液压传动与控制第八章 典型液压系统分析
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典型例题及解答第二章 液压油和液压流体力学基础[题目1]在图2-1所示管道中,当油在管道内流动时,用测压计测A 、曰两点间的压力损失hw=1.91m油柱。
A 、B 点间距离l=3m ,d=20mm ,油在管中流速v=1m /s ,ρ=920kg/m 3。
水银的密度ρ =13600kg /m 3。
试求在管中油流方向不同时,差压计读数值△h 为多少?图2-1[解答](1)油流方向从A 一B 列出伯努利方程w B BA Ah gv gp gv gp +++=++212022αραρ得w B A gh gl p p ρρ+=- (1)以水银差压计的0—0为等压面11h g gl p h g p Hg B A ∆++=∆+ρρρ (2)将式2代人式1,得w w Hg gh gl gh gl g h ρρρρρρ=-+=-∆)()(1所以m h h Hg w 139.09201360092091.11=-⨯=-=∆ρρρ(2)油流方向从B 一A 时w ABh gp l g p +=+ρρ)(l h g p p w A B -=-ρ以水银差压计的0—0为等压面22h g gl p h g p B Hg A ∆++=∆+ρρρ得: m h h Hg w 139.09201360092091.12=-⨯=-=∆ρρρ[题目2]某流量Q=16L /min 的油泵安装在油面以下,如图2-2所示。
设所用油液ρ=917kg /m3,粘度ν=1lcSt ,管径d=18mm 。
如不考虑油泵的泄漏,且认为油面能相对保持不变(即油箱容积相对较大)。
试求不计局部损失时油泵入口处的绝对压力。
图2-2[解答](1)求吸油管内油液的流速vs m dQA Q v /048.1)1018(60/1016442332=⨯⨯⨯===--ππ(2)求吸油管内液流的雷诺数Re)(近似取层流1)(2320171510111018048.12163==<=⨯⨯⨯==--αανvdR e(3)求沿程压力损失△p LpavdL R vdL p eL 6.26912048.1917101810)20200(171575275223222=⨯⨯⨯⨯+⨯=⋅⋅=⋅⋅=∆--ρρλ (4)求油泵人口处的绝对压力p2列出油面I —I 与油泵人口处Ⅱ一Ⅱ两选定断面处的伯努利方程式L h gv gp h gv g p h +++=++2222222111ρρ由于油箱液面为相对静止,故v l =O 。
第8章液压与气压传动8-1 液压传动概述教学目的与要求:1、了解液压传动的基本概念。
2、熟悉液压传动的组成。
3、掌握液压传动的工作原理和特点。
教学重点与难点:1、重点:液压传动的工作原理和特点。
2、难点:压传动的基本概念。
教学手段与方式:讲授法、归纳法教学过程:引入:机械传动、电气传动、液压传动与气压传动是目前运用最为广泛的四大类传动方式。
液压传动是以液体为工作介质,利用液体压力来传递动力和进行控制的一种传动方式。
新课传授:一、液压传动工作原理液压传动系统的工作过程如下图所示。
二、液压传动的组成液压传动系统主要由以下四部分组成。
(1)动力元件把机械能转化为液压能的装置,常见的动力元件为液压泵。
(2)执行元件把油液的液压能转换成机械能的装置,执行元件为液压缸、液压马达。
(3)控制元件控制调节系统中油液压力、流量或流向的装置,常见的控制元件有各种阀类元件,如换向阀、压力阀、流量阀等。
(4)辅助元件保护系统正常工作的装置,如过滤器、蓄能器及各种管接头等。
三、液压系统的特点1.液压传动在应用上与机械传动相比有以下优点①速度、扭矩、功率均可无级调节,而且能迅速换向和改变速度,调速范围宽。
②在传递相同功率的情况下,液压传动装置的体积小,重量轻,结构紧凑,布局灵活。
③易于实现过载保护,安全可靠。
④便于液压系统的设计、制造和使用维修。
⑤易于控制和调节,实现数字控制。
2.液压传动的缺点①传动效率低。
②不宜在温度很高或很低的条件下工作。
③液压元件结构精密,制造精度较高,给使用和维修带来一定困难。
④液压系统不能保证精确的传动比。
四、液压系统的特点1、静压传递规律F1/A1= F2/A2= p不计活塞重量,则G=F2=pA2。
液压系统中的工作压力取决于外负载。
2.流量与平均速度(1)流量流量指单位时间内流过某一截面处的液体体积,即qV=V/t(2)平均流速液体在单位时间内平均移动的距离称为平均流速,即v=qV/A(3)活塞运动速度与流量、流道截面的关系根据物质不灭定律,油液流动时既不能增多也不会减少,由于油液又被认为是几乎不可压缩的,所以油液流经无分支管道时,每一横截面上通过的流量一定是相等的,即qV1=qV2=qV3因为Q=Av,故A1v1=A2v2=A3v3液体在无分支管道中流动时,通过不同截面的流速与其截面积大小成反比,而流量不变,即管道截面小的地方流速大,反之流速小。
第一章绪论以液体为工作介质,传递能量和进行控制的叫液体传动,包括液力传动和液压传动。
液压传动是用密封的在系统中的液体为介质,把液压能转换为机械能。
只利用液体的压力能传动。
液压传动的工作原理:液体具有两个重要特性:1.液体几乎不可压缩;2.密闭容器中静止液体压力以同样大小向各个方向传递。
液压系统的工作特性:(1)液压传动是靠着运动着的液体压力能来传递力的;(2)液压传动系统是一种能量转换系统;(3)液压传动中的油液是在受调节控制的状态下进行工作的;(4)液压传动系统必须满足主机在力和速度等方面提出的要求;系统组成:1.传递介质 2.动力元件 3.执行元件 4.控制元件 5.辅助元件第二章液体流体力学基础名词解释:可压缩性、黏性、理想流体、实际流体、稳定流动和非稳定流动、层流和稳流、雷诺数 层流:液体中质点沿管道做直线运动而没有横向运动。
稳流:液体中质点除了沿管道轴线运动外,还有横向运动,成杂乱无章的状态。
工作液三大类:矿物油,浮化液,合成型液。
液压油液的黏度有几种表示方法?它们各用什么符号表示?它们又各用什么单位? 答:(1)动力黏度(绝对黏度):用μ表示,国际单位为:Pa •s (帕•秒);工程单位:P (泊)或cP (厘泊)。
(2)运动黏度: 用ν表示,法定单位为s m 2,工程制的单位为St (沲,s cm 2),cSt (厘沲)。
(3)相对黏度:中国、德国、前苏联等用恩氏黏度ºE ,美国采用赛氏黏度SSU ,英国采用雷氏黏度R ,单位均为秒。
黏度的定义:油液在流动时产生内摩擦力的特性。
压力、温度对液体黏性的影响:对液压油而言,黏度随压力的增大而增大,但压力对液体黏度影响小,在压力不高且变化不大时,这种影响可以忽略。
>=20MPa 变化较大,需要考虑液体黏度随温度升高而减小。
液压油四项基本功能:(1)传递运动和力;(2)润滑液压元件和运动元件;(3)散发热量;(4)密封液压元件对偶摩擦中的间隙。
《液压传动与控制》习题集液压传动课程组兰州工专内部使用前言《液压传动与控制》教材由兰州工业高等专科学校、云南工学院、新疆工学院、陕西工学院四所院校编写,于1994年6月由重庆大学出版社出版。
阅历十余年,液压传动的内容发展很快,所以修订后再出版。
为有利于教学,编了该教材的思考题与习题集,仅供参考。
编者2005年月目录绪论 (4)第一章工作介质及液压流体力学基础 (4)第二章液压泵及液压马达 (7)第三章液压缸 (9)第四章控制阀 (10)第五章液压辅件 (13)第六章液压基本回路 (14)第七章典型液压系统分析 (19)第八章液压系统的设计与计算 (20)第九章液压伺服控制系统 (20)第十章液压系统(设备)的安装、调试、使用及维护 (21)第十一章液压系统的故障诊断及排除 (21)绪论0-1 何谓液压传动?其基本工作原理是怎样的?0-2 结合图0-2所示的液压系统图,说明液压系统由哪几部分组成?各起什么作用? 0-3 液压元件在系统图中是怎样表示的?0-4 液压传动与机械传动、电气传动和气压传动相比较,有哪些优缺点?第一章 工作介质及液压流体力学基础1-1什么是液体的粘性?常用的粘度表示方法有哪几种,并分别叙述其粘度单位。
1-2压力的定义是什么?静压力有哪些特性?压力是如何传递的?1-3什么是绝对压力、相对压力、表压力、真空度?它们之间的关系是什么?1-4为什么说液压系统的工作压力决定于外负载?液压缸有效面积一定时,其活塞运动速度由什么来决定?1-5伯努利方程的物理意义是什么?该方程的理论式与实际式有何区别?1-6什么是层流?什么是紊流?液压系统中液体的流动希望保持层流状态,为什么? 1-7管路中的压力损失有哪几种?分别受哪些因素影响?1-8有200cm 3的液压油,在50℃时流过恩氏粘度计的时间t 1=153s ;同体积的蒸馏水在20℃时流过的时间t 2=51s 。
该油的恩氏粘度oE 50、运动粘度v 、动力粘度μ各为多少 ? 油液的新、旧牌号各为什么?解:3511532150==t t E =()cst E E v 12.213/64.830.8/64.80.85050=-⨯=-=()cp v 19109001012.2136=⨯⨯⨯=⋅=-ρμ旧牌号 20 ;新牌号 N321-9某液压油的运动粘度为20cSt ,其密度ρ = 900kg /m 3,求其动力粘度和恩氏粘度各为多少?解:()cp v 1810900102036=⨯⨯⨯=⋅=-ρμ由 t t E E v/64.80.8-= 导出 064.80.8=--t t E v E()1626204264.88420202±=⨯-⨯⨯-±=t E 875.21=t E 375.02-=t E(舍去)1-10如图所示直径为d ,重量为G 的柱塞浸没在液体中,并在F 力作用下处于静止状态。