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1、液压课后习题答案 部分题第三章 3.18 液压泵的额定流量为100 L/min，液压泵的额定压力为2.5 MPa，当转速为1 450 r/min时，机械效率为hm=0.9。由实验测得，当液压泵的出口压力为零时，流量为106 L/min；压力为2.5 MPa时，流量为100.7 L/min，试求：液压泵的容积效率hV是多少？如果液压泵的转速下降到500 r/min，在额定压力下工作时，估算液压泵的流量是多少？计算在上述两种转速下液压泵的驱动功率是多少？ 解：hv=q100.7=0.95 qt106q1=Vn1hv=n1500qthv=1060.95= 34.7L/min n1450在第一种情况下
2、： Pi=P0thm=pqthm2.510610610-3=4.9103W 0.960在第二种情况下： Pi1=P0t1hm=pqt1hm2.510634.710-3=1.69103W 0.9600.95答：液压泵的容积效率hV为0.95，在液压泵转速为500r/min时，估算其流量为34.7L/min，液压泵在第一种情况下的驱动功率为4.9103W，在第二种情况下的驱动功率为1.69103W。 3.20 某组合机床用双联叶片泵YB 4/1663，快速进、退时双泵供油，系统压力p = 1 MPa。工作进给时，大泵卸荷，只有小泵供油，这时系统压力p = 3 MPa，液压泵效率h = 0.8。试求
3、：所需电动机功率是多少？如果采用一个q = 20 L/min的定量泵，所需的电动机功率又是多少？ 解：快速时液压泵的输出功率为： 1106(16+63)10-3=1316.7 W P01=p1q1=60工进时液压泵的输出功率为： 31061610-3P02=p2q2=800 W 60电动机的功率为： P电=P01h=1316.7=1646 W 0.831062010-3=1250 W 电动机的功率为：P电=h0.860pq答：所需电动机功率是1646 W，如果采用一个q = 20 L/min的定量泵，所需的电动机功率是1250 W 第四章 4.6 已知单杆液压缸缸筒直径D = 100 mm，活
4、塞杆直径d = 50 mm，工作压力p1=2 MPa，流量为q = 10 L/min，回油背压力为P2= 0.5 MPa，试求活塞往复运动时的推力和运动速度。 解：无杆腔进油时：F1=p1A1-p2A2= F1=p(p41-p2)D2+p2d2 p4 N =1.0810(2106-0.5106)0.12+0.51060.0524q1010-3u1=0.021 m/s pA10.12604有杆腔进油时：F2=p1A2-p2A1=p(p41-p2)D2-p1d2 F2=p4=0.78510 N (2106-0.5106)0.12-21060.0524q1010-3u2=0.028 m/s A2p(
5、0.12-0.052)604 答：当无杆腔进油时的活塞推力是1.08104 N，运动速度是0.021 m/s；当有杆腔进油时活塞的推力是0.875104 N，运动速度是0.028 m/s。 4.7 已知单杆液压缸缸筒直径D = 50 mm，活塞杆直径d = 35 mm，泵供油流量为q = 10 L/min，试求：液压缸差动连接时的运动速度；若缸在差动阶段所能克服的外负载F = 1 000 N，缸内油液压力有多大？ 解：u=qp4=1010-3d2p4=0.17 m/s 0.035260 p=Fp4=1000d2p4=1.04 MPa 0.0352 答：液压缸差动连接时的运动速度是0.17 m/
6、s；若缸在差动阶段所能克服的外负载F=1 000 N时，缸内油液压力是1.04 MPa。 4.8一柱塞缸柱塞固定，缸筒运动，压力油从空心柱塞中通入，压力为p，流量为q，缸筒直径为D，柱塞外径为d，内孔直径为d0，试求柱塞缸所产生的推力F和运动速度u。 解：F=pA=p4d2p，u=qq4q =Apd2pd24答：柱塞缸所产生的推力等于F=p4d2p，运动速度等于u=4q。 2pd4.9 如题5.4图所示的叶片泵，铭牌参数为q = 18 L/min，p = 6.3 MPa，设活塞直径D = 90 mm，活塞杆直径d = 60 mm，在不计压力损失且F = 28 000 N时，试求在各图示情况下压
7、力表的指示压力是多少？ 解：p=F28000=4.4 MPa pA0.0924F+p2A2p=Ap=p0 28000+2106p40.092-0.062()p4=5.5 MPa 0.0924.10如题5.5图所示的串联油缸，A1和A2为有效工作面积，F1和F2是两活塞杆的外负载，在不计损失的情况下，试求p1，p2，u1和u2各是多少？ F2p=2A2qpqpp1A1=F1+p2A1解：由，得；u1=，u2= FFpA=FAA22221p=1+21A1A24.11 如题5.6图所示的并联油缸中，A1=A2，F1F2，当油缸2的活塞运动时，试求u1、u2和液压泵的出口压力p各是多少？ 解：已知：F
8、1F2，A1=A2，当油缸2动作时，而油缸1不运动，此时u2=qpA2，u1=0，p=F2 A2第五章 5.8 题6.2图中溢流阀的调定压力为5 MPa，减压阀的调定压力为2.5 MPa，设液压缸的无杆腔面积A=50cm，液流通过单向阀和非工作状态下的减压阀时，其压力损失分别为0.2 MPa和0.3 MPa。求：当负载分别为0 kN、7.5 kN和30 kN时，液压缸能否移动？A、B和C三点压力数值各为多少？ 解：F=0，液压缸快速空载运动，pc=0，考虑到单向阀的压力损失，则pB=0.2MPa，2考虑到非工作状态下的减压阀压力损失，pA=0.5MPa。 F7.5103=1.5MPa F=7.
9、5kN，pC=A5010-4考虑到单向阀的压力损失，则pB=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 F30103=6MPa pA=2.0 MPa 液压缸能运动；F=30kN，pC=A5010-4液压缸不能运动，单向阀不能打开，液压阀处于工作状态，pB=2.5 MPa ，pA=5 MPa。 5.9 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pA=4MPa、pB=3MPa和pC=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：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p泵=pA+pB+pC=9MPa；
10、图中，三个溢流阀并联。当负载趋于无穷大时，A必须工作，而A的溢流压力取决于远程调压阀B，B取决于C，所以p泵=pC=2MPa。 5.10 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？YA断电，负载为无穷大；YA断电，负载压力为2 MPa；YA通电；负载压力为2 MPa。 答：YA断电，负载为无穷大时，压力表的读数pA = 4 MPa； YA断电，负载压力为2MPa时，pA=2 MPa； YA通电；负载压力为2MPa时，pA=0。 5.11 如题6.9图所示，顺序阀的调整压力为pA=3MPa，溢流阀的调整压力为py=5
11、MPa，试求在下列情况下A、B点的压力是多少？液压缸运动时，负载压力pL=4MPa；负载压力pL=1MPa；活塞运动到右端时。 答：液压缸运动pL = 4 MPa时，则pA = pB = 4 MPa；pL = 1 MPa时，则pA = 1 MPa，pB = 3 MPa；活塞运动到右端时，则pA = pB = 5 MPa。 5.12 在题6.6图所示两阀组中，设两减压阀调定压力一大一小，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：图中，两个减压阀串联，且pApB，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
12、支路压力取决于调定压力低的B阀。 图中，两个减压阀并联，支路出口压力取决于A阀，当负载趋于无穷大时，出口压力达到pB时，B阀工作，而此时A阀阀口全开，由于A阀出口压力高于B阀出口压力，则B阀立刻关闭，当压力升高达到pA时，A阀工作，故支路压力取决于调定压力高的A阀。 第七章 7.28 如题图8.3所示，图示为采用调速阀的进口节流加背压阀的调速回路。负载F=9 000 N。液压缸两腔面积A1=50 cm，A2=20 cm。背压阀的调定压力pb=0.5 MPa。液压泵的供油流量q=30 L/min。不计管道和换向阀的压力损失。试问：欲使液压缸速度恒定，不计调压偏差，溢流阀最小调定压力py多大？卸荷
13、时的能量损失有多大？若背压阀增加了Dpb，溢流阀调定压力的增量Dpy应有多大？ 解：因为p2=pb， 所以p1=22FA29000206+pb=+0.510=2MPa -4A1A1501050由于不计调压偏差，所以py=p1=2MPa。 Ploss3010-3=p2q=0.510=250W 606 因为p1=py，p2=pb，所以py=FA2+pb。 A1A1FA2+(pb+Dpb)， A1A1当p2=p=pb时，溢流阀调定压力py=py=AAFA2+pb+2Dpb=py+2Dpb， A1A1A1A1A22Dpb=Dpb。 A15溢流阀调定压力的增加量Dpy=7.30 如题图8.5所示的调速回
14、路，液压泵的排量Vp=105 mL/r，转速np=1000 r/min，容积效率hVp=0.95，溢流阀调定压力py=7MPa，液压马达排量VM=160mL/r，容积效率hVM=0.95，机械效率hmM=0.8，负载转矩T=16Nm。节流阀最大开度，其流量系数Cd=0.62，油液密度r=900kg/m。ATmax=0.2cm不计其它损失。试求：通过节流阀的流量和液压马达的最大转速nMmax、输出功率P23和回路效率h，并请解释为何效率很低？如果将py提高到8.5MPa时，nMmax将为多大？ 解：q=VPnPhVP10510-61000=0.95=1.662510-3m3/s， 602pnMT
15、=pMVMnMhmMhVM pM=2pTVMhmMhVM=2p16=0.8267MPa。 16010-60.80.95-4q=CdAT2Dp2(7-0.8267)106=0.620.210=1.4510-3 m3/s r900q=87.1L/min， nMmaxqhVM87.10.95=517 r/min VM16010-3P出=2pnMT=2p51716/60=866.5 W h=P出P入=2pnMT866.5=0.0745 pPq71061.662510-3这是因为存在溢流损失和节流损失. 2(8.5-0.8267)106q=0.620.210=97.15 L/min 900-4nMmax
16、=97.150.95=576.8 r/min -316010P出=2p576.816/60=966.5 W h=966.5=0.083 71061.662510-37.31试说明题图8.6所示容积调速回路中单向阀A和B的功用。在液压缸正反向移动时，为了向系统提供过载保护，安全阀应如何接？试作图表示。 答：单向阀A：液压缸右行时，小腔回油满足不了液压泵的吸油要求，需要从油箱吸油。 单向阀B：液压缸左行时，大腔回油多于液压泵的吸油流量，多余的液压油从液控单向阀排回油箱。 为了给液压缸进行过载保护，将如所示油路接入回路，M和N两点分别接到液压缸的进出口处。 7.32 如题图8.7所示的液压回路，限压
17、式变量叶片泵调定后的流量压力特性曲线如图所示，调速阀的调定流量为2.5 L/min，液压缸两腔的有效面积A1=2A2=50 cm2，不计管路损失，试求：液压缸的大腔压力p1；当负载F=0 和F=9 000 N时的小腔压力p2；设液压泵的总效率为0.75，求液压系统的总效率。 解：p1=2+ p2=5=2.2MPa。 10p1FA1-；当F=0时，p2=4.4MPa；当F=9000N时，p2=0.8MPa A2A2qA2FuF9000液压回路的效率h=0.82 p1q1p1q1p1A12.21065010-4F系统总效率h=0.820.75=0.62 7.33 如题图8.8所示的液压回路中，如果
18、液压泵的输出流量qp=10 L/min，溢流阀的调整压力py=2 MPa，两个薄壁孔型节流阀的流量系数都是Cd=0.67，开口面积AT1=0.02 cm，AT2=0.01 cm，油液密度r=900 kg/m，试求在不考虑溢流阀的调压偏差时：液压缸大腔的最高工作压力；溢流阀可能出现的最大溢流量。 解：当液压缸被顶死时，大腔达到最高工作压力，则有 223qT2=CdAT22p1maxr，qT1=CdAT12(py-p1max)r因为qT1=qT2，所以有： AT2p1max=AT1py-p1max 得Ap1max=1.6MPa 溢流阀的最大溢流量 Dqy=qP-q=qP-CdAT1-32(py-p
19、1max)r-4=qP-CdAT12(py-p1max)r62(2-1.6)10=1010-0.670.0210=1.26710-4 m3/s 609007.35 如题图8.10所示的液压回路，它能否实现“夹紧缸I先夹紧工件，然后进给缸II再移动”的要求？为什么？应该怎么办？ 答：不能实现“夹紧缸I先夹紧工件，然后进给缸II再移动”的要求。因为系统压力恒定在py，若px py，则夹紧缸I先夹紧而进给缸II在I夹紧后不动作，若px py，则夹紧缸I和进给缸II同时动作。应该将顺序阀的远程控制口放在单向阀的后面。 7.36 如题图8.11所示的液压回路可以实现“快进工进快退”动作的回路，如果设置压力继电器的目的是为了控制活塞的换向，试问：图中有哪些错误？为什么是错误的？应该如何改正？ 答：行程开关应为常开型，这是为了实现快进；单向阀应反向，这是为了实现工进；背压阀应接换向阀的右油口，这是为了使动作更加平稳，放在回油路上；压力继电器应直接接在大腔进油口处，测大腔压力，原图接法，压力继电器的压力是不变化的。
