左健民液壓與氣壓傳動(dòng)第五版課后答案11章

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18x10'm3，質(zhì)量為16.1kg,求此液壓油的密度。解:,m= 16.1 3 =8.94 102kg/m3 v 18 10-31-2某液壓油在大氣壓下的體積是50x10'm3 ,當(dāng)壓力升高后，其體積減少到49.10J3m3，取油壓的體積模量為 K=700.0Mpa ,求壓力升高值。''33343解： V =V -V0 =49.9 10一-50 10 m =-1 10m-P ”k V 700 106 1 10，,由 K = -虱 V0 知： Ap = 一 =_ 一室pa =1.4Mpa5

2、0 10里1- 3圖示為一粘度計(jì)，若D=100mmd=98mm,1=200mn#筒轉(zhuǎn)速n=8r/s時(shí)，測(cè)得轉(zhuǎn)矩T=40N cm,試求其油液的動(dòng)力粘度。解：設(shè)外筒內(nèi)壁液體速度為U0u0=nD=8 3.14 0.1m/s = 2.512m/sFf TT ” ，A rL_2 二 rl由.=也=.dy =dudy兩邊積分得22(一一j _2-：l d DU00 (MH)2 3.14 %51；.098 " paLsgs1-4用恩式粘度計(jì)測(cè)的某液壓油(P = 850kg/m3 ) 200M1流過(guò)的時(shí)間為t1=153s,20°C時(shí)200M1的蒸僻水流過(guò)的時(shí)間為t2=51s,求該液壓油的恩

3、式粘度°E ,運(yùn)動(dòng)粘度v和動(dòng)力粘度卜各為多少?解：£=女=冬=3=(7.31 E-四)10%2/s=1.98 10站底t251E= ' L=1.68 10 Pa s311-5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(shè)液體的密度為P =1000kg/m3，試求容器內(nèi)真空度。解：設(shè)P。為大氣壓，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：也h=Bg -g則真空度為：pa - p = "gh =100 0 9.8 1 -9.8 1 0

4、3 pa1-6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的作用下處丁靜止?fàn)顟B(tài)。若液體的密度為 P,活塞浸入深度為h,試確定液體在測(cè)壓管內(nèi)的上升高度x解：由題意知:F G 一=g(x h)4(F G) k x _2 - hE：d1- 7圖示容器 A中的液體的密度 p a= 900Kg/,B中液體的密度為 p b= 1200Kg/m!, ZA=200mm, ZB =180mm,h=60mm,/管中的測(cè)試介質(zhì)是汞，試求 A,B之 間的壓力差。9.8 x 0.2Pa=8350 Pa解：此為靜壓力問(wèn)題，可列出靜壓力平衡方程:P a+p a g Za= p b g Zb + p 水銀g h

5、 + P b得 Pab= Pa -Pb=p B g Zb + p 水銀g h - p a g Z=1200X 9.8 X 0.18 + 13.6 X 103X 0.06 900X1-9如圖所示，已知水深 H=10m截面A = 0.02m2,氣=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：P0 V02P2 V22 uH司 2g 司 2g對(duì)2 2和1-1截面列理想液體能量方程：22p2 V2 _ p1 V1g 2g g 2g顯然，B = P2 = PaV°L V2,故 V= 0且有連續(xù)方程：VA-VE

6、/q.'3由（1）2） （3）聯(lián)立解得:q =vA = 2gA = 2 9.8 10 0.02 = 0.28m3/s22 2gH 一 (耳)2則 2 處的表壓力即P'= P2 - Pa = P2 - Pl =YA- ：?0.28 22 9.8 10-()°° 1000pa =0.0735Mpa1-10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=3.2X10Wm2，出口處管道截面積A2=4Ai , h=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）。解：對(duì)截面和建立液體的能量方程:_2_2R ViP2 V2F = i

7、 :?g 2g-g 2g(1)連續(xù)方程V1A =v2a2乂 R + Pgh = P2(2)(3)方程(1) (2) (3)聯(lián)立，可得流量2gh廠9.8一1A 3q =V2A24A ： '：4 3.2 10 m /s =1.462L/s15151-11圖示水平放置的固定導(dǎo)板，將直徑d=0.1m，而速度為V = 20m/s的射流轉(zhuǎn)過(guò)90度角，求導(dǎo)板作用丁液體的合力大小和方向(P = 1000kg/m3)解：射流流量2 一2一 .3 一/s = 0.157m /s. 二 d 3.14 0.1°。3=Av =v = 20m4對(duì)射流歹0 X軸方向的動(dòng)量方程FX = Pq(0v) =10

8、00x0.157x(20)N =3141.6N (“一” 表示力的方向與X軸正方向相反)對(duì)射流歹0 Y軸方向的動(dòng)量方程FY =注q(v -0) =1000 0.157 20N =3141.6N導(dǎo)板作用丁液體的合力方=jFf+F； =3141.62+3141.62N =4442.2N ,方向與 X軸正方向成1351-12如圖所示的安全閥，閥座直徑d=25mm當(dāng)系統(tǒng)壓力為5.0Mpa時(shí)，閥的開(kāi)度 x=5mm為，通過(guò)的流量q=600L/min,若閥的開(kāi)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。解：對(duì)安全閥閥心列平衡方程液=F單簧+反動(dòng)其中，F(xiàn)

9、液=L pA=(5-4.3) 106 d2F 彈簧=k x F液動(dòng)="qcos： -v)41pA-kx) *q，聯(lián)立以上得，cos。=: 代入數(shù)據(jù)得，a =28.2°沖2 Pd ，:1-14有一液壓缶工，其流量為 q=32L/min，吸油管直徑20mm液壓泵吸油口距離液面高500mm如只考慮吸油管中500mnti勺沿程壓力損失，油液的運(yùn)動(dòng)粘度為2<10m2/s,油液的密度為900kg/m3,問(wèn)泵的吸油腔處的真空度為多少?得到真空度:解：如圖，對(duì)1-1截面和2-2截面建立液體能量方程:22衛(wèi).土 =企h官+h:g 2g：、g2gw其中， V0 L V2,故V0 田0P1

10、 = Pa11 一Pa - P2 = Pgh+§ Pv + Pghw = Pgh+§ Pv +AP ( AP 表小沿程壓力項(xiàng)失)32 10項(xiàng)，v2 = q / A2 =m/ s = 0.663m/ s.1 _3 260 云二(32 10 )- vdRe =0.663 0.0220 10= 663 <2320,所以流態(tài)為層流沿程壓力損失所以，真空度為P=900 9.8 400 10，+： 900 0.8492+687.6 Pa =4539.9 Pa1-15運(yùn)動(dòng)粘度v=40X 10祐為的油液通過(guò)水平管道，油液密度p =900kg/m3,管道內(nèi)徑d=10mm,l=5m進(jìn)口壓

11、力 R = 4.0MPa，問(wèn)流速為3 m/s時(shí)，出口壓力P2為多少?解：由丁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 N2 64 L :v2p =Re d 2 vd d 2-_6_ _264 40 105900 3 pa = 0.192Mpa3 0.010.01P 2 = Pi Px= 4-0.192 MPa = 3.81Mpa1-16有一薄壁節(jié)流小孔，通過(guò)的流量為 q=25L/min,壓力損失為0.3Mpa,試求節(jié)流孔的通流面積，設(shè)流量系數(shù) Cd=0.61 ,油液的密度900kg/m3解：由q60 0.6125 10；=m2 0.3 10690052= 2.65

12、 10 m1-17圖示柱塞直徑d=19.9mmM套直徑D=20mrr l=70mm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)力粘度從=0.784 X 10 3Pa.s，問(wèn)柱塞下落0.1 m所需的時(shí)間。解：此問(wèn)題為縫隙流動(dòng)問(wèn)題，且為環(huán)形縫隙其中,q° =u°A =0.1 二 d2t 44F二 d2代入數(shù)據(jù)得，t= 20.8s1-18如圖所示的液壓系統(tǒng)從蓄能器 A到電磁閥B的距離l=4m，管徑d=20mmB 厚6 =1mm，管內(nèi)壓力2Mpa，鋼的彈性模量E=2.2 乂 1C5Mpa ,液體密度P=900kg/m3 , v =5m/s體積

13、模量k =1.33尺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k1.33 109八：900Cd = = ,m/s = 1148.04m/s1 . d k 1 20 10 1.33 109'、E -1 10 2.2 10112l 2 4tc = 一 =s = 0.007 sc 1148.04(1) 閥瞬間關(guān)閉，屆丁直接沖擊,此時(shí)管道內(nèi)瞬間壓力升高值.：p =cvG=900 1148.04 5 07 pa =1.81Mpat0.02管中最大壓力pmax = p0p =2 - 1.81Mpa =3.81Mpa(2) t

14、=0.02> tc,屆丁間接沖擊此時(shí)管道內(nèi)瞬間壓力升高值 -tc0.007：p=，cv/=900 1148.04 5 pa=0.72Mpat0.05管中最大壓力pmax = p0p =2 0.72Mpa =2.72Mpa(3) t=0.05> tc,屆丁間接沖擊此時(shí)管道內(nèi)瞬間壓力升高值p= ;?cvtc =900 1148.04 5 07 pa = 0.72Mpat0.05管中最大壓力pmax =p0 巾=2 0.72Mpa =2.72Mpa第二章液壓動(dòng)力元件2-1某液壓泵的輸出壓力為5MPa排量為10mL/r,機(jī)械效率為0.95,容積效率為0.9，當(dāng)轉(zhuǎn)速為1200r/min時(shí)，泵

15、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：泵的輸出功率：=陽(yáng)=工=5 10 10-3 1200 O.9=0.9kw p 606060驅(qū)動(dòng)泵的電動(dòng)機(jī)的功率：p =生=_°9 =0.95KWp p 0.95H2-2設(shè)液壓泵轉(zhuǎn)速為950r/min ,排量=168L/r ,在額定壓力29.5MPa和同樣轉(zhuǎn)速下，測(cè)得的實(shí)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(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： qt = Vn=168X 950 L/min =159.6 L/min t

16、v =q/q t=150/159.6=94% m =聽(tīng) / t v =0.87/0.9398=92.5% p=p q/ n =29.5 X 106 X 150X 10-3/ (60X 0.87 ) w=84.77kw 因?yàn)閚=p q/T 3所以T=p q/叮3=p q/ (2 ji n)=29.5 X 106x 150X 10-3/ (2X 0.87 X 3.14 X 950) N_m=852.1 NLm2-3某變量葉片泵轉(zhuǎn)子外徑 d=83mm定子內(nèi)徑D=89mm葉片寬度B=30mm試求:1)葉片泵排量為16mL/r時(shí)的偏心量e。2 )葉片泵最大可能的排量Vmax解：2- 4試分析外反饋壓力式

17、變量葉片泵q-p特性曲線，并敘述改變A瞅上下位置,BC段的斜率和拐點(diǎn)B的位置的調(diào)節(jié)方法。k 答：曲線形狀分析：1）曲線AB段。在此段，泵的反饋?zhàn)饔昧?小丁泵的彈簧預(yù)緊力，泵的偏心距為初始 / I ' 1*碓心最大值不變，泵的流量也是最大值，并保持不變，曲線 AB段近似水平。但由丁壓力增加，泄漏也增加，故曲線 AB 段隨壓力的增加而略有下降。2）拐點(diǎn)B。在B點(diǎn)，泵的反饋?zhàn)饔昧偤玫榷”玫膹椈深A(yù)緊力。對(duì)應(yīng)的工作壓力Pc = ksX0 /Ax,其值由彈簧預(yù)壓縮量X0確定。3）曲線BC段。在此段，泵的反饋?zhàn)饔昧Υ蠖”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丁

18、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 只能全部用丁彌補(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AB段上、下平移。2） 改變彈簧剛度，可以改變曲線 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(yù)緊力的大小，可改變壓力 pc的大小，從而使曲線拐點(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 V=250mL/r,液壓馬達(dá)入口壓力為

19、p1=10.5Mpa,出口 壓力為p2=1.0Mpa，其總效率nm=0.9，容積效率 七=0.92 ,當(dāng)輸入流量q=22L/min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T。解：液壓馬達(dá)的實(shí)際轉(zhuǎn)速：n=qV一-22 甘 °.92 =80.96r/min250液壓馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩:七：p VvT=Tt m= m = L P V=2 二0.90.92 x( 10.5-1) x250=369.96N m2 3.143-3圖小兩個(gè)結(jié)構(gòu)和尺寸均相同相互申聯(lián)的液壓缶工，無(wú)桿腔面積Ai= 100cm2,有桿腔面積A2= 80cm,缸1輸入壓力P1= 0.9MPq輸入流量q1 = 12 L/m

20、in。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? 缶工1不受負(fù)載時(shí)（Fi = 0）,缶工2能承受多少負(fù)載？ 缶工2不受負(fù)載時(shí)（F2= 0）,缶工1能承受多少負(fù)載？g 3-2 K聯(lián)立以上方程得，解：對(duì)缶工1和2的活塞分別歹0平衡方程F 1 = Pi Ai F2 A2F2= F2 A1其中，F(xiàn)1 = F2D C。X 1 C6 X 1 CCX d C-4/ ，ac * A C-44 CCX 1 C-4、 Da C C V d n6DoP20.9 K 10 K I00K 10 / (80 K 10 十 I00K 10 ) Fa =0.5 a |0 Fa負(fù)載:F 1

21、= F2= P2 A1=0.5 X 106X 100X 10-4=5000N缸的速度：V 1 = q1/ A1=12X 10 3/ (100X 10-4) m/min =1.2m/min乂由 V1 A2= V2 A1得 V 2 = V1 A2/ A 1=0.96m/min由 F 1 = P1 A1 P2 A 2=0得 P 2 = P1 A1/ A 2=1.125 MPaF2= P2 A1=1.125 X 106X 100X 10-4=11250 N由 F 2= P2 A1=0 得 P2= 0F1 = P1 A1 = 0.9 X 106X 100X 10-4N =9000 N第四章液壓控制元件4

22、- 1如圖所示液壓缸，Ai = 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(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？解：對(duì)剛缸體作受力分析有RA-PkAzF由丁控制面積Ak為閥心承壓面積的3倍故開(kāi)啟閥需PkAk芝PiA即3pk N pi取臨界條件3pk = pi3pkA PkAi =F開(kāi)啟最局壓力=pk = F = 3.85Mpa3A1 -A2p1 =3pk =11.55Mpa4-2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

23、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和某一工作油接通。4-4如圖所示系統(tǒng)，溢流閥的調(diào)定壓力為 5Mpa減壓閥的調(diào)定壓力為2.5Mpa。 試分析下列各工況，并說(shuō)明減壓閥閥口處丁什么狀態(tài)？1 ）當(dāng)泵口壓力等丁溢流閥調(diào)定壓力時(shí)，火緊缸使工件夾緊后，A, C點(diǎn)壓力各為多少？2）當(dāng)泵出口壓力由丁工作缸快進(jìn)，壓力降低到1.5Mpa時(shí)（工件原處丁夾緊狀態(tài)），A.C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)，A.B.C點(diǎn)壓力各為多少?,答：1) PA=PC=2.5MPa, PB=5MPa;減壓閥閥口

24、處丁關(guān)J咔閉狀態(tài)。* d工件夾緊后，由丁泵的流量繼續(xù)輸出，使得 A恥-甘2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)定加*壓力時(shí)，減壓閥工作，閥口關(guān)閉，并穩(wěn)定 A,C兩點(diǎn)1壓力為其調(diào)定壓力2.5Mpa； B點(diǎn)的壓力為溢流閥的調(diào)定壓力5Mpa2 ) PA=PB=1.5Mpa, PC=2.5Mpa;減壓閥閥口處丁打開(kāi)狀態(tài)。當(dāng)泵的出口壓力降到1.5Mpa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PB=Pp=1.5MPa;減壓閥閥口打開(kāi)，即相當(dāng)丁一個(gè)通道，所以PA=PB=1.5MPa;由丁單向閥的作用，C中的壓力仍為剛才的壓力，即 2.5MP&3) PA=PB=P=0Mpa減壓閥閥口

25、處丁打開(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R=0MPa因?yàn)镻l小丁減壓閥的調(diào)整壓力，所以減壓閥閥口全開(kāi)，PC=PB=PL=0MPa;由丁溢流閥閥口關(guān)閉，所以 PA=P=0MPa4-5如圖系統(tǒng)，液壓缸的有效面積 A=A=100cm,缸I負(fù)載Fi=35000N,Mn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 3MP卻日2MPa求下列三種工況下 A、B和C處的壓力。1) 液壓泵啟動(dòng)后，兩換向閥處丁中位；2) 1YA通電，液壓缸I運(yùn)動(dòng)時(shí)和到終端終止時(shí)；3) 1YA斷電，2YA通電，液壓缸II運(yùn)動(dòng)時(shí)和碰到檔快停止運(yùn)動(dòng)時(shí)；1） Pa= PB

26、=4MPa P c=2MPa當(dāng)泵出口壓力達(dá)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(kāi)，此后溢流閥打開(kāi)，最后使得得 Pa= PB=4MPa（溢流閥調(diào)定 壓力）2） 運(yùn)動(dòng)時(shí),PC=2MPa P a= PB=3.5MPa缸運(yùn)動(dòng)時(shí)的壓力 Pi =Pi =Fl/A=35000/100 X 10-4Pa=3.5MPa缸運(yùn)動(dòng)時(shí)，順序閥一直開(kāi)啟，溢流閥關(guān)閉，Pa= PB=3.5MPa減壓閥工作，Pc=2MPa終端時(shí),PC=2MPa P a= PB=4MPa缸終端時(shí)，Pc還是2MPa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

27、高，當(dāng)達(dá)到溢流閥的調(diào)整壓力4MPa寸，溢流閥溢流定壓，此時(shí)，PA=PB=4MPa3）運(yùn)動(dòng)時(shí),PA= Pb=PC=0缸II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 R=PC=0順序閥關(guān)閉，所以Pb=0終端時(shí)，Pc=2MPa PA= PB=4MPa缸終端時(shí)，液壓缸負(fù)載無(wú)窮大，使得減壓閥工作， R=2MPa由丁泵的流量 繼續(xù)輸出，從而使得A、B點(diǎn)壓力同時(shí)升高，當(dāng)達(dá)到溢流閥的調(diào)整壓力4MPa寸，溢 流閥溢流定壓，此時(shí)，PA=PB=4MPa4-8液壓缸活塞面積A=100品 負(fù)載在50040000N的范圍內(nèi)變化，為使負(fù)載變化 是活塞運(yùn)動(dòng)速度包定，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

28、額定壓力6.3MPa,試問(wèn)這是否合適？解：缸的最大工作壓力 P=F/A=40000/10-2 Mpa =4 Mpa。因調(diào)速閥正常工作時(shí)的壓差要保持在0.40.5Mpa,所以泵的工作壓力P p=PM P=4+0.4（0.5） Mpa=4.4 4.5Mpa如果將泵的工作壓力調(diào)到 6.3MPa,雖然調(diào)速閥有良好的穩(wěn)定流量特性，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)pbapa時(shí)，油液從

29、Bt A ;當(dāng)pApB，油液At B。對(duì)B）圖，同理，當(dāng)pb >pa時(shí)，油液從Bt A ;當(dāng)papb，油液At B。電磁閥斷電：對(duì)a）圖，要開(kāi)啟閥心，閥心受力（pBA2-pAA2）的方向要向上，所以，需pb >pa，此時(shí)，油液從Bt Ao對(duì)B）圖，要開(kāi)啟閥心，閥心受力（pAA1-pBA）的方向要向上，所以，需papb，此時(shí)，油液從At Bo由二；曲囹屈3或A第五章液壓輔助元件5-1某液壓系統(tǒng)，使用 YB葉片泵，壓力為6.3Mpa,流量為40L/min。試選油管 的尺寸。5-2 一單桿液壓缸，活塞直徑為100mm活塞桿直徑為56mm行程為500mm現(xiàn) 有桿腔進(jìn)油，無(wú)桿腔回油，問(wèn)由丁活

30、塞的移動(dòng)而使有效底面積為 200cm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,氣體的充氣壓力為2.5Mpa,當(dāng)工作壓力從p1=7Mpa 變化到4MpW,蓄能器能輸出的油液體積為多少？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, py2 =4.5Mpa。泵出口處的負(fù)載阻力為無(wú)限大，試問(wèn)在不計(jì)管道損失和調(diào)壓偏差 時(shí)：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（但換向閥有泄漏

31、）則泵的工作壓力pp = py1 =6Mpa, pb =6Mpa, pc =1.5L 6Mpa （視換向閥的泄漏情況而定）2）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 = 0Mpa （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= 15X 10 4,溢流閥調(diào)整值為Pp= 4.5MPa,兩個(gè)減壓閥的調(diào)整壓力分別為 pj1 = 3.5 MPaffi 皿=2 MPa,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)，A,B,C三點(diǎn)壓

32、力值點(diǎn)值京1山1解：1) E動(dòng)時(shí)，pa = pb = pc = 0.8Mpa此時(shí)，Pc=F/A=1200/ (15X 10 4) Pa=0.8MPa,即 p<pj1,p<pj2,故兩減壓閥都不工作，閥口常開(kāi)，相當(dāng)丁一通道，乂p < Py ,溢流閥關(guān)閉，所以,Pa =Pb = pc =0.8Mpa2）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)壓力迅速憋高，使得該 溢流閥工作，故pB=4.5Mpa。6-3如圖6-7所示的平

33、衡回路中，若液壓缸無(wú)桿面積為A=80xl0Wm2,有桿面積A2 =40xl0m2，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Ff =2000N，向下運(yùn)動(dòng)時(shí)要克服負(fù)載阻力為 Fl =24000N，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G 6000A240 10'pa =1.5MpaFl FfP2 丹-GA溢流閥最小調(diào)整壓力:pa = 3.25Mpa24000 2000 1.5 106 -600080 10"46.4 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qp =25L/min，負(fù)載40000N,溢流閥調(diào)整壓力Pp=5.

34、4Mpa ,液壓缸無(wú)桿面積為A =80><10 4m2,有桿面積A2=40X10m2 ,液壓缸工進(jìn)速度v =0. 1m / mj亦考慮管路損失和液壓缸的摩擦損失，試計(jì)算：1 ）液壓缸工進(jìn)時(shí)液壓系統(tǒng)的效率2 ）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 ）FV40000 0.18/60-63=6.7%p.q： 5.4 1 06 20 1 0 七602）對(duì)液壓缶工歹0平' 衡方程P1 A = P2 & i F在F=0時(shí)，回油路壓力PA PA 5.4 106 80 10 g =_Pa=10.8MPa40 10此時(shí)，有桿腔回油量（節(jié)流閥過(guò)流量）q0 - Cd A0-C

35、d A0P2R。(D在F=40000N時(shí)，回油壓力P,亍106 80們電次啪'A40 10里此時(shí)，有桿腔回油量（節(jié)流閥過(guò)流量）2Pq° =CdA =CdA0jy° = A2V(2)=40 10= 0.18/60m3/s=12 10m3/sq0 =追卜兩式相比得10.8 12 10°m3/s = 44.1 10m /3s0.8q°4 4. 1 16 0V = =0. 0 1m S = 6C6n /minA240 106.5 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qp =6L/min ,溢流閥調(diào)定壓力Pp =3.0Mpa ,液壓缶

36、工無(wú)桿腔面積A=0.03X10官m2 ,負(fù)載為4000N,節(jié)流閥為薄壁孔口，開(kāi)口面積為Ar =0.01 勺0偵,Cd =0.62, P = 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）液壓缶工活塞平衡方程為:PA =FF 4000R = = Pa = 2MPaAi 20 10設(shè)泵出口壓力Pp=R,則節(jié)流閥過(guò)流量c A 2AP c E c cQ 麟2乂 (3 2) T0 q =CdAp f=0. 62 0.k0 1 10dE"',900= 2.92 15m3 s：/ q =&

37、gt;0.1 3 m0 s /所以，溢流閥穩(wěn)定溢流，活塞運(yùn)動(dòng)速度q 2. 9 2 150項(xiàng)V =擔(dān)=7- m/ s =1 4. 60m SA 20 102)溢流閥溢流量qy=qp-q=0. 1 1-2. 925m10s= /0.n47 s1 0回路效率FVcp:q:=19.4%4000 14.6 10項(xiàng)3 106 0.1 10 項(xiàng)3)當(dāng)Ar =0.03勺0偵時(shí)同1）節(jié)流閥過(guò)流量4q 節(jié) 1=0.620.03勺042 (3-2) 10”900=8.67 10-5m3/s<qp=0.1 10-3m3/s溢流閥工作，溢流閥溢流量qy =qp-q節(jié) 1 =0. 1 1- 8. 765m10s=

38、/0. 一1擊4&10/活塞運(yùn)動(dòng)速度Ck 1 8.76 10-3V= m/s=43.8 10 m/sA 20 104當(dāng)?shù)?0.05x10Nm2時(shí)同理q節(jié)2 = 14.書(shū) m3 s/p =q x 0.Sml3*/顯然不可能，所以節(jié)流閥不起作用33,q節(jié)2 =qp =0.1乂10 m /s活塞運(yùn)動(dòng)速度q節(jié) 20.1 10°V = =-j m / s = 0.05m / sA 20 10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 =100m2, A51m2, F 由 0 增至 30000N 時(shí)活塞向 右移動(dòng)速度基本無(wú)

39、變化，V = 0.2m/min ,若調(diào)速閥要求的最小壓差為Apmm =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Ry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）回路的最局效率為多少？解：1）無(wú)桿腔流量，q=VA=0.2 100 10頊m3/s = 2L/min ： qp所以溢流閥處丁穩(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：pA = p2& * FLmax 式中，p = pY, p2 = pmin100 10Jx 一 5。頑 0.5 106 30000pa=3.25Mpa2）由以上等式PiA =P2A2 +FL

40、max知，Pl = Py包定，當(dāng)Fl最小時(shí)，P2最大此時(shí) P2 =Alpy =10° 3.25MPa =6.5MPaA2503）回路最高效率刑氣q.4%Ppqp 3.25 25 10，1066-7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（2Mpa,10L/min），且在Pp =2.8Mpa時(shí)qp =0 ,液壓缸無(wú)桿面積為A =50勺04m2,有桿面積A2=25x10m2 ,調(diào)速閥的最小工作壓差為0.5Mpa,背 壓閥調(diào)壓值為0.4Mpa,試求:1）在調(diào)速閥通過(guò)的流量q=5L/min時(shí)，回路的效率是多少?2 ）若q不變，負(fù)載減小4/5時(shí)，回路的效

41、率為多少?3 ）如何才能使負(fù)載減小后的回路得以提高?解:1）在穩(wěn)態(tài)工作時(shí)，qp=q，由其調(diào)速特性圖知Pp =UMpa = 2.4Mpa貝Up1 = pP -L p = （2.40.5）Mpa =1.9Mpa2.4P1 - P2A2/A 1.9 - 0.4 25/ 50 =70.8%Pp2 ）在負(fù)載減小4/5 ,即F=1/5F=北=、=14.2%Pp53 ）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)P1=1.9Mpa時(shí)，=p1= 1.9=86%，該回路適合負(fù)載變化大，速cp1p 1.9 0.5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

42、P1 =5.5Mpa ,流量為2L/min ,若可采用單泵流量為25L/min和雙聯(lián)泵流量100%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 n =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（液壓缸效率為解：采用單泵：快進(jìn)時(shí)工作壓力p=0, .聽(tīng)=0工進(jìn)時(shí) =但也汶_2 80% : 5.8%Ppqp6 25采用雙泵：快進(jìn)時(shí) 門(mén)=0工進(jìn)時(shí) 聽(tīng)=iq_n5lZx80 36.6%Ppqp6 4第七章典型液壓傳動(dòng)系統(tǒng)7-1根據(jù)圖7-1的YT4543型動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)圖，完成

43、以下各項(xiàng)工作：1）寫(xiě)出 差動(dòng)快進(jìn)時(shí)液壓缸左腔壓力pi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)。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)一一慢進(jìn)一一保壓一一，快退一一 停止”的動(dòng)作循環(huán)。試讀懂此液壓系統(tǒng)圖，并寫(xiě)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(chēng)和功能。第八章液壓伺服和電液比例控制技術(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

44、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(lèi)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一機(jī)械轉(zhuǎn)換

45、裝置、液壓放大器和反饋（平衡）機(jī)構(gòu)三 部分組成。電氣一機(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(chēng)為力矩馬達(dá)， 輸出直線位移的裝置稱(chēng)為力馬達(dá)。 液壓放大器接受小功率的電氣一機(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

46、。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一機(jī)械比例轉(zhuǎn)換裝置構(gòu)成。常用的電氣一機(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)用丁對(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

47、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(pán)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

48、礎(chǔ)知識(shí)10-1在常溫t=20C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=40C，乂經(jīng)過(guò)若干小時(shí)罐內(nèi)溫度降至室溫 t=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 0.1MP® ?解已知：Pi = 0.8MPaTi = (273 40)K = 313KT2 = (273 10)K = 283K由等容過(guò)程狀態(tài)方程可得T283p2 =防 2 = 0.8 MPa = 0.72MPaT1313則表壓力為p2 = (0.72 0.1)MPa = 0.62MPa由等溫過(guò)程狀態(tài)方程可得V = V