液压与气压传动课后答案（第四版）

1-5．如图所示，一具有一定真空度的容器用一根管子倒置于一液面与大气相通的水槽中，液体在管中上升的高度h = 1m，设液体的密度为ρ= 1000㎏/m，试求容器内的真空度。 解：以液面为等压面，由液体静压力基本方程得 p +ρgh = pa 所以真空度为

3

pa－p = ρgh =1000×9.8×1 =9800（Pa）

pρpah31-7.图1-35所示容器A中的液体的密度?A?900kg/m，B中液体的密度为?B?1200kg/m3，ZA?200mm,ZB?180mm,h?60mm, U形管中的测压介质为汞，试求A、B之间的压力差。

33解：已知：?汞=13.6?10kg/m B选择1-1为等压面，则U形管内的静压力平衡方程为 pA??AgZA?pB??BgZB??汞gh 则有： A?g??BZB??汞h??AZA??9.8??1200?0.18?13.6?103?0.06?900?0.2?Pa?8.35?10Pa

2-1.某液压泵的输出压力为5MPa，排量为10mL/r，机械效率为0.95，容积效率为0.9，当转速为1200r/min时，泵的输出功率和驱动泵的电动机的功率各为多少？

解：已知：

3ZA?p?pA?pB??BgZB??汞gh??AgZA11p0?5MPa,V?10mL/r?10?10?6m3/r,?m?0.95,?v?0.9,n?1200r/min

则泵的输出功率：

5?106?10?10?6?1200P0?p0q?p0qt?v??0.9?10?3?0.9kw

60驱动泵的电动机功率：

hZB

Pi?P0??0.9kw?1.053kw

0.95?0.92-2.某液压泵在转速n=950r/min时，排量为v=168ml/r。在同样的转速和压力29.5MPa 时，测得泵的实际流量为150L/min，总效率η=087，求： (1) 泵的理论流量；

(2) 泵在上述工况下的泵的容积效率机械效率； (3) 泵在上述工况下所需的电动功率； (4) 驱动泵的转矩多大？

解：(1) 泵的理论流量 qt=v·n=168×950=159600ml/min=159.6L/min=2.66×10m/s

-33

q150?10?3/60（2）?v???0.94 ?3qt159.6?10/60????V.?m??m? ?0.87??0.93?v0.94 (3) 电机的驱动功率

29.5?106?150?10?3/60???84770(W)?84.77kW Pi???0.87POpq (4) 驱动泵的转矩

pi?Ti??2?nTi

?Ti?另解:

P84770i??852.53(N?m)2?n2?3.14?950/60???pq2?nTipq29.5?106?150?10?3/60?Ti???852.53(N?m)

2?n?2?3.14?950/60?0.87pi?2?nTi?2?3.14?950/60?852.53?84.77(KW)

3-1.液压马达的排量V=250 ml/r，入口压力p1=10.5MPa，出口压力p2=1.0MPa，容积效率ηv=0.92，机械效率ηm=0.9，若输入流量q=22 L/min，求马达的实际转速n、输出转矩T、输入功率和输出功率各为多少？ 解：

qtq22?10?3n???v??0.92?80.96r?6minVV250?10?p?p1?p2?10.5?1?9.5?MPa????p?V9.5?106?250?10?6T??m??0.9?340.4?N?m?

2?2?3.149.5?106?22?10?3P??p?q??3.48?103?W?i603P???P?0.9?0.92?3.48?10?2881.4?W?0mvi

3-3.为两个结构相同相互串联的液压缸，无杆腔的面积A1=100×10m，有杆腔的面

-42

积A2=80×10m，缸1的输入压力p1=0.9MPa，输入流量q=12 L/min，不计摩擦损失和泄漏，求：

（1） 两缸承受相同负载（F1=F2）时，该负载的数值及两缸的运动速度； （2） 缸2的输入压力是缸1的一半（P2=P1/2）时，两缸各能承受多少负载？ （3） 缸1不承受负载（F1=0）时，缸2能承受多少负载？

-42

解： （1）

P3

?P3为大气压 ?P3?0

P1A10.9?106?100?10?4 P2? ??0.5?MP?a?4?4A1?A2100?10?80?10 ?F1?F2?P2A1?P3A2?0.5?106?100?10?4?5000?N?

q12?10?3/60 V1???0.02?m/s? ?4A1100?10q80?10?4?0.02 V2???0.016?m/s? ?4A2100?10（2）

F1?P1A1?P2A2?P1A1? ?0.9?106?100?10?4P1A2 2?0.9?106/2?80?10?4?5400?N?

F2?P2A1?P3A2?P1A1?0.9?106/2?100?10?4?4500?N? 2

(3) 因为 F1?P1A1?P2A2?0

P1A10.9?106?100?10?4所以 P2???1.125?MPa? ?4A280?10F2?P2A1?P3A2?P2A1?1.125?106?100?10?4?11.25?KN?

4-5.如图所示的液压系统，两液压缸的有效面积A1=100×10m，缸I负载F=35000N，

缸Ⅱ运动时负载为零。不计摩擦阻力、惯性力和管路损失，溢流阀、顺序阀和减压阀的调定压力分别为4MPa、3MPa和2MPa。求在下列三中情况下，A、B、C处的压力。

（1）液压泵启动后，两换向阀处于中位；

（2）1YA通电，液压缸1活塞移动时及活塞运动到终点时；

（3）1YA断电，2YA通电，液压缸2活塞运动时及活塞碰到固定挡块

解：(1)

-42

pA?pB?4MPa

pc?2MPa

（2）I移动：

pA?pB?pc?2MPaF35000??3.5MPaA1100?10?4

I到达终端： pA?pB?4MPa （3）Ⅱ移动：

pc?2MPa

pA?pB?pc?0MPaⅡ碰到固定挡块时： pA?pB?4MPa

pc?2MPa

4-8.液压缸的活塞面积为A=100×10-4m2，负载在500～40000N 的范围内变化，为使负载变化时活塞运动速度稳定，在液压缸进口处使用一个调速阀，若将泵的工作压力调到泵的额定压力6.3MPa，问是否适宜？为什么？

解：缸的最大工作压力p?F40000?Pa?4MPa A100?10?4 因调速阀在正常工作时的最小压差?p?0.5~1.0MPa，

所以液压泵的工作压力pp?p??p?4.5~5.0MPa，如果将泵的工作压力调到

6.3MPa虽然调速阀有良好的稳定流量性能，但对节省泵的能耗不利，故不适宜。应调定在5.0Mpa较为合适。

6-4. 回油节流调速系统：液压泵流量为25L/ min，溢流阀调定压力为5.4Mpa, 负载F为40000N，液压缸大腔面积A1=80cm2, 小腔面积A2=40cm2, 工进时液压缸速度v为18cm/min, 不考虑管路损失和液压缸摩擦损失。

（1）画出完整回路；

（2）工进时液压系统的效率为多少；

（3）负载降为0时（即F=0），活塞的运动速度和回油腔的压力？ 解：（1）如右图：

（2）

F.v?0.053??325?10pp.qp?5.4?10660（3）当V1=18cm/min时，

4?104???0.18605.4?106?80?10?4?4?104P=??0.8Mpa?4 2A240?10ppA1当F=0时, p2’= ?10.8Mpa

A21v1p22?() v2=0.66m/min v2p2'

6-5.如图6-8a所示的进油节流调速回路，已知液压泵的供油流量qp?6L/min，溢流

-42阀调定压力pp?3.0MPa，液压缸无杆腔面积A1=20?10m，负载

PpA1?FF=4000N，节流阀为薄壁孔口，开口面积为

AT=0.01?10-4m2,cd?0.62,??900kg/m3,求：

1）活塞杆的运动速度v。

2）溢流阀的溢流量和回路的效率。 3）当节流阀开口

面积增大到

AT1=0.03?10-4m2和AT2=0.05?10-4m2时，分别计算液压缸的运动速

度v和溢流阀的溢流量。 解：1）液压缸进油腔压力

p1?F4000?6??10MPa?2MPa ?4A120?10

q1?CdAT2?p??0.62?0.01?10?4?2??3?2??106/900所以活塞运动速度为

?2.92?10?5m3/sq12.92?10?5v??m/s?14.6?10?3m/s ?4A120?102）溢流阀的溢流量

qy?qp?q1??6?10?3/60?2.92?10?5?m3/s?0.708?10?4m3/s

回路效率

Fv4000?14.6?10?3?c???100%?19.5%

ppqp3?106?6?10?3/60?42?533）当AT1?0.03?10m时 qJ1?3q1?8.76?10m/s

v?qJ1?3?14.6?10?3m/s?43.8?103m/s A1qy?qp?qJ1??6?10?3/60?8.76?10?5?m3/s?0.124?10?4m3/s

当AT2?0.05?10m时 qJ2?5q1?14.6?10m/s?8.76L/min?qp，所以通过节流

?42?536?10?3/60?3阀的实际流量为q?qp?6L/min，因此v??m/s?50?10m/s，?4A120?10'J2qp而qy?0

L/mi，n6-6在图6-34所示的调速阀节流调速回路中，已知qp?25A1=100?10-4m2，A2=50?10-4m2，F由零增至30000N时活塞向右移动速度基本无变化，v=0.2m/min，若调速阀要求的最小压差为?pmin?0.5MPa，试求：

1）不计调压偏差时溢流阀调整压力py是多少？泵的工作压力是多少？ 2）液压缸可能达到的最高工作压力是多少？

3）回路的最高效率为多少？

解：1）溢流阀应保证回路在F?Fmax?30000N时仍能正常工作，根据液压缸受力平衡式pyA1?p2A2?Fmax??pminA2?Fmax得

50??py??0.5?106?4?30000?10??进入液压缸大腔的流量:

?100?10?Pa?3.25MPa

?4?43q1?Av1?100?10?0.2?10L/min?2L/min=qp

溢流阀处于正常溢流状态，所以液压泵的工作压力

pp?py?3.25MPa

2）当F?Fmin?0时，液压缸小腔中压力达到最大值，由液压缸受力平衡式pyA1?p2maxA2，故

p2max?A1100py??3.25MPa?6.5MPa A2503）F?Fmax?30000N，回路的效率最高

2Fv10?100%?7.4% ???ppqp3.25?106?2510330000?6-7.如图6-15所示的限压式变量泵和调速阀的容积节流调速回路，若变量泵的拐点坐标

-42为（2MPag10L/min），且在pp?2.8MPa时qp?0，液压缸无杆腔面积A1=50?10m，

-42有杆腔面积A2=25?10m，调速阀的最小工作压差为0.5MPa，背压阀调压值为0.4MPa，

试求：

1）在调速阀通过q1?5L/min的流量时，回路的效率为多少？ 2）若q1不变，负载减小4/5时，回路效率为多少？

3）如何才能使负载减小后的回路效率得以提高？能提到多少？ 解：1）在qp?q1?5L/min时，

在限压式变量泵特性曲线的变量段求出泵的出口压力pp

2.8?22.8?pp?，得pp=2.4MPa 105液压缸进口压力p1?pp??pmin??2.4?0.5?MPa?1.9MPa

25?10?41.9?5?0.4??5?4p1q1?p2q250?10??100%?70.8% 此时回路效率?c?ppqp2.4?52）当p1=1.9MPa时，负载F为

F?p1A1?p2A2??1.9?106?50?10?4?0.4?106?25?10?4?N?8500N

当负载F减小4/5时，F?'1'11F??8500N?1700N 55?1700?F'A225?10?4?6此时 p??p2???10??0.4?MPa?0.54MPa ?4?4A1A150?10?50?10?25?10?40.54?5?0.4??5?4p1'q1?p2q250?10??100%?14.2% 因此回路效率?c?ppqp2.4?53）对于这种负载变化大、低速、小流量的场合，可采用差压式变量泵和节流阀组成的容积节流调速回路。回路效率可有较大提高。当p1?1.9MPa、?pJ?0.3MPa时，回路效率为

?c?p11.9??100%?86.4%

p1??p11.9?0.3p1q1p2q34qp max变量泵pmin2q1液压缸2app1qp0ptmaxppp

《液压与气压传动》课堂测验 (1)

姓 名 学 号 日 期 一、填空

1．液压系统中的压力取决于（ ），执行元件的运动速度取决于（ ） 。

2．液压传动装置由（ ）、（ ）、（ ）和（ ）

四部分组成，其中（ ）和（ ）为能量转换装置。 3． 变量泵是指（ ）可以改变的液压泵，常见的变量泵有( )、( )、( )其中 （ ）和（ ）是通过改变转子和定子的偏心距来实现变量，（ ） 是通过改变斜盘倾角来实现变量。 4．液压泵的实际流量比理论流量（ ）；而液压马达实际流量比理论流量（ ）

5．斜盘式轴向柱塞泵构成吸、压油密闭工作腔的三对运动摩擦副为（ 与 ）、（ 与 ） 、（ 与 ）。 6．外啮合齿轮泵位于轮齿逐渐脱开啮合的一侧是（ ）腔，位于轮齿逐渐进入啮合的一侧是（ ） 腔。

7．为了消除齿轮泵的困油现象，通常在两侧盖板上开 （ ） ，使闭死容积由大变少时与（ ） 腔相通，闭死容积由小变大时与 （ ）腔相通。

8．齿轮泵产生泄漏的间隙为（ ）间隙和（ ）间隙，此外还存在（ ） 间隙，其中（ ）泄漏占总泄漏量的80%～85%。

9．双作用叶片泵的定子曲线由两段（ ）、两段（ ）及四段

（ ）组成，吸、压油窗口位于（ ）段。 10．调节限压式变量叶片泵的压力调节螺钉，可以改变泵的压力流量特性曲线上（ ）的大小，调节最大流量调节螺钉，可以改变（ ） 。 二、判断题 (对的划“O”，错的划“×”) 1. 流量可改变的液压泵称为变量泵。( )

2. 定量泵是指输出流量不随泵的输出压力改变的泵。( )

3. 当液压泵的进、出口压力差为零时，泵输出的流量即为理论流量。( ) 4. 配流轴式径向柱塞泵的排量q与定子相对转子的偏心成正比，改变偏心即可

改变排量。( ) 5. 双作用叶片泵因两个吸油窗口、两个压油窗口是对称布置，因此作用在转子

和定子上的液压径向力平衡，轴承承受径向力小、寿命长。( ) 6. 双作用叶片泵的转子叶片槽根部全部通压力油是为了保证叶片紧贴定子内

环。( )

7. 液压泵产生困油现象的充分且必要的条件是：存在闭死容积且容积大小发生

变化。( ) 8. 齿轮泵多采用变位齿轮是为了减小齿轮重合度，消除困油现象。( ) 9. 液压马达与液压泵从能量转换观点上看是互逆的，因此所有的液压泵均可以

用来做马达使用。( ) 10. 因存在泄漏，因此输入液压马达的实际流量大于其理论流量，而液压泵的实

际输出流量小于其理论流量。( )

1、晚餐已准备好，请大家入座，每个人的座位上都有座位卡，上面有每个人的名字。 2、这是这个餐馆的名菜。

3、请随便吃，不要客气，自己夹菜。

4、中国的素菜和西方国家的蔬菜沙拉完全是两码事，它起源于佛教寺庙，主要以豆类和豆制品为主。

5、气缸的上部形成燃烧室或余隙容积，可燃混合气的点火及燃烧都在这里进行，在实际应用中，燃烧室的形状并非是理想的半球形，这样便于安装气门和火花塞等，并且可以有效控制燃烧进程。

6、连杆把活塞上的载荷传递给曲轴，使曲轴旋转，结果把活塞往复运动转换成曲轴的旋转运动。连杆底端或大端在曲轴销上旋转。

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