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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?。贺?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
+
—
—