国家开放大学《液压与气压传动》形考任务答案

1.

下图所示圆管，管中液体由左向右流动，管中通流断面的直径分别为d₁＝200 mm和d₂＝100 mm，如果通过通流断面1的平均流速v₁＝1.5m/s，求通过通流断面2的平均流速v₂。

 

简答题 (8 分)

 

根据连通性和质量守恒原理，通流断面1和通流断面2的流量相等，即A1v1=A2v2，其中A1和A2分别为通流断面1和通流断面2的截面积。假设液体是不可压缩的，则通流断面1和通流断面2的截面积比为A1/A2=(d1/2)^2/(d2/2)^2=(d1^2)/(d2^2)。代入已知数据，可得(d1^2)/(d2^2)=(200mm)^2/(100mm)^2=4，因此A1/A2=4。由于通过通流断面1的平均流速v1=1.5m/s，带入流量公式A1v1=A2v2，可以得到(A1/A2)v1=v2，即v2=(A1/A2)v1=4*1.5m/s=6m/s。所以通过通流断面2的平均流速为v2=6m/s。

 

2.

某液压泵的工作压力p=8MPa，转速n=950r/min，泵的排量V=30ml/r，容积效率，总效率。

求：（1）泵的输出功率；（2）驱动该泵的电动机功率。

 

简答题 (8 分)

 

（1）泵的输出功率可以通过以下公式计算：输出功率=工作压力×排量×转速/60000=8MPa×30ml/r×950r/min/60000=12.6kW（2）驱动该泵的电动机功率通常要考虑泵的效率。假设泵的总效率为η，那么电动机功率可以通过以下公式计算：电动机功率=输出功率/总效率=12.6kW/η需要知道泵的容积效率才能计算泵的总效率。请提供泵的容积效率值，我将帮您完成计算。

 

3.

叶片泵转速n＝1500r/min，输出压力6.3MPa时输出流量为53L/min，测得泵轴消耗功率为7kW，当泵空载时，输出流量为56L/min，求该泵的容积效率和总效率。

 

简答题 (8 分)

 

容积效率可以通过以下公式计算：容积效率=实际流量/理论流量理论流量可以通过以下公式计算：理论流量=转速×排量其中，排量可以通过以下公式计算：排量=输出流量/n代入已知值可得：排量=53L/min/1500r/min≈0.0353L/r那么，理论流量为：理论流量=0.0353L/r×1500r/min=52.95L/min容积效率=53L/min/52.95L/min≈1.001总效率可以通过以下公式计算：总效率=输出功率/输入功率输入功率可以通过以下公式计算：输入功率=输出功率+泵轴消耗功率代入已知值可得：输入功率=7kW+7kW=14kW总效率=7kW/14kW≈0.5所以，该泵的容积效率约为1.001，总效率约为0.5。

 

4.

某液压马达排量V=200ml/r，总效率η=0.75，机械效率η_m=0.9。当马达转速为500r/min时，求实际输入马达的流量q。

 

简答题 (8 分)

 

根据液压马达的排量和转速，我们可以计算实际输入马达的流量q。流量q的公式如下：q=V*n其中，q为流量（单位：L/min），V为马达的排量（单位：ml/r），n为马达的转速（单位：r/min）。将给定的数值代入公式中，我们可以得到：q=200ml/r*500r/min根据单位换算关系，1L=1000ml，则将ml换算成L：q=200ml/r*500r/min*(1L/1000ml)计算结果为：q=100L/min所以，当液压马达的转速为500r/min时，实际输入马达的流量q为100L/min。

 

5.

单杆活塞式液压缸缸筒内径为D=90mm，活塞杆直径为d＝60mm。下图所示差动连接时，若输入液压缸的油液流量为q=50L/min，求活塞的运动速度v₃。

 

简答题 (8 分)

 

活塞的运动速度v3可以通过液压缸的流量公式来计算，流量公式为：q=A*v其中，q为流量，A为活塞的有效面积，v为活塞的运动速度。根据差动连接的关系，活塞A和活塞B的有效面积之比为1:2，即A:A’=1:2。因此，活塞A的有效面积为A=π*(D/2)^2，活塞B的有效面积为A’=π*(D/2)^2。假设活塞A的运动速度为v1，活塞B的运动速度为v2，由液压缸的连通性可知，液压泵输出的流量等于液压缸消耗的流量，即：q=q1+q2根据流量公式，可以得到：A*v1+A’*v2=q将活塞A和活塞B的有效面积代入上述式子，得到：π*(D/2)^2*v1+π*(D/2)^2*2*v2=q化简后可得：(D/2)^2*v1+(D/2)^2*2*v2=q/π代入已知数值，得到：(90/2)^2*v1+(90/2)^2*2*v2=50/π化简后可得：2025*v1+2025*2*v2=50/π活塞A和活塞B的运动速度之间有以下关系：v1=2*v2代入上述式子，得到：2025*(2*v2)+2025*2*v2=50/π化简后可得：8100*v2=50/π解得：v2=(50/π)/8100根据活塞A和活塞B的速度关系，可以得到：v1=2*v2=2*(50/π)/8100因此，活塞的运动速度v3等于活塞A的运动速度v1，即：v3=v1=2*(50/π)/8100根据以上计算，可以得到活塞的运动速度v3的具体数值。

 

6.

如图所示液压泵驱动两个液压缸串联工作。已知两缸结构尺寸相同，无杆腔面积A₁＝100cm²，有杆腔面积A₂＝80cm²，负载力F₁＝F₂＝10000N，液压泵输出流量q＝25L/min，不计损失，求泵的输出压力及两液压缸的运动速度。

 

简答题 (10 分)

 

根据液压系统的原理，我们可以使用以下公式来计算泵的输出压力及两液压缸的运动速度：输出压力P=F/A其中，F是负载力，A是有效面积。首先，我们需要计算负载力F。由于两个液压缸串联工作且负载力相等，所以F1=F2=10000N。接下来，计算泵的输出压力。由于无杆腔面积A1=100cm2，有杆腔面积A2=80cm2，我们可以计算出两个液压缸的有效面积分别为：A1’=A1-A2=100cm2-80cm2=20cm2A2’=A2=80cm2由于液压泵的输出流量为q=25L/min，我们可以将其转换为体积流量：Q=q*1000/60=25000cm3/min根据连通性原理，在液压系统中，液流进出口的流量必须相等，因此：Q=A1’*V1=A2’*V2其中，V1和V2分别为两个液压缸的运动速度。代入已知值，可以得到：25000cm3/min=20cm2*V1=80cm2*V2将单位进行换算，得到：25000cm3/min=20*10mm2*V1=80*10mm2*V2化简后可得：V1=0.25mm/minV2=0.0625mm/min最后，代入公式计算泵的输出压力P1和P2：P1=F1/A1’=10000N/20cm2≈500N/cm2≈5MPaP2=F2/A2’=10000N/80cm2≈125N/cm2≈1.25MPa因此，泵的输出压力为5MPa，液压缸的运动速度分别为0.25mm/min和0.0625mm/min。请注意，以上计算不考虑损失，仅供参考。

 

7.

下图所示的液压回路中，已知液压缸的面积A₁＝A₃＝100cm²，A₂＝A₄＝50cm²，节流阀2上的压降Δp_r＝0.2MPa，单向阀4的开启压力p_K＝0.15MPa。当负载F₁＝14000N，F₂＝4250N，两个液压缸的活塞向右运动,且速度稳定不变。

试求：（1）A、B、C各点的压力；（2）若液压缸速度v₁＝3.5cm/s，v₂＝4cm/s，求各液压缸的输入流量。

 

简答题 (10 分)

 

(1)A点的压力为pA=138.15kPa，B点的压力为pB=108.15kPa，C点的压力为pC=97.15kPa。(2)液压缸1的输入流量为Q1=10.5cm3/s，液压缸2的输入流量为Q2=4.2cm3/s。

 

8.

下图（a）、（b）示回路的参数相同，液压缸有杆腔面积A=50cm²，负载F_L=10000N，溢流阀的调定压力为5MPa。图（a）中减压阀和图（b）中顺序阀的调定压力均为3MPa。试分别确定此两回路在活塞匀速运动时和活塞向右运动到终点停止时A、B两处的压力。

 

简答题 (10 分)

 

解:

所以图(a)回路在活塞运动时A、B两处的压力为2MPa、2MPa;活塞运动到终点停止时A、B两处的压力5MPa、3MPa。

所以图(b)回路在活塞运动时A、B两处的压力为3MPa、2MPa;活塞运动到终点停止时A、B两处的压力5MPa、5MPa。

 

9.

图示回油节流调速液压回路，动作循环为快进→工进→快退→停止。试读懂液压系统图，

写出图中所示的液压元件1-7的名称，并完成液压系统电磁铁动作顺序表。

（电磁铁通电时，在空格中记“＋”号；反之，断电记“－”号）

写出图中所示的液压元件1-7的名称

(1) 2. (2) 3. (3) 4. (4) 5. (5) 6. (6) 7. (7)

完成液压系统电磁铁动作顺序表

电磁铁动作	1YA	2YA	3YA
快进	(8)	(9)	(10)
工进	(11)	(12)	(13)
快退	(14)	(15)	－
停止	(16)	(17)	－

完形填空题 AFCGBED

完形填空题 (10 分) 0 分

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

(11)

(12)

(13)

(14)

(15)

(16)

(17)

10.

图示液压系统，动作循环为快进→工进→快退→停止。请写出图中所示的液压元件1-6的名称，并根据此回路的工作原理，填写电磁铁动作表。（电磁铁通电时，在空格中记“＋”号；反之，断电记“－”号）

写出图中所示的液压元件1-6的名称

(1) 2.(2)3. (3) 4. (4) 5. (5) 6. (6) 

根据此回路的工作原理，填写电磁铁动作表

电磁铁动作	1YA	2YA	3YA
快进	(7)	(8)	(9)
工进	(10)	(11)	(12)
快退	(13)	(14)	－
停止	(15)	(16)	－

 

完形填空题 (10 分) 0 分

CBDFAE

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

(11)

(12)

(13)

(14)

(15)

(16)

11.

某机床进给回路如下图所示，它可以实现快进→工进→快退→停止的工作循环。写出图中所示的液压元件1-6的名称，并根据此回路的工作原理，填写电磁铁动作表。（电磁铁通电时，在空格中记“＋”号；反之，断电记“－”号）

写出图中所示的液压元件1-6的名称

(1) 2. (2) 3. (3) 4. (4) 5. (5) 6. (6)

根据此回路的工作原理，填写电磁铁动作表

电磁铁动作	1YA	2YA	3YA
快进	(7)	(8)	(9)
工进	(10)	(11)	(12)
快退	(13)	(14)	－
停止	(15)	(16)	－

EAFBCD

 

完形填空题 (10 分) 0 分

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

(11)

(12)

(13)

(14)

(15)

(16)