液压计算题总题库 (2)

（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。
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。
18．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= 0.9，总效率ηp= 0.85；液压马达的排量VM= 140mL/r，机械效率ηmM= 0.9，总效率ηM= 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？
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：qpt＝Vpnp＝2.5×10－4m3/s
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,若容积效率 =0.95,总效率η=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=?
（c）答： ； ；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，ρ=870kg/m3，节流阀口为薄壁小孔。）
（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
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
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？
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。
（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
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，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：
液压泵的实际流量为：qp＝qptηpv＝2.25×10－4m3/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＝2.25×10－4m3/s
∴马达输出转速nm= qmηmv/Vm=1215r/min
（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：
（3Leabharlann Baidu液压马达的转速
nM=qM·ηMV/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。
答：（a） ； ；缸体向左运动
（b）答： ； ；缸体向右运动
（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=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？
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）
4)马达输出转矩为：Tm＝pmVmηmm/2π=15.13Ｎ.ｍ
5)马达输出功率为：Pm＝2πTmnm＝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α= 22°30′，转速n=960r/min，输出压力p=10MPa，容积效率ηv=0.95，机械效率ηM=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）
（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？
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：
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：
解：
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=0.95，总效率η=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×η/（2πηmv）=12.57N.m
马达转速nM=qM×ηmv/ Vm=38r/s=2280rpm
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：
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：ΔP = P1=2 MPa
节流阀的流量： = =4.2×10-2m3/s
活塞的运动速度：V = = =150cm/min
有泵的工作压力：PⅠ= PP= 2 Mpa活塞的运动速度：V =150 cm/min
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
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ηpm=0.95，容积效率ηpv=0.9；马达排量Vm=1×10－5m3/r，机械效率ηmm=0.95，，容积效率ηmv=0.9，各种损失忽略不计，
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=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
解：
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，当泵空载卸荷运转时,输出流量为9.33×10－4m3/s,求该泵的容积效率ηV=?和总效率η=?
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
（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
所以ηV=q/qt=0.946
据已知，PO=pq＝5247.9w，Pr=7000w
所以η= 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=2r/min，最大转速nmax=300r/min，容积效率ηv=0.9，求所需的最小流量和最大流量为多少？