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 1000 m3 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 gh pa 所以真空度为 pa p gh 1000 9 8 1 9800 Pa 1 7 图 1 35 所示容器 A 中的液体的密度 B 中液体的密度为 3 900 A kg m U 形管中的测压介质为汞 3 1200 B kg m 200 180 60 AB Zmm Zmm hmm 试求 A B 之间的压力差 A B ZA h ZB 11 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 63 0 5 10 10 10 0 95 0 9 1200 min mv pMPa VmL rmrnr 则泵的输出功率 h pa p 解 已知 33 13 6 10 kg m 汞 选择 1 1 为等压面 则 U 形管内的静压力平衡方程为 AAABBB pgZpgZgh 汞 则有 3 3 9 81200 0 18 13 6 100 06900 0 2 8 35 10 ABBBAA BBAA pppgZghgZ gZhZ Pa Pa 汞 汞 66 3 000 5 1010 101200 0 9 100 9 60 tv Pp qp qkw 驱动泵的电动机功率 0 0 9 1 053 0 95 0 9 i Pkw Pkw 2 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 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 10 3m3 s 2 94 0 60 10 6 159 60 10150 3 3 t v q q 93 0 94 0 87 0 v m mV 3 电机的驱动功率 63 29 5 10150 10 60 84770 84 77 0 87 O i Ppq PWkW 4 驱动泵的转矩 2 84770 852 53 223 14950 60 iii i i pTnT P TN m n 另解 77 8453 85260 95014 322 53 852 87 060 95014 32 60 10150105 29 2 2 36 KWnTp mN n pq T nT pq ii i i 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 v 0 92 机械效率 m 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 1 3 6 2 66 63 3 3 0 2210 0 9280 96 min 25010 10 519 5 9 5 1025010 0 9340 4 223 14 9 5 102210 3 48 10 60 0 90 923 48 102881 4 t v m i mvi qq r n VV pppMPa p V TN m Pp qW PPW 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 10 4m2 有杆腔的面 积 A2 80 10 4m2 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 解 1 为大气压 3 P 3 0P MPa AA AP P5 0 108010100 10100109 0 44 46 21 11 2 NAPAPFF500010100105 0 46 231221 sm A q V 02 0 10100 60 1012 4 3 1 1 sm A q V 016 0 10100 02 0 1080 4 4 2 2 2 N A P APAPAPF 540010802 109 010100109 0 2 4646 2 1 1122111 P3 NA P APAPF4500101002 109 0 2 46 1 1 23122 3 因为 0 22111 APAPF 所以 MPa A AP P125 1 1080 10100109 0 4 46 2 11 2 KNAPAPAPF25 111010010125 1 46 1223122 4 5 如图所示的液压系统 两液压缸的有效面积 A1 100 10 4m2 缸 I 负载 F 35000N 缸 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 MPapp BA 4 MPapc2 2 I 移动 MPa A F pp BA 5 3 10100 35000 4 1 MPapc2 I 到达终端 MPapp BA 4 MPapc2 3 移动 MPappp cBA 0 碰到固定挡块时 MPapp BA 4 MPapc2 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 4 40000 4 100 10 F pPaMPa A 因调速阀在正常工作时的最小压差 0 5 1 0pMPa 所以液压泵的工作压力 如果将泵的工作压力调到4 5 5 0 p pppMPa 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 3 当 V1 18cm min 时 当 F 0 时 p2 1 2 10 8 p p A Mpa A v2 0 66m min 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 溢流6 min p qL 阀调定压力 液压缸无杆腔面积 负载3 0 p pMPa 42 1 A 20 10 m F 4000N 节流阀为薄壁孔口 开口面积为 求 423 A 0 01 10 0 62 900 Td m ckg m 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 分别计算液压缸的运动速 42 42 12 A 0 03 10A 0 05 10 TT mm 和时 度和溢流阀的溢流量 v 解 1 液压缸进油腔压力 4 3 6 0 18 4 10 60 0 053 25 10 5 4 10 60 644 1 2 4 2 5 4 1080 104 10 P 0 8 40 10 p P AF Mpa A pp F v p q 1 12 2 22 vp vp 6 1 4 1 4000 102 20 10 F pMPaMPa A 所以活塞运动速度为 46 1 53 2 0 62 0 01 1023210 900 2 92 10 dT p qC A ms 5 3 1 4 1 2 92 10 14 6 10 20 10 q vm sm s A 2 溢流阀的溢流量 35343 1 6 10 602 92 10 0 708 10 yp qqqmsms 回路效率 3 63 4000 14 6 10 100 19 5 3 106 10 60 c pp Fv p q 3 当 4253 111 0 03 1038 76 10 TJ Amqms 时 q 33 1 1 3 14 6 10 43 8 10 J q vm sm s A 35343 1 6 10 608 76 10 0 124 10 ypJ qqqmsms 当 所以通过节 4253 221 0 05 10514 6 10 8 76 min TJp AmqmsLq 时 q 流阀的实际流量为 因此 2 6 min Jp qqL 3 3 4 1 6 10 60 50 10 20 10 p q vm sm s A 而0 y q 6 6 在图 6 34 所示的调速阀节流调速回路中 已知 25 min p qL F 由零增至 30000N 时活塞向右移动速度基本无变化 42 42 12 A 100 10A 50 10mm 0 2m min 若调速阀要求的最小压差为 试求 v min 0 5pMPa 1 不计调压偏差时溢流阀调整压力是多少 泵的工作压力是多少 y p 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时仍能正常工作 根据液压缸受力 max 30000FFN 平衡式得 122maxmin2maxy p Ap AFpAF 64 4 50 0 5 1030000100 103 25 10 y pPaMPa 进入液压缸大腔的流量 43 11 100 100 2 10 min2 min p qAvLLq 溢流阀处于正常溢流状态 所以液压泵的工作压力 3 25 py ppMPa 2 当时 液压缸小腔中压力达到最大值 由液压 min 0FF 缸受力平衡式 故 12max2y p ApA 1 2max 2 100 3 256 5 50 y A ppMPaMPa A 3 回路的效率最高 max 30000FFN 6 3 2 30000 10 100 7 4 25 3 25 10 10 pp Fv p q 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 标为 2MPa 10L min 且在 液压缸无杆腔面积g2 80 pp pMPaq 时 有杆腔面积 调速阀的最小工作压差为 0 5MPa 背压 42 1 A 50 10 m 42 2 A 25 10 m 阀调压值为 0 4MPa 试求 1 在调速阀通过的流量时 回路的效率为多少 1 5 minqL 2 若不变 负载减小 4 5 时 回路效率为多少 1 q 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 在时 1 5 min p qqL 在限压式变量泵特性曲线的变量段求出泵的出口压力 p p 得 2 4MPa 2 8 2 82 105 p p p p 液压缸进口压力 1min 2 40 51 9 p pppMPaMPa 此时回路效率 4 4 1 122 25 10 1 9 50 45 50 10 100 70 8 2 4 5 c pp p qp q p q 2 当 p1 1 9MPa 时 负载 F 为 6464 1122 1 9 1050 100 4 1025 108500Fp Ap ANN 当负载 F 减小 4 5 时 11 85001700 55 FFNN 此时 4 6 2 12 44 11 170025 10 100 40 54 50 1050 10 AF ppMPaMPa AA 因此回路效率 4 4 1 122 25 10 0 54 50 45 50 10 100 14 2 2 4 5 c pp p qp q p q 3 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 当时 回路 1 1 90 3 J pMPapMPa 效率为 1 11 1 9 100 86 4 1 90 3 c p pp 1 p1 p2 q1 3 2 4 pp qp 0 q1 qp max 变量泵 液压缸2 a q p ptmax pp pmin 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