液压课后答案

教材：《液压与气压传动》--------李笑2006 习题1-2 ：(略，见教材P12) 习题1-5

(1) V2=Qp/(3.14d*d/4)

=(25/1000/60)/(3.14*0.03*0.03/4) =0.000416667/0.00070686=0.59 (m/s)

(2) Re=V2*d/ν

=0.59*0.03/(20*10-6)=885 (3) λ=75/Re=75/885=0.085 (4) hw=λL/d (V2*V2/2g)

=0.085*0.4/0.03*(0.59*0.59/2*9.8)

=0.02 (m)

或者: △Pλ=λL/d (ρV2*V2/2)=hw*ρg=176.4(pa)

(5) 油箱表面1—泵入口2：能量方程

P1/ρg+V1*V1/2g+Z1= P2/ρg+V2*V2/2g+Z2+hw， 其中P1=0，V1=0，Z1=0，Z2=H=400mm，P2 待求

P2= -ρg (V2*V2/2g+Z2+hw)

=-900*9.8*(0.59*0.59/(2*9.8)+0.4+0.02)

=-(156.6+3528+176.4 ) (注: 这三项分别是由于动能、位能、沿程损失引起的真空度，其中位能影响最大)

=-3861(pa)

答: 沿程损失为176.4帕斯卡,泵入口真空度是3861帕斯卡

习题1-7

对A、B列能量方程：已知Va=Vb，假设从B流向A Pb/ρg + h = Pa/ρg + hw

hw=（Pb-Pa）/ρg +h=（450000-500000）/ （900*9.8） + 15 = -5.67+15 = 9.33 （m） 因为hw大于0 ，证明“假设从B流向A”是正确的。 习题1-8

取水箱上液面为1-1截面，出流口为2-2截面，列能量方程： h+L=V*V/(2g)+ λL/d ( V*V /(2g) ) ? V=sqrt[2g(L+h) / (1+λL/d) ] ?Q=VA=лd*d/4 * V

习题1-13

(1) 对1-2截面列能量方程：

P1/ρg + V1*V1/2g +Z1= P2/ρg + V2*V2/2g +Z2 其中，P1=P2=0，Z2=0，Z1=4m (2) 对1-2截面列连续方程：

V1*A1=V2*A2 ====〉V1=（A2/A1）V2

其中A1=3*3=9, A2=лd*d/4=3.14*0.15*0.15/4=0.0176625 由(1)、（2）可得：V2=sqrt[ 2g*Z1/（1-（A2/A1）2 ） ]

=sqrt[ 2*9.8*4*（1-（0.0176625/9）2 ） ]=8.85（m/s） (3) V3=V2

(4) 对3-2截面列能量方程：(V3=V2)

P3/ρg +Z3= P2/ρg +Z2 其中Z2=0, Z3=1m, P2=0 ====> P3= -ρg Z3 = - 1000*9.8*1= -9800 (pa) 或者：P3的绝对压力=98000-9800=88200（pa）

答:点3处的速度为8.85米/秒，点3处的压力为-9800帕斯卡（或真空度为9800帕斯卡）

习题2-2

液压泵的压力升高，泄漏量增加，因此流量会减少。 习题2-7

1) qt＝V n＝168×10-3×950＝159.6 L/min 2) ηv＝q / qt ＝150/159.6＝94％

ηm＝η/ηv＝0.88/0.94＝94％ （或 93.6％） 3）Po=pq＝（31.5×106）×（150×10－3/60）＝ 78.75kw Pi＝Po/η＝78.75/0.88＝89.49kw 4）T?Pi89.49??900N?m 2?n2?3.14?950/60习题2-9

（1）泄漏：包括齿顶处、啮合处和齿轮侧面泄漏，其中主要是侧面泄漏。

侧面泄漏的改进措施：采用浮动侧板或浮动轴套等方式。 （2）困油：改进措施是开设卸荷槽

（3）径向力不平衡：改进措施开设压力平衡槽等

习题2-10

（1）三角槽应该位于压油腔

（2）目的：当叶片从吸油腔进入压油腔时，使压力缓慢升高，减少液压冲击。

习题2-11

（1） 柱塞和缸孔是圆柱形表面，再制造和装配中容易获得高精度配合，密封性好，效率高，可以用

于高压

（2） 静压平衡措施：柱塞头部与配流盘之间加装滑靴、缸体与配流盘之间都采用了静压平衡措施，

减少磨擦磨损，提高压力。

习题3-3

（1） 泵所需驱动功率Np=Pp*（np*Vp*ηvp） /（ηvp*ηmp）

= Pp*（np*Vp） /ηmp=（10*106）*（1500/60）*（10*10-6）/0.95=2.63（kw） （2） 泵输出功率Nop=Pp*Qp=Pp*（np*Vp*ηvp）

=（10*106）*（1500/60）*（10*10-6）*0.9=2.25（kw） （3） 马达输出转速nm=Qm*ηvm/Vm

= （np*Vp*ηvp）*ηvm/Vm=1500*10*0.9*0.9/10=1215（rpm） （4） 考虑管道损失，输入马达的压力Pm=Pp-△P=10-0.5=9.5MPa

马达输出功率Nom=Pm*（Vm*nm）*ηmm

=（9.5*106）*（10*10-6）*（1500/60）*0.95=1.828kw

（5） 马达输出转矩Mm=Pm/（2лnm ）=1828*60/（2*3.14*1215）=14.37（w）

习题3-7

(1) A1=лD2/4，A1=л（D2-d 2）/4 (2) P3*A1=F2 ===〉P3=1.57MPa

(3) P1*A1=P2*A2+F1， P2=P3 ====〉P1=2.45MPa （=Pp） (4) V1=Qp/A1=3.93 m/min (5) V2=(V1*A2)/A1=2.18m/min

习题4-2

原因:由于M型中位机能,使泵出口压力等于0,因此电液换向阀的控制压力等于0,即使电磁铁动作(通电),电液换向阀的主阀芯也不能动作(移动),因此缸不动作。

习题4-3

（a） P=0.2+0.3+0.4=0.9MPa

（b） P=min{0.2，0.3，0.4}=0.2MPa

习题4-6 1YA状态 - + - + 2YA状态 - - + + Pa压力 0 2 4 6 Pb压力 0 2 4 6

习题4-10 条件 减压阀进口压力 减压阀出口压力 减压阀阀口状态 （1）PyPl Pl Pl 全开 （2）Py>Pj, Pj>Pl Pl Pl 全开 （3）Py>Pj, Pj=Pl Py Pj 半开半关 （4）Py>Pj, Pj=Py Pj 半开半关，开口很∞ 小

习题4-13 溢流阀 减压阀 顺序阀 功能 稳定、限定进口压稳定出口压力 利用进口压力控力 制开启 阀口常态 常关 常开 常关 出口连接 接油箱 接工作油路 接工作油路 出口压力 0 大于0 大于0 弹簧腔油路 阀体内部引到出单独引到油箱（外单独引到油箱（外口（内泄） 泄） 泄） 基本应用 旁接泵出口、执行串联在某一支路串联在执行元件元件进口 上，提供二次压力 进口

习题6-1

（1） 泵卸荷：泵6经过3向系统供油，同时进入4。当工作部件停止运动，系统压力升高，5发信号，

1通电，2打开（卸荷），泵6 从2流回油箱而卸荷。

（2） 蓄能器4和压力继电器5的作用：保压（补漏）、控制1通电卸荷。

习题6-2

（1） 二位二通电磁阀通电时：Pp=5 MPa （2） 二位二通电磁阀断电时：Pp=2 MPa

习题6-4

（a） 不能： FL↗ ==〉P1 ↗ ==〉△Pt↘ ==〉Q ↘ ==〉V↘ （b） 能： FL↗ ==〉（P1不变）P2 ↘ ==〉△Pt不变（=Pj） ==〉Q不变 ==〉V不变

习题6-5

（1） 不能实现顺序动作。

（2） 因为顺序阀入口压力不变。（A缸在运动中、到终点后，顺序阀入口压力都是溢流阀调定而不变） （3） 改进：改顺序阀为外控式，控制压力节流阀的出油口。

习题6-7

（1） 当油缸大腔流量为0时，其压力P最大。即Qt1=Qt2

Qt1=Cd*At1*sqrt(2(Py-P)/ρ) Qt2=Cd*At2*sqrt(2(P-0)/ρ) 由以上三式可得：P=16*105 Pa

（2） 由上式可得 Qt1=Qt2=0.4*10-4 m3/s=2.4L/min

溢流阀流量Qy=Qp-Qt1=10-2.4=7.6（L/min）

习题6-11

（1）两换向阀处于中位：Pa=4，Pb=4，Pc=2 （单位：MPa， 以后同） （2）1YA通电，缸1运动过程中: Pa=F/A1=3.5 Pb=3.5 Pc=2 缸1运动到终点后: Pa=Pb=4 Pc=2 （3）1YA断电,2YA通电, 缸2运动过程中: Pa= Pb= Pc=0 缸2运动到终点后: Pa=Pb=4 Pc=2

习题6-12

(1) 原理说明略

(2) 电磁铁动作顺序表(＋：通电， －：断电) 快进 工进 快退 停止 1YA ＋ ＋ － － 2YA － － ＋ － 3YA ＋ － － － (3) 液控单向阀作用：快进与工进的油路转换，快退的进油路。

习题6-15

（1） 这是顺序动作回路和双泵供油快进回路。

Pj=FL1/A1=1 MPa 缸II动作，快进时工作压力P31=F21/A3=1.6 MPa 工进时工作压力P32=F22/A3=4.5 MPa

因此，Py=4.5 MPa

Px=1.6~4.5 MPa （Px：顺序阀压力）

（2） 计算缸II的快进、工进流量

Q快=V21*A3=（50*10-4）*（5/60）=4.17*10-4 m3/s=25 L/min Q工=V22*A3=（50*10-4）*（0.6/60）=0.5*10-4 m3/s=3 L/min 工进时由泵1单独供油，溢流阀溢流（泵2卸荷），考虑溢流阀的最小稳定流量为Qy=3L/min，

所以: Qp1= Q工+Qy=3+3=6 (L/min) Qp2= Q快 - Qp1=25-6=19 (L/min)

（3） 计算缸II的快进、工进所需的电机功率

N快=P31*Q快/ηp =（1.6*106）*（25*10-3/60）/0.8=834 (w) =0.834 kw

N工=( P32*Qp1 +△Px*Qp2) /ηp =[（4.5*106）*（6*10-3/60）+ （0.2*106）*（19*10-3/60）]/0.8 =642 (w) =0.642 kw

所需电机功率N电 >= max{ N快 , N工}=0.834 kw

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