0617液压传动作业及答案.doc

2-1、如图2-4（a）所示U型管测压计内装有水银，U型管左端与装有液体的容器相连，右端开口与大气相通，已知：，容器内液体为水，水银的密度为。 （1）??? 试利用静压力基本方程中等压面的概念，计算A点的相对压力和绝对压力。 （2）??? 又如图2-4（b）所示，容器内装有同样的水，试求A点处的真空度和绝对压力。 解：（1）取B-C为等压面（见图2-4a） U形测压计右支 U形测压计右支 因为，所以 =13.6×103×9.81×0.20+9.81×0.3（13.6×103-103） =63765N/㎡ 以上所得结果为相对压力，A处的压力为绝对压力 0.101+0.064=0.165MPa （2）取B-C为等压面（见图2-4b），压力等于大气压力，故 所以 =101325-103×9.81×0.15-13.6×103×9.81×0.3 =59828Pa≈0.06MPa 以上计算结果为绝对压力，真空度为 2-2、如图2-7所示的两种安全阀，阀芯的形状分别为球形和圆锥形，阀座孔直径d=10㎜，钢球和锥阀的最大直径D=15㎜。当油液压力p1=10MPa时，压力油克服弹簧力顶开阀芯而溢油，溢油腔有背压p2=0.5MPa，试求两阀弹簧的预紧力。 答：球阀受p1作用向上的力为 受p2作用向下的力为 列出球阀受力平衡方程式 式中为弹簧的预紧力，故 锥阀阀芯受力情况和球阀相同。故也相同。 2-3.如图2-10所示，液压泵以Q＝25L/min的流量向液压缸内径D＝50mm，活塞杆直径d＝30mm，油管直径d1＝d2＝15mm，试求活塞的运动速度及油液在进回油管中的流速。 解：计算液压缸进、回油管的流速时，不能直接应用连续性方程，因为进油管何回油管已为活塞所隔开。 有已知流量可求得进油管流速 由进入液压缸的流量可求得活塞运动速度 由连续性方程 故回油路中流速为 2-4.试用连续性方程和伯努利方程分析图2-12所示的变截面水平管道各截面上的 压力。设管道通流面积A1＞A2＞A3 解：由连续性原理 因为A1＞A2＞A3，所以，再由伯努利方程 由于管道水平放置，故，上式可改写为 因为，所以。 2-5.图2-15所示为文氏流量计原理图。已知D1=200mm，D2=100mm。当有一定流量的水通过时，水银柱的压力计读数h＝45mm水银柱。不计流量损失，求通过流量计的流量。（提示：用伯努利方程，连续性方程和静压力基本方程联立求解）。 解：取D1处断面Ⅰ-ⅠD2处断面Ⅱ-Ⅱ，并以中心线为基准，列出伯努利方程 由于z1＝z2＝0，并不计压力损失△p，故上式可简化为 由连续性方程得 代入上式后得 所以 由静压力基本方程 所以 2-6.运动粘度的液压油以2.6L/s的流量通过内径为20mm的光滑金属管道。试求其雷诺数，并判别其流态。又要使管中的液流为层流，管径应至少为多少？ 解：油液在圆管中的流速 故为紊流 以临界雷诺数代入上式得 即管径至少为36mm才能得到层流流动。 2-7.密度，运动粘度得油液，以流量 通过管长，内径的管道时，其压力损失是多少？又若流量增加到2.6L/s时，压力损失又是多少？ 解：首先求雷诺数判别流动状态，当流量为0.3L/s时 故为流层，压力损失 当流量为2.6L/s时，由上题可知，流态为紊态。 例1：图1中，两个液压缸水平放置，活塞5用以推动一个工作台，工作台的运动阻力为Fr。活塞1上施加作用力F，缸2的孔径为20mm，缸4的孔径为50mm，Fr=1962.5N。计算以下几种情况下密封容积中液体压力并分析两活塞的运动情况。 （1）??? 当活塞1上作用力F为314N时； （2）??? 当F为157N时； （3）??? 作用力F超过314N时。 解： （1）密封腔内液体压力为 液体作用在活塞5上的力为 由于工作台上的阻力FR为1963.5N，故活塞1通过液体使活塞5和工作台作等速运动，工作台速度为活塞1速度的4/25。 （2）密封腔内液体压力为 作用于活塞5上的力为 不足以克服工作台的阻力，活塞1和活塞5都不动。 （3）由于工作台上阻力为1962.5N，由（a），当活塞1上作用力为314N时，两活塞即以各自的速度作等速运动。故作等速运动时，活塞1上的力只能达到314N 例2：图1-8中有两个同心圆筒，内筒外径 ?100mm，内筒外壁与外筒内孔在半径方向的间隙为0.05mm。筒长200mm，间隙内充满某种液体。当外筒不转，内筒以每分钟120转的速度旋转时，测得所需转距1.44N·m（不计轴承上的摩擦转距）。已知液体密度为870kg/m3。 求液体的动力粘度和运动粘度。 ? 解： 由F=μAdu/dz 因为间隙很小，所以可以看成 F=μAU/h 轴上的转距为 所以 =3.6×10