《液壓與氣壓傳動》課后習(xí)題答案

1-2.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=700MP”求壓力升高值。

解：壓縮率

3”八（49.9-50）一…

AAp=-K---=-700----------=1AMPa

匕50

1-4.用恩氏粘度計測得P=850kg/m3的某液壓油200mL流過的時間為t|=153s。20c時200mL蒸儲水

流過的時間t2=51so問該液壓油的°E為多少？動力粘度〃(P。-S)為多少?運(yùn)動粘度〃=/s為多少?

解：

。八L空=3

t251

V=（7.31°E-筌）xl0-6=（7.31x3-沫）xl0-6=19.83x10-6加2

〃=V.p=19.83x10-6x850m26.奴/〃尸

N=kg'm/s2

〃=1.69xlCT?Pa.s

1-5.如圖所示，一具有一定真空度的容器用一根管子倒置于一液面與大氣相通的水槽中，液體在管

3

中上升的高度h=1m,設(shè)液體的密度為P=1000kg/m,試求容器內(nèi)的真空度。

解：以液面為等壓面，由液體靜壓力基本方程得

P+pgh=Pa

所以真空度為

pa-p=pgh=1000X9.8X1=9800(Pa)

1-6.如圖所示，密閉容器中充滿了密度為P的液

塞直徑為d,重量為FG，在力F作用下處于平衡狀態(tài)，

浸入液體深度為h。試確定液體在測壓管內(nèi)上升的高度x。

解：深度為h的平面為等壓面，列出柱塞和測壓管在等壓面

上的壓力平衡方程為

J+七4（尸+《）

（x+h）-pg

/47tti-

則—Mi

兀d--pg

1-10.如圖示一抽吸設(shè)備水平放置，其出口和大氣相通，細(xì)管處斷面積=3.2C〃J,出口處管道面

積A2=4A|,%=］機(jī)，求開始能夠抽吸時，水平管中所必需通過的流量0。按理想液體計算。

解：對截面IH列伯努利方程，設(shè)通過中心線的水平面為基準(zhǔn)

Pi=-pgh,舄=0,Z1=Z2=0

。=4匕=42匕，匕==4匕

22

-pgh?(4V2)=V2

Pg2g2g

12

—(16-l)V?=h

2g

V?2=^

15

2gh_

1.143m/s

V27T―

3S

Q=A2V2=4A,V2=4*3.2*1.143*100=1463cm/

1-1L如圖示彎管，試?yán)脛恿糠匠糖罅鲃右后w對彎管的作用力。設(shè)管道入口處的壓力為出，管道出

口處的壓力為Pz,管道通流面積為A,通過流量為Q,流速為v,油液密度為P。

解：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y方向的作用力分別為

￡和G。

列出x方向動量方程

P}A-Fx-P2ACOS0=pQ(vcos0-v)

Fx=-P2Acos0+pQv(l-cosd)

列出X方向動量方程

Fy-P2Asin0=pQ(vsin0-O)

/.Fy=/;Qusine+p2Asin0

合力F=,Fj+Fy2

液體對彎管的作用力大小與F相等，方向與F相反

1-17.d=20mm的柱塞在力F=40N作用下向下運(yùn)動，導(dǎo)向孔與柱塞的間隙

h=01mm,導(dǎo)向孔長度l=70mm,試求當(dāng)油液粘度口=0.784X10'p“?s’柱塞與導(dǎo)

向孔同心，柱塞下移0.1m所需的時間。

解：

,40

,3,、0.13x^x20x(--------5-0)

h就(zp—p“)_>TX202/4

q=-----=2.43xl0~3/n/n3Is

12///12x0.784x10-'X70

q_2.43x10-3

4

V二=1.55x10-mm/s

A7rx202/4

0.001

=6.45s

v1.55x10-4

2-2.某液壓泵在轉(zhuǎn)速n=950r/min時，排量為v=168ml/r。在同樣的轉(zhuǎn)速和壓力29.5MPa時、測得泵的

實際流量為150L/min,總效率”087,求:

(1)泵的理論流量：

(2)泵在上述工況下的泵的容積效率機(jī)械效率；

(3)泵在上述工況下所需的電動功率；

(4)驅(qū)動泵的轉(zhuǎn)矩多大？

解：(1)泵的理論流量qt=v-n=168X950=159600ml/min=159.6L/min=2.66X10m7s

150x10-3/60

⑵7,.=—-------------；-----=0.94

q,159.6x107/60

???〃=/為

z;_0.87

=0.93

77,.0.94

(3)電機(jī)的驅(qū)動功率

29.5X106X150X10-3/60

=84770(W)

’7〃0.87

(4)驅(qū)動泵的轉(zhuǎn)矩

?/p.=Ta)=2加(

P：_84770

=852.53(N-〃?)

-2^?-2x3.14x950/60

另解:

pq

2加11}

29.5X106X150X10-3/60

pq=852.53(N-〃?)

2加〃2x3.14x950/60x0.87

Pi=2哂=2x3.14x950/60x852.53=84.77(KW)

3-1.液壓馬達(dá)的排量V=250ml/r,入口壓力pi=10.5MPa,出口壓力p2=1.0MPa,容積效率：1丫=0.92,

機(jī)械效率＞產(chǎn)0.9，若輸入流量q=22L/min,求馬達(dá)的實際轉(zhuǎn)速n、輸出轉(zhuǎn)矩T、輸入功率和輸出功率各

為多少？

解：

22x10-3

n=250x10-6*0.92=8。.96%歷

△P=R-P2=105-1=9.5（MPa）

T9.5X106X250X10-6”””、

T=———7?=-----------------x0.9=340.4（N-m）

In2x3.14

P.=bp-q=9.5x1O'x22x10=3.48xlO3（W）

Po=%"C=0.9x0.92x3.48x1（）3=288L4（w）

3-2.某液壓泵當(dāng)負(fù)載壓力為8MPa時，輸出流量為96L/min,而負(fù)載為lOMPa時，輸出流量為

94L/min?用此泵帶動一排量為80ml/r的液壓馬達(dá)，當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為120N?m時，液壓馬達(dá)的機(jī)械效率為

0.94,其轉(zhuǎn)速為1100r/min,試求此時液壓馬達(dá)的容積效率為多少？

解：馬達(dá)在上述工況下的負(fù)載壓力

此時泵的工況為：pp=10MPaqp=94L/min

所以：

3

qtm_Vn_80xl0-xll00

n=0.936

vm或qp94

3-3.為兩個結(jié)構(gòu)相同相互串聯(lián)的液壓缸，無桿腔的面積ALlOOXIO'm。有桿腔的面積A2=80X

10'm2,缸1的輸入壓力pi=0.9MPa,輸入流量q=12L/min,不計摩擦損失和泄漏，求：

（1）兩缸承受相同負(fù)載（F,=F2）時，該負(fù)載的數(shù)值及兩缸的運(yùn)動速度；

（2）缸2的輸入壓力是缸1的一半（P2=P/2）時，兩缸各能承受多少負(fù)載？

（3）缸1不承受負(fù)載（F1=0）時，缸2能承受多少負(fù)載？

解：

（1）?.?舄為大氣壓.??烏=0

44_0.9X106X100X10-4

P=0.5（MPa）

2A|+4—lOOxlO_4+80X10-4

片=一64=0.5xl06xl00xl0-4-0=5000（A^）

12x10）60

=0.02（/n/s）

lOOxlO_4

//端等=°川6(必)

（2）

F\=P\A\~P2A2=P\A\

=0.9xl06xl00xl0-4-0.9X106/2X80X10-4=5400（N）

6-4

F2=P2A,-P.A2=^-A,=0.9X10/2X100X10=4500（N）

（3）因為F,=P,A,-P2A2=0

Eln640.9x106X100X10Y-\

所以p,=-J—L=--------------------=1.125（MPa）

A,80x107

6-4

F2=P2Al-PiA2=P2Al=1.125xl0xl00xl0=11.25（/fN）

4-4.如圖所示的回路中，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，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1.5MPa時(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)動時，A、B、C三點(diǎn)的壓力各為多少？

解：(1)工件夾緊時，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，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=L5MPa。單向閥后的C點(diǎn)壓力，

由于原來夾緊缸處于2.5Mpa,單向閥在短時間內(nèi)有保壓作

用，故Pc=2.5MPa,以免夾緊的工件松動。

(3)夾緊缸作空載快速運(yùn)動時，pc=O。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=O。因減壓閥閥口全開，若壓力損失不計，則PB=O。由此可

見，夾緊缸空載快速運(yùn)動時將影響到泵的工作壓力。

4-5.如圖所示的液壓系統(tǒng)，兩液壓缸的有效面積A|=100X10城，缸I負(fù)載F=35000N,缸H運(yùn)動時負(fù)

載為零。不計摩擦阻力、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)液壓泵啟動后，兩換向閥處于中位；

(2)1YA通電，液壓缸1活塞移動時及活塞運(yùn)動到終點(diǎn)時；

(3)1YA斷電，2YA通電，液壓缸2活塞運(yùn)動時及活塞碰到固定擋塊

解：(1)

PA=PB=4MPa

pc-2MPa

(2)I移動:

AIOOXIO-4

-2MPa

I到達(dá)終端:PA=Pn=4MPa

pc=2Mpei

QMPa

(3)II移動:PA=PH=Pc=

II碰到固定擋塊時：PA=Pn=4MPa

pc=2MPa

4.9.圖(a)和(b)用插裝閥分別組成兩個方向閥，若閥關(guān)閉時A、B有壓力差，試判斷電磁鐵得電

和斷電時壓力油能否經(jīng)錐閥流動，并分析各自作何種換向閥使用。

(b)

可作單向閥和二通閥組成的二位二通閥O

62在圖示回路中，已知活塞運(yùn)動時的負(fù)載F=1.2KN,活塞面積A=15X10-4m2,溢流閥調(diào)整值為

Pp=4.5Mpa,兩個減壓閥的調(diào)整值分別為P,“=3.5MPa和PJ2=2Mpa,如油液流過減壓閥及管路時的損失可

忽略不計，試確定活塞在運(yùn)動時和停在終點(diǎn)端位時，A、B、C三點(diǎn)的壓力值。（6分）