液压典型例题.docx

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液压典型例题

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]

hw=油柱。

=13600kg

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

A、B点间距离l=3m，d=20mm，油在管中流速v=1m/s,=920kg/m3。

水银的密度

/m3。

试求在管中油流方向不同时，差压计读数值厶h为多少

（1）油流方向从A一B

（2）

列出伯努利方程

以水银差压计的0—0为等压面

将式2代人式1，得

h1g（Hg）

（glghw）

glghw

所以

1.91920

d—

0.139m

13600920

（2）油流方向从B一A时

PbPag（hwl）

以水银差压计的0—0为等压面

=917kg/m3,

（即油箱容

图2-2

［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

粘度=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积相对较大）。

试求不计局部损失时油泵入口处的绝对压力。

［解答］

（1）求吸油管内油液的流速

（3）

求吸油管内液流的雷诺数Re

⑶求沿程压力损失△PL

⑷求油泵人口处的绝对压力p2

列出油面1—1与油泵人口处

v1h2

P2v2hL

n一n两选定断面处的伯努利方程式

v=o。

以n一n为基准面，故

由于油箱液面为相对静止，故

h2=0。

因不计局部损失，故

h=0。

则上式变为

整理后得

匹

即

P2gh1

ghL

gh1

P1-

917

1.0482

9179.81

70-

2691.6

103102pa

1.03

105

注：

取大气压力为P1=105Pa

[题目3]

在图2-3中，液压缸的有效面积A=50cm2，负载F=12500N,滑阀直径d=20mm,同心

径向间隙h=0.02mm，间隙配合长度l=5mm，油液粘度=10X10-6m2/s，密度=900kg/m3,

泵的供油量q=10L/min，若考虑油液流经滑阀的泄漏，试按同心和完全偏心两种不同情况计算活塞的运动速度。

图2-3

1）系统工作压力p

2）缝隙前后的压力差△

2.5MPa

4）完全偏心时的泄漏量△q'及活塞的速度

第二章液压泵和液压马达

[题目1]

液压泵转速为950r/min，排量Vp=168mL/r，在额定压力和同样转速下，测得的实际流

量为150L/min，额定工况下的总效率为，试求：

1）泵的理论流量。

2）泵的容积效率。

3）泵的机械效率。

84.7710

Ti卫852.5Nm

2n2950/60

已知液压泵的额定压力PH,额定流量qH,忽略管路损失。

试说明所示各种情况下，液压

泵的工作压力分别为多少（压力计读数）并说明理由。

图3-1

图a所示，液压泵与油箱直接相连，泵的输出流量全部流回油箱，泵的出口压力为大气压力，其相对压力Pp=0,压力计读数为零。

图b所示，液压泵输出的压力油，通过节流阀流回油箱。

节流阀压差p，节流阀出口接油箱，因此节流阀进口压力就等于厶p。

而液压泵的出口与节流阀进口相连，所以液压泵

出口压力为△p，压力计读数值是厶p。

图c所示，液压泵出口与液压缸大腔相连，大腔的压力p=F/A，所以泵的出口压力p=F/

A,即压力计读数是p=F/A值。

图d所示，液压泵的出口处，既与液压缸的大腔相连，又与油箱相连。

由于液压泵的出口处与油箱相连，所以其出口压力为大气压力，压力计的读数为零，因此液压缸大腔的压力

也为零，由于压力不足，不能克服负载，活塞不运动。

图e所示，液压泵的出口与溢流阀和节流阀的进口相连，液压泵输出的液压油一部分通

过节流阀输入给系统；而另一部分流向溢流阀，当溢流阀达到它的调整压力时，方能有溢流

作用，因此液压泵的出口压力就是溢流阀的调整压力py，而压力计的示值决定于系统的负载

压力，其值为P计=Py-Ap。

图f所示，液压泵的出口与液压马达相连，所以液压泵出口压力不计管路损失就是液压

马达入口的压力。

液压泵出口的压力

qMm

[题目3]

一液压泵与液压马达组成的闭式回路，液压泵输出油压Pp=1OMPa，其机械效率mp=,

容积效率vp=，排量qp=IOmL/r;液压马达机械效率mM=,容积效率vm=,排量qM=IOmL

/r。

若不计液压马达的出口压力和管路的一切压力损失，且当液压泵转速为1500r/min时，

试求下列各项：

（1）液压泵的输出功率；

（2）电动机所需功率；

（3）液压马达的输出转矩；

⑷液压马达的输出功率；

⑸液压马达的输出转速（nM）。

图3-2

（1）液压泵的输出功率Pop

P0P

PpQpPPnpqpVp

1015001010O'92.25kW

（2）电动机所需功率Pip

PiP

P0p

P0P

2.25

2.63kW

0.90.95

⑶液压马达的输出转矩Tm

TPmqM

TMImM

⑷液压马达的输出功率

Pom

P0MpM

⑸液压马达的输出转速

QiM

P0pVM

Qmvm

1015000.90.9

1010610106

0.9515.1Nm

mM2.250.9

VMQiPVpVM

1215r/min

第四章液压缸

0.95

1.92kW

nPVpVM

[题目1]

（b）示出了该泵调定的

A1=50cm2、A2=25cm2。

在图4-1（a）所示的液压回路中，所采用的是限压式变量叶片泵。

图流压特性。

调速阀调定的流量为Q2=/min，液压缸两腔的有效作用面积

在不考虑任何损失时，试计算:

（1）液压缸左腔的压力pi;

（2）当负载Fl=0时的p2；

⑶当负载Fl=9000N时的p2。

Qf（L/min）

只-

P：

图4-1

（1）左腔的压力pl

505L/min

故由流压特性曲线可查得

⑵Fl=O时的P2

⑶Fl=9000N时的p2

[题目2]

图4-2为两个相同的液压缸串联，它们的无杆腔有效工作面积Ai=80cm2,有杆腔的有效工

作面积A2=50cm2。

输入油液压力p=600kPa,输入的流量q=i2L/min，求如果两缸的负载Fi=2F2时，两缸各能承受多大的负载（不计一切损失）活塞的运动速度各为多少若两缸承受相同的

负载（即Fi=F2）,那么该负载的数值为多少若缸1不承受负载（即F1=O）,则缸2能承受多

大的负载

图4-2

（1）两缸的负载为

F1=2F2时

活塞A产生的推力

PaA1F1pbA2

活塞B产生的推力

F2pBA1

当F1=2F2时，

pAA12pBA1PBA2

又

PaP（液压泵出口压力）

所以

105

2.310Pa0.23MPa

28050

活塞B承受的负载

F2pBA1

2.31080101840N1.84kN

活塞A承受的负载

活塞的运动速度

（3）

[题目1]

F12F221.843.68kN

两缸的负载Fi=F2时

VaA2

~AT

PaA

A1A2

PBA1

当Fi=o时

PaA

pBA1

图5-1中各溢流阀的调整压力

泵的工作压力如何

1210

2.5cm/s

8060

2.5501.56cm/s

PbA1

PBA2

6105

3.7105

PbA2

6105

3.7105Pa0.37MPa

9.610580

104

9.6

2960N2.96kN

105Pa

0.96MPa

1047680N

第五章液压阀

P1=5MPa，p2=3MPa，p3=2MPa。

7.68kN

问外负载趋于无穷大时,

图5-1

［解答］

当外负载趋于无穷大时，液压泵输出的全部流量，通过溢流阀溢回油箱。

当二位二通阀断电时，因溢流阀外控口被堵死，泵出口压力决定于pi,即pi=5MPa。

当二位二通阀通电时，溢流阀外控口被接通，泵出口压力决定于远程调压阀的最小调

整压力，即p2=2MPa。

［题目2］

图5-2所示为夹紧回路，溢流阀的调整压力pi=5MPa，减压阀的调整压力p2=，试分析活

塞快速运动时，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后，A、B两

点的压力各为多少减压闷的阀芯又处于什么状态

图5-2

［解答］

1•主油路无负载

1）夹紧液压缸活塞快速运动

此时夹紧液压缸不受力，若忽略一切损失，夹紧液压缸的压力p=0,因此B点的压力Pb=O,A点的压力等于B点压力加上减压阀的压差，即Pa=Ap（△p为减压阀的压差）。

此时减压阀的阀芯处于开度最大的位置。

2）工件夹紧之后

液压缸受力，液压缸内的压力等于减压阀的调整压力P2，因此B点的压力pB=。

A点压力

等于溢流阀的调整压力pi，即pA=5MPa。

此时减压闷的阀芯处于开度为零（关闭阀的开口状态）。

2•主油路有负载

1）夹紧液压缸活塞快速运动

A点压力pa随主油路负载而变化。

负载大，则压力高；负载小，则压力低。

面B点的压力

PB=0（因夹紧液压缸无负载）。

减压阀的阀芯处于开度最大的位置。

2）工件夹紧之后

夹紧液压缸受力，液压缸内的压力等于减压阀的调整压力P2，因此B点压力pB=p2=。

A点

压力等于溢流阀的调整压力，即PA=pi=5MPa。

减压阀的阀芯处于开度为零状态。

[题目3]

如图5-3所示的液压回路。

已知液压缸的有效工作面积分别为A=A3=100cm2,

A2=A4=50cm2，当最大负载Fli=14X10,Fl2=4250N，背压力p=X10Pa。

节流阀2的压差△p=2XI^IPa时，试问：

（1）A、B、c各点的压力（忽略管路损失）各是多少

（2）对阀1、2、3最小应选用多大的额定压力

（3）快进速度vi=x1-0m/s,快进速度V2=4X10m/s时，各阀的额定流量应选用多大

（4）试选定阀1、2、3的型号（由液压传动设计手册或产品样本中查选）。

（5）试确定液压泵的规格、型号（由液压传动设计手册或产品样本中查选）。

图5-3

（1）求A、b、c各点的压力

Fl1

Fl2

1410

10010

1410Pa

555

p14102101610Pa

4250501041.5105

5105Pa

10010

⑵阀I、2、3的额定压力

按系统的最高工作压力16X10pa作为各阀的额定压力。

待阀1、2、3的具体型号确定

后，应使其额定压力值>16X1P&

（3）计算流量Q

节流阀的过流量

V1100102

3.5

101

21L/min

减压阀的过流量

V210010

101

24L/min

溢流阀的过流量

QtQj21

45L

/min

选用各阀的额定流量为：

节流阀25L/min;减压阀25L/min;溢流阀63L/min。

（4）确定阀I、2、3的型号

阀的型号应根据阀的额定压力和额定流量选用：

节流阀为L-63,减压阀为J-63,溢流阀为P-B63（广州机床研究所系列）。

（5）选定液压泵

选定液压泵的型号应满足回路中流量和压力的要求。

故选定齿轮泵CB-B50广州机床研

究所系列）。

第六章辅助装置

［题目1］

一用折合式蓄能器使液庄泵卸荷的液压系统，如图所

示。

已知液压缸的工作压力为p=98x1（5Pa,若允许的压力下降率为=，在泵卸荷的时间内，系统的漏损量△V=。

［解答］

（1）求充气压力p0

lXj

由题意知蓄能器维持的最高工作压力为

Pi=98x10Pa,由压力下降率求出蓄能器要维持

的系统最低工作压力P2：

由^1―p£0.12

有P2PiPi98105（10.12）86.24105Pa

⑵求容量V0

P07210Pa

由《液压传动设计手册》查选，用NXQ-BIB型蓄能器。

第七章液压基本回路

[题目1]

图7-1中A、B两液压缸的有杆腔面积和无杆腔的面积分别均相等，负载F1>F2,如不考虑

泄漏和摩擦等因素，试问两液压缸如何动作运动速度是否相等如节流阀开度最大，压降为零,

（a）

图7-1

（b）

［解答］

（1）

两缸动作顺序及其运动速度

对于图示回路，均是B缸先动，B缸运动到终点后，A缸开始运动。

其理由如下：

对于图a所示的出口节流调速回路而言，根据力平衡方程式：

PyAl=Fl+APaA2

pyAi=F2+ApbA2

可知：

出口节流调速回路，进油腔压力，即无杆腔压力始终保持为溢流阀的调整压力值

py,故平衡状态时，当Fi>F2，则△pB>ApA,负载小的活塞运动产生的背压力高；这个背压

力（即△pb）又加在A缸的有杆腔，这样使A缸的力平衡方程变为：

p'yAl=Fl+ApbA2

由于△pb>Apa

所以p>py

这表明，A液压缸无秆腔要求的进油压力大于溢流阀的调定值，使A液压缸不能运动，直

至B液压缸运动到终点后，背压力减小到△PA值，A液压缸才能开始运动。

因此，当F1>F2时,

B液压缸先动，到达终点后，

A液压缸才开始运动。

通过节流阀的流量方程

qTCAtp0.5（薄壁节流口），可知

B液压缸运动速度

0.5

qTBCArpB

a2a2

A液压缸运动速度Va石

CAtpA.5

流量系数C,节流阀通流截面At,无杆腔面积A2均一定。

由于△pb>Apa,所以vb>va。

对于图b所示进口节流调速回路而言，负载大小决定了液压缸左腔压力，可知：

A液压缸的工作压力

PAAi

B液压缸的工作压力

PBAi

由于Fi>F2，所以pa>pb。

正由于这种原因，B液压缸先动，待它到达终点停止运动后，A

液压缸才能运动。

流过节流阀至两缸的流量分别为：

qTACAtpA5CA「PyPa

和

qTBCATpypB

由于Pa>pb,所以qTA

vb>va。

（2）节流阀开度最大，压降为零时，两液压缸的动作顺序及其运动速度

由于此时Fi>F2,B液压缸所需压力低于A液压缸所需压力，所以B液压缸先动，运动到终点后，待压力升至到A液压缸所需压力时，A液压缸动作。

由于液压泵输出的流量一疋，

A和B液压缸的A1面积相等，所以A、B两液压缸的运动速

度都相等。

（3）将节流阀换成调速阀时两液压缸的运动速度

因有调速阀中的定差减压阀的作用，负载变化能使调速阀输出流量稳定，所以vb=va。

具体地说，对图a所示回路，

VaVb

对图b所示回路，vAvb

。

[题目2]

如图7-2所示的液压系统中，两缸的有效工作面积Ai=A2=lOOcm^，泵的流量Qp=40L/

min，溢流阀的调定压力pY=4MPa，减压阀的调定压力pj=,右作用在液压缸1上的负载Fl

分别为0、15X10N、43X10J时，不计一切损失，试分别确定两缸在运动时、运动到终端停

止时，各缸的压力、运动速度和溢流流量。

图7-2

⑴Fl=0

①液压缸1（2DT通电）和液压缸2向右运动时:

液压缸的工作压力

P20

液压缸的运动速度

40103

v1v2

42m/min

2A1

10010

Qy0

溢流量

②液压缸I、2运动到终端停止时:

液压缸2的工作压力

P2Pj2.5Mpa

液压缸I、2的运动速度v1v20

溢流量

QyQp40L/min（不考虑先导式减压阀导阀的泄漏时）。

⑵Fl=15X3N

①液压缸I、2运动时:

因液压缸2无负载，故先动。

此时工作压力

P1P20

速度

V2直4m/min

A10010

液压缸2到终端后，缸I再动。

此时:

溢流量②液压缸1、2运动到终端停止时:

p1pY4Mpa

P2Pj2.5MPa

v1v20

QyQp40L/min

⑶Fl=43X3l0

负载压力

pL旦431044.3MPapY4MPa

A1100104

液压缸2运动时

溢流量Qy0

液压缸2停止运动后工作压力为

4MPa

2.5MPa

因负载压力Pl大于溢流阀调疋的压力

Py,

所以液压缸1始终不动，即V1=0。

溢流量QyQP40L/min

第八章典型液压系统

[题目1]

试填上

图8-1所示为实现“快进一I工进一n工进一快退一停止”工作循环的液压系统,

电磁铁动作顺序表。

—蘭进

——后■遇

1YA

严

图8-1

图为出口节流调速回路。

（1）快进时，1YA和3YA通电，回油路直接与油箱相通，回油速度快。

因此活塞快速向

前运动。

（2）1工进时，要求较快的慢速进给，因此在回油路上并联两个节流阀。

3YA和4YA断电时，换向阀2处于中位，这时回油通过两个节流阀同时流回油箱，回油速度较快，因此活

塞以较快速度向前进给。

（3）n工进时，要求较慢的慢速进给，4YA通电，回油通过节流阀3流回油箱。

由于油液通过一个节流阀回油箱，回油速度较慢，因此活塞慢速向前进给。

（4）快退时，要求活塞快速退回，因此IYA断电，2YA和3YA通电，回油油路直接与油箱相通，活塞快速退回。

（5）快退至原位停止，这时1YA、2YA、3YA和4YA均断电。

电磁铁动作顺序表如下:

电磁^

工作循环

1YA

2YA

3YA

4YA

快进

I工进

n工进

快退

停止

[题目2]

写出图8-2所示液压系统的动作循环表，并评述这个液压系统的特点。

图8-2

［解答］

系统动作循环见下表，这个系统的主要特点是：

用液控单向阀实现液压缸差动连接；回油节流调速；液压泵空运转时在低压下卸荷。

电磁铁动作顺序：

'工作循环电"磁^

IYA

2YA

3YA

快进

工进

停留

快退

停止

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