液压习题参考答案

习 题参考答案

1-1．液体传动装置由哪几部分组成的，各有什么作用？

1-2．某5MN 油压机，压制工件时液体最大压力p max =25MPa ，滑块最大行程为0.9m ，油缸内

径为0.5m ，油的体积压缩系数为6.5×10-10m 2/N 。求该压机油缸中油液压缩时能够吸收的最大能量。

解： V

p 2

1L pA 21L F 21w ?=?=?= Vp V κ=? )

J (358954

5.09.0)10250(105.621V p 21w 22

5102=?π??????=κ=- （相当将质量为100Kg 的重物提升35m ）

1-3．如图所示液压缸，直径D=120mm ，d=119.8mm ，L=140mm ，油液粘度u=0.065pa·s ，活塞以速度v=0.5m/s 运动时，求油液产生的磨擦力（间隙较小时速度按线性分布）。

题1-3图

解： y

u A

F ??μ= DL A π= m 0001.02/)1198.012.0(y =-=?

N 15.170001

.05.014.012.0065.0F =?

??π?=

1-4．图中液压缸直径D=150mm ，活塞直径d=100mm ，负载F=5×104N 。若不计液压油自重及活

塞或缸体重量，求a 、b 两种情况下液压缸内的压力。

题1-4图

B 两管道位置高差为1m ，试求A 、B

管道中心处压力差p A -p B 。

解：

gh )h x h (g p gx p hg 1B A ρ++-ρ-=ρ+

=

-B A p p 1hg gh gh gh ρ-ρ-ρ

=12.5×9.81×0.36-1000×9.81×1 =3.45×104Pa

1-6．有一管道充满了密度为ρ的油液，用水银压力计测

定压力p 。现将压力计向下移动一段距离α，问压力计的读数变化?h 为多少？

题1-6图

1-7．伯努利方程的物理意义是什么？该方程的理论式和实际式有什么区别？

1-8．如图所示管路，由两根不同直径的管子和一段渐变管组成，其中d A =200mm ，d B =400mm ；A 点相对压力为0.7大气压，B 点相对压力0.4大气压；B 断面流速υB =1m/s ，A 、B 两点高差?Z =1m ，要求判明水流方向，并计算两断面水头损失h W 。（水的运动粘度取10-6m 2/s ）

s m 24

2B 4b 313.04.01d q =??=υ=ππ 由连续性方程：

s m

138.4d q

A

A ==υπ

827600d R A

A e =ν

υ=

判断为紊流，α1＝α2＝1 设流动方向从A 流向B ，在A －A 、B －B 截面列伯努力

方程：

w

2B B B 2A

A A h g

2g p z g 2g p z +υ+ρ+=υ+ρ+ g

2g 2g p g p z z h 2

B

2A B A B A w υ-υ+ρ-ρ+-=

m 88.281

.921138.481.91000104.0107.010255=?--??-?+-损失能量（高度表示）为正，方向假设正确。

1-9．如图所示，液压泵的流量为32L/min ，吸没管通径d=20mm ，液压泵吸油口距液面高h=500mm ，粗滤网的压力降?p r =104Pa 。油的密度ρ=900kg/m 3，油的运动粘度ν=210-5m 2/s 。求液压泵吸油口的真空度。

解：

s m 7

.102.014.36041032A q 3=????==υ-

2320169710202.07.1d R e <=??=νυ=

判断为层流 α＝2

沿程阻力损失：

Pa

14202

02.016977.19005.0752d L R 75p 2

2e f =?????=ρυ=? （

λ取64/Re 也正确，要求按实际管道计算）

列伯努力方程：

由于，取相对压力－坐标原点取在A A ;0;A A B ≈υυ>>υ

ζ?+?+ρυα+

+ρp p 2

p gh 0f B

B B ＝ Pa 1843510000142027.190025.081.9900p 2

B -=???? ??++??+??＝－ 答：真空度＝18435Pa

1-10．如图所示，文丘里流量计水平放置，入口直径为d 1，喉部直径为d 2，试按理想液体推导

流量计算公式。

解：

该题要用伯努力方程，理想液体 α1=α2=1;

水平放置，z 1＝z 2＝0 求p a--p b

h g gx p h g gx p hg b a ?ρ+ρ+=?ρ+ρ+ ()h g p p hg b a ?ρ-ρ=-

列伯努力方程和连续性方程：

2

p 2p 2

b b 2

a a ρυ+=ρυ+

b 2a 24d 4D υπ=υπ 可以求出：

h

)

(g 2D d 1d 4

d q hg 4

4

24

b 2

?ρ

ρ-ρ-

=

υπ=π

1-11．某圆柱形滑阀部分结构原理如图所示，已知阀芯直径d=20mm ，进口油压p 1=9.8MPa ，出

口油压p 2=9.5MPa ，油液密度ρ=900kg/m 3，阀口的流量系数C=0.65，阀口开度x=2mm 。求通过阀口的流量。

1-12．柱塞在力F 作用下运动，已知F=1200N 。D=39.8mm ，δ=0.1mm ，L=40mm ，油的运动粘度

ν=0.2cm 2/S ，密度为880kg/m 3，试求柱塞下降的速度。（设活塞、缸筒处于同心状态） 解：

Pa A

F p 5

24

14

.31065.90398.01200?=?=

=? δπυ

ηδπυπd L p d d q 2

12432

-?==

()s

m

d L p

0114.020001.04

0398.004.0880102.01210

646.9101.0241245

3

33=?

??

??+???????=

?

?

? ??+?=

--δηδυ

ρν=η

2-1．某液压泵额定压力为32MPa ，实际最大工作压力为25MPa ，转速为1450r/min ，排量为175mL/r ，液压泵的容积效率为0.91，总效率为0.87，求该泵工作时最大输入功率和最大输出功率。 解：

KW

21.9691.01017560

1450

1025pnV pq P 66v o =?????=η==-

KW

6.11087

.021

.96P P P o in ==η= 2-2．一液压泵的负载为液压马达。已知电动

机输入液压泵的功率是 2.6KW ，泵的排量为10mL/r ，转速为1450r/min ，容积效率为0.9，总效率为0.85。管道压力损失为0.5MPa ，液压马达的排量是10mL/r ，容积效率为0.91，总效率为0.87。求液压马达输出转矩和输出转速。

解： 1、求转速

rpm 6.118791.09.010

1010101450V V n V q V q n 6

6

mv Pv m P

P m mv Pv PL mv m mi m =?????=ηη=ηη=η=--

2、求扭矩（从后向前推导）

Pv p P P P

P Pi P P M i M v M M m M m M M i V n q ;q p p ;p p p ;;2V p T η=η=?-=ηη=ηηπ=

Nm

7.14105.09.01010601450106.291.014.3287.01010p V n P 2V T 6

685.036

Pv P P P

P Mv Mm M =?????

?

???-?????????=???

? ???-ηηπηη=

-?-

2-3．已知双作用定量叶片泵的结构尺寸为：定子长径D=65mm ，短径d=57mm ，叶片厚度

b=2025mm ，叶片宽度B=24mm ，叶片数z=12，叶片倾角θ=13○。求转速n=960rpm 时的理论流量。 2-4．一变量轴向泵，有9个柱塞，其分布圆直径D=125mm ，柱塞直径d=16mm ，若泵以3000rpm 转动，测定输出流量为50L/min 。求斜盘的倾角是多少？（忽略泄漏）

2-5．齿轮泵的困油现象是如何产生的，有何危害。叶片泵和轴向柱塞是否有困油现象？ 答：齿轮啮合的重叠系数大于1，使闭死容积发生体积变化，…… 双作用叶片泵理论上无困油现象，单作用叶片泵和柱塞泵有困油现象。

2-6．对双作用叶片泵的定子内曲线有什么要求，双作用叶片是否可作液压马达使用？

2-7．某变量叶片泵的转子外径d=83mm ，定子内径D=89mm ，叶片宽度b=30mm 。求： (1)当泵的排量为16mL/r 时，定子与转子之间的偏心量有多大？ (2)泵的最大排量是多少？

3-1．结合溢流阀的特点回答下列问题：

(1)先导式溢流阀的阻尼小孔有何作用；可否扩大或堵死；如果这样扩大或堵死，有何后果？ (2)遥控口可否接油箱，主阀和先导阀分别处于何种状态？

(3)溢流阀的进、出油口可否接反，说明原因。

答：

3-2．一溢流阀调定压力为30MPa ，溢流量为95L/min ，该阀溢流时消耗的功率为多少？ 解：

KW 5.47wW 4750060

10951030pq P 3

6

==???==-

3-3．直动式溢流阀和直动式顺序阀的调定压力均为9MPa ，给两阀的进、出油口均通10MPa

的压力油，那个阀可以开启，为什么？

3-4．先导式溢流阀主阀芯上的阻尼孔直径d0=1mm，长度为L=12mm，通过小孔的流量为0.5L/min，油液密度 =860kg/m3，运动粘度r=20mm2/s，试求小孔两端压力差。

3-5．把减压阀的进出油口反接行不行？为什么？

题3-6图

答：a ）图读书为p ；b ）图读数为2p 。

3-7．现有两块阀，铭牌看不清，要求不拆开阀，根据阀的工作原理判断哪个是先导式溢流阀，哪个是先导式减压阀？

3-8．何谓换向阀的位，通和中位机能？试举例说明。 答：

3-9．在图示回路中，任一电磁铁通电，液压缸都不动，这是为什么？如何解决？

题3-9图

3-10．图中溢流阀的调定压力为5MPa ，减压阀的调定压力为2.5MPa ，设缸的无杆腔面积为50cm 2液流通过单向阀和非工作状态下的减压阀时，压力损失分别为0.2MPa 和0.3MPa 。试问：当负载F 分别为0，7.5KN 和30KN 时(1)、缸能否移动？(2)、A 、B 和C 三点压力数值各为多少？（不计摩擦力和液体流动阻力）

题3-10图

解：

1、判断是否能运动，如果系统的压力大于负载要求的压力就能动，否则不动。系统调定的最高压力为5MPa。

F＝0时，p0＝0，液压缸可以运动；

F＝7.5KN时，p=1.5MPa,可以运动；

F＝30KN时，p=6MPa,液压缸不动。

2、A、B、C 3点压力需分开讨论：

1）F=0, p c=0; p b=0.2PMa; p a=0.5MPa;

2) F=7.5KN, p c=1.5MPa; p b=1.7MPa; p a=2.0MPa;

3) F=30KN, p c=6Mpa(2.5Mpa); p b=2.5MPa; p a=5.0MPa;

3-11．流量控制阀的节流口采用哪种形式最好，为什么？

3-12．调速阀和节流阀有何不同？

中图：差动连接，缸向右运动，cm 2

d 4F ηπ=

；cv d

q η=υπ，

右图：为柱塞缸，缸只能向右运动，速度、推力同中图。

4-2．图示两种结构相同且串联的液压缸，设缸的无杆腔面积A 1=100cm 2，有杆腔面积为A 2=80cm 2，缸1输入压力p=0.9MPa ，流量q=12L/min ，若不计摩擦损失和泄漏，问： (1)、两缸承受相同负载时，该负载大小及两缸的运动速度各是多少？ (2)、缸2的输入压力P P 1

221

=

时，两缸各能承受多少负载？ (3)、缸1不承受负载时，缸2能承受多大负载？

题4-2图

解：先列缸1、缸2的力平衡方程：

p 1A 1=F 1+p 2A 2 (1)

p 2A 1=F 2 （2）

1)当F 1=F 2时，带入上式，

N

500001

.0008.0101

.0101A A 1A p F F A A F F A p 52112121

11111

=+??=+==→?+=

s

/m 02.001

.0601012A q 3

11=??==υ- s /m 016.001

.0008

.002.0A A 1212=?=?υ=

υ 2）当p 2=p 1/2时：

N

45002

01.0109A p F 51

121

2=??==

N 54002008.001.0109A p A p F 52

11111=?

?

? ?

?-?=-= 3）当F 1＝0时：

N

11250008

.001.0109A A p F A A p p 2

522

1122112=??==→= 4-3．如图所示，已知油缸I 大端活塞面积为A 2，小端活塞面积A 1，油缸II 无杆腔面积为A 3，输入油缸I 的流量q ，压力为p ，求： (1)、油缸II 的输出推力F ；

(2)、缸II 的速度与缸I 的速度之比。

题

4 -3图

解：212

A pA p

= 2

3132A A pA A p F =

= 1

11

A q v = 3

212

A A v v =

3

212A A v v =→

4-4．O 型密封圈在低压和高压下如何起密封作用的？在什么条件下安装时必须在侧面加挡圈。 4-5．比较V 型、Y 型密封原理和结构特点有何异同。

5-1．滤油器有几种类型？它们的滤油效果有什么差别？

5-2．怎样考虑滤油器在各安装位置上的精度要求？

5-3．一波纹气囊式蓄能器容量V0=4L，若系统的最高压力P2=6MPa，最低工作压力P1=3.5MPa，

5-5．叙述油箱的结构及各部分的作用。

5-6．常用的油管接头有哪几种形式，密封机理各是什么？

6-1．溢流阀在液压系统中有那些用途，试绘出几种溢流阀用途的基本回路。 6-2．什么叫卸荷回路？有何作用？画出两种卸荷回路。

6-3．如图所示增压回路，泵的出口压力为p P =2.5MPa ，缸径分别为D 1=100mm ，D 2=140mm ，若夹紧力为

6-4 6-5 6-6．试推导双出杆进、出联合节流阀调速回路的速度负载特性方程（不计管路损失）。 6-7．容积调速回路中，泵和马达的泄漏对马达转速有无影响？ 6-8．变量泵－变量马达容积调速回路怎样进行调速？有何特点？

6-9．图示液压回路，限压式变量泵调定后的流量压力特性曲线如图所示，调速阀调定的流量为2.5L/min ，液压缸的两缸有效面积A 1=2A 2=50cm 2，不计管路损失，求： (1)、缸的无杆腔压力P 1；

(2)、当负载F=0和F=9000N 时有杆腔压力P 2。 解：1）无杆腔压力：

无杆腔的压力取决于限压式变量泵的

工作点，先要求出变量泵的工作流量，

有杆腔的流量为2.5L/min,则：

min /L 525

50

5.2A A q q A q A q 21p 21

p =?==?=

阀阀

由图中变量泵的p-q 曲线可知，

M P a

2.22

4.22p 1=+= 2）求有杆腔压力：

F ＝0时：

MPa 4.425

50

2.2A A p p A p A p 21122211=?==

?=

F ＝9000N 时；

MPa 8.0Pa 80000010

259000

1050102.2A F A A p p 4622112==?-???=-=- 6-10．双泵供油，差动快进速度换接回路如图所示。已知泵的输出流量q 1=16L/min ，q 2=4L/min ，缸的面积A 1=100cm 2，A 2=60cm 2，快进时负载F=1000N ，油液流过方向阀的压力损失?p=0.25MPa 。不计管路损失，试求：

(1)、快进时缸速υ和压力表的读数；

(2)、工进时若压力表读数为8MPa ，液控顺序阀的调定压力宜选多大？

解：要计算该题，必须先看懂液压回路，该回路是双泵、差动快进，调速阀回油路节流调速回路。

快进时，两泵同时供油，且电磁换向阀断电，形成差动回路。 1）快进时的压力与速度

()()s

/m 083.010601006010416A A q q 4

32121=?-??+=+υ-－＝快压力取决于负载，

()MPa

625.0Pa 625000006

.001.0006

.025********A A pA F p A p p F pA 21221==-?+=-?+=

??++=

2）液控顺序阀调定压力：

该问题是考查对回路的理解能力，顺序阀用于工进时卸荷，因此调定压力肯定小于工进压力，要保证快进动作的可靠性，该调定压力必须大于快进压力。在保证快进动作可靠的前提下，调定压力小一点较好。

6-11．实现多缸顺序动作的控制方式有哪几类？各有什么特点？

6-12．在图示串联缸同步回路中，已知D 2=100mm ，D 1=80mm 、载荷F=2×105N ，不计阻力损失，求：

(1)、右缸的活塞杆直径d ；

(2)、当载荷F 分别作用在A 、B 、C 各点，计算两缸无杆腔压力p 1和p 2。