是分離潤滑油中的水分雜質(zhì)，再經(jīng)油霧器使氣動(dòng)系統(tǒng)中的氣動(dòng)元件得到潤滑。（）注：油水分類器的作用是分離壓縮空氣中凝結(jié)成水分和油分的雜質(zhì)，使壓縮空氣得到初步凈化。三、計(jì)算題1絕對(duì)壓力為0.5 MPa，溫度為30OC的空氣，絕熱膨脹到大氣壓時(shí)，求其膨脹后的空氣溫度。 解：由氣體狀態(tài)方程I和可得(1)再由絕熱過程的氣體狀態(tài)方程1 J .可得16#式中：T1 = 273+ 30= 303Kp1= 0.5MPap2= 0.1013MPa絕熱指數(shù)k= 1.41.4-1代入計(jì)算0 10130.5即膨脹后氣體溫度為 81 C。2 .設(shè)濕空氣的壓力為 0.1013 MPa，溫度為20oC，相對(duì)濕度為50%，求：（1）絕對(duì)濕度；（2）含 濕量；（3）氣溫降低到多少度時(shí)開始結(jié)露（露點(diǎn)）。解：查表10 5,可得壓力為0.1013 MPa、溫度為200C條件下，濕空氣中飽和水蒸氣分壓力為pb=0.0023MPa，飽和水蒸氣的密度為p= 17.3g/m3。（1 ）絕對(duì)濕度濕空氣中飽和水蒸氣的密度即飽和濕空氣的絕對(duì)濕度xb = p= 17.3g/m3由相對(duì)濕度為 50%可得濕空氣的絕對(duì)濕度x = xbX50% = 8.65 g/m3（2）含濕量由 pb= 0.0023MPa 得濕空氣分壓 ps= pbX50%=0.001