液压传动19章习题解答.doc

第1~3章作业习题解答1-1 /0-1液压千斤顶如图所示千斤顶的 小活塞直径为15mm,行程10mm,大活 塞直径为60mm，重物 W 为48000N,杠 杆比为L:l=750:25，试求：1） 杠杆端施加多少力才能举起重物 W?2） 此时密封容积中的液体压力等于多少 ？3） 杠杆上下动作一次，重物的上升量又如小活塞上有摩擦力175N，大活塞上有摩擦力 2000N，并且杠杆每上下 —次，密封容积中液体外泄 0.2cm3到油h2 =(色)20 珂15)2 10 d2 60=0.625mm又如：1) F1 —■ h _ W ■ f 2 二d； 二d；~4~£ =(W f2)(半)2 f1d215=(48000 2000) ( )2 175603300 NTrn0解1)W~22箱，重复上述计算旦 卫j2 二 d42Fi 二4= 48000 (生)2 =3000N60FL =F1lF =F1 - = 3000 互L 750= 100N4W 4^ 480002) p - 亍叱; 兀江0.062= 16.98MPaC、叱12 呵；3) — h| - h24 4FL卡l 25F = F1 3300 -L 750-110N2）p/W」）二 d；4 (48000 2000)二 0.062= 17.69MPa2■ d1二 d；3) -h 2h2 Vl4 4y2h^ —h1 -V|二 0.015.2■d242-0.01-0.2 10*2■ : 0.06=5.54 10，m= 0.554mm1-2 /0-2如图所示两液压缸的结构和尺 寸均相同，无杆腔和有杆腔的面积各为A1和A2，A1=2A2，两缸承受负载 F1和 F2,且F1=2F2，液压泵流量为 q，试求 两缸并联和串联时，活塞移动速度和缸 内的压力。

解两缸并联时，由于两缸上作用负载不同， 故两缸顺序动作F2作用的缸活塞运动时，速度为q/Ai,压力为F2/A1 °而Fi作用的缸活塞运动时，速度为q/Ai,压力为Fi/Ai °可见两者速度相同，但压力之比为 i：2两缸串联时，P2=F2/Ai， piAi= P2A2+Fi，因此，pi=(p2A2+Fi)/Ai=2.5F2/Ai，故两缸压力之比为 i:2.5°左缸活塞速度 Vi=q/Ai，右缸活塞速度V2=ViA2/Ai二qA2/ A2， 故两缸活塞速度之比为 Vi：V2=2：i° 注：这个例子清楚地说明了液压系统的压力 决定于负载以及活塞运动的速度决定于输 入的流量这两条液压传动的基本原理町 b)2-5 /i-ii如图所示一液压缸，其缸筒内径D=i20mm，活塞直径d=ii9.6mm，活塞长 度L=i40mm，若油的动力粘度 厅0.065Pas，活塞回程要求的稳定速度为 v=0.5m/s， 试求不计油液压力时拉回活塞所需的力 F °/£厂/〈 F / 尸72^4」一pl..-■lAd^ - 1 dl dydvD -d2= 0.065 二 120 10- 140 10-0.5120-119.6 “ 10 2= 8.55N3- 1 /1-24如图所示，一具有一定真空度的容器用一根管子倒置于一液面与大气相通 的水槽中，液体在管中上升的高度 h=1m，设液体的密度为 p=1000kg/m3，试求容器内的真空度。

■厂=IL解列液面流体静力学基本方程Pa = P 绝对：?gh真空度=Pa-p绝对=ph=1000 x 9.8X 1=9800Pa=9.8kPa3-3 /1-28如图所示容器A中的液体密度 p=900kg/m3，B中液体的密度为p=1200k/m3，ZA=200mm， zB=180mm， h=60mm，U 形管中的测压介质为汞，p汞=13600kg/m3,试求A、B之间的压力差解 列1-1面流体静力学基本方程 Pa UgzA 二 Pb /gzB •「汞 ghPa -Pb =g(，BZB r汞 h- --aZa)=9.8 X (1200 X 0.18+13600 X 0.06 -900X 0.2)=8349.6 〜8350Pa3-4 /1-293-6 如图所示，一虹吸管从油箱中吸油，管子直径 150mm，且是均匀的，图中，A点高出液面距离a=1m，管子出口低于液面距离 b=4m，忽略一切损失，试求吸油流 量和A点处的压力―r~a111bi f解1）以液面为基准列液面到出口的伯努力方程 （相对压力）Z12U1一二 Z22gP2?g2u 22g02u 22g0 -b0U2= .. 2gb q=1 n U24=-nX 0.152X 2 9.8 443=0.1565m3/s2)000以液面为基准列液面到2p_^ Ua■g 2 g2P a U 2A 22 ga . gPg 2 gPa =- pg(a+b)=-900X 9.8 X (1+4)=-44100Pa二 0.044 MPaA点的伯努力方程（相对压力）PA 绝对=atm+ Pa=0.1- 0.044=0.056 MPa3-7/1-31液压缸直径 D=150mm，柱塞直径d=100mm，液压缸中充满油液。

如果柱 塞上作用着F=50000N的力，不计油液的质量，试求如图所示两种情况下液压缸中 压力分别等于多少？解 两种情况下，柱塞的有效作用面积相等:a=- n24p= F/A=4F 4 50000二d2 一二 0.12=6366000 Pa=6.37 MPaXo，设压力p=3MPa时阀幵启，弹3-8 /1-32试确定安全阀（下图）上弹簧的预压缩量簧刚度为 8N/m，D=22mm，Do=20mm解用相对压力列阀芯的力平衡方程kxo=p1 nD2- Do2)41 2 2Xo=p — nD - Do )/ k4=3 X 106X 1 nx (222- 202)X 10-6/84=24.75mmq=150L/min，油 d=60mm，并设 m=0.0178MPa3-20 /1-90如图所示，液压泵从一个大的油池中抽吸油液，流量为 液的运动粘度 v34X 10一6m2/s,油液密度p=900kg/m3吸油管直径 泵的吸油管弯头处局部阻力系数 Z0.2，吸油口粗滤网的压力损失如希望泵入口处的真空度 Pb不大于0.04MPa，试求泵的吸油高度J解流速v宀二d2 二 0.062 60= 0.884 m/s2Re=vd/ 尸0.884 X 0.06/(34 X 10-6) =1560< Rec=2000管内流动为层流 a=2沿程压力损失系数定25Re751560=0.048沿程压力损失=0.048 XH 900 0.88420.06 2=281.3H (Pa)局部压力损失？pz= Z乂=0.2 X2900 0.884=70Pa总损失水头hw=(P. P P)=(281.3H+70+17800)/(900 X 9.8)=0.032H+2.026 (m)（相对压力）以液面为基准列液面到泵入口处的伯努力方程2 2 Pi 尤iVi P2 用 2V2 .Zi 1 1 - = Z2 — — - ■ hw1 ?g 2g 2 2g w0 0 0 H2H=-(旦 巴 hw)中 2g6 2/—0.04 x10 2x0.884 c c ccc、=-( +0.032H+2.026)900 9.8 2 9.8=4.535-0.079-2.026-0.032H=2.43 -0.032H (m)H=2.43/1.032 =2.35m故泵的吸油高度应小于 2.35m3-261-88液压泵从油池中抽吸润滑油如图1-50所示，流量q = E2x 10-3m3/s,油的运动粘度为 292 x =900kg/m\试求：1） 泵在油箱液面以上的最大允许安装高度，假设油的饱和蒸气 压为2.3 X lO^Pa,吸油管直径d =40mmf长/ = 10m*仅考虑管中的沿程 损失口2） 当泵的流量增大一倍时,最大允许高度将如何变化？解列出伯努利方程Pl 5分 P2 a2v2 、 I 诫—+ Zi + =——+ ^2 + + A pg 2^ pg 2g d 2g以油箱油平面为基准面，且因油的饱和蒸气压为23 x l^Pa,故Pz/（P呂）=-7.7m, pt = 0, Vj = 0, zi = 0,V2 = g/A =1.2x Wm/s = 0.955m/ s脳二哪』955x0.叫加&层流）所以士 2p 292 x 10~6、/応 64 10 0.955》 =sA = X X m = 5.69md 2g 130,8 0*04 2x9.8将这些数值代入伯努利方程，得牡=1.917mo2tr?设泵的流最增大一倍，则 t?2 = 2 x 0.955m/s = 1 T91m/s, — = 0.372m, Ae = 2 x 130,8 = 2官26k6tA 121 = x — x lL38m,于是得巾二-4.05応 即泵要装在液面以下d 2g 261.6 0.04 2x9.8近饰处。

注:有人认为液压泵吸油腔的压力越低越好因为吸油腔的压力越低，则油箱液面和泵吸油腔间的压差 就越大，泵就吸入更多的液体，泵的流量就越大中其实，这是一个错误的概念口应该指出，泵吸油腔压力的大 小是一个被决定的值，它要受到油箱液面的压力、吸油管中压力的损失、管径、流量、泵安装高度等因素的影 响流疑越大，管径越小'泵安装高度越高，吸油骨上压力损失越大，则泵吸油腔的绝対压力就趣小为使泉 不发生气蚀现勲，正确的概念应是:泵吸油腔的压力应该高一些为好（直空度要小•些｝，但压力低一些也无 妨，可是不得低于油液在工作温度下的空气分离压，这样才能保证泵正常的工作*不致发生气1*现象第4~5章作业习题解答4- 1 /2-2已知液压泵的额定压力和额定 流量，若不计管道内压力损失，试说明 图示各种情况下液压泵出口处的工作压 力值34.72L/min3）泵的驱动功率在第一种情况下为Pi1丄pq5001450。