液压计算题总题库.docx
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液压计算题总题库
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=,总
效率为p=。
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、某液压泵的转速为950r/min,排量为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,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÷
(2〕ηv=q/qt=150/=;
(3〕ηm==
(4〕Pi=pq/(60×=;
(5〕Ti=9550P/n=9550×950=852Nm
3、某液压泵的输出压力为5MPa,排量为10mL/r,机械效率为,容积效率为,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=×=
(2〕P=pqηv/60=5×10×1200×(60×1000)=
(3〕Pi=P/η=×=
4、如图,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=,机械效率ηPm=;液压马达的排量VM=10mL/r,容积效率ηMV=,机械
效率ηMm=,泵出口和马达进油管路间的压力损失为,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;
-3
解:
〔1〕Ppo=ppqp=ppVpnpηPV=10×10×10×1450×60=
(2〕PPi=PPo/ηp=PPo/(ηPVηMm)=PM=PP-P=10-=
(3〕TM=pMVMηVM/2π=×10×2π=
(4〕nM=-npVpηPVηMV/VM=1450×10××10=min
5、如下图,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。
假设液体的密度为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、液压马达的排量VM=250mL/r;入口压力为;出口压力为;此时的总效率ηM=;容积
效率ηVM=;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×-×250×=·m
〔2〕液压马达的输出功率
PMO=pM·qM·ηM/612=-×22×60=
〔3〕液压马达的转速
nM=qM·ηMV/VM=22×103×250=min
7、如下图三种形式的液压缸,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,假设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。
d
D
d
D
d
D
P
q
Pq
Pq
a)b)C)
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、如下图液压回路,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=,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=,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=FL=10000N
P1·A1=FL
P1=FL/A1=10000/(50×10-4)=2MPa
节流阀的压差:
P=P1=2MPa
节流阀的流量:
==×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、如下图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=,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:
F=F
所以有:
P·A=P
·A+P·A
1
2
1
1
2
2
2
1
故:
P==〔MPa〕
2
-4
6
F=F=P·A=×100×10
×10=5000〔N〕
1
2
2
1
V1=q1/A1=(10×10-3)/(100
×10-4)=〔m/min〕
q2=V1·A2
V2=q2/A1=V1·A2/A1=〔m/min〕
因此,负载为5000〔N〕;缸1的运动速度〔m/min〕;缸2的运动速度〔m/min〕。
11、如下图液压系统,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、如下图,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=*10-3m3/s,P1=,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/A
1=*10-3/100*10-4=0.02m/s
V2=q2/A
2=*80*10-4/100*10-4=0.16m/s
P2=F2/A
1
P1A1=P2A2+F1
F1=0;P2=P1A1/A2=
F2=P2A1=
13、如下图液压系统中,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、分析以下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,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=;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,问以下情况时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
17、夹紧回路如以下图所示,假设溢流阀的调整压力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,那么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翻开,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.如以下图所示,变量泵最大排量VPmax=160mL/r,转速nP=1000r/min,机械效率ηmp
=,总效率ηp=;液压马达的排量VM=140mL/r,机械效率ηmM=,总效率ηM=,系统
的最大允许压力P=,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
-53
19.泵和马达组成系统,泵输出油压pp=10MPa,排量Vp=1×10m/r,机械效率ηpm=,
容积效率ηpv=;马达排量Vm=1×10-5m3/r,机械效率ηmm=,,容积效率ηmv=,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:
pt
pp
=×10
-43
q
=Vn
m/s
-43
液压泵的实际流量为:
qp=qptηpv=×10m/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=×10
-4
3
m/s
∴马达输出转速nm=qmηmv/Vm=1215r/min
4)马达输出转矩为:
Tm=pmVmηmm/2π=N.m
5)马达输出功率为:
Pm=2πTmnm=1924w
20.某轴向柱塞泵直径
d
=22,分度圆直径
D
=68
,柱塞数
z
=7,当斜盘倾角为
α
=22°
mm
mm
30′,转速n=960r/min,输出压力p=10MPa,容积效率η
=,机械效率η=时,试求:
1〕泵
v
M
3
的理论流量;〔m/s〕
3
2〕泵的实际流量;〔m/s〕3〕所需电机功率。
〔Kw〕
解:
2
排量:
V
πd
10
5
3
Dztanα
(m
)
4
3
3
泵的理论流量:
qt
nV
10
(m
s
)
3
泵的实际流量:
q
qtηv
103(m
s
)
所需电需电机的功P
pq
11.3(kw)
ηη
v
m
3.某液压泵在输出压力为时,输出流量为×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×10
-43
求该泵的容积效率η
V
m/s,
=?
和总效率η=?
答:
以空载流量为理论流量,即
qt=×10
-43
-43
m/s,实际流量为
q=×10m/s
所以ηV=q/qt=
据,PO=pq=,Pr=7000w
所以η=PO/Pr=
4.有一径向柱塞液压马达,其平均输出扭矩T=,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=,求所需的最小流量和最大流量为多少?
解:
理论转矩:
Tmt
pV
2
V
2Tmt
105(m3)
p
qmmin
nminV
10
6(m3
)
v
s
qmmax
nmaxV
10
4(m3
)
v
s
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=,
总效率η=,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〕=
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,
假设容积效率
V=,总效率η
=,求该泵输出的液压功率
P=?
和驱动该泵的电机功率
P电机=?
qtVn
qqtV
Ppq
P电机P/
7.马达输出转矩TM=,转速n=2700rpm,排量V=84ml/r,机械效率ηMm=,容积效率ηMV=,求马
达所需供油压力p=?
和流量qM=?
TMt
TM
Mm
TMt
pV
2TMt
2
p
V
qM
qMt
Vn
MV
MV
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。
假设泵的输出
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:
v快进
q
0.1ms
d24
v快退
q
〔D2
0.1ms
d2〕4
v快进
v快退
联立即可求解。
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时,求泵的机械效率ηm和总效率η。
解:
dam(z
3)
m3mm
理论流量:
qt
2
Bn2.9410
4
(
m3
17.63(
L
2zm
s)
min)
1)泵在额定工况下的容积效率:
v
qs
90.73%
q
2)总效率:
=psqs
86%
Pr
机械效率:
m=
94.8%
v
10.用一定量泵驱动单活塞杆液压缸,活塞直径
D=100mm,活塞杆直径
d=70mm,被驱动
的负载F=×10N。
有杆腔回油背压为,设缸的容积效率
η
=,机械效率η=,液压泵的总效
L
5
v
m
率η=。
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〕。
;
解:
1)液压泵的流量:
(D2d2)
qv
4v
2〕电机的输出功率:
Ppq/
FLv
mv
11.如下图的夹紧回路中,如溢流阀的调整压力
py=5MPa,减压阀调整压力
pj
=3MPa。
试分析以下各种情况,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?
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,分隔了上下压油路,使
pC=3MPa,保障了卡紧平安。
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,假设油缸面积
A1=2×10
-32
m,溢流阀调定压
力pP=3Mpa,泵流量qp=1×10
-4
3/
ms,负载F=4000N,节流阀通流面积
AT=1×10-6m2,流量系数Cd=,油液密度ρ=900Kg/m
3,略管道损失,
求活塞运动速度
v=?
和通过溢流阀的流量
q=?
。
Y
解:
P1=F/A1=2Mpa;
节流阀压差
P=P-P1=1Mpa;
通过节流阀流量
qj=CdAT(2P/ρ)1/2=
×10
-5
3
m/S
活塞运动速度
v=qj/A1=×10-2m/s;
溢流量qY=qP-qj=×10-5m3/S。
13.图示回油节流调速回路,假设液压缸无杆腔面积A1=60cm2,有杆腔面积A2=30cm2,溢流阀
调定压力pp=,泵流量qp=10L/min,负载F=10000N,节流阀
通流面积
2
3
AT=0.01cm,流量系数
Cq=,油液密度ρ=870Kg/m,
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Pr和节流功率损失PT
4〕回路的效率η
解;
1〕假设节流阀起节流作用,故p1=pp=
又p1A1=p2A2+F
∴p2=
故通过节流阀流量
qj=q2=CqAT(2p2/ρ)1/2=×10-5m3
V
F
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=×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
Pr=pq=
pY
节流功率损失
PT=p2q2=
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