液压复习题 - 图文

复习题

1、 某液压马达排量为Vm=70mL/r，供油压力p=10MPa，输入流量q=100L/min，液压马达的容积效率ηMV=0.92，机械效率ηMm=0.94，液压马达回油背压为0.2MPa。试求：

1）液压马达输出转矩； 2）液压马达的转速。 解：1）液压马达的输出转矩

??pVM10?0.2??106?70?10?6TM??Mm??0.94M?m?102.7M?m

2?2?3.141）液压马达的转速

n?qM?MV100?0.92?r/min?1314r/min ?3VM70?102、例3-8 如图3-1所示，已知液压缸活塞直径D=100mm，活塞杆直径d=70mm，进入液压缸的油液流量q=4×10-3m3/s，进油压力p1=2MPa。试计算图3-1a、b、c三种情况下的运动速度大小、方向及最大推力。

图3-1

解：由已知条件知，液压缸的大腔（无杆腔）和小腔（有杆腔）的面积分别为

3.14?0.122A1??m?0.785?10?2m2

44A2??D2??D2?d2?43.14?0.12?0.0722?m?0.4?10?2m2

4??1）图3-1a为缸筒固定，因大腔进油、小腔排油，故活塞向左运动。

q4?10?3运动速度 v1??m/s?0.51m/s

A10.785?10?2最大推力

F1max?p1A1?p2A2??2?106?0.785?10?2?0.2?106?0.4?10?2?N?1.49?104N

2）图3-1b为活塞杆固定，因小腔进油、大腔排油，故缸筒向左运动。

q4?10?3运动速度 v2??m/s?1m/s

A20.4?10?2最大推力

F2max?p1A2?p2A1?2?106?0.4?10?2?0.2?106?0.785?10?2N?0.643?104N??3）图3-1c为活塞杆固定，两腔差动连接，故缸筒向右运动。

q4?10?3运动速度 v3??m/s?1.04m/s ?2?2A1?A20.785?10?0.4?10最大推力

F3max?p1?A1?A2??2?106??0.785?10?2?0.4?10?2?N?0.77?104N

3、如图3-2所示，两串联双活塞杆夜压缸的有效作用面积A1=50cm2，A2=20cm2，

液压泵的流量qp=0.05×10-3m3/s，负载W1=5000N，W2=4000N。不计损失，求两缸工作压力p1、p2及两活塞运动速度v1、v2。

图3-2

解：1）液压泵的流量qp全部进入缸1，所以缸1活塞的运动速度

0.05?10?3v1??m/s?0.01m/s

A150?10?4qp而缸1是双活塞杆缸，排出的流量亦为qp且全部进入缸2，所以缸2活塞的运动速度

0.05?10?3v2??m/s?0.025m/s ?4A220?102）缸2回油直接回油箱，因此活塞要推动负载W2，缸2的进口工作压力

qpp2?W240006??2?10Pa ?4A220?10P2即缸1的排油压力，于是对缸1有

p1A1?p2A2?W1

因此缸1的进口压力

p2A2?W15000?2?106?50?10?46p1???3?10Pa ?4A150?104、如果调整压力分别为10MPa和5MPa的顺序阀F1和F2串联或并联使用，分

析进口压力为多少？

解：因顺序阀的调整压力是指阀的出口压力为零时阀开口压力，因此按几种出口负载不同的工况分析. 两顺序阀串联：

1）若F1在前，F2在后，且阀的出口接回油箱，见图4-9。

因F1开启，其进口压力为p1=10MPa，F2开启，其进口压力为p2=5MPa，所以总的进口压力为p1=10MPa，F1阀芯受力平衡，阀口为某一开度，压力损失Δp1=p1- p2=(10-5)MPa=5MPa；F2阀芯受力平衡，阀口为某一开度，压力损失Δp2=5MPa。 2）若F2在前，F1在后，且阀的出口接回油箱，见图4-9b。

因F1进口压力为p2=10MPa，所以F2的进口压力不再是5MPa，而是10MPa，于是F2阀阀口全开作用在阀芯的液压力大于弹簧和液动力之和，阀口压力损失Δp1=0MPa；而F1阀开口较小，阀芯受力平衡，阀口压力损失Δp2=10MPa。 3）无论F1在前还是在后，若两阀串联后出口负载压力pL>10MPa,则两串联阀总的进口压力p1=pL，两阀阀口全开，压力损失近似为零，见图4-9c. 两顺序阀并联，见图4-9d:

（1） 若两并联阀的出口压力pL<5MPa，调整压力低的F2阀开启通流，F1关闭，并联阀的进口压力p=5MPa。此时，F2阀芯受力平衡，阀口压力损失Δp=5MPa- pL。

（2） 若两并联阀的出口负载压力10MPa>pL>5MPa，并联阀的进口压力p=pL。此时F1阀关闭，F2阀口全开，作用在F2阀芯上的液压力大于弹簧力与液动力之和，其阀口压力损失近似为零。

（3） 若两并联阀的出口负载压力pL >10MPa，并联阀的进口压力p=pL。此时，F1，F2均全开，阀口压力损失近似为零。

5、图6-3所示的液压系统，液压缸有效作用面积A11=A21=100cm2，A12=A22=50cm2，

缸1工作负载FL1=35000N，缸1工作负载FL2=25000N，溢流阀、顺序阀和减压阀的调整压力分别为5MPa，4MPa和3MPa，不计摩擦负载、惯性力、管路及换向阀的压力损失，求下列三种工况A、B、C三点的压力pA、pB、pC： 1）液压泵启动后。两换向阀处于中位；

2）2Y得电，缸2工进时及前进碰到死挡铁时；

3）2Y失电，1Y得电，缸1运动时及到达终点后突然失去负载时。

图6-3

解：由已知条件，得 缸1工作压力 p1?FL135000?MPa?3.5MP aA11100?10?4FL225000?MPa?2.5MP a?4A21100?10缸2工作压力 p2?1） 液压泵启动后，换向阀处于中位，液压泵的油液只能从溢流阀回油箱，故

pA=5MPa。因顺序阀调定压力小于pA，顺序阀开启pB= pA=5MPa。由于减压阀先导阀开启，减压开口关小减压，pC =3MPa。

2） 2Y得电，缸2工进，由于减压阀出口工作压力小于调定压力，减压阀不起减

压作用，pC =2.5MPa。溢流阀不开启，pA= pC =2.5MPa。由于顺序阀调定压力大于pC，顺序阀不开启。

缸2前进碰到死挡铁，缸2负载可视为无穷大，减压阀先导阀开启，减压开口关小，起减压稳压作用，pC =3MPa。液压泵的绝大部分油液将从溢流阀回油箱，故pA=5MPa。顺序阀开启，pB= pA=5MPa。

3） 2Y失电，1Y得电，缸1运动时，顺序阀出口压力取决于负载，pB=3.5MPa。

顺序阀必须开启，pA=4MPa。由于减压阀的作用，pC =3MPa。

缸1运动到终点突然失去负载，pB=0。由于顺序阀开启，pA=4MPa。同前，pC =3MPa。

6、在变量泵和变量马达回路中，已知变量泵转速np=1500r/min,排量Vpmax=8mL/r，

安全阀调整压力pY =40×105Pa，设泵和马达的容积效率和机械效率ηPV=ηPm=ηMV=ηMm=0.95，试求：

1）马达转速nM=1000r/min时泵的排量； 2）马达负载转矩TM=8N·m时马达的转速nM； 3）泵的最大输出效率。 解：1）由马达转速

nM?qM?MVqP?MVVPnP?PV?MV?? VMVMVM得马达转速nM=1000r/min时泵的排量 VP?nMVMnP?PV?MV?1000?10mL/r?7.39mL/ r1500?0.95?0.95 2）由马达转矩 TM?得马达前后压力差 ?p?1?pVM?MV 2?2?TM2?3.14?8?Pa?52.88?105Pa ?6VM?MV10?10?0.95因为 ?p?52.88?105Pa?pY?40?105Pa

故安全阀开启，泵输出油液从安全阀流出泵的进口，马达转速nM=0

3）泵的最大输出功率 PPmax?pYVPmaxnP?PV?40?105?8?10?6?1500/60?0.95W?760W

7、图6-8a为限压式变量泵与调速阀组成的容积节流调速回路，图6-8b为限压

式变量泵的流量-压力特性曲线ABC。已知变量泵qpmax=10L/min，pPC=24×105Pa，pPB=20×105Pa，液压缸A1=50cm2，A2=25cm2，溢流阀调定压力pY=30×105Pa。试求：

1）负载阻力F1=9000N、调速阀调定流量q2=2.5L/min时，泵的工作压力； 2）若调速阀开口不变、负载从9000N减小到1000N时，泵的工作压力； 3）若负载保持9000N，调速阀开口变小时，泵的工作压力； 4）分别计算F1=9000N和F2=1000N时回路的效率。

图6-8

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