液壓與氣壓傳動(陳淑梅)課后習(xí)題答案

1、氣、 二g目錄一液壓與氣壓傳動概述 3 二液壓傳動的基礎(chǔ)知識 5 三液壓泵與液壓馬達(dá) 21 四液壓缸 33 五液壓基本回路與控制閥 44 六液壓輔助元件 77 七液壓系統(tǒng)實例 79 八液壓系統(tǒng)的設(shè)計計算 85 九液壓伺服系統(tǒng) 99 十氣源裝置與氣動輔件 105 十一氣缸 106 十二氣動控制元件與基本回路 109一液壓與氣壓傳動概述答：液壓與氣壓傳動都是借助于密封容積的變化，利用流體的壓力能與機(jī)械能之間的轉(zhuǎn)換來傳遞能量的。液壓傳動系統(tǒng)和氣壓傳動系統(tǒng)主要有以下四部分組成：動力元件：液壓泵或氣源裝置，其功能是將原電動機(jī)輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成流體的壓力能，為系統(tǒng)提供動力。執(zhí)行元件：液壓缸或氣缸、液壓馬達(dá)

2、或氣壓馬達(dá)，它們的功能是將流體的壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，輸出力和速度（或轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速），以帶動負(fù)載進(jìn)行直線運動或旋轉(zhuǎn)運動。控制元件：壓力流量和方向控制閥，它們的作用是控制和調(diào)節(jié)系統(tǒng)中流體的壓力、流量和流動方向，以保證執(zhí)行元件達(dá)到所要求的輸出力（或力矩）、運動速度和運動方向。輔助元件：保證系統(tǒng)正常工作所需要的輔助裝置，包括管道、管接頭、油箱或儲氣罐、過濾器和壓力計等。答：液壓傳動的主要優(yōu)點：在輸出相同功率的條件下，液壓轉(zhuǎn)動裝置體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、慣性小、并且反應(yīng)快?？稍谶\行過程中實現(xiàn)大范圍的無級調(diào)速、且調(diào)節(jié)方便。調(diào)速范圍一般可達(dá) 100：1，甚至高達(dá) 2000：1。傳動無間隙，運動平穩(wěn)，能快速啟

3、動、制動和頻繁換向。操作簡單，易于實現(xiàn)自動化，特別是與電子技術(shù)結(jié)合更易于實現(xiàn)各種自動控制和遠(yuǎn)距離操縱。不需要減速器就可實現(xiàn)較大推力、力矩的傳動。易于實現(xiàn)過載保護(hù)，安全性好；采用礦物油作工作介質(zhì)，滋潤滑性好， 故使用壽命長。液壓元件已是標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化產(chǎn)品、便于系統(tǒng)的設(shè)計、制造和推廣應(yīng)用。液壓傳動的主要缺點：油液的泄露、油液的可壓縮性、油管的彈性變形會影響運動的傳遞正確性，故不宜用于精確傳動比的場合。由于油液的粘度隨溫度而變，從而影響運動的穩(wěn)定性，故不宜在溫度變化范圍較大的場合工作。由于工作過程中有較多能量損失（如管路壓力損失、泄漏等），因此，液壓傳動的效率還不高，不宜用于遠(yuǎn)距離傳動。為了

4、減少泄漏，液壓元件配合的制造精度要求高，故制造成本較高。同時系統(tǒng)故障診斷困難。氣壓傳動的主要優(yōu)點：以空氣為傳動介質(zhì)，取之不盡，用之不竭；用過的空氣直接排到大氣中，處理方便，不污染環(huán)境，符合“綠色制造”中清潔能源的要求?？諝獾恼扯群苄。蚨鲃訒r阻力損失小，便于集中供氣、遠(yuǎn)距離傳輸和控制。工作環(huán)境適應(yīng)性好，特別是在易燃、易爆、多塵埃、強(qiáng)磁、輻射及振動等惡劣環(huán)境中工作，比液壓、電子、電氣控制優(yōu)越。維護(hù)簡單，使用安全可靠，過載能自動保護(hù)。氣壓傳動的主要缺點：氣壓傳動裝置的信號傳遞速度限制在聲速（約 340m/s）范圍內(nèi)，所以它的工作頻率和響應(yīng)速度遠(yuǎn)不如電子裝置，并且信號要產(chǎn)生較大的失真和延滯，不宜用

5、于對信號傳遞速度要求十分高的場合中，但這個缺點不影響其在工業(yè)生產(chǎn)過程中應(yīng)用。由于空氣的可壓縮性大，因而氣壓傳動工作速度的穩(wěn)定性較液壓傳動差，但采用氣液聯(lián)合可得到較滿意的效果。系統(tǒng)輸出力小，氣缸的輸出力一般不大于 50KN；且傳動效率低。排氣噪聲較大，在高速排氣時要加消聲器。二液壓傳動的基礎(chǔ)知識答：由于絕大多數(shù)測量儀表中，大氣壓力并不能使儀表動作。它們測得的是高于大氣壓的那部分壓力，而不是壓力的絕對值。所以壓力的測量有兩種不同的基準(zhǔn)。（相對壓力和絕對壓力）過去工程中常用的壓力單位是公斤力/厘米 2 （kgf/cm2）,和工程大氣壓(單位較大)。而在表示很低的壓力或要精密測定壓力值時常采用液柱高度

6、作為壓力單位（單位較小）。答：壓力能可以轉(zhuǎn)換為其它形式的能量，但其總和對液體中的每一點都保持不變?yōu)楹阒担从沉艘后w中的能量守恒關(guān)系。答：是依據(jù)帕斯卡原理實現(xiàn)力的傳遞力。答：因為流動狀態(tài)由層流轉(zhuǎn)變?yōu)槲闪骱陀晌闪鬓D(zhuǎn)變?yōu)閷恿鲿r雷諾數(shù)并不相同，后者值小。雷諾數(shù)的物理意義是流動液體的慣性力與粘性力之比。雷諾數(shù) 小，表示粘性力占主導(dǎo)地位，由壓力與粘性力之間的平衡決定了流動的規(guī)律，流體質(zhì)點受粘性力制約只能按層沿軸線方向運動，因此流動為層流。答：在密封管道內(nèi)做穩(wěn)定流動的理想液體具有三種形式的能量， 即動力能、動能、和位能，它們之間可以互相轉(zhuǎn)換，并且在管道內(nèi)任意處和這三種能量總和是一定，因此也稱為能量守恒。在波

7、努利方程中， p、h和V 2 都是長度的量綱，一般分別稱 g2g為壓力頭、位置頭和速度頭，三者之和為一常數(shù)，用 H 表示。在圖 1-7 中各點的 H 值連線為一水平線，表示管道內(nèi)任一處的三種能量之和是相等的。若管道水平放置（ h1=h2），2PV1 1PV 222，表明液體的流g2gg2g速越高，它的壓力就越低，即截面細(xì)的管道，流速較高，壓力較低；截面粗的管道，則流速較低，壓力較高。答：穩(wěn)態(tài)液動力是由于位置變化所產(chǎn)生的力。答：這樣使 tc 減少而 t 增加，從而將完全沖擊降為非完全沖擊。答：液壓傳動中的壓力損失，絕大部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，造成油溫升高，泄露增多，使液壓傳動效率降低，因而影響液壓系統(tǒng)的

8、工作性能。油液流動時，其流速對壓力損失影響很大。層流時的沿程壓力損失p與油液的流動速度 V一次方成正比，紊流時的沿程沿?fù)p失p 與油液流動速度 v1.75 v 2 成正比；流動油液的局部壓力損沿失與其流速 v 2 成正比?？梢娊档土魉賹p少壓力孫失是十分重要的，因此應(yīng)限制液體在管道中的最高流速。但是液體的流速太低又會使管路和閥類元件的結(jié)構(gòu)尺寸變大。K 1( v ) 1解：壓縮率Vpk0解：p K VV0 700 (49.9 50)50 1.4MPap gh 800 9 .8 0 .175 1372Pa p v v 22 p22 13720 .8 800 2 .07 m / sq vA v d 2

9、4 2 .07 3 .14 ( 50 30 ) 2 10 64 0.00064998L/s解：0.13 20 (40 0)解：q h3d ( p pa12l) 202 / 412 0.784 101 70 2.43 103 mm3 / sv q 2.43 103 1.55 104 mm / sA 202 / 4t sv0.001 1.55 104 6.45s2pp解： q CAd2 0.2 10690010 103 0.62 AA 765.07mm 2V273kATS85 1032731.4 3015 273解： 5.217 5.217 10279.6sP0.02t (1.285 1 ) (1

10、.285 ) 10279.6 12915.6sPSTkT0.71.4 (273 15) 397.442p1 1p2TS(k S 1)T11 0.02 (1.4 273 15 1)0.6273 15T 397.44 273 124.422.15解： m16 .1 894 kg / m 3V18 10 32.16解：1830mm解：在 0.1s 內(nèi)，液壓泵輸入液壓缸壓力腔的油液體積 V Q T 10 1 0 . 1 0 . 01666L60 P 1 V 1 ( 0 .01666 ) 13 .89 MPaXV0解：6 1010210 E tt2 153 3 516.316.31V 7.310 E 0

11、 Et 7.31 3 19.83m2 / s3 V 19.83106 850m2 / s kg / m3N kg m / s2 1.69 102 Pa s解：軸外徑的最大切應(yīng)力為i du vdz式中：v軸周圍速度， v dn切向摩擦力為Ff 2db dn db 2 d 2bn摩擦消耗功率為PFffV 2 d 2 bn dn5003 10 5 900 3 . 143 0 . 15 3 0 . 25 () 260kgNs2m0 . 1 10 3P490N m / s490wf解： PAgZA P gh0汞 103 kg/ m 3已知水 13. 6 13. 6 103 kg/ m 3汞水大氣壓P0

12、101325Pa P Pa 絕0gh gZ汞AP P Pa相a絕0 101325 13600 9.8 1 0.99 103 9.8 0.5 229755 Pa 229755 101325 128430Pa解：設(shè) P絕為容器內(nèi)的絕對壓力p gh 絕0真空度P真 P P0絕 gh 1000 9.8 1 9800Pa解：P g(h1 h2) Pa絕0P P Pa真0a絕 g(h1 h2) 1000 9.8(0.5 2) 24500Pa過B點取等壓面O - O與U形管交于C點P PBCP gh PC絕10P PB真C真 P- P0c絕 gh1 1000 9.8 0.5 4900Pa解：(1)F g D

13、 A 800 9.8 0.3 3.14 0.32224 83N(2)F g ( D h) A 800 9.8 ( 0.3 0.6) 3.14 0.32 416N224解：柱塞底面上的液體相對壓力為g( x h)柱塞的力平衡方程式為g( x h) d 24 F G x 4(F G) hd 2 g解：設(shè)小活塞桿的推理為F F d 2G D 244d 2F GD 2ld 2l10225F F LD 2 G L402 50000 156N5004G4 50000(2) p 398 105 PaD 23.14 (0.04) 2(3)S小d 2 S4大D24S d 2 S大D 2小 102402 20 1

14、.25mm解：設(shè)彈簧的預(yù)壓縮量為x0p (D 2 4d 2 ) x k0sx p (D 2 d 2 ) 04ks 5 106 3.14(0.0222 0.022 )4 10 103 3.3 102 m 33mm解：對截面、列出連續(xù)性方程和伯努利方程AV A V1 122AV 2 V1A21PV 2pV 2112 2g2gg2gp11P2(V 2 V 2 )gg2g21P P121 (2A2 )2 V 2A21AA2 11 (2 )2 V2 1A2A211故p p 。同理可論p p1223解：（1）對截面、列伯努利方程，以油管水平中心線為基準(zhǔn)水平面p 0，V11 0, Z 02PV2H 222

15、9. 20 0.045 106 8918 9.8g2g2V2g（H P ）2g 17.5M / S（2）Q AV V2tV4 *10000 *103t 1856S 31mind 2 V423.1（40.02）2 *17.15解：對截面列伯努利方程，設(shè)通過中心線的水平面為基準(zhǔn)p gh, P12 0，Z Z 012Q AV A V1 122AV 2 V1A21 4V2 gh(4V )2V 2g222g2g1(16 1)V 2 h2g22ghV 2 215V2gh 1*9.8*1 1.143m / s21515Q A V22 4A V12 4 * 3.2 *1.143*100 1463cm3 / s

16、P解：閥門關(guān)閉時，壓力表處液體的能量為 E11 g閥門打開時，壓力表處液壓的能量為 E V 2P22 g2g理想液體流動時無能量損失，因此E E1212P pggV 22g2(P P )122(0.25 0.06) *1061000V 19.49m / s3.14Q AV 2.2L / Sd *V (0.012)2 *19.49 2.2 *103 m3 / s 44解：（1）雷諾數(shù) Re v dvv 20mm2 / s 20 *102 cm2 / sQv d 2 4 100 103 3.14 22 60 530cm / s4Re530 1220 102 5300 2320紊流臨界雷諾數(shù)：R4Q

17、 d d 2 4Q（2）d 4Qecrvdv4 *100 *103 4.6cm解：Q d 4 P vRecrd 4 P3.14 * 20 *102 * 2320 * 60128ul128Vll d 4 p3.14 1*103 4 *1*106 * 60 0.273M128vQ128* 20 *106 *900 * 0.3*103 27.3cm解：v4Q4 *18*103 382cm / s1d 213.14 *12 * 60v4Q4 *18*103 1062cm / s2d 203.14 *（0.6）2 * 60判斷流態(tài)：vR1d 382 *1 1910 2320 層流e1v0.2Rv0 d

18、1062 * 0.6 3186 2320 紊流e0v0.2阻力系數(shù)： 75 1Re17519101 0.039314 0.3164R 0e 0.316431860.25 0.0421 0.35壓力損失：p lv 21 0.03933900(3.82)2 77420Pa11 d120.012p lv 20 0.04213900(10.62)2 1.06835MPa 00 d020.0062lv 2900(3.82)2p d1 0.035 2298Pa221總壓力損失：p p p p總1 0 77420 *106 1.06835 2298*106 1.148Mpa對進(jìn)出口端面列伯努利方程，取過中心

19、線的水平面為基準(zhǔn)面z z12 0, hw p總/ g, p 02v 3.82m / s, v12 v 10.62m / s012p 1v1 vp22 總g2g2gg層流1 2，紊流 12v 2 2v 2pp g212g1 總 g 9001* 10.622 2 3.822 1.1482 37620 *10-6 1.148 1.186Mpa解 ：（ 1 ） 設(shè) 油 液 從 P對 截 面 列 伯 努 利 方 程2z 0, v11 v 2,1 , z h22p v 2p v 21 1 1 z2 2 2 z hg2g1g2g2w12h p pwgh 4.5 *105 2.5 *105900 9.8 15

20、 7.676m因h為正值，故假設(shè)正確，w（2）設(shè)液流為層流壓力損失：p ghw 900 9.8 7.676 0.677 *105 pap l v2d2 75 7575vRe( vd)vdvp 75v l v2 75vlvvdd22d2V 2d2 P 2 12 104 0.677 105 0.223m / s75Vl75 45 106 900 20d 23.14 12 104 0.223Q AV v 0.175 10-4 m3 / s 17.51cm3 / s 44判斷流態(tài)： R vd 0.223 102 1 50 2320層ev45 102因此阻力系數(shù) 的計算正確解：通過細(xì)長管流量Q 式中p

21、ghd 4p128lQ A dh D 2 dhd 4dt4gh D 2dtdh dh d 4g4dt d 4 gdt128l4dth128lD232vlD 2dhd 4 gh2 h1htdt0 32vlD2l h l h 12d 4 g32vlD2 20 6020 60 d 4 g20 60 (0.2) 4 980hv 32lD2l1h232 4 52 l50 25 0.848cm2 / s 84.8mm2 / s解：（1）對截面列伯努利方程，以油箱液面為基準(zhǔn)面p v 211 1 zp v 22 2 1 z hg2g1g2g2wp 0, v11 0, z1 0, p2 0.4 105 pa,

22、z H2v Q nq 4 1500 72 255cm / s2A d 243.14 32 60沿程損失2lvh 2R vd w255 3d2g 1913 2320層流ev40 102 22 75 Re751913 0.0392h 0.0392w62.5520.03 2 * 9.8 2.6m22H P 2 v2 hg2gW 0.4 *105 2 * 2.552 2.6 1.28cm900 *9.82 * 9.8（2）當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速增加時，管內(nèi)流速 v增加，速度水頭與壓力損2失與v2 成正比也增加，因此吸油高度 H 將減小。2反之，當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速減少時，H 將增大。解：對油箱液面與泵入口處到伯努利方程，以

23、油箱液面為基準(zhǔn)面p v 211 1 zp v 22 2 1 z hg2g1g2g2wv 0, h 011v Q 4 25 103 85cm / s2A3.14 2.52 60R vd 85 2.5 1063 2320層流ev20 102 22 75Re751063 0.07h l v 22 2 l v 22v 2wd 2g2gd 2g 0.07 *0.50.025 0.2 0.8522 * 9.8 0.059mp p v 2g12 22 H h2gw真空度： v 2p p pg22 H hv122gw 2 * 0.852 900 * 9.8 4.7 *103 pa2 * 9.8 0.4 0.0

24、59解：對截面列伯努利方程，以油箱液面為基準(zhǔn)面p v 211 1 zp v 22 2 1 z hg2g1g2g2wp 0, v11 0, z1 0.7, z 02v Q 4Q 4 16 103 104.8cm / s2Ad 23.14 1.82 60R vd 104.8 1.8 943 2320層流ev20 102 22 75R 943 0.0795e2h l v2 0.07952 1.048 0.495m2wd2g0.0182 * 9.8 v 22 *1.0482P G Z2 2 h 900 *9.8 0.7 0.495 820Pa212gw 2 *9.8解：對截面列伯努利方程，以截面為基準(zhǔn)

25、面p v 211 1 zp v 22 2 1 z hg2g1g2g2wz 0, z12 H , v 02v Q 4Q 4 63103 334cm / s2Ad 23.14 22 60v d334 2R1 3340 2320紊流e 11v0.2 0.316433400.25 0.0416p l v 21 0.0416 * 10 900 *3.342 104416pad20.022p 0.5*105 paphwpg 104416 0.5 *105 17.5m900 *9.8 v 2 P P gH h1112w2g 40 *1053.342900 *9.810 17.5 2 * 9.8 4.24Mp

26、a解：對截面 D、d 列伯努利方程，以水平對稱面為基準(zhǔn)面11pv 2pv 2 21g2gg2gQ A, v A v12 2Av2 v1A21 d 2 vD22p 4F , P 01D24F2v2d 4 v 2D422D 2 g2g *2g2g4FD 2 g8FD 2v 2 21 d 4 D4 d 4D 4列動量方程，取 X 坐標(biāo)向右F Qv2v 1F FxQ 4 Q(v2d 2 v2v )1d 2 F F xd 2v4vv222D2d 2 F d 2 1 4v 2D2 2d 2 8FD 2 F d 2 14 D2 D4 d 4 F 2d 2 D 2 d 2 FD4 d 42d 22 * 22

27、F 1 D2 d 2 30001 82 22 2647N解：取坐標(biāo) x、y取管道入口和出口斷面間的液體為控制體積彎管對控制體積在 x 和方向的作用力分別為 F 和Fxy列出 x 方向動量方程F Qv2v 1P A - PAcosP A F P Acos Q(vcos v)1x2F Qv1 cos x12F Qvy2v 1F Py2A sin Q(vsin 0)F Qv sin p Asin F 2 F 2xyy2合力F 液體對彎管的作用力大小與 F 相等，方向與 F 相反解：（1）通過閥口的流量：2 PQ C xq閥口通流面積周長QC dq2p dx 100 *103900 *104 0.65

28、* 3.14 * 2 * 602 * 4 *105 0.137cm 1.37mm（2）軸向穩(wěn)態(tài)液動力：F 2C C XP cosqv 2 * 0.65* 0.98* 3.14 * 2 * 0.137 * 4 *105 * cos 690 *104 15.7N油液通過二個閥口：F 2F 2 *15.7 31.4N方向向左有使閥口關(guān)閉之勢。解：p 4W G4 * 5000D 2 3.14 * 0.052 2.55Mpav Q 4Q 4 *10 *103 5.09m / minAD23.14 *52通過間隙的流量Q d 3p12l 3.14 *5 * 0.0023 * 2.55*106 12 * 5

29、0 *103 * 5.2 0.103cm / st v D2 * H 3.14 *52 *8 1524s 25.4minQ4Q4 * 0.103解：沖擊波傳遞速度：k1 dkE1.33*1099001 0.012*1.33*1090.001* 2.2 *1011C 1174m / sT 2l 2 * 4 0.0068sC1174電磁閥關(guān)閉時間t 0.02s 0.0068s故為間接沖擊壓力升高p C VT 1174 * 900 * 5 * 0.0068 1.8Mpa0 t0.02三液壓泵與液壓馬達(dá)答：液壓泵作用是把原動機(jī)輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓能向系統(tǒng)提供一定壓力和流量的液流。液壓馬達(dá)的作用是把輸

30、入油液的壓力能轉(zhuǎn)換為輸出軸轉(zhuǎn)動的機(jī)械能，用來推動負(fù)載作功。液壓泵的分類：按液壓泵輸出的流量能否調(diào)節(jié)分類液壓泵可分為定量液壓泵和變量液壓泵。按液壓泵的結(jié)構(gòu)型式不同分類答：液壓泵的工作壓力決定于外界負(fù)載的大?。ǘc液壓泵的流量無關(guān)），外負(fù)載增大，泵的工作壓力也隨之增大。泵的工作壓力是指液壓泵在實際工作時輸出油液的壓力，即油液克服阻力而建立起來的壓力。泵的額定壓力是指液壓泵在正常工作條件下，按試驗標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定連續(xù)運轉(zhuǎn)正常工作的最高工作壓力。液壓泵在工作中應(yīng)有一定的壓力儲備，并有一定的使用壽命和容積效率，通常它的工作壓力應(yīng)低于額定壓力。答:（1） 排量 V：液壓泵軸轉(zhuǎn)一周，由其密封容腔幾何尺寸變化計算而得

31、的排出液體體積稱為液壓泵的排量。理論流量 q t :是指在單位時間內(nèi)理論上可排出的液體體積。它等于排量和轉(zhuǎn)速的乘積。實際流量 q：是指考慮液壓泵泄漏損失時，液壓泵實際工作時的輸出流量。所以液壓泵的實際流量小于理論流量。答：容積損失和機(jī)械損失。容積損失是因內(nèi)泄漏而造成的流量上的損失。 機(jī)械損失是指因摩擦而造成的轉(zhuǎn)矩上的損失。答：（1） 受泄漏大和存在徑向不平衡力的影響。采取措施：A）減小徑向不平衡力B)提高軸與軸承的剛度對泄漏量最大的端面間隙采用自動補(bǔ)償裝置等。答：ptb表示泵工作時流量隨壓力變化的關(guān)系。A 點為始點表示空載時泵的輸出流量（q ）。B 為轉(zhuǎn)折點，P 就是限定壓力，表示泵在保持最大

32、輸出流量不變時，可達(dá)到的最高壓力。C 點所對應(yīng)的壓力是 為極限壓力（又稱截止壓力）表示外載進(jìn)一步加大時泵的工c作壓力不再升高，這時定子和轉(zhuǎn)子間的偏心量為零，泵的實際輸出流量為零。0調(diào)整螺釘 1 改變原始偏心量 e ，就調(diào)節(jié)泵的最大輸出流量。當(dāng)p泵的工作壓力超過以后，定子和轉(zhuǎn)子間的偏心量減小，輸出流b量隨壓力增加迅速減小。調(diào)整螺釘 4改變彈簧預(yù)壓縮量 ，就調(diào)節(jié)泵的限定壓力。調(diào)節(jié)泵的最大輸出流量，即改變 A 點位置，使 AB 線段上下平移。調(diào)節(jié)泵的限定壓力，即改變 B 點位置，使 BC 段左右平移。答：區(qū)別：定子和轉(zhuǎn)子偏心安置，泵的出口壓力可改變偏心距，從而調(diào)節(jié)泵的輸出流量。在限壓式變量葉片泵中，

33、壓油腔一側(cè)的葉片底部油槽和壓油腔相通，吸油腔一側(cè)的葉片底部油槽和吸油腔相通，這樣，葉片的底部和頂部所受的液壓力是平衡的。這就避免了雙作用葉片泵在吸油區(qū)的定子內(nèi)表面出現(xiàn)磨損嚴(yán)重的問題。與雙作用葉片泵相反，限壓式變量葉片泵中葉片后傾。限壓式變量葉片泵結(jié)構(gòu)復(fù)雜，泄漏大，徑向力不平衡，噪音大， 容積效率和機(jī)械效率都沒有雙作用式葉片泵高，最高調(diào)定壓力一 般在 7MPa 左右。但它能按負(fù)載大小自動調(diào)節(jié)流量，功率利用合理。答：軸向柱塞泵結(jié)構(gòu)緊湊，徑向尺寸較小，慣性力小，容積效率高，目前最高壓力可達(dá) 40MPa，甚至更高，一般用于工程機(jī)械、壓力機(jī)等高壓系統(tǒng)。答：外嚙合齒輪泵注意事項：（1） 泵的傳動軸與原動機(jī)

34、輸出軸之間的連接采用彈性聯(lián)軸節(jié)時，其不同軸度不得大于 0.1mm，采用軸套式聯(lián)軸節(jié)的不同軸度不得大于 0.05mm。受泄漏大和存在徑向不平衡力的影響。泵的吸油高度不得大于 0.5mm。吸油口常用網(wǎng)式過濾器，濾網(wǎng)可采用 150 目。工作油液應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)定選用，一般常用運動粘度為 2554mm2/s，工作油溫范圍為 580。泵的旋轉(zhuǎn)方向應(yīng)按標(biāo)記所指方向，不得搞錯。擰緊泵的進(jìn)出油口管接頭連接螺釘，以免吸空和漏油。應(yīng)避免帶載起動或停車。應(yīng)嚴(yán)格按廠方使用說明書的要求進(jìn)行泵的拆卸和裝配。葉片泵注意事項：泵軸與原動機(jī)輸出軸之間應(yīng)采用彈性聯(lián)軸節(jié)，其不同軸度不得不大于 0.1mm。泵的吸油口距油面高度不得大于 0

35、.5m，吸油管道不得漏氣。油箱應(yīng)保持清潔，油液的污染度不得大于國標(biāo)等級 19/16 級。工作油液的牌號應(yīng)嚴(yán)格按廠方規(guī)定選用。一般常用運動粘度為2554mm2/s,工作油溫范圍為 580。泵的旋轉(zhuǎn)方向應(yīng)按標(biāo)記所指方向，不得搞錯。應(yīng)嚴(yán)格按廠方使用說明書的要求進(jìn)行泵的拆卸和裝配。軸向柱塞泵注意事項：泵的傳動軸與原動機(jī)輸出軸之間的連接采用彈性聯(lián)軸節(jié)，其不同軸度不得大于 0.1mm，不允許在泵的傳動軸端直接安裝皮帶輪或齒輪。吸油管、壓油管和回油管的直徑不應(yīng)小于規(guī)定值。對允許安裝在油箱上的自吸泵，油泵的中心至油面的高度不得大于 0.5m， 自吸泵的吸油管道上不允許安裝過濾器。吸油管道不得漏氣。新泵在使用一

36、周后，需將全部油液濾清一次，并清洗油箱和濾油器。正常使用后，一般每半年更換一次液壓油。油液的污染度不得大于國標(biāo) 19/16 級。工作油液的牌號應(yīng)嚴(yán)格按廠方規(guī)定選用。一般常用運動粘度為1647mm2/s,工作油溫范圍為 580。油泵的旋轉(zhuǎn)方向應(yīng)按標(biāo)記所指方向，不得搞錯。應(yīng)嚴(yán)格按廠方使用說明書的要求進(jìn)行泵的拆卸和裝配。答：齒輪泵：結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，工作可靠，自吸性好，維護(hù)方便，耐沖擊，轉(zhuǎn)動慣量大。但流量不可調(diào)節(jié)，脈動大，噪聲 大，易磨損，壓力低，效率低。高壓齒輪泵具有徑向或軸向間隙 自動補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，所以壓力較高。內(nèi)嚙合擺線齒輪泵因結(jié)構(gòu)緊湊， 轉(zhuǎn)速高，正日益獲得發(fā)展。單作用葉片泵：軸承上承受單向力，

37、易磨損，泄漏大，壓力不高。改變偏心距可改變流量。與變量柱塞泵相比，具有結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜的優(yōu)點。雙作用葉片泵：軸承徑向受力平衡，壽命較高，流量均勻，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲小，結(jié)構(gòu)緊湊。不能做成變量泵，轉(zhuǎn)速必須大于500r/min 才能保證可靠吸油。定子曲面易磨損，葉片易咬死或折斷。螺桿泵：結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，流量和壓力脈動小，無紊流擾動， 噪聲小，轉(zhuǎn)速高，工作可靠，壽命長，對油中的雜質(zhì)顆粒度不敏感， 但齒形加工困難，壓力不能過高，否則軸向尺寸將很大。徑向柱塞泵：密封性好，效率高，工作壓力高，流量調(diào)節(jié)方便， 耐沖擊振動能力強(qiáng)，工作可靠，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格較貴，與軸向柱塞泵比較，徑向尺寸大，轉(zhuǎn)動慣量大，轉(zhuǎn)速不

38、能過高，對油的清潔度要求高。軸向柱塞泵：由于徑向尺寸小，轉(zhuǎn)動慣量小，所以轉(zhuǎn)速高，流量大，壓力高，變量方便，效率也較高；但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格較貴，油液需清潔，耐沖擊振動性比徑向柱塞泵稍差。解：（1） q 150 103 / 60vq160 103 / 60t 0.94（2）qt V n q160 103 / 60V t 1.68 104 (m3 / r) n950 / 60pq2nTiT pq 29.5 106 150 103 / 60 852.53( N m)i2n2 3.14 950 / 60 0.87pi（3） 2nTi 2 3.14 950 / 60 852.53 84.77(KW ) .V

39、m mv 0.870.94 0.93（4）Ti 852.53( N m)解：n q 0.95 r50 103607.92svv100 106p p p12 10 0.5 9.5 MPaT p q 2m 9.5 106 100 1062 3.14 0.85 129N m60P p q 9.5 106 50 103i 7.92 103 W P P0mvi 0.85 0.95 7.92 103 6395.4W 解：p2T2 3.14 120 10MPamv 80 106 0.94mmq Vtmn 80 106 110060 1.47 103 m3 s由圖aOBAB2 OD10696 1036094

40、10360知：ODCDOD 106 OD 104.67MPaOD CD 104.67 10694 10360OFEF104.67 0.03106EFEF 1.56 103 m3 ssq E 1.56 103 m3m qtm 1.47 103 0.94vmqm1.56 103圖 a解：（1）求偏心量以單作用式葉片泵的理論排量公式計算（忽略葉片厚度）q 2DeB,則e q16 103 0.95mm2DB2 89 30（2）根據(jù)已知條件確定最大可能的偏心量 emax ，再求出最大可能的理論排量定子與轉(zhuǎn)子之間的最小間隙選為 0.5mme D d 0.5 2.5mmmaxqmax22 2DeB 2 89

41、 2.5 30 4.194 103 mm3 / rmax解：t（1） 泵的理論流量 qd 2 0.22qt 4Dtgzn 0.7 tg 22 30 7 960 61l / min4t（2） 實際流量 qq q v 61 0.95 57.95l / min電動機(jī)功率 PP Pipq 16 106 57.95 103 / 600.95 0.9 18074W 18.074KWvm解：不相同，因為：液壓泵：pvQQ QQT 1 QQQTTT液壓馬達(dá)：mvQQ QQT 1 QQQ兩者Q 雖相同，但液壓馬達(dá)的實際流量 Q大于理論流量 QT 故 mvpv解：不相同，因為：液壓泵： MT M M 1 MpvM

42、MM液壓馬達(dá)：M MT M 1 MmvMMMTTT兩者M(jìn) 雖相同，但液壓馬達(dá)的實際輸入扭矩大于理論扭矩 MT 故 pmmm解：(1)pv Q 100.7Q106T 0.95(2)Q QTQQ 106 500 36.55L / minT1450Q 106 100.7 5.3L / min Q PVQ T 31.2536.55 0.855第一種情況PpQin2.5 106 1007 1030.9 0.95 60 4906w 4.9kwpvpm第二種情況：PpQin2.5 106 31.25 1030.9 0.855 60 1692w 1.69kwpv3.19解：pm QQ25 103 0.77pv

43、QT6.66m2 ZBn6.66 0.32 15 25 1450解：設(shè)定子半徑R，轉(zhuǎn)子偏心量為e 當(dāng)二葉片處于最上位置時其密封容積最小，而到達(dá)最下位置時容積最大若不考慮葉片厚度，則每轉(zhuǎn)一圈，二葉片間的密封容積的吸油量近似為：B R e2Z R e2 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一圈，共有 Z 個密封容積，故排量：q B R e2 R e2 B 4eR 2DBe平均流量： Q ng 2DBne C（1）e式中：C常數(shù)， C 2DBn設(shè)： pb 限定壓力x0 調(diào)壓彈簧的初壓力縮量K 調(diào)壓彈簧的剛度A 反饋活塞的面積已知超過 p 后，偏心量 e 減小，設(shè)e 為定子最大偏心量則偏b0心量為：e e0A(P P )b eK0

44、A(P K X)A0K e X00 A P（2）K以（2）代入（1）得 Q-P 線ACA KXQ cecx cP ce P 2 00K0K A Q2DBnA (P P) （3）maxKb式中： Q最大流量， Q ce 2 DBnemaxmax00由式（3）可知：當(dāng)P P 時，Q Qbmax當(dāng)P P時，Q 0, Q 2DBnA (P P )斜率tg QmaxC 2DBnAmaxKCBP PKcb在 D、B、n、A 一定的情況下，斜率與彈簧剛度 K 成反比，K 越大，直線越平坦。改變彈簧預(yù)緊力即改變 X。斜率不變。解：在 BC 線上任一點壓力 P 對應(yīng)的流量為：PQ Pbmax maxQP Pma

45、xP PQ QmaxmaxP PmaxbP P功率P P Q PQmaxmaxP P對于最大功率dP 0dpmaxbdP Qmax(P 2P) 0dpP PmaxbP 1 Pmax2maxP 1 PP 1 PQmaxx2max2maxmaxP PmaxbQ P2max4(Pmax解：maxP )b（1） 泵排量：q d 24 D tg Z, tg18 0.32492 3.14 2.42 7.6 0.32492 7 4 78.2cm3 / rQ n qpv 1450 78.2 103 0.92 104.32L / min111Q n qpv 960 78.2 103 0.94 70.57L /

46、min222解：（1） M pq 2mm10 0.2106 69.4 1062 3.14 0.94 101.75N Mn Q qmV100 69.4 103 0.92 1326r / min解：p M 2q mm16 2 3.14 10 106 0.8 12.57Mpa(2) nmq nmqnmmvQn qppvn ppvnm np pv mv 1000 0.9 0.9 810r / min(3)P M 2nm 16 2 3.14 810 1 103 1.36KW60(4)Q n q ppv 1000 10 103 0.9 9L / minP 解：PQPVpm 12.57 106 9 103

47、1030.9 0.8 60 2.62KW(1)mm M 2q 題 3.25 圖P M 2mm10 2 3.14 3.49Mpamq mm20 106 0.9p ppmp 3.49 0.31 3.8Mpa設(shè)Q為泵的流量，由特性曲線P20 4.2 3.2 1Q4.2 3.84ppQ 8 L minQnp mqmv 8 10320 0.9 360rmin1Pmout M 2nm 10 2 3.14 360 103 0.377KW604PPpoutP Qp 3.8 106 8 10-3103 0.596KWPinp0.85 60p四液壓缸答：活塞式液壓缸可分為雙桿式和單桿式兩種結(jié)構(gòu)。雙桿活塞式液壓缸：

48、當(dāng)兩活塞直徑相同、缸兩腔的供油壓力和流量都相等時，活塞（或缸體）兩個方向的推力和運動速度也都相等，適用于要求往復(fù)運動速度和輸出力相同的工況，如磨床液壓系統(tǒng)。缸體固定式結(jié)構(gòu)，其工作臺的運動范圍約等于活塞有效行程的11，22。即3 倍，一般用于中小型設(shè)備；活塞桿固定式結(jié)構(gòu)，其工作臺的運動范圍約等于缸體有效行程的兩倍，常用于大中型設(shè)備中。單桿活塞式液壓缸：由于 A A ， 故 F Fv v12活塞桿伸出時，推力較大，速度較??；活塞桿縮回時，推力較小，速度較大。因而它適用于伸出時承受工作載荷， 縮回是為空載或輕載的場合。如，各種金屬切削機(jī)床、壓力機(jī)等的液壓系統(tǒng)。答：O 形密封圈： 特點：（1） 密封性

49、好，壽命較長；用一個密封圈即可起到雙向密封的作用； 動摩擦阻力較??；對油液的種類、溫度和壓力適應(yīng)性強(qiáng)； 體積小、重量輕、成本低；結(jié)構(gòu)簡單、裝拆方便；既可作動密封用，又可作靜密封用；可在 40C 120C 較大的溫度范圍內(nèi)工作。但它與唇形密封圈相比，其壽命較短，密封裝置機(jī)械部分的精度要求高。注意事項：O 形圈在安裝時必須保證適當(dāng)?shù)念A(yù)壓縮量，壓縮量的大小直接影響 O 形圈的使用性能和壽命，過小不能密封，國大則摩擦力增大，且易損壞。為了保存證密封圈有一定的預(yù)壓縮量，安裝槽的寬度大于 O 形圈直徑，而深度則比 O 形圈直徑小，其尺寸和表面精度按有關(guān)手冊給出的數(shù)據(jù)嚴(yán)格保證。在靜密封中，當(dāng)壓力大于32MP

50、a 時，或在動密封中，當(dāng)壓力大于10MPa 時，O 形圈就會被擠入間隙中而損壞，以致密封效果降低或失去密封作用。為此需在 O 形圈低壓側(cè)安放1.2 2.5mm 厚的聚四氟乙烯或尼龍制成的擋圈。雙向受高壓時，兩側(cè)都要加擋圈。O 形圈一般用丁腈橡膠制成，它與石油基液壓油有良好的相容性。當(dāng)采用磷酸酯基液壓油時，應(yīng)選用其他材料制作的 O 形圈。在安裝過程中，不能劃傷 O 形圈，所通過的軸端、軸肩必須倒角或修圓。通過外螺紋時應(yīng)用金屬導(dǎo)套。Y 形密封圈：特點：Y 形密封圈是一種密封性、穩(wěn)定性和耐壓性較好，摩擦阻力小， 壽命較長的密封圈，故應(yīng)用比較普遍。注意事項：Y 形圈安裝時，唇口端應(yīng)對著液壓力高的一側(cè)。

51、若活塞兩側(cè)都有高壓油一般應(yīng)成對使用。當(dāng)壓力變化較大、滑動速度較高時，為避免翻轉(zhuǎn)，要使用支承環(huán)，以固定 Y 形密封圈。安裝密封圈所通過的各部位，應(yīng)有 15 30 的倒角，并在裝配通過部位涂上潤滑脂或工作油。通過外螺紋或退力槽等時，應(yīng)套上專用套筒。答:單桿活塞式液壓剛由缸底、彈簧擋圈、卡環(huán)帽、軸用卡環(huán)、活塞、O 形密封圈、支承環(huán)、擋圈、Y 形密封圈、缸筒、管接頭、導(dǎo)向濤、缸蓋、防塵圈、活塞桿、緊定螺釘、耳環(huán)等組成。答：活塞式液壓缸常見故障及其排除故障產(chǎn)生原因排除方法外部漏油1活塞桿拉毛或與缸蓋間隙過大1。用油石修磨活塞桿或更換缸蓋2活塞桿上密封圈或防塵圈損傷2。更換新密封件3。缸蓋螺紋過松或擰力不

52、均3均勻擰緊缸蓋螺紋4。安裝不良，活塞桿伸出困難4拆下檢查安裝位置是否正確5。工作壓力過高，造成密封圈損壞5調(diào)整工作壓力至規(guī)定值活塞桿爬行1液壓缸內(nèi)有空氣或油中有氣泡1松開接頭，將空氣排出2液壓缸的安置位置偏移2拆下檢查安裝位置是否正確3活塞桿全長或局部3校正活塞桿不直度彎曲或更換新件4缸內(nèi)壁拉傷去除毛刺或更換缸筒1密封圈扭曲、磨損、 1更換密封圈動作緩慢無力內(nèi)漏嚴(yán)重2密封圈過緊，油缸 2選用尺寸合適的密阻力大封圈3活塞桿彎曲3校直活塞桿4系統(tǒng)工作壓力低4檢查系統(tǒng)各部件解：4 10 103（1）V4q60 0.173m / s3d 2 35 103 2F 34d 2 p1 0.0352 2.5

53、 106 2404N 4F p A p A 2.5 106 0.052 2.6 106 0.052 0.0352 2306N 3112244解：（1）P3為大氣壓 P 03P A0.9 106 100 104P11 0.5 MPa2A A12100 104 80 104 F F12 P A21P A32 0.5 106 100 104 5000N Vq1A1 12 103 / 60 100 104 0.02m / sVq2A280 104 0.02100 104 0.016m / sF P AP A P A1 A 0.9 106 100 104 0.9 106 / 2 80 104 5400N

54、 P111221F P A221122PP A1 322A 0.9 106 / 2 100 104 4500N 1F P A P A 011122P A0.9 106 100 104P112A2 1.12580 104MPaF P A221P A32 P A21 1.125 106 100 104 11.25KN 4.7 解： q 10l / min 0.167l / sv q 0.167 0.167 1.48m / sAd 2120244d 2 1202F P A 5 106 5 106 5.652 1010 Pa144解：pA F F1 p D 2 F F4F F p1144 12 102

55、 2 104 D 3.14 5 106 0.073 m 7.3 mmq VAv0.04 3.14 0.073240.9 0.186L / sP pq 5 106 0.186 103 1094W 1.094KWi0.85解：圖 a)v 4Q D 24 25 1033.14 0.092 60 0.066 m s 運動方向向左F P1 D2 4 P 2 4D 2 d 2 5 106 3.14 92 104 0.3 106 92 621043.14 44 30748N圖v 4Q4 25 103 0.118 mb)運動方向向左 D 2d 23.14 0.092 0.062 60sF P D 21 4d

56、2 P2 D 243.143.14 5 106 92 62 104 0.3 106 92 10444 15762N圖c)v 4Q D 2 d 24 25 1033.14 0.092 0.062 60 0.118 m s運動方向向左F P 2 D 2 d 2 P D 2 d 2 P D 2142 43.14 243.14 5 106 2 492 62104 0.3 106 492 62104 0.3106 3.144 92 104 32374N圖 d)v 4Qd 24 25 1033.14 0.062 603.14 0.147 m sF P1d 2 5 106 4 62 104 14137 N4

57、解： v 4Qd 24 25 103 3.14 0.12 603.14 0.053 m sF P解：d 2 5 106 4 0.144 39250 Na vmax v0 vmaxttp A F G mav4 F G m max P d 2t2500064 20000 25000 9.97Mpa9.810.05 60 3.14 82 104Q AV 3.14 82 1046max460 5.02 104 m s 30.1L min解：輸出轉(zhuǎn)矩：M Z P b(D 2 d 2 )8 2 10 106 0.03(0.22 0.082 )8 25.20N m2 Q D 24d 2 b nzb D 26

58、 d 2 轉(zhuǎn)速：n 4Q2 D 2 d 2 b4 100 103 1.05rs2 0.22 0.082 0.03 60角速度： 8Q8100 103 6.61radzb D 2d 22 0.03 0.22 0.082 60s解：無桿腔活塞面積A13.14D 20.1278510 5 m 244有桿腔活塞面積3.14A(D 2 d 2 ) (0.12 0.0652 ) 453 10 5 m 2 244設(shè)三液壓缸有桿腔壓力分別為 p 、p 、p123，第一缸無桿腔壓力為 p,p 03pA PA F112p A PA F1 122p A F21解 得 F pA31102 785341097 NA 2

59、 A 212A A127852 4532 785 453設(shè)三個活塞速度分別為 v 、v 、v123Q AV1A V A V2 112A V AV2213由此得 v1 Q A125 103785 105 60 0.055m / sA V453105 55 103v2 12A1A V 0.032m / s785 105453 105 32 103v223A1 0.018m / s785 105設(shè)三活塞反向速度為 v 、v1 、v 23Q A V11212V A V AV A21 V A32由此得11v VA 92 103 785 105 0.159m / s2A453 1052v V A21 15

60、9 103 785 105 0.276m / s3A453 1052解：設(shè)快進(jìn)速度為 v1,快退速度為 v2,1)v1 4Q 4 25 103 0.108m / sd 23.14 0.072 60v2 4Q4 25 103 0.104 m / s (D 2 d 2 )3.14(0.12 0.072 ) 60 v1 v22) D2 p1 D 2 d 2 p2 F443.14F (D 2 d 2 ) p225000 (0.12 0.072 ) 0.2 106p1 4 D 243.14 0.12 3.29MPa44缸筒壁厚 Dy2( )當(dāng)額定壓力 pn 16MPa時，py 1.5 pn,而pn p