液压与气压传动习题库及参考答案.docx
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液压与气压传动习题库及参考答案
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=，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、已知某液压泵的转速为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÷1000=159.6L/min
（2）ηv=q/qt=150/=；
（3）ηm==
（4）Pi=pq/（60×=；
（5）Ti=9550P/n=9550×950=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，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，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=，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；
解：
（1）Ppo=ppqp=ppVpnpηPV=10×10×10−3×1450×60=
（2）PPi=PPo/ηp=PPo/（ηPVηMm）=
PM=PP−ΔP=10−=
（3）TM=pMVMηVM/2π=×10×2π=
（4）nM=-npVpηPVηMV/VM=1450×10××10=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；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=ΔpM·qM·ηM/612=－×22×60=
（3）液压马达的转速
nM=qM·ηMV/VM=22×103×250=min
7、下图为两结构尺寸相同的液压缸，A1=100cm2，A2=80cm2，p1=，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：
联合求解得p2=，F1=F2=5000N
v1=q1/A1=0.025m/s；v2A1=v1A2，v2=0.020m/s
8、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。
答：
（a）；；缸体向左运动
（b）答：
；；缸体向右运动
（c）答：
；；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=，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：
ΔP=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
10、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=，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==（MPa）
F1=F2=P2·A1=×100×10-4×106=5000（N）
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=*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/A1=*10-3/100*10-4=0.02m/s
V2=q2/A2=*80*10-4/100*10-4=0.16m/s
P2=F2/A1
P1A1=P2A2+F1
F1=0；P2=P1A1/A2=
F2=P2A1=
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，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=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，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
18、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。
19．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=，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
2.1一粘度计如图示，已知：
，细管直径，管长，设在内，油位从下降到，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，液压泵转速，油液粘度，密度，吸油管长，吸油管直径，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，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流量的液压泵从油箱吸油，油液粘度，密度，吸油管直径，泵口离油箱液面的安装高度，管长，吸油管入口处的局部阻力系数。
试求泵吸油腔处的真空度。
45
2.4如图示，一流量的液压泵，安装在油面以下，油液粘度，，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流量的液压泵，将密度，粘度的液压油通过内径的油管输入有效面积的液压缸，克服负载使活塞作均匀速运动，液压泵出口至液压缸中心线高度（设管长），局部压力损失，试求液压泵的出口压力。
解：
通过细长管流量
式中
解：
（1）对截面ⅠⅡ列伯努利方程，以油箱液面为基准面
沿程损失
（2）当泵的转速增加时，管内流速
增加，速度水头与压力损失与
成正比也增加，因此吸油高度H将减小。
反之，当泵的转速减少时，H将增大。
解：
对油箱液面与泵入口处到伯努利方程，以油箱液面为基准面
真空度：
解：
对截面ⅠⅡ列伯努利方程，以油箱液面为基准面
解：
对截面ⅠⅡ列伯努利方程，以截面Ⅰ为基准面
六、回路分析
1、下图所示液压系统是采用蓄能器实现快速运动的回路，试回答下列问题：
（1）液控顺序阀3何时开启，何时关闭？
（2）单向阀2的作用是什么？
（3）分析活塞向右运动时的进油路线和回油路线。
答：
（1）当蓄能器内的油压达到液控顺序阀3的调定压力时，阀3被打开，使液压泵卸荷。
当蓄能器内的油压低于液控顺序阀3的调定压力时，阀3关闭。
（2）单向阀2的作用是防止液压泵卸荷时蓄能器内的油液向液压泵倒流。
（3）活塞向右运动时：
进油路线为：
液压泵1→单向阀2→换向阀5左位→油缸无杆腔。
蓄能器→换向阀5左位→油缸无杆腔。
回油路线为：
油缸有杆腔→换向阀5左位→油箱。
2、在图示回路中，如pY1=2MPa，pY2=4MPa，卸荷时的各种压力损失均可忽略不计，试列表表示A、B两点处在不同工况下的压力值。
（单位：
MPa）
解：
1DT（＋）
2DT（＋）
1DT（＋）
2DT（－）
1DT（－）
2DT（＋）
1DT（－）
2DT（－）
A
4
0
4
0
B
6
2
4
0
3、如图所示的液压回路，试列出电磁铁动作顺序表（通电“+”，失电“-”）。
解：
1DT
2DT
3DT
快进
－
＋
＋
工进
＋
＋
－
快退
－
－
＋
停止
－
－
－
4、如图所示的液压系统，两液压缸有效面积为A1=A2=100×10−4m2，缸Ⅰ的负载F1=×104N，缸Ⅱ的的负载F2=1×104N，溢流阀、顺序阀和减压阀的调整压力分别为，和。
试分析下列三种情况下A、B、C点的压力值。
（1）液压泵启动后，两换向阀处于中位。
（2）1YA通电，液压缸Ⅰ活塞移动时及活塞运动到终点时。
（3）1YA断电，2YA通电，液压缸Ⅱ活塞移动时及活塞杆碰到死挡铁时。
解：
p1=F1/A=×104/（100×10－4）=
p2=F2/A=1×104/（100×10−4）=1MPa
（1）、、
（2）活塞运动时：
、、；终点时：
、、
（3）活塞运动时：
1Mpa、0MPa、1MPa；碰到挡铁时：
、、
5、如图所示的液压系统，可以实现快进－工进－快退－停止的工作循环要求。
（1）说出图中标有序号的液压元件的名称。
（2）填出电磁铁动作顺序表。
答：
（1）1－变量泵，2－调速阀，3－二位二通电磁换向阀，4－二位三通电磁换向阀，5－单杆液压缸。
（2）
动作电磁铁
1YA
2YA
3YA
快进
－
＋
＋
工进
＋
＋
－
快退
－
－
＋
停止
－
－
－
6、如图所示的液压系统，可以实现快进－工进－快退－停止的工作循环要求
（1）说出图中标有序号的液压元件的名称。
（2）写出电磁铁动作顺序表。
解：
（1）1－三位四通电磁换向阀，2－调速阀，3－二位三通电磁换向阀
（2）
动作电磁铁
1YA
2YA
3YA
快进
＋
－
－
工进
＋
－
＋
快退
－
＋
＋
停止
－
－
－
7、图示回路中，溢流阀的调整压力为、减压阀的调整压力为。
试分析下列三种情况下A、B、C点的压力值。
（1）当泵压力等于溢流阀的调定压力时，夹紧缸使工件夹紧后。
（2）当泵的压力由于工作缸快进、压力降到时。
（3）夹紧缸在夹紧工件前作空载运动时。
解：
（1）、5MPa、
（2）、、
（3）0、0、0
8、图示回路，若阀PY的调定压力为4Mpa，阀PJ的调定压力为2Mpa，回答下列问题：
（1）阀PY是（）阀，阀PJ是（）阀；
（2）当液压缸运动时（无负载），A点的压力值为（）、B点的压力值为（）；
（3）当液压缸运动至终点碰到档块时，A点的压力值为（）、B点的压力值为（）。
解：
（1）溢流阀、减压阀；
（2）活塞运动期时PA=0，PB=0；
（3）工件夹紧后，负载趋近于无穷大：
PA=4MPa，PB=2MPa。
9、如图所示系统可实现“快进→工进→快退→停止（卸荷）”的工作循环。
（1）指出液压元件1～4的名称。
（2）试列出电磁铁动作表（通电“＋”，失电“－”）。
解：
动作
1YA
2YA
3YA
4YA
快进
+
－
+
－
工进
＋
－
－
－
快退
－
+
－
－
停止
－
－
－
+
10、如图所示的液压回路，要求先夹紧，后进给。
进给缸需实现“快进——工进——快退——停止”这四个工作循环，而后夹紧缸松开。
（1）指出标出数字序号的液压元件名称。
（2）指出液压元件6的中位机能。
（3）列出电磁铁动作顺序表。
（通电“+”，失电“-”）
答：
（1）1－减压阀；2－单向阀；3－二位四通电磁换向阀；4－压力继电器；
5－液压缸；6－三位四通电磁换向阀。
（2）O型。
（3）
1DT
2DT
3DT
4DT
夹紧
－
－
－
－
快进
－
＋
－
＋
工进
－
＋
－
－
快退
－
－
＋
＋
松开
＋
－
－
－
11、图示系统中溢流阀的调整压力为PA=3MPa，PB=，PC=2MPa。
试求系统的外负载趋于无限大时，泵的输出压力为多少？
答：
PA=3MPa
12、如图所示系统可实现“快进→工进→快退→停止（卸荷）”的工作循环。
（1）指出标出数字序号的液压元件的名称。
（2）试列出电磁铁动作表（通电“＋”，失电“－”）。
答：
（1）1－变量泵；2－调速阀；3－二位二通电磁换向阀；4－二位三通电磁换向阀；5－液压缸。
（2）
1YA
2YA
3YA
快进
－
＋
＋
工进
＋
＋
－
快退
－
－
＋
停止
－
－
－
13、下图所示减压回路中，若溢流阀的调整压力分别为4MPa,减压阀的调定压力为，试分析：
（假设：
至系统的主油路截止，活塞运动时夹紧缸的压力为MPa）
（1）活塞在运动时，A、B两处的压力分别是多少？
（2）活塞夹紧工件，其运动停止时，A、B两处的压力又分别是多少？
答：
（1）pA=pB=
（2）pA=4MPa，pB=
14、下图所示的液压回路，要求实现“快进—工进—快退—停止（卸荷）”的工作循环，试列出电磁铁动作顺序表。
（通电“+”，失电“-”）
答：
1YA
2YA
3YA
4YA
快进
+
－
+
+
工进
－
－
－
+
快退
－
+
+（－）
+
停止
－
－
－
－
20、认真分析如图所示的液压系统，按电气元件的工作顺序和工作状态，试分析说明液压缸各动作的运动和工作状态。
（注：
电气元件通电为“＋”，断电为“—”）
动作名称
电气元件
1YA
2YA
1
—
+
2
+
+
3
+
—
4
+
+
5
+
—
6
—
—
7
+
—
答：
1——活塞快进。
2——第一种速度工进。
3——停留。
4——第二种速度工进。
5——停留。
6——快退。
7——停止。
21、如图所示液压系统，完成如下动作循环：
快进—工进—快退—停止、卸荷。
试写出动作循环表，并评述系统的特点。
解：
电磁铁动作循环表
1YA
2YA
3YA
4YA
快进
＋
—
—
—
工进
＋
—
＋
—
快退
—
＋
—
—
停止、卸荷
—
—
—
＋
特点：
先导型溢流阀卸荷回路卸荷压力小冲击小，回油节流调速回路速度平稳性好，发热、泄漏节流调速影响小，用电磁换向阀易实现自动控制。
22、如图所示系统能实现”快进→1工进→2工进→快退→停止”的工作循环。
试画出电磁铁动作顺序表，并分析系统的特点?
解：
电磁铁动作循环表
1YA
2YA
3YA
4YA
快进
＋
—
＋
＋
1工进
＋
—
—
＋
2快退
＋
—
—
—
快退
—
＋
＋
＋
停止
—
—
—
—
23、如图所示液压系统可实现快进—工进—快退—原位停止工作循环，分析并回答以下问题：
（1）写出元件2、3、4、7、8的名称及在系统中的作用？
（2）列出电磁铁动作顺序表（通电“＋”，断电“－”）？
（3）分析系统由哪些液压基本回路组成？
（4）写出快进时的油流路线？
解：
（1）2——35DY，使执行元件换向3——22C，快慢速换接
4——调速阀，调节工作进给速度7——溢流阀，背压阀
8——外控内泄顺序阀做卸荷阀
（2）电磁铁动作顺序表
工况
1YA
2YA
行程阀
快进
＋
—
—
工进
＋
—
＋
快退
—
＋
＋（—）
原位停止
—
—
—
（3）三位五通电电液换向阀的换向回路、进口调速阀节流调速回路
单向行程调速阀的快、慢、快换速回路、差动连接快速回路、双泵供油快速回路
24、如图所示，当负载无穷大时，填写电磁铁动作顺序表。
解：
12MPa，9MPa，7MPa，4MPa
31、如图所示液压系统，完成如下动作循环：
快进—工进—快退—停止、卸荷。
试写出动作循环表，并评述系统的特点。
解：
1YA
2YA
3YA
4YA
快进
＋
－
－
－
工进
＋
－
＋
－
快退
－
＋
－
－
停止、卸荷
－
－
－
＋
特点：
先导型溢流阀卸荷回路卸荷压力小冲击小，回油节流调速回路速度平稳性好，发热、泄漏节流调速影响小，用电磁换向阀易实现自动控制。
32、如图所示系统能实现“快进→1工进→2工进→快退→停止”的工作循环。
试画出电磁铁动作顺序表，并分析系统特点。
1YA
2YA
3YA
4YA
快进
＋
－
＋
－
1工进
＋
－
－
－
2工进
＋
－
－
＋
快退
－
＋
＋
－
停止
－
－
－
－
33、图1所示液压系统可实现“快进—工进—快退—停止”的动作循环，要求列出其电磁铁动作循环表，并分析该液压系统有何特点。
解：
电磁铁动作循环表：
1YA
2YA
3YA
快进
＋
－
－
工进
＋
－
＋
快退
－
＋
－
停止
－
－
－
液压系统特点：
采用进油节流调速回路保证稳定的低速运动，较好的速度刚度；采用背阀提高了运动的平稳性，启动冲击小；采用差动连接实现快进，能量利用经济合理。
七、绘制回路
1、试用两个单向顺序阀实现“缸1前进——缸2前进——缸1退回——缸2退回”的顺序动作回路，绘出回路图并说明两个顺序阀的压力如何调节。
解：
采用单向顺序阀的顺序动作回路：
1Y得电，缸1和缸2先后前进，2Y得电，缸1和缸2先后退回。
为此，px1调定压力应比缸1工作压力高（10～15）％；px2调定压力应高于缸1返回压力。
2、绘出双泵供油回路，液压缸快进时双泵供油，工进时小泵供油、大泵卸载，请标明回路中各元件的名称。
解：
双泵供油回路：
1－大流量泵2－小流量泵3－卸载阀（外控内泄顺序阀）4－单向阀
5－溢流阀6－二位二通电磁阀7－节流阀8－液压缸
阀6电磁铁不得电时，液压缸快进，系统压力低于阀3、阀5调定压力，阀3、阀5均关闭，大、小流量泵同时向系统供油，qL=qp1+qp2。
阀6电磁铁得电，液压缸工进，系统压力为溢流阀5调定压力，阀3开启，大流量泵1卸载，溢流阀5开启，qL≤qp2。
3、写出图示回路有序元件名称。
解：
（1）大流量泵
（2）小流量泵（3）溢流阀（4）单向阀
（5）外控式顺序阀（卸荷阀）（6）调速阀
4、用一个单向定向泵、溢流阀、节流阀、三位四通电磁换向阀组成一个进油节流调速回路。
解：
5、试用单向定量泵、溢流阀、单向阀、单向变量马达各一个，组成容积调速回路。
解：
6、写出下图所示回路有序号元件的名称。
解：
1——低压大流量泵
2——中压小流量泵
3——外控内泄顺序阀做卸荷阀
4——溢流阀
5——二位三通电磁换向阀
6——调速阀
7、写出如图所示回路有序号元件的名称。
解：
1——低压大流量泵
2——中压小流量泵
3——外控内泄顺序阀做卸荷阀
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