液壓傳動(dòng)課后習(xí)題課件

【例2－1】液壓泵裝置如圖所示,油箱與大氣相通,泵吸油口至油箱液面高度為h,試分析液壓泵正常吸油的條件?！纠?－1】液壓泵裝置如圖所示,油箱與大氣相通,泵吸油口至油1解設(shè)以油箱液面為基準(zhǔn)面,取油箱液面1－1和泵進(jìn)口處截面2－2列伯努利方程,即式中p1=大氣壓=pa,h1=0,h2=h,v1<<v2,v1≈0,代入伯努利方程后可得即液壓泵吸油口的真空度解設(shè)以油箱液面為基準(zhǔn)面,取油箱液面1－1和泵進(jìn)口處截面2－2

當(dāng)泵安裝在油箱液面之上,那么h＞0,因和永遠(yuǎn)是正值,這樣泵的進(jìn)口處必定形成真空度。實(shí)際上液體是靠液面的大氣壓力壓進(jìn)泵去的。如果泵安裝在油箱液面以下,那么h＜0,當(dāng)時(shí),泵進(jìn)口處不形成真空度,油液將自行灌入泵內(nèi)。為便于安裝維修,液壓泵常安裝在油箱液面以上,依靠進(jìn)口處形成的真空度來吸油。為保證液壓泵正常工作,進(jìn)口處的真空度不能太大。否則當(dāng)絕對(duì)壓力p2小于油液的空氣分離壓時(shí),溶于油液中的空氣會(huì)分離析出形成氣泡,產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象,引起振動(dòng)和噪聲。為此,需限制液壓泵的安裝高度h,一般泵的吸油高度h值不大于0.5m,并且希望吸油管內(nèi)保持較低的流速。當(dāng)泵安裝在油箱液面之上,那么h＞0,因和3【例2-2】圓柱滑閥是液壓閥中一種常見的結(jié)構(gòu)，液體流入閥口的流速為v1,方向角為θ,流量為q,流出閥口的流速為v2。試計(jì)算液流通過滑閥時(shí),液流對(duì)閥芯的軸向作用力。解：取閥進(jìn)出口之間的液體為控制液流,根據(jù)動(dòng)量方程,可求出作用在控制液體上的軸向力F,即液流對(duì)閥芯的軸向作用力F′與F大小相等、方向相反，即可見F′是一個(gè)試圖使滑閥閥口關(guān)閉的力。【例2-2】圓柱滑閥是液壓閥中一種常見的結(jié)構(gòu)，液體流解：取閥4【例2-3】下圖所示為常見的外流式錐閥，其錐角為2α，閥座孔直徑為d。液體在壓力p作用下以流量q流經(jīng)錐閥，流入、流出速度為v1、v2，設(shè)流出壓力為p2=0。試求作用在錐閥閥芯上的軸向力。解：設(shè)閥芯對(duì)控制液體的作用力為F,(控制液體取在閥口下方),垂直方向的動(dòng)量方程為通常錐閥開口很小,v2>>v1,因此可忽略v1，則代入整理后得錐閥閥芯對(duì)控制液體的軸向作用力【例2-3】下圖所示為常見的外流式錐閥，其錐角為2α，閥座孔5液流對(duì)錐閥閥芯的軸向作用力F′與F等值反向，即方向向下，且該力使閥芯趨于關(guān)閉。液流對(duì)錐閥閥芯的軸向作用力6【例2-4】在下圖所示液壓系統(tǒng)中,已知泵的流量

,液壓缸無桿腔的面積 ,負(fù)載F=30000N,回油腔壓力近似為零,液壓缸進(jìn)油管的直徑d=20mm,總長即為管的垂直高度H=5m,進(jìn)油路總的局部阻力系數(shù)ξ=7.2,液壓油的密度,該工作溫度下的運(yùn)動(dòng)粘度,(管道為光滑金屬圓管),試求：1）進(jìn)油路的壓力損失；2）泵的供油壓力?！纠?-4】在下圖所示液壓系統(tǒng)中,已知泵的流量7沿程阻力系數(shù)λ=75/Re=75/2074=0.036解(1)求進(jìn)油路壓力損失進(jìn)油管內(nèi)流速為為層流故進(jìn)油路的壓力損失為沿程阻力系數(shù)λ=75/Re=75/2074=0.036解(8(2)求泵的供油壓力對(duì)泵的出口油管斷面1－1和液壓缸進(jìn)口后的斷面2－2之間列出伯努利方程,即兩截面間壓力損失液壓缸運(yùn)動(dòng)速度(2)求泵的供油壓力對(duì)泵的出口油管斷面1－1和液壓缸進(jìn)口后的9則有故泵的供油壓力為

p1=(3.75+0.02+0.044+0.166)MPa≈4MPa

由本例可看出,在液壓系統(tǒng)中,由液體位置高度變化和流速變化引起的壓力變化量,相對(duì)來說是很小的,可忽略不計(jì)。因此,泵的供油壓力表達(dá)式可以簡化為即泵的供油壓力由執(zhí)行元件的工作壓力p2和管路中的壓力損失∑Δp確定。則有故泵的供油壓力為

p1=(3.75+0.02+0.0102.10噴管流量計(jì)直徑,噴管出口直徑。局部阻力系數(shù),油液密度,噴管前后壓力差由水銀差壓計(jì)讀數(shù)。試求通過管道的流量。解：2.10噴管流量計(jì)直徑,噴管出口直徑112.12d=20mm的柱塞在力F=40N作用下向下運(yùn)動(dòng),導(dǎo)向孔與柱塞的間隙如圖所示,h=0.1mm,導(dǎo)向孔長度L=70mm,試求當(dāng)油液粘度,柱塞與導(dǎo)向孔同心,柱塞下移0.1m所需的時(shí)間。解：2.12d=20mm的柱塞在力F=40N作用下向下運(yùn)動(dòng),導(dǎo)122.15某液壓油在大氣壓下的體積是50L,當(dāng)壓力升高后,其體積減少到49.9L,設(shè)液壓油的體積彈性模數(shù)K=700Mpa求壓力升高值。解：壓縮率2.15某液壓油在大氣壓下的體積是50L,當(dāng)壓力升高后,其133.11某液壓泵在轉(zhuǎn)速n=950r/min時(shí),理論流qt=160L/min。在同樣的轉(zhuǎn)速和壓差p=29.5Mpa時(shí),測得泵的實(shí)際流量為q=150L/mim,總效率η=0.87,求：(1)泵容積效率；(2)泵在上述工況下所需的電動(dòng)功率；(3)泵在上述工況下的機(jī)械效率；(4)驅(qū)動(dòng)泵的轉(zhuǎn)矩多大？解:(1)(2)(4)(3)3.11某液壓泵在轉(zhuǎn)速n=950r/min時(shí),理論流qt=143.13某變量葉片泵的轉(zhuǎn)子直徑d=83mm,定子內(nèi)徑D=89mm,葉片寬度B=30mm。求：當(dāng)泵的排量V=16mL/r時(shí),定子也轉(zhuǎn)子間的偏心量有多大？解：以單作用式葉片泵的理論排量公式計(jì)算（忽略葉片厚度）

3.13某變量葉片泵的轉(zhuǎn)子直徑d=83mm,定子內(nèi)徑D=8154.6如圖所示兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同相互串聯(lián)的液壓缸,無桿腔的面積有桿腔的面積,缸1的輸入壓力,輸入流量,不計(jì)摩擦損失和泄漏,求：(1)兩缸承受相同負(fù)載(F1=F2)時(shí)，該負(fù)載的數(shù)值及兩缸的運(yùn)動(dòng)速度；(2)缸2的輸入壓力是缸1的一半(p1=2p2)時(shí)，兩缸各能承受多少負(fù)載？(3)缸1不承受負(fù)載(F1=0)時(shí)，缸2能承受多少負(fù)載？4.6如圖所示兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同相互串聯(lián)的液壓缸,無桿腔的16解：(1)P3為大氣壓P3=0(2)(3)解：(1)P3為大氣壓P3=0(2)(3)174.11泵和液壓馬達(dá)組成系統(tǒng),已知泵輸出油壓力,排量,機(jī)械效率,容積效率;液壓馬達(dá)排量,機(jī)械效率,容積效率,泵出口處到液壓馬達(dá)入口管路的壓力損失為0.5Mpa,若不計(jì)泄漏量,不計(jì)液壓馬達(dá)回油管和泵吸油管的壓力損失,試求：(1)泵轉(zhuǎn)速為1500r/min時(shí),所需要的驅(qū)動(dòng)功率Pp；(2)泵輸出的液壓功率Pop；(3)液壓馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)速nm；(4)液壓馬達(dá)輸出功率Pm；(5)液壓馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩Tm。4.11泵和液壓馬達(dá)組成系統(tǒng),已知泵輸出油壓力18解:(1)(2)(3)(4)(5)解:(1)(2)(3)(4)(5)195.13如圖所示回路中,溢流閥的調(diào)整壓力為5.0Mpa,減壓閥的調(diào)整壓力為2.5Mpa,試分析下列情況,并說明減壓閥閥口處于什么狀態(tài)？(1)當(dāng)泵壓力等于溢流閥調(diào)整壓力時(shí),夾緊缸使工件夾緊后,A、C點(diǎn)的壓力各為多少？(2)當(dāng)泵壓力由于工作缸快進(jìn)壓力降到時(shí)（工作原先處于夾緊狀態(tài)）A、C點(diǎn)的壓力各為多少？(3)夾緊缸在夾緊工件前作空載運(yùn)動(dòng)時(shí)，A、B、C三點(diǎn)的壓力各為多少？5.13如圖所示回路中,溢流閥的調(diào)整壓力為5.0Mpa,減壓20解:(1)工件夾緊時(shí),夾緊缸壓力即為減壓閥調(diào)整壓力,pA=pC=2.5Mpa。減壓閥開口很小這時(shí)仍有一部分油通過減壓閥閥芯的小開口(或三角槽),將先導(dǎo)閥打開而流出,減壓閥閥口始終處在工作狀態(tài)。(2)泵的壓力突然降到1.5Mpa時(shí),減壓閥的進(jìn)口壓力小于調(diào)整壓力,減壓閥閥口全開而先導(dǎo)閥處于關(guān)閉狀態(tài),閥口不起減壓作用,pA=pB=1.5Mpa。單向閥后的C點(diǎn)壓力,由于原來夾緊缸處于2.5Mpa,單向閥在短時(shí)間內(nèi)有保壓作用,故pC=2.5Mpa,以免夾緊的工件松動(dòng)。(3)夾緊缸作空載快速運(yùn)動(dòng)時(shí),pC=0。A點(diǎn)的壓力如不考慮油液流過單向閥造成的壓力損失,pA=0。因減壓閥閥口全開,若壓力損失不計(jì),則pB=0。由此可見，夾緊缸空載快速運(yùn)動(dòng)時(shí)將影響到泵的工作壓力。解:(1)工件夾緊時(shí),夾緊缸壓力即為減壓閥215.14如圖所示的液壓系統(tǒng),兩液壓缸的有效面積A1=A2=100c㎡,缸I負(fù)載F=35000N,缸Ⅱ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,溢流閥、順序閥和減壓閥的調(diào)定壓力分別為4Mpa、3Mpa和2Mpa。求在下列三中情況下，A、B、C處的壓力。(1)液壓泵啟動(dòng)后,兩換向閥處于中位；(2)1Y通電,液壓缸1活塞移動(dòng)時(shí)及活塞運(yùn)動(dòng)到終點(diǎn)時(shí)；(3)1Y斷電,2Y通電,液壓缸2活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)及活塞碰到固定擋塊。5.14如圖所示的液壓系統(tǒng),兩液壓缸的有效面積22解:(1)(2)Ⅰ移動(dòng)時(shí)(3)Ⅱ移動(dòng)時(shí)終點(diǎn)時(shí)固定時(shí)解:(1)(2)Ⅰ移動(dòng)時(shí)(3)Ⅱ移動(dòng)時(shí)終點(diǎn)時(shí)固定時(shí)237.1在下圖所示回路中，液壓泵的流量,液壓缸無桿腔面積,液壓缸有桿腔面積,溢流閥的調(diào)定壓力,負(fù)載。節(jié)流閥口為薄壁孔,流量系數(shù),油液密度,試求：節(jié)流閥口通流面積時(shí)的液壓缸速度v、液壓泵壓力pp、溢流功率損失和回路效率η。7.1在下圖所示回路中，液壓泵的流量,液24解:(1)(2)液壓泵壓力(3)溢流功率損失溢流功率無損失，所以解:(1)(2)液壓泵壓力(3)溢流功率損失溢流功率無損失，25(4)回路效率(4)回路效率26【例2－1】液壓泵裝置如圖所示,油箱與大氣相通,泵吸油口至油箱液面高度為h,試分析液壓泵正常吸油的條件?！纠?－1】液壓泵裝置如圖所示,油箱與大氣相通,泵吸油口至油27解設(shè)以油箱液面為基準(zhǔn)面,取油箱液面1－1和泵進(jìn)口處截面2－2列伯努利方程,即式中p1=大氣壓=pa,h1=0,h2=h,v1<<v2,v1≈0,代入伯努利方程后可得即液壓泵吸油口的真空度解設(shè)以油箱液面為基準(zhǔn)面,取油箱液面1－1和泵進(jìn)口處截面2－28

當(dāng)泵安裝在油箱液面之上,那么h＞0,因和永遠(yuǎn)是正值,這樣泵的進(jìn)口處必定形成真空度。實(shí)際上液體是靠液面的大氣壓力壓進(jìn)泵去的。如果泵安裝在油箱液面以下,那么h＜0,當(dāng)時(shí),泵進(jìn)口處不形成真空度,油液將自行灌入泵內(nèi)。為便于安裝維修,液壓泵常安裝在油箱液面以上,依靠進(jìn)口處形成的真空度來吸油。為保證液壓泵正常工作,進(jìn)口處的真空度不能太大。否則當(dāng)絕對(duì)壓力p2小于油液的空氣分離壓時(shí),溶于油液中的空氣會(huì)分離析出形成氣泡,產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象,引起振動(dòng)和噪聲。為此,需限制液壓泵的安裝高度h,一般泵的吸油高度h值不大于0.5m,并且希望吸油管內(nèi)保持較低的流速。當(dāng)泵安裝在油箱液面之上,那么h＞0,因和29【例2-2】圓柱滑閥是液壓閥中一種常見的結(jié)構(gòu)，液體流入閥口的流速為v1,方向角為θ,流量為q,流出閥口的流速為v2。試計(jì)算液流通過滑閥時(shí),液流對(duì)閥芯的軸向作用力。解：取閥進(jìn)出口之間的液體為控制液流,根據(jù)動(dòng)量方程,可求出作用在控制液體上的軸向力F,即液流對(duì)閥芯的軸向作用力F′與F大小相等、方向相反，即可見F′是一個(gè)試圖使滑閥閥口關(guān)閉的力?！纠?-2】圓柱滑閥是液壓閥中一種常見的結(jié)構(gòu)，液體流解：取閥30【例2-3】下圖所示為常見的外流式錐閥，其錐角為2α，閥座孔直徑為d。液體在壓力p作用下以流量q流經(jīng)錐閥，流入、流出速度為v1、v2，設(shè)流出壓力為p2=0。試求作用在錐閥閥芯上的軸向力。解：設(shè)閥芯對(duì)控制液體的作用力為F,(控制液體取在閥口下方),垂直方向的動(dòng)量方程為通常錐閥開口很小,v2>>v1,因此可忽略v1，則代入整理后得錐閥閥芯對(duì)控制液體的軸向作用力【例2-3】下圖所示為常見的外流式錐閥，其錐角為2α，閥座孔31液流對(duì)錐閥閥芯的軸向作用力F′與F等值反向，即方向向下，且該力使閥芯趨于關(guān)閉。液流對(duì)錐閥閥芯的軸向作用力32【例2-4】在下圖所示液壓系統(tǒng)中,已知泵的流量

,液壓缸無桿腔的面積 ,負(fù)載F=30000N,回油腔壓力近似為零,液壓缸進(jìn)油管的直徑d=20mm,總長即為管的垂直高度H=5m,進(jìn)油路總的局部阻力系數(shù)ξ=7.2,液壓油的密度,該工作溫度下的運(yùn)動(dòng)粘度,(管道為光滑金屬圓管),試求：1）進(jìn)油路的壓力損失；2）泵的供油壓力。【例2-4】在下圖所示液壓系統(tǒng)中,已知泵的流量33沿程阻力系數(shù)λ=75/Re=75/2074=0.036解(1)求進(jìn)油路壓力損失進(jìn)油管內(nèi)流速為為層流故進(jìn)油路的壓力損失為沿程阻力系數(shù)λ=75/Re=75/2074=0.036解(34(2)求泵的供油壓力對(duì)泵的出口油管斷面1－1和液壓缸進(jìn)口后的斷面2－2之間列出伯努利方程,即兩截面間壓力損失液壓缸運(yùn)動(dòng)速度(2)求泵的供油壓力對(duì)泵的出口油管斷面1－1和液壓缸進(jìn)口后的35則有故泵的供油壓力為

p1=(3.75+0.02+0.044+0.166)MPa≈4MPa

由本例可看出,在液壓系統(tǒng)中,由液體位置高度變化和流速變化引起的壓力變化量,相對(duì)來說是很小的,可忽略不計(jì)。因此,泵的供油壓力表達(dá)式可以簡化為即泵的供油壓力由執(zhí)行元件的工作壓力p2和管路中的壓力損失∑Δp確定。則有故泵的供油壓力為

p1=(3.75+0.02+0.0362.10噴管流量計(jì)直徑,噴管出口直徑。局部阻力系數(shù),油液密度,噴管前后壓力差由水銀差壓計(jì)讀數(shù)。試求通過管道的流量。解：2.10噴管流量計(jì)直徑,噴管出口直徑372.12d=20mm的柱塞在力F=40N作用下向下運(yùn)動(dòng),導(dǎo)向孔與柱塞的間隙如圖所示,h=0.1mm,導(dǎo)向孔長度L=70mm,試求當(dāng)油液粘度,柱塞與導(dǎo)向孔同心,柱塞下移0.1m所需的時(shí)間。解：2.12d=20mm的柱塞在力F=40N作用下向下運(yùn)動(dòng),導(dǎo)382.15某液壓油在大氣壓下的體積是50L,當(dāng)壓力升高后,其體積減少到49.9L,設(shè)液壓油的體積彈性模數(shù)K=700Mpa求壓力升高值。解：壓縮率2.15某液壓油在大氣壓下的體積是50L,當(dāng)壓力升高后,其393.11某液壓泵在轉(zhuǎn)速n=950r/min時(shí),理論流qt=160L/min。在同樣的轉(zhuǎn)速和壓差p=29.5Mpa時(shí),測得泵的實(shí)際流量為q=150L/mim,總效率η=0.87,求：(1)泵容積效率；(2)泵在上述工況下所需的電動(dòng)功率；(3)泵在上述工況下的機(jī)械效率；(4)驅(qū)動(dòng)泵的轉(zhuǎn)矩多大？解:(1)(2)(4)(3)3.11某液壓泵在轉(zhuǎn)速n=950r/min時(shí),理論流qt=403.13某變量葉片泵的轉(zhuǎn)子直徑d=83mm,定子內(nèi)徑D=89mm,葉片寬度B=30mm。求：當(dāng)泵的排量V=16mL/r時(shí),定子也轉(zhuǎn)子間的偏心量有多大？解：以單作用式葉片泵的理論排量公式計(jì)算（忽略葉片厚度）

3.13某變量葉片泵的轉(zhuǎn)子直徑d=83mm,定子內(nèi)徑D=8414.6如圖所示兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同相互串聯(lián)的液壓缸,無桿腔的面積有桿腔的面積,缸1的輸入壓力,輸入流量,不計(jì)摩擦損失和泄漏,求：(1)兩缸承受相同負(fù)載(F1=F2)時(shí)，該負(fù)載的數(shù)值及兩缸的運(yùn)動(dòng)速度；(2)缸2的輸入壓力是缸1的一半(p1=2p2)時(shí)，兩缸各能承受多少負(fù)載？(3)缸1不承受負(fù)載(F1=0)時(shí)，缸2能承受多少負(fù)載？4.6如圖所示兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同相互串聯(lián)的液壓缸,無桿腔的42解：(1)P3為大氣壓P3=0(2)(3)解：(1)P3為大氣壓P3=0(2)(3)434.11泵和液壓馬達(dá)組成系統(tǒng),已知泵輸出油壓力,排量,機(jī)械效率,容積效率;液壓馬達(dá)排量,機(jī)械效率,容積效率,泵出口處到液壓馬達(dá)入口管路的壓力損失為0.5Mpa,若不計(jì)泄漏量,不計(jì)液壓馬達(dá)回油管和泵吸油管的壓力損失,試求：(1)泵轉(zhuǎn)速為1500r/min時(shí),所需要的驅(qū)動(dòng)功率Pp；(2)泵輸出的液壓功率Pop；(3)液壓馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)速nm；(4)液壓馬達(dá)輸出功率Pm；(5)液壓馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩Tm。4.11泵和液壓馬達(dá)組成系統(tǒng),已知泵輸出油壓力44解:(1)(2)(3)(4)(5)解:(1)(2)(3)(4)(5)455.13如圖所示回路中,溢流閥的調(diào)整壓力為5.0Mpa,減壓閥的調(diào)整壓力為2.5Mpa,試分析下列情況,并說明減壓閥閥口處于什么狀態(tài)？(1)當(dāng)泵壓力等于溢流閥調(diào)整壓力時(shí),夾緊缸使工件夾緊后,A、C點(diǎn)的壓力各為多少？(2)當(dāng)泵壓力由于工作缸快進(jìn)壓力降到時(shí)（工作原先處于夾緊狀態(tài)）A、C點(diǎn)的壓力各為多少？(3)夾緊缸在夾緊工件前作空載運(yùn)動(dòng)時(shí)，A、B、C三點(diǎn)的壓力各為多少？5.13如圖所示回路中,溢流閥的調(diào)整壓力為5.0Mpa,減壓46解:(1)工件夾緊時(shí),夾緊缸壓力即為減壓閥調(diào)整壓力,pA=pC=2.5Mpa。減壓閥開口很小這時(shí)仍有一部分油通過減壓閥閥芯的小開口(或三角槽),將先導(dǎo)閥打開而流出,減壓閥閥口始終處在工作狀態(tài)。(2)泵的壓力突然降到1.5Mpa時(shí),減壓閥的進(jìn)口壓力小于