液压与气压传动习题答案

第一章
1-4 如图所示，一具有一定真空不度的容器用一根管子倒置一液面与大气相通的水槽中，液体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31000/kg m ρ=，试求容器内真空度。

解：取水槽液面为基面。

列出静力学基本方程：
a p p
h g g
ρρ+= 则真空度为：
310009.819.810a p p gh ρ-==⨯⨯=⨯pa
1-5
1-8 如图所示，已知水深H=10m,截面22120.02,0.04A m A m ==，求孔子的出流流
量以及点２处的表压力（取1∂=，不计损失）
1-11泵从一个大的油池中抽吸油液，流量为q＝150L/min,油液的运动粘度 =34×10－6m2/s,油液密度ρ=900 kg/m3。

吸油管直径d＝60厘米，并设泵的吸油管弯头处局部阻力系数ξ＝0.2，吸油口粗滤网的压力损失Δp＝
不大于0.04 MPa，求泵的吸油高度
0.0178MPa。

如希望泵入口处的真空度P
b
h（液面到滤网之间的管道沿程损失可忽略不计）
1-15运动粘度 =40×10－6m2/s的油液通过水平管道，油液密度ρ=900kg/m3，管道内径d=10mm,l=5m,进口压力P
1
＝4.0MPa, 问流速为3 m/s时，出口压力P
2
为多少？
解：沿程压力损失：ΔP
λ
=0.17 MPa
所以P
2＝P
1
－ΔP
λ
＝4－0.17＝3.83MPa
第二章
2-5设液压泵转速为950r/min ，排量＝168mL/r ，在额定压力29.5MPa 和同样转速下，测得的实际流量为150L/min ，额定工况下的总功率为0.87，试求： (1)泵的理论流量； (2)泵的容积效率； (3)泵的机械效率；
(4)泵在额定工况下，所需电机驱动功率； (5)驱动泵的转速。

解：① q t ＝V p n=168×950=159.6 L/min
② ηv =q/q t =150/159.6=93.98% ③ ηm =η/ηv =0.87/0.9398=92.57%
④ Pi=p q/η =29.5×106×150×10-3/（60×0.87）=84.77kw ⑤ T=Pi/ω
= Pi/（2лn ） =852.1N.m
第三章
3-1 图示三种结构的液压缸，活塞和活塞杆直径分别为D ，d ，如进入液压缸的
流量为q ，压力为p ，试分析各缸产生的推力，速度大小以及运动方向。

解：对于图a 22()4F p
D d π
=- 22()4
q q
V A D d π=
=
- 受拉，液压缸左移 对于图b 24F pd π= 2
4
q q
V A d π== 受压，液压缸右移
对于图c 24F pd π= 24
q q
V A d π== 受压，液压缸右移
3-4差动连接液压缸，无杆腔面积A 1＝100cm2，有杆腔面积A 2＝40 cm2，输入油压力p ＝2 MPa ，输入流量q ＝40 L/min ，所有损失忽略不计，试求：
①液压缸能产生最大推力；
②差动快进时管内允许流速为4m/s，进油管径应选多大？
解：①因为 F= P
1（A
1
－A
2
）η
m
所以 F
max ＝P
1
×（A
1
－A
2
）×1
＝2×106×（100－40）×10-4×1 ＝1.2×10-4N=12kN
② V =q/（A
1－A
2
）=40×10-3/(60×60×10-4）＝1/9 m/s
V A
1= V
管
A
管
所以A
管
＝(1/9)×100×10-4/4＝лd2/4 有 d=18.8mm
应取20mm
第四章
4-4图4-115所示系统中溢流阀的调整压力分别为p
A =3MPa,p
B
=1.4MPa,p
C
=2MPa。

试求当系统外负载为无穷大时，泵的出口压力为多少？如将溢流阀B的遥控口堵住，泵的出口压力为多少？
答：系统负载无穷大即系统超载，此时溢流阀对系统
起保护作用。

A支路的调整压力为3MPa，当C控制B
的遥控口时，BC支路的最大稳定压力为C的调整压力，
即2MPa。

系统的稳定压力为较小值，即2MPa，所以此
时泵的出口压力P=2 MPa。

若溢流阀B的遥控口堵住，此时BC支路的调整压力为
两者调整压力之和即 3.4 MPa。

A支路的调整压力为
3MPa。

同样保持较小值，此时，由A起安全阀作用，
使系统的出口压力维持在3 Mpa，即泵的出口压力P=3
Mpa。

4-6 图4-117所示溢流阀的调定压力为4Mpa，若不计先导油流经主阀心阻尼小孔时的压力损失，试判断下列情况下的压力表读数：
1）YA断电，且负载为无穷大
2）YA断电，且负载为2 Mpa
3)YA通电，且负载压力为2Mpa
解：1）YA断电，电磁阀处于关闭状态，
因为负载为无穷大，溢流阀溢流，其两
端的压力为4Mpa,即压力表读数为
4Mpa.
2)YA断电，电磁阀关闭，负载只有2Mpa,
没有达到调定压力，故溢流阀不溢流，
压力表读数为2Mpa
3)YA通电，电磁阀打开，压力表读数
为0Mpa.
4-11图4-122所示回路，顺序阀的调整压力3x p Mpa =，溢流阀的调整压力
5y p Mpa =，问在下列情况下A.B 压力为多少？
1） 液压缸运动时，负载压力l p =4Mpa 时；
2） 如负载压力l p 变为1Mpa 时 3） 活塞运动到右端时
4-14图4-125a,b 回路参数相同，液压缸无杆腔面积2A=50cm ,负载L F 10000N
各阀的调定压力如图所示，试分别确定两回路在运动到终端停止时A ，B 两处的压力
第六章
6-1 在图示回路中，若溢流阀的调整压力分别为126, 4.5y y p Mpa p Mpa ==。

泵出口处的负载阻力为无限大，试问在不计管道损失和调压偏差时： 1) 换向阀下位接入回路时，泵的工作压力为多少？B 点和C 点的压力各为多少？
2）换向阀上位接入回路时，泵的工作压力为多少？B 点和C 点的压力各为多少？
6-2在图示回路中，已知活塞运动时的负载F ＝1200N ，活塞面积A ＝15×10－4，
溢流阀调整值为P p ＝4.5MPa ，两个减压阀的调整压力分别为p j1＝3.5 MPa 和p j2＝2 MPa ，如油液流过减压阀及管路时的损失可略去不计，试确定活塞在运动时和停在终端位置处时，A,B,C 三点压力值。

6-9 如图6-69所示，已知两液压缸的活塞面积相同，液压缸无杆面积
4212010A m -=⨯，但负载分别为128000,4000,F N F N ==如溢流阀调定压力为 4.5y p Mpa =，试分析减压阀压力调整值分别为1Mpa ，2Mpa ，4Mpa 时，两液
压缸的动作情况。

解 ：
'1421'242
2800042010400022010F N
p Mpa A m
F N p Mpa A m --===⨯=
==⨯
'1p '2p 为液压缸平衡所需的压力
（1）1Mpa 时，节流阀作用产生一定的压力差，
'1y p p p -∆=，故缸1可以运动，'21p Mpa >，
11 故缸2 不可以运动。

(2) 2Mpa 时,'1y p p p -∆=,'22p Mpa =,两缸运动且不发生干涉
（3）4Mpa 时，'24p Mpa <，由于压差大，所以缸2 先运动，2p 稳定在2Mpa 时，
'1y p p p -∆=，缸1运动。