左健民液壓與氣壓傳動(dòng)第五版課后答案11章分析

1、液壓與氣壓傳動(dòng)課后答案（左健民）第一章液壓傳動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí) 1-1液壓油的體積為18 10 3m3，質(zhì)量為16.1，求此液壓油的密度。解:m= 16.1 3 =8.94 102kg/m3v 18 10-31-2某液壓油在大氣壓下的體積是50 10 3m3，當(dāng)壓力升高后，其體積減少到49.9 10 3m3，取油壓的體積模量為K 700.0Mpa，求壓力升高值。解： V VV049.9 10 350 10 3m3._ 431 10 m64700 101 10, m3pa 1.4M pa 50 10 31- 3圖示為一粘度計(jì)，若100，98200,外筒轉(zhuǎn)速8時(shí)，測(cè)得轉(zhuǎn)矩40 ,試求其油液的動(dòng)力粘度。解：

2、設(shè)外筒內(nèi)壁液體速度為Uo一.1 1 i)MUon D 8 3.14 0.1m/s 2.512m/sFfATrg2 rldudydydu兩邊積分得U0I)0.42 3.14 0.2 (0.0980.512Pags 0.051 Pags1-4用恩式粘度計(jì)測(cè)的某液壓油（850kg/m3）200流過(guò)的時(shí)間為ti = 153s，20 C時(shí)200的蒸餾水流過(guò)的時(shí)間為t2=51s，求該液壓油的恩式粘度E，運(yùn)動(dòng)粘度 和動(dòng)力粘度 各為多少?解: E S 空 3t2516 31(7.31 E *) 106m2/s 1.98 10 5m2/sg 1.68 10 2Pa s1-5如圖所示，一具有一定真空度的容器用一根

3、管子倒置一液面與大氣相通的水槽中，液體與大氣相通的水槽中，液體在管解：設(shè)Po為大氣壓，中上升的高度1m,設(shè)液體的密度為1000kg/m3，試求容器內(nèi)真空度。Pa為絕對(duì)壓力，則真空度： P P0 Pa取水槽液面為基面，列出靜力學(xué)基本方程:則真空度為:pa p gh 1000 9.8 19.8 1031-6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，活塞浸3 / 33入深度為h試確定液體在測(cè)壓管內(nèi)的上升高度!F一 I r - -解：由題意知:F-Gg(x h)Ax 4 hg din,31-7圖示容器A中的液體的密度P A= 900中液體的密度為P

4、 B=1200 3，200, =18060 形管中的測(cè)試介質(zhì)是汞，試求之間的壓力差。解：此為靜壓力問(wèn)題，可列出靜壓力平衡方程:PA g=p B g + P 水銀g h +得 = =p B g + p 水銀 g h - p A g Z=1200 X 9.8 X 0.18 + 13.6 X 103 X0.06 - 900X 9.8 X 0.283501-9如圖所示，已知水深10m,截面A 0.02m2, A2 0.04m2，求孔口的出流流量以及點(diǎn)2處的表壓力（取1，不計(jì)損失）解：對(duì)0-0和2-2截面列理想液體能量方程:V-r顯然，P1 P2 Pa、/ 2P0V0g 2gP2gV0 = V2,故vP

5、2 Vd Hg 2g1-1V222g截面列理想液體能量方程:P1g2g程：V1A1V2A2q由（2）（3）聯(lián)立解得:則2處的表壓力即j2gH A9.8 100.02 0.28m3/sPP2PaP2V12 V22gH （話）222 9.8 10 (吐)20L 1000 pa 0.0735M pa1-10如圖示一抽吸設(shè)備水平放置，其出口和大氣相通，細(xì)管處截面積A 3.2 10 4m2，出口處管道截面積A2 4A1 , 1m,求開(kāi)始抽吸時(shí)，水平管中所必需通過(guò)的流量q (液體為理想液體，不計(jì)損失)。一丄解：對(duì)截面和建立液體的能量方程:V12 P2 V222g g 2g連續(xù)方程ViAV2A2gh P2方

6、程(1)(2) (3)聯(lián)立，可得流量V2A2抨4A桿尹43.2 10 4m3/s 1.462L/s1-11圖示水平放置的固定導(dǎo)板，將直徑0.1m,而速度V= 20的射流轉(zhuǎn)過(guò)90度角，求導(dǎo)板作用于液體的合力大小和方向(1000kg/m3)解：射流流量2 2q Av fv20m3/s 0.157m3/s對(duì)射流列X軸方向的動(dòng)量方程Fxq(0 V) 1000 0.157 ( 20)N3141.6N ( “一” 表示力的方向與X軸正方向相反）對(duì)射流列Y軸方向的動(dòng)量方程Fyq(v 0) 1000 0.157 20N 3141.6N導(dǎo)板作用于液體的合力F合 斥2FY2 J3141.62N 4442.2N，方

7、向與 X 軸正方向成135時(shí)，油液1-12如圖所示的安全閥，閥座直徑25，當(dāng)系統(tǒng)壓力為5.0閥的開(kāi)度5為，通過(guò)的流量600,若閥的開(kāi)啟壓力為 4.3，的密度為9003,彈簧的剛度20,求油液的出流角。解：對(duì)安全閥閥心列平衡方程F液F彈簧F液動(dòng)其中，F(xiàn)液 VpA (5 4.3) 106 -d24F彈簧kx F液動(dòng)q(V2 cosVi)聯(lián)立以上得,cosq廠丄代入數(shù)據(jù)得, qc浮(VpA kx) q28.2°1-14有一液壓缸，其流量為 32，吸油管直徑20,液壓泵吸油口距離液面高500。如只考慮吸油管中500的沿程壓力損失,油液的運(yùn)動(dòng)粘度為20 10 6 m2/s，油液的密度為900

8、kg/m3，4 / 33問(wèn)泵的吸油腔處的真空度為多少?解：如圖，對(duì)1-1截面和2-2截面建立液體17 / 33能量方程:得到真空度:1iL二PaP22P1V1P2g 2g g其中，gh2.V2 亠.h +hw2gVo = V2,故 VoPlPghwghV2P ( P表示沿程壓力損失)V2q/A232160 -410 3m / s32(32 10 )0.663m/ sRevd0.663 0.0220 106663 2320，所以流態(tài)為層流沿程壓力損失75P二丄異Re d 275V2d-1 V22687.6Pad 22所以，真空度為900 9.8 400 10 3129000.8492 687.6

9、 Pa=4539.9 Pa1- 15運(yùn)動(dòng)粘度 =40x 10"6m的油液通過(guò)水平管道，油液密度P =9003，管道內(nèi)徑105m,進(jìn)口壓力P1 = 4.0,問(wèn)流速為3時(shí)，出口壓力R為多少?解：由于油在水平管道中流動(dòng)，此管道為等徑直管，所以產(chǎn)生沿 程壓力損失:64 L v264 L v2P RTdF 百6 264 40 105900 3 c “pa 0.192Mpa 3 0.010.012P 2= P1-A Px = 4- 0.192 = 3.811-16有一薄壁節(jié)流小孔，通過(guò)的流量為25,壓力損失為0.3 ,試求節(jié)流孔的通流面積，設(shè)流量系數(shù)0.61 ,油液的密度9003解：由 q Cd

10、 aJ2 VP，得qCd嚴(yán)25 103m22.65 10 5 m2cc c 22 0.3 10660 0.61 JV 9001-17圖示柱塞直徑19.9,缸套直徑20,長(zhǎng)70,柱塞在力F = 40N作用下向下運(yùn)動(dòng)，并將油液從隙縫中擠出，若柱塞與缸套同心，油液的動(dòng)力粘度U =0.784 X 10-3,問(wèn)柱塞下落0.1 m所需的時(shí)間。S 1-2V BrLFJ1解：此問(wèn)題為縫隙流動(dòng)問(wèn)題，且為環(huán)形縫隙q。電VP12 ldh一U02i=fq00.1 d2t 4代入數(shù)據(jù)得，t20.8s1-18如圖所示的液壓系統(tǒng)從蓄能器A到電磁閥B的距離4m,管徑20,壁厚1mm，管內(nèi)壓力2Mpa，鋼的彈性模量E=2.2

11、105Mpa，液體密度 900kg/m3，5m/s 體積模量k 1.33 103Mpa ,求，當(dāng)閥瞬間關(guān)閉、0.02和0.05關(guān)閉時(shí)， 在管路中達(dá)到的最大壓力各為多少?解：壓力沖擊波的傳播速度Cdtc(1)AVJI12l一 sh.33 0_ V 900Jm/ s 1148.04m/s20 10 3 1.33 1091 10 3 2.2 10110.007sc 1148.04閥瞬間關(guān)閉，屬于直接沖擊，此時(shí)管道內(nèi)瞬間壓力升高值p cvy 900 1148.04 5pa 1.81M pa0.02管中最大壓力PmaxPo p 2 1.81M pa3.81M pa0.02>tc，屬于間接沖擊此時(shí)管

12、道內(nèi)瞬間壓力升高值pcvy 900 1148.045 pa 0.72Mpa0.05管中最大壓力PmaxP0p 2 0.72M pa2.72M pa(3) 0.05>tc,屬于間接沖擊此時(shí)管道內(nèi)瞬間壓力升高值cv±t900 1148.045 囂pa 0.72Mpa管中最大壓力P maxP0P 2 0.72M pa 2.72M pa第二章液壓動(dòng)力元件2-1某液壓泵的輸出壓力為5,排量為10,機(jī)械效率為0.95，容積效率為0.9，當(dāng)轉(zhuǎn)速為1200時(shí)，泵的輸出功率和驅(qū)動(dòng)泵的電動(dòng)機(jī)的功率各為多少?解:ppqp泵的輸出功率：Pp 60亠=51010-312000.9 =0.9kw60 60

13、驅(qū)動(dòng)泵的電動(dòng)機(jī)的功率:Rp - 0S=0.95KW2-2設(shè)液壓泵轉(zhuǎn)速為950,排量=168，在額定壓力29.5和同樣轉(zhuǎn)速下，測(cè)得的實(shí)際流量為150,額定工況下的總功率為 0.87 ,試求:(1) 泵的理論流量;(2) 泵的容積效率;(3) 泵的機(jī)械效率;(4) 泵在額定工況下，所需電機(jī)驅(qū)動(dòng)功率;(5) 驅(qū)動(dòng)泵的轉(zhuǎn)矩。解：=168X 950 =159.6n v 150/159.6=94%n m n v =0.87/0.9398=92.5%=29.5 X 106X 150X 10-3/ (60X 0.87 ) 84.77因?yàn)樗?29.5 X 106x 150X 10-3/ (2 X 0.87 X

14、 3.14 X 950)Ngm=852.1 Ngm2- 3某變量葉片泵轉(zhuǎn)子外徑 83,定子內(nèi)徑89,葉片寬度30,試求：1）葉片泵排量為16時(shí)的偏心量e。）葉片泵最大可能的排量。2-4解: 試分析外反饋壓力式變量葉片泵 q P特性曲線，并敘述改變段上下位置，段的斜率和拐點(diǎn) B的位置的調(diào)節(jié)方法。答：曲線形狀分析:1） 曲線段。在此段，泵的反饋?zhàn)饔昧π∮诒玫膹椈深A(yù)緊力，泵的偏心距為初始最大值不變，泵的流量也是最大值，并保持不變,曲線段近似水平。但由于壓力增加，泄漏也增加，故曲線段隨壓力的增加而略有下降。2）拐點(diǎn)B。在B點(diǎn)，泵的反饋?zhàn)饔昧偤玫扔诒玫膹椈深A(yù)緊力。對(duì)應(yīng)的工作壓力Pc=ksX0/Ax，其

15、值由彈簧預(yù)壓縮量X0確定。3）曲線段。在此段，泵的反饋?zhàn)饔昧Υ笥诒玫膹椈深A(yù)緊力，定子左移，偏心距減小，泵的流量也減小。當(dāng)泵的工作壓力高到接近于C （實(shí)際上不能達(dá)到）點(diǎn)壓力時(shí)，泵的流量已很小，這時(shí)因壓力較高，故泄漏也增多，當(dāng)泵的流量只能全部用于彌補(bǔ)泄漏時(shí)，泵的實(shí)際對(duì)外輸出流量為零，這時(shí)，偏心距已很小且不會(huì)再變小，泵的工作壓力也不會(huì)再升高，這就是C點(diǎn)。影響曲線形狀的因素:1）改變柱塞的初始位置，可以改變初始偏心距的大小，從而改變泵的最大輸出流量，即使曲線段上、下平移。2）改變彈簧剛度，可以改變曲線段的斜率，彈簧剛度大，段斜率小，剛度小，段斜率大。3）改變彈簧預(yù)緊力的大小，可改變壓力Pc的大小，從而

16、使曲線拐點(diǎn)左、右平移。第三章液壓執(zhí)行元件 3-1已知某液壓馬達(dá)的排量 250，液壓馬達(dá)入口壓力為 p1=10.5，出口壓力為p2=1.0，其總效率m=0.9，容積效率v=0.92，當(dāng)輸入流量22時(shí)，試求液壓馬達(dá)的實(shí)際轉(zhuǎn)速n和液壓馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩To解：液壓馬達(dá)的實(shí)際轉(zhuǎn)速:3q v 22 100.92 -n=80.96r/m inV250液壓馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩:p V /0.9/T=Tt mP m = l P v= Z0.92 (10.5-1) 250=369.96N?m 222 3.143- 3圖示兩個(gè)結(jié)構(gòu)和尺寸均相同相互串聯(lián)的液壓缸，無(wú)桿腔面積Ai= 100，有桿腔面積 A= 80，缸1輸入壓力P

17、i= 0.9，輸入流量qi= 12。不計(jì)損失和泄漏，試求:兩缸承受相同負(fù)載時(shí)(Fi= F2)，負(fù)載和速度各為多少?缸1不受負(fù)載時(shí)(Fi= 0),缸2能承受多少負(fù)載?缸2不受負(fù)載時(shí)(F2= 0),缸1能承受多少負(fù)載?或%題m圖F2 = P2 A121解：對(duì)缸1和2的活塞分別列平衡方程F 1 = P1 A1 P2 A 2其中，F(xiàn)1 = F2聯(lián)立以上方程得，P2=0.9 X 106x 100X 10-4/ (80X 10-4+100X 10-4) =0.5 x 106負(fù)載:F1= F2= P2 A1=0.5 X 106x 100X 10-4=50 00N 缸的速度:V 1 = qZ A 1=12X

18、10 3/ (100X 10-4)=1.2 又由 V 1 A 2= V2 A1 得 V 2= V1 A2/ A 1=0.96由 F 1= P1 A1-P2 A2=0得 P 2= P1 A1/ A 2=1.125F2= P2 Ai=1.125 X 106X 100X 1O-4=1125O N由 F 2= P2 Al = 0 得 P2= 0Fi= P1 A1= 0.9 X 106X 100X 10-4N =9000 N第四章液壓控制元件 4-1 如圖所示液壓缸， A1 30cm2 , A2 120cm2 , F 30000 N ,液控單向閥作用鎖以防止液壓缸下滑，閥的控制活塞面積Ak是閥心承受面積

19、A的3倍。若摩擦力，彈簧力均忽略不計(jì)，試計(jì)算需要多大的控 制壓力才能開(kāi)啟液控單向閥？開(kāi)啟前液壓缸中最高壓力為多 少？1-1|.|PkAk P1A 即 3pk3 pk AlrI瓦T解：對(duì)剛缸體作受力分析有RA 耳 A2 F由于控制面積Ak為閥心承壓面積的 3故開(kāi)啟閥需P1取臨界條件3pk P1Pk AlFPk 3A A2F 3.85 MpaPi 3pk 11.55M pa開(kāi)啟最咼壓力4- 2彈簧對(duì)中型三位四通電液換向閥的先導(dǎo)閥及主閥的中位機(jī)能能否任意選定？答：不能。4- 3二位四通閥用作二位三通或而為二通閥時(shí)應(yīng)如何連接?答：作二位三通閥，將回油口 T堵死。作二位二通閥，將回油口 T和某一工作油接

20、通。4-4如圖所示系統(tǒng)，溢流閥的調(diào)定壓力為5,減壓閥的調(diào)定壓力為2.5。試分析下列各工況，并說(shuō)明減壓閥閥口處于什么狀態(tài)?1）當(dāng)泵口壓力等于溢流閥調(diào)定壓力時(shí)， 夾緊缸使工件夾緊后，A, C點(diǎn)壓力各為多少?2 ）當(dāng)泵出口壓力由于工作缸快進(jìn)， 壓力降低到1.5時(shí)（工件原處于夾緊狀態(tài)），點(diǎn)壓力各為多少?3 ）夾緊缸在夾緊工件前作空載運(yùn)動(dòng)時(shí)，點(diǎn)壓力各為多少?答：1)2.5, 5;減壓閥閥口處于關(guān)閉狀態(tài)。工件夾緊后，由于泵的流量繼續(xù)輸I QII作，閥口關(guān)閉，并穩(wěn)定兩點(diǎn)壓力為其調(diào)定壓力 2.5 ; B點(diǎn)的壓出，使得A點(diǎn)和C點(diǎn)的壓力同時(shí)升高，當(dāng)升高到減壓閥的調(diào)定壓力時(shí)，減壓閥工力為溢流閥的調(diào)定壓力 5。2 )

21、 1.5, 2.5;減壓閥閥口處于打開(kāi)狀態(tài)。當(dāng)泵的出口壓力降到1.5時(shí)，溢流閥和減壓閥都不工作，溢流閥閥口關(guān)閉，B點(diǎn)壓力1.5;減壓閥閥口打開(kāi)，即相當(dāng)于一個(gè)通道，所以1.5;由于單向閥的作用，C中的壓力仍為剛才的壓力，即2.5。3) 0;減壓閥閥口處于打開(kāi)狀態(tài)當(dāng)夾緊缸在夾緊工件前作空載運(yùn)動(dòng)時(shí)，負(fù)載壓力0,因?yàn)樾∮跍p壓閥的調(diào)整壓力，所以減壓閥閥口全開(kāi)，0;由于溢流閥閥口關(guān)閉，所以04-5如圖系統(tǒng)，液壓缸的有效面積A12=100* 2，缸I負(fù)載35000N,缸運(yùn)動(dòng)時(shí)負(fù)載為零，不計(jì)摩擦阻力、慣性力和管路損失。閥、順序閥和減壓閥的調(diào)定壓力分別為4、3和2,求下列二種工況下A B和C處的壓力。3） 1斷

22、電，2通電，液壓缸運(yùn)動(dòng)時(shí)和碰到檔快停止運(yùn)動(dòng)時(shí);iIIJI1) 42當(dāng)泵出口壓力達(dá)到2時(shí)，減壓閥工作，使得 2,此后，隨泵的 流量繼續(xù)輸出，順序閥打開(kāi)，此后溢流閥打開(kāi)，最后使得得（溢流閥調(diào)定壓力）2）運(yùn)動(dòng)時(shí)，23.5缸運(yùn)動(dòng)時(shí)的壓力 P 35000/100 X 10-43.5缸運(yùn)動(dòng)時(shí)，順序閥一直開(kāi)啟，溢流閥關(guān)閉，3.5 減壓閥工作，2終端時(shí)，24 缸終端時(shí)，還是 2,順序閥一直開(kāi)啟，當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到右端不動(dòng)時(shí)，由于泵的流量繼續(xù)輸出，從而使得A B點(diǎn)壓力同時(shí)升4。高，當(dāng)達(dá)到溢流閥的調(diào)整壓力 4 時(shí), 溢流閥溢流定壓，此時(shí)，3）運(yùn)動(dòng)時(shí)， 0缸運(yùn)動(dòng)時(shí)，負(fù)載壓力為 0，此時(shí)減壓閥口全開(kāi)，所以 0 順序閥關(guān)閉，

23、所以 0 終端時(shí)， 2， 4 缸終端時(shí)，液壓缸負(fù)載無(wú)窮大，使得減壓閥工作， 2，由于泵的流量繼續(xù)輸出，從而使得 A、B 點(diǎn)壓力同時(shí)升高，當(dāng)達(dá)到溢 4-8液壓缸活塞面積1002,負(fù)載在50040000N的范圍內(nèi)變化，為流閥的調(diào)整壓力 4 時(shí), 溢流閥溢流定壓，此時(shí)，4。使負(fù)載變化是活塞運(yùn)動(dòng)速度恒定， 在液壓缸進(jìn)口處使用一個(gè)調(diào)速閥。如將泵的工作壓力調(diào)到其額定壓力 6.3 ，試問(wèn)這是否合適？解：缸的最大工作壓力 40000/10-2 =4 。因調(diào)速閥正常工 作時(shí)的壓差要保持在0.40.5，所以泵的工作壓力4+0.4(0.5) 4.44.5如果將泵的工作壓力調(diào)到 6.3 ，雖然調(diào)速閥有良好的穩(wěn)定流 量

24、特性，但對(duì)節(jié)省泵的能耗不利。4-9 如圖所示為插裝式錐閥組成換向閥的兩個(gè)例子。如果閥關(guān)閉時(shí)A B有壓差，試判斷電磁閥通電和斷電時(shí)，圖a和b的壓力油能否開(kāi)啟錐閥而流動(dòng)， 并分析各自是作何種換向閥使用的。答：電磁閥通電：對(duì)a）圖，和作用力方向都向上，閥心可以開(kāi)啟，當(dāng)PbPa時(shí)，油液從B a ;當(dāng)Pa Pb，油液A B。對(duì)B）圖，同理，當(dāng)Pb Pa時(shí)，油液從B a ；當(dāng)Pa Pb，油液a B。電磁閥斷電:對(duì)a）圖，要開(kāi)啟閥心，閥心受力（pbA2 paA）的方向要向上，所以，需Pb Pa，此時(shí)，油液從B a。對(duì)B）圖，要開(kāi)啟閥心，閥心受力（paAi pbA）的方向要向上，所以，需Pa Pb，此時(shí)，油液

25、從a第五章液壓輔助元件5- 1某液壓系統(tǒng)，使用葉片泵，壓力為6.3，流量為40。試選油 管的尺寸。5- 2 一單桿液壓缸，活塞直徑為100，活塞桿直徑為56，行程為 500,現(xiàn)有桿腔進(jìn)油，無(wú)桿腔回油，問(wèn)由于活塞的移動(dòng)而使有效 底面積為2002的油箱內(nèi)液面高度的變化是多少?5-3皮囊式蓄能器容量為2.5L，氣體的II riI充氣壓力為 2.5，當(dāng)工作壓力從p1=7變化到4時(shí)，蓄能器能輸出的油液體積a)為多少?第六章液壓基本回路6- 1在圖示回路中，若溢流閥的調(diào)整壓力分別為 Py1 6Mpa ,Py24.5Mpa。泵iI0 i_iJ-1|II出口處的負(fù)載阻力為無(wú)限大，計(jì)管道損失和調(diào)壓偏差時(shí):試問(wèn)在

26、不1）換向閥下位接入回路時(shí)，泵的工作壓力為多少？ B點(diǎn)和C點(diǎn)的壓力各為多少？ 2）換向閥上位接入回路時(shí)，泵的工作壓力為多少？B點(diǎn)和C點(diǎn)的壓力各為多少?解：1）換向閥下位接入回路時(shí)，即關(guān)閉Py2的外泄油口（但Pp換向閥有泄漏）。則泵的工作壓力Py1 6Mpa, Pb 6Mpa, Pc 1.5: 6Mpa （視換向閥的泄漏情況而定）22 / 332）換向閥上位接入回路時(shí)，閥 1和閥2并聯(lián)，泵的工作壓力為兩者調(diào)整壓力的較小者，故，Pp Py2 4.5Mpa ,Pb 4.5Mpa, Pc OMpa （通油箱）。6- 2在圖示回路中，已知活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)的負(fù)載 F= 1200N,活塞面積A= 15 X 10，

27、溢流閥調(diào)整值為=4.5,兩個(gè)減壓閥的調(diào)整壓 力分別為1= 3.5和2= 2，如油液流過(guò)減壓閥及管路時(shí)的損 失可略去不計(jì)，試確定活塞在運(yùn)動(dòng)時(shí)和停在終端位置處時(shí)， 三點(diǎn)壓力值。1）運(yùn)動(dòng)時(shí)，Pa Pb Pc 0.8M pa 此時(shí)， 1200/ (15X 10-4)= 0.8，即PPj1, P Pj2，故兩減壓閥都不工作，閥口常開(kāi)，相當(dāng)于一通道，又 P Py，溢流閥關(guān)閉，所以，Pa Pb Pc 0.8M pa2)停在終端位置時(shí)，Pa 3.5mpa, Pb 4.5mpa,pc 2Mpa此時(shí)，液壓閥的負(fù)載無(wú)窮大，使得減壓閥2、1相繼工作，故Pc 2Mpa,pA 3.5Mpa，隨著泵的流量繼續(xù)增加，B點(diǎn)壓力

28、迅速憋咼，使得該溢流閥工作，故Pb 4.5Mpa。6-3如圖6-7所示的平衡回路中，若液壓缸無(wú)桿面積為 A 80 10 4m2,有桿面積A2 40 10 4m2，活塞與運(yùn)動(dòng)部件自重 6000N,運(yùn)動(dòng)時(shí)活塞上的摩擦力為Ff 2000N,向下運(yùn)動(dòng)時(shí)要克服負(fù)載阻力為Fl24000N，試問(wèn)順序閥和溢流閥的最小調(diào)整壓力各為多少?1仇 |4 丄1«/2 V八尹H聽(tīng)1 A嚴(yán)E解：順序閥最小調(diào)整壓力P G 4：000 4 pa 1.5Mpa ,A240 10溢流閥最小調(diào)整壓力:Fl Ff F2A2 G 24000 2000 1.5 106 600080 10 4P pa 3.25M pa6.4如教材

29、6-10圖所示的回油節(jié)流調(diào)速回路，已知液壓泵的供油量qp 25L/min，負(fù)載40000N,溢流閥調(diào)整壓力Pp 5.4Mpa，液壓缸無(wú)桿面積為 A 80 10 4 m2,有桿面積A2 40 10 4m2，液壓缸工進(jìn)速度V 0.18m/min，不考慮管路損失和液壓缸的摩擦損失，試計(jì)算:）液壓缸工進(jìn)時(shí)液壓系統(tǒng)的效率）當(dāng)負(fù)載為0時(shí)，活塞的運(yùn)動(dòng)速度和回油腔的壓力。解：1）FV 40000 0.18/60Ccp q 5.4 106 2010 3/60 6.7%2）對(duì)液壓缸列平衡方程RA P2A2Fl在0時(shí)，回油路壓力PPA205.4 106 804 10 4 Pa 10.8MPa40 10 4此時(shí)，有桿

30、腔回油量（節(jié)流閥過(guò)流量）q0Cd AOCdA0j 絕在40000N時(shí)，回油壓力P21PA1 FlA5.4 106 80 1044 40000 Pa 0.8MPa40 10 4此時(shí)，有桿腔回油量（節(jié)流閥過(guò)流量）q。i2P C叫一CdAj 週AV40 10 4 0.18/ 60m3/s 12 10 6m3/s兩式相比得q。P21 q 曬 12 106m3/S 44-1 10 6m3/S2P20C 44 44 C 672 70710- 0.011m/s 66cm/min6.5如教材6-9a所示的進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路，已知液壓泵的供油流量qp6L/min，溢流閥調(diào)定壓力Pp 3.0Mpa，液壓缸無(wú)桿腔面積

31、Ai0.03 10 4m2，負(fù)載為4000N,節(jié)流閥為薄壁孔口，開(kāi)口面積為 舛 0.01 10 4m2,Cd0.62,900kg/m2，求1）活塞的運(yùn)動(dòng)速度2）溢流閥的溢流量和回路的效率3）當(dāng)節(jié)流閥的開(kāi)口面為和時(shí)，分別計(jì)算液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度和以溢流閥的溢流量解：1 ）液壓缸活塞平衡方程為:RAiFFAiPa 2MPa20 10 4設(shè)泵出口壓力 Pp則節(jié)流閥過(guò)流量q Cd At 嚴(yán) 0.62 0.01 10 4 臣評(píng)21 / 3353332.92 10 m /s qp 0.1 10 m /s所以，溢流閥穩(wěn)定溢流，活塞運(yùn)動(dòng)速度2.92 104 m/s 14.6 10 106 0.1 10 3m/s2

32、0 1042）溢流閥溢流量32 / 33qyqp0.1 10 3 2.92 105m3/s 0.7 104m3/s回路效率FV19.4%4000 14.6 10 33 )當(dāng) At0.0310 4m同1 ）節(jié)流閥過(guò)流量q節(jié)1=0.62 0.03 10-42 (3 2) 10 6 =8.6790010-5m3/s<qP 0.1 10-3m3/s溢流閥工作，溢流閥溢流量qy qpq節(jié) 10.1 10 38.76 10 5m3/s0.124 10 4m3/s活塞運(yùn)動(dòng)速度q節(jié)1A1m/s20 1043.8 10 3m/s0.0510 4m2時(shí)同理q 節(jié) 2 14.6 105m3/s qp 0.1

33、103顯然不可能，所以節(jié)流閥不起作用q節(jié)2 qp 0.1 10 3 m3 /s活塞運(yùn)動(dòng)速度0.1 10m/s 0.05m/s20 10 4溢流閥當(dāng)安全閥用qy 06-6 在 6-58 所示的調(diào)速閥節(jié)流調(diào)速回路中已知qp 25L/min , A 100 4m2, A2 50 10 4m2, F 由 0 增至 30000N 時(shí)活塞向右移動(dòng)速度基本無(wú)變化，V 0.2m/min ,若調(diào)速閥要求的最小壓差為pmin 0.5Mpa，試求:1 ）不計(jì)調(diào)壓偏差時(shí)溢流時(shí)溢流閥調(diào)整壓力 Py是多少？泵的工作壓力是多少?液壓缸所能達(dá)到的最高工作壓力是多少?回路的最咼效率為多少?解：1）無(wú)桿腔流量，q VA 0.2

34、100 10 4m3/s 2L/min qp所以溢流閥處于穩(wěn)定溢流狀態(tài)，Pp py當(dāng)負(fù)載為3000N時(shí)，對(duì)液壓缸列平衡方程:PiA P2A2FLmax式中，p1Py, p2 Pmin所以，.7嚴(yán)5010 4 O.510：30000 pa 3.25Mpa100 1042 ）由以上等式piAi P2A2FLmax知，Pl Py恒定，當(dāng)Fl最小時(shí)，卩2最大此時(shí)P2 Py型“503.25 Mpa6.5M pa3）回路最高效率FVPpCIp3 104 0；2 6 7.4%3.25 25 10 3 1066- 7如教材6-16所示的限壓式變量泵和調(diào)速閥的容積節(jié)流調(diào)速 回路，若變量泵的拐點(diǎn)坐標(biāo)為（2,10

35、），且在Pp 2.8Mpa時(shí)qp 0，液壓缸無(wú)桿面積為 A 50 10 4m2,有桿面積A2 25 10 4m2，調(diào)速閥的最小工作壓差為0.5，背壓閥調(diào)壓值為0.4，試求:）在調(diào)速閥通過(guò)的流量 5時(shí)，回路的效率是多少?）若q不變，負(fù)載減小4/5時(shí)，回路的效率為多少?）如何才能使負(fù)載減小后的回路得以提高?Pp -1)在穩(wěn)態(tài)工作時(shí)，qp2 8 盯 Mpa 2.4 Mpa則P1 Pp Vp (2.4qi，由其調(diào)速特性圖知0.5) Mpa1.9 MpaPiP2A/Acpp1.9 0.42嚴(yán) 70.8%2 ）在負(fù)載減小4/5，即F' 1/5F'F /AcPp-c 14.2%5 c路，當(dāng)

36、P11.9Mpa 時(shí)，Pl1.986%，該回路適合負(fù)cPj Vp 1.9 0.5載變化大，速度較低的系統(tǒng)。6- 8有一液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，快進(jìn)時(shí)需最大流量25,工進(jìn)時(shí)液壓缸 工作壓力為P1 5.5Mpa，流量為2L/min，若可米用單泵流量為25和雙聯(lián)泵流量為4及25兩種泵分別對(duì)系統(tǒng)供油，設(shè)泵的總效率為0.8，溢流閥調(diào)定壓力Pp 6.0Mpa，雙聯(lián)泵中低壓泵卸荷壓力P2 0.12Mpa，不計(jì)其他損失，計(jì)算分別采用這兩種泵供油時(shí)系統(tǒng)得效率（液壓缸效率為100%解：采用單泵:快進(jìn)時(shí)工作壓力0,0工進(jìn)時(shí)pq5.5 2180%Ppqp6 25采用雙泵快進(jìn)時(shí)pg15 5280%36.6%Ppqp6 45.8%

37、0 工進(jìn)時(shí)第七章典型液壓傳動(dòng)系統(tǒng)7- 1根據(jù)圖7-1的4543型動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)圖，完成以下各項(xiàng)工作：1）寫出差動(dòng)快進(jìn)時(shí)液壓缸左腔壓力p1與右腔壓力p2的 關(guān)系式。2）說(shuō)明當(dāng)滑臺(tái)進(jìn)入工進(jìn)狀態(tài)，但切削刀具尚未觸及被加工工件時(shí)，什么原因使系統(tǒng)壓力升高并將液控順序閥4打開(kāi)?3）在限壓式變量的曲線上定性表明動(dòng)力滑臺(tái)在差動(dòng)快進(jìn)、第一 次工進(jìn)、第二次工進(jìn)、止擋鐵停留、快退及原位停止時(shí)限壓式變 量葉片泵的工作點(diǎn)。7- 2 圖 7-7 所示的壓力機(jī)液壓系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)“快進(jìn)慢進(jìn) 壓快退停止”的動(dòng)作循環(huán)。試讀懂此液壓系統(tǒng)圖，并寫 出： 1）包括油液流動(dòng)情況的動(dòng)作循環(huán)表； 2）標(biāo)號(hào)元件的名稱和 功能。第八章液壓伺服和電

38、液比例控制技術(shù)8- 1 液壓伺服系統(tǒng)與液壓傳動(dòng)系統(tǒng)有什么區(qū)別？使用場(chǎng)合有何不 同？ 答：液壓伺服系統(tǒng)通過(guò)電氣傳動(dòng)方式， 將電氣信號(hào)輸入系統(tǒng)來(lái)操 縱有關(guān)的液壓控制元件動(dòng)作， 控制液壓執(zhí)行元件使其隨輸入信號(hào) 而動(dòng)作。這類伺服系統(tǒng)中電液兩部分之間都采用電液伺服閥作為 轉(zhuǎn)換元件。電液伺服系統(tǒng)根據(jù)被控物理量的不同分為位置控制、 速度控制、壓力控制等。液壓傳動(dòng)是根據(jù)機(jī)械設(shè)備的工作要求， 選用適當(dāng)?shù)囊簤夯净芈方?jīng)有機(jī)組合而成。液壓伺服系統(tǒng)在工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備、航空、航天、冶金和軍事裝備 中得到廣泛應(yīng)用；液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用涉及機(jī)械制造、輕工、紡 織、工程機(jī)械、船舶、航空和航天等各個(gè)領(lǐng)域。8-2 電液伺服閥的組成和

39、特點(diǎn)是什么？它在電液伺服系統(tǒng)中起什 么作用？ 答：電液伺服閥通常由電氣機(jī)械轉(zhuǎn)換裝置、 液壓放大器和反饋平衡） 機(jī)構(gòu)三部分組成。 電氣機(jī)械轉(zhuǎn)換裝置用來(lái)將輸入的電 信號(hào)轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)角或直線位移輸出。輸出轉(zhuǎn)角的裝置稱為力矩馬 達(dá)，輸出直線位移的裝置稱為力馬達(dá)。 液壓放大器接受小功率的電氣機(jī)械轉(zhuǎn)換裝置輸入的轉(zhuǎn)角或直線位移信號(hào)，對(duì)大功率的壓力油進(jìn)行調(diào)節(jié)和分配， 實(shí)現(xiàn)控制功率的轉(zhuǎn)換和放大。 反饋和平衡 機(jī)構(gòu)使電液伺服閥輸出的流量或壓力獲得與輸入電信號(hào)成比例 的特性。伺服閥控制精度高，響應(yīng)速度快，特別是電液伺服系統(tǒng) 易實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制。電液伺服閥是電液司伺服系統(tǒng)中的放大轉(zhuǎn)換元件， 它把輸入的小 功率電流信號(hào)，轉(zhuǎn)換

40、并放大成液壓功率（負(fù)載壓力和負(fù)載流量） 輸出，實(shí)現(xiàn)執(zhí)行元件的位移、速度、加速度及力控制。它是電液 伺服系統(tǒng)的核心元件，其性能對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的特性有很大影響。8- 3 電液比例閥由哪兩大部分組成？它具有什么特點(diǎn)？ 答：電液比例閥由常用的人工調(diào)節(jié)或開(kāi)關(guān)控制的液壓閥加上電氣 機(jī)械比例轉(zhuǎn)換裝置構(gòu)成。 常用的電氣機(jī)械比例轉(zhuǎn)換裝置是有 一定性能要求的電磁鐵，它能把電信號(hào)按比例地轉(zhuǎn)換成力或位 移，對(duì)液壓閥進(jìn)行控制。在使用過(guò)程中，電液比例閥可以按輸入 的電氣信號(hào)連續(xù)地、 按比例地對(duì)油液的壓力、 流量和方向進(jìn)行遠(yuǎn) 距離控制， 比例閥一般都具有壓力補(bǔ)償性能， 所以它的的輸出壓 力和流量可以不受負(fù)載變化的影響， 它被廣

41、泛地應(yīng)用于對(duì)液壓參 數(shù)進(jìn)行連續(xù)、 遠(yuǎn)距離控制或程序控制、 但對(duì)控制精度和動(dòng)態(tài)特性 要求不太高的液壓系統(tǒng)中。8-4 微機(jī)電液控制系統(tǒng)的主要組成是什么？有何特點(diǎn)？ 答：微機(jī)電液控制系統(tǒng)的主要組成除常規(guī)的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)以外， 通常還有數(shù)據(jù)采集裝置、信號(hào)隔離和功率放大電路、驅(qū)動(dòng)電路、電氣一機(jī)械轉(zhuǎn)換器、主控制器（微型計(jì)算機(jī)或單片微機(jī)）及相關(guān) 的鍵盤及顯示器等。這種系統(tǒng)一般是以穩(wěn)定輸出（力、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn) 速、速度）為目的，構(gòu)成了從輸出到輸入的閉環(huán)控制系統(tǒng)。是一 個(gè)涉及傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)、機(jī)械傳動(dòng)技 術(shù)等技術(shù)的機(jī)電一體化系統(tǒng)。 這種控制系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單， 人機(jī)對(duì)話 方便；系統(tǒng)功能強(qiáng)，可以實(shí)現(xiàn)多功能

42、控制；通過(guò)軟件編制可以實(shí) 現(xiàn)不同的控制算法，且較易實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制和在線檢測(cè)。第九章液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 第十章氣壓傳動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí) 10-1在常溫20C時(shí)，將空氣從0.1 （絕對(duì)壓力）壓縮到 0.7 （絕 對(duì)壓力），求溫升為多少?10-2空氣壓縮機(jī)向容積為 40L的氣罐充氣直至0.8時(shí)停止，此 時(shí)氣罐內(nèi)溫度 t1=40 C,又經(jīng)過(guò)若干小時(shí)罐內(nèi)溫度降至室溫 10C，問(wèn)：1）此時(shí)罐內(nèi)表壓力為多少？ 2）此時(shí)罐內(nèi)壓縮了多少室溫為10C的只有空氣（設(shè)大氣壓力近似為0.1）?解已知:P1T1T20.8 MPa(273 40)K(273 10)K313K283KP2P1 ¥0.811由等容過(guò)程狀態(tài)方程

43、可得283MPa 0.72 MPa313則表壓力為p2(0.72 0.1) MPa 0.62 MPa由等溫過(guò)程狀態(tài)方程可得p2V 上2V2P10.7240L288L則V1V2(288 40)L248L0.1即罐內(nèi)壓縮了 248L室溫為10° C的自由空氣。第十一章氣源裝置及氣動(dòng)輔助元件 11-1簡(jiǎn)述活塞式空氣壓縮機(jī)的工作原理。答：活塞式空氣壓縮機(jī)是通過(guò)曲柄連桿機(jī)構(gòu)使活塞作往復(fù)運(yùn)動(dòng)而 實(shí)現(xiàn)吸、壓氣，并達(dá)到提高氣體壓力的目的。單級(jí)單作用壓縮機(jī) 工作原理圖主要由缸體1、活塞2、活塞桿3、曲柄連桿機(jī)構(gòu)4、 吸氣閥5和排氣閥6等組成。曲柄由原動(dòng)機(jī)（電動(dòng)機(jī)）帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)， 從而驅(qū)動(dòng)活塞在缸體內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 當(dāng)活塞向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，氣缸內(nèi)容 積增