液压与气压传动课后答案第四版

60
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P = 1000 kg/m 3
，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 + ph =
p a 所以真空度为 p a — P = ph=1000X 9.8 X 1 =9800 (Pa)
3 1-7.图1-35所示容器 A 中的液体的密度 pA=900kg/m ，B 中液体的密度为 3
P B i200kg/m ，乙=200mm,Z B =180mm,h =60mm, U 形管中的测压介质为汞， 试 求A 、B 之间的压力差。

解：已知：P 汞=13.6x103kg/m 3
选择1-1为等压面，则U 形管内的静压力平衡方程为 P A + P AS Z A = P B + pBgZe + 卩汞 gh Z B
则有: = P A — P B = pBgZB + P 汞 gh — pAgZA Z
A = g(p
B Z B 中 P 汞 h-P A Z A )
= 9.8 咒(1200咒 0.18 + 13.6 咒 103 咒 0.06-900咒 0.2) Pa =8.35x103 Pa 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： Po =5MPa,V =10mL/r =10xi0》m 3
/r,n m =0.95；\ =0.9,n = 1200r/min
则泵的输出功率:
6
-6
P 0 =P 0q =P 0 讥
,“0"0"0 “200
y9"0-0.9kw
驱动泵的电动机功率:
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
测得泵的实际流量为 150L/min ，总效率n =087，求:
泵的理论流量;
泵在上述工况下的泵的容积效率机械效率; 泵在上述工况下所需的电动功率; 驱动泵的转矩多大?
解：(1) 泵的理论流量
q t =v • n=168 X 950=159600ml/min=159.6L/min=2.66
另解:
pq 2 兀 nT i
29 .5 X 10 6
X 150 X 10」/ 60 2 X 3.14 X 950
/ 60 X 0.87
3-1.液压马达的排量 V=250 ml/r ，入口压力 p 1=10.5 MPa ,出口压力 效率n v =0.92，机械效率n 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：
P
罟 0.9529
业也=1.053kw q 15
"10
」/60
=0.94
q t 159.^10^/60
"0
.87
=0.93 % 0.94
(3)电机的驱动功率
C P O
pq 29.5咒106
咒150咒
10°/60 P
n 0.87
= 84770W) =84.77kW
(4)驱动泵的转矩
P i nT i
••• T i
P i 84770
2”
2 X 3.14 X 950 / 60
=852.53(
X 3.14 X 950 / 60 X 852 .53 =
84 .77 (KW )
29.5MP a 时,
-3 3.
X 10 m/s
pq
.53 ( N -m )
P 2=1.0 MPa ，容积
v
2
=P1
P 2 P i P o i p 3
22 X 10 —3
250
10.5 9.5 =△ P 9 = 9.5 X 10 -6
心2 - 80.96 (X in
-1 = 9.5 ( MPa ) X 10 6
X 250 X 10 -6 2x 3.14
"宀…乂
3
= n m n v Pj = 0.9 X 0.92 X 3.48 x 10 X 0.9 = 340.4 ( N m ) =3.48 X 10 3
(W 2881.4 (W ) 3-3.为两个结构相同相互串联的液压缸，无杆腔的面积 积A 2=80 X 10-4
m,缸1的输入压力P 1=0.9MPa ,输入流量 A 1=100 X 10-4
m ，有杆腔的面
q=12 L/min ,不计摩擦损失和泄漏， 求: 两缸承受相同负载（F 1 = F 2 ）时，该负载的数值及两缸的运动速度； 缸2的输入压力是缸1的一半（P 2=P 1/2）时，两缸各能承受多少负载? 缸1不
承受负载（F 1=0）时，缸2能承受多少负载？
解:
(1)
P 3为大气压
二P 3丸0
P 2
0.9x106x100x10"
-4 -4 A+A 100"0 +80"0
=o.5M p a
F 1 =F 2 = P2A -P 3A 2 =0.5咒10
6
咒100心0鼻 = 5OO0N )
12
"0'/60
=0.0亦®
100X10*
A 2
80
"0"0.02
=0.016佃®
100X10」
P
F r = P 1 A"!—卩2 A 2 = P"] A r —
A 2
=0.9咒106
X 100X10 4 -0.9X106
/2X80X10,
=5400(N )
F2 =P2A1 -P3A2 =导几=0.9X106/2X100X10, =4500(N )
4-5.如图所示的液压系统，两液压缸的有效面积A1=100 X 10°m,缸I负载F=35000N , 缸n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)
p c =2MPa
4-8 .液压缸的活塞面积
为
载变化时活塞运动速度稳定，
额定压力6.3MPa,问是否适宜？为什么？
解：缸的最大工作压力P =F = 40000
P a = 4 MPa
(3) 因为F i =P i A i -P2A2 =0
所以P2 =091心吋=1.125(M Pa)
80x10*
F2 =P2 A1 -P3A2 = P2A1 =1.125x106 x100x10, =11.25KN )
P A = P B =4 MPa
p c = 2 MPa
(2) I移动:
F P A=P B=A =壬务=3.5 MPa 100X10
Pc =2 MPa
I到达终端:
P A =P B =4 MPa
(3)n移动: P c
P A
=2M Pa
P B = P c =0M Pa
n碰到固定挡块时: P A = P B =4 MPa
500〜40000N的范围内变化，为使负
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
A=10 0X 10-4m2，负载在
因调速阀在正常工作时的最小压差山P =0.5~1.0MPa ,
A 100X10
因调速阀在正常工作时的最小压差山P =0.5~1.0MPa ,
所以液压泵的工作压力 P p = P + A p = 4.5 - 5.0MPa ,如果将泵的工作压力调到
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。

25L/ min ，溢流阀调定压力为 5.4Mpa,负载F A 1=80cm 2
,小腔面积 A 2=40cm 2
,工进时液压缸速度 v 为
不考虑管路损失和液压缸摩擦损失。

画出完整回路；
工进时液压系统的效率为多少；
解：（1 ）如右图:
A T =0.01 X 10-4
m 2
,C d = 0.62, P = 900kg/m 3
,求:
活塞杆的运动速度 V 。

溢流阀的溢流量和回路的效率。

） 当 节 流 阀开 口 面 积增大
A T1=0.03x10-4m 2和A T2=0.05x10-4m 2时，分别计算液压缸的运动速
度V 和溢流阀的溢流量。

解：1）液压缸进油腔压力
5=匸=4000 冥 10 上 M Pa =2M Pa A 1 20"0
6-4.回油节流调速系统：液压泵流量为
为40000N ，液压缸大腔面积 r 八八2
18cm/mi n,
（1） （2）
负载降为0时 （即F=0）,活塞的运动速度和回油腔的压力?
n = F.v
P p .q p
----- -O__60
— =0.053 25x10，— “6 5.4x10 (3)当 V 1=18cm/min 时,60
"F 5
.皿 E+S M pa
当 F=0 时，P 2'
1
Vh®
T =10.8 Mpa
V 2=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
阀调定压力P p = 3.0MPa ，液压缸无杆腔面积 A 1=20<10"
4
m 2
F=4000N
节流阀为薄壁孔口，开口面
q p ，负载
= 6L/min ，溢流
A.-I
1) 2) 3 i I
LU
V F
帖
到
q1 竽“62“.*10如戶乔时硕所以活塞运动速度为
= 2.92x10，m3/s
VW；：；1。

0："14.6皿m/s
2）溢流阀的溢流量q y=q p -q j =(6X10-/60-2.92X10- )m3/s =0.708x10-m3/s
回路效率
旦=半土竺「咒100%=19.5%
P p q p 3冥106天6冥10 /60
3)当A T^0.03<10^m2W q =3q =8.76咒1O'm3/s
v^—-3%14"10 m/^43.^10 m/s
q y =qp -q j1 =(6X10^60 -8.76X10, )m3/s =0.124x 10*m3/ s
当A T2 =0.05xlO^m2日寸q J2 = 5q =14.6^ 10°m3 /s = 8.76L / min > q p,所以通过节流
_3
阀的实际流量为q J2=q p=6L/min，因此v=¥ = 6|0^m/s = 50估m/s，
而qy =0
6-6在图6-34所示的调速阀节流调速回路中，已知qp= 2 5_ / m i ,n
A1=100x10-4m2, A2=50<10"4m2，F由零增至30000N时活塞向右移动速度基本无变化,
v=0.2m/min，若调速阀要求的最小压差为也p min =0.5MPa，试求:
1）不计调压偏差时溢流阀调整压力p y是多少？泵的工作压力是多少?
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F = F max =30000N时仍能正常工作，根据液压缸受力平
衡式P y A,=鸟人2 +F max M p min A2 +F max 得
P p = Py =3.25M Pa
为(2MPa g l0L/min )，且在 p^2.8MPa 时qp=0，液压缸无杆腔面积 A 1=50^10-4m 2
，
有杆腔面积A 2=25<10-4
m 2
，调速阀的最小工作压差为
0.5MPa ，背压阀调压值为 0.4MPa ，
试求:
在调速阀通过qi=5L/min 的流量时，回路的效率为多少?
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 q p =4 =5L/min 时,
，得 P p =2.4MPa
10 5
P
液压缸进口压力 P 1 = P p- A p min =(2.4-0.5) MP a =1.9 MPa
p 』0"0.
6 50 F
+30000 /(100x 10-)pa =3.25MPa
进入液压缸大腔的流量
4
q^i =Av =100x10 X
0.2x103
L/mi n= 2L/mi n= q p b
i
，十J.
■ r — I ■ 1
—1--
11 ■■—■ ■!
严'in
:!
! i n 1 —]
溢流阀处于正常溢流状态，所以液压泵的工作压力
I I
I —F"p^-P I —F"P'
2)当 F = Fmn
=0时，液压缸小腔中压力达到最大值，由液压缸
受力平衡式
p
2max A
2，故
P 2max _ A1 p = A ：
P y
= 10
^X 3.25M Pa =6.5M Pa
50
3)F = F max=30000N ，回路的效率最高
F
30000J n =—^= ---------- X 100% = 7.4%
p p q p 3.25x106 X 5
103
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 ..
uf
若变量泵的拐点坐标
1) 2) 若q 不变，负载减小4/5时，回路效率为多少?
3) 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
D
..
=■ L JL J i
J J
=-J
JT . ______
25x10，
1.9x5 -0.4x -------- x 5
此时回路效率 ％ =
P1q1
~ P^2 = --- 50^
10
----- X 100%= 70.8%
2.4x5
2）当p i =1.9MPa 时，负载F 为
F = pd -P 2A 2 =(1.9x 106x 50x 10- -0.4x106x 25x10邑)N =8500N
P p q p
当负载F 减小4/5时,
J F =1
X 8500N =1700N 5 5
因此回路效率％
A P2
z
4
、
』
00
4
x1O( +空％ xo.4〕MP a = 0.54M Pa 150x10 50x10
25 X 10 *
'
0.54X 5—0.4X
X 5
=56 - P^2
------- = ----
50
乂
10
X 100% =
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 = 1.9 MPa 、i p J =0.3 MPa 时，回路效
率为
1 9
=一:—X 100% =86.4% + i p 1
1.9+0.3
P i
变量泵
—P min
1 -
液压缸2
/
a
<- jT
■"-
j!
(
/
K-
/八
1
」.
P i q p
q i
tmax P
P
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（
一、填空
《液压与气压传动》课堂测验
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
（ 四部分组成，其中
）和（
（ ）和
（
3.变量泵是指（ （
）、（
子和定子的偏心距来实现变量，（
）可以改变的液压泵，常见的变量泵有（ ）其中（
）
、
）和（ ）是通过改变转 ）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
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
外啮合齿轮泵位于轮齿逐渐脱开啮合的一侧是（ 渐
进入啮合的一侧是（
）腔。

6. ）腔，位于轮齿逐
7.为了消除齿轮泵的困油现象，通常在两侧盖板上开 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。

），使闭
（ ）
&齿轮泵产生泄漏的间隙为（ 还存在
（
）间隙，其中（
）间隙和（
）泄漏占总泄漏量的 ）间隙，此外
80% 〜85%。

9.双作用叶片泵的定子曲线由两段（
（ ）组成，吸、压油窗口位于（
）、两段（
）及四段
）段。

10.调节限压式变量叶片泵的压力调节螺钉,
（
、判断题（对的划“0”错的划“ X”）
1 .
2 .
5.
6. 流量可改变的液压泵称为变量泵。

（）
定量泵是指输出流量不随泵的输出压力改变的泵。

（）
当液压泵的进、出口压力差为零时，泵输出的流量即为理论流量。

配流轴式径向柱塞泵的排量q与定子相对转子的偏心成正比，改变偏心即可改变排量。

（）
双作用叶片泵因两个吸油窗口、两个压油窗口是对称布置，因此作用在转子和定子上的液压径向力平衡，轴承承受径向力小、寿命长。

（）
双作用叶片泵的转子叶片槽根部全部通压力油是为了保证叶片紧贴定子内
10. 因存在泄漏，因此输入液压马达的实际流量大于其理论流量，而液压泵的实 际输出
流量小于其理论流量。

( )
1、晚餐已准备好，请大家入座，每个人的座位上都有座位卡，上面有每个人的名字。

2、这是这个餐馆的名菜。

3、请随便吃，不要客气，自己夹菜。

4、中国的素菜和西方国家的蔬菜沙拉完全是两码事，它起源于佛教寺庙，主要以豆类和豆 制品为主。

5、气缸的上部形成燃烧室或余隙容积，可燃混合气的点火及燃烧都在这里进行，在实际应 用中， 燃烧室的形状并非是理想的半球形， 这样便于安装气门和火花塞等， 并且可以有效控 制燃烧进程。

6、连杆把活塞上的载荷传递给曲轴，使曲轴旋转，结果把活塞往复运动转换成曲轴的旋转 运动。

连杆底端或大端在曲轴销上旋转。

7. 8. 9. 环。

( )
液压泵产生困油现象的充分且必要的条件是： 存在闭死容积且容积大小发生 变
化。

( ) 齿轮泵多采用变位齿轮是为了减小齿轮重合度，消除困油现象。

( ) 液压马达与液压泵从能量转换观点上看是互逆的， 因此所有的液压泵均可以 用来做马达使用。

( )。