液压形考作业答案

1 形考作业一 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、不可压缩就是理想液体必须具有的两个假定条件,缺一不可。 2.真空度就是以绝对真空为基准来测量的液体压力。(－) 注:真空度就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就是液体的绝对压力。 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与黏度有关。(－) 注:薄壁小孔的流量公式就是要求熟记的内容,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就是水平面。(＋) 注:判定等压面就是否为水平面,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/s 4.平均流速v圆管直径d 运动黏度ν 5.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 (1) 活塞的受力平衡方程

(2) 由(1)式代入(2)得

2、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 2

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, 代入求流量:

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＝132 L/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 式中,

代入计算 4.如图所示,已知某液压系统输出流量为25 L/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 3

其中,p1=pa=0、1013MPa,v1=0h1=0 h2=H=0、4m

判断管道中油液流态 油液在管中为层流,α2=2 沿程损失 代入计算

=0、47×104Pa=4、7×10-3MPa

5.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

形考作业二 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。(－) 4

注:由容积效率表达式可知,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,输出推力,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与定子就是同心的,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,减压阀的特点就是阀口常开,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就是为了起到______。(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就是为了起到过载保护作用。 4.与节流阀相比较,调速阀的显著特点就是______。(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,调速阀的显著特点就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,求该泵的容积效率与总效率。 5

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 实际流量 容积效率 液压泵的输出功率 总效率 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 机械效率 输出转矩 (2)求输出转速

理论流量 由

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

列出两液压缸的力平衡方程(1)、(2) (1) 6

(2) 两式联立求解又已知F1＝F2

液压缸活塞的运动速度

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FA>FB,故B缸先动作,B缸行程结束后A缸开始动作。

对于B缸

对于A缸 5.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

溢流阀的调定压力 (2)泵的出口压力由溢流阀调定 7

列出液压缸的力平衡方程

6.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

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 (2)计算输入流量 形考作业三 一、填空题 1、 卸荷回路 2、 单向阀 3、 溢流损失 节流损失 4、 流量 5、 容积－节流 二、判断题 1.在旁油路节流调速回路中,液压泵的压力随液压缸的负载而变化。(＋) 8

注:旁油路节流调速回路的溢流阀作安全阀用,正常工作时并不溢流,只起过载保护作用。因此液压泵的压力不再恒定,随液压缸的负载而变化。 2、 采用节流阀的进油路节流调速回路,其速度刚度与节流阀流通面积a及负载FL的大小有关,而与油泵出口压力无关。(－) 注:由速度刚度的表达式可知,节流阀流通面积a调定之后,增大液压缸活塞面积A1、提高液压泵的出口压力pp都能够提高速度刚度,实际上增大出口压力pp、活塞面积A1,相当于负载FL的相对减小。 3、 在采用节流阀的回油路节流调速回路中,回油腔压力p2将随负载FL减小而增大,但不会高于液压泵的出口压力。(－) 注:在采用节流阀的回油路节流调速回路中,由液压缸的力平衡关系可知,回油腔压力p2将随负载FL减小而增大。由于通常进油腔活塞面积A1远大于回油腔活塞面积A2,因此只要负载FL足够小,回油腔压力p2就可能大于泵的出口压力p1。 4、 容积调速回路没有节流损失与溢流损失,适用于大功率系统。(＋) 注:容积调速回路靠改变液压泵的排量来实现调速,溢流阀作安全阀使用,因此没有节流损失与溢流损失。 5、 由限压式变量泵与调速阀(置于进油路)组成的容积节流调速回路中,液压缸进油压力越高,节流损失也越大,则回路效率越低。(－) 注:在这种容积节流调速回路中,液压泵的出口压力为常数,液压缸进油压力越高则调速阀的压力差越小,因此回路的节流损失也越小,回路效率越高。 三、计算题 1.液压泵输出流量Qp=10L/min液压缸无杆腔面积A1=50cm2,有杆腔面积A2=25cm2。溢流阀调定压力pY=2、4MPa,负载F=10000N。节流阀按薄壁孔,流量系数Cd=0、62,油液密度ρ=900kg/m3,节流阀开口面积AT=0、01cm2,试求:

(1)液压泵的工作压力; (2)活塞的运动速度; (3)溢流损失与回路效率。 解:(1)求液压泵的工作压力 此油路为采用节流阀的回油节流调速回路 液压泵的工作压力由溢流阀调定。