(完整版)左健民液壓與氣壓傳動(dòng)第五版課后答案1-11章

gg1.6810Pas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18103m3，質(zhì)量為16.1kg，求此液壓油的密度。解：m=16.1-3=8.94102kg/m3v1810-31-2某液壓油在大氣壓下的體積是50103m3，當(dāng)壓力升高后，其體積減少到49.9103m3，取油壓的體積模量為K700.0Mpa，求壓力升高值。解：' '33343VV'V0'49.910350103m3 1104m3由KPV0知： pkV70010613104pa1.4Mpa501031-3圖示為一粘度計(jì)，若D=100m，md=98mm,l=200mm外,筒轉(zhuǎn)速n=8r/s時(shí)，測(cè)得轉(zhuǎn)矩T=40Ncm,試求其油液的動(dòng)力粘度。兩邊積分得T2l(d2D2u0解：設(shè)外筒內(nèi)壁液體速度為u0nD83.140.1m/s2.512m/sFfAT

rg2rldu

dydydu0.423.140.2(0.02980.51202.1)pgs0.051pgs0.1pags0.051pags1-4用恩式粘度計(jì)測(cè)的某液壓油（850kg/m3)200Ml流過(guò)的時(shí)間為t1=153s1-4用恩式粘度計(jì)測(cè)的某液壓油（20C時(shí)200Ml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，解：E解：Et11533t2516.316252(7.31E6.E31)106m/s1.98105m2/s1）g2gg2g1）g2gg2g#減壓閥都不工作，閥口常開(kāi)，相當(dāng)于一通道，又ppY，溢流閥關(guān)閉，所以，pApBpC0.8Mpa2)停在終端位置時(shí)，pA3.5Mpa,pB4.5Mpa,pC2Mpa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pC2Mpa,pA3.5Mpa，隨著泵的流量繼續(xù)增加，B點(diǎn)壓力迅速憋高，使得該溢流閥工作，故pB4.5Mpa。3如圖6-7所示的平衡回路中，若液壓缸無(wú)桿面積為A180104m2，有桿面積A240104m2，活塞與運(yùn)動(dòng)部件自重G=6000N，運(yùn)動(dòng)時(shí)活塞上的摩擦力為Ff2000N，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？解：順序閥最小調(diào)整壓力G6000PA240104pa1.5Mpa，溢流閥最小調(diào)整壓力：PFLFfPFLFfP2A2GPA2400020001.510680106000pa3.25Mpa6.4如教材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qp25L/min，負(fù)載40000N，溢流閥調(diào)整壓力pp5.4Mpa，液壓缸無(wú)桿面積為A180104m2，有桿面積A240104m2，液壓缸工進(jìn)速度v0.18m/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

c解：1）FV

cpq5.410620103/60P1A1P1A1P2A2 Fl在F=0時(shí)，回油路壓力P20P1A1PYAP20P1A1PYA15.410680104A24010Pa10.8MPa此時(shí)，有桿腔回油量（節(jié)流閥過(guò)流量）在F=40000N時(shí)，回油壓力P21P1A在F=40000N時(shí)，回油壓力P21P1A1FlA2Pa0.8MPa1）此時(shí)，有桿腔回油量（節(jié)流閥過(guò)流量）q02PCdA0q02PCdA0CdA02P20A2V401040.18/60m401040.18/60m3/s12106m3/s2）q1 10.812106m3/s44.1106m3/s6q044.1104 0.011m/s66cm/minA2 401046.5如教材6.5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pp3.0Mpa，液壓缸無(wú)桿腔面積A10.03104m2，負(fù)載為4000N，節(jié)流閥為薄壁孔口，開(kāi)口面積為AT0.01104m2,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：P1A1FP1FA1P1FA140004Pa2MPa20104設(shè)泵出口壓力PpPY，則節(jié)流閥過(guò)流量2P0.620.011042(32)106CdAT9002.92105m3/sqP0.1103m3/sVAq1qVAq1qyqp0.11032.92105m3/s0.7104m3/s所以，溢流閥穩(wěn)定溢流，活塞運(yùn)動(dòng)速度52.921053回路效率FV4000614.6103m/s14.610FVm/s14.6103m/spq3102）溢流閥溢流量0.110pq2）溢流閥溢流量3)當(dāng)AT0.03104m2時(shí)同1）節(jié)流閥過(guò)流量q節(jié)1=0.620.0310-4 2(32)106=8.6790010-5m3/s<qp0.110-3m3/s0.124100.124104m3/sqyqpq節(jié)10.11038.761020104m320104活塞運(yùn)動(dòng)速度q節(jié)1A18.7610520104m/s43.8103m/s當(dāng)AT0.05104m2時(shí)同理 q節(jié)214.6105m3/sqp0.1103m3/s顯然不可能，所以節(jié)流閥不起作用q節(jié)2qp0.1103m3/s活塞運(yùn)動(dòng)速度q節(jié)20.1103V節(jié)2 4m/s0.05m/sA20104溢流閥當(dāng)安全閥用qy06在6-58所示的調(diào)速閥節(jié)流調(diào)速回路中已知qp25L/min，A11004m2，A250104m2，F(xiàn)由0增至30000N時(shí)活塞向右移動(dòng)速度基本無(wú)變化，V0.2m/min，若調(diào)速閥要求的最小壓差為pmin0.5Mpa，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？2）液壓缸所能達(dá)到的最高工作壓力是多少？3）回路的最高效率為多少？所以，pYA2pminA1解：1）無(wú)桿腔流量，qVA1所以，pYA2pminA1解：1）無(wú)桿腔流量，qVA10.2100104m3/s2L/minqp所以溢流閥處于穩(wěn)定溢流狀態(tài)， pppy當(dāng)負(fù)載為3000N時(shí)，對(duì)液壓缸列平衡方程：p1A1p2A2FLmax式中，p1pY,p2pminLmax501040.51061001030000pa3.25Mpa2）由以上等式p1A1p2A2FLmax知，p1pY恒定，當(dāng)FL最小時(shí)，p2最大此時(shí)p2A1pY1003.25Mpa6.5MpaA2 503）回路最高效率cFV31003.267.4%cppqp3.25251031067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（2Mpa,10L/min），且在pp2.8Mpa時(shí)qp0，液壓缸無(wú)桿面積為A150104m）在負(fù)載減小4/5，即F'1/5F c'F/A11c）在負(fù)載減小4/5，即F'1/5F c'F/A11c14.2%pp 5 ）宜采用差壓式變量泵和節(jié)流閥組成的容積節(jié)流調(diào)速回路，當(dāng)86%，該回路適合負(fù)載變化大，速1.90.5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25L/min，工進(jìn)時(shí)液壓缸工作壓力為p15.5Mpa，流量為2L/min，若可采用單泵流量為25L/min和雙聯(lián)泵流量為4L/min及25L/min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pP6.0Mpa，雙聯(lián)泵中低壓泵卸荷壓力p20.12Mpa，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%）壓閥調(diào)壓值為0.4Mpa，試求：）在調(diào)速閥通過(guò)的流量q=5L/min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？3）如何才能使負(fù)載減小后的回路得以提高？22.8解：1）在穩(wěn)態(tài)工作時(shí)，qpq1，由其調(diào)速特性圖知pp22.8Mpa2.4Mpa則p1ppVp（2.40.5）Mpa1.9Mpap11.9Mpa時(shí)，p1p1Vpp1p2A2/A11.90.425/50cp11.9Mpa時(shí)，p1p1Vp解：采用單泵：快進(jìn)時(shí)工作壓力p=0， 0工進(jìn)時(shí)p1q1ppqp5.52180%5.8%1625采用雙泵：快進(jìn)時(shí)0工進(jìn)時(shí)p1q115.5280%36.6%ppqp64第七章典型液壓傳動(dòng)系統(tǒng)1根據(jù)圖7-1的YT4543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p-q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)。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)——保壓——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液比例控制技術(shù)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。2電液伺服閥的組成和特點(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—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t=20℃時(shí)，將空氣從0.1Mpa（絕對(duì)壓力）壓縮到0.7Mpa（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pt=0.8Mpa時(shí)停止，此時(shí)氣罐內(nèi)溫度t1=40℃，又經(jīng)過(guò)若干小時(shí)罐內(nèi)溫度降至室溫t=10℃，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10℃的只有空氣（設(shè)大氣壓力近似為0.1MPa）？[解]已知：p10.8MPaT1（27340）K313KT2（27310）K283K由等容過(guò)程狀態(tài)方程可得TOC\o"1-5"\h\zT2 283\o"CurrentDocument"p2p120.8MPa0.72MPaT1 313則表壓力為p2(0.720.1)MPa0.62MPa由等溫過(guò)程狀態(tài)方程可得V1p2V20.7240L288Lp1 0.1ΔVV1V2(28840)L248L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)容積增大而形成部分真空，外界空氣在大氣壓力下推動(dòng)吸氣閥5而進(jìn)入氣缸中；當(dāng)活塞反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，吸氣閥關(guān)閉，隨著活塞的左移，缸內(nèi)空氣受到壓縮而使壓力升高，當(dāng)壓力增至足夠高（即達(dá)到排氣管路中的壓力）時(shí)排氣閥6打開(kāi)，氣體被排出。并經(jīng)排氣管輸送到儲(chǔ)氣罐中。曲柄旋轉(zhuǎn)一周，活塞往復(fù)行程一次，即完成一個(gè)工作循環(huán)。但壓縮機(jī)的實(shí)際工作循環(huán)是由吸氣、壓縮、排氣和膨脹四個(gè)過(guò)程所組成。11-2簡(jiǎn)述油霧器的工作原理及分類。答：油霧器是以壓縮空氣為動(dòng)力，將潤(rùn)滑油噴射成霧狀并混合于壓縮空氣中，使該壓縮空氣具有潤(rùn)滑氣動(dòng)元件的能力。油霧器的工作原理如圖所示，假設(shè)氣流通過(guò)文氏管后壓力降為p2，當(dāng)輸入壓力p1和p2的壓差△p大于把油吸引到排出口所需壓力ρgh時(shí)，油被吸上，在排出口形成油霧并隨壓縮空氣輸送出去。若已知輸入壓力為p1，通過(guò)文氏管后壓力降為p2。而△p=p1-p2，但因油的粘性阻力是阻止油液向上運(yùn)動(dòng)的力，因此實(shí)際需要的壓力差要大于ρgh，粘度較高的油吸上時(shí)所需的壓力差就較大。相反，粘度較低的油吸上時(shí)所需的壓力差就較小，但是粘度較低的油即使霧化也容易沉積在管道上，很難到達(dá)所期望的潤(rùn)滑地點(diǎn)。因此，在氣動(dòng)裝置中要正確選擇潤(rùn)滑油的牌號(hào)。油霧器的分類：不給油潤(rùn)滑：采用橡膠材料作為滑動(dòng)部位的密封件，密封件帶有滯留槽結(jié)構(gòu)內(nèi)存潤(rùn)滑脂來(lái)潤(rùn)滑。噴油潤(rùn)滑：有油霧器和集中潤(rùn)滑元件兩種。注意事項(xiàng)：1、不給油潤(rùn)滑元件也可給油