《液壓與氣動技術(shù)項目項目化教程》習(xí)題及參考答案

附錄B習(xí)題參考答案第2章（1）以液面為基準(zhǔn)在圖上畫出等壓面0-0（這里以密閉容器液面為等壓面）；（2）由于C點(diǎn)與B點(diǎn)均在等壓面0-0上，故P=P=P-Pgh,V=V=Pghbca1bc1（3）由于A點(diǎn)比0-0等壓面高h(yuǎn)2,所以，P+Pgh=P；得V=Pg(h+h)A2BA122-7如圖所示安全閥，按設(shè)計當(dāng)壓力為P時閥應(yīng)開啟，彈簧剛度為k，大活塞直徑為D、小

活塞直徑為D，忽略大氣壓力。試確定該閥的彈簧預(yù)壓縮量X為多少？00解：在閥芯兩端流體作用力與彈簧力相平衡，可以列出力平衡方程：兀D2 兀D2-D2P&+P -0a4 4,.兀D2=kx+P 0a4忽略大氣壓力，即P=0則a兀D2-D2),P O-=kx40得出該閥的彈簧預(yù)壓縮量為工0P兀(D2-D2)

0—4k2-8變量液壓泵出口與油箱之間安裝一節(jié)流閥，，節(jié)流閥前的壓力為P1。（節(jié)流閥流量系數(shù)為Cd節(jié)流閥節(jié)流口為細(xì)長孔,當(dāng)泵流量為q1時,節(jié)流孔直徑為d,液體密度為P）。試求：（1）泵流量增加到q2時節(jié)流閥前的壓力P2O（2）若將節(jié)流閥節(jié)流口改為薄壁小孔，節(jié)流閥前的壓力P2有何變化？解：泵流量等于流過節(jié)流閥的流量。（1）節(jié)流閥節(jié)流口為細(xì)長孔時,m=1,節(jié)流閥流量為q=K苧（P-0），當(dāng)泵流量為q、q2Hd2 Hd2時，q=K--P、q=K--P

1 41 2 42q可得P=-?P2q11，（2））節(jié)流閥節(jié)流口為薄壁小孔時,m=0.5,節(jié)流閥流量為q=KHd22(P-0)

，當(dāng)泵流量4P為%、%時，yK號吊、qJK號機(jī)p2，可得P2q-2

q.2P12-9如圖所示，一直徑為D的露天儲油罐，其近底部的出油管直徑為d,出油管中心與儲油罐液面相距H。設(shè)油液密度為P,假設(shè)在出油過程中油罐液面高度不變，出油管處壓力表讀數(shù)為p1，試求裝滿容積為Q的油車需要多長時間t。(忽略一切壓力損失且動能修正系數(shù)均為1.0)解：本題為流體動力學(xué)問題。需要選定兩個通流截面，為方便計算起見，選擇油罐液面為1-1通流截面、出油管出口處中心所在水平面為2-2通流截面。做題思路：欲求裝車時間t，則須先求出儲油罐的流量q，而流量q取決于出油管的流速v2o(1)在1-1與2-2通流截面之間建立能量守恒方程(伯努利方程)：α αc一八p+Pgh+—Py2=p+Pgh+TPV2+Ap1 1 2 1 2 222已知：P1=P2=pa,v1=0,h1=H,01=α2=1,h2=0,Δp=0,

(2)將已知條件代入上述伯努利方程:整理可得: 2習(xí)題圖2-9VJ2gH(3)通流截面2-2處的流量為q=更而2 4(4)因為油箱是露天的，所以，裝滿容積為Q的油車需要時間為:t=第3章3—4某液壓泵轉(zhuǎn)速為n時，理論流量為口口o在同樣的轉(zhuǎn)速和壓力P時，測得泵的實際流量為q，總效率為η,求：(1)泵的容積效率η；(2)泵在上述工況下的機(jī)械效率η；V Vm(3)泵在上述工況下所需電動機(jī)的功率Pio解：(1)根據(jù)油泵容積效率的定義，可知泵的容積效率為：qη平VqVt(2)因為油泵機(jī)械效率與容積效率之積等于總效率，所以機(jī)械效率為:ηηηqηVTmqVV(3)泵的輸出功率為：P=P?q，所以，泵在上述工況下所需電動機(jī)的功率為:oVP=p?qViηη第4章4-1某差動連接液壓缸，已知液壓泵流量為q,壓力為p,要求活塞往復(fù)運(yùn)動速度均為V,試計算此液壓缸活塞桿直徑d和缸筒內(nèi)徑D,并求輸出推力Fo解：(1)液壓缸差動時，其活塞運(yùn)動速度為:AqV= 差πd2(2)液壓缸縮回時，其活塞運(yùn)動速度為:(3)因活塞往復(fù)運(yùn)動速度均為v，所以，，二v整理以后，得:，d二/D=2:2d=2√2ι.,-q\兀Vd2(4)液壓缸輸出力為：F=P彳—q=pVV回兀4q兀d24-2一臺定量液壓泵給一臺定量液壓馬達(dá)

供壓，泵輸出壓力PP、排量VP、轉(zhuǎn)速np、

機(jī)械效率ηmp、容積效率ηvp，馬達(dá)排量VM，

機(jī)械效率Qm,，容積效率QVM，泵出口和馬

達(dá)進(jìn)口間管道壓力損失Ap，其他損失不計,

試求：(1)泵的輸出功率POP；(2)泵的驅(qū)

動功率PiP；(3)馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)速nM、轉(zhuǎn)矩TM習(xí)題4-2圖和功率POM。解：(1)泵輸出的功率為壓力能，其值等于出口壓力與實際流量之積。即，P=pqη=pVnηopPtPvPPPPvPPpVn(2)泵輸入的功率為機(jī)械能，其值等于輸出功率與總效率之比。即，P=TP=^P^；PηηP mPqVnηη(3)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速等于馬達(dá)實際流量與馬達(dá)排量之比，即，n=M↑==PPwVM,MVVM M(4)馬達(dá)輸出功率等于輸入功率與總效率之積，即，P=P?η=(P-ΔP)?V?n?η?η?ηOMiMMP PPVPmMVMP (P-ΔP)Vη(5)馬達(dá)轉(zhuǎn)矩等于輸出功率與角速度之比，即，T=OM=—P——-~MmMM2兀?n 2兀M4-3如圖所示，三種結(jié)構(gòu)形式的液壓缸.活塞和活塞桿直行分別為D、d,如進(jìn)入液壓缸的流量為q,壓力為P,試分析各缸產(chǎn)生的推力、速度大小以及運(yùn)動方向。習(xí)題圖4-3解：(1)圖(a)活塞桿固定，缸體向左運(yùn)動：F=pχ7^D2-d2),V=/「，、；兀(D2一d2)兀， 4q(2)圖心)活塞桿固定，缸體向右差動：F=PXd2,v=—；4 兀d2L兀， 4q(3)圖(C)柱塞桿固定，缸體向右運(yùn)動：F=PX-d2,v=-√-o4 兀d2第5章5-7如圖所示油路中各溢流閥的調(diào)定壓力分別是PA=5MPa,pB=4MPa,pC=2MPa。在外負(fù)荷趨于無限大時，圖(a)、圖(b)油路的供油壓力各為多大？習(xí)題圖5-7解：(a)對于先導(dǎo)式溢流閥，其進(jìn)口處的壓力值為先導(dǎo)閥開啟壓力與遙控壓力二者中較小者，即p二min(P先,Pκ)，由于A、B一個先導(dǎo)式溢流閥后者接在前一個的遙控管路上，所以，P=min(P,p)=min(P,min(P,P))AKB A BBC7=min(P,min(P,min(P,∞)>=min(P,P,PA B C ABC)=2MPa⑹直動式溢流閥進(jìn)口處的壓力等于彈簧調(diào)定壓力與出口處壓力之和，即，P進(jìn)=P彈+P出由于A、B、Cm個直動式溢流閥串聯(lián)，所以，P=P+P=P+P+PAAOABBO=P+P+P+PABCCO由于C閥出口通油箱，所以，PCO=0最后可得：P=PA÷pB÷PC=11MPa5-8三個溢流閥的調(diào)整壓力如圖所示。試問泵的供油壓力有幾級?數(shù)值各為多少？習(xí)題圖5-8解：本題調(diào)壓原理：電磁閥斷電時（-）時，電磁閥將油路接通，所對應(yīng)的溢流閥不工作;電磁閥通電時（+）時，電磁閥將油路斷開，所對應(yīng)的溢流閥起調(diào)壓作用。A、B、C溢流閥對應(yīng)的三個電磁閥通電（+）、斷電時（-）時，泵對應(yīng)的出口壓力值如下表所示:A++++ B++ ++C+ + + +P1268206410所以，油泵的壓力有七級，數(shù)值各為0Mpa、2Mpa、4Mpa、6Mpa、8Mpa、10Mpa、12Mpa。第7章7-1如圖所示的回油節(jié)流調(diào)速回路，溢流閥調(diào)定壓F力為2.5MPa，系統(tǒng)工作時該閥有油溢；活塞有效工作 一面積A=0.01m2，不計壓力損失。（1）當(dāng)背壓p2分別等于0.5、2.5、3MPa時，負(fù)載F分別為多少？（2）若節(jié)流閥開口不變，則以上三種情況下，活塞的運(yùn)動速度怎樣變化。解：（1）系統(tǒng)工作時溢流閥溢流，說明油泵出口壓力

為溢流閥開啟壓力，即PB=2.5Mpa；負(fù)載力表達(dá)式為習(xí)題7-1圖F=(P1-P2)A=(p-