湖北汽车工业学院,液压与气压传动习题答案.pdf

湖北汽车工业学院湖北汽车工业学院 液压与气压传动液压与气压传动 习题答案习题答案 图图 2 1 2 2 1 1 如图如图 2 2 1 1 所示 具有一定所示 具有一定真空度的容器用一根管子倒置于液面大气相通的水槽中 液体在管子中上升的高度真空度的容器用一根管子倒置于液面大气相通的水槽中 液体在管子中上升的高度 h 1mh 1m 设液体的密度为 设液体的密度为 1000kg m 1000kg m 3 3 求容器的真空度 求容器的真空度 答 当液面上升 h 高度后稳定 不再上升 表示现在球状容器内的气体压力与液 柱产生的压力之和 大小上等于作用在自由液面上的气体压力 即大气压力 则 有 o pghpq 代入数据 则有 Paghpp oq 9013018 91000100133 1 5 Pa980090130100133 1 5 qo pp真空度 2 2 2 2 如图如图 2 2 2 2 所示 一池所示 一池水深水深 H 10mH 10m 截面 截面 A A1 1 0 02m 0 02m 2 2 截面 截面 A A2 2 0 04m 0 04m 2 2 求 求 1 1 孔口的出流流量 孔口的出流流量 2 2 点点 2 2 出的相对压力 取 出的相对压力 取 1 1 1000kg m 1000kg m3 3 不计损失 不计损失 答 以孔口中心线为基准 根据伯努力方程应用的条件 选取出口为 1 1 截面 与水池自由液面为 0 0 截面 列出方程为 2 g 2 g 2 0 0 0 2 1 1 1 z p z p 其中 010Hz0 010101 zpp 则方程可以写成 Hg 2 2 1 则出口处液体速度 smHg 14108 922 1 故 出口的流量为 smAq 28 002 014 3 根据连续性方程 2211 AA 则可求得到 2 2 截面处的液体速度 sm A A 7 04 0 02 0 14 2 1 12 同理 根据伯努力方程应用的条件 选取 2 2 截面与水池自由液面为 0 0 截面 列出方程为 2 g 2 g 2 0 0 0 2 2 2 2 z p z p 其中 710Hz0 202 z 则方程可以写成 Hg p 0 2 22 2 p 则 2 2 截面处压力 2 2 2 02 Hgpp 故 2 2 截面处相对压力为 PaHgpp735001000 2 7 10008 910 2 22 2 02 图图 2 2 3 3 1 1 某液压泵的输出压力为某液压泵的输出压力为 5 5 MPaMPa 排量为 排量为 1010 mL rmL r 机械效率为 机械效率为 0 950 95 容积效率为 容积效率为 0 90 9 当转速为 当转速为 1200r min1200r min 时 求 时 求 1 1 泵的输出功率 泵的输出功率 2 2 泵的输入功率 泵的输入功率 答 由题目知 5 10 1 10 5 3 0 95 0 9 1200 20 则 液压泵的理论流量 1 10 5 20 2 10 4 3 故 液压泵的实际输出流量 2 10 4 0 9 1 8 10 4 3 所以 输出功率为 5 106 1 8 10 4 900 根据液压泵总效率公式转化得输入功率为 W PP P mv i 1052 9 095 0 900 3 3 2 2 某液压泵的转速为某液压泵的转速为 950950 r r min min 排量 排量 V V 168 168 mL rmL r 在额定压力 在额定压力 29 529 5 M Mp pa a 和同样转速下 测得的实际流量为和同样转速下 测得的实际流量为 150150 L minL min 额定工况下的总效率为 额定工况下的总效率为 0 870 87 求 求 1 1 泵的理论流量 泵的理论流量 2 2 泵的机械效率和容积效率 泵的机械效率和容积效率 3 3 泵在额定功率下 所需的输入功率 泵在额定功率下 所需的输入功率 4 4 驱动泵的转矩 驱动泵的转矩 答 由题目知 29 5 160 1 68 10 4 3 150 2 5 10 3 3 0 87 950 15 83 则 理论流量为 1 68 10 4 15 83 2 66 10 4 3 根据实际流量公式转化得容积效率为 94 0 1066 2 105 2 4 3 t v q q 则 机械效率为 93 0 94 0 87 0 v m 在额定功率下所需输入功率为 KW qP P m i 77 84 87 0 105 2105 29 36 3 3 3 3 一限压式变量叶片泵特显曲线如图一限压式变量叶片泵特显曲线如图 3 3 1 1 所示 设所示 设 P PB B 3 Mpa 满足顺 序阀工作要求 移动到终点时 情况同第一问 此时PB 4 Mpa 因为 2YA 换向阀未打开 故减压阀出口压力一 直为 2 Mpa 即PC 2 Mpa 3 1YA 换向阀断电时 不工作 状态同第一问 2YA 换向阀通电工作 液压缸移动 液压缸 的负载传递到 减压阀 由于液压缸 运动时负载为零 则减压阀不工作 泵输出流量完全送入液压缸 则 A C 处压力都为 0 此时 因为压力未达到顺序阀的调定压力 则不开启 故 B 处压力为顺序阀调定压力 即 3 即 0 当推杆遇到挡铁停下时 两换向阀状态同第一问 即 4 2 6 6 4 4 如图 如图 泵动力无限大 泵动力无限大 求稳定工作时 求稳定工作时 P PA A P PB B的大小 的大小 解 根据溢流阀特性 很容易判断出 B 点压力等于 P2 故 1 溢流阀的出油口压力为 P2 又因为阀 1 的弹簧上加载的调定压力为 P1 故 A 处压力为两溢流阀调定压力之和 即为 P1 P2 7 7 1 1 如图 已知活塞运动时的负载如图 已知活塞运动时的负载 F 1 2F 1 2 kNkN 活塞面积 活塞面积 A 15A 15 1010 4 4 m m2 2 溢流阀调整压 溢流阀调整压 力是力是 P PP P 4 5 4 5 M Mp pa a 两个减压阀的调整压力分别是 两个减压阀的调整压力分别是 P Pj1j1 3 5 3 5 M Mp pa a P Pj2j2 2 2 M Mp pa a 如果油液流过减压阀及管路时的损失 如果油液流过减压阀及管路时的损失 不计 求 活塞在运动时 运动到终点停止时 不计 求 活塞在运动时 运动到终点停止时 A A B B C C 点的压力值 点的压力值 解 1 当活塞在运动时 负载大小恒定 且为 P 1 2 103 1 5 10 4 0 8 p 因为 2 1 1 则溢流阀有溢流 工作正常 假设成立 运算正确 7 7 3 3 如图 已知如图 已知 q qP P 25 25 L minL min A A1 1 100 100 1010 4 4 m m2 2 A A2 2 50 50 1010 4 4 m m2 2 F F 由由 0 0 增至增至 30000N30000N 时活塞向右移动速度基本无变时活塞向右移动速度基本无变 化 化 0 2m min 0 2m min 若调速阀要求的最小压差为 若调速阀要求的最小压差为 p pminmin 0 5 0 5 MPaMPa 求 求 1 1 不计调压偏差时溢流阀调整压力 不计调压偏差时溢流阀调整压力 p py y是多少 泵的工作压力为多少 是多少 泵的工作压力为多少 2 2 液压缸可能达到的最高工作压力是多少 液压缸可能达到的最高工作压力是多少 3 3 回路的最高效率为多少 回路的最高效率为多少 解 qP 25 4 1667 10 4 3 0 2 m min 3 33 10 3 1 无杆缸的进油流量为 1 1 3 33 10 3 100 10 4 3 33 10 5 因为qP q1 则溢流阀有溢流 则入口压力稳定为调定压力 根据液压缸列写平衡方程 1 1 2 2 又有调速阀流量方程 2 且由溢流阀特性 得 1 则 联立 方程 求出溢流阀的调整压力为 2 1 0 5 106 50 10 4 3 104 100 10 4 3 25 此压力也为泵的工作压力 2 由式子 1 1 2 2 知 因为 1恒定 则在负载为 0 时 液压缸背压最大 且为 2 1 1 2 3 25 106 100 10 4 50 10 4 6 5 3 效率为 3 104 3 33 10 3 3 25 106 4 1667 10 4 7 38 7 7 4 4 如图容积节流调速回路中 若变量泵的拐点坐标为 如图容积节流调速回路中 若变量泵的拐点坐标为 2M2Mp pa a 10L min10L min 且在 且在 P PP P 2 8MPa 2 8MPa 时 时 q qP P 0 0 液压缸无 液压缸无 杆腔杆腔 A A1 1 50 50 1010 4 4 m m2 2 有杆腔 有杆腔 A A2 2 25 25 1010 4 4 m m2 2 调速阀的最小工作压差为 调速阀的最小工作压差为 0 50 5 MPaMPa 背压阀调整压力为 背压阀调整压力为 0 40 4 MPaMPa 求 求 1 1 在调速阀两端最小压差 通过的流量为 在调速阀两端最小压差 通过的流量为 q q1 1 5L min 5L min 时 回路的效率为多少 时 回路的效率为多少 2 2 若 若 q q1 1不变 负载减小了不变 负载减小了 4 54 5 时 回路的效率为多少 时 回路的效率为多少 解 1 5 8 333 10 5 3 1 在调速阀两段最小压差下 根据调速回路的调速特性图知 此时 1 8 33 10 5 3 2 2 2 8 2 2 4 因为调速阀压差为 0 5 MPa 所以p1 pP 0 5 1 9 Mpa 由背压阀 4 调定压力为 0 4 Mpa 所以p2 0 4 Mpa 则调速回路的效率为 1 2 2 1 1 1 9 106 0 4 106 25 10 4 50 10 4 2 4 106 70 83 2 对液压缸列平衡方程 p1A1 p2A2 F 则可得 p1 p2 A2 A1 F A1 带入效率计算公式可得 p1 p2 A2 A1 q1 pPqP F A1 q1 pPqP 由该回路特性知 qp始终被稳定地等于 q1 则效率公式化为 p1 p2 A2 A1 q1 pPqP F A1 pP 式中 pp经调速回路调速特性图知等于第一问的值 故当负载减少到 4 5 时 F A1 pP 1 5 14 17 8 8 1 1 如图如图 已知两液压缸的活塞面积相同 液压缸无杆腔面积已知两液压缸的活塞面积相同 液压缸无杆腔面积 A A1 1 20 20 1010 4 4 m m2 2 但负载分别为 但负载分别为 F F1 1 8000N 8000N F F2 2 4000N 4000N 如溢流阀的调整压力为如溢流阀的调整压力为 p py y 4 5MPa 4 5MPa 分析减压阀调整压力分别是 分析减压阀调整压力分别是 1MPa1MPa 2MPa2MPa 4MPa4MPa 时 两液压缸先后动作顺序 时 两液压缸先后动作顺序 解 液压缸 1 负载压力为 11 1 8 103 20 10 4 4 液压缸 2 负载压力为 22 1 4 103 20 10 4 2