流体力学课后习题答案

【2012年】《液压与气压传动》姜继海宋锦春高常识-第1-7章

课后答案【最新经典版】

1.1液体传动有哪两种形式？它们的主要区别是什么？

答：用液体作为工作介质来进行能量传递的传动方式被称之为液

体传动。按照其工作

原理的不同，液体传动又可分为液压传动和液力传动，其中液压

传动是利用在密封容器内

液体的压力能来传递动力的；而液力传动则的利用液体的动能来

传递动力的。

1.2液压传动系统由哪几部分组成？各组成部分的作用是什

么？

答：(1)动力装置：动力装置是指能将原动机的机械能转换成为

液压能的装置，它是

液压系统的动力源。

(2)控制调节装置：其作用是用来控制和调节工作介质的流动

方向、压力和流量，以

保证执行元件和工作机构的工作要求。

(3)执行装置：是将液压能转换为机械能的装置，其作用是在

工作介质的推动下输出

力和速度(或转矩和转速)，输出一定的功率以驱动工作机构做

功。

(4)辅助装置：除以上装置外的其它元器件都被称为辅助装置,

如油箱、过滤器、蓄

能器、冷却器、管件、管接头以及各种信号转换器等。它们是一

些对完成主运动起辅助作

用的元件，在系统中是必不可少的，对保证系统正常工作有着重

要的作用。

(5)工作介质：工作介质指传动液体，在液压系统中通常使用

液压油液作为工作介

质。

1.3液压传动的主要优缺点是什么？

答：优点：(1)与电动机相比，在同等体积下，液压装置能产生

出更大的动力，也就

是说，在同等功率下，液压装置的体积小、重量轻、结构紧凑,

即：它具有大的功率密度

或力密度，力密度在这里指工作压力。

(2)液压传动容易做到对速度的无级调节，而且调速范围大，

并且对速度的调节还可

以在工作过程中进行。

(3)液压传动工作平稳，换向冲击小，便于实现频繁换向。

(4)液压传动易于实现过载保护，能实现自润滑，使用寿命长。

(5)液压传动易于实现自动化，可以很方便地对液体的流动方

向、压力和流量进行调

节和控制，并能很容易地和电气、电子控制或气压传动控制结合

起来，实现复杂的运动和

操作。

（6）液压元件易于实现系列化、标准化和通用化，便于设计、

制造和推广使用。

答：缺点：（1）由于液压传动中的泄漏和液体的可压缩性使这种

传动无法保证严格

的传动比。

（2）液压传动中有较多的能量损失（泄漏损失、摩擦损失等）,

因此，传动效率相对

低。

（3）液压传动对油温的变化比较敏感，不宜在较高或较低的温度

下工作。

（4）液压传动在出现故障时不易找出原因。

1.6国家新标准规定的液压油液牌号是在多少温度下的哪种粘

度的平均值？

答：我国液压油的牌号是用它在温度为40℃时的运动粘度平均值

来表示的。例如32

号液压油，就是指这种油在40℃时的运动粘度平均值为3220

1.7液压油的选用应考虑几个方面？

答：对液压油液的选用，首先应根据液压传动系统的工作环境和

工作条件来选择合适

的液压油液类型，然后再选择液压油液的粘度。

1.10液压传动的介质污染原因主要来自哪几个方面？应该怎样

控制介质的污染？

答：液压油液被污染的原因是很复杂的，但大体上有以下几个方

面：

(1)残留物的污染：这主要指液压元件以及管道、油箱在制造、

储存、运输、安装、

维修过程中，带入的砂粒、铁屑、磨料、焊渣、锈片、棉纱和灰

尘等，虽然经过清洗，但

未清洗干净而残留下来的残留物所造成的液压油液污染。

(2)侵入物的污染：液压传动装置工作环境中的污染物，例如

空气、尘埃、水滴等通

过一切可能的侵入点，如外露的活塞杆、油箱的通气孔和注油孔

等侵入系统所造成的液压

油液污染。

(3)生成物的污染：这主要指液压传动系统在工作过程中所产

生的金属微粒、密封材

料磨损颗粒、涂料剥离片、水分、气泡及油液变质后的胶状物等

所造成的液压油液污染。

控制污染的方法主要有：

(1)减少外来的污染：液压传动系统在装配前后必须严格清洗。

组成液压系统的管

件，用机械的方法除去残渣和表面氧化物，然后进行酸洗。液压

传动系统在组装后要进行

全面清洗，最好用系统工作时使用的油液清洗，特别是液压伺服

系统最好要经过几次清洗

来保证清洁。油箱要加空气滤清器，给油箱加油要用滤油机，对

外露件应装防尘密封，并

经常检查，定期更换。液压传动系统的维修，液压元件的更换、

拆卸应在无尘区进行。

(2)滤除系统产生的杂质：应在系统的相应部位安装适当精度

的过滤器，并且要定期

检查、清洗或更换滤芯。

(3)控制液压油液的工作温度：液压油液的工作温度过高会加

速其氧化变质，产生各

种生成物，缩短它的使用期限。所以要限制油液的最高使用温度。

(4)定期检查更换液压油液：应根据液压设备使用说明书的要

求和维护保养规程的有

关规定，定期检查更换液压油液。更换液压油液时要清洗油箱,

冲洗系统管道及液压元

件。

2.1什么叫压力？压力有哪几种表示方法？液压系统的压力与

外界负载有什么关系？

答：液体在单位面积上所受的内法线方向的法向应力称为压力。

压力有绝对压力和相

对压力，绝对压力是以绝对真空为基准来度量的，而相对压力是

以大气压为基准来进行度

量的。

由公式可知液压系统中的压力是由外界负载决定的。

2.2解释下述概念：理想流体、定常流动、通流截面、流量、平

均流速、层流、紊流和雷诺数。

答：理想液体：既无粘性又不可压缩的假想液体。

定常流动：流体流动时，流体中任何点处的压力、速度和密度都

不随时间而变化，称

这种流动为定常流动。

通流截面：液体在管道中流动时，垂直于流动方向的截面称为通

流截面。

流量：在单位时间内流过某一通流截面的液体体积称为体积流量,

简称流量。

平均流速：流量与通流截面积的比值即为平均流速

层流：液体质点互不干扰、液体的流动呈线状或层状、且平行于

管道轴线。

紊流：液体质点的运动杂乱无章，除了平行于管道轴线的运动外，

还存在剧烈的横向

运动。

雷诺数：由平均流速口、管径d和液体的运动粘度v三个参数

组成的无量纲数用来表

明液体的流动状态。

2.3说明连续性方程的本质是什么？它的物理意义是什么？

答：连续性方程的本质是质量守恒定律。它的物理意义是单位时

间流入、流出的质量

流量的差等于体积〃中液体质量的变化率。

2.4说明伯努利方程的物理意义并指出理想液体伯努利方程和

实际液体伯努利方程有什么区别？

答：伯努利方程表明了流动液体的能量守恒定律。实际液体的伯

努利方程比理想液体伯努利方程多了一项损耗的能量和比动能

项中的动能修正系数。

2

理想液体伯努利方程：z+^+小=

pg2g

实际液体伯努利方程：4+互+婆=4+里+孚+儿

Pg2g-pg2g

2.5如图2.32所示，已知测压计水银面高度，计算M点处的压

力是多少？

解：取B—C等压面，pB=pc-

Pc=Pa+05XyHg

因为D—B为等压面，故pD=pB=pc°

取M水平面为等压面,+（L5-0.5）//o=pa+0.5/^+1.0/W2O。

2.6如题1.5图所示，

的液压千斤顶，小柱塞k2^A'

直径d=10,行程S尸

25，大柱塞直径〃=50,重物产生的力入=50000N,手压

杠杆比Z：7=500：25,试求：(1)此时密封容积中的液体压

力夕是多少？(2)杠杆端施加力£为多少时，才能举起重物？

(3)在不计泄漏的情况下，杠杆上下动作一次，重物的上升高

度S?是多少？解：(1)p=a=50000=25.46x106=25.46

47•(50x10-3)2

(2)/="4,=25.46x1()6x?x(l()xl()-3)2=200()

I25

F.=F-=2000x—=100N

1L500

⑶S『S+S噌=25X(粘=1

答：密封容积中的液体压力25.46,杠杆端施加力F、=100N,

重物的上升高度52=1。

2.7一个压力水箱与两个U形水银测压计连接如图2.33,a",

c,4和e分别为各液面相对于某基准面的高度值，求压力水

箱上部的气体压力是多少？解：由等压面概念：

Pd=Po+yHgge7d)

Pd=p,+y

P〃=P,+/Hg(Vc-V与

==

PgasPuPh-YHzo(Va-V8)

整理：P『P0+/Hg(Vc+Ve-Vb-Vd)+7%。(Vb-Vd+Vc-Va)

(p“为Ve处大气压力)

2.8如图2.34所示的连通器，内装两种液体，其中已知水的密

度1=1000，hl=60，hl=75，试求另一种液体的密

度是多少?

解：取等压面1—1列方程：

P『Pa+P'g%

Pli=Pa+P2gh2

_%

Pz--rP\

h

2.9水池如图2.35侧壁排水管为0.50.5mm的正方形断面,

已知，力=2m,=45,不计盖板自重及较链处摩擦影

响，计算打开盖板的力T是多少？

解：盖板所受的总压力，

()5xQin45°

F=pghGA=lOOOx9.81x(2+~—)x0.5x0.5=5338.54(N)

0.54

20.5、12

压心位置，7C=77G+—^-=--------+—)+=3.09(m)

%Asin450----22

+—)x0.52

sin45°2

对钱链力矩平衡，）=TX0..5XCOS45。

sin45

5338.54x(3.09--^―)

T=----------------------=3949.66(N)

0.5xcos45°

2.10如图2.36所示的渐扩水管，已知d:15,22=30,=6.86

X104,=5.88X104,力=1m,B=1.5,求(1)?

(2)水流的方向，(3)压力损失为多少?

22

解：(1)q=^Dull=^duA

D2(30x10-2)2

L>=-52-L>=-------r^T-xl.5=6.0Q)

4dB(15xl0-2)2

⑵A点总能头贲+小鬻痣+26x.02W

=8.83(20)

25.88xl041.52

B点总能头象方Q----------1-----+--1=7.11(20)

1000x9.812x9.81

故水流方向为由/到B

(3)能头损失为8.83-7.11=1.72(20)

压力损失为:1.72xl000x9.81=1.69xl04()

2.11如图2.37中，液压缸直径D=150,活塞直径d:100,

l

负载尸=5X10No若不计液压油自重及柱塞与缸体重量,

试求图示两种情况下液压缸内的液体压力是多少？

解：(a)F『p

4x5x10，

4F=6.37xlO6()

万(100x10-3)2

7id~

(b)F=­d2p

4

2.12消防水龙软管如图2.38所示，已知水龙出口直径d:5，

水流流量q=2.36m3,水管直径〃=10,为保持消防水管

不致后退，试确定消防员的握持力为多大?

2

2.36

4xl000x

60

角率：F=pqu-0=pq--^—%x(5xl()-2)2=787.94(N);向左

Kd-

4

2

2.36

4xl000x

F、=0—pqu=—凶,q-=196.98(N);向上

£D2万X(10X10-2)2

4

握持力：工=-工，F、,=_F、,

理2+尸;2=J787.942+196.982=812.19(N)

握持力方向"c啖*g篇=14.04。；（右下）

2.13如图2.39中所示的压力阀，当6时，液压阀动作。若10，

15,0.5,试求：（1）弹簧的预压力；（2）当弹簧刚度4=

100时的弹簧预压缩量心

解：（1）力平衡关系:

4=(Pi-Pz)•?叶=(6X106-0.5X106)X^X(10X10")2=43197(N)

(2)由于

贝第卡A*=4.32()

2.14虹吸管道如图2.40所示，已知水管直径〃=10,水管

总长L-\000m,A）=3m,求流量q是多少？（局部阻

力系数：入口C=0.5,出口C=1.0,弯头C=0.3,沿

程阻力系数入=0.06）

2

解：%=愣+（二入口+7弯头+:出口）宗

-3

一=-7----囱----------------=------------南丽------------------------=4.985xlO(m)

2g4万+4入口+金头+7出口0.06X1Gxi^+0.5+0.3+1.0

^=74.985x1O_3x2x9.81=0.313()

q=-D*2V=-X（10X10-'）2X0.313=2.46xlO_3（m：i）

44

2.15压力表校正装置原理如图2.41所示，已知活塞直径"=

10,丝杠导程S=2,装置内油液的体积弹性模量4=1.2

X10%当压力为1个大气压（0.1）时，装置内油液的

体积为200。若要在装置内形成21压力，试求手轮要转多

少转？

・2

/

V

则有：—吟"过瑞3"（）

而，W=—d2Sn

4

4AV_4x3.48x10-6小

故,（转）

兀d2s4x(10x10-3)2x2x10-3-'

2.16如图2.42所示,液压泵的流量q=25，吸油管直径d=25,

泵口比油箱液面高出400,管长/=600。如果只考虑吸

油管中的沿程压力损失△PA,当用32号液压油，并且油温

为40°C时，液压油的密度=9003,试求油泵入口处的真

空度是多少？

解:

o=^-=4x25x10-=0.8488

万(25x10-3)2X60

《4=”黑整匚663』252320,所以液体是层流。

7575

A=——=---=0.1131

R«663.125

"沿=/应=。［131><幽上哗丝暨=88。.。35()

d225x10-3x2

忽略液柱高影响，油泵吸油口的真空度为

/?=101325-880.035=100444.965()

2.17沿直径d=200，长度1=3000m的钢管（=0.1）,

输送密度为=9003的油液，流量为°=9104,若其粘

度为=1.0922,求沿程损失。

解：行全蒜r°Q2785）

v2r'vkq0.0278./、

流速尸且=-----=0.8o8o4()

A-x0.22

4

「翟端=69<23。。,液体流动是层流

沿程损失4=W*=0.046X鬻x署桨=27.48(米油柱)

a2g0.22x9.81

Ap=p^,=900x9.81x27.48=2.426x105()

2.18如图2.43所示水的管路，已知：d\-300，h-500m；

d2=250，12=300m；d3=400，73=800m；=500，-800

m；=500,=400m。B点流量为q=300，液体粘度0.010仔,

并设2,=22=23,计算全程压力损失是多少?

解：全程压力损失即沿=%苧+%卜・史+%畀・半

“A8'aBC'aCD'

;I、P或

△PBC*\"吟=吟吟

d}2d2242

—+d；+d；%'^=q

由于4=/i2=4,则有

解得:

u2=0.251()

「0.194()

R产蛆=63139.6

V

4,=如=62005

V

R产心=76831.7

V

1=0.000332=0.00025,3=0-0004。

查表：£=0.1(),则4=0.02，4=0.02,4=0.02。

假设成立，故:

虫=一•应=。g-幽40°°'°缔=753.1()

042300x10-32

4^4x300x102

UAB成力乃・(500x10-)2

《『号-嗤吃祥=756435232。，液体流动是紊流。

50.025

△〃"==0.02x80°—xW0°xL528-=46695.7()

ABAB“2500x10-32

L>C£)—DAB'^CD—-025

人"击,睁=。。25'威注幽等=23347.8()

所以△〃沿=即"+MBC+即CD

=46695.7+753.1+23347.8=70796.6()

2.19如图2.44所示，液压泵从一个大容积的油池中抽吸润滑

油，流量为4=L2,油液的粘度E=40,密度=90()3,

假设液压油的空气分离压为2.8米水柱，吸油管长度/=10

m,直径d=40,如果只考虑管中的摩擦损失，求液压泵在

油箱液面以上的最大允许安装高度是多少？

解：油液粘度：丫=(7.31。七-筌卜叱

2

=2.9224x10-4(m)

=130.7«2300

2.9224x1()7

故为层流，/1=曰=品=0.5740

4x1.2x10-

"x(40xl(r”

沿程损失"沿=4.9”574°><V*X

=58885.34()

空气分离压切分=2.8x1000x9.81=27468()

最大安装高度处101325-58885.34-"maJPg=27468

故"max=(101325—58883.34—27468)/(900x9.81)=1.696(m)

2.20管路系统如图2.45所示，力点的标高为10米，8点的标

高为12米，管径d=250,管长/=1000米，求管路中的

流量q是多少？(沿程阻力系数=0.03,局部阻力系数:

入口0.5,弯管鼠二0.2,出口建=1.0)o

解:有效静压头为//-1-(VB-VA)=7-^-(12-10)=4.875(m)

4.875=(2：+1+的+43)力

d2g

_2x9.81x4.875QQ7(、

忏------1W-----------------=°.887()

\0.03x,+0.5+0.2+1.0

250x103

-J2p=-x(250x1O--3)2x77^5=0.0435(m3)

44

2.21已知容器中空气的压力为1.1705105Pa(绝对压力),

空气的温度为0℃,经管嘴喷入压力为1.01361()5的大气

中，计算喷嘴出口处气流的速度是多少?

解：空气在0C、1.0140x1()5时的密度为1.285(3),容器中空气

的密度为：

1.1705X1Q5

QO=1.285X=1.483C)

1.0140xl05

54

=0.528p(=0.528x1.1705x10=6.18x10()

因为p>PK

1.4-1

2kPo2x1.41.1705xl05’1.0136x1()5]I4

I?=--------X-----------------XJ.1705x1()5J

A-1Po1.4-11.483

=149.2()

3.5试说明齿轮泵的困油现象及解决办法。

答：齿轮泵要正常工作，齿轮的啮合系数必须大于1,于是总有

两对齿轮同时啮合，并有一部分油液因困在两对轮齿形成的封闭

油腔之内。当封闭容积减小时，被困油液受挤压而产生高压，并

从缝隙中流出，导致油液发热并使轴承等机件受到附加的不平衡

负载作用；当封闭容积增大时，又会造成局部真空，使溶于油液

中的气体分离出来，产生气穴，这就是齿轮泵的困油现象。

消除困油的办法，通常是在两端盖板上开卸荷槽。

3.6齿轮泵压力的提高主要受哪些因素的影响？可以采取哪些

措施来提高齿轮泵的工作压力？

答：齿轮泵压力的提高主要受压力油的泄漏的影响。通常采

用的方法是自动补偿端面间隙，其装置有浮动轴套式和弹性侧板

式齿轮泵。

3.9试说明叶片泵的工作原理。并比较说明双作用叶片泵和单

作用叶片泵各有什么优缺点。

答：叶片在转子的槽内可灵活滑动，在转子转动时的离心力

以及通入叶片根部压力油的作用下，叶片顶部贴紧在定子内表面

上，于是两相邻叶片、配油盘、定子和转子间便形成了一个个密

封的工作腔。当转子旋转时叶片向外伸出，密封工作腔容积逐渐

增大，产生真空，于是通过吸油口和配油盘上窗口将油吸入。叶

片往里缩进，密封腔的容积逐渐缩小，密封腔中的油液往配油盘

另一窗口和压油口被压出而输到系统中去，这就是叶片泵的工作

原理。

双作用叶片泵结构复杂，吸油特性不太好，但径向力平衡;

单作用叶片泵存在不平衡的径向力。

3.10限压式变量叶片泵的限定压力和最大流量怎样调节？在调

节时，叶片泵的压力流量曲线将怎样变化？

答：调节弹簧预紧力可以调节限压式变量叶片泵的限定压力，这

时段曲线左右平移；调节流量调节螺钉可以改变流量的大小，

段曲线上下平移。

3.18液压泵的额定压力为2.5,当转速为1450时，机械效率

为〃〃=0.9。由实验测得，当液压泵的出口压力为零时，流量为

106；压力为2.5时，流量为100.7,试求：（1）液压泵的容

积效率〃厂是多少？（2）如果液压泵的转速下降到500,在额

定压力下工作时，估算液压泵的流量是多少？（3）计算在上述

两种转速下液压泵的驱动功率是多少？

解：⑴%

(2)q、=即的、,=—4r%=x106x0.95=34.7L/min

〃1450

（3）在笫一种情况下：

一金=—=2.5xl06xl06xl（）-：49x]03w

nmnm0.9x60

在第二种情况下：

P=迄=2^_=2.5x106x34.7x103=]69xl（）3w

nmnm0.9x60x0.95

答：液压泵的容积效率〃1为0.95,在液压泵转速为500r/min时，估算其流最为

34.7L/min,液东泵在第一种情况下的驱动功率为4.9xlO3W,在笫二种情况下的驱动功率

为1.69X103W,

4.1从能量的观点来看，液压泵和液压马达有什么区别和联系？

从结构上来看，液压泵和液压马达又有什么区别和联系？

答：从能量的观点来看，液压泵是将驱动电机的机械能转换

成液压系统中的油液压力能，是液压传动系统的动力元件；而液

压马达是将输入的压力能转换为机械能，输出扭矩和转速，是液

压传动系统的执行元件。它们都是能量转换装置。

从结构上来看，它们基本相同，都是靠密封容积的变化来工

作的。

4.3在供油流量q不变的情况下，要使单杆活塞式液压缸的活塞

杆伸出速度相等和回程速度相等，油路应该差动连接，而且活塞

杆的直径d与活塞直径D的关系为：（根号2）乘以d.

4.6

5.1已知单杆液东缸缸筒14t径0=100mm,活塞杆役"=50inni,工作压力0=2

MPa,流量为夕=lOL/inin,回油背压力为々=0.5MPa,试求活案往复运动时的推力和运

动速度。

解：(1)无杆腔进油时：F、=p\&-p、4=—[3-p、)»+夕,/2]

"4'

662624

/；^^x[(2xl0-0.5xl0)x0.1+0.5xl0x0.05]=1.08xl0N

q10x10-3

=—=-----------=0.021m/s

4—X0.12X60

4

(2)有杆腔进油时：=p、：Pi：-夕2厅

7；=^-x[(2xl06-0.5xl06)x0.12-2xl06x0.052]=0.785xlO4N

q10x10-3

u,=—=--------------------=0.028m/s

4^X(0.12-0.052)X60

答：当无杆腔进油时的活塞推力是1.08x104N,运动速度是0.021m/s：当有杆腔进

油时活塞的推力是0.875X104N,运动速度是0.028in/s。

4.7

5.2已知单杆液压缸缸筒汽彳仝/>=50niui,活塞杆用存”=35mni,泵供油流量为q=10

L/miii,试求：（1）液压缸差动连接时的运动速度；（2）若缸在差动阶段所能克服的外负

载尸=1000N,缸内油液压力有多大（不计管内压力损失）？

切,、q10x10-3,

解：（1）u=---=-------------=0.17m/s

-d1-XO.O352X6O

44

1000,八,

(2)p=-^—----------=1.04MPa

-d2-xO.0352

44

答：液压缸差动连接时的运动速度是0.17m/s：若缸在差动阶段所能克服的外负载

产=1000N时，缸内油液压力是1.04MPa。

4.8

5.3一柱塞缸柱塞固定，缸筒运动，压力油从空心柱塞中通入，压力为〃，流量为外缸

筒内径为。,柱塞外径为"，内孔汽径为名,试求柱塞缸所产生的推力厂和运动速度U。

解：F=pA=—d^p,u=—=—―=-^-

4/2/7rd一

7

答：柱泉缸所产生的推力等广/'=三"〃，运动速度等于。=*。

4nd'

4.9

5.4如题5.4图所示的叶片泉，铭牌参数为7=18L/min,尸=6.3MPa,设活塞宜径Z>=

90min,活期杆有:径d=60mm,在不计压力损失且尸=28000N时，试求在各图示情况

下压力表的指示压力是多少？(22=2MPa)

题5.4图

皿,、F28000

解：(a)p=—=------------4.4MPa

A—x0.092

4

67122

28000+2xl0X-X(0.09-0.06)

(b)p=Ff&4-------------=5.5MPa

A—x0.09

4

(c)P=Po

4.10

5.5如题5.5图所示的串联油缸，w和4为有效匚作面积，万和互是两活塞杆的外负

载，在不计损失的情况下，试求〃1，Pi，巧和匕各是多少？

F、

夕/=彳+分4_qp_qp

解：由*

=A

P\=

4

题5.5图

5.6如题5.6图所示的并联油缸中，4=4,石＞£,当油缸2的活塞运动时，试求

4.11

%、。2和液压泵的出口压力?各是多少？

题5.6图

解：已知：F、＞八,X]=&，当油缸2动作时，而油缸1不运动，此时

UJ=0,p=--

2/当

4.12设计一单杆活塞液压缸，要求快进时为差动连接，快进和

快退（有杆腔进油）时的速度均为6o工进时（无杆腔进油，

非差动连接）可驱动的负载为F:25000N,回油背压力为0.25,

采用额定压力为6.3、额定流量为25的液压泵，试确定：（1）

缸筒内径和活塞杆直径各是多少？（2）缸筒壁厚（缸筒材料选

用无缝钢管）是多少？

3

解：（1）活塞缸直径：./=EMx25xl0-H6g=0073m

1矶V4x60x6

缸筒直径：

Ux25xl0~3x60八八力）八sc

D=国+储=J-------------+0.073-=0.103m

）欣2V万x60x6

按国家标准规定，取活塞杆直径”=70,4=100。

（2）外=6.3<16,%,=1.5工=1.5x6.3=9.45,3="取〃=5；

20b

材料取普通碳素钢。235,则：

…、9.45X106X0.1X5

a=420=----------7—=5.625

h2x420xl06

5.1现有一个二位三通阀和一个二位四通阀，如题6.1图所示,

请通过堵塞阀口的办法将它们改为二位二通阀。问：（1）改为常

开型的如何堵？（2）改为常闭型的如何堵？请画符号表示（应

该指出：由于结构上的原因，一般二位四通阀的回油口0不可堵

塞，改作二通阀后，原0口应作为泄油口单独接管引回油箱）。

答：（1）二位四通阀；（2）改为常开（常通）型二位二通阀，

堵住B口（但由于特殊结构。口不接）；（3）改为常闭（常断）

型二位二通阀，堵住A口。

AB

Po

AB

1

7NAB

堵住B口，但由于特.,,If\/

P殊结构。口不接11X!■

ABPo

\NAB

I*OX

堵住A口W]||Xf

Po

（1）二位三通阀；（2）改为常开（常通）型二位二通阀，堵

住B口；（3）改为常闭（常断）型二位二通阀，堵住A口。

堵住B口，

即为常开

堵住A口，

即为常开

5.8

6.2题6.2图中溢流阀的调定压力为5MPa.减压阀的调定压力为2.5MPa,设液压缸的

无杆腔面积A=50cm2,液流通过单向阀和非【:作状态下的减压阀时，其氏力损失分

别为0.2MPa和0.3MPa。求：当负载分别为OkN、7.5kN和30kN时，（1）液压缸能否

移动？（2）A、B和C三点压力数值各为多少？

解：尸=0,液压缸快速空载运动，p『=0,考虑到单向阀的压力损失，贝IJ

4=0.2MPa,考虑到非工作状态下的减压阀压力损失，pA=0.5MPa.,

7.5xlO3

F=7.5kN.p=—=1.5MPa

c50x107

考虑到单向阀的压力损失，则4=1.7MPa,小于减压阀的调定压力，考虑非工作状

态下的减压阀的压力损失，则

F30xIO?

p.=2.0MPa液压缸能运动；F-30kN.p=—=------——6MPa

cA50x107

液压缸不能运动，单向阀不能打开，液压阀处丁工作状态，ps=2.5MPa,

p.1=5MPa.

题图6.5

5.7+5.9

6.4用先导式溢流阀调节液压泵的压力，但不论如何调节手轮，压力表显示的泵压都很

低。把阀拆下检杳，看到各零件都完好无损，试分析液压泵压力低的原因：如果压力表显

示的泉压都很高，试分析液压泵压力高的原因。（分析时参见先导式溢流阀工作原理图

6.16）

答：液东泵压力低的原因可能是阻尼孔被堵死，液压泵压力高的原因可能是先导阀被

堵死。

6.5如题6.5图所示的液压系统中，各溢流阀的调定压力分别为夕，=4MPa、

夕，=3MPa和夕「=2MPa。试求在系统的负载趋于无限大时，液压泵的工作压力是多

少？

答：（a）图中，三个溢流阀串联。当负载趋于无穷大时，则三个溢流阀都必须工作，

则〃茱=',+〃B+，c=9MPa：

题图6.6

5.12+5.13

(b)图中，三个溢流阀并联。当负载趋「无穷大时，A必须I：作，而A的溢流压力取

决丁•远程调压阀B,B取决了C,所以夕泵=夕「=2MPa。

6.6在题6.6图所示两阀组中，设两减压阀调定压力一大一小(夕A＞匹)，并且所在支路有

足够的负载。说明支路的出口压力取决于哪个减压阀？为什么？

答：(a)图中，两个减压阀串联，且为加,当负载趋于无穷大时，支路出口压力取

决于B阀。因为调定压力低的B阀先工作，然后是调定压力高的A阀工作，故支路压力

取决了调定压力低的B阀。

(b)图中，两个减*阀并联，支路出口压力取决「A阀，当负载趋于无穷大时，出口

压力达到用时，B阀［作，向此时A阀阀口全开，由卜A阀出口压力高了B阀出口压

力，则B阀立刻关闭，当东力升高达到八时，A阀I：作，故支路压力取决于调定压力高

的A阀。

6.7在系统有足够负载的情况下，先导式溢流阀、减压阀及调速阳的进、出油口可否对调

工作？若对调会出现什么现象？

答：若是先导式溢流阀的进、出油口对调【作，则溢流阀不起溢流作用，液压泵的工

作压力不能恒定，泵的压力将超过额定压力，泵将损坏：若是减压阀的进、出油口对调L

作，则减压阀不起减压作用：若是调速阀的进、出油口对调1：作，则调速阀不起调速作

用。

5.10+5.11

6一8题图6.9

6.8在题图6.8所示的系统中，溢流阀的调定压力为4MPa,如果阀芯阻尼小孔造成的损

失不计，试判断下列情况下压力表的读数是多少？(1)YA断电，负载为无穷大：(2)YA

断电，负载压力为2MPa：(3)YA通电：负载压力为2MPa。

答：(1)YA断电，负载;为无穷大时，压力表的读数"A=4MPa：

(2)YA断电，负载压力为2MPa时，2A=2MPa：

(3)YA通电；负载压力为2MPa时，2A=0。

6.9如题6.9图所示，顺序阀的调整压力为"A=3MPa,溢流阀的调整压力为

=5MPa,试求在下列情况下A、B点的压力是多少？(1)液压缸运动时，负载压力

Pl=4MPa：(2)负载压力Pl=1MPa：(3)活塞运动到右端时。

答：(1)液压缸运动〃.=4MPa时，则2A=jyB=4MPa：(2)〃.=lMPa时，则2A=1

MPa.ps=3MPa：(3)活塞运动到右端时，则〃A=/«=5MPa。

7.26

7.26如题8.1图所示，液压泵输出流量外,=10,液压缸无杆腔

面积4=5()2,液压缸有杆腔面积4=252。溢流阀的调定压力

幺=2.4,负载10o节流阀口视为薄壁孔，流量系数q=0.62。

油液密度夕=9003。试求：(1)节流阀口通流面积Ar=0052和

Ar=0.012时的液压缸速度D、液压泵压力P0、溢流阀损失AT,和

回路效率Z7；(2)当=().()12和A?=0.022时，若负载0,求

液压泵的压力以和液压缸两腔压力乃和P2各为多大？(3)当10

时，若节流阀最小稳定流量为”,““=50x10、所对应的4和液压

缸速度/而多大？若将回路改为进油节流调速回路，则A,和"n

多大？把两种结果相比较能说明什么问题？

解：（1）4=0.05时：如果溢流阀不溢流，则通过节流阀的

流量分=2*%,=5即2=0.833*10

A

由42=6榨,

餐f=0.833：xlO》900=0325,

2222-8

P2CdAT2X0.62X0.05X10

液压泵的压力

FA/?AlOxlO30.325x106x25

2=2.163

PP