液压与气压传动姜继海宋锦春高常识第17章课后答案Word格式文档下载.docx
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32
号液压油，就是指这种油在40C时的运动粘度平均值为32mm2/s。
液压油的选用应考虑几个方面
对液压油液的选用，首先应根据液压传动系统的工作环境和工作条件来选择合适
的液压油液类型，然后再选择液压油液的粘度。
液压传动的介质污染原因主要来自哪几个方面应该怎样控制介质的污染答：
液压油液被污染的原因是很复杂的，但大体上有以下几个方面：
（1）残留物的污染：
这主要指液压元件以及管道、油箱在制造、储存、运输、安装、维修过程中，带入的砂粒、铁屑、磨料、焊渣、锈片、棉纱和灰尘等，虽然经过清洗，但
未清洗干净而残留下来的残留物所造成的液压油液污染。
（2）侵入物的污染：
液压传动装置工作环境中的污染物，例如空气、尘埃、水滴等通
过一切可能的侵入点，如外露的活塞杆、油箱的通气孔和注油孔等侵入系统所造成的液压
油液污染。
（3）生成物的污染：
这主要指液压传动系统在工作过程中所产生的金属微粒、密封材
料磨损颗粒、涂料剥离片、水分、气泡及油液变质后的胶状物等所造成的液压油液污染。
控制污染的方法主要有：
（1）减少外来的污染：
液压传动系统在装配前后必须严格清洗。
组成液压系统的管
件，用机械的方法除去残渣和表面氧化物，然后进行酸洗。
液压传动系统在组装后要进行
全面清洗，最好用系统工作时使用的油液清洗，特别是液压伺服系统最好要经过几次清洗
来保证清洁。
油箱要加空气滤清器，给油箱加油要用滤油机，对外露件应装防尘密封，并
经常检查，定期更换。
液压传动系统的维修，液压元件的更换、拆卸应在无尘区进行。
（2）滤除系统产生的杂质：
应在系统的相应部位安装适当精度的过滤器，并且要定期
检查、清洗或更换滤芯。
（3）控制液压油液的工作温度：
液压油液的工作温度过高会加速其氧化变质，产生各
种生成物，缩短它的使用期限。
所以要限制油液的最高使用温度。
（4）定期检查更换液压油液：
应根据液压设备使用说明书的要求和维护保养规程的有
关规定，定期检查更换液压油液。
更换液压油液时要清洗油箱，冲洗系统管道及液压元
件。
什么叫压力压力有哪几种表示方法液压系统的压力与外界负载有什么关系答：
液体在单位面积上所受的内法线方向的法向应力称为压力。
压力有绝对压力和相
对压力，绝对压力是以绝对真空为基准来度量的，而相对压力是以大气压为基准来进行度
量的。
由公式P=F/A可知液压系统中的压力是由外界负载决定的。
解释下述概念：
理想流体、定常流动、通流截面、流量、平均流速、层流、紊流和雷诺数。
理想液体：
既无粘性又不可压缩的假想液体。
定常流动：
流体流动时，流体中任何点处的压力、速度和密度都不随时间而变化，称
这种流动为定常流动。
通流截面：
液体在管道中流动时，垂直于流动方向的截面称为通流截面。
流量：
在单位时间内流过某一通流截面的液体体积称为体积流量，简称流量。
平均流速：
流量与通流截面积的比值即为平均流速v=q/A层流：
液体质点互不干扰、液体的流动呈线状或层状、且平行于管道轴线。
紊流：
液体质点的运动杂乱无章，除了平行于管道轴线的运动外，还存在剧烈的横向运动。
雷诺数：
由平均流速U、管径d和液体的运动粘度V三个参数组成的无量纲数用来表
明液体的流动状态。
说明连续性方程的本质是什么它的物理意义是什么
连续性方程的本质是质量守恒定律。
它的物理意义是单位时间流入、流出的质量
流量的差等于体积V中液体质量的变化率。
说明伯努利方程的物理意义并指出理想液体伯努利方程和实际液体伯努利方程有什么区别答：
伯努利方程表明了流动液体的能量守恒定律。
液体伯努利方程多了一项损耗的能量
因为D—B为等压面，故卫二。
取M水平面为等压面，
升高度S2=1mm
（Pa为e处大气压力）
Pi
卩左=Pa
2gh2
_h1
2—
h2
水池如图侧壁排水管为mm的正方形断面，已知，h=2m，=45
不计盖板自重及铰链处摩擦影响，计算打开盖板的力T是多少解：
盖板所受的总压力，
05sin45
F=ghcA=10009.81（2sin45）0.50.5=5338.54（N）
D=150mm,活塞直径d=100mm,负载F=5X104N。
如图中，液压缸直径
若不计液压油自重及柱塞与缸体重量，试求图示两种情况下液压缸内的液体压力是多少
解:
（a）F=r2p
（b）F=-d2p
4
p=^=451032=6.37106（Pa）d2（100103）2
2
41000竺
60厂=196.98（N）;
向上
（10102）2
如图中所示的压力阀，当p=MPa,试求：
（1）的弹簧预压缩量X。
出口））7"
2g
F=JFx2Fy2=j787.942196.982=812.19（N）
F19698
握持力方向=arc咤=arctg歸=14.04；
（右下）
p=6MPa时，液压阀动作。
若d=10mm,d=15mm,
弹簧的预压力Fs；
（2）当弹簧刚度k=100N/mm时
解：
（1）力平衡关系:
iP2”（6
1060.5106）—（10103）2=431.97（N）
（2）由于Fs=kxo
mi若Fs431.97
则有X0=—==4.32（mr）
k100
虹吸管道如图所示，已知水管直径D=10cm，水管总长L=1000m，h。
=3m，求流量q是多少（局部阻力系数：
入口Z=，出口Z=，弯头Z=，沿程阻力系数入=）
L2
h0=（入口弯头
D2g
=^4.98510329.81=0.313（m/s）
时，装置内油液的体积为200mL若要在装置内形成21MPa压力，试求手轮要转多少转
由于K=諾
V
如图所示，液压泵的流量q=25L/min，吸油管直径d=25mm泵口比油箱液面高出400mm管长I=600mm如果只考虑吸油管中的沿程压力损失△Ph,当用32号液压油，并且油温为40C时，液压油的密度=900kg/m3,
试求油泵入口处的真空度是多少
4q
d2
4P=（m/s）
（25103）260
3
0.8488251°
=663.1252320,所以液体是层流。
75
0.32104
75=0.1131&
663.125
-=880.035（Pa）
6001039000.8488
忽略液柱高影响，油泵吸油口的真空度为
mm）,输送密度为=
=cm2/s，求
pv=101325880.035=100444.965（Pa）
沿直径d=200mm,长度l=3000m的钢管（
900kg/m3的油液，流量为q=9104kg/h，若其粘度为
沿程损失。
q=90=0.0278（m/s）
36000.9
流速
q0.0278ccc,//X=—==0.884（m/s）
A_0.22
Re=109晋■=16192300，液体流动是层流
75一亘—0.046
Re1619
沿程损失hl—-
d
p=
22
—一0.04630000.884一27.48（米油柱）
2g0.229.81
gh—9009.8127.48—2.426105（Pa）
损失是多少
d；
2—d2l1
2
d1l2
一（m/s）
2一（m/s）
3一（m/s）
_―g1
RM—
Re2—一62005
查表：
—（mm，贝U1
假设成立，故:
AB—
=2.9224104（nVs）
ccc41.2103
9002
32
40103
=58885.34（Pa）
空气分离压p分=2.810009.81=27468
（Pa）
g=27468
最大安装高度处10132558885.34Hmax
故Hmax=（10132558883.3427468）/（9009.81）=1.696（m）
管路系统如图所示，A点的标高为10米，B点的标高为12米，管径d=250mm管长I=1000米，求管路中的流量q是多少（沿程阻力系数=，局
部阻力系数：
入口Z1=，弯管Z2=，出口Z3=）。
025
有效静压头为
（BA）=7（1210）=4.875（m）
4.875=（冷
=149.2（m/s）
试说明齿轮泵的困油现象及解决办法。
于是总有两对齿轮同时啮
齿轮泵要正常工作，齿轮的啮合系数必须大于1,
合，并有一部分油液因困在两对轮齿形成的封闭油腔之内。
当封闭容积减小时，被困油液受挤压而产生高压，并从缝隙中流出，导致油液发热并使轴承等机件受到附加的不平衡负载作用；
当封闭容积增大时，又会造成局部真空，使溶于油液中的气体分离出来，产生气穴，这就是齿轮泵的困油现象。
消除困油的办法，通常是在两端盖板上开卸荷槽。
齿轮泵压力的提高主要受哪些因素的影响可以采取哪些措施来提高齿轮泵的
工作压力
齿轮泵压力的提高主要受压力油的泄漏的影响。
通常采用的方法是自动
补偿端面间隙，其装置有浮动轴套式和弹性侧板式齿轮泵。
试说明叶片泵的工作原理。
并比较说明双作用叶片泵和单作用叶片泵各有什么
优缺点。
叶片在转子的槽内可灵活滑动，在转子转动时的离心力以及通入叶片根部压力油的作用下，叶片顶部贴紧在定子内表面上，于是两相邻叶片、配油盘、定子和转子间便形成了一个个密封的工作腔。
当转子旋转时叶片向外伸出，密封
工作腔容积逐渐增大，产生真空，于是通过吸油口和配油盘上窗口将油吸入。
叶片往里缩进，密封腔的容积逐渐缩小，密封腔中的油液往配油盘另一窗口和压油口被压出而输到系统中去，这就是叶片泵的工作原理。
双作用叶片泵结构复杂，吸油特性不太好，但径向力平衡；
单作用叶片泵存在不平衡的径向力。
限压式变量叶片泵的限定压力和最大流量怎样调节在调节时，叶片泵的压力流
量曲线将怎样变化
调节弹簧预紧力可以调节限压式变量叶片泵的限定压力，这时BC段曲线左
右平移；
调节流量调节螺钉可以改变流量的大小，AB段曲线上下平移。
qt
q*
A・
A'
>
：
'
►
PcPcPmaxP
液压泵的额定压力为MPa,当转速为1450r/min时，机械效率为nm=。
由实验测得，当液压泵的出口压力为零时，流量为106L/min;
压力为MPa时，流量为L/min，试求：
（1）液压泵的容积效率nV是多少
（2）如果液压泵的转速下降到500r/min,在额定压力下工作时，估算液压泵的流量是多少（3）计算在上述两种转速下液压泵的驱动功率是多少
从能量的观点来看，液压泵和液压马达有什么区别和联系从结构上来看，液压泵
和液压马达又有什么区别和联系
从能量的观点来看，液压泵是将驱动电机的机械能转换成液压系统中的油液压力能，是液压传动系统的动力元件；
而液压马达是将输入的压力能转换为机械能，输出扭矩和转速，是液压传动系统的执行元件。
它们都是能量转换装置。
从结构上来看，它们基本相同，都是靠密封容积的变化来工作的。
在供油流量q不变的情况下，要使单杆活塞式液压缸的活塞杆伸出速度相等和回程速度相等，油路应该差动连接，而且活塞杆的直径d与活塞直径D的关系为：
D=（根号2）乘以d.
设计一单杆活塞液压缸，要求快进时为差动连接，快进和快退（有杆腔进油）时的速度均为6m/min。
工进时（无杆腔进油，非差动连接）可驱动的负载为F=25000N,回油背压力为MPa采用额定压力为MPa额定流量为25L/min的液压泵，试确定：
（1）缸筒内径和活塞杆直径各是多少
（2）缸筒壁厚（缸筒材料选用无缝钢管）是多少
（■>
）活塞缸直径：
d聆戶幕药0-073m
缸筒直径：
D｛三
j425103600.07^
f606
0.103m
按国家标准规定，取活塞杆直径
70mm,d
100mm.
（2）pn6.3MPa16MPa,
Py
1.5巳1.5
6.3
9.45MPa,
PyDn
■2?
取n5;
材料取普通碳素钢Q235，则:
b420MPa9.45106O：
242010
55.625
mm
现有一个二位三通阀和一个二位四通阀，如题图所示，将它们改为二位二通阀。
问：
（1）改为常开型的如何堵（堵请画符号表示（应该指出：
由于结构上的原因，一般二位四通阀的回油口不可堵塞，改作二通阀后，原0口应作为泄油口单独接管引回油箱）。
（1）二位四通阀；
（2）改为常开（常通）型二位二通阀，堵住由于特殊结构O口不接）；
（3）改为常闭（常断）型二位二通阀，堵住
请通过堵塞阀口的办法
2）改为常闭型的如何
O
B口（但
A口。
V/
堵住B口，但由于特殊结构0口不接
堵住A口
.■-*・
"
\1
AB
P0
PO
（1）
为常闭
二位三通阀；
（2）改为常开（常通）型二位二通阀，堵住B口；
（3）改（常断）型二位二通阀，堵住
堵住B口,
即为常开
堵住A口,
丄#L
/
/r
P
丄/'
F1
/1
■W
如题图所示，液压泵输出流量qp10L/min，液压缸无杆腔面积a,50cm2
液压缸有杆腔面积A225cm2。
溢流阀的调定压力Py
2.4MPa,负载F=10kN。
节流阀口视为薄壁孔，流量系数Cq0.62。
油液密度900kg/m3。
试求:
（1）节流阀口通流面积At0.05cm2和At
0.01cm2时的液压缸速度、液
压泵压力Pp、溢流阀损失Ty和回路效率；
（2）当At0.01cm2和
At0.02cm2时，若负载F=0，求液压泵的压力pp和液压缸两腔压力p1和
p2各为多大（3）当F=10kN时，若节流阀最小稳定流量为qjmin50103L/min，
所对应的At和液压缸速度min多大若将回路改为进油节流调速回路，则At和
min多大把两种结果相比较能说明什么问题
（1）At0.05时：
如果溢流阀不溢流，则通过节流阀的流量
qTA2*qp5L/min即qT=q2=*10-4m/sAi
由q2CdATJ~
q2
2CdAt
O.833：
108290080.325MPa
20.6220.052108
液压泵的压力:
FpP
PAAiAT
咤O.325106252.163MPa
50104
50
pPpy，
则溢流阀损失Py0。
液压缸两腔压力：
△FT=F2q2=*106**10-4=
液压缸速度
亚0.0333m/s，
A605010
回路效率:
Ppqp
101030.033330.924
2.163106型辽
60
At0.01cmi时,
同理由上述求解过程可得
p8.125MPa,可知由于液压泵的压力卩卩=则
PpPy，
PpA]F
P~~A
2.410650
A2
25
0.8MPa
25104
g2CdAJP
0.62
0.01104
O?
2.614105m3/s
液压缸速度:
2.614105
104
1.046102m/s,
qi
1.046
102
5010
45.23105m/s，
qp
10
q1-60
103
5.23
10511.437105m/s。
液压缸两腔压力:
P1=Pp=P2=^P=
溢流损失:
Ppq2.410611.437105274.48W
节流损失:
65
△Pr=F2g2=*10**10-=
F101031.046102c—L30.2615qppp101024106
（2）由
（1）
可知，假设溢流阀不工作时，A0.01cm2，p
8.125MPa因
为F0，piA,
pA2则有P14.06MPa^，由此可知与假设矛盾,
因此假设不
成立。
At0.02cm，p2.03MPa因为F0，P1A
pA2则有P1
1.02MPaPy，
由此可知假设成立。
0.02cm2时，
当At
pP
P1
1.02MPap2
2.03MPa
0.01cm?
时,
Pp
Pl
py2.4MPaP2
譽=4.8Mpa
qjmin
min.
A
106
602510
3.33104m/s
由
（1）可知
0.8MPa
Aqjmin
50106
t3.19104cm2
600.62J2O.8106
900
若改为进口节流回路
gjmin
min
A1.6710m/s，
Aqjmin
Cd严
4.51104cm2。
l2
P沿=d〒=0.1131
J
29.814.875门…/,、
003250%0.50.2Mms
q=—d2=-（250103）20.0435（mVs）
44
已知容器中空气的压力为105Pa（绝对压力），空气的温度为0C,经管嘴
喷入压力为105Pa的大气中，计算喷嘴出口处气流的速度是多少
空气在0C、1.0140105Pa时的密度为（kg/m3）,容器中空气的密度为:
5
0=1.285=1.483（kg/m3）
Pk=0.528p0=0.5281.1705105=6.18104（Pa）
因为PPk
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