液压计算题

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1、七、计算题1.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a =22 30z,转速n=960r/min，输出压力p=10MPa，容积效率n v=0.95，机械效率nM=0.9 时，试求：1）泵的理论流量；（m3/s） 2）泵的实际流量；爲3/$） 3）所需电机功率。（kW）（0 .0012； 0 .00114； 11.3）2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=2 r/min，最大转速nmax=300 加，容积效率一=0.9,求所需的最小流量和最大流量为 多少？（m3/s） （1.1X10-6；

2、 170X10-6）3. 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1000r/m，拆开实测齿数z=12，齿宽B=26mm，齿顶圆直径D=45mm，求：1）泵在额定工 况下的容积效率nv（%）； 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nm和总效率n（%）。（90.73； 94.8、86）4. 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ER=1.2X105N。有杆腔回油背压为0.5Mpa，设缸的容积效率nv=0.99，机械效 率nm=0.98，液压泵的总效率n=0.9。求：1）当

3、活塞运动速度为100mm/s时液压泵的流量（l/min）； 2）电机的输出功率（kW）。（47.6； 13.96）5有一液压泵，当负载压力为p=80X105Pa时，输出流量为96l/min，而负载压力为 100X105Pa时，输出流量为94l/min。用此泵带动一排量V=80cm3/r的液压马达，当负载扭 矩为120N.m时，液压马达机械效率为0.94，其转速为1100r/min。求此时液压马达的容积 效率。（%）（93.6）6. 增压缸大腔直径D=90mm，小腔直径d=40mm，进口压力为p1 = 63 X 105Pa，流量 为q1=0.001 m3/s，不计摩擦和泄漏，求出口压力p2和流量

4、q2各为多少？ （MPa、m3/s） （31.9； 0 .198X10-3）7. 在图示液压系统中，泵的额定压力为ps = 25X105Pa，流量q=10l/min，溢流阀调定 压力py=18X105Pa，两油缸活塞面积相等，A1=A2=30 cm2,负载R1=3000N，R2=4200N其 他忽略不计。试分析：1）液压泵启动后两个缸速度分别是多少（m/s）； 2）各缸的输出功率 和泵的最大输出功率可达多少（W）。（.056、.056 ； 168、235、300 ）8.如图所示，如果液压缸两腔的面积A =100 cm2, A2=40 cm2,泵的供油量q=40l/min,供油压力p=20X10

5、5Pa，所有损失均忽略不记，试求：1）液压缸在该工况下可能产生的 最大推力（N）； 2）差动快进管内允许流速为4m/s,管径d应选多大（mm）? （12000 ； 18 ）9如图所示的夹紧回路中，如溢流阀的调整压力py=50X105Pa，减压阀调整压力片 = 25X105Pa。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 50X105Pa时，夹紧液压缸使工件夹紧后，A点、C点压力为多少（105Pa）? 2）当泵压力 由于其它工作缸的快进，压力降至pb=15X105Pa时（工件原先处于夹紧状态）：这时，A 点、C点压力各为多少（105Pa）? 3）夹紧缸在未夹紧工件前做空载运

6、动时，A、B、C三 点压力为多少（105Pa）?（25、25 ； 15、25； 0、0、0)10如图所示的回路采用进油路与回油路同时节流调速。采用的节流阀为薄壁小孔 型，两节流阀的开口面积相等，=4=01 cm2,流量系数Cd=0.67,液压缸两腔有效面积A1=100 cm2， A2=50 cm2,负载R=5000N，方向始终向左。溢流阀调定压力py=20X105Pa，泵流量 q=25l/min。试求活塞往返运动速度各为多少（m/s），两者有可能相等否？（ .036； .036；有 可能）11.在图示的回路中，液压缸两腔面积A=100 cm2, A2=50 cm2,当缸的负载F从0变 化到30

7、000N时，缸向右运动速度保持不变，调速阀最小压差p = 5X105Pa,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 ； 65 ； 65 ）12.图示为某专用液压铣床的油路图。泵输出流量q=30l/min,溢流阀调定压力py=24 X 105Pa，液压缸两腔有效面积A1=50 cm2, A2=25 cm2,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=12l/min,若元件的泄漏和损失忽略不计。试求：1） 活塞快

8、速接近工件时，活塞的运动速度v1 （cm/s）及回路的效率n1； （%） 2）当切削进给 时，活塞的运动速度v2 （cm/s）及回路的效率n2o （%）（10、100 ； 0.8、6.7 ）13.在图示的回路中，变量泵的转速np=1200r/min，排量Vp=08cm3/r；安全阀调定压力py=40X105Pa，变量马达排量Vm=412cm3/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、640 ； 3.82、640 ）14.图（a）为限压式

9、变量泵及调速阀组成的联合调速回路，图6）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5X105Pa，背压阀调定值为4X105Pa，活塞两腔 有效面积A1=50 cm2， A2=25 cm2,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）15.将二个减压阀串联成图示系统。取Py=45X105Pa,，j1 = 35X105Pa, pj2=20X 105Pa， 活塞运动时，负载F=1200N,活塞面积A=1

10、5 cm2,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 ）16.在图示系统中。4严80 cm2, A2=40 cm2,立式缸活塞与运动部件自重FG=6000N,12G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？ （1

11、05Pa） 2）溢17.图示的系统中，缸I为进给缸，活塞面积A=100 cm2，缸II为辅助装置缸，活塞面 积A2=50 cm2。溢流阀调整压力py=40X 105Pa，顺序阀调整压力px=30X 105Pa，减压阀调 整压力p = 15X105Pa，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R应为多少？ (N)(7500； 25000)18. 泵和马达组成系统，已知泵输出油压pp=100X1O5Pa，排量Vp=10cm3/r，机械效率 n mp=0.95，容积效率n vp=0.9；马

12、达排量VM=10cm3/r，机械效率n mM=0.95,，容积效率n vM=0.9,泵出口处到马达入口处管路的压力损失为5X105Pa，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) (2632、2250 ； 1215； 1828、14.37 )19. 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

13、求在0.15s内均匀地达到稳定上升速度v=6m/min，停止G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)20.如图示液压回路，已知溢流阀的调定压力为py=50X105Pa，顺序阀的调定压力为 px=30X105Pa，液压缸1的有效面积A=50 cm2,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）21.图示液压系统，液压

14、缸的有效面积A1= A2=100 cm2,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p=40X105Pa、px=30X105Pa、p=20X105Pa，求在下列三种工况下A、B、C处的 压力o（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 ）22如图所示，两个相同的液压缸串联起来，两

15、缸的无杆腔和有杆腔的有效工作面积分 别为A=100 cm2, A2=80 cm2,输入的压力p1 = 18 X 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L m a X和L2 m a 乂的数值；（N） 3）两缸的活塞运动速度各是多少?1 m a x2 m a x（m/min）（10000； 18000、22500 ； 1.6 、1.28 ）23. 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q=10l/min， 溢流阀的调定压力py=35X10

16、5Pa，在额定流量下通过各换向阀的压力损失相同Apn=2X 105Pa，节流阀流量系数Cd=0.65，油液密度P =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=0.01cm2时活塞运动速度（m/s） 和回路效率nc（%）（此时不计换向阀的压力损失）。（20； 20； 6.13X10-3、31.5 ）24. 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A = 2A2

17、=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，节流阀为薄壁小孔，流量系数Cd=0.62，油液密度P =900kg/m3。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)节流阀开口面积a=0.01cm2活塞运动速度v1 (m/min )及泵的出口 压力Pp( MPa )； 3)节流阀开口面积a=0.06cm2活塞运动速度v1 ( m/min )及泵的出口压力25. 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 X

18、 105Pa) ( 1.29)26. po=6X105Pa，T0=2OC,阀的最小截面积A=5X10-5m2，问容积为V=0.01m3的容器， 从初始压力pH=1 X 105Pa (绝对压力)充到p0所需的时间(s)。( 0.82)27. 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20C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)。( 58.5 )28. 单作用气缸内径D=0.125m,工作压力p=0.5MPa，气缸负载率n=0.5，复位弹簧刚 度C

19、=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)29.单杆作用气缸内径D=0.125m，活塞杆直径为d=32mm,工作压力p=0.45MPa，气 缸负载率n =0.5，求气缸的推力和拉力。如果此气缸内径D=80mm，活塞杆径d=25mm, 工 作压力p=0.4 MPa，负载率不变，其活塞杆的推力和拉力各为多少（N）? （ 2760、2579； 1000、 907 ）30.当气源及室温均为15C时，将压力为0.7MPa （绝对）的压缩空气通过有效界面积 S=30mm2的阀口，充入容积V=85L的气罐中，压力从0.02MPa上升到0.6MPa

20、时，充气时 间（s）及气罐的温度（C）为多少？当温度降至室温后罐内压力（Mpa）为多少？如从大 气压开始充气的情况又将如何? （ 11.45、 125； 0.434； 11.74、 130.2、 0.429 ）分析题：8.如图所示的系统中，两个溢流阀串联，若已知每个溢流阀单独使用时的调整压力， py1=20X105Pa，py2=40X105Pa。溢流阀卸载的压力损失忽略不计，试判断在二位二通电磁 阀不同工况下，A点和B点的压力各为多少。解：电磁铁 1DT2DTpA=0pB=01DT+2DTpA=0pB=20X 105Pa1DT 2DT+pA=40X105PapB=40X105Pa1DT+2DT

21、+pA=40X 105PapB=60X 105Pa当两个电磁铁均吸合时，图示两个溢流阀串联，A点最高压力由py2决定，pA=40X 105Pa。由于pA压力作用在溢流阀1的先导阀上（成为背压），如果要使溢流阀1的先导阀 保持开启工况，压力油除了克服调压弹簧所产生的调定压力py1 = 20X105Pa以外，尚需克 服背压力pA=40X105Pa的作用，故泵的最大工作压力:pB= py1+ pA=（20+40）X 105=60 X 105Pa 。13.在图示的夹紧系统中，已知定位压力要求为10X105Pa，夹紧力要求为3X104N, 夹紧缸无杆腔面积A=100cm，试回答下列问题：1） A，B，C

22、，D各件名称，作用及其调 整压力； 2）系统的工作过程。解：1） A为内控外泄顺序阀，作用是保证先定位、后夹紧的顺序动作，调整压力略大于 10X 105Pa ；B 为卸荷阀，作用是定位、夹紧动作完成后，使大流量泵卸载，调整压力略大于10X 105Pa ；C 为压力继电器，作用是当系统压力达到夹紧压力时，发讯控制其他元件动作，调整 压力为 30X105PaD为溢流阀，作用是夹紧后，起稳压作用，调整压力为30X105Pa。2）系统的工作过程：系统的工作循环是定位一夹紧一拔销一松开。其动作过程：当1DT 得电、换向阀左位工作时，双泵供油，定位缸动作，实现定位；当定位动作结束后，压力升 高，升至顺序阀

23、 A 的调整压力值， A 阀打开，夹紧缸运动；当夹紧压力达到所需要夹紧力 时， B 阀使大流量泵卸载，小流量泵继续供油，补偿泄漏，以保持系统压力，夹紧力由溢流 阀D控制，同时，压力继电器C发讯，控制其他相关元件动作。5如图所示的回路为带补油装置的液压马达制动回路，说明图中三个溢流阀和单向阀的作用。解：液压马达在工作时，溢流阀 5 起安全作用。制动时换向阀切换到中位，液压马达靠惯性 还要继续旋转，故产生液压冲击，溢流阀1， 2分别用来限制液压马达反转和正转时产生的 最大冲击压力，起制动缓冲作用。另一方面，由于液压马达制动过程中有泄漏，为避免马达 在换向制动过程中产生吸油腔吸空现象，用单向阀3和4从油箱向回路补油。