液压与气动技术(第四版)-张宏友-十二五部分习题参考答案

1、液压与气动技术第四版习题参考答案第2章液压传动根底 求：容器A、B之间的压力差?2-7:求:D=150 mm, d=100 mm, F=5x 104 Na、b两种情况下液压缸内的压力 p=?解:apFnd245104=6.3 x 10PaMPa0.1242-8:F_亏4h= 1 m, p =900 kg/m3bpMPa求：容器内的真空度？解：设容器内绝对压力PA，大气压力paPA+ p gh = Papa pA= p gh =105 1000xx 仁9800 N/m2=9800 Pa2-9 ：d , m , F , p , h。求：液体在测压管内的上升高度?解：取等压面M MPm 左=pa p

2、 g h + XF GpM 右2 + Pad又/即Pm左=Pm右g(h x)F Gnd244(F G)g nd22-10 ：p a=900 kg/m3, p b=1200 kg/m3, zA=200mm, zb =180mm, h= 60mm, p kg/m3g=x 103解：设A点的绝对压力为pa , B点的绝对压 力pc，取等压面M MPm 左 Pa a gzAPm 右 PbcgZcggh又.Pm左=Pm右PaAgzA PbcgzcgghPa PbBgZBgghAgzA=1200XX + X 103XX 900XX = 8350 Pa截面 0-0： p0=pa , Z0=H , Vo=0(

3、a =1)截面1-1：P1=pa , Z1=0 , V1=?(a =1)那么2Pa HgPaV1Hgp2v12.2Hg 14m/s q1 A|V10.02 140.28m3/s求：孔口的流量及点2处的表压力？解：1选取截面0-0和截面1-1列伯努利万程即，孔口的流量为3/s2选取截面1-1和截面2-2列伯努利方程截面 2 -2： p2 = p2 , Z2=0v2一 7m/sA2- 11 ：H=10m, Al =2, A2 =2, a = 1, P A=900 kg/m3，不计损失PaV 2 P2P22PaP2=173500Pa aP2 表=p2 pa=73500 Pa=735MPa2- 12：

4、H=10m, Ai = x 10-4m2, A2 =4 Ai, h= 1m,液体为理想液体，不计损失 求：开始抽吸时水平管中必须通过的流量 q=?截面1-1：P1Pagh ,乙 0% w截面2-2：P2PacA11，Z20 ， V2V1A24解：选取截面1-1和截面2-2列伯努利方程液体为理想液体，且不计损失，故Pagh V12Pa14 V2222V11/gh3232gh 16v：而Re=Vd1700ReLv,4.57m/sq AV13.2 104 4.57 0.00146(m3/s) 87.6(L/min)2-13：q=32 L/min，d=20 mm，H=0.5 m， u =20 mm2/

5、s， p =900 kg/m3求：液压泵吸油口处的真空度?1.7 0.0220 10 6那么油液的流态为层流，故取a =2PaP2900 9.8 0.59002 1.7220.01 106液压泵出口处的真空度为：244Pa P29.8 0.5 900 1.7900 1 101.7 10 Pa2-14:q=25 L/min , p =0.3 MPa, Cq=0.62,p =900 kg/m3求：节流口的通流面积At=?2.6 10 5(m2)26(mm2)第3章液压动力元件0.93- 6 ：p =10MPa，n =1450r/min，V =200mL/r， V 0.95，求：1R ? 2P ?解

6、：1求液压泵的输出功率液压泵的实际流量q qt v Vn v 200 10 3 1450 0.95 L/min液压泵的输出功率6R pq 型° 27西 45.92 103 w kW 6 1042求电机的驱动功率P P/ 45.9% 9=51kW3- 7 ：n =950 r/min，V =168 mL/r，p =10MPa， q=150L/min , 求：1qt=?2n = ?, n m= ? 3Pi = ?4Ti = ?解：1泵的理论流量qtqt=nV =950x 168X 10-3L/minx 10-3m3/s2n = ?, n m= ?q Vn v又qVVnPi=?FO4Ti =

7、 ?里0.94168 10950pqT2m竺7 0.930.9429.5 106150384770(W)85(kW)0.87Ti847702 3.14 950 852.53(N m)60第4章液压执行元件4-3：D求：F =?, v = ?及缸的运动方向?ad2)p ,n，向右;bcn 2d p4n 2d p44qn24qn2,向左;, 向左。4- 4 ：p MPa, D =, d =, v =/s求：F = ?, q=?n 22解：F (D d ) 3.517858(N)17.86(kN)4q vA 0.0152 n(D2 d2) =7.76 X 10m3/s= L/min44- 5 ：Ai

8、=100cm2, A2=80cm2, pi, qi=12L/min求：1两缸承受相同负载Fi=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=p2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？P1A1p2 A2 F1解:1p2 A1F2F1F2那么 p2=0.5 MPa,得 F1 =F2 = 0.5 X6X100X 10= 5000 N9r-4 m/sA16 104 100 10 4V20.02 80 10m/s100 10P1A1P2A2F12P2A1P2P12得F1 =5400N , F2 = 4500N3P1 A1P2 A2p2 A1

9、 F 2得F2 =11250N4-6 ：q= 30L/min , p= 4MPa,求：1假设 v2 = V3 = 6m/min , D =?, d =?2F = ?解：D dnd2V34 30/(6 104)3.14 6/60=7.8 X 10 m=78mm查表 4-5,取 d =80mmD ,2d mm查表 4-4,取 D=110mmn 2n2Fi D2p 1102 4=37994N38：kN44n 22n 22F2 (D d )p (11080 ) 4=17898 : N18： kN44F3-d2p =20226 N20 kN44-7 ：单杆缸，D =125mm, d =90mm, q =

10、40L/min , p1=MPa , p2=0求：1无杆腔进油，w, F1=?2有杆腔进油，V2, F2=?3差动连接，V3, F3= ?解：1无杆腔进油F1 P1A nD253.14 1252 2.5 =30664NkN444v1 -4q 40 /10)6 = 0.054 m/s= 3.2 m/minA D 3.14 1252 106(2)有杆腔进油F2 P1A2 -(D2 d2) P1 314 (1252 902) 10 2.5= 14768N14.8：kN44qA24qMD2 d2)=0.01128 m/sm/min3差动连接F 3p1A3-d24P13 1423.14 902 2.5

11、=15896 N16： kN4q 4qAn24 40/6 1043.14 902106=0.105 m/s= 6.3 m/min4-8 ：单杆缸，qp= 25L/min , p1=4MPa, v 快退=6m/min , F1 =25000N,求：1D= ? , d=?;2缸筒选用无缝钢管，=120MPa, S =?解：1确定油缸的内径D和活塞杆直径dD4 2500013.14 4 106m mm 查表4-4,取标准内径 D=100mmv快退差动连接,dD x 100 = 71mm查表4-5,取标准直径d=70mm校验流量:q2A2V2冗，r 2n(D2d )V23.144(1006 120 1

12、0702)610 0.14.0074310 (m /s)24L / min v 25L/minq3A3V3n 2-d V33.147021060.13.8510 4(m3/s)23.1L/min v 25L/min442确定缸筒壁厚PyD2式中 pypx MPa，D=100mm,门=120MPa选用无缝钢管65.2 10100=2.16mm4-10 ：Vm 250cm3/r，马达入口 p1=10 MPa.,马达出口 p2=0.5 MPa, n ,n v, q=22 L/min求: n=?T=?解：nqV22(L /min)V3250 10 3(L/r)0.92 80.96 r/min 81r

13、/minTTtmpV2n m ,V m ,m0.978V 0.92T(1060.5) 102502 3.1410 6100.978丨 370 N.m第5章液压控制元件5- 6 ：Pa=5 MPa, Pb=4 MPa, pC=2 MPa求：在外负载趋于无限大时，图a和图b所示油路的供油压力p=?解：ap =2MPa；bp =11MPa5- 7 ：两个减压阀的调定压力不同求：a当两阀串联时，出油口压力取决于哪个减压阀 ？ b当两阀并联时，出油口压 力取决于哪个减压阀 ?解： a取决于调定压力值低的阀；b取决于调定压力值高的阀5-8 ： py =5 MPa， pJ= 2.5 MPa 求：活塞运动时和

14、碰到死挡铁后 A、B 处的压力值？ 解：运动时缸负载为零 ， pA=0， pB =0； 碰到止挡铁时， pA， pB =5MPa。5-9 ：三个溢流阀的调整压力如图示。 求：泵的供油压力有几级？数值各为多少？ 解： 8 级。A、B、C 均不通电0MPa；A 通电2MPa；B 通电4MPa；A、B 同时通电6MPa；C 通电8MPa；A 、C 通电10MPa；B、C 通电12MPa；A、B、C 均通电14MPa。5-10 ：Ai = A3=100 cm2，A2= A4=50 cm2， Fi=14 kN， F2=4.25 kN, p=0.15 MPa，A p=0.2MPa求： 1不计管路损失， A

15、、B、C 各点的压力是多少 ? 2阀 1、2、3 至少应选用多大的额定压力 ?3快速进给运动速度 vi=200 cm/min，v2= 240 cm/min，各阀应选用多大的流量 解： 1 不计管路损失， A、B、C 各点的压力缸 1 无杆腔受负载 F1 作用时的压力 p114 103Pl100 10 4=14X 10Pa MPa缸2无杆腔受负载F2作用时的压力P2P2F2 PA44.25 103 0.15 10650 10 4=5X 10PaMPa100 10缸2先动，缸1不动，这时，A、B、C各点压力均为；C点压缸2到达终点，缸1开始运动，B点为减压阀3的调整压力p3=p2>, 力为负

16、载压力Pc=P1， A点压力Pa=Pc+ p。2阀1、2、3至少应选用多大的额定压力由于节流阀2和减压阀3的进口压力都等于溢流阀1的调整压力，溢流阀的压力就是系 统的压力，所以各阀应按系统的最高压力作为各阀的额定压力，即阀1、2、3的额定压力应为 Pa=1.6 MPa。3求各阀的流量缸1活塞快速运动时所需流量? = ?=200X 100cm3/mi n=20 X 103 cm3/min =20 L/min缸2活塞快速运动时所需流量? = ?=240X 100cm3/mi n=24X 103 cm3/min =24 L/min系统所需总流量 q = q1 + q2 = 20 + 24 = 44

17、(L/min)选各阀的额定流量为：节流阀2的额定流量：？?T > ? = 20 (L/min)， 查样本为25 L/min ;减压阀3的额定流量：？?j > ? = 24 (L/min)，查样本为25 L/min ; 溢流阀1的额定流量：？?丫 > ?= 44 (L/min)， 查样本为63 L/min为统一回路中的油管尺寸，各阀的额定流量应都选用63 L/min5-11：px=3 MPa ， py =5 MPa求：以下情况下A、B点的压力等于多少?Pl =4MPa ;1缸运动时，负载压力2如果 pL=1MPa ;3活塞运动到右端。解：1pa =4MPa ，pb =4MPa2

18、pa =1 MPa ，Pb=3 MPa ;3pa =5 MPa , pb=5 MPa。5-12：如下列图，顺序阀和溢流阀串联，调整压力分别为px和py,系统的外负载趋于无限大。求：1泵出口处的压力是多少？2假设把两阀的位置互换，泵出口处的压力是多少解：11假设Px> Py，泵的出口压力为px，假设pxV Py，泵的出口压力为Py ；2把两阀的位置互换一下，相当于两个溢流阀串联，泵的出口压力py + px第7章液压根本回路7-11：图示各缸完全相同，负载 R F2，不考虑泄漏和摩擦等因素。求：哪一个缸先动？哪一个缸速度快？解：a和b回路均是B缸先动，B缸运动到终点后，A缸开始运动；总和b

19、回路均是B缸速度快。图a所示的进油路节流调速回路缸的工作压力取决于负载B缸的工作压力：PbA缸的工作压力：PaFbAFaFb，PaPb。因此，B液压缸先动，待它到达终点停止运动后， A液压缸才能运动 流过节流阀至两缸的流量分别为：qTA KAT pAKAT py pA?B = ?J0? = ?W?- ?由 PaPb，得 qTA qTB，-Vb Va图b所示的回油路节流调速回路根据力平衡方程式A 缸：Py"FaPa A2B 缸：Py Al FbP B A2可知，回油路节流调速回路，进油腔压力即无杆压力始终保持为溢流阀的调整压力 值Py，故平衡状态时，当Fl F2，那么PbPa，负载小的

20、活塞运动产生的背压力高；这个背压力即Pb又加在A缸的有杆腔，就使A缸的力平衡方程变为 內A FaPbA2由Pb PaIPy Py这说明，A缸无杆腔需要的进油压力py大于溢流阀的调定值py，使A液压缸不能运动， 直至B液压缸运动到终点后，背压力减小到 Pa值，A液压缸才能开始运动。因此，Fa Fb 时，B缸先动，到达终点后，A缸才开始运动。通过节流阀的流量方程qT KAt p0.5薄壁节流口，可知：B缸速度：VbqTBA2KAt pB.5AA缸速度：qTAKAt pA.5VAA2A2K， At ， A2 均疋，由PbPa，vbva。7-12 ：qp=6L/min， pp， Ai=20 cm2，

21、F=4000N， At=0.01 cm2，Cq， p =900kg/m3。 求：1活塞杆的运动速度v;2溢流阀的溢流量qy和回路的效率n ;3当节流阀开口面积增大到 At1=0.03 cm2和At2=0.05 cm2时，分别计算液压缸的运动 速度v和溢流阀的溢流量。解：1q1 KAt pmAt=0.01 cm2=1 x 10-6 m2,F16pPpp,Pp 几 3.0 101(1 106)2 =x 10-5 m3/s4000 4 = 1 MPa20 102.9 1020 102qy= qp qiqp=6L/min , qi= x 10-5 m3/s=/minqy= qp qi = 6 1.74

22、= 4.26 L/minPpqp2 1.743 60.193q1KAT1pm 0.62 2(3 10 6) (1 106)2 = x 10-5 (m3/s)V900v qA8.8 10 54 =0.044(m/s)20 10 43当节流阀开口面积增大到 At1=0.03 cm2时,qy= qp - q1q1= x 10-5 m3/s = 5.22 L/minqy = qp q1 = 6 5.22= 0.78 L/min当节流阀开口增大到 At2=0.05 cm2时,q1kAt2 pm0.62 2900(5 106) (11106)2= x 10-4 (m3/s)q；= x 10-4m3/s =

23、/minv q1 > qp , - qy =06v"亚6 10： =0.05(m/s)A120 107-13 ：qp=25L/min, F=40000N, pp,A1 =80 cm2, A2=40 cm2, v 工二/min求：1工进时n = ?2当F=0时，活塞的运动速度v= ?回油腔的压力p2=?卄 一 、？?工40000 x°018解：1 ?=祎=54x10x耗=°.°53 = 5.3%2piAi=F+ P2A2P2P1A1 F 5.4 106 80 10 44000040 10 4A2MPa0 18q2= A2V 工=40 x 10-4 x

24、60x 10-5 m3/s由q2KAt得kat10 50.8一1061.2x 10-8/ piAi=F+ P2A2 ,又T F=0A那么 p2= - p1 =10.8 MPa, p = p2=10.8 MPa A2q2 KAt pm x 10-8 x , 10.8 10 6 x 10-5 m3/s7-14 ：F=9000 N， A1= 50 cm2，A2=20 cm2,pb=0.5 MPa, q= 30 L/min，不计管路损失和换向阀压力损失。求：1溢流阀最小调定压力Pymin=?2卸荷时能量损失P =?3pb 增加 pb , py 的增量 py=?解：1溢流阀最小调定压力PyminPymi

25、n p1 PminP1A1 = F+ p2A2 = F+ pbA2P1F pAA19000 0.5 106 20 10 424250 10 4106 Pa)=2MPaPymin p1Pmin =2+0.5 =2.5 MPa2卸荷时能量损失 PP = pbq=x 106x 30x 30- =250W 6 103Pb增加 Pb, Py的增量 Py士 吓 pb 2 pby A 50 10457-15：qT = /min , Ai=2A2= 50 cm2,不计管路损失。求：1缸的无杆腔压力pi=?2当 F=0和 F=9000 N 时，p2二？；3当n p,求系统在前述两种负载下的总效率?解: 1q2=中=/min ,Ai =2A2 , vAi=2vA2 , qi=2q2 =5L/min ; 查图b得：qi =5L/min 时，pi。2piAi=F+ P2A