自考西南科技大学液压与气压传动(看完必过)

习题库

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hVp=0.95，总效率为hp=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、下图为两结构尺寸相同的液压缸，A1=100cm2，A2=80cm2，p1=0.9Mpa，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=0.5MPa，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。

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=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

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=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，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。 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(＋) 1DT(＋) 1DT(－) 1DT(－) 2DT(＋) 2DT(－) 2DT(＋) 2DT(－) A B 4 6 0 2 4 4 0 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： 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=3.5×104N，缸Ⅱ的的负载F1DT 2DT 3DT － ＋ － － ＋ ＋ － － ＋ － ＋ － 2=1×104N，溢流阀、顺序阀和减压阀的调整压力分别为4.0MPa，3.0MPa和2.0MPa。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=3.5×104/(100×10－4)=3.5MPa p2=F2/A=1×104/(100×10?4)=1MPa （1）4.0MPa、4.0MPa、2.0MPa

（2）活塞运动时：3.5MPa、3.5MPa、2.0MPa；终点时：4.0MPa、4.0MPa、2.0MPa （3）活塞运动时：1Mpa、0MPa、1MPa；碰到挡铁时：4.0MPa、4.0MPa、2.0MPa

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 － ＋ － － ＋ ＋ － － ＋ － ＋ － 图5-8（a）、（b）示回路的参数相同，液压缸无杆腔面积A=50cm2，负载FL=10000N，试分别确定此两回路在活塞运动时和活塞运动到终点停止时A、B两处的压力。

解： pl =FL/A=10000/0.05=2MPa

所以图5-8（a）回路在活塞运动时A、B两处的压力为

2MPa、 2MPa；活塞运动到终点停止时A、B两处的压力5MPa、3MPa. 所以图5-8（b）回路在活塞运动时A、B两处的压力为

3MPa、 2MPa；活塞运动到终点停止时A、B两处的压力5MPa、 5MPa.

图5-8

如例5-7图所示的两个回路

中，各溢流阀的调定压力分别位py1=3MPa，py2=2MPa，py3=4MPa，问当负载为无穷大时，液压泵出口的压力pp各为多少？

解：图5-7 a各溢流阀并联所以 pp为 2MPa，图5-7 b各溢流阀串联所以 pp为 9MPa

图5-7

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