液压气动习题库计算题答案.docx

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液压气动习题库计算题答案

液压气动习题库计算题答案

LT

解：

q1=q2=Cd*f1*Δp1/2（ml/s）不论是左腔进油还是右腔进油，流量均取决于回油路上的节流阀：

p1=R/A1=5000/0.01=5×105PaΔp=py-p1=15×105Pa

q1=0.1*0.67*（5）1/2*=0.1*0.67*2.235=0.1497（ml/s）=8.98l/min

v1=q1/A2=0.1497/50=0.003cm/s=v2

478．在图示的回路中，液压缸两腔面积A1=100cm2，A2=50cm2，当缸的负载F从0变化到30000N时，缸向右运动速度保持不变，调速阀最小压差△p＝5×105Pa，试求：

1）溢流阀最小调定压力py为多少（调压偏差不考虑）（105Pa）2）负载F=0时泵工作压力是多少？

（105Pa）3）缸可能达到的最高工作压力是多少？

（105Pa）（32.5；32.5；65）

解：

1）p2=（pFA1-F）/A2＝5×105Pa

pF=F/A1+p2A2/A1=30000/100×10-4+2.5×105=32.5×105Papy=pF=32.5×105Pa

2）负载F=0时：

泵工作压力是溢流阀最小调定压力py为32.5×105Pa

3）缸可能达到的最高工作压力是：

当负载F=0时，p2=2py=65×105Pa

479．图示为某专用液压铣床的油路图。

泵输出流量qp=30l/min，溢流阀调定压力py＝24×105Pa，液压缸两腔有效面积A1=50cm2，A2=25cm2，切削负载Ft=9000N，摩擦负载Ff=1000N，切削时通过调速阀的流量为qT=1.2l/min，若元件的泄漏和损失忽略不计。

试求：

1）活塞快速接近工件时，活塞的运动速度v1（cm/s）及回路的效率η1；（%）2）当切削进给时，活塞的运动速度v2（cm/s）及回路的效率η2。

（%）（10、100；0.8、6.7）

解：

1）v1=qp/A1=30×103/50×60=10（cm/s）

η1=v1A1/qp=100%

2）q1=2qT=2.4l/min

p2=（pFA1-F）/A2＝（24×105×50×10-4-10000）/25×10-4=8×105Pa

v2=qT/A2=1.2×103/25×60=0.8（cm/s）η2=（p1q1-p2q2）/pyqp

=（2.4×24×105-1.2×8×105）/30×24×105=（57.6-9.6）/30×24=0.067=6.7%

480．在图示的回路中，变量泵的转速np=1200r/min，排量Vp=0～8cm3/r；安全阀调定压力py＝40×105Pa，变量马达排量VM=4～12cm3/r。

试求：

马达在不同转速nM=200、400、1000、1600r/min时，该调速装置可能输出的最大转矩T（Ｎ.ｍ）和最大功率P是多少？

（Ｗ）（7.64、160；7.64、320；6.11、639.5；3.82、639.7）

解：

低速段：

变量泵加定量马达；高速段：

定量泵加变量马达；

1）nM=200r/min时：

VM=12cm3/r

T=pv/2pi=40×105×12×10-6/6.28=7.64（Ｎ.ｍ）

N=2pinT=6.28*（200/60）*7.64=160（Ｗ）

2）nM=400r/min时：

VM=12cm3/r

T=pv/2pi=40×105×12×10-6/6.28=7.64（Ｎ.ｍ）

N=2pinT=6.28*（400/60）*7.64=320（Ｗ）

3）nM=1000r/min时：

Vp=8cm3/r

VM=Vp*np/nM=8*1.2=9.6

T=pv/2pi=40×105×9.6×10-6/6.28=6.11（Ｎ.ｍ）

N=2pinT=6.28*（1000/60）*6.11=639.5（Ｗ）

4）nM=1600r/min时：

Vp=8cm3/r

VM=Vp*np/nM=8*0.75=6

T=pv/2pi=40×105×6×10-6/6.28=3.82（Ｎ.ｍ）

N=2pinT=6.28*（1600/60）*3.82=639.7（Ｗ）

481．图（a）为限压式变量泵及调速阀组成的联合调速回路，图（b）为限压式变量泵的特性曲线。

调速阀正常工作时所需压差为5×105Pa，背压阀调定值为4×105Pa，活塞两腔有效面积A1=50cm2，A2=25cm2，在调速阀通过流量为5l/min时，试求：

1）缸能克服多大负载阻力；（N）2）如需推动14000N的负载，其他条件不变，应将泵特性曲线调成何种形状系统效率最高（画出特性曲线图）。

（9000；图示黑线所示，调整压力调节螺钉即可）

解：

1）直接按曲线作图：

弹簧的斜率为10*105Pa

在调速阀通过流量为5l/min时，泵的工作压力为25*105Pa

则：

F=p1A1-p2A2=20*105*50*10-4-4*105*25*10-4=9000（N）

2）p1=（F+p2A2）A1=（14000+1000）/50*10-4=30*105Pa考虑调速阀正常工作时所需压差为5×105Pa，则：

将曲线调至35*105Pa画图。

482．将二个减压阀串联成图示系统。

取py＝45×105Pa，pj1＝35×105Pa，pj2＝20×105Pa，活塞运动时，负载Ｆ=1200Ｎ，活塞面积A=15cm2，减压阀全开时的局部损失及管路损失不计。

试确定：

1）活塞在运动时和到达终端位置，A，B，C各点处的压力等于多少？

（105Pa）2）若负载阻力增加到Ｆ=4200Ｎ，所有阀的调整值仍为原来数值，这时A，B，C各点的压力为多少？

（105Pa）（运动时8、8、8，终端35、45、20；35、45、20）

解：

1）pF=F/A=1200/15*10-4=8*105Pa则：

A、B、C各点处的压力等于8*105Pa

2）pF=F/A=4200/15*10-4=28*105Pa减压阀起作用。

则：

C点压力为20*105Pa；B点压力为45*105Pa；A点压力为35*105Pa。

活塞在运动时和到达终端位置压力不发生变化。

483．在图示系统中。

A1=80cm2，A2=40cm2，立式缸活塞与运动部件自重FG=6000N，活塞在运动时的摩擦阻力Ff=2000N，向下工作进给时工件负载Ｒ=24000N，系统停止工作时保证活塞不因自重而下滑。

试求：

1）顺序阀的最小调定压力为多少？

（105Pa）2）溢流阀的最小调定压力为多少？

（105Pa）（≥75；≥150）

解：

1）p2=28000/40*10-4=70*105Pa，顺序阀的最小调定压力为（70+（3-5））*105Pa=75*105Pa

2）p1=2p2=150*105Pa

484．图示的系统中，缸I为进给缸，活塞面积A1=100cm2，缸II为辅助装置缸，活塞面积A2=50cm2。

溢流阀调整压力py＝40×105Pa，顺序阀调整压力px＝30×105Pa，减压阀调整压力pj＝15×105Pa，管道损失不计，要求：

1）辅助缸II工作时可能产生的最大推力为多少？

（N）2）进给缸I要获得稳定的运动速度且不受辅助缸负载的影响，缸I允许的最大推力Ｒ1应为多少？

（N）（7500；25000）

解：

1）F2=pj*A2=15×105*50*10-4=7500（N）

2）考虑顺序阀的压力损失5×105，则：

F1=（px-5）*A1=25×105*100*10-4=25000（N）

485．泵和马达组成系统，已知泵输出油压pp＝100×105Pa，排量Vp=10cm3/r，机械效率ηmp=0.95，容积效率ηvp=0.9；马达排量VM=10cm3/r，机械效率ηmM=0.95，，容积效率ηvM=0.9，泵出口处到马达入口处管路的压力损失为5×105Pa，泄漏量不计，马达回油管和泵吸油管的压力损失不计，试求：

1）泵转速为1500r/min时，所需的驱动功率Prp；（W）2）泵输出的液压功率Pop；（W）3）马达输出转速nM；（r/min）4）马达输出功率PM；（W）5）马达输出转矩TM。

（Ｎ.ｍ）（2924；2500；1215；2137.5；15.13）

解：

1）Nip=pp*Vp*np/ηmp*ηvp=100×105*10×10-6*1500/60*0.95*0.9=2924（W）

2）Nop=pp*Vp*np=100×105*10×10-6*1500/60=2500（W）

3）nM=Vp*np*ηvM*ηvp/VM=1500*0.9*0.9=1215（r/min）

4）NM=Nop*ηmM*ηvp=2500*0.95*0.9=2137.5（W）

5）T=pMvM/2pi=95×105×10×10-6/6.28=15.13（Ｎ.ｍ）

486．在图示的液压系统中，液压缸活塞直径D=100mm，活塞杆直径d=70mm，活塞及负载的总重量FG=15000N，提升时要求在0.15s内均匀地达到稳定上升速度v=6m/min，停止时活塞不能下落，若不计损失，试确定溢流阀及顺序阀的调整压力。

（105Pa）（40；37.5）

解：

1）顺序阀的调整压力：

px=FG*4/pi（D2-d2）=15000*4/3.14（0.12-0.072）=15000*4/0.016=37.5*105Pa

2）溢流阀的调整压力：

py=px+FG*6/60*0.15*10=（37.5+0.1）*105=37.6*105Pa将溢流阀的压力调整到40*105Pa

487．如图示液压回路，已知溢流阀的调定压力为py＝50×105Pa，顺序阀的调定压力为px＝30×105Pa，液压缸1的有效面积A=50cm2，，负载F=10000N。

当两换向阀处于图示位置时，试求活塞1运动时和活塞1运动到终端后，A、B两处的压力各为多少？

（105Pa）又当负载F=20000N时，A、B两处的压力各为多少？

（105Pa）（管路压力损失不计）（30、20，50、50；40、40）

解：

1）活塞1运动时压力：

pB=F/A1=10000/50*10-4=20×105PapA=px＝30×105Pa

2）活塞1运动到终端后的压力：

pB=pA=py＝50×105Pa

3）当负载F=20000N时：

pB=F/A1=20000/50*10-4=40×105PapA=pB=40×105Pa

488．图示液压系统，液压缸的有效面积A1=A2=100cm2，缸I负载F=35000N，缸II运动时负载为零。

不计摩擦阻力、惯性力和管路损失。

溢流阀，顺序阀和减压阀的调定压力分别为py＝40×105Pa、px＝30×105Pa、pj＝20×105Pa，求在下列三种工况下A、B、C处的压力。

（105Pa）1）液压泵启动后，两换向阀处于中位；2）1DT得电，液压缸I活塞运动时及活塞运动到终点停止运动时；3）1DT失电，2DT得电，液压缸II活塞运动时及碰到挡块停止运动时。

（40、40、20；35、35、20：

40、40、20；0、不定、0：

40、40、20）

解：

1）液压泵启动后，两换向阀处于中位：

pA=pB=py＝40×105PapC=pj＝20×105Pa

2）1DT得电，液压缸I活塞运动时：

pB=F/A1=35000/100*10-4=35×105PapA=py＝40×105Pa

pC=pj＝20×105Pa

1DT得电，活塞运动到终点停止运动时：

pA=pB=py＝40×105PapC=pj＝20×105Pa

3）1DT失电，2DT得电，液压缸II活塞运动时：

pA=pC=0pB的压力不确定。

液压缸II碰到挡块停止运动时：

pA=pB=py＝40×105PapC=pj＝20×105Pa

489．如图所示，两个相同的液压缸串联起来，两缸的无杆腔和有杆腔的有效工作面积分别为A1=100cm2，A2=80cm2，输入的压力p1＝18×105Pa，输入的流量q=16l/min，所有损失均不考虑，试求：

1）当两缸的负载相等时，可能承担的最大负载L为多少；（N）2）当两缸的负载不相等时，计算L1max和L2max的数值；（N）3）两缸的活塞运动速度各是多少?

（m/min）（10000；18000、22500；1.6、1.28）

解：

1）p1A1=F+p/A2p/=F/A1F（1+A2/A1）=p1A1

F=p1A12/（A1+A2）=18×105*100*100*10-4/180=10000（N）

2）F2=0时：

F1=p1A1=18×105*100*10-4=18000（N）

F1=0时：

F2=p1/A1p1/A2=p1A1F2=p1A12/A2=18×105*100*100*10-4/80=22500（N）

3）v1=q/A1=16*103/100*10-4=1.6（m/min）

v2=v1*A2/A1=1.6*0.8=1.28（m/min）

490．图示系统中，缸的两腔面积为A1＝2A2＝100cm2，泵和阀的额定流量均为qs＝10l/min，溢流阀的调定压力py＝35×105Pa，在额定流量下通过各换向阀的压力损失相同△pn＝2×105Pa，节流阀流量系数Cd＝0.65，油液密度ρ＝900kg/m3。

若不计管道损失，并认为缸的效率为100％。

计算：

1）差动快进时，流过换向阀1的流量（l/min）；2）差动快进时，泵的工作压力（105Pa）；3）负载R＝30000N、节流阀开口面积f＝0.1cm2时活塞运动速度（m/s）（此时不计换向阀的压力损失）。

（15；5；1.45×10-3）

解：

1）q1=q+q*A2/A1=10（1+0.5）=15（l/min）

2）pB=（2+2+1）×105=5×105Pa

3）pF=F/A1=30000/100*10-4=30×105Paq=Cd*f*51/2＝0.65*0.1*2.235=0.145（ml/s）=8.7（ml/min）

v1=q/A1=0.145/100=1.45×10-3（m/s）

491．图示液压系统中，已知泵1的流量qp1=16l/min，泵2的流量qp2=4l/min，液压缸两腔的工作面积A1＝2A2＝100cm2，溢流阀调定压力py＝2.4Mpa，卸载阀调定压力px＝1Mpa，工作负载F=20000N，不计泵和缸的容积损失，不计换向阀、单向阀及管路的压力损失，求：

1）负载为零时活塞的快进速度v（m/min）；2）工进时泵的出口压力pp（MPa）。

（2；2.4；）

解：

1）v=（q1+q2）/A1=20*10-3/100*10-4=2（m/min）

2）pp=py＝2.4Mpa

492．计算基准状态下空气的密度（kg/m3）。

（气体常数R=287J/kg.K，压力为1.01325×105Pa）（1.29）

解：

ρ=p/RT=1.01325×105/287*273=1.293（kg/m3）

493．p0=6×105Pa，T0=20℃,阀的最小截面积A=5×10-5m2，问容积为V=0.01m3的容器，从初始压力pH=1×105Pa（绝对压力）充到p0所需的时间（s）。

（0.81）

解：

τ=5.217V/kA√（273/273+T0）=5.217*0.01*103*0.9649/1.4*50=0.72s

t=（1.285-1/6）τ=0.81s

494．为测定一气阀有效截面积，在V=100L的容器内充入压力p1=0.5MPa（相对），温度为20℃的空气，通过一测试阀将罐内空气放入大气，放气后罐内剩余压力p2=0.2MPa（相对），放气时间6.15s。

试求此被测阀有效截面积（mm2）。

（50.1）

解：

τ=t/（1.285-pH/p0）=6.15/（1.285-0.2/0.5）=6.95

A=5.217V√（273/273+T0）/kτ=5.217*100*0.9469/1.4*6.95=50.1（mm2）

495．单作用气缸内径D=0.125m，工作压力p=0.5MPa，气缸负载率η=0.5，复位弹簧刚度Cf=2000N/m，弹簧预压缩量为50mm，活塞的行程S=0.15m，求此缸的有效推力（N）。

（11866）

解：

F=η*（p*piD2/4-Cf（XX0+X1））=0.5（5*104*3.14*0.125*0.125/4-2000*0.2）=106.64（N）

496．把绝对压力p=0.1Mpa，温度为200C的某容积V的干空气压缩为1/10V，试分别按等温、绝热过程计算压缩后的压力和温度。

解：

1）等温过程：

p1v1=p2v2p2=p1v1/v2=0.1*10=1MpaT2=T1=200C

2）绝热过程:

p2=p1（v1/v2）k=0.1*101.4=2.512Mpa

T2=T1（v1/v2）k-1=（273+20）*100.4=293*2.512=736Kt2=736-273=4630C

497．如果所示：

气罐的初始压力为0.5Mpa（表压），温度为200C。

试求打开换向阀迅速放气到大气压后立即关闭时，罐内空气的温度和回升到室温时气罐内的压力。

解：

T2=T1（p2/p1）（k-1）/k=（273+20）（0.1/0.6）0.4/1.4=0.6*293=175.5k=-97.50C

p3=p2（T3/T2）=0.1（273+20/175.6）=0.167Mpa（绝对压力）

498将温度为200C的空气从0.1Mpa（绝对压力）压缩到0.7Mpa（绝对压力），求温升Δt为多少？

解：

T2=T1（p2/p1）=（273+20）（0.1/0.7）=2051k

Δt=2051-293=19580C

499空气压缩机向容积为40L的气罐充气至0.8Mpa（绝对压力）时停止，此时气罐内温度为400C，又经过若干小时，气罐内温度降至室温200C，问：

此时罐内表压力为多少？

此时罐内压缩了多少室温200C的自由空气？

解：

1）p1=p2（T1/T2）=0.8/2=0.4Mpa（绝对压力）

2）p1v1=p2v2v2=p1（v1/p2）=0.4*40/0.1=160L

500通过总有效面积为50mm2的回路，将容积为100L的气罐内压力从0.5Mpa（表压）放气成大气压。

试求放气时间。

气罐内原始温度为200C。

pe=0.192Mpa

解：

τ=5.217V/kA√（273/273+T0）=5.217*0.1*103*0.9649/1.4*50=7.2s

t=｛2k/（k-1）［（p1/pe）（k-1）/2k-1］+0.945（p1/pa）（k-1）/2k｝τ=16.1s