64L?v264?L?v2 ?p???Red2vdd264?40?10?65900?32??pa?0.192Mpa =
3?0.010.012 P2=P1-ΔPλ=4-0.192 MPa=3.81Mpa
1-16 有一薄壁节流小孔,通过的流量为q=25L/min,压力损失为0.3Mpa,试求
节流孔的通流面积,设流量系数Cd=0.61,油液的密度900kg/m3 解:由q?CdA A?2??p?,得
Cdq=2??p25?10?32?0.3?10660?0.61?900
m2?2.65?10?5m2
?1-17图示柱塞直径d=19.9mm,缸套直径D=20mm,长l=70mm,柱塞在力F=40N作用
下向下运动,并将油液从隙缝中挤出,若柱塞与缸套同心,油液的动力粘度μ=0.784×10-3Pa.s,问柱塞下落0.1 m所需的时间。
解:此问题为缝隙流动问题,且为环形缝隙
?dh3?dhq0??p?u0
12?l2D?d4F0.1?d2其中,h?,q0?u0A?, ?p?
2?d2t4代入数据得,t?20.8s
1-18如图所示的液压系统从蓄能器A到电磁阀B的距离l=4m,管径d=20mm,壁
5厚??1mm,管内压力2Mpa,钢的弹性模量E=2.2?10Mpa,液体密度
??900kg/m3,??5m/s体积模量k?1.33?103Mpa,求,当阀瞬间关闭、
0.02和0.05关闭时,在管路中达到的最大压力各为多少? 解:压力冲击波的传播速度
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1.33?109?900Cd??m/s?1148.04m/s?39dk20?101.33?10 1?1??311?E1?102.2?102l2?4tc??s?0.007sc1148.04(1) 阀瞬间关闭,属于直接冲击, 此时管道内瞬间压力升高值
?p??cvtc0.007?900?1148.04?5?pa?1.81Mpa t0.02k 管中最大压力
pmax?p0??p?2?1.81Mpa?3.81Mpa
(2) t=0.02>tc,属于间接冲击 此时管道内瞬间压力升高值 ?p??cv管中最大压力
tc0.007?900?1148.04?5?pa?0.72Mpa t0.05pmax?p0??p?2?0.72Mpa?2.72Mpa
(3) t=0.05>tc,属于间接冲击 此时管道内瞬间压力升高值
?p??cvtc0.007?900?1148.04?5?pa?0.72Mpa t0.05管中最大压力
pmax?p0??p?2?0.72Mpa?2.72Mpa
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第二章液压动力元件
2-1某液压泵的输出压力为5MPa,排量为10mL/r,机械效率为0.95,容积效率
为0.9,当转速为1200r/min时,泵的输出功率和驱动泵的电动机的功率各为多少?
解:泵的输出功率:Pp?ppqp60?ppnv?v605?10?10-3?1200?0.9==0.9KW
60 驱动泵的电动机的功率:Ptp?Pp?p?0.9=0.95KW 0.952-2设液压泵转速为950r/min,排量=168L/r,在额定压力29.5MPa和同样转速下,测得的实际流量为150L/min,额定工况下的总功率为0.87,试求: (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。
解:① qt=Vpn=168×950 L/min =159.6 L/min
② ηv =q/qt=150/159.6=94% ③ ηm =?/ηv =0.87/0.9398=92.5%
④ P=p q/? =29.5×106×150×10-3/(60×0.87)w=84.77kw ⑤ 因为?=p q/T ω 所以T=p q/?ω
= p q/(2?лn)
=29.5×106×150×10-3/(2×0.87×3.14×950)N?m =852.1N?m
2-3某变量叶片泵转子外径d=83mm,定子内径D=89mm,叶片宽度B=30mm,试求:
1)叶片泵排量为16mL/r时的偏心量e。 2)叶片泵最大可能的排量Vmax。 解:
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2-4 试分析外反馈压力式变量叶片泵q?p特性曲线,并叙述改变AB段上下位置,
BC段的斜率和拐点B的位置的调节方法。
答:曲线形状分析:
1) 曲线AB段。在此段,泵的反馈作用力小于泵的弹簧预紧力,泵的偏心距为初始最大值不变,泵的流量也是最大值,并保
持不变,曲线AB段近似水平。但由于压力增加,泄漏也增加,故曲线AB段随压力的增加而略有下降。
2)拐点B。在B点,泵的反馈作用力刚好等于泵的弹簧预紧力。对应的工作压力pc=ksx0/Ax,其值由弹簧预压缩量x0确定。 3)曲线BC段。在此段,泵的反馈作用力大于泵的弹簧预紧力,定子左移,偏心距减小,泵的流量也减小。当泵的工作压力高到接近于C(实际上不能达到)点压力时,泵的流量已很小,这时因压力较高,故泄漏也增多,当泵的流量只能全部用于弥补泄漏时,泵的实际对外输出流量为零,这时,偏心距已很小且不会再变小,泵的工作压力也不会再升高,这就是C点。 影响曲线形状的因素:
1)改变柱塞的初始位置,可以改变初始偏心距的大小,从而改变泵的最大输出流量,即使曲线AB段上、下平移。
2)改变弹簧刚度,可以改变曲线BC段的斜率,弹簧刚度大,BC段斜率小,刚度小,BC段斜率大。
3)改变弹簧预紧力的大小,可改变压力pc的大小,从而使曲线拐点左、右平移。
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第三章液压执行元件
3-1已知某液压马达的排量V=250mL/r,液压马达入口压力为p1=10.5Mpa,出口
压力为p2=1.0Mpa,其总效率?m=0.9,容积效率?v=0.92,当输入流量q=22L/min时,试求液压马达的实际转速n和液压马达的输出转矩T。
q??v22?103?0.92==80.96r/min 解:液压马达的实际转速:n=V250 液压马达的输出转矩:
0.9?v?p?V0.92? T=Tt?m=??m=??p?V=(10.5-1)?250=369.96N?m
2?2?2?3.143-3图示两个结构和尺寸均相同相互串联的液压缸,无杆腔面积A1=100cm2,有杆腔面积A2=80cm2,缸1输入压力P1=0.9MPa,输入流量q1=12 L/min。不计损失和泄漏,试求:
①两缸承受相同负载时(F1= F2),负载和速度各为多少? ②缸1不受负载时(F1=0),缸2能承受多少负载? ③缸2不受负载时(F2=0),缸1能承受多少负载?
解:① 对缸1和2的活塞分别列平衡方程
F1=P1 A1-P2 A2
F2=P2 A1 其中,F1=F2
联立以上方程得,
P2=0.9×106×100×10-4/(80×10-4+100×10-4)Pa =0.5×106Pa 负载:
F1=F2= P2 A1=0.5×106×100×10-4=5000N 缸的速度:
V1=q1/ A1=12×10-3/(100×10-4)m/min =1.2m/min 又由 V1 A2= V2 A1
得 V2=V1 A2/ A1=0.96m/min ② 由 F1=P1 A1-P2 A2=0 得 P2=P1 A1/ A2=1.125 MPa
F2= P2 A1=1.125×106×100×10-4=11250 N
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