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液压课后习题答案

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ηm =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:(1)液压泵的容积效率ηV 是多少?(2)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?(3)计算在上述两种转速下液压泵的驱动功率是多少?解:(1)ηv t q q ===1007106095.. (2)=⨯⨯===95.01061450500111v t v q n n Vn q ηη 34.7L/min (3)在第一种情况下:3360109.4609.010106105.2⨯=⨯⨯⨯⨯===-mtmti pq P P ηηW在第二种情况下:33611011069.195.0609.0107.34105.2⨯=⨯⨯⨯⨯⨯===-mt mt i pq P P ηηW答:液压泵的容积效率ηV 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4.9⨯103W ,在第二种情况下的驱动功率为1.69⨯103W 。

3.20 某组合机床用双联叶片泵YB 4/16×63,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(设其压力为0),只有小泵供油,这时系统压力p = 3 MPa ,液压泵效率η = 0.8。

试求:(1)所需电动机功率是多少?(2)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:(1)快速时液压泵的输出功率为:630111110(1663)101316.760P p q -⨯⨯+⨯=== W 工进时液压泵的输出功率为:630222310161080060P p q -⨯⨯⨯=== W电动机的功率为:16468.07.131601===ηP P 电 W(2)电动机的功率为:1250608.010*******=⨯⨯⨯⨯==-ηpqP 电 W 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 ,活塞杆直径d = 50 mm ,工作压力p 1=2 MPa ,流量为q = 10 L/min ,回油背压力为2P = 0.5 MPa ,试求活塞往复运动时的推力和运动速度。

解:(1)无杆腔进油时:()[]22221221114d p D p pA p A p F +-=-=π()6626212100.5100.10.5100.054F π⎡⎤=⨯⨯-⨯⨯+⨯⨯⎣⎦41008.1⨯= N 312110100.0210.1604q A υπ-⨯===⨯⨯ m/s(2)有杆腔进油时:()[]21221122124d p D p p A p A p F --=-=π()6626222100.5100.12100.054F π⎡⎤=⨯⨯-⨯⨯-⨯⨯⎣⎦410785.0⨯= N 3222210100.028(0.10.05)604q A υπ-⨯===⨯-⨯ m/s答:当无杆腔进油时的活塞推力是1.08⨯104 N ,运动速度是0.021 m/s ;当有杆腔进油时活塞的推力是0.875⨯104 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:(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F = 1 000 N ,缸内油液压力有多大(不计管内压力损失)?解:(1)32210100.170.0356044qd υππ-⨯===⨯⨯ m/s(2)04.1035.041000422=⨯==ππd Fp MPa答:液压缸差动连接时的运动速度是0.17 m/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d 0,试求柱塞缸所产生的推力F 和运动速度υ。

解:p d pA F 24π==,2244q q qA d d υππ===答:柱塞缸所产生的推力等于24F d p π=,运动速度等于24qdυπ=。

4.9 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力表的指示压力是多少?(p 2=2 MPa )解:(a )4.409.04280002=⨯==πAF p MPa (b )()5.509.0406.009.0410228000222622=⨯-⨯⨯⨯+=+=ππAA p F p MPa(c )0p p =4.10如题5.5图所示的串联油缸,A 1和A 2为有效工作面积,F 1和F 2是两活塞杆的外负载,在不计损失的情况下,试求p 1,p 2,1υ和2υ各是多少?解:由11121222p A F p A p A F =+⎧⎨=⎩,得22212112F p A F F p A A ⎧=⎪⎪⎨⎪=+⎪⎩;11p q A υ=,22p q A υ=4.11 如题5.6图所示的并联油缸中,12A A =,1F >2F ,当油缸2的活塞运动时,试求1υ、2υ和液压泵的出口压力p 各是多少?解:已知:21F F >,21A A =,当油缸2动作时,而油缸1不运动,此时22p q A υ=,10υ=,22F p A =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 cm =502,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,(1)液压缸能否移动?(2)A 、B 和C 三点压力数值各为多少?解:0F =,液压缸快速空载运动,0c p =,考虑到单向阀的压力损失,则0.2B p =MPa ,考虑到非工作状态下的减压阀压力损失,0.5A p =MPa 。

7.5F =kN ,347.510 1.55010C F p A -⨯===⨯MPa 考虑到单向阀的压力损失,则 1.7B p =MPa ,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0.2=A p MPa 液压缸能运动;30F =kN ,34301065010C F p A -⨯===⨯MPa 液压缸不能运动,单向阀不能打开,液压阀处于工作状态,5.2=B p MPa ,5=A p 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4=A p MPa 、3=B p MPa 和2=C p MPa 。

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9=++=C B A p p p p 泵MPa ;(b )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2==C p p 泵MPa 。

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?(1)YA 断电,负载为无穷大;(2)YA 断电,负载压力为2 MPa ;(3)YA 通电;负载压力为2 MPa 。

答:(1)YA 断电,负载为无穷大时,压力表的读数p A = 4 MPa ; (2)YA 断电,负载压力为2MPa 时,p A =2 MPa ; (3)YA 通电;负载压力为2MPa 时,p A =0。

5.11 如题6.9图所示,顺序阀的调整压力为p A =3MPa ,溢流阀的调整压力为5=y p MPa ,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4=L p MPa ;(2)负载压力1=L p MPa ;(3)活塞运动到右端时。

答:(1)液压缸运动p L = 4 MPa 时,则p A = p B = 4 MPa ;(2)p L = 1 MPa 时,则p A = 1 MPa ,p B = 3 MPa ;(3)活塞运动到右端时,则p A = p B = 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(p A > p B ),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p A >p B ,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,故支路压力取决于调定压力低的B 阀。

(b )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p B 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p A 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501=A cm 2,202=A cm 2。

背压阀的调定压力5.0=b p 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:(1)欲使液压缸速度恒定,不计调压偏差,溢流阀最小调定压力p y 多大?(2)卸荷时的能量损失有多大?(3)若背压阀增加了∆p b ,溢流阀调定压力的增量∆p y 应有多大?解:(1)因为2b p p =, 所以6214119000200.5102501050b A F p p A A -=+=+⨯⨯=⨯MPa 由于不计调压偏差,所以12y p p ==MPa 。

(2)36230100.51025060lossP p q -⨯==⨯⨯=W(3)因为1y p p =,2b p p =,所以211y b A F p p A A =+。

当2b p p p ==时,溢流阀调定压力211()y b b A F p p p A A '=++∆, 2221111y b b y b A A A F p p p p p A A A A '=++∆=+∆, 溢流阀调定压力的增加量2125y b b A p p p A ∆=∆=∆。

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