2.3 密闭容器内液压油的体积压缩系数为1.5×10/mpa,压力在1 mpa时的容积为2 l。求在压力升高到10 mpa时液压油的容积为多少?
解:根据体积压缩系数公式:,可得: l,则:压缩后油的容积为vt = 2 0.027 = 1.973 l 答:压缩后油的容积为1.973 l
2.5已知某液压油在20℃时的恩式粘度为,在80℃时为。求温度为60℃时该液压油液的运动粘度。
解:根据教材11页图2.4中的温度与相对粘度的线性关系,得计算式,解得。
m2/s答:运动粘度为40.56×10-6m2/s。
3.2 如题3.2图中,液压缸直径d = 150 mm,柱塞直径d = 100 mm,负载f = 5×10n。
若不计液压油自重及活塞或缸体重量,试求图示两种情况下液压缸内的液体压力是多少?
题3.2图。
解:两种情况下柱塞有效作用面积相等。
即:,则其压力:
6.37 mpa
答:在这两种情况下液体压力均等于6.37 mpa。
3.8 压力表校正装置原理如题3.9图所示,已知活塞直径d = 10 mm,丝杆导程s = 2 mm,装置内油液的体积弹性模量k = 1.
2×10 mpa。当压力为1个大气压(pa ≈ 0.1 mpa)时,装置内油液的体积为200 ml。
若要在装置内形成21 mpa压力,试求手轮要转多少转?
题3.9图。
解:由: 得:
则: 因此:
答:手轮要转22.19转。
3.9 如题3.10图所示,液压泵的流量q = 25 l/min,吸油管直径d = 25 mm,泵口比油箱液面高出400 mm。
如果只考虑吸油管中的沿程压力损失,当用32号液压油,并且油温为40℃时,液压油的密度 = 900 kg/m。试求油泵吸油口处的真空度是多少?
题3.10图。
解:吸油管路中液压油的流速:
m/s雷诺数: 2320
吸油管路中液压油的流动为层流。在吸油管路1—1截面(液面)和2—2截面(泵吸油口处)列写伯努利方程:
式中:,,因为)。
则: 其中: kg/m3, m,, m/s,pa
将已知数据代入后得:
pa 答:液压泵吸油口真空度为0.004767 mpa。
4.3如题4.3图所示,已知液压泵的额定压力和额定流量,设管道内压力损失和液压缸、液压马达的摩擦损失忽略不计,而题图4.
3(c)中的支路上装有节流小孔,试说明图示各种工况下液压泵出口处的工作压力值。
题4.3图。
答:(a),(b),(c),(d),(e)。
4.9 液压泵的额定流量为100 l/min,液压泵的额定压力为2.5 mpa,当转速为1 450 r/min时,机械效率为=0.
9。由实验测得,当液压泵的出口压力为零时,流量为106 l/min;压力为2.5 mpa时,流量为100.
7 l/min,试求:(1)液压泵的容积效率是多少?(2)如果液压泵的转速下降到500 r/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?
解:(1)2)液压泵在2.5mpa压力下的泄漏流量为。
因此,500r/min时的实际流量。
此时,液压泵的效率为。
3)在第一种情况下:
w在第二种情况下:
w答:液压泵的容积效率为0.95,在液压泵转速为500r/min时,估算其流量为34.
7l/min,液压泵在第一种情况下的驱动功率为4.9103w,在第二种情况下的驱动功率为1.69103w。
5.1 已知单杆液压缸缸筒直径d = 100 mm,活塞杆直径d = 50 mm,工作压力=2 mpa,流量为q = 10 l/min,回油背压力为= 0.5 mpa,试求活塞往复运动时的推力和运动速度。
解:(1)无杆腔进油时:nm/s
2)有杆腔进油时:nm/s
答:当无杆腔进油时的活塞推力是1.28104 n,运动速度是0.021 m/s;当有杆腔进油时活塞的推力是0.785104 n,运动速度是0.028 m/s。
5.2 已知单杆液压缸缸筒直径d = 50 mm,活塞杆直径d = 35 mm,泵供油流量为q = 10 l/min,试求:(1)液压缸差动连接时的运动速度;(2)若缸在差动阶段所能克服的外负载f = 1 000 n,缸内油液压力有多大(不计管内压力损失)?
解:(1)m/s
(2)mpa
答:液压缸差动连接时的运动速度是0.17 m/s;若缸在差动阶段所能克服的外负载f=1 000 n时,缸内油液压力是1.04 mpa。
5.6 如题5.6图所示的并联油缸中,, 当油缸2的活塞运动时,试求、和液压泵的出口压力各是多少?
解:已知:,,当油缸2动作时,而油缸1不运动,此时,,
6.7题6.7图中溢流阀的调定压力为5 mpa,减压阀的调定压力为2.
5 mpa,设液压缸的无杆腔面积,液流通过单向阀和非工作状态下的减压阀时,其压力损失分别为0.2 mpa和0.3 mpa。
求:当负载分别为0 kn、7.5 kn和30 kn时,(1)液压缸能否移动?
(2)a、b和c三点压力数值各为多少?
解:,液压缸快速空载运动,,考虑到单向阀的压力损失,则mpa,考虑到非工作状态下的减压阀压力损失, mpa。
kn, mpa
考虑到单向阀的压力损失,则mpa,小于减压阀的调定压力,考虑非工作状态下的减压阀的压力损失,则mpa,液压缸能运动;
kn, mpa,液压缸不能运动,单向阀不能打开,溢流阀处于工作状态, mpa;减压阀处于工作状态, mpa,。
6.9如题6.9图所示的液压系统中,各溢流阀的调定压力分别为pa= 4 mpa、pb= 3 mpa和pc = 2 mpa。试求在系统的负载趋于无限大时,液压泵的工作压力是多少?
题6.9图。
题6.10图。
答:(a)图中,三个溢流阀串联。当负载趋于无穷大时,则三个溢流阀都必须工作,则mpa;
b)图中,三个溢流阀并联。当负载趋于无穷大时,a必须工作,而a的溢流压力取决于远程调压阀b,b取决于c,所以mpa。
6.13 如题6.13图所示,顺序阀的调整压力为pa=3mpa,溢流阀的调整压力为mpa,试求在下列情况下a、b点的压力是多少?
(1)液压缸运动时,负载压力mpa;(2)负载压力mpa;(3)活塞运动到右端时。
题图6.13
答:(1)液压缸运动pl = 4 mpa时,则pa = pb = 4 mpa;(2)pl = 1 mpa时,则pa = 1 mpa,pb = 3 mpa;(3)活塞运动到右端时,则pa = pb = 5 mpa。
8.1 如题8.1图所示,液压泵输出流量l/min,液压缸无杆腔面积cm,液压缸有杆腔面积cm。
溢流阀的调定压力py = 2.4 mpa,负载f=10kn。节流阀口视为薄壁孔,流量系数。
油液密度kg/m。试求:节流阀口通流面积cm和cm时的液压缸速度、液压泵压力、溢流阀损失和回路效率。
题图8.1解:时:如果溢流阀不溢流,则通过节流阀的流量。
l/min=m3/s。
由。有mpa,故液压泵压力。
mpa由于mpa
所以, mpampa=,则溢流阀损失。
m/s回路效率:
cm2时,同理由上述求解过程可得mpa,由于,则有: mpa
mpam3/s
液压缸速度: m/s,m3/s,m3/s。
溢流损失:w
回路效率:答:节流阀口通流面积cm时的液压缸速度m/s、液压泵压力mpa、溢流阀损失和回路效率;节流阀口通流面积cm时的液压缸速度m/s、液压泵压力mpa、溢流阀损失w和回路效率。
8.3 如题图8.3所示,图示为采用调速阀的进口节流加背压阀的调速回路。
负载f=9 000 n。液压缸两腔面积cm, cm。背压阀的调定压力mpa。
液压泵的供油流量l/min。不计管道和换向阀的压力损失。试问:
(1)欲使液压缸速度恒定,不计调压偏差,溢流阀最小调定压力多大?(2)卸荷时的能量损失有多大?(3)若背压阀增加了,溢流阀调定压力的增量应有多大?
解:(1)因为,所以mpa
由于不计调压偏差,所以mpa+2mpa=2.5mpa。
(2)w(3)因为,,所以。
当时,溢流阀调定压力,溢流阀调定压力的增加量。
8.5 如题图8.5所示的调速回路,液压泵的排量ml/r,转速r/min,容积效率,溢流阀调定压力mpa,液压马达排量ml/r,容积效率,机械效率,负载转矩nm。
节流阀最大开度cm(可视为薄刃孔口),其流量系数,油液密度kg/m。不计其它损失。试求:
(1)通过节流阀的流量和液压马达的最大转速、输出功率p和回路效率,并请解释为何效率很低?(2)如果将提高到8.5mpa时,将为多大?
题图8.5
解:(1)m3/smpa
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