液压气动技术课程作业1-4解答

液压气动技术课程作业解答（一）一、判断题1．通常把既无黏性又不可压缩的液体称为理想液体。（＋）注：无黏性、不可压缩是理想液体必须具有的两个假定条件，缺一不可。2．真空度是以绝对真空为基准来测量的液体压力。（－）注：真空度是以大气压力为基准来测量的液体的相对压力，此时液体压力小于大气压力。而以绝对真空为基准来测量的压力应是液体的绝对压力。3．连续性方程表明恒定流动中，液体的平均流速与流通圆管的直径大小成反比。（－）注：恒定流动中，由于液体的不可压缩性，通过管道截面的液体流量相等，液体的平均流速与流通圆管的面积成反比，即应与流通圆管直径的平方成反比。4．流经薄壁小孔的流量与液体的密度和黏度有关。（－）注：薄壁小孔的流量公式是要求熟记的内容，从公式中所含各项参数可知，小孔流量与液体密度有关，而与液体的黏度无关。5．重力作用下的静止液体的等压面是水平面。（＋）注：判定等压面是否为水平面，也要求满足上述两项条件。二、填空题1．负载运动速度功率2．内摩擦力3．40℃46mm2/s4.平均流速v圆管直径d运动黏度ν5.沿程压力损失局部压力损失三、计算题1．如图所示，有一直径为d、质量为m的活塞浸在液体中，并在力F的作用下处于静止状态。若液体的密度为ρ,活塞浸入的深度为h，试确定液体在测压管内的上升高度。解：由等压面概念，活塞底部平面的液体压力为hxgp（1）活塞的受力平衡方程mgFdp24（2）由（1）式代入（2）得mgFdhxg2424dmgFhxghgdmgFx242.如图所示用一倾斜管道输送油液，已知h＝15m，p1＝0.45MPa，p2＝0.25MPa，d＝10mm，L＝20m，ρ＝900kg/m3，运动黏度ν＝45×10-6m2/s，求流量Q。解：分别在管道两端取流通截面1、2由伯努利方程ghgvhgpgvhgp222222221111其中，α1=α2，v1=v2，h1=0，h2=h=15m这里，hλ为油液流经管道的沿程压力损失，QdLph4128代入求流量：QdgLhgpgp42211282214128ghppLdQ158.99001025.01045.020104590012801.06664Qsm/100205.033min/23.1L3.有一阀门，测得入口压力p1＝0.25MPa，出口压力p2＝0.06MPa，当通过阀门的流量Q＝132L/min时，求阀门的开口面积。解：液体流经阀门的特性可按流经薄壁小孔考虑由薄壁小孔流量公式pACQd2式中，smLQ/60/10132min/132333/900mkgPa1019.0MPa19.006.025.0621ppp61.0dC代入计算2236376.110176.01019.0900261.060/101322cmmpCQAd4．如图所示，已知某液压系统输出流量为25L/min，吸油管直径为25mm，油液密度为900kg/m3，运动黏度为20mm2/s，液压泵吸油口距油箱液面的高度H＝0.4m，若仅考虑吸油管中的沿程损失，试求液压泵入口处的真空度。解：分别取油箱油面及液压泵入口为流通截面1、2，列出伯努利方程ghgvhgpgvhgp222222221111其中，p1=pa=0.1013MPa，v1=0h1=0h2=H=0.4msmdQv/849.0025.0460/102542322判断管道中油液流态200010611020025.0849.06vdRe油液在管中为层流，α2=2沿程损失275222vdLRvdLphe代入计算2751222222221vdLRghgvgppe27522222222vdLRghvppea2849.0900025.04.01061754.08.99002849.0290022=0.47×104Pa=4.7×10-3MPa5．如图所示的圆柱滑阀，已知阀心直径d=2cm，进口压力p1=9.8MPa，出口压力p2=0.9MPa，油液密度ρ=900kg/m3，流量系数Cd=0.65，阀口开度x=0.2cm，求通过阀口的流量。解：圆柱滑阀当阀口开度较小时，油液流经阀口的流动特性相当于薄壁小孔。过流面积a＝πdx压差Δp＝p1－p2＝9.8－0.9＝8.9MPa代入流量公式paCQd26109.89002002.002.065.0L/min690/sm0115.03液压气动技术课程作业解答（二）一、判断题1．液压泵的容积效率与液压泵的泄漏量有关，而与液压泵的转速无关。（－）注：由容积效率表达式TpvQQ1可知，液压泵的容积效率不仅与液压泵的泄漏量有关，而且与液压泵的理论流量有关，又由于液压泵的排量为常数，可知容积效率与液压泵的转速有关。2．对于限压式变量叶片泵，当泵的压力达到最大时，泵的输出流量为零。（＋）注：应熟悉限压式变量叶片泵的特性曲线，当泵工作在变量段时（BC段），泵的输出流量随压力增高而减小，当泵的压力达到最大时（C点），泵的输出流量为零。3．液压缸差动连接可以提高活塞的运动速度，并可以得到很大的输出推力。（－）注：液压缸差动连接时，活塞的运动速度24dQv，输出推力42dpF，式中d为活塞杆的直径，由此可知差动连接可以得到较高的活塞运动速度，但输出推力较小。4．先导式溢流阀的远程控制口可以使系统实现远程调压或使系统卸荷。（＋）注：通过先导式溢流阀的远程控制口控制主阀心上腔的压力，接通油箱则系统卸荷；接通另一溢流阀则可实现远程调压。5．双作用叶片泵既可作为定量泵使用，又可作为变量泵使用。（－）注：与单作用叶片泵相比较，双作用叶片泵的转子和定子是同心的，故流量恒定，不能作为变量泵使用。二、选择题1．在下列液压阀中，不能作为背压阀使用。（C）A．单向阀B.顺序阀C.减压阀D.溢流阀注：单向阀、溢流阀、顺序阀都可以作为背压阀使用，减压阀的特点是阀口常开，出口压力恒定，故不能作为背压阀使用。2．若某三位换向阀的阀心在中间位置时，压力油与油缸两腔连通、回油封闭，则此阀的滑阀机能为。（A）A．P型B.Y型C．K型D.C型注：应熟悉常用的三位换向阀的滑阀机能及特点。3．以变量泵为油源时，在泵的出口并联溢流阀是为了起到。（B）A．溢流定压作用B.过载保护作用C．令油缸稳定运动的作用D.控制油路通断的作用注：以变量泵为油源时，调速阀不仅能调节液压缸的运动速度，而且使液压泵的输出流量得到控制，系统没有溢流。因此在泵的出口并联溢流阀是为了起到过载保护作用。4．与节流阀相比较，调速阀的显著特点是。（C）A．调节范围大B.结构简单，成本低C．流量稳定性好D.最小压差的限制较小注：与节流阀相比较，调速阀的显著特点是通过的流量不会受到负载变动的影响，流量稳定不变。5．在液压系统中，减压阀能够。（D）A．用于控制油路的通断B.使油缸运动平稳C．保持进油口压力稳定D.保持出油口压力稳定注：减压阀在出口压力发生变化时，可通过主阀心的移动改变减压口开度大小，自动保持调定的出口压力稳定。三、计算题1．叶片泵转速n＝1500r/min，输出压力6.3MPa时输出流量为53L/min，测得泵轴消耗功率为7kW，当泵空载时，输出流量为56L/min，求该泵的容积效率和总效率。解：叶片泵空载时可认为无泄漏，空载时的输出流量即为理论流量L/min56TQ实际流量L/min53Q容积效率946.05653TpvQQ液压泵的输出功率kW565.560533.660QpPpp总效率795.07565.50PPpp2．液压马达排量qM＝250mL/r，入口压力为9.8MPa，出口压力为0.49MPa，其总效率η＝0.9，容积效率ηMV＝0.92，当输入流量为22L/min时，试求：（1）马达的输出转矩；（2）马达的输出转速。解：（1）求输出转矩理论转矩mNqpMmT4.3702102501049.08.9266机械效率978.092.09.0MvMMm输出转矩NmMMMmT3.362978.04.370（2）求输出转速理论流量min/24.2092.022LQQMvT由nqQTmin/96.801025024.203rqQnT3．如图所示液压泵驱动两个液压缸串联工作。已知两缸结构尺寸相同，缸筒内径D＝90mm,活塞杆直径d＝60mm，负载力F1＝F2＝10000N，液压泵输出流量Q＝25L/min，不计损失，求泵的输出压力及两液压缸的运动速度。解：活塞面积2221m00636.009.044DA222222m00353.006.009.044dDA列出两液压缸的力平衡方程（1）、（2）12211FApAp（1）212FAp（2）两式联立求解121211FAAFAp又已知F1＝F2a62121211MP45.2P1045.21000000636.000353.000636.0aFAAAp液压缸活塞的运动速度smAQv/066.000636.060/1025311smAAvv/036.000636.000353.0066.012124．如图所示，液压泵驱动两个并联液压缸。已知活塞A重10000N，活塞B重5000N，两活塞面积均为100cm2。若输出流量为Q＝5L/min，试求两液压缸的动作压力及运动速度。解：并联液压缸，因FAFB，故B缸先动作，B缸行程结束后A缸开始动作。对于B缸a4MP5.0101005000BBBAFpsmAQvBB/103.81010060/105343对于A缸aAAAAFpMP0.110100100004m/s103.83ABvv5．图示回路中已知液压缸两腔面积A1＝100cm2，A2＝50cm2，调速阀最小压差Δp＝p2＝0.5MPa，当负载由0变到30000N时，活塞向右运动速度稳定不变，试求：（1）溢流阀的调定压力pY；（2）当F＝0时，泵的出口压力pp、回油腔压力p2。解：（1）列出液压缸的力平衡方程FApAp2211300001050105.0101004641papMP25.310100300001050105.04461溢流阀的调定压力a1MP25.3ppY（2）泵的出口压力由溢流阀调定aMP25.3Yppp列出液压缸的力平衡方程FApAp2211a211212MP5.62ppppAApAAp6．图示的液压回路中，已知液压缸的面积A1＝A3＝100cm2，A2＝A4＝50cm2，负载F1＝14000N，F2＝4250N，顺序阀的开启压力pK＝0.15MPa，节流阀上的压降Δpr＝0.2MPa，试求：（1）A、B、C各点的压力；（2）若液压缸速度v1＝3.5cm/s，v2＝4cm/s，求各液压缸的输入流量。解：（1）计算A、B、C各点压力列出缸1的力平衡方程，进油压力即为C点压力pC，回油压力为零，故有11FApcacMPAFp4.11010014000411rCApppaMP6.12.04.1rCAppp列出缸2的力平衡方程，进油压力即为B点压力pB，回油压力为单向阀的开启压力243FApApkBa446324MP5.010100425010501015.0AFAppkB（2）计算输入流量L/min21/sm105.310100105.33442111AvQL/min24