1、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=0.95，总效率为 p=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： KWnVpqpqpP VppPpVptppppOP 9.4560 95.01 4 5 0102 0 010606060 3 电机所需功率为： KWPPpOpip 519.0 9.45 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
2、率为 0.87，求： （ 1） 液压泵的理论流量 qt； （ 2） 液压泵的容积效率 v； （ 3） 液压泵的机 械效率 m； （ 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） v=q/qt =150/159.6=0.94； （ 3） m=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
3、 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） = V m=0.95 0.9=0.855 （ 2） P=pq v/60=5 10 1200 0.9/(60 1000)= 0.9kW （ 3） Pi=P/ =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 PV=0.9，机械效率 Pm=0.9；液压马达的排量 VM 10mL r， 容积效率 MV=0.9
4、2， 机械效率 Mm 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=ppVpnp PV=10 10 103 1450 0.9/60=2.175KW （ 2） PPi=PPo/ p= PPo/( PV Mm)=2.69KW PM=PP P=100.5=9.5MPa （ 3） TM=pMVM VM/2 =9.5 10 0.9/2 =13.6Nm （ 4） nM=-npVp PV MV/VM=1450 10 0.9 0.92/10
5、=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，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)/( d2/4)= g(h+x) 导出： x=4(F+G)/( g d2)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 M=0.9；容积效率 VM=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)；
6、 （ 3） 液压马达的转速 (r/min)。 解： （ 1） 液压马达的输出转矩 TM=1/2 pM VM Mm=1/2 (9.8 0.49) 250 0.9/0.92=362.4Nm （ 2） 液压马达的输出功率 PMO= pM qM M/612=(9.8 0.49) 22 0.9/60=3.07kw （ 3） 液压马达的转速 nM=qM MV/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。 Pd Dqa
7、) C)dqPDPdqb)D答： （ a） )(4 22 dDpF ； )(4 22 dD qV ； 缸体向左运动 （ b）答： 24 pdF ； 24dqV ； 缸体向右运动 （ c）答： 24 pdF ； 24dqV ； 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， = 870kg/m3，节流阀口为薄壁小孔。）
8、答，以题意和图示得知： 因工作压力： PP = 2.4Mpa FL =10000N P1 A1=FL P1= FL/ A1=10000/(50 10-4)=2 MPa 节流阀的压差： P = P1=2 MPa 节流阀的流量： PACq Td 2= 8 7 010221001.062.0 64 =4.2 10-2 m3 /s 活塞的运动速度： V = 1Aqqp= 423 1050 102.460/1010 =150cm/min 有泵的工作压力： P = PP = 2 Mpa 活塞的运动速度： V =150 cm/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=100
9、cm2，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？ P 1 2P1v1F2v F2A12A1 21q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= 442111 10)80100( 101009.0 AA AP= 0.5（ MPa） F1=F2= P2 A1=0.5 100 10-4 106=5000（ N） V1=q1/A1= (10 10-3
10、)/ (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-
11、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=0.02 m/s V2=q2/ A2=0.02*80*10-4/100*10-4=0.16 m/s P2=F2/ A1 P1 A1= P2 A2+F1 F1=0； P2= P1 A1 /A2=1.125MPa F2= P2 A1=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 P
12、y1 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）
13、 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 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
14、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 3
15、Mpa。 18如下图所示，已知变量泵最大排量 VP max = 160mL/r，转速 nP= 1000r/min，机械效率 mp = 0.9， 总效率 p = 0.85；液压马达的排量 VM= 140mL/r， 机械效率 mM = 0.9， 总效率 M = 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
16、 （ 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pm=0.95，容积效率 pv=0.9；马达排量 Vm=1 10 5m3/r，机械效率mm=0.95，容积效率 mv=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；（ .） 5）马达输出功率 Pmo。（ W） 答： 1）液压泵的理论流
17、量为： qpt Vpnp 2.5 10 4m3/s 液压泵的实际流量为： qp qpt pv 2.25 10 4m3/s 2) 液压泵的输出功率为： Ppo pp qp 2250w 所需的驱动功率为： Ppr Ppo/ pm pv=2632w pm pp 10MPa， qm= qp 2.25 10 4m3/s 马达输出转速 nm= qm mv/Vm=1215r/min 4) 马达输出转矩为： Tm pmVm mm/2 =15.13 . 5) 马达输出功率为： Pm 2 Tmnm 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 = 2
18、230，转速 n=960r/min，输出压力 p=10MPa，容积效率 v=0.95，机械效率 M=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： 1 1 . 3 ( k w )pqP)sm(101 . 1 4qq)sm(101 . 2nVq)(m101 . 0 4 5D z t a n 4dVmv33vt33t352所需 电 需 电 机的功泵 的 实际 流量：泵 的理 论 流量：排量：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
19、运转时 ,输出流量为 9.33 10 4m3/s,求该泵的容积效率 V=?和总效率=? 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 V=q/qt=0.946 据已知， PO=pq 5247.9w， Pr=7000w 所以 = 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=2 r/min，最大转速 nmax=300 r/min，容积效率 v=0.9，求所需的最小流量和最大流量为多少？ 解： )sm(107.1)sm(101.1)(m1008.32
20、234m a xm a x36m i nm i n35vmvmmtmtVnqVnqpTVpVT理论转矩：5 马达排量 Vm=10 10 6 m3，供油压力 pM=10MPa，流量 qM =4 10 4 m3/s，容积效率mv=0.95，总效率 =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 /（ 2 mv） =12.57N.m 马达转速 nM=qM mv/ Vm =38r/s=2280rpm 马达输出功率 PMo=pM qM =3Kw 6 液压泵输出油压 P =20MPa,转速 n=1450rpm,排量 V=100ml/r,若容
21、积效率 V =0.95,总效率 =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 =? /PPpqPqqVnqVtt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 Mm=0.85, 容积效率 MV=0.9,求马达所需供油压力 p=?和流量 qM=? MVMVMtMMtMtMmMMtVnqqVTppVTTT22 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： 联立即可
22、求解。）（快退快进快退快进vvsm1.04dDqvsm1.04dqv2229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 v； 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 m和总效率 。 解： %8.94%86)2%73.90)1)m i nL(63.71)sm(1094.223)3(m342vrsssvtaPqpqqBnzmqmmmzmd机械效率：总效率：效率：泵在额定工况下的容积理论流量：10.用一
23、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 v=0.99，机械效率 m=0.98，液压泵的总效率 =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： vmLvvFpqPvdDq/24)()122）电机的输出功率：液压泵的流量：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
24、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 4 m3/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 =900Kg / m3，略管道损失 ,
