机床液压传动习题集.doc

精品文档，仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除第一章 绪论液压传动，由于它有很多突出的优点，所以在工业部门中获得了广泛的应用。它的主要优点是：在极低的稳定速度下能够产生极大的推力(或转矩)；单位功率的系统重量轻，尺寸小。而它的缺点-泄漏，可以采用密封技术加以减小或消除。1-1 千斤顶的小活塞直径为10mm，行程20mm，大活塞直径为40mm，重物W为50000N，杠杆比为L：l=500:25,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200N，大活塞上有摩擦力1000N，并且杠杆每上下一次，密封容积中液体外泄0.2cm到油箱，重复上述计算。注：演算此题，可体会到得之于力，失之于速的道理。考虑损失后，对输入功率、输出功率及功率损失有一初步的概念。【精品文档】第 31 页1-2 液压传动系统有泵、阀、执行元件、油箱、管路等元件和辅件，还得有驱动泵的电机。而如电机驱动系统，似乎只需一只电机就行了。为什么说液压系统的体积小，重量轻呢？1-3 液压系统中，要经过两次能量的转换，一次是电机的机械能转换成泵输出的流动液体的压力能，另一次是输入执行元件的流动液体的压力能转换成为执行元件的机械能。经过能量转换是要损失能量的，那么为什么还要使用液压系统呢？第二章 液 压 油在液压系统中，液压油是一个重要的环节，它不仅传递动力和信号，而且还起到润滑冷却的作用。常用的液压油是矿物油型的。液压油的性质对液压系统的特性有很大的影响。在液压油的物理性质中，最主要的有：粘性、可压缩性、比热容及体积膨胀系数。粘性影响着液压系统的阻力以及液压油通过缝隙的泄漏；在研究液压系统的动态特性时要考虑油液的可压缩性；而液压系统中油液的温升却和系统的功率损耗、装置散热条件以及和油液的比热容值有关。因此要熟悉这几个参数的物理概念和它们的计算方法。2-1 有密闭于液压缸中的一段直径d=15cm，长L=40cm的液压油，它的体积膨胀系数，此密闭容积一端的活塞可以移动。如活塞上的外负载力不变，油温从-20上升到+25，求活塞移动的距离。2-2 同题2-1，如果活塞不能移动，液压缸又是刚性的，问由于温度的变化，油液的膨胀使液压缸中的液压油的压力上升多少？注：由此可见，完全密闭的液压油，由于油温的增大而产生的数值如此高的液体压力，很有可能使液压缸爆裂。这在使用环境周围的气温会发生很大变化的野外装置的液压系统时应该注意的。2-3 密闭容器内的油，压力为0.5MPa时容积为2L。求压力升高到5MPa时的容积，其压缩率是多少(用%表示)？设油的压缩系数为。2-4 如图所示，根据标准压力表检验一般的压力表的活塞式压力计。机内充满油液，其压缩系数。机内的压力由手轮丝杆和活塞产生。活塞直径d=1cm，螺距t=2mm。当压力为0.1MPa时，机内油液体积V=200mL。求压力计内形成20MPa的压力，手轮要摇多少转？2-5 某液压系统的油液中混入占体积1%的空气，求压力分别为35×Pa和70×Pa时该油的等效体积模量。若油中混入5%的空气，压力为35×Pa时油的等效体积模量等于多少(没钢管的弹性忽略不计)？注：由此例可见，混入空气对油液的体积模量影响很大。当混入空气从1%增大到5%时，油的体积模量从0.394×Pa下降到，几乎减小了75%，而如与纯油的相比，则几乎减小了95%，由此可见油中气泡的危害了。这就是为什么液压油要有消泡性能的原因。此例还可看到，同样的空气混入量，当压力增大时，油的等效体积模量也增大，所以在高压时混入空气的影响要比低压时小些。2-6 某容器中有2L的油，它的压力从0.5MPa升高到20.5MPa时，1)设容器是刚性的；2)假定压力每升高0.1MPa容器本身的体积增大0.01%，试计算必须由泵补充输入该容器的油的体积。2-7 油经溢流阀流入油箱消耗了全部的能量，已知此阀两端压力降为11.3MPa，而油的比热容为1.67，试概略计算油的温升。2-8 20时200mL的蒸馏水从恩氏粘度计中流尽的时间为51s,若200mL的某液压油在50时从恩氏粘度计中流尽的时间为229.5s，试求该液压油的的值，设油的密度为。2-9 已知某液压油在20时为10，在80时为3.5，试求温度为60时的运动粘度。2-10 矿物质油在20及1大气压(atm)时的粘度为，求在50及21MPa以为单位的动力粘度值。设油的相对密度为0.88。2-11 图示一液压缸，内径D=12cm，活塞直径d=11.96cm，活塞宽度L=14cm，油液粘度=0.065，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等于多少？2-12 图示一粘度计，若D=100mm, d=98mm, l=200mm ,外筒转速n=8r/s时，测得的转矩T=40Ncm，试求油液的粘度。第三章 液压流体力学基础液压传动的力学基础是液压流体力学。在液压流体力学中，主要研究了流体在静止时和运动时的一些基本规律。这些基本规律在研究液压系统和元件时是非常重要的。这里主要包括：压力以及它对固体壁面作用力的计算；流体流动时的四个主要方程（运动方程连续方程能量方程和动量方程）；和液压传动紧密相关的几种流动（管流孔口流和缝隙流）以及影像系统主要性能的两个主要因素（液压冲击和空穴现象）。本章运算的题目较多，要注意单位之间的换算。如都用国家法定单位计算，可以省去不少麻烦。在有的例题中，指出了一些容易引起的错误和算题的技巧，但最主要的一点，就是不要忘记题目所包含的基本概念。31 静止流体力学3-1 连通器中，存在两种液体，已知水的密度，求另一种液体的密度。3-2 用三种不同而不相混的液体ABC盛在同一容器之内，如果它们的密度分别是80010001600，试求容器右侧各测压管的液面高度。3-3 U形管中有两种液体，密度为，高度分别为，管一端通大气，另一端为球形容器（内为气体），求球形容器内气体的绝对压力和真空度。3-4 图中容器内装有水，容器上半部充满压力为p的气体，液面高度，小管内液柱高度，其上端和大气相通，问容器内气体的绝对压力表压力各是多少？3-5图示油箱通大气，油液中插入一玻璃管，管内气体的绝对压力为，求玻璃管内液面上升高度h等于多少？设油的密度为。3-6 如图所示，有一直径为的，重量为G的活塞浸在液体中，并在压力F的作用下处于静止状态。若液体的密度为，活塞浸入深度为h，试确定液体在测压管内的上升高度。3-7 有一微压计，根据读数计算。3-8 用多个U形管汞压强计测量水管中A点的压力，设，。问A点的压力等于多少？3-9 图示容器A中液体密度，U形计测压介质为汞，试求AB之间的压差。3-10 被相对密度为0.91的油所充满的容器中的压力为p，由水银压力计的读数和来确定。水银的相对密度为13.6。如压力p不变，而使压力计下移a距离，求压力计的读数变化量。3-11 将水银一小部分一小部分地从左肢管注入断面不变的U形管，但右肢管的上端是封闭的，其水银柱高为h。停止注入后，试求左右肢管内液面高度和间的函数关系（水银的密度为，管内气压按等温压缩）。3-12 水平截面是圆形的容器，上端开口，求作用在容器底的作用力。如在开口端加一活塞，连活塞重量在内，作用力为30000N，问容器底总作用力是多少？3-13 图示用一圆锥体堵塞直径的底部通孔，求作用于锥形体的总作用力。容器中的液体为水。3-14 图示容器，有直径的钢球堵塞着垂直壁面上直径的圆孔。试求钢球（相对密度为8）恰好处于平衡状态时容器内油（相对密度为0.82）的高度h。3-15 液压缸直径，柱塞直径，液压缸内充满油液。如果柱塞上作用着的力，不计油液的重量，求图示两种情况下液压缸中的压力分别为多少？3-16 试确定安全阀上弹簧的预压缩量，设压力时阀开启，弹簧刚度为8N/mm，。3-17 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和，两缸承受负载和，且，泵流量，求两缸并联和串联时，活塞移动速度和缸内压力。3-18 一盛水容器，水流沿变截面管向外作恒定流动。已知，。液面到各截面的距离为，。试求和处的相对压力。3-19 图示倾斜管路，压力表上指示，内中流动的油液密度，问油的流动方向如何？3-20 图示管路由两根圆管和一段异径管接头连接而成。，截面1相对压力，截面2相对压力，截面12间中心高度差为1m，判断液流方向，并计算两截面间的水头损失。3-21 有油从垂直安放的圆管中流出，如管内径，管口处平均流速，求管垂直下方处的流速和油柱直径。3-22 水管以的流量垂直向上喷水，喷嘴口面积为，忽略损耗，求水柱升高两米时的截面积。3-23 水在图示竖管中流动，为使截面12的压力读数相等，求。3-24 有一管路，尺寸为，（绝对压力），不计阻力损失，求通过管路的水流量。3-25 如图所示，管端喷嘴直径，管道直径100mm，不计损失，求：1）喷嘴出流速度及流量；2）E处的流速和压力。3-26 有一容器的出水管管径，当龙头关闭时压力计的读数为49000Pa（表压）。龙头开启时，压力计读数降至19600Pa（表压）。如果总能量损失为4900Pa，试求通过管路的水流流量。3-27 一个水深1.5m，水平截面积为的水箱，底部接一直径，长为2m的竖直管，在水箱进水量等于出水量下作恒定流动，求3点的压力及流出速度，略去水流阻力。3-28 图示虹吸管自水池中吸水，如不计管中流动的能量损失和动能的修正，求3点处的真空度。如果使3点的真空度最大不超过7m水柱，问何有何限制？3-29 当油在管道内流动时，用测压计测AB两点间的压力损失。AB间距离，油在管中流速，。水银的密度。求在管中油流方向不同时，压差计读数值为多少？3-30 密度为,气化压力为的液体在管中流动。截面11的相对压力为。设当地的大气压为，为防止管中发生气蚀，问管中的流量最大可达多少？3-31 图示抽吸设备水平放置，出口通大气，求开始能够抽吸时的流量。抽吸和被抽吸介质相同。设备尺寸为：细管处，出口处，不计液体流动的能量损失。3-32 用文丘利管测量流量。如输水管轴线水平放置或者倾斜放置时，流量q和测压水头差h间的关系又没有变化？3-33 图同题3-32，已知，水银柱高，忽略损失，不计动能修正，求理论流量等于多少？3-34 利用毕托管测量水流速度。差压计中液体为，密度为。测得，求：1）；2）如管中液体为密度的油，读数不变，问3-35 一高架水箱，横截面为矩形，通过底部一根100mm直径的竖管放水入水池。设放水时水池水位不变，水箱原来水深1.5m，竖管的沿程阻力系数，其余尺寸见图。邱2分钟内由水箱放入水池中的水量。33动量定理3-36 如图所示的阀芯，当液流方向是外流式和内流式时，分析控制体的取法，并确定作用在阀芯上的液动力的方向。3-37 上题中，设出口压力不等于零，则控制体应如何取法？作用在阀芯上的液动力等于多少？3-38 图示内流式锥阀，锥阀阀座孔无倒角，阀座孔直径，主阀芯直径，锥阀半锥角。当阀芯的开口量时，阀进口压力，出口压力，流量系数，速度系数，求液流对阀芯的作用力。3-39 将一平板探入水的自由射流之内，并垂直于射流的轴线。该平板截去射流流量的一部分，并引起射流剩余部分偏转角。已知射流速度，全部流量，求角及平板上的作用力F。3-40 有一股在大气中的射流流量为，以速度射到与射流中心线成角的平板A后，射流分成两股，求作用于平板A上的力F，两股射流流量为和，动量修正系数等于1。3-41 图示一水平放置的固定导板，将直径，流速为的射流转过 角，求导板作用于流体的合力大小及方向。3-42 垂直安装的弯管，弯头转角，起始截面11和终止截面22间的轴线长度，两截面的高度差。当水在管中流动时，11处压力，两截面之间的能量损失，管径，动能及动量修正系数均为1，水的密度，流量，求水流对弯头的作用力。3-43 液压缸直径，活塞杆直径 ，负载，进油压力，滑阀阀芯直径，阀口开度，射流角度，阀口速度系数，流量系数。不考虑沿程损失，求阀芯受力大小和方向以及活塞运动的速度。3-44 图示圆柱形阀芯，阀口开度。压力油在阀口处的压力降为，在阀腔a点到b点的压力降，油的密度，通过阀口时的角度，流量系数，求油液对阀芯的作用力。3-45 同题3-44的图，确定液流向左，阀口开大和关小时；以及液流向右，阀口开大和关小时四种情况下瞬态液动力的方向。3-46 液压系统的安全阀，阀座直径，当系统压力为时，阀的开度，通过的流量。如果阀的开启压力为，油液密度，弹簧刚度，求油液出流角。3-47 力作用在的活塞上，使油从缸底孔口中流出。孔口，。忽略活塞摩擦，求作用在缸底壁面上的力。3-48 水力清砂高压水枪的结构如图所示。喷嘴出口直径，流过的水流量。用喷出的射流冲毁铸型芯砂。试求球形阀座受水枪的作用力。34管流及压力损失3-49 计算圆管，以及同心环状管道的水力半径。3-50 有一管径不等的串联管道，流过黏度为，流量为的液体，液体密度为，求液流在两通流截面上的平均速度和雷诺数。3-51 长1.5m孔径为3mm的管子两端压降为5MPa，概略计算通过管子的流量以及油的黏度为时的雷诺数，设油的密度为。3-52 某系统泵的最大流量为40L/min，油的黏度在时为，已知系统的最低工作温度是，这时的黏度为，最高工作温度为，年度为。如果要求管路的液流处于层流状态，油管的直径应选多少？3-53 液体在管中的流速为，管道内径为，有的黏度为，试确定流态。如要为层流，其流速应为多大？3-54 已知一管道直径，油的黏度，如果液流为层流状态，问可通过的最大流量为多少？3-55 图见习题3-19，内径的圆直管倾斜放置，输送的油液，已知B处的压力，A处，两点位置高度差，计算油液在管中流量。3-56 油液以的流量流过内径的毛细管，油液密度，黏度，要使毛细管两端保持1MPa的压差，计算毛细管长度。3-57 液流在边长为a的方形截面槽中作层流运动，它的水力半径，如果用圆管的流量公式估计方形截面槽流量时，对公式中的d应该作如何更改较好？3-58 在直径的液缸中放置着一个具有4条矩形截面槽的活塞，缸左腔的表压力为，右腔直接回油箱。设油的黏度，槽进口处压力损失忽略不计，确定缸左腔沿4条槽流到右腔去的流量。已知槽的尺寸，和长度。3-59 如有两条长度相等的管道相互并联，管道直径（），油在管中作层流运动，如仅计及管内的沿程损失，问两管内的流速哪一个大？3-60 试求图示两并联管中的流量各为多少？已知总流量，沿程阻力损失系数和，并联管中的流量和总压力损失等于多少？3-61 液压装置导管全长25m，管径20mm，液体流速，油黏度，密度，求压力损失等于多少？3-62 装有滤油器吸油管泵压油管压力阀缸及回油管的系统，它的管路阻力相当于长35m的管子，求作用在缸上的有效压力，设泵出口压力为流量，油的密度和黏度。3-63 黏度为的油液通过水平管道，油液密度，管道内径为，长，进口压力，问当流速为时，出口压力为多少？3-64 水平放置的光滑圆管由两段组成，直径，长度，油液密度，黏度，流量。分别计算油液通过两段油管时的压力损失。3-65 在直径d，长为的输油管中，年度为的油在液面位差的作用下运动着。如果只考虑运动时的摩擦损失，试求从层流过渡到紊流时的表达式。3-66 图示连接两水池的水平管道，在处装一阀门，水流作恒定出流。，设管道的，求管中流量。3-67 运动黏度的油液通过300m长的光滑管道，管道连接两个液面差保持不变的容器，液面差。如仅计及液体在管道中流动时的沿程损失，试确定：1）当流量为时液体作层流运动，管道必须的直径；2）当直径为算出直径时，不发生紊流时两容器最高的液面差。3-68 某动力系统采用长25m内径20mm的管道，油液密度，运动黏度，求流量为时管道的压力损失。若流量增加到时压力损失是多少？假设流动状态为紊流，沿程摩擦阻力系数取。3-69 水乡保持液位h不变，水箱中液体经水箱底部直径为d长为的垂直管通入大气。设管中的沿程阻力系数为，水的密度为，不计局部损失，求流量和管长的关系。3-70 油在垂直管中流动，油的黏度，密度，大直径管道，小直径管道，从11到22的高度差为2m，。两直径间有一缩接，长度忽略不计。如其逐渐收缩方向与流向一致时，如相反时（均与截面处的流速相对应）。如果22的平均流速和表压不随流向改变，始终保持，求油在两种不同流向时11处压力表读数。3-71 某系统由泵到马达的管路如图所示。已知，管总长，油的，在处，处，处，求由泵到马达的全部压力损失（位置高度及损失之间的扰动均不计，管道看作光滑管）。3-72 泵从油池中吸取润滑油，流量，油的黏度，求：1）泵在油箱液面以上的最大允许安装高度，假设油的饱和蒸汽压为水柱，吸油管直径，长，仅考虑管中的沿程损失；2）当泵的流量增大一倍时，最大允许高度将如何变化？3-73 流量的液压泵，安装在油面以下，油液的黏度，密度，其它尺寸如图所示。仅考虑吸油管沿程损失，试求泵入口处绝对压力的大小。3-74 有一液压泵，流量为，泵轴比油箱液面高出400mm，油液的黏度为。如只考虑吸油管中的沿程压力损失，问泵吸油腔处的真空度为多少？油的密度为。3-75 泵从一个大油池中抽吸油液，流量为，油的黏度，密度，吸油管直径60mm，泵吸油管弯头的局部阻力系数为0.2，吸油管粗滤网的压力损失为。如希望泵入口处的真空度不大于，求泵的吸油高度。液面到滤网间的管路沿程损失可忽略不计。3-76 泵以 的流量通过长和管径的管道抽送的油，温度变化时油的密度不变。求在温度,运动黏度和 ，时抽油所需的功率。35孔口流3-77 安装在管内的薄壁小孔，孔前后的压力分别为和 ，推导小孔流量公式时，可取截面1-1及收缩截面c-c，写出伯努利方程，设，则通过小孔的流量可是实用的小孔流量公式，将上述两式进行比较，是否可以认为和是近似相等的？是否和相等？3-78 为减少水头损失，在大水管上装一分路，以量测分路的流量，来推导主水管的流量。试说明大水管上的流量为分路流量的倍数。3-79 当水流经的孔口，在水头作用下流入大气时，试确定流量系数速度系数和截面收缩系数。已知流量时射流某一截面中心的坐标和。3-80 同上题图，水箱下处壁上开有的圆孔，设液面保持不变，孔口的，。如果与空气的摩擦损失不计，试确定通过小孔流束下降2.5m处的流速及直径为多少？3-81 阀关闭时，打开时，求阀门打开时的流量q是多少？3-82 直径为6mm的小孔两端的压降为7MPa，试概略计算通过这个小孔的流量，小孔的流量系数取。3-83 有一薄壁节流小孔，通过流量时，压力损失为0.3MPa，试求节流孔的通流面积，设流量系数，油的密度。3-84 为什么在孔口处套上一段适当长度的管嘴，可增大孔口的出流量？最适合的管嘴长度应该依什么原则来考虑？管嘴长度太长了为什么不行？3-85 液压泵的流量可变，当时，测得阻尼孔前的压力为。如泵的流量增加到时，求阻尼孔前的压力等于多少？设阻尼孔分别以细长孔和薄壁孔来进行计算。3-86 圆柱形滑阀如图所示，已知阀芯直径，进口处压力，出口处液压，油的密度，阀口的流量系数，阀口开度，求通过阀口的流量。3-87 如图所示，已知泵的供油压力为，薄壁小孔节流阀I的面积为，薄壁小孔节流阀II的面积为，求活塞向右运动的速度等于多少？活塞面积，油的密度，负载，液流的流量系数。3-88 图示水箱侧壁上孔口的速度系数相等，尺寸如图，当两股水流相遇于空中一点，求证。3-89 圆柱形油箱，深，在容器底有一薄壁小孔，流量系数。孔打开后将油放尽需多少时间？36缝隙流3-90 组成缝隙的双方，其长度往往不相等，总是一方较长，另一方较短，如液压缸和活塞那样，而且彼此间还有相对运动，因此有人提出要建立坐标的问题。有人主张坐标应建立在短的一方上，以此来确定由压差和剪切联合作用下通过缝隙的泄漏量。但也有人主张坐标的位置应与人们观察泄漏量的位置一致。如液压缸和活塞，液压缸固定在机座上，则因人与机座无相对运动，故坐标应建立在液压缸上。相反，如活塞固定在机座上时，则坐标应建立在活塞上。这些看法是否有道理？3-91 直径为60mm的缸内，有一活塞偏心放置，压力差，半径向缝隙，活塞宽，油的黏度,偏心量，求通过缝隙的泄漏量。3-92 活塞直径，长，半径缝隙，油的黏度，缸两腔压力差，求：1）活塞静止，缸与活塞同心；2）活塞静止，缸与活塞有的偏心；3）缸固定，活塞与缸同心，活塞以速度向右运动时的泄漏量。3-93 图示柱塞直径，缸套直径，长，柱塞在力作用下向下运动，并将油液从缝隙中挤出。若柱塞与缸套同心，油液黏度，问柱塞下落所需的时间。3-94 图同习题3-93，柱塞直径与缝隙长度同上，油的黏度，求柱塞和缸的偏心量e，设下降0.1m测得时间为600s。3-95 汽车上用的滤油器为一组环形平板叠成的滤芯，平板间的缝隙，环形平板外径，内径，平板数为21片，过滤油液的黏度为，求流量为时滤油器的压力损失。如将这滤油器放在流量的泵的吸油口处过滤同样品种的油液，问泵能否正常工作？3-96 润滑油的黏度，在的压力下，进入，直径的管道，然后流入轴承中部的环状槽中。轴承长，轴颈，缝隙。如果不考虑轴转动时对油液流动的影响，试求轴与轴承同心时以及偏心距为0.025mm时从轴承两端流出的流量。3-97 承受负载为的水力枢纽，液体顺序的流经两个阻力：毛细管（，）及顶端缝隙（，,）。试确定：1）经过枢轴的液体流量q；2）贮油池中的压力。假设液体黏度，环境压力。3-98 如图，已知液压缸的有效面积，负载，滑阀直径，同心径向缝隙，配合长度，油黏度，密度，泵的流量。若考虑油液流经滑阀的泄漏，试计算活塞运动的速度（按同心和完全偏心两种不同情况计算）。3-99 处于偏心状态下的锥形阀芯，形成锥形环状缝隙，在压差作用下会产生液压卡紧现象。试依图示情况推导液压卡紧力的公式。3-100 内径22mm壁厚2.5mm的铜管装有体积模量为的水，计算液压冲击波在管中的传播速度。3-101 某管道内径，管壁厚度，油在管内流速，压力，油的体积模量，管壁材料弹性模量第四章 液压泵和液压马达液压系统中的泵和以达，并不需要自行设计，因而是选择和使用的问题。为了选择泵和马达，所以要对它们的工作参数的含义、参数间的关系以及参数的计算等要有所了解。为了能正确地使用泵和马达，以及在产生故障进能正确地排除故障，就必须了解各类泵和马达的结构以及它们的特点。§4-1 泵的工作参数4-1 如图所示，A阀是一个通流截面可变的节流阀，B阀是一溢流阀，如不计管道压力损失，试说明泵出口处的压力等于多少？4-2 已知泵的额定压力和额定流量，设管道内压力损失忽略不计，而图c中的支路上装有节流小孔，试说明图示各种工况下泵出口处的工作压力值。注：如图d的情况，泵出口处压力为F/A，并不是泵的额定压力值。曾有不少人有一种看法，他们认为：泵有一额定压力，只要泵一转动，其出口处压力就是，所以如果FA，则作用有活塞上的负载不平衡，因而活塞运动的速度就越来越快。这是非常错误的。4-3 图示液压系统，液压缸活塞的面积，所受的负载，泵的流量为q试分析：1) 三个缸是怎样动作的？2) 液压泵的工作压力有何变化？3) 各液压缸的运动速度。注： 由此例可知缸顺序动作的情况，在以后的液压回路中，有利用缸上作用的负载不同实现多缸顺序动作的例子。4-4 泵的额定流量为100L/min，额定压力为2.5MPa，当转速为1450r/min时，机械效率为=0.9。由实验测得，当泵出口压力为零时，流量为106L/min，压力为2.5MPa时，流量为100.7L/min，求：1) 泵的容积效率；2) 如泵的转速下降到500r/min，在额定压力下工作时，估算泵的流量为多少？3) 上述两种转速下泵的驱动功率。4-5 泵的输出压力为5MPa，排量为10mL/r，机械效率为0.95，容积效率为0.9,当转速为1200转每分时，泵的输出功率和驱动泵的电机功率等于多少？4-6 设液压泵转速为950r/min，排量为=168mL/r，在额定压力295×Pa和同样转速下，测得的实际流量为150L/min,额定工况下的总效率为0.87,求：1) 泵的理论流量；2) 泵的容积效率；3) 泵的机械效率；4) 泵在额定工况下，所需电机驱动功率；5) 驱动泵的转矩。4-7 一液压马达排量为80mL/r，负载转矩50时，测得机械效率为0.85,将此马达作泵使用，在工作压力为46.2×Pa时，其扭矩机械损失与上述液压马达工况时相同，求此时泵的机械效率。4-8 某液压马达的进油压力为100×Pa，排量为200mL/r，总效率为0.75，机械效率为0.9，试计算：1) 该马达能输出的理论转矩；2) 若马达的转速为500r/min，则输入马达的流量为多少？3) 若外负载为200时，该马达输入功率和输出功率各为多少？4-9 图示马达的排量=250mL/r，入口压力100×Pa，出口压力5×Pa，总效率=0.9，容积效率=0.92，当输入流量为22L/min时，试求：1) 马达的实际转速；2) 马达的输出转矩。4-10 一液压马达，要求输出转矩为52.5,转速为30r/min,马达排量为105mL/r,马达的机械效率和容积效率均为0.9,出口压力=2×Pa，试求马达所需的流量和压力各为多少？§4-2 泵、马达的结构特点4-11 分析双作用叶片泵配油盘上在压油窗口端开的三角须槽的作用。4-12 双作用叶片泵两叶片之间夹角为，配油盘上封油区夹角为，定子内表面曲线圆弧段的夹角为，它们之间应满足怎样的关系？为什么？4-13 柱塞泵是否存在困油现象？4-14 变量泵中，有恒流量泵、恒压泵和恒功率泵。恒流量泵的输出流量不随压力而变化，保持定值；恒压泵的输出压力调定后保持定值；恒功率泵的输出流量随工作压力而变化，但保持泵的输出功率不变。试画出这三种泵的原理示意图。以叶片泵为例，推导恒流量泵的结构参数间的关系。4-15 泵和马达在工作原理上是可逆的，那么是否任何泵都可作为马达用？§4-3 泵 的 使 用4-16 某机床液压系统采用一限压式变量泵。泵的流量-压力特性曲线ABC如图所示。泵的总效率为0.7。如机床在工作进给时泵的压力和流量分别为45×Pa和2.5L/min，在快速移动时，泵的压力和流量为20×Pa，20L/min，问泵的特性曲线应调成何种形状？泵所需的最大驱动功率为多少？4-17 限压式变量叶片泵，如要使其特性曲线的拐点在D点，但要保持泵的最大压力不变，问应如何进行调节？4-18 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，工作压力为10×Pa，工作进给时大流量泵卸荷(卸荷压力为3×Pa)注：大流量泵输出的油通过左方的阀回油箱，由小流量泵供油，压力为45×Pa。若泵的总效率为0.8，求该双联泵所需的电机功率为多少？4-19 在实践中应如何选用液压泵？§4-4 泵、马达系统4-20 图为定量泵和定量马达系统。泵输出压力=100×Pa，排量=10mL/r，转速=1450r/min，机械效率=0.9,容积效率=0.9；马达排量=10mL/r，机械效率=0.9，容积效率=0.9，泵出口和马达进口间管道压力损失5×Pa，其它损失不计，试求：1) 泵的驱动功率；2) 泵的输出功率；3) 马达输出转速、转矩和功率。4-21 泵驱动马达，泵和马达的机械效率同为0.95，容积效率同为0.90，泵的排量为10mL/r,输出压力为10MPa,转速为1450r/min,如马达上的为30，问应选用多大规格的马达，且马达的转速为多少？整个系统的功率损失等于多少？4-22 一个泵，当负载压力为8×Pa时，输出流量为96L/min，压力为100×Pa时，输出流量为94L/min，用此泵带动一排量为80mL/r的马达，当负载转矩为120时，马达的机械效率为0.94，转速为1100r/min。试求此时马达的容积效率。4-23 图为调速回路，泵排量120mL/r,转速1000r/min，容积效率0.95。溢流阀B使泵压力限定为7MPa。节流阀C的阀口最大通流面积为0.27，流量系数0.65。马达D的排量160mL/r,容积效率0.95，机械效率0.8，负载转矩61.2求马达的转速和从溢流阀流回油箱的流量。4-24 图示为变量泵和定量马达系统，低压辅助泵输出压力=4×Pa，泵最大排量=100mL/r，转速=1000r/min，容积效率=0.9，机械效率=0.85。马达的相应参数为,。不计管道损失，当马达输出转矩为，转速为时，求变量泵的排量、工作压力和输入功率。4-25 图示系统，泵和马达的参数如下：=115mL/r，=1000r/min, =0.84, ,回路最大允许压力，不计管道损失，求1) 马达最大转速及该转速下的输出功率和输出转矩；2) 驱动泵所需的转矩。第五章液压缸液压系统中的液压缸，有些规格可以购得，但在有的情况下需自行设计，因此要熟悉缸的结构、主要计算以及设计的内容。一般是依负载选定压力确定缸的尺寸，但个别情况下也有依最小运动速度的要求来确定缸径的。差动缸的应用对减小系统的能耗有重大作用的。在设计缸时，只有在某些条件下才需要考虑缓冲和压杆稳定的问题。5-1 图示三种结构形式的液压缸，直径分别为D、d，如进入缸的流量为q，压力为p，分析各缸产生的推力、速度大小以及运动的方向。 注：注意运动件及其运动的方向5-2 图示两个结构相同相互串联的液压缸，无杆腔的面积，有杆腔面积，缸1输入压力，输入流量，不计损失和泄漏，求： 1) 两缸承受相同负载时()，该负载的数值及两缸的运动速度；2) 缸2的输入压力是缸1的一半时()，两缸各能承受多少负载？3) 缸1不承受负载时()，缸2能承受多少负载 ？5-3 图示两液压缸，缸内径D，活塞杆直径d均相同，若输入缸中流量都是q，压力为p,出口处的油都直接通油箱，且不计一切摩擦损失，比较它们的推力、运动速度和运动方向。5-4 图示一与工作台相连的柱塞缸，工作台重980kg，如缸筒柱塞内摩擦阻力为，D=100mm,d=70mm, ,求工作台在0.2s时间内从静止加速到最大稳定速度v=7m/min时，泵的供油压力和流量各为多少？5-5 图示两单柱塞缸，缸内径D，柱塞直径d，其中一个柱塞缸的缸固定，柱塞克服负载而运动。如果在这两个柱塞缸中输入同样流量和压力的油液，它们产生的速度和推力是否相等？为什么？5-6 图示液压缸，节流阀装在进油路上，设缸内径D=125mm，活塞杆直径d=90mm,节流阀流量调节范围为0.0510L/min，进油压力，回油压力，求活塞最大、最小运动速度和推力。5-7 缸径D=63mm,活塞杆径d=28mm,采用节流口可调式缓冲装置，环形缓冲腔小径，求缓冲行程，运动部件质量m=2000kg,运动速度，摩擦力，工作腔压力时的最大缓冲压力。如缸筒强度不够时该怎么办？5-8 设计一差动连接的液压缸，泵的流量为q=25L/min，压力为，工作台快进快退速度为5m/min，试计算液压缸的内径D和活塞杆的直径d，当外载为时，溢油阀的调定压力为多少？5-9 设计一单杆活塞液压缸，已知外载，活塞和活塞杆处的摩擦力，进入液压缸的油液压力为，计算缸的内径，若活塞最大速度，系统的泄漏损失为10%，应选多大 流量的泵？若泵的总效率为0.85，电机的驱动功率应多大？5-10 一单杆液压缸快进时采用差动连接，快退时油液输入缸的有杆腔，设缸快进、快退的速度均为0.1m/s，工进时杆受压，推力为25000N。已知输入流量q=25L/min，背压，求：1) 缸和活塞杆直径D、d；2) 缸筒材料为45号钢，缸筒的壁厚；3) 如活塞杆铰接，缸筒固定，安装长度为1.5m，校核活塞杆的纵向稳定性。5-11 如双杆活塞缸，两侧的杆径不等，当两腔同时通入压力油时，活塞能否运动？如左右侧杆径为，且杆固定，当输入压力油的压力为p，流量为q时，问缸向哪方向走？速度、推力各为多少？5-12单杆缸差动连接时，由于有杆腔的油液流出，产生背压，所以无杆腔和有杆腔的压力并不一样大，有杆腔的压力比无杆腔的大，在此情况下能实现差动动作吗？如果外载为零，差动连接时，有杆腔和无杆腔的压力间有什么关系？5-13 多级伸缩套筒缸一般是单作用式的，如要设计一个双作用式的多级伸缩套筒缸，其结构示意图如何？5-14 单作用多级套筒缸在伸出和缩进时，各级套筒的运动顺序是怎样的？对于双作用多级套筒缸，设在伸缩时的负载都是阻力负载，问它在伸出和缩进时各级套筒的运动顺序如何？5-15 设计一个双作用连续动作式的增压缸的原理示意图。第六章 液压阀液压系统是利用液压阀来实现控制的。液压系统工作的好坏在很大程度上取决于由液压阀组成的控制系统。因此液压阀在系统中作用比泵、执行元件等更为重要。通过本章习题的演习，可以熟悉各类阀的功用及它们的主要特点，为在后续章节中组成典型回路奠定必要的基础。6-1液控单向阀6-1图示液压缸，F=30，液控单向阀用作闭锁以防止液压缸下滑。阀内控制活塞面积是其阀芯承压面积A的三倍。若摩擦力、弹簧力均忽略不计，试计算需要多大的控制压力才能开启液控单向阀？开启前液压缸中最高压力为多少？6-2图示回路，活塞在上升时，如将换向阀切换到中位，重物迅速停止并不下滑；活塞下降时，如将换向阀换到中位，重物会缓慢下滑，下滑的速度和换向阀的泄露量有关，但过了一段时间，重物就停止下滑了。试解释这两种现象，并提出改进的方法（提示：分析问题时，注意单向阀能否迅速关闭）6-3图示回路，内泄式液控单向阀的控制压力由电磁阀控制。试车时发现电磁铁断电时，液控单向阀无法迅速切断油路；此外，开启液控单向阀所需的控制压力也较高。试非系原因并提出改进方法。6-4图示回路，液控单向阀用以防止重物下滑。试分析能否选用普通内泄式的液控单向阀？如果将节流阀与液控单向阀的位置对调，情况又会怎样？如果将节流阀去掉，活塞能否平稳的下降？6-5若单杆液压缸两腔工作面积相差很大，当小腔进油大腔回油得到快速运动时，大腔回油量很大。为避免选用油量很大的两位四通阀，常增加一个大流量的液控单向阀旁通排油，试画出油路图。6-2换向阀6-6弹簧对中型的三位四通电液换向阀，其先导阀的中位机能及主阀的中位机能能否任意选择？6-7三位换向阀的哪些中位机能能满足表列特性，请在相应位置打“” 6-8用一个三位四通电磁阀来控制单杆活塞缸的往返运动，如果要求活塞能平稳地停在任意位置且液压泵保持高压，该用何种中位机能为好？可供选择的有：O、M、H、P、Y和K型。6-9高压电液换向阀，如以内控方式安装，它的外控油口接管用堵塞封住。如现场需要用低压外控油来控制，能否直接将控制油源与这个外控油口接管相连，系统就可以正常工作了？6-10 图