液压课后习题.doc

2-1 已知液压泵的额定压力和额定留量，不计管道内压力损失，说明图示各种工况下液压泵出口处的工作压力值。解：a) b) c)d) e)2-2如图所示，A为通流截面可变的节流阀，B为溢流阀。溢流阀的调整压力是 Py，如不计管道压力损失，试说明，在节流阀通流截面不断增大时，液压泵的出口压力怎样变化？答：节流阀A通流截面最大时，液压泵出口压力P=0，溢流阀B不打开，阀A通流截面逐渐关小时，液压泵出口压力逐渐升高，当阀A的通流截面关小到某一值时，P达到Py，溢流阀B打开。以后继续关小阀A的通流截面，P不升高，维持Py值。2-3试分析影响液压泵容积效率的因素。答：容积效率表征容积容积损失的大小。由 可知：泄露量越大，容积效率越小而泄露量与泵的输出压力成正比，因而有 由此看出，泵的输出压力越高，泄露系数越大，泵排量越小，转速越底，那么容积效率就越小。2-4泵的额定流量为100L/min,额定压力为2.5MPa，当转速为1450r/min时，机械效率为m0.9。由实验测得，当泵出口压力为零时，流量为106 L/min，压力为2.5 MPa时，流量为100.7 L/min，试求：泵的容积效率；如泵的转速下降到500r/min，在额定压力下工作时，计算泵的流量为多少？上述两种转速下泵的驱动功率。解： 通常将零压力下泵的流量作为理想流量，则qt106 L/min 由实验测得的压力为2.5 MPa时的流量100.7 L/min为实际流量，则v100.7 /106=0.95=95%qt=106500/1450 L/min =36.55 L/min,因压力仍然是额定压力，故此时泵流量为36.550.95 L/min=34.72 L/min。当n=1450r/min时, P=pq/(v m)=2.5106100.710-3/（600.950.9）w=4.91kw当n=500r/min时, P=pq/(v m )=2.510634.710-3/（600.950.9）w=1.69kw2-5设液压泵转速为950r/min，排量168L/r，在额定压力29.5MPa和同样转速下，测得的实际流量为150L/min，额定工况下的总功率为0.87，试求：(1)泵的理论流量；(2)泵的容积效率；(3)泵的机械效率；(4)泵在额定工况下，所需电机驱动功率；(5)驱动泵的转矩。解： qtVpn=168950 L/min =159.6 L/min v =q/qt=150/159.6=94% m =/v =0.87/0.9398=92.5% P=p q/ =29.510615010-3/（600.87）w=84.77kw 因为=p q/T 所以T=p q/= p q/（2n）=29.510615010-3/（20.873.14950）=852.12-6 分析双作用叶片泵配油盘的压油窗口端开三角须槽，为什么能降低压力脉动和噪声？答：在配油盘压油窗口开三角眉槽后，处于两片间的封油区容积逐渐与压油腔相通，压力变化率小，就可降低流量，降低压力脉动和噪声。2-7双作用叶片泵两叶片之间夹角为,配油盘上封油区夹角为，定子区表面曲线圆弧段的夹角为，它们之间应满足怎样的关系？为什么？答：为了保证配油盘的吸、压油窗口在工作中能隔开，必须2/Z ； 为了防止产生困油、气穴现象，必须。2-8 试分析外反馈压力式变量叶片泵特性曲线，并叙述改变AB段上下位置，BC段的斜率和拐点B的位置的调节方法。答：曲线形状分析：1） 曲线AB段。在此段，泵的反馈作用力小于泵的弹簧预紧力，泵的偏心距为初始最大值不变，泵的流量也是最大值，并保持不变，曲线AB段近似水平。但由于压力增加，泄漏也增加，故曲线AB段随压力的增加而略有下降。2） 拐点B。在B点，泵的反馈作用力刚好等于泵的弹簧预紧力。对应的工作压力，其值由弹簧预压缩量确定。3） 曲线BC段。在此段，泵的反馈作用力大于泵的弹簧预紧力，定子左移，偏心距减小，泵的流量也减小。当泵的工作压力高到接近于C（实际上不能达到）点压力时，泵的流量已很小，这时因压力较高，故泄漏也增多，当泵的流量只能全部用于弥补泄漏时，泵的实际对外输出流量为零，这时，偏心距已很小且不会再变小，泵的工作压力也不会再升高，这就是C点。影响曲线形状的因素：1）改变柱塞的初始位置，可以改变初始偏心距的大小，从而改变泵的最大输出流量，即使曲线AB段上、下平移。2）改变弹簧刚度，可以改变曲线BC段的斜率，弹簧刚度大，BC段斜率小，刚度小，BC段斜率大。 3）改变弹簧预紧力的大小，可改变压力的大小，从而使曲线拐点左、右平移。3-1 图示三种结构的液压缸，活塞和活塞杆直径分别为D，d，如进入液压缸的流量为，压力为，试分析各缸产生的推力，速度大小以及运动方向。解：对于图a 杆受拉，液压缸左移对于图b 由式： 杆受压，液压缸右移对于图c 杆受压，液压缸右移3-2图示两个结构和尺寸均相同相互串联的液压缸，无杆腔面积A1100cm2，有杆腔面积A280cm2，缸1输入压力P10.9MPa，输入流量q112 L/min。不计损失和泄漏，试求：两缸承受相同负载时（F1= F2），负载和速度各为多少？缸1不受负载时（F10），缸2能承受多少负载？缸2不受负载时（F20），缸1能承受多少负载？解： 对缸1和2的活塞分别列平衡方程 F1P1 A1P2 A2 F2P2 A1 其中，F1F2 联立以上方程得，P2=0.910610010-4/（8010-4+10010-4）Pa =0.5106Pa负载： F1F2= P2 A1=0.510610010-4=5000N缸的速度： V1q1/ A1=12103/（10010-4）m/min =1.2m/min又由 V1 A2= V2 A1 得 V2V1 A2/ A1=0.96m/min 由 F1P1 A1P2 A2=0 得 P2P1 A1/ A2=1.125 MPaF2= P2 A1=1.12510610010-4=11250 N 由 F2= P2 A1=0 得 P20F1P1 A10.910610010-4N =9000 N3-3图示液压缸，输入压力为，活塞直径为D，柱塞直径为d，求输出压力，为多少？解：由受力可知：3-4差动连接液压缸，无杆腔面积A1100cm2，有杆腔面积A240 cm2，输入油压力p2 MPa，输入流量q40 L/min，所有损失忽略不计，试求：液压缸能产生最大推力；差动快进时管内允许流速为4m/s，进油管径应选多大？ 解： 液压缸的推力 F= P1（A1A2）m 故 FmaxP1（A1A2）1 2106（10040）10-41N1.210-4N=12kN 活塞运动速度 V =q/（A1A2）=4010-3/(606010-4）m/s1/9 m/s 又 V A1= V管A管故 A管(1/9)10010-4/4d2/4 d=18.8mm应取20mm3-5图示一个与工作台相连的柱塞缸，工作台质量980Kg，缸筒柱塞间摩擦阻力Ff1960N，D=100mm,d70mm，d030mm，试求：工作台在0.2时间内从静止加速到最大稳定速度v7m/min时，泵的供油压力和流量各为多少？解： 根据动量定理，Ft=mv2-mv1所以F总=m(v2-v1)/t=9807/(0.260)=571.67N工作台开始上升时F-G-Ff=F总则F=F总+G+ Ff=571.67+9809.8+1960=12135.67N又根据柱塞缸推力公式 可得又根据柱塞缸速度公式，可得3-6一单杆油压快进时采用差动连接，快退时油压输入缸的有杆腔，设缸的快进快退速度均为0.1m/s,工作时杆受压，推力为25000N。已知输入流量q=25L/min,背压，试求：（1）缸和活塞直径D，d; (2)缸筒壁厚，缸桶材料为45号钢解：（1）由于快进时为差动连接其中由式得， 取d=75mm因为快进快退得速度相同，所以D=mm,取D=105mm按上式的D和d取值，对与的实际值进行验算 可见，D和d的取值能够满足快进和快退的速度均为0.1m/s的要求。（2）缸壁的壁厚可由式求得 其中，对45号钢， 设缸的工作压力为P1，对缸列平衡方程： 此处视液压缸额定压力 当时，取 得， 取。3-7 图为定量泵和定量马达系统。泵输出压力Pp10 Mpa，排量Vp10 mL/r，转速np1450r/min，机械效率mp0.9，容积效率vp0.9，马达排量Vm10 mL/r，机械效率mm0.9，容积效率vm0.9，泵出口和马达进口间管道压力损失0.2MPa，其它损失不计，试求：泵的驱动功率；泵的输出功率；马达输出转速、转矩和功率。 解：泵所需的驱动功率为： P出=pPvPnPvp=101061010-614500.9/60w=2.18Kw泵的输出等于马达的输入量Vm nm/vm=vPnPvp得 nm= vPnPvpvm/ Vm=1010-614500.90.9/(1010-6)=1174.5r/min输入马达的压力：马达的输出功率马达的转矩T=p/2n=1730/(23.14(1174.5/60)=14.03N.m3-8 图示系统，泵和马达的参数如下：泵的最大排量，转速，机械效率，总效率；马达排量，机械效率，总效率，回路最大允许压力=8.3Mpa，若不计管道损失，试求：1）马达最大转速及该转速下的的输出功率和输出转矩。2）驱动泵所需的转矩。解：1）泵的流出流量等于流入马达的流量 即有 输出转矩 输出功率 驱动泵所需的转矩由