天津大学液压传动与控制平时习题及参考答案全集.doc
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1、习 题1. 根据牛顿内摩擦定律,求动力粘度m的量纲?写出运动粘度u与动力粘度m的关系式,并推导运动粘度u 的量纲?1. 解 2. 20时水的动力粘度m1.008103Pas,密度r1000kg/m3,求在该温度下水的运动粘度u,20时机械油的运动粘度u20cst,密度r900kg/m3,求在该温度下机械油的运动粘度m。(1.008106m2/s,18103Pas)2. 解:1.008106m2/s = 1.008cstm = rn = 20106900 = 18103Pas = 1.008106m2/s = 1.008cst 3. 图示液压缸直径D12cm,活塞直径d11.96cm,活塞长L
2、= 14cm,间隙中充以m = 0.065P as的油液,若施于活塞上的力F = 8.44N,是求活塞的移动速度V = ?(0.494m/s) 题3题43. 解:4. 图示压力表校正器内充满油液,其体积压缩系数b = 51010m2/N,由拧入油缸内密封良好的活塞来造成所需的压力。已知活塞直径d = 10mm,丝杠螺距t = 2mm,当压力为110-5Pa时校正器内油液体积为200cm3,问要使校正器的校正压力达到200105Pa时,手轮需转多少圈?(12.7)4. 解:n = 12.7 (圈)5. 有一上端封闭、下端开口且插入油中的玻璃管,如图所示。若抽去管中部分空气,使管中油面上升到高于管
3、外油面h = 1m处。设油的密度r = 900kg/m3,管外大气压力pa= 101325Pa,试求管中油面上B点的压力。(92496Pa)5. 解:6. 如图所示,已知容器A中的液体的密度rA = 900kg/m3,容器B中液体的密度rB = 1200kg/m3,ZA = 200mm,ZB = 180mm,h = 60mm,U形计中测压介质为水银,试求A、B之间的压差。(8350Pa)6. 解: 题5 题6题7 7. 图示各盛水圆筒,作用于活塞上的力F均为3000N。若:d = 1m,h = 1m,r = 1000 kg/m3,试求圆筒底部所受的压力及总压力。(13632Pa,10701N;
4、25097Pa, 19701N;13632Pa,10701N)7. 解:pa = p1+rh = 13631.6Papb = p2 +rh = 25096.6Papc = p1+rh = 13631.6PaFa = A1pa = 10701NFb = pb A1 = 19701NFc = pc A1 = 10701N 8. 图示测压装置,已知容器A中水面上的表压力PA = 0.25105Pa,h = 500mm。h1=200mm, h2=250mm.求容器B中的压力PB。 8. 解:p1 = r水(h1+h)+pA p2 = r汞h2+pB p1 = p酒r汞h1 p2 = p酒r酒h1有:
5、p酒r汞h1r水(h1h)+pA有: p酒r酒h1r汞h2pB代入有: pBr水(h1h)r酒h1 r汞(h1h2)+pA 10009.8(0.20.5)8009.80.2136009.8(0.2+0.25)+0.25105 26548PapB绝对74777Pa题89. 图示管道中液体流速高达一定值后,能否将槽中液体吸入管道?若细管处的断面面积A1=3.2cm2,出口处管道断面面积A2 = 12.8cm2,h = 1m,不计液体流动时的能量损失,试求开始能够抽吸液体时的管中流量?(87.78 l/min)9. 解: 题9 题1010. 图示变截面管道,已知细管中的流态为层流,试证明粗管中的流态
6、也一定是层流。10. 解: 粗管中一定是层流11. 如图示,当阀门关闭时压力表的读数为2.5105Pa,阀门打开时压力表的读数为0.6105Pa。若管道内径d = 12mm,不及液体流动时的能量损失,求阀门打开时管中的流量Q。(1321/min)11. 解:阀门关闭静止时的能量为液柱高阀门打开后液体的能量为题根据能量守恒有: 题1112. 液压油在内径为20mm的圆管中流动,设临界雷诺数为2000,油的运动粘度为3105m2/s,试求当流量大于每分钟多少升时,油的流动成为紊流?(56.5 l/min) 12. 解: = 0.000942m3/s = 9.4210-4 m3/s = 56.5 l
7、/min13. 粘度为40105m2/s的油液通过水平管道,油液密度r = 900kg/m3,若管道内径为10mm,管长为5m,进口压力为40105Pa,问当流速为3m/s时出口压力为多少?(38105Pa)13. 解:管中液体的流态判别 层流对于层流有:14. 如图所示,液压泵从油箱吸油,吸油管直径d = 6cm,流量Q = 150 l/min,液压泵入口处的真空度为0.2105Pa,油液的运动粘度g = 30105m2/s,r = 900kg/m3,弯头处的局部阻力系数x弯 = 0.2,管道入口处的局部阻力系数x入= 0.5,沿程损失忽略不计,试求吸油高度。(2.16m)题1414. 解:
8、对1-1和2-2断面列出能量方程,1-1为基准面因v10 r1pa z10 z2h hw(z弯z入)判别泵入口处的流态流态为层流 a2215. 某液压泵输出油压p = 200105Pa,液压泵转速n = 1450r/min,排量q = 100cm3/r,已知该泵容积效率hV = 0.95,总效率h = 0.9,试求:1)该泵输出的液压功率(54.9kW)2)驱动该泵的电机功率(51kW)15. 解: (kW) 电机功率为: (kW)16. 某液压泵的额定压力为200105Pa,额定流量Q = 201/min,泵的容积效率hV = 0.95,试计算该泵的理论流量和泄漏量的大小。(21.05 l/
9、min,1.05 l/min)16. 解: 泵的理论流量 Q理21.05 l/min 泄漏流量 DQQ理Q实21.05201.05 l/min17. 已知齿轮泵的齿轮模数m = 3,齿数Z =15,齿宽b = 25mm,转速n = 1450r/min,在额定压力下输出流量Q = 25 l/min,求该泵的容积效率hV。(0.77)17. 低压齿轮泵:2pk6.66 (l/min)若不考虑修正系数K,取K1 hv0.814高压齿轮泵:2pK718. 已知双作用定量叶片泵的结构参数为:定子长半径R = 32.5mm,短半径r = 28.5mm,叶片厚度s = 2.25mm,叶片宽度b30mm,叶片
10、数Z = 12,叶片倾角q = 13,考虑叶片厚度的影响,求转速n = 960r/min时的理论流量。(30.2 l/min )18. 解: = 30.2 l/min19. 一变量叶片泵的转子半径r = 41.5mm,定子半径R = 44.5mm,叶片宽度b = 30mm,叶片厚度s = 1.8mm,转子与定子之间的最小间隙d = 0.5mm,试求:1)排量q = 16cm3/r时,其偏心量是多少?(0.95mm)2)此泵最大可能的排量是多少?(41.94cm3/r)19. 解: q4pReBq4pReB20. 如图示,某组合机床动力滑台采用双联叶片泵YB-40/6,快速进给时两泵同时供油,工
11、作压力为10105Pa;工作进给时,大流量泵卸荷,其卸荷压力为3105Pa;此时系统由小流量泵供油,其供油压力为45105Pa,若泵的总效率为h = 0.8,求该双联泵所需电机功率为多少?(0.96kW)20. 解:两泵同时工作时(kW) (kW) 题20 题2121. 如图所示差动联接液压缸。已知进油流量Q = 30 l/min,进油压力p = 40105Pa,要求活塞往复运动速度相等,且速度均为v = 6m/min,试计算此液压缸筒内径D和活塞杆直径d,并求输出推力F。(113mm, 80mm, 20103N)21. 解:又80mm22. 有一单杆液压缸,已知缸筒内径D = 125mm,活
12、塞杆直径d = 90mm,进油流量Q = 40l/min,进油压力p1 = 25105Pa,回油压力p2 = 0,试求:1)当压力油从无杆腔进入且有杆腔的油直接回油箱时,活塞的运动速度v1,输出推力F1;2)当压力油从有杆腔进入且无杆腔的油直接回油箱时,活塞的运动速度v2,输出推力F2;3)当差动连接时,活塞的运动速度v3和输出推力F3 。(3.26m/min,30664N;6.78m/min,14768N;6.29m/min,15896N)22. 解: = 0.05435m/s = 3.26m/min 0.1129m/s =6.77m/min= 6.29m/min15896N23. 如图示,
13、两液压缸尺寸相同,已知缸筒直径D = 100mm,活塞杆直径d = 70mm,现两缸串联联接,设进油流量Q = 25 l/min,进油压力p = 50105Pa,两缸上负载F相同,试求两活塞运动速度v1、v2及负载F。(3.19m/min,1.62m/min,25990N)题2323. 解:0.053m/s = 3.19m/min 1.626m/min =0.0271m/s24. 图示增压缸,已知活塞直径D = 60mm,活塞杆直径d = 20mm,输入压力p1 = 50105Pa,求输出压力p1。(450105Pa)24. 解:25. 如图示。图a)中小液压缸(面积A1)回油腔的油液进入大液
14、压缸(面积(A3)。而图b)中,两活塞用机械刚性联接,油路联接和图a)相似。当供油量Q、供油压力p均相同时,试分别计算图a)和图b)中大活塞杆上的推力和运动速度。()25. 解:a)b) 题2526. 图示系统,各溢流阀单独使用时的调整压力分别为:py1=40105Pa,py2=30105Pa,py3=20105Pa,问当系统的外负载趋于无穷大时,油泵的出口压力为多少?(90105Pa)题2626. 解:p汞90105Pa27. 图示系统,已知各溢流阀使用时的调整压力分别为:py1= 70105Pa,py2=50105Pa,py3=30105Pa,py4=10105Pa,问当系统的外负载趋于无
15、穷大时,在电磁铁1DT通电或断电的情况下,油泵的出口压力各为多少?(50105Pa,120105Pa)27解:电磁铁通电,溢流阀遥控口起作用p汞py450105Pa 电磁铁断电,溢流阀py3和py4不起作用 p汞py1py2(70+50)105120105Pa 题275-6 图示回路最多能实现几级调压?各溢流阀的调定压力PY1、PY2、PY3之间的大小关系如何?习题5-6图5-10 图示回路,顺序阀调定压力为PX = 3MPa,溢流阀的调定压力为PY = 5MPa,求在下列情况下,A、B点的压力等于多少?液压缸运动时,负载压力PL =4MPa;负载压力变为1MPa;活塞运动到右端位不动时。习题
16、5-10图5-10 解从顺序阀结构(如直动式顺序阀)来看,其启动压力的大小只取决于其调定压力,与其出口压力无关。因此当其入口即B点压力达到3MPa时,顺序阀打开,与出口A点接通。因负载压力为4MPa,液压泵要推动负载运动其输出压力必须大于等于4MPa,故此时如pB = pA = 4MPa。此时(液压缸运动且负载压力为1MPa时)只需使顺序阀开启、且使A点压力大于等于负载压力即可,故pA = 1MPa,pB = 3MPa。液压缸在运动时,顺序阀始终保持开启,当运动到右端不动时,由于泵的流量仍在输出,故使由顺序阀进出管道、液压缸进油腔等组成的密闭容腔的油压很快憋高,即A、B点压力同时、等值于高,当
17、达到溢流阀的调定值时,溢流阀打开、溢流定压。故此时pA = pB = pY = 5MPa。5-11 图示之回路,顺序阀和溢流阀串联,其调整压力分别为PX和PY。求当系统负载趋向无穷大时,泵的出口压力Pp为多少?若将两阀的位置互换一下,泵的出口压力Pp又是多少?习题5-11图 习题5-12图5-11 解(1)习题5-11图所示情况当pX pY时,因负载无穷大,故在顺序阀入口油压憋高到顺序阀调定压力时,顺序阀打开并接通溢流阀入口。当溢流阀入口油压达到其调定压力时,溢流定压,使其入口即顺序阀出口油压为较低的pY值。顺序阀的入口、即泵的出口油压则为pp = pX;当pY pX时,在顺序阀开启接通的瞬间
18、,泵的压力为pX,但因负载无穷大,泵的流量在不断输出,故当泵出口油压憋高到溢流阀的调定值时,溢流阀打开,溢流定压。故此时泵的压力为溢流阀的调定值:pp = pY。(2)两阀的位置互换后两阀互换后,当顺序阀导通时,其入口油压为其开启压力pX,而此压力又经溢流阀出口、溢流阀体内孔道h、g进入其阀芯上腔a,如题解5-11图所示。这样溢流阀开启时,其入口油压必须大于等于其调定压力与顺序阀的开启压力之和,即泵的压力为pp = pX + pY。题解5-11图5-12 图示之回路,负载压力为PL,减压阀调定压力为PJ,溢流阀调定压力为PY,且PY PJ,试分析泵的工作压力为多少?5-12 解因减压阀出口接通
19、油箱,即减压阀负载压力为零,减压阀不动作,故减压阀阀口全开,相当于一个通道。液压泵启动后,其全部流量在零压或较低压力下通过减压阀阀口流回油箱,即液压泵卸荷(压力卸荷),所以泵的出口压力为零或近似为零。5-17 现有Y型先导式溢流阀、先导式减压阀各1个,其铭牌不清楚,试问在不拆阀的情况下,如何判断那个是减压阀,哪个是溢流阀?5-17 解可从下面几个方面加以区别:溢流阀口常闭,减压阀口常开:吹一口气,通气者为减压阀;不通气者为溢流阀。减压阀有外泄油口;溢流阀则没有。若阀是在管路上安装着,则:a. 减压阀和所控制的油路成串联,溢流阀则成并联;b. 减压阀进出油口均为压力油,其出油口与系统相通,溢流阀
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