液压计算题总题库.docx

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液压计算题总题库

创作编号：

BG7531400019813488897SX

创作者：

别如克*　

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ηVp=0.95，总效率为ηp=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：

电机所需功率为：

2、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，求：

（1）液压泵的理论流量qt；

（2）液压泵的容积效率ηv；

（3）液压泵的机械效率ηm；

（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=950×168÷1000=159.6L/min

（2）ηv=q/qt=150/159.6=0.94；

（3）ηm=0.87/0.94=0.925

（4）Pi=pq/（60×0.87）=84.77kW；

（5）Ti=9550P/n=9550×84.77/950=852Nm

3、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：

（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）η=ηVηm=0.95×0.9=0.855

（2）P=pqηv/60=5×10×1200×0.9/（60×1000）=0.9kW

（3）Pi=P/η=0.9/（0.95×0.9）=1.05kW

4、如图，已知液压泵的输出压力pp=10MPa，泵的排量VP＝10mL／r，泵的转速nP＝1450r／min，容积效率ηPV=0.9，机械效率ηPm=0.9；液压马达的排量VM＝10mL／r，容积效率ηMV=0.92，机械效率ηMm＝0.9，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）驱动泵的电机功率；

（3）马达的输出转矩；

（4）马达的输出转速；

解：

（1）Ppo=ppqp=ppVpnpηPV=10×10×10−3×1450×0.9/60=2.175KW

（2）PPi=PPo/ηp=PPo/（ηPVηMm）=2.69KW

PM=PP−ΔP=10−0.5=9.5MPa

（3）TM=pMVMηVM/2π=9.5×10×0.9/2π=13.6Nm

（4）nM=-npVpηPVηMV/VM=1450×10×0.9×0.92/10=1200.6r/min

5、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ρ，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：

设柱塞侵入深度h处为等压面，即有

（F+G）/（πd2/4）=ρg（h+x）

导出：

x=4（F+G）/（ρgπd2）−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ηM=0.9；容积效率ηVM=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=1/2π·ΔpM·VM·ηMm=1/2π×（9.8－0.49）×250×0.9/0.92=362.4N·m

（2）液压马达的输出功率

PMO=ΔpM·qM·ηM/612=（9.8－0.49）×22×0.9/60=3.07kw

（3）液压马达的转速

nM=qM·ηMV/VM=22×103×0.92/250=80.96r/min

7、如图所示三种形式的液压缸，活塞和活塞杆直径分别为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。

创作编号：

BG7531400019813488897SX

创作者：

别如克*　

答：

（a）

；

；缸体向左运动

（b）答：

；

；缸体向右运动

（c）答：

；

；缸体向右运动

8、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的运动速度和液压泵的工作压力。

（设Cd=0.62，ρ=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=2.4MpaFL=10000N

P1·A1=FL

P1=FL/A1=10000/（50×10-4）=2MPa

节流阀的压差：

ΔP=P1=2MPa

节流阀的流量：

=

=4.2×10-2m3/s

活塞的运动速度：

V=

=

=150cm/min

有泵的工作压力：

PⅠ=PP=2Mpa活塞的运动速度：

V=150cm/min

9、如图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？

答：

以题意和图示得知：

P1·A1=F1+P2·A2

P2·A1=F2

因：

F1=F2所以有：

P1·A1=P2·A2+P2·A1

故：

P2=

=0.5（MPa）

F1=F2=P2·A1=0.5×100×10-4×106=5000（N）

V1=q1/A1=（10×10-3）/（100×10-4）=1.2（m/min）

q2=V1·A2

V2=q2/A1=V1·A2/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=0

12、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*10-3m3/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=0.02m/s

V2=q2/A2=0.02*80*10-4/100*10-4=0.16m/s

P2=F2/A1

P1A1=P2A2+F1

F1=0；P2=P1A1/A2=1.125MPa

F2=P2A1=112.5N

13、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>Py3

14、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，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

16、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）液压缸运动时，负载压力pL=4MPa；

（2）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=5MPa

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BG7531400019813488897SX

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别如克*　

17、夹紧回路如下图所示，若溢流阀的调整压力p1＝3Mpa、减压阀的调整压力p2＝2Mpa，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，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。

18．如下图所示，已知变量泵最大排量VPmax=160mL/r，转速nP=1000r/min，机械效率ηmp=0.9，总效率ηp=0.85；液压马达的排量VM=140mL/r，机械效率ηmM=0.9，总效率ηM=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

19．泵和马达组成系统，已知泵输出油压pp＝10MPa，排量Vp=1×10－5m3/r，机械效率ηpm=0.95，容积效率ηpv=0.9；马达排量Vm=1×10－5m3/r，机械效率ηmm=0.95，，容积效率ηmv=0.9，各种损失忽略不计，

试求：

1）泵转速np为1500r/min时，液压泵的理论流量qpt，液压泵的实际流量qp；（L/min）

2）泵输出的液压功率Ppo，所需的驱动功率Ppr，（W）

3）马达输出转速nm；（r/min）

4）马达输出转矩Tm；（Ｎ.ｍ）

5）马达输出功率Pmo。

（W）

答：

1）液压泵的理论流量为：

qpt＝Vpnp＝2.5×10－4m3/s

液压泵的实际流量为：

qp＝qptηpv＝2.25×10－4m3/s

2）液压泵的输出功率为：

Ppo＝ppqp＝2250w

所需的驱动功率为：

Ppr＝Ppo/ηpmηpv=2632w

∵pm＝pp＝10MPa，qm=qp＝2.25×10－4m3/s

∴马达输出转速nm=qmηmv/Vm=1215r/min

4）马达输出转矩为：

Tm＝pmVmηmm/2π=15.13Ｎ.ｍ

5）马达输出功率为：

Pm＝2πTmnm＝1924w

20．某轴向柱塞泵直径d=22mm，分度圆直径D=68mm，柱塞数z=7，当斜盘倾角为α=22°30′，转速n=960r/min，输出压力p=10MPa，容积效率ηv=0.95，机械效率ηM=0.9时，试求：

1）泵的理论流量；（m3/s）2）泵的实际流量；（m3/s）3）所需电机功率。

（Kw）

解：

3．某液压泵在输出压力为6.3MPa时,输出流量为8.83×10－4m3/s,这时实测油泵轴消耗功率7Kw，当泵空载卸荷运转时,输出流量为9.33×10－4m3/s,求该泵的容积效率ηV=?

和总效率η=?

答：

以空载流量为理论流量，即qt＝9.33×10－4m3/s，实际流量为q＝8.83×10－4m3/s

所以ηV=q/qt=0.946

据已知，PO=pq＝5247.9w，Pr=7000w

所以η=PO/Pr=0.75

4．有一径向柱塞液压马达，其平均输出扭矩T=24.5Nm，工作压力p=5MPa，最小转速nmin=2r/min，最大转速nmax=300r/min，容积效率ηv=0.9，求所需的最小流量和最大流量为多少？

解：

5．马达排量Vm=10×10－6m3，供油压力pM=10MPa，流量qM=4×10－4m3/s，容积效率ηmv=0.95，总效率η=0.75，求马达输出转矩TM、转速nM和实际输出功率PMo？

答：

马达输出扭矩TM=pM×Vm×η/（2πηmv）=12.57N.m

马达转速nM=qM×ηmv/Vm=38r/s=2280rpm

马达输出功率PMo=pM×qM×η=3Kw

6．液压泵输出油压P=20MPa,转速n=1450rpm,排量V=100ml/r,若容积效率

=0.95,总效率η=0.9,求该泵输出的液压功率P=?

和驱动该泵的电机功率P电机=?

7．马达输出转矩TM=170N.m,转速n=2700rpm,排量V=84ml/r,机械效率ηMm=0.85,容积效率ηMV=0.9,求马达所需供油压力p=?

和流量qM=?

8．一单杆液压缸快速向前运动时采用差动连接,快退时,压力油输入有杆腔。

假如泵的输出流量q=25L/mln，活塞往复快速运动的速度都是0.1m/s,求活塞和活塞杆的直径：

D=？

；d=？

解：

9．有一齿轮泵，铭牌上注明额定压力为10Mpa，额定流量为16L/min，额定转速为1000rpm，拆开实测齿数z=12，齿宽B=26mm，齿顶圆直径da＝45mm，

求：

1）泵在额定工况下的容积效率ηv；

2）在上述情况下，当电机的输出功率为3.1KW时，求泵的机械效率ηm和总效率η。

解：

10.用一定量泵驱动单活塞杆液压缸，已知活塞直径D=100mm，活塞杆直径d=70mm，被驱动的负载FL=1.2×105N。

有杆腔回油背压为0.5Mpa，设缸的容积效率ηv=0.99，机械效率ηm=0.98，液压泵的总效率η=0.9。

求：

1）当活塞运动速度为100mm/s时液压泵的流量q（L/min）；

2）电机的输出功率P（KW）。

（47.6；13.96）

解：

11．如图所示的夹紧回路中，如溢流阀的调整压力py＝5MPa，减压阀调整压力pj＝3MPa。

试分析下列各种情况，并说明减压阀阀芯处于什么状态。

1）当泵压力为5MPa时，夹紧液压缸使工件夹紧后，A点、B、C点压力为多少？

2）当泵压力由于其它工作缸的快进，压力降至2MPa时（工件原先处于夹紧状态）：

这时，A点、B、C点压力为多少？

3）夹紧缸在未夹紧工件前做空载运动时，A、B、C三点压力为多少？

创作编号：

BG7531400019813488897SX

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别如克*　

解：

1）此时，减压阀起减压作用，阀口减小，出口压力等于其调定压力，即：

pB=pC=pj＝3MPa；而pA=5MPa；

2）主油路压力降至2MPa时，减压阀不起减压作用，阀口全开，pA=pB=2MPa，减压回路上，由于单向阀的作用，分隔了高低压油路，使pC=3MPa，保障了卡紧安全。

3）此时，减压阀不起减压作用，阀口全开，pA=pB=pC=0

12．图示进油节流调速回路，若油缸面积A1=2×10－3m2，溢流阀调定压力pP=3Mpa，泵流量qp=1×10－4m3/s，负载F=4000N，节流阀通流面积AT=1×10－6m2，流量系数Cd=0.62,油液密度ρ=900Kg/m3，略管道损失,

求活塞运动速度v=?

和通过溢流阀的流量qY=?

。

解：

P1=F/A1=2Mpa；

节流阀压差ΔP=PP-P1=1Mpa；

通过节流阀流量qj=CdAT（2ΔP/ρ）1/2=2.92×10－5m3/S

活塞运动速度v=qj/A1=1.42×10-2m/s；

溢流量qY=qP-qj=7.17×10-5m3/S。

13．图示回油节流调速回路，若液压缸无杆腔面积A1=60cm2，有杆腔面积A2=30cm2，溢流阀调定压力pp=2.4MPa，泵流量qp=10L/min，负载F=10000N，节流阀通流面积AT=0.01cm2，流量系数Cq=0.62,油液密度ρ=870Kg/m3，略管道损失,求:

1）活塞运动速度V=?

2）通过溢流阀的流量qY=?

3）溢流功率损失ΔPr和节流功率损失ΔPT

4）回路的效率η

解;

1）假设节流阀起节流作用，故p1=pp=2.4MPa

又p1A1=p2A2+F

∴p2=1.47MPa

故通过节流阀流量

qj=q2=CqAT（2p2/ρ）1/2=3.6×10－5m3/Ss=2.16L/min

又q1=q2A1/A2=4.32L/min

∴上述假设是正确的，故

1）活塞运动速度V=q2/A2=72cm/min=1.2×10-2m/s

2）通过溢流阀的流量qY=qp-q1=5.68L/min

3）溢流功率损失ΔPr=ppqY=227.2W

节流功率损失ΔPT=p2q2=52.92W

4）回路的效率η=FV/ppqp=30%

14．如图平衡回路，油缸D=100mm，d=70mm，活塞与负载总重量FG=15000N，提升时要求在t=0.15s内均匀达到升速v=6m/min，停止时，负载不能自行下落。

不计任何损失，求溢流阀和平衡阀的调定压力各为多少？

解;

顺序阀的调整压力Ps:

溢流阀的调整压力Py:

提升时的加速度：

a=v/t=0.667m/s2

惯性力为：

溢流阀的调整压力Py:

15．图示回油节流调速回路，若油缸面积A1=50cm2，A2=25cm2，溢流阀调定压力P=3Mpa，略管道损失，求：

1）当负载F=0时，P2与P的比值？

2）回路最大承载能力？

解：

创作编号：

BG7531400019813488897SX

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别如克*