液壓與氣壓傳動左建明主編第四版課后答案

1、 1-1 某液壓油在大氣壓下的體積是 50 10 3m3，當壓力升高后，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 V 3 3 3 4 3 Vo 49.9 10 50 10 m 1 10 m 由K P k V 700 106 1 10 4 V0 知： p 3 pa 1.4Mpa V V0 50 10 3 1-2 用恩式粘度計測的某液壓油( 850kg/m3)200M1 流過的時間為t1=153s, 20 C 時 200MI 的蒸餾水流過的時間為t2 =51s，求該液壓油的恩式粘度 E， 運動粘和動力粘度各為多少？ 解：E W 153

2、 3 （7.31 E 也）10 6m2/s 1.98 10 5m2/s t2 51 E | 1.68 10 2 Pa s 1- 3 圖示為一粘度計，若 D=100mmd=98mm,l=200mm 外卜筒轉速 n=8r/s 時，測得 轉矩 T=40Ncm,試求其油液的動力粘度。 解：設外筒內壁液體速度為U0 Uo n D 8 3.14 0.1m/s 2.512m/s 兩邊積分得 0.4 （ 2 厶 在耳嚴口Lpa|s 0.051ps 1-4 圖示一液壓缸，其缸筒內徑 D= 12 厘米，活塞直徑 d= 11.96 厘米，活塞長 度 L= 14 厘米，若油的粘度 =0.065Pa.s，活塞回程要求的

3、穩(wěn)定速度為 v=0.5m/s，試求不計油液壓力時拉回活塞所需的力 F 等于多少? Ff T A “2 rl 由 du dy du dy U0 1 F Ff A 蟲 dr 1 F dr 2 Idu r 對上式兩邊積分得： 1-7 液壓缸直徑 D=150m，柱塞直徑 d=100mm 液壓缸中充滿油液。如果柱塞上解：對活塞列平衡方程: dr 3.14 0.065 14 10 2 InD In 12 11.96 8.58N 1-5 如圖所示，一具有一定真空度的容器用一根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，液體在管中上升的高度 h=1m 設液體的密 度為 1000kg/ m3，試

4、求容器內真空度。 解：設P）為大氣壓，Pa為絕對壓力，則真空度 ： P P。 Pa 取水槽液面為基面，列出靜力學基本方程： P0 g Pa g 則真空度為: Pa p gh 100 0 9.8 1 9.8 1 03 pa 1-6 如圖所示，有一直徑為 d，質量為 m 的活塞浸在液體中，并在力 F 的作用下 處于靜止狀態(tài)。若液體的密度為 ，活塞浸入深度為 h,試確定液體在測壓 管內的上升高度 x 解：由題意知: g(x h) 4(F G) g d2 F 2 r 0 2 I du v 2 2 2 Po V0 P2 V2 H g 2g g 2g 對 2- 2 和 1-1 截面列理想液體能量方程: P

5、2宜 g 2g P1 g V12 2g 顯然，Pl P2 Pa VoV2,故 Vo 0 作用著 F=50000N 的力，不計油液的重量，求圖示的兩種情況下液壓缸中壓 力分別等于多少？ 解：由圖中分析知，在兩種情況下，作用在柱塞上的面積均為 -d2 4 P 6.37MPa -d2 4 1-8 圖示容器 A 中的液體的密度 P A= 900Kg/,B 中液體的密度為 Kg/n!， ZA=200mm,弘=180mm,h=60mm,形管中的測試介質是汞， P B=1200 試求 A,B 之 間的壓力差。 解：此為靜壓力問題，可列出靜壓力平衡方程: A+ P A g Z A=P B g Z B + P

6、水銀 g h + P PAB= PA -P B=P B g ZB + p 水銀 g h - =1200 x 9.8 x 0.18 + 13.6 x 103x 0.06 900 x 9.8 x 0.2Pa=8350 Pa 1-9 如圖所示，已知水深 H=10m 截面A 0.02m2, A， 0.04m2，求孔口的出流流 量以及點2處的表壓力（取 1，不計損失） 解：對 0-0 和 2-2 截面列理想液體能量方程: 3 2 9.8 10 (業(yè))2 1000 pa 0.0735Mpa 1-10 如圖示一抽吸設備水平放置，其出口和大氣相通，細管處截面積 A 3.2 10 4m2，出口處管道截面積A2

7、4A1，h=1m 求開始抽吸時，水平 管中所必需通過的流量 q （液體為理想液體，不計損失）。 且有連續(xù)方程：MA V2A2 q 由 1 2 3 聯(lián)立解得: q wA ,2gHA 2 9.8 10 0.02 0.28m3/s 則2處的表壓力即 P2 Pa P2 Pl 2gH(#)2 2 2 4 1-11 有一液壓缸，流量為 25L/min，吸油管直徑 高出 400mm 如只考慮吸油管中 500mm 的沿程壓力損失，油液的運動粘度為 30 10 6 m2/s，油液的密度為 900kg/m3，問泵的吸油腔處的真空度為多少?2g g 2g (1) 連續(xù)方程 V2A2 (2) gh P2 (3) 方程

8、（1） （2）（3）聯(lián)立，可得流量 V2A2 更 4A . k 4 15 4 3 3.2 10 m /s 1.462L/S 25mm 泵的吸油口比油箱液面 ，事 解：對截面和建立液體的能量方程: 5 0.0178MPa 如希望泵入口處的真空度 Pb不大于 0.04 MPa 求泵的吸油高度 h （液面到濾網(wǎng)之間的管道沿程損失可忽略不計） v q 150 10 2 m/s 0.885m/s A 60 0.062 /4 Re 凹舉羋 1562 2320 34 106 故油在管中為層流流動。 定為 1- 1 截面，泵吸油處為 2-2 截面，列能量方程:Pa P2 gh v2 gi% gh v2 P （

9、 P 表示沿程壓力損失） q/A2 _ 25 60 1 4 10 3 m/s (25 10 3)2 0.849m/ s Re vd 0.849 0.025 . 707.5 30 106 2320 , 所以流態(tài)為層流 沿程壓力損失 P Re 2 V2d d 1 2 2 V2 687.6Pa 所以，真空度為 + 1 900 2 1-12 泵從一個大的油池中抽吸油液，流量為 q= 150L/min,油液的運動粘度 =34 X106nVs,油液密度p =900 kg/m3。吸油管直徑 d = 60 毫米，并設泵的吸 p=900 9.8 400 10 3 0.8492 +687.6 pa=4539.9

10、pa 油管彎頭處局部阻力系數(shù) E = 0.2，吸油口粗濾網(wǎng)的壓力損失 解：吸油管油液速度: 以油池液面為基6 2 2 E1 也住 H 吆+hL+h g 2g g 2g 2.354m 與 X 軸正方向相反） 對射流列丫軸方向的動量方程 導板作用于液體的合力 .3141.62 3141.62 N 4442.2N ,方向與 X 軸正方向成 135 1-14 如圖所示的安全閥，閥座直徑 d=25mm 當系統(tǒng)壓力為 5.0Mpa 時，閥的開 度 x=5mn 為，通過的流量 q=600L/min，若閥的開啟壓力為 4.3Mpa,油液 的密度為 900kg/m3,彈簧的剛度 k=20N/mm 求油液的出流角

11、其中, 1 2 2 （層流），因w V2,故 Vi 0 , Pi Pa , 所以, 真空度 2 Pa P? = v2 + gH + gh gm 2 V2 Pa P2 H v2 75 H d 2 1562 0.06 900 0.892 2 3 282.1HN /m 900 0.892 p 02 r- 5 0.0178 10 pa 5 0.1787 10 pa 2 900 0.885 900 9.8H 282.1H 0.1787 5 5 105 0.4 1 0 1-13 圖示水平放置的固定導板, 將直徑 d=0.1m,而速度為 = 20m/s 的射流轉過 90 度角，求導板作用于液體的合力大小和方

12、向（ 1000 kg/m3) 解：射流流量 2 2 八 d 3.14 0.1 q Av v 4 4 3 3 20m /s 0.157m /s 對射流列 X 軸方向的動量方程 FX q(0 v) 1000 0.157 （20）N 3141.6N “一”表示力的方向 FY q(v 0) 1000 0.157 20N 3141.6N F合 、FX2 7 解：對安全閥閥心列平衡方程 F液F彈簧F液動 1- 15 有一管徑不等的串聯(lián)管道，大管內徑為 20mm 小管內徑為 10mm 流過粘度 為 30 10 3 pa s的液體，流量為 q=20L/min，液體的密度 =900kg/ m3，問液 的油液通過

13、水平管道，油液密度 p =900kg/m3，管 道內徑 d=10mm,l=5m 進口壓力 P 4.0MPa,問流速為 3 m/s 時，出口壓力 P2為多少? 解：由于油在水平管道中流動，此管道為等徑直管，所以產生沿程壓力損失: 64 L v2 64 L v2 p Re d 2 vd d 2其中，F(xiàn)液 gpA (5 4.3) 10 4d2 F彈簧 kx F液動 q(v2 cos Vi) 而v1 A CdN 聯(lián)立以上得，cos QpA kx) q9 A代入數(shù)據(jù)得, o 28.2 流在兩流通截面上的平均流速及雷諾數(shù)。 1 10 3 20 - 60 (20 10 3)2 大管徑：平均流速：V 雷諾數(shù)：

14、R e1 A 1 4 V1d1 1.06 20 10 1.06m/s 小管徑： 平均流速：V q A2 雷諾數(shù)：Re2坯 30 10 3 /900 20 3 _ 60 1 3 2 丄(10 103)2 4 4.24 10 10 3 3 30 10 /900 636 4.24m/s 1272 1-16 運動粘度 =40 X 10一 6m/s qCd 2p 8 1- 20 圖示柱塞直徑 d=19.9mm 缸套直徑 D=20mrr 長 l=70mm 柱塞在力 F= 40N 作用 下向下運動，并將油液從隙縫中擠出，若柱塞與缸套同心，油液的動力粘度 1- 21 在一直徑 D=25mm!勺液壓缸中放置著一

15、個具有 塞，液壓缸左腔表壓為p 0.2Mpa，右腔直接回油箱，設油的粘度 Cd 0.65,閥口開度x=0.2cm,求流過閥口的流量。 解：當閥的開口較小時，可看作薄壁小孔，閥口的流量截面積 A0 dx 流過閥口的流量: 2(Pi P2) 2 (9.8 9)106m3/s 900 4F P 4 條矩形截面(a b)槽的活 解: 1-19 壓P2 0.9Mpa油液的密度 900kg /m3,通過閥口時的流量系數(shù) Cd dx q 2 0.2 102 9 30 10 3 pa s,進口處壓力損失可以忽略不計，試確定由液壓缸左腔沿四 條槽泄露到右腔去的流量，已知槽的尺寸是a 2mm,b 1mm, l 1

16、20mm。 10 1- 23 如圖所示的液壓系統(tǒng)從蓄能器 A 到電磁閥 B 的距離 l=4m,管徑 d=20mm 壁p02MPa b L 1 L 、1 解: 由題意得，四條槽可以看作四個細長孔 水力直徑 dH 2ab a b 1.33mm 則所求的流量: 6 0.2 10 3 6 3 / - m /s 17.23 10 m /s 128 30 10 3 0.12 (1.33 10 3)4 3 1-22 如圖所示，已知泵的供油壓力為 3.2Mpa，薄壁小孔節(jié)流閥I的開口為 0.02m2，薄壁小孔節(jié)流閥U的開口為 0.01m2，求活塞向右運動的速度 v 為 多少？缸中活塞面積 A=100cm,油的

17、密度 900kg/m3，負載 16000N 液流 的流量系數(shù) Cd=0.6。 解: 對活塞列平衡方程，得 F 16000 pA 4 pa A 100 104 流過節(jié)流閥I的流量 1.6Mpa 0.02 10 4 ? (3.2 1.6) 10 m3/s 0.716 10“m3/s V 900 流過節(jié)流閥U的流量 q Cd A 104 f (1,900) 10m3/s 0358 10丄，屬于間接沖擊 此時管道內瞬間壓力升高值 tc 0.007 p cv- 900 1148.04 5 pa 0.72Mpa t 0.05 管中最大壓力 Pmax P0 p 2 0.72Mpa 2.72Mpa 1.33

18、109 900 m/s 1148.04m/s 3 9 20 10 1.33 10 1 1 10 3 2.2 1011 (1) s 0.007 s 1148.04 閥瞬間關閉，屬于直接沖擊, c C 12 此時管道內瞬間壓力升高值 007 pa 1.81Mpa 0.02 管中最大壓力 Pmax p0 p 2 1.81Mpa 3.81 Mpa 13 管中最大壓力 Pmax Po p 2 0.72Mpa 2.72Mpa 2- 1 已知液壓泵的額定壓力和額定留量， 不計管道內壓力損失，說明圖示各種工 況下液壓泵出口處的工作壓力值。 d) p 2- 2 如圖所示，A 為通流截面可變的節(jié)流閥，B 為溢流閥

19、。溢流閥的調整壓力是 Py，如不計管道壓力損失，試說明，在節(jié)流閥通流截面不斷增大時，液壓 泵的出口壓力怎樣變化？ 答：節(jié)流閥 A 通流截面最大時，液壓泵出口壓力 P=0,溢流 閥 B不打開，閥 A 通流截面逐漸關小時，液壓泵出口壓力逐 漸升高，當閥 A 的通流截面關小到某一值時， P 達到 Py，溢 流閥 B 打開。以后繼續(xù)關小閥 A 的通流截面，P 不升高，維 持 Py值。 2- 3 試分析影響液壓泵容積效率 v的因素。 答：容積效率表征容積容積損失的大小 由v 1 q 可知：泄露量q越大，容積效率越小 qt qt 而泄露量與泵的輸出壓力成正比，因而有 e) 解：a) p 0 b) 0 c)

20、 p p 14 越小，轉速越底，那么容積效率就越小。 2- 4 泵的額定流量為 100L/min,額定壓力為 2.5MPa,當轉速為 1450r/min 時，機 械效率為n尸 0.9。由實驗測得，當泵出口壓力為零時，流量為 106 L/min , 壓力為2.5 MPa 時，流量為 100.7 L/min，試求： 泵的容積效率； 如泵的轉速下降到 500r/min，在額定壓力下工作時，計算泵的流量為多 少？ 上述兩種轉速下泵的驅動功率。 解： 通常將零壓力下泵的流量作為理想流量，則 qt = 106 L/min 由實驗測得的壓力為 2.5 MPa 時的流量 100.7 L/min 為實際流量，則

21、 n v = 100.7 /106=0.95=95% qt=106X 500/1450 L/min =36.55 L/min, 因壓力仍然是額定壓力，故此時 泵流量為 36.55 X 0.95 L/min=34.72 L/min 。 當 n=1450r/min 時, P=pq/( n v n d=2.5 X 106X 100.7 X 10-3/ (60X 0.95 X 0.9 ) w=4.91kw 當 n=500r/min 時， P=pq/( n v n m )=2.5 X 106X 34.7 X 10-3/ (60X 0.95 X 0.9 ) w=1.69kw 2- 5 設液壓泵轉速為 95

22、0r/min ，排量二 168L/r，在額定壓力 29.5MPa 和同樣轉速 下，測得的實際流量為 150L/min，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) 泵的機械效率； (4) 泵在額定工況下，所需電機驅動功率； (5) 驅動泵的轉矩。 解： qt = Vn=168X 950 L/min =159.6 L/min n v =q/q t=150/159.6=94% & . kp v 1 qt Vn 由此看出，泵的輸出壓力越高，泄露系數(shù)越大，泵排量 15 n m = / n v =0.87/0.9398=92.5% P=p q/ =29.

23、5 X 106 X 150X 10-3/ (60 X 0.87 ) w=84.77kw 因為=p q/T co16 所以 T=p q/ =p q/ (2 JI n) =29.5 X 106x 150X 10-3/ (2X 0.87 X 3.14 X 950) N|m =852.1 N|m 2- 6 分析雙作用葉片泵配油盤的壓油窗口端開三角須槽， 為什么能降低壓力脈動 和噪聲？ 答：在配油盤壓油窗口開三角眉槽后，處于兩片間的封油區(qū)容積逐漸與壓油腔相 通，壓力變化率小，就可降低流量，降低壓力脈動和噪聲。 2- 7 雙作用葉片泵兩葉片之間夾角為，配油盤上封油區(qū)夾角為&，定子區(qū)表面曲 線圓弧段的夾角為

24、B,它們之間應滿足怎樣的關系？為什么？ 答：為了保證配油盤的吸、壓油窗口在工作中能隔開，必須 & 2 J /Z ; 為了防止產生困油、氣穴現(xiàn)象，必須 B 6 0 2-8 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 AB 段上下位置, BC 段的斜率和拐點 B 的位置的調節(jié)方法。 答：曲線形狀分析: 1) 曲線 AB 段。在此段，泵的反饋作用力 小于泵的彈簧預緊力，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 AB 段近似水平。但由于壓力增加，泄漏也增加，故曲線 AB 段隨壓力的增加而略有下降。 2) 拐點 B。在 B 點，泵的反饋作用力剛好等于泵的彈簧預

25、緊力。對應的工作壓 力Pc = ksX/Ax，其值由彈簧預壓縮量x確定。 3) 曲線 BC 段。在此段，泵的反饋作用力大于泵的彈簧預緊力，定子左移，偏心 距減小，泵的流量也減小。當泵的工作壓力高到接近于 C (實際上不能達到) 點壓力時，泵的流量已很小，這時因壓力較高，故泄漏也增多，當泵的流量 只能全部用于彌補泄漏時，泵的實際對外輸出流量為零，這時，偏心距已很 小且不會再變小，泵的工17 作壓力也不會再升高，這就是 C 點。 影響曲線形狀的因素:18 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 AB 段上、下平移。 2） 改變彈簧剛度，可以改變曲線

26、 BC 段的斜率，彈簧剛度大，BC 段斜率小, 剛度小，BC 段斜率大。 3）改變彈簧預緊力的大小，可改變壓力 pc的大小，從而使曲線拐點左、右 平移。 3- 1 圖示三種結構的液壓缸，活塞和活塞桿直徑分別為 D, d，如進入液壓缸的 流量為 q，壓力為 p，試分析各缸產生的推力，速度大小以及運動方向。 桿受拉，液壓缸左移 4q d2 桿受壓，液壓缸右移 桿受壓，液壓缸右移 3- 2 圖示兩個結構和尺寸均相同相互串聯(lián)的液壓缸，無桿腔面積 桿腔面積 80cm,缸 1 輸入壓力 PP 0.9MPa,輸入流量 q1 = 12 L/min。不 計損失和泄漏，試求: 兩缸承受相同負載時（F1= F2），

27、負載和速度各為多少? 缸 1 不受負載時（= 0），缸 2 能承受多少負載？ 缸 2 不受負載時（F2= 0），缸 1 能承受多少負載? 解：對于圖 a F p (D2 d2) 4 V 9 A -(D2 d2) 4g 2 72 D d 對于圖 b 4D2 d2 Pd2； 由式: -D2V 4 -D2 d2 V 4 對于圖 c pd24 q -d2 4 49 7 100cm2，有 19 聯(lián)立以上方程得， P2=0.9 x 106x 100X 10-4/ (80 x 10-4+100 x 10-4) Pa =0.5 x 106Pa 負載： F 1= F2= P2 AI=0.5 X 106X 100

28、X 10-4=5000N 缸的速度： 3 -4 V 1 = qi/ A 1=12X 10 / (100X 10 ) m/min =1.2m/min 又由 V1 A2= V2 A1 得 V 2 = V1 A2/ A 1=0.96m/min 由 F 1 = P1 A1 P2 A2=0 得 P 2 = P1 A1/ A 2=1.125 MPa F2= P2 A1=1.125 X 106X 100X 10-4=11250 N 由 F 2= P2 A1=0 得 P2= 0 F1 = P1 A1 = 0.9 X 106X 100X 10-4N =9000 N 3- 3 圖示液壓缸，輸入壓力為p1 ,活塞直

29、徑為 D,柱塞直徑為 d,求輸出壓力p2 , 為多少？ 解：由受力可知： i 1rr - 二 _ _ p1AI p2 A2 H I 即 1 D2 1 d2 s - b 即 4p1D 4p2d /D 2 P2 P1(=) d 3- 4 差動連接液壓缸，無桿腔面積 A= 100cm2 有桿腔面積 A= 40 cm2,輸入油 壓力 p= 2 MPa,輸入流量 q= 40 L/min ,所有損失忽略不計，試求： 液壓缸能產生最大推力； 差動快進時管內允許流速為 4m/s，進油管徑應選多大？ 解：液壓缸的推力 F= P1 (A A)n m 故 F max RX( A1 A)X 1 6 -4 4 =2X

30、10 X (100 40) X 10 X 1N= 1.2 X 10 N=12kN 活塞運動速度 V =q/ (A1 A) =40X 10-3/(60 X 60X 10-4) m/s= 1/9 m/s 又 V A 1= V管A管 円F P 解：對缸 1 和 2 的活塞分別列平衡方程 F 1 = R A1 F2 A2 F 2= R A1 其中，F(xiàn)1 = F2 20 故 A 管=(1/9) X 100X 10-4/4 = n d2/4 d=18.8mm 應取 20mm 3- 5 圖示一個與工作臺相連的柱塞缸，工作臺質量 980Kg，缸筒柱塞間摩擦阻力 Ff = 1960N D=100mm,少 70m

31、m d= 30mm 試求：工作臺在 0.2 時間內從靜 止加速到最大穩(wěn)定速度 v = 7m/min 時，泵的供油壓力和流量各為多少？ 所以 F 總=m(v2-v 1)/t=980 X 7/(0.2 X 60)=571.67N 工作臺開始上升時 F-G-Ff=F 總 則 F=F總+G+ =571.67+980 X 9.8+1960=12135.67N 又根據(jù)柱塞缸推力公式可得F p-d2 (70 10 3)2 7 103 m3/min 26.9L/min 3- 6 一單桿油壓快進時采用差動連接，快退時油壓輸入缸的有桿腔，設缸的快 進快退速度均為 0.1m/s,工作時桿受壓，推力為 25000N

32、已知輸入流量 q=25L/min,背壓 p2 0.2Mpa， 試求：（1）缸和活塞直徑 D, d; （2） 缸筒壁厚，缸桶材料為 45 號鋼 解：（1）由于快進時為差動連接 v快進4 卑v其中v 1 d 3 4 25 10 3/60 ” 11 - mm 73mm i 0.1 3.14 解: 根據(jù)動量定理，F(xiàn)t=mvamw 4F 7 4 12135.67 3.14 3 2 pa 3.15Mpa (70 10 ) 又根據(jù)柱塞缸速度公式 V *弩，V 1,可得 A d d2v 3.14 q 由式得, 取 d=75mm d 4q V快進 21 所以 D= 2d 103mm 取 D=105mm 按上式的

33、 D 和 d 取值，對V快進與V快退的實際值進行驗算22 0.098m/ s 0.1m/s 可見，D 和 d 的取值能夠滿足快進和快退的速度均為 0.1m/s 的要求。 (2)缸壁的壁厚可由式 其中，對 45 號鋼， 100MPa 設缸的工作壓力為 P1，對缸列平衡方程： D2R D2 d2 F2 F 4 4 2 2 2 R D d F2 F D 4 4 3 14 2 2 6 0.1052 0.0752 0.2 106 25000 4 1 pa -3.14 0.1052 4 3Mpa 此處視液壓缸額定壓力Rn R 3MRa 當巳 16MRa 時，取 Rr 1.5Rn 2.4mm 2.5mm。

34、3- 7 圖為定量泵和定量馬達系統(tǒng)。 泵輸出壓力 Pp= 10 Mpa，排量 Vp= 10 mL/r，轉 速 np= 1450r/min， 機械效率n mp= 0.9， 容積效率n vp = 0.9， 馬達排量 VmF 10 mL/r，機械效率n mm= 0.9， 容積效率n vm= 0.9， 泵出口和馬達進口間管 道壓力損失0.2MPa,其它損失不計， 4q 皆 0.094m/ s V快進 3 4 25 10 - 2 - m/s 3.14 0.075 60 0.1m/ s V快退 4g D2 d2 4 25 103 60 3.14 0.1052 0.0752 恥 得, 竺3 106。嚴咕口

35、2 2 100 106 23 試求： 泵的驅動功率;24 泵的輸出功率； 馬達輸出轉速、轉矩和功率 解：泵所需的驅動功率為： Q 6 6 n PpVpnp VP 10 10 10 10 1450 0.9 P驅 w MP VP 0.9 0.9 60 2.69Kw S 3-7 圖 P出=戸血耳 vp=10 x 106x 10X 10-6 x 1450X 0.9/60w =2.18Kw 泵的輸出等于馬達的輸入量 Vm nm/ n vm=vpnp n vp 得 n m= v pnp n vp n vm/ V m -6 -6 =10X 10 x 1450 x 0.9 x 09(10 x 10 )=117

36、4.5r/min 輸入馬達的壓力： R. FP P 10 0.2 106Pa 9.8MPa 馬達的輸出功率 1.73KW 馬達的轉矩 T=p/2 n n=1730/(2 X 3.14 X (1174.5/60)=14.03N.m 3-8 圖示系統(tǒng)，泵和馬達的參數(shù)如下：泵的最大排量 Vpmax 115mL/r，轉速 np 1000r/min ,機械效率mp 0.9 ,總效率p 0.84 ；馬達排量 Vpmax 148mL/r，機械效率mm 0.9，總效率p 0.84，回路最大允許壓 力pr =8.3Mpa,若不計管道損失，試求： 1） 馬達最大轉速及該轉速下的的輸出功率和輸出轉矩。 2） 驅動泵

37、所需的轉矩。R/i VM nM PM VM MM VM 9.8 106 10 106 1174.5 60 0.9 0.9 0.9 25 不計管道損失，當馬達的輸出轉矩為Tm 40N m，轉速為nm 160r /min 時，求變量泵的排量，工作壓力和輸入功率。 解：1）泵的輸出流量等與流入馬達的流量 qp qm VM nM 即， Vp“p VP VM Vp VM nM 50 160 mL/r 9.36mL/r 輸出轉矩 1 1 6 6 T prVm mm 8.3 106 148 10 6 0.9 176N m 2 2 輸出功率 676.9 p。2 nmmaxT 2 176 12.5kw 60 驅

38、動泵所需的轉矩 qp qm n mmax 1000 0.9 Vm 148 0.84 -09 r/min 676.9r / min 8.3 106 115 10 6 0.84 山0.9 2T 3.14 np 0.83 得 T 168.8N|m 3-9 圖示為變量泵和定量馬達系統(tǒng)，低壓輔助泵輸出壓力 Py=0.4Mpa,泵的 最大排量Vpmax 100mL/r，轉速np 1000r/min，容積效率vp 0.9，機 械效率 mp 0.85。馬達相應參數(shù)為 Vmm 50mL/r , vm 0.95，mm 0.9。 解：1）泵的流出流量等于流入馬達的流量 115竺 n max vp vm 亠戸 26

39、1 2）由馬達的輸出轉矩 Tm 2- PVm m （其中， P Pmi Py,Pmi為馬達輸入壓力） 5.58Mpa 當不計管道損失時，變量泵的輸出壓力 p,即為馬達的輸入壓力，即 p py p 5.98Mpa 3）變量泵的輸出流量: 變量泵的輸入功率: 4- 1 如圖所示液壓缸，A 30cm2, A2 120cm2, F 30000N,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 A 的 3 倍。若摩擦力, 彈簧力均忽略不計，試計算需要多大的控制壓力才能開啟液控單向閥？開啟前液 壓缸中最高壓力為多少？qp V p np VP 9.36 1000 0.9mL/min

40、 8424mL/ min PP Ppqp Pp R qP 5.89 0.4 106 8424 106 1.02KW VP MP 60 0.9 0.85 2 40 50 10 6 0.9 Pa 27 解：對剛缸體作受力分析有 PA PkA2 F 由于控制面積Ak為閥心承壓面積的 3 倍 故開啟閥需 PkAk PiA即3pk pi取臨界條件3pk Pi4- 2 彈簧對中型三位四通電液換向閥的先導閥及主閥的中位機能能否任意選 定？答：不能。 4- 3 二位四通閥用作二位三通或而為二通閥時應如何連接？ 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 和某一工作油接通。 4-4 如圖

41、所示系統(tǒng)中溢流閥的調整壓力分別為 pA=3MPa,p=1.4MPa,pc=2MPa 試求 當系統(tǒng)外負載為無窮大時，泵的出口壓力為多少？如將溢流閥 B 的遙控口堵 住，泵的出口壓力為多少? 答：1）泵的出口壓力 PP=2MPa 閥 A 和閥 B,C 并聯(lián)，泵的出口壓力為兩個支路壓 力較小者，在系統(tǒng)負載無窮大時，閥 B 的進口壓力是 閥 C 的調整壓力， 即 2MPa 而閥 A 的調整壓力是 3MPa 所以此時泵的出口壓力 P=2MPa 2）泵的出口壓力 PP=3MPa 若溢流閥 B 的遙控口堵住，當閥 C 道通后，其進 口壓力是 2MPa 而此壓力又反饋作用于閥 B,使閥 B 的調整壓力成為 p

42、B+pc=3.4MPa 而閥 A 的調整壓力是 3MPa 此時，兩者調整壓力的較小者為 泵的出口壓力，即 PP=3Mpa 4-5 如圖所示，兩系統(tǒng)中溢流閥的調整壓力分別為 pA=4MPa, pB=3MPa, pc=2MPa 3PkA pK Ai F 開啟最咼壓力 Pk F 3A1 A2 3.85Mpa Pi 3pk 11.55Mpa 28 當系統(tǒng)外負載為無窮大時，泵的出口壓力各為多少？對圖 a 的系統(tǒng)，請說明 溢流量是如何分配的?29 解： a） 泵的出口壓力PP=2MPa 閥A,B,C并聯(lián)，其中閥 C 的調 整壓力最低，所以閥 C 導通，壓力 由 C 決定，所以泵的出口壓力 PP=R=2MP

43、a 溢流量分配應是 qc=全部， qA=O;q B=0. b ）泵的出口壓力 R=6MPa 閥 A,B,C 串聯(lián)，其中閥 B 的遙控口接油箱，故 B 的調整壓力為 pB=OMpa 當 閥 C道通后，其進口壓力是 2MPa 而此壓力又反饋作用于閥 B,使閥 B 的調整壓 力成為pB+p=2MPa 同理， 使的閥 A 的調整壓力成為 pA+pB+p=6MPa 故泵的出口 壓力 pp= 6Mpa 4-6 如圖所示，溢流閥的調定壓力為 4Mpa 若不計先導油流經主閥心阻尼小 時的壓力損失，試判斷下列情況下的壓力表讀數(shù): 2Mpa 3） 壓力表讀數(shù)為 OMpa 此時，由于閥的遙控口接通油箱，則作用于壓力

44、 表的遙控口油壓為 0 Mpa,所以壓力表讀數(shù)為 OMpa. 4-7 試確定在圖示回路中，在下列情況中液壓泵的出口壓力： 1）全部電磁鐵斷電 2 ）電磁鐵 2YA 通電，1YA 斷電 鐵 2YA 斷電，1YA 通 1） YA 斷電，且負載為無窮大 2 2） 3）YA 斷電，且負載壓力為 2Mpa ）YA 斷電，且負載為 2 Mpa 解：1）壓力表讀數(shù)為 4Mpa 此時， 閥的遙控口不通油箱， 壓力 表測的的為閥的調整壓力，即 4Mpa 2）壓力表讀數(shù)為 2Mpa 此時，由于系統(tǒng)實際工作壓力小于 溢流閥的調整壓力，故溢流閥不溢流， 壓力表測的的為實際工作壓力，即 30 解：1）泵的出口壓力 PP

45、=5.5 Mpa 此時，先導溢流閥和直動溢流閥串聯(lián)，當調整壓力為 0.5MPa 的溢流閥 導通時，其入口壓力為 0.5MPa,而此壓力又反饋作用于先導溢流閥，使得先 導溢流閥的調整壓力變?yōu)?5+0.5=5.5MPa,所以泵的出口壓力為 5.5MP& 2 ）泵的出口壓力 PP=3.5 Mpa 當泵的出口壓力為 3MPa 時，調整壓力為 3MPa 的溢流閥導通，此時， 先導溢流閥的開啟壓力變?yōu)?0，并導通，同時其出口油壓使得調整壓力為 0.5MPa 的溢流閥導通，而此壓力又反饋作用于先導溢流閥，使得先導溢流閥 的調整壓力變?yōu)?3+0.5=3.5MPa,所以泵的出口壓力為 3.5MP& 3 ）泵的出

46、口壓力 PP=0.5 Mpa 此時，先導溢流閥的遙控口接通油箱，其開啟壓力變?yōu)?0,所以泵的出 口壓力為 0.5MPa 4-8 如圖所示系統(tǒng)， 溢流閥的調定壓力為 5Mpa 減壓閥的調定壓力為 2.5Mpa。 試分析下列各工況，并說明減壓閥閥口處于什么狀態(tài)？ 1 ）當泵口壓力等于溢流閥調定壓力時，夾緊缸使工件夾緊后， A，C 點壓 力各為多少？ 2 ）當泵出口壓力由于工作缸快進，壓力降低到 1.5Mpa 時（工件原處于31 夾緊狀態(tài)），A.C 點壓力各為多少？ 3 ）夾緊缸在夾緊工件前作空載運動時， A.B.C 點壓力各為多少? 答： 1） FA=FC=2.5MPa, PB=5MPa 減壓閥閥

47、口處于關 閉狀態(tài)。 工件夾緊后，由于泵的流量繼續(xù)輸出，使得 A 點和 C 點的壓力同時升高，當升高到減壓閥的調定 壓力時，減壓閥工作，閥口關閉，并穩(wěn)定 A,C 兩點 壓力為其調定壓力 2.5Mpa； B 點的壓力為溢流閥的 2 ） FA=FB=1.5Mpa, PC=2.5Mpa;減壓閥閥口處于打開狀態(tài)。 當泵的出口壓力降到 1.5Mpa 時，溢流閥和減壓閥都不工作，溢流閥閥口 關閉，B 點壓力 PE=Pp=1.5MPa;減壓閥閥口打開，即相當于一個通道，所以 PA=PB=1.5MPa;由于單向閥的作用，C 中的壓力仍為剛才的壓力，即 2.5MP& 3） PA=PE=P=OMpa 減壓閥閥口處于

48、打開狀態(tài) 當夾緊缸在夾緊工件前作空載運動時，負載壓力 PL=OMPa 因為 PL小于減壓 閥的調整壓力，所以減壓閥閥口全開， PC=R=P=OMPa;由于溢流閥閥口關閉, 所以 PA=PE=OMPa 4-9 圖 4-121 所示回路，溢流閥的調定壓力為 5MPa 減壓閥的調定壓力為 1.5MPa 活塞運動時負載壓力為 1MPa 其它損失不計，試求： 1） 活塞在運動期間和碰到死檔板后 A.E 處壓力； 2） 如果減壓閥的外泄油口堵死，活塞碰到死檔板后 A.E 處壓力。 答：1）活塞在運動期間，PA=P3=1MPa 活塞運動期間，由于負載壓力小于減壓閥調 整壓力，使得減壓閥閥口處于開口狀態(tài)，所以

49、 PEFPX,同時 E 點壓力低于溢流閥調整壓力，使得 該閥關閉，調定壓力 5Mpa 32 所以 PAFPEF1MPa 活塞碰到死檔板后，PAF1.5MPa, PEF5MPa33 此時，由于泵的流量繼續(xù)輸出，使得 A 點壓力升高，當 A 點壓力升高到大 于減壓閥調整壓力時，減壓閥工作，使得 PA穩(wěn)定在 1.5MPa 因缸已停止運動， 故沒有經減壓閥閥口通向缸的流量， 隨著泵流量的輸出，只有一小股經減壓閥泄 油口回油箱的流量，所以，B 點壓力很快憋高，并最終把溢流閥閥開，使 B 點壓 力穩(wěn)定在該閥的調整壓力，即 5MPa 2) FA=P=5MPa 把減壓閥外泄油口堵住后，增大了閥心彈簧腔的壓力，

50、活塞碰到死檔板后， 隨著泵流量的繼續(xù)輸出，使得減壓閥閥口打開， A 點 B 點壓力很快憋高，最終打 開溢流閥，使得 A 點和 B 點壓力穩(wěn)定在該閥的調整壓力，即 5Mpa。 4-10 如圖所示的減壓回路，一只液壓缸無桿腔，有桿腔的面積分別為 100cm,50cm2,最大負載 Fi=14000N,E=4250N,背壓 p=0.15MPa,節(jié)流閥 2 的壓 差 p=0.2MPa,求： 1) A,B,C 各點壓力(忽略管路阻力)； 2) 泵和閥 1, 2， 3 應選多大的額定壓力? 3 )若兩缸的進給速度分別是 Vi=3.5cm/s, V 2=4cm/s,泵和閥的額定流量 應選多大？ 解: 1)由上

51、面的缸的活塞受力平衡，可有 Pc=F/Ai=14000/(100 x 10-4) Pa=1.4 MPa A 處壓力與 C 處壓力相差節(jié)流閥 2 的壓差，可有 P A= Pc+0.2 MPa =1.6 MPa 由下面的缸的活塞桿力的平衡，可有 P B A =F? + P A2 所以 P B = (F2 + P AA) / A 1 4 6 4 =(4250+50 x 10 x 0.15 x 10)/100 x 10 Pa =0.5MPa 2) 為了回路能符合要求，并保證安全，泵和閥 1, 2, 3 的額定壓力均應按 系統(tǒng)地最大工作壓力選取，選標準值 2.5MP& 34 3) 流入上面液壓缸的流量

52、q1 V1A1 3.5 10 2 100 10“m3/s 211/min35 流入下面液壓缸的流量 2 4 3 q2 V2A1 4 102 100 10 m3/s 241 / min 流經背壓閥的流量 2 4 3 q背 V2A2 4 10 2 100 10 m3/s 12l/min 由于兩個液壓缸不同時工作，故選擇q泵、q溢、q節(jié)、q減=251/min , q背二 161/min 4-11 如圖所示的回路，順序閥的調整壓力 px 3Mpa，溢流閥的調整壓力 Py 5Mpa，問在下列情況下 A.B 壓力為多少? 1）液壓缸運動時，負載壓力 pi=4Mpa 時; 2）如負載壓力pl變?yōu)?1Mpa

53、時 3）活塞運動到右端時 解：1）FA=P=4MPa 當 B 點壓力達到 3MPa 時，順序閥打開，而要 使缸運動，泵的輸出壓力必須大于等于 4 MPa,此 時，溢流閥關閉，PA=FB=4MPa 2）PA=1MPa PB=3MPa 此時，只需順序閥打開，且使 A 點壓力等于負 載壓力 1 MPa 即可，所以 PA=1MPa PB=3MPa 3） P A=Ps=5MPa 液壓缸運動時，順序閥始終保持開啟，當活塞運動到右端不動時，由于泵的 流量繼續(xù)輸出，從而使得 A、B 點壓力同時升高，當達到溢流閥的調整壓力 5MPa 時,溢流閥溢流定壓，此時，PA=P=5MPa 4-12 如圖所示系統(tǒng)，缸I ,

54、 U上的外負載力 F1=20000N,E=30000N 有效工作面積 都是A=50cm 要求缸U先于缸I動作，問： 1）順序閥和溢流閥的調定壓力分別為多少？ 2）不計管路阻力損失，缸I動作時，順序閥進, 36 出口壓力分別為多少？37 解：1） P溢卩順6 MPa 缸U動作時需要的壓力為： P= F2/A=30000/50 x 10-4pa=6 Mpa 要保證回路正常工作，需 P溢P順，而要保證缸U先于缸I動作，需順序閥 的調定壓力大于缸U動作時需要的壓力，即 P順6 MPa 綜上述得 P溢卩順6 MPa 2）順序閥的進口壓力：4MPa,順序閥的進口壓力為該閥的調整壓力 （6MPa 缸I動作時

55、需要的壓力為： P= Fi/A=20000/50 x 10-4pa=4 Mpa 所以，順序閥的出口壓力應為 4Mpa;要保證順序閥開啟工作，順序閥的進口 壓力為該閥的調整壓力（6MPa。 4-13 如圖所示的回路，順序閥和溢流閥串聯(lián)，調整壓力分別為 px和 PY,當系統(tǒng)外 負載為無窮大時，問： 1 ）泵的出口壓力為多少？ 2 ）若把兩閥的位置互換，泵的出口壓力又為多少? 解：1) RR 時,PP=R;PXR 時,PP=R。 當 PxPy時，因負載無窮大，在順序閥入口油壓 憋到順序閥調整壓力時，順序閥打開并打開溢流閥， 此時，泵的出口壓力 PP=R 當 PxR 時，在順序閥開啟瞬間，泵的壓力為

56、Px， 但因負載無窮大，當泵的出口油壓憋高到溢流閥的調 整壓力時，溢流閥溢流定壓，此時泵的出口壓力 PP=Pyo 2） PP=R+ Py 調換位置后，當順序閥導通時，其入口壓力為 Px，而此壓力又反饋作用于溢 流閥，使得溢流閥調定壓力變?yōu)?Px+R，故，此時泵的出口壓力 PP=P+ Py 4-14 如圖所示，a,b 回路參數(shù)相同，液壓缸無桿腔面積A=50cm 2 ,負載 FL 10000N，各閥的調定壓力如圖所示，試分別確定兩回路在運動到終 端停止時A，B 兩處的壓力E 4-13 圏 38 油口回油箱的流量，所以，A 點壓力很快憋高，并最終把溢流閥閥開，使 A 點壓 力穩(wěn)定在該閥的調整壓力，即

57、 5MPa b）活塞運動時，PB=2 Mpa ,PA=3Mpa 此時，要使活塞運動，只需打開順序閥即可，所以 PA=3Mpa PB=2 Mpa 活塞運動到終點時，PB=PA=5Mpa 液壓缸運動時，順序閥始終保持開啟，當活塞運動到右端不動時， 由于泵的流 量繼續(xù)輸出，從而使得 A、B 點壓力同時升高，當達到溢流閥的調整壓力 5MPa 寸, 溢流閥溢流定壓，此時，F(xiàn)A=FB=5MPa 4-15 如圖系統(tǒng)，液壓缸的有效面積 A=A=100cm,缸I負載 Fi=35000N,缸U運動 時負載為零，不計摩擦阻力、慣性力和管路損失。溢流閥、順序閥和減壓閥的調 定壓力分別為 4MPa 3MPs 和 2MP

58、a 求下列三種工況下 A B 和 C 處的壓力。 1） 液壓泵啟動后，兩換向閥處于中位； 2） 1YA 通電，液壓缸I運動時和到終端終止時； 3） 1YA 斷電，2YA 通電，液壓缸U運動時和碰到檔快停止運動時；解：PB FL A 1000 50 104 pa 2Mpa a）活塞運動時，PB= PA=2Mpa 此時 PB= 2Mpa 小于減壓閥的調整壓 力，所以減壓閥閥口打開，PB= PA=2Mpa 活塞運動到終點時，PB=3MpaPA=5Mpa 活塞到終點時，由于泵的流量繼續(xù)輸 出，使得 B 點壓力升高，當 B 點壓力升高 到大于減壓閥調整壓力時，減壓閥工作， 使得 PB穩(wěn)定在 3MPa;因

59、缸已停止運動, 隨著泵流量的輸出，只有一小股經減壓閥泄 故沒有經減壓閥閥口通向缸的流量, 39 1） PA= PB=4MPa P c=2MPa 當泵出口壓力達到 2Mpa 寸，減壓閥工作，使得 Pc=2MPa 此后，隨泵的流量繼 續(xù)輸出，順序閥打開，此后溢流閥打開，最后使得得 PA= PB=4MPa（溢流閥調定 壓力） 2） 運動時，PC=2MPa P A= PB=3.5MPa 缸運動時的壓力 P =PI =FL/A=35000/100 x 10-4Pa=3.5MPa 缸運動時，順序閥一直開啟，溢流閥關閉， PA= PB=3.5MPa 減壓閥工作，Pc=2MPa 終端時，PC=2MPa P A

60、= PB=4MPa 缸終端時，Pc還是 2MPa 順序閥一直開啟，當活塞運動到右端不動時，由 于泵的流量繼續(xù)輸出，從而使得 A、B 點壓力同時升高，當達到溢流閥的調整壓 力 4MPa寸，溢流閥溢流定壓，此時，PA=P=4MPa 3） 運動時，PA= PB=PC=0 缸 II 運動時，負載壓力為 0,此時減壓閥口全開，所以 際 P=0 順序閥關閉，所以 PB=0 終端時，Pc=2MPa PA= PB=4MPa40 缸終端時，液壓缸負載無窮大，使得減壓閥工作， Pc=2MPa 由于泵的流量 繼續(xù)輸出，從而使得 A、B 點壓力同時升高，當達到溢流閥的調整壓力 4MPa 時，溢 流閥溢流定壓，此時，P