液壓與氣壓傳動(dòng)第三版_許福玲_陳堯明_課后習(xí)題答案 (2)

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1、 習(xí)題解 270頁：第一章 1— 3：解： 1— 4：解： 1— 5：解： 1— 6：解： 列油箱液面與泵進(jìn)口出的伯努利方程，以管子中心為基礎(chǔ)： 則： 271頁： 1— 9：解： 方法一： 由動(dòng)量方程：設(shè)缸底對(duì)液體的作用力為f，方向向左，取β=1，則： 則液體對(duì)缸底的作用力方向向右。 1—11：解： 列水箱液面（1—1截面）與出口處（2—2截面）伯努利方程，以出口（2—2截面）為基準(zhǔn)： 4 列2—2截面與3—3截面的伯努利方程，以出口（2—2截面）為基準(zhǔn)： 1— 12：解： 控制表面上液體所受的總壓力為：

2、F1=p1A，F(xiàn)2= p2A，設(shè)彎管對(duì)控制 體的作用力F′方向如圖所示，它在x、y方向的分力分別為Fx′、FY′， 則x、y方向的動(dòng)量方程分別為： 液體對(duì)彎管的作用力：F=－F′ 方向相反 1— 16：解： 第三章 二、作業(yè)題 3-1某一減速機(jī)要求液壓馬達(dá)的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩T=52.5N.m，轉(zhuǎn)速n=30r/min。設(shè)液壓馬達(dá)排量V=12.5cm3/r，容積效率ηMv=0.9，機(jī)械效率ηMm=0.9，求所需要的流量和壓力各為多少？ 解： =29.3MPa = 3-2 某液壓馬達(dá)排量V=70cm3/r，供油壓力p=1

3、0MPa，輸入流量q=100L/min, 容積效率ηMv=0.92，機(jī)械效率ηMm=0.94，液壓馬達(dá)回油腔背壓0.2MPa，求馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速。 解：102.68N.m 21.8r/s=1314r/min 3-3 某液壓馬達(dá)排量V=40cm3/r，當(dāng)馬達(dá)在p=6.3MPa和轉(zhuǎn)速n=1450r/min時(shí)，馬達(dá)的實(shí)際流量q=63L/min,馬達(dá)的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩為37.5N.m，求馬達(dá)的容積效率、機(jī)械效率和總效率。 解：0.93 0.92 3-4 如圖所示兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同相互串聯(lián)的液壓缸，無桿腔的面積A1=50*10-4m2，有桿腔的面積A2=20*

4、10-4m2，輸入流量q=3L/min，負(fù)載F1=5000N,F2=4000N,不計(jì)損失與泄漏，求 （1）兩缸工作壓力p1,p2兩缸的運(yùn)動(dòng)速度v1,v2 解：對(duì)兩缸進(jìn)行受力分析D得出p2=2MPa，p1=3MPa 速度：v1=q/A1=0.1m/s V2=0.25 m/s 3-5若要求差動(dòng)液壓缸快進(jìn)速度v1是快退速度v2的3倍，試確定活塞面積A1與活塞桿面積A2之比 3-6 如圖所示，液壓缸活塞直徑D=100mm，活塞桿直徑d=70mm，進(jìn)入液壓缸的流量q=25L/min，壓力p1=2MPa，回油背壓p2=0.2MPa，試計(jì)算三種情況下運(yùn)動(dòng)速度與方向及最大

5、推力（實(shí)際計(jì)算其中一種。其余用公式表示） 解：設(shè)作用面積，無桿腔A1=7.85*10-3m2,有桿腔A2=4*10-3m2，活塞桿面積A=3.84*10-3m2 （1）方向向左 0.05m/s 14.9kN (2)方向向左 0.104m/s 6.4kN (3)方向向右 0.108m/s 7.69 kN 第四章 4-2 思考： 能否用兩個(gè)兩位三通閥替代一個(gè)兩位四通換向閥使用？繪圖說明。 4-3 解：電液換向閥采用內(nèi)控，且中位機(jī)能卸載，此時(shí)其主閥芯換向壓力太小不能正常換向，系統(tǒng)一直處于卸載狀態(tài)，從而，液壓缸無動(dòng)作。 改進(jìn)：在泵的出口

6、增加預(yù)壓閥；在換向閥與油箱之間增加背壓閥；電液換向閥中位機(jī)能改為不卸載機(jī)能：o型。 4-4若先導(dǎo)型溢流閥主閥芯上的阻尼孔被污物堵塞，溢流閥會(huì)出現(xiàn)什么樣的故障？為什么？ 解：若先導(dǎo)型溢流閥主閥芯上的阻尼孔被污物堵塞，溢流閥主閥芯常開，不能正常調(diào)壓。若先導(dǎo)型溢流閥主閥芯上的阻尼孔被污物堵塞，主閥芯上腔無壓力補(bǔ)充，只需要推動(dòng)主閥芯上腔的彈簧就可以推動(dòng)主閥芯，而主閥芯上腔的彈簧為弱彈簧，此時(shí)主閥芯相當(dāng)于常開。 4-5 為什么溢流閥在調(diào)壓彈簧的預(yù)壓縮量一定時(shí)，進(jìn)口壓力會(huì)隨著流量的變化而有所波動(dòng)？ 解：溢流閥出口接油箱，則其進(jìn)出口壓差為其進(jìn)口壓力，由孔口流量方程可知，在面積不變，即彈簧

7、壓縮量不變時(shí)，流量增大，其進(jìn)口壓力會(huì)增加。 4-6 減壓閥的出口壓力取決于什么？其出口壓力為定值的條件是什么？ 解： 減壓閥出口壓力取決于負(fù)載壓力的大小：負(fù)載壓力小于其調(diào)定壓力時(shí)，出口壓力為負(fù)載壓力；負(fù)載壓力大于其調(diào)定壓力時(shí)，出口壓力為其調(diào)定值。 出口壓力為定值的條件為負(fù)載壓力大于其調(diào)定壓力 4-8 試比較溢流閥、減壓閥、順序閥（內(nèi)控外泄式）三者之間的異同點(diǎn) （略） 第六章 6-1 試用一個(gè)先導(dǎo)型溢流閥、兩個(gè)遠(yuǎn)程調(diào)壓閥和兩個(gè)二位電磁閥組成一個(gè)三級(jí)調(diào)壓且能卸載的回路 1）電磁鐵1、2都得電時(shí)，系統(tǒng)卸載 2）電

8、磁鐵1得電，2失電時(shí)，系統(tǒng)最高壓力由pc3確定； 3）電磁鐵2得電，1失電時(shí)，系統(tǒng)最高壓力由pc2確定； 4）電磁鐵1、2都失電時(shí)，系統(tǒng)最高壓力由pc2與pc3之和確定（或者由pc1確定，這時(shí)pc2與pc3之和大于pc1） 6-2 解： （圖略） 1） 換向閥處于中位，因?yàn)槭?型機(jī)能，所以負(fù)載無窮大，此時(shí)溢流閥工作，閥口打開，則A點(diǎn)壓力為5MPa，減壓閥處于工作狀態(tài)，C點(diǎn)2MPa。順序閥開啟，負(fù)載壓力大于調(diào)定壓力，閥口全開，進(jìn)出口壓力相等，其壓力不能超過溢流閥調(diào)定壓力，則B點(diǎn)5MPa 2）工進(jìn)時(shí)負(fù)載壓力為2.5MPa小于減壓閥調(diào)定壓力，減壓閥不起作用，則A、C兩點(diǎn)壓力相等，都

9、由負(fù)載決定，則溢流閥與順序閥都處于關(guān)閉狀態(tài)，；碰到擋鐵時(shí)，負(fù)載足夠大，各閥狀態(tài)同1）， 3）缸1運(yùn)動(dòng)時(shí)，負(fù)載壓力為3.5MPa，負(fù)載壓力小于順序閥開啟壓力，則進(jìn)口壓力由其調(diào)定壓力決定，出口壓力為負(fù)載壓力，減壓閥出口壓力維持原狀：；失去負(fù)載時(shí)，負(fù)載壓力為0，則順序閥出口壓力為0.其余維持原狀 6-3 1）空載時(shí)，溢流閥關(guān)閉，減壓閥完全開啟， 2）夾緊后，負(fù)載足夠大，溢流閥開啟，減壓閥關(guān)閉，則 3）單向閥有保壓作用 6-4 1）閥4為外控內(nèi)泄的順序閥使泵1卸載；閥5為內(nèi)控外泄的順序閥使電液換向閥在中位時(shí)順利換向；閥為溢流閥6作為系統(tǒng)安全閥，閥9為背壓閥起平衡作

10、用，使液壓缸勻速下降 2）閥4調(diào)定壓力活塞桿使接觸到工件時(shí)，使泵1卸載，所以大于閥5調(diào)定壓力，調(diào)定壓力也應(yīng)<=泵1最大工作壓力為p1；閥5使液動(dòng)換向閥換向，不能太大；閥6安全閥，調(diào)定壓力最大，但<=p2;閥9起平衡作用，由受力分析得出。 3）雙泵供油快速運(yùn)動(dòng)回路；換向回路；卸載回路；平衡回路；調(diào)壓回路。 6-7已知泵的流量q=10L/min，液壓缸無桿腔面積A1=50cm2，有桿腔面積A2=25cm2溢流閥調(diào)定壓力為2.4MPa，計(jì)算活塞的運(yùn)動(dòng)速度和液壓泵的工作壓力。 解1） 設(shè)泵的出口壓力為ps，回油腔壓力為p2則對(duì)活塞進(jìn)行受力分析得，將負(fù)載=10000N帶入，且p2=0，得出ps

11、=2MPa，小于溢流閥調(diào)定壓力，則溢流閥關(guān)閉。泵的工作壓力由負(fù)載決定為2MPa；速度為=0.033m/s 2）設(shè)泵的出口壓力為ps，回油腔壓力為p2，則對(duì)活塞進(jìn)行受力分析得，負(fù)載為15000N時(shí)，且p2=0，得出ps=3MPa，則溢流閥開啟。此時(shí)負(fù)載壓力大于溢流閥調(diào)定壓力，則液壓缸處于靜止?fàn)顟B(tài)，液壓泵的油液經(jīng)溢流閥回油箱。系統(tǒng)速度為零。 3） 設(shè)溢流閥開啟泵的出口壓力為ps，回油腔壓力為p2 ，對(duì)活塞進(jìn)行受力分析得，將負(fù)載=10000N帶入，得p2=0.8MPa 通過節(jié)流閥的流量為=2.66*10-5m3/s=1.595L/min<液壓泵的流量，則假設(shè)成立，溢流閥開啟。泵的工作

12、壓力為溢流閥調(diào)定壓力2.4MPa，速度==0.0106m/s 如果泵的流量為0.167*10-6m3/s,時(shí)，則=2.66*10-5m3/s=1.595L/min>液壓泵的流量0.167*10-6m3/s,則假設(shè)不成立，溢流閥不開啟。速度==3.34*10-5m/s；泵的工作壓力為：q2=v*A1=8.35*10-8 m3/s，根據(jù)求出回油腔的壓力p2=7.89Pa，帶入活塞受力平衡方程得出，泵的工作壓力為ps=2MPa。 5） 設(shè)溢流閥開啟，泵的出口壓力為ps，無桿腔工作壓力為p1回油腔壓力為p2 =0.3MPa，對(duì)活塞進(jìn)行受力分析得，將負(fù)載=10000N帶入，得p1=2.15

13、MPa，通過節(jié)流閥的流量為=1.19*10-4m3/s=7.13L/min小于泵所提供流量，所以溢流閥打開，假設(shè)成立，泵的出口壓力為溢流閥調(diào)定值2.4MPa，液壓缸無桿腔工作壓力為2.15MPa，運(yùn)行速度為=0.0237m/s; 如果泵的流量為0.167*10-6m3/s,時(shí)，則=1.19*10-4m3/s=7.13L/min >液壓泵的流量0.167*10-6m3/s,則假設(shè)不成立，溢流閥不開啟。速度==3.34*10-5m/s； 泵的工作壓力：利用活塞受力平衡方程得出，無桿腔工作壓力為p1=2.15 MPa，根據(jù)得出泵的工作壓力為ps=2.15MPa。 6-8 在變量泵-定量馬達(dá)

14、回路中，已知變量泵轉(zhuǎn)速為1500r/min,最大排量為8mL/r，定量馬達(dá)排量為10mL/r，安全閥調(diào)定壓力4MPa，設(shè)泵和馬達(dá)的容積效率和機(jī)械效率都為0.95，求 1）馬達(dá)轉(zhuǎn)速為1000r/min時(shí)泵的排量； 2）馬達(dá)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為8N*m時(shí)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速 3）泵的最大輸出功率 解： 1）得出=7.387mL/r 2) 馬達(dá)轉(zhuǎn)矩得出馬達(dá)工作壓力為5.288MPa大于溢流閥調(diào)定壓力，此時(shí)負(fù)載壓力大于系統(tǒng)所能提供的最高壓力，系統(tǒng)超載，則馬達(dá)處于靜止?fàn)顟B(tài)，速度為零 3）泵的最大輸出功率即為工作壓力為溢流閥調(diào)定壓力，排量最大時(shí)的功率 =760W 6-13 1)動(dòng)作壓力為溢流閥調(diào)定壓力 2）流量閥進(jìn)口，應(yīng)加電路，使流量閥進(jìn)口壓力為零時(shí)繼電器動(dòng)作。 3） 動(dòng)作名稱 電器元件 1YA 2YA 3YA 快進(jìn) + — — 工進(jìn) + — + 快退 + — —