液压与-气压传动习题库及其参考答案.doc
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1、-_五、计算题 1、某泵输出油压为 10MPa,转速为 1450r/min,排量为 200mL/r,泵的容积效率为 Vp=0.95,总效率为 p=0.9。求泵的输出液压功率及驱动该泵的电机所需功率(不计泵的入口油压) 。 解:泵的输出功率为:KWnVpqpqpPVppPpVptpppp OP9 .456095. 014501020010 6060603 电机所需功率为:KWPPpOp ip519 . 09 .452、已知某液压泵的转速为 950r/min,排量为 VP=168mL/r,在额定压力 29.5MPa 和同样转速下,测得的 实际流量为 150L/min,额定工况下的总效率为 0.87
2、,求: (1)液压泵的理论流量 qt; (2)液压泵的容积效率 v; (3)液压泵的机械效率 m; (4)在额定工况下,驱动液压泵的电动机功率 Pi; (5)驱动泵的转矩 T。 解:(1)qt=Vn=9501681000=159.6L/min (2)v=q/qt =150/159.6=0.94; (3)m=0.87/0.94=0.925 (4) Pi=pq/(600.87)=84.77kW; (5) Ti=9550P/n=955084.77/950=852Nm3、已知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,转速为 1200r/min,求:
3、 (1)液压泵的总效率; (2)液压泵输出功率; (3)电动机驱动功率。 解:(1)=Vm=0.950.9=0.855 (2)P=pqv/60=51012000.9/(601000)= 0.9kW (3)Pi=P/=0.9/(0.950.9)=1.05kW4、如图,已知液压泵的输出压力 pp=10MPa,泵的排量 VP10mLr,泵的转速 nP1450rmin,容积 效率 PV=0.9,机械效率 Pm=0.9;液压马达的排量 VM10mLr,容积效率 MV=0.92,机械效率Mm0.9,泵出口和马达进油管路间的压力损失为 0.5MPa,其它损失不计,试求: (1)泵的输出功率; (2)驱动泵的
4、电机功率; (3)马达的输出转矩; (4)马达的输出转速;-_解:(1)Ppo=ppqp=ppVpnpPV=101010314500.9/60=2.175KW (2)PPi=PPo/p= PPo/(PVMm)=2.69KW PM=PPP=100.5=9.5MPa (3)TM=pMVMVM/2=9.5100.9/2=13.6Nm (4)nM=-npVpPVMV/VM=1450100.90.92/10=1200.6r/min5、如图所示,由一直径为 d,重量为 G 的活塞浸在液体中,并在力 F 的作用下处于静止状态。若液体的 密度为 ,活塞浸入深度为 h,试确定液体在测压管内的上升高度 x。解:设
5、柱塞侵入深度 h 处为等压面,即有(F+G)/(d2/4)=g(h+x) 导出:x=4(F+G)/(gd2)h 6、已知液压马达的排量 VM=250mL/r;入口压力为 9.8Mpa;出口压力为 0.49Mpa;此时的总效率M=0.9;容积效率 VM=0.92;当输入流量为 22L/min 时,试求: (1)液压马达的输出转矩(Nm); (2)液压马达的输出功率(kW); (3)液压马达的转速(r/min)。 解:(1)液压马达的输出转矩TM=1/2pMVMMm=1/2(9.80.49)2500.9/0.92=362.4Nm (2)液压马达的输出功率PMO=pMqMM/612=(9.80.49
6、)220.9/60=3.07kw (3)液压马达的转速nM=qMMV/VM=221030.92/250=80.96r/min7、下图为两结构尺寸相同的液压缸,A1=100cm2,A2=80cm2,p1=0.9Mpa,q1=15L/min。若不计摩擦损失 和泄漏,试求: (1)当两缸负载相同(F1=F2)时,两缸能承受的负载是多少? (2)此时,两缸运动的速度各为多少? 解:列方程:-_2121222211FFFAPFAPAP联合求解得 p2=0.5MPa,F1=F2=5000N v1=q1/A1=0.025m/s;v2A1=v1A2,v2=0.020m/s8、如图所示三种形式的液压缸,活塞和活
7、塞杆直径分别为 D、d,如进入液压缸的流量为 q,压力为 P, 若不计压力损失和泄漏,试分别计算各缸产生的推力、运动速度大小和运动方向。PdDqa)C)dqPDPdq b)D答:(a))(422dDpF;)(422dDqV;缸体向左运动 (b)答:2 4pdF; 24 dqV;缸体向右运动(c)答:2 4pdF;24 dqV;缸体向右运动9、如图所示液压回路,已知液压泵的流量 qp=10L/min,液压缸无杆腔活塞面积 A1=50cm2,有杆腔活塞 面积 A2=25cm2,溢流阀调定压力 PP=2.4Mpa,负载 FL=10000N,节流阀通流面积 AT= 0.01cm2,试分别求 回路中活塞
8、的运动速度和液压泵的工作压力。 (设 Cd= 0.62,= 870kg/m3,节流阀口为薄壁小孔。 ) 答,以题意和图示得知: 因工作压力:PP = 2.4Mpa FL =10000NP1A1=FL P1= FL/ A1=10000/(5010-4)=2 MPa 节流阀的压差:P = P1=2 MPa 节流阀的流量:PACqTd2=87010221001. 062. 06 4=4.210-2 m3 /s活塞的运动速度:V =1Aqqp= 4231050102 . 460/1010=150cm/min有泵的工作压力:P= PP = 2 Mpa 活塞的运动速度:V =150 cm/min10、如图
9、所示两个结构和尺寸均相同的液压缸相互串联,无杆腔面积 A1=100cm2,有杆腔面积 A2=80cm2,液压缸 1 输入压力 P1=0.9Mpa,输入流量 q1=12L/min,不计力损失和泄漏,试计算两缸负载 相同时(F1=F2) ,负载和运动速度各为多少?-_P12P1v 1F2vF2A1 2A121q答:以题意和图示得知:P1A1=F1+P2A2 P2A1=F2 因:F1=F2 所以有:P1A1 = P2A2+P2A1 故:P2=442111 10)80100(101009 . 0 AAAP= 0.5(MPa)F1=F2= P2A1=0.510010-4106=5000(N) V1=q1
10、/A1= (1010-3)/ (10010-4)=1.2(m/min) q2=V1A2 V2= q2/ A1= V1A2/ A1=0.96(m/min) 因此,负载为 5000(N) ;缸 1 的运动速度 1.2(m/min) ;缸 2 的运动速度 0.96(m/min) 。11、如图所示液压系统,负载 F,减压阀的调整压力为 Pj,溢流阀的调整压力为 Py,Py Pj。 油缸无杆 腔有效面积为 A。试分析泵的工作压力由什么值来确定。解:泵的工作压力 P=012、如图所示,两个结构和尺寸均相同相互串联的液压缸,有效作用面积 A1=100cm2,A2=80cm2,液压 泵的流量 qp=0.2*1
11、0-3m3/s,P1=0.9Mpa,负载 F1= 0,不计损失,求液压缸的负载 F2及两活塞运动速度 V1,V2。解:V1=q1/ A1=0.2*10-3/100*10-4=0.02 m/s-_V2=q2/ A2=0.02*80*10-4/100*10-4=0.16 m/s P2=F2/ A1 P1 A1= P2 A2+F1 F1=0;P2= P1 A1 /A2=1.125MPa F2= P2 A1=112.5N13、如图所示液压系统中,试分析在下面的调压回路中各溢流阀的调整压力应如何设置,能实现几级调 压?解:能实现 3 级调压, 各溢流阀的调整压力应满足 Py1 Py2和 Py1 Py31
12、4、分析下列回路中个溢流阀的调定压力分别为 pY1 =3MPa,pY2 =2MPa,pY3=4MPa,问外负载无穷大时, 泵的出口压力各位多少?解:(a)p = 2MPa ;(b)p = 9MPa ;(c)p = 7MPa 15、图示回路,溢流阀的调整压力为 5MPa,顺序阀的调整压力为 3MPa,问下列情况时 A、B 点的压力 各为多少? (1)液压缸活塞杆伸出时,负载压力 pL=4MPa 时; (2)液压缸活塞杆伸出时,负载压力 pL=1MPa 时; (3)活塞运动到终点时。答:(1)pA=4MPa;pB=4MPa; (2) pA=1MPa;pB=3MPa;-_(3)pA=5MPa;pB=
13、5MPa。16、图示回路,溢流阀的调整压力为 5MPa,减压阀的调整压力为 1.5MPa,活塞运动时负载压力为 1MPa,其它损失不计,试分析: (1)活塞在运动期间 A、B 点的压力值。 (2)活塞碰到死挡铁后 A、B 点的压力值。 (3)活塞空载运动时 A、B 两点压力各为多少?答:(1)pA=1MPa;pB=1MPa (2)pA=1.5MPa;pB=5MPa (3)pA=0MPa;pB=0MPa 18、夹紧回路如下图所示,若溢流阀的调整压力 p13Mpa、减压阀的调整压力 p22Mpa,试分析活塞 空载运动时 A、B 两点的压力各为多少?减压阀的阀芯处于什么状态?工件夹紧活塞停止运动后,
14、A、B 两点的压力又各为多少?此时,减压阀芯又处于什么状态?答:当回路中二位二通换向阀处于图示状态时,在活塞运动期间,由于活塞为空载运动,并忽略活 塞运动时的摩擦力、惯性力和管路损失等,则 B 点的压力为零,A 点的压力也为零(不考虑油液流过减 压阀的压力损失) 。这时减压阀中的先导阀关闭,主阀芯处于开口最大位置。当活塞停止运动后 B 点压力 升高,一直升到减压阀的调整压力 2Mpa,并保证此压力不变,这时减压阀中的先导阀打开,主阀芯的开 口很小。而液压泵输出的油液(由于活塞停止运动)全部从溢流阀溢流回油箱,A 点的压力为溢流阀的 调定压力 3Mpa。19如下图所示,已知变量泵最大排量 VPm
15、ax = 160mL/r,转速 nP= 1000r/min,机械效率 mp = 0.9,总效 率 p = 0.85;液压马达的排量 VM= 140mL/r,机械效率 mM = 0.9,总效率 M = 0.8,系统的最大允许压力 P= 8.5Mpa,不计管路损失。求液压马达转速 nM是多少?在该转速下,液压马达的输出转矩是多少?驱 动泵所需的转矩和功率是多少?-_答:(1)液压马达的转速和转矩液压泵的输出流量液压马达的容积效率液压马达的转速:液压马达输出的转矩:(2)驱动液压泵所需的功率和转矩 (a)驱动液压泵所需的功率(b)驱动液压泵的转矩 或-_2.1一粘度计如图示,已知:mmD50,细管直
16、径mmd2,管长mml40,设在min20内,油位从mmh501下降mmh252到,求油液的运动粘度。2.2如图示,一液压泵从油箱吸油,液压泵排量rcmqp/723,液压泵转速min/1500rnp,油液粘度sm /104026,密度3/900mkg,吸油管长 ml6,吸油管直径mmd30,计算时要考虑管中的沿程损失,不计局部损失。试 求:(1)为保证泵的吸油腔真空度不超过Pa5104 . 0,泵离油箱液面的最大允许安装高度;(2)当泵的转速增加或减少时,此最大允许安装高度将怎样变化?2.3流量min/25LQ 的液压泵从油箱吸油,油液粘度sm /102026,密度3/900mkg,吸油管直径
17、mmd25,泵口离油箱液面的安装高度mmH400,管长mml500,吸油管入口处的局部阻力系数2 . 0。试求泵吸油腔处的真空度。4 52.4如图示,一流量min/16LQ 的液压泵,安装在油面以下,油液粘度sm /102026,33/109 . 0mkg,其它尺寸如图示,仅考虑吸油管的沿程损失,试求液压泵入口处的表压力。2.5流量min/63LQ 的液压泵,将密度3/900mkg,粘度sm /102026的液压油通过内径mmd20的油管输入有效面积250cmA 的-_液压缸,克服负载NF20000使活塞作均匀速运动,液压泵出口至液压缸中心线高度mH10(设管长Hl ) ,局部压力损失Pap5
18、105 . 0,试求液压泵的出口压力。2.1 解:通过细长管流量pldQ 1284式中ghpsmmscm lhhllDgdvvlDgdhlhldtvlDgd hdhdtvlDgddtDgld hdh dtdhDghlddtdhD dtdhAQth h/8 .84/848. 025505432980)2 . 0(602032602060203232324 128412842224212424212402 12424242 2.2 解:(1)对截面列伯努利方程,以油箱液面为基准面scm dnq AQvHzpapzvphzgv gpzgv gpw/25560314. 372150044,104 .
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