液压计算题总题库

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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：（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=852Nm3、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)=1.05kW4、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)=2.69KWPM=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/min5、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)−h6、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/min7、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（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。）答，以题意和图示得知：因工作压力：PP=2.4MpaFL=10000NP1·A1=FLP1=FL/A1=10000/(50×10-4)=2MPa节流阀的压差：ΔP=P1=2MPa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=2Mpa活塞的运动速度：V=150cm/min9、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·A2P2·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·A2V2=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=012、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/sV2=q2/A2=0.02*80*10-4/100*10-4=0.16m/sP2=F2/A1P1A1=P2A2+F1F1=0；P2=P1A1/A2=1.125MPaF2=P2A1=112.5N13、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>Py314、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=7MPa15、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）pA=1.5MPa；pB=5MPa（3）pA=0MPa；pB=0MPa16、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=5MPa17、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？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。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？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，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液压泵的实际流量为：qp＝qptηpv＝2.25×10－4m3/s2)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/min4)马达输出转矩为：Tm＝pmVmηmm/2π=15.13Ｎ.ｍ5)马达输出功率为：Pm＝2πTmnm＝1924w20．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）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所以ηV=q/qt=0.946据已知，PO=pq＝5247.9w，Pr=7000w所以η=PO/Pr=0.754．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？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马达输出功率PMo=pM×qM×η=3Kw6．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=?7．马达输出转矩TM=170N.m,转速n=2700rpm,排量V=84ml/r,机械效率ηMm=0.85,容积效率ηMV=0.9,求马达所需供油压力p=?和流量qM=?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：9．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ηv；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ηm和总效率η。解：10.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FL=1.2×105N。有杆腔回油背压为0.5Mpa，设缸的容积效率ηv=0.99，机械效率ηm=0.98，液压泵的总效率η=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：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=012．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=1×10－4m3/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ρ=900Kg/m3，略管道损失,求活塞运动速度v=?和通过溢流阀的流量qY=?。解：P1=F/A1=2Mpa；节流阀压差ΔP=PP-P1=1Mpa；通过节流阀流量qj=CdAT(2ΔP/ρ)1/2=2.92×10－5m3/S活塞运动速度v=qj/A1=1.42×10-2m/s；溢流量qY=qP-qj=7.17×10-5m3/S。13．图示回油节流调速回路，若液压缸无杆腔面积A1=60cm2，有杆腔面积A2=30cm2，溢流阀调定压力pp=2.4MPa，泵流量qp=10L/min，负载F=10000N，节流阀通流面积AT=0.01cm2，流量系数Cq=0.62,油液密度ρ=870Kg/m3，略管道损失,求:1）活塞运动速度V=?2）通过溢流阀的流量qY=?3）溢流功率损失ΔPr和节流功率损失ΔPT4）回路的效率η解;1）假设节流阀起节流作用，故p1=pp=2.4MPa又p1A1=p2A2+F∴p2=1.47MPa故通过节流阀流量qj=q2=CqAT(2p2/ρ)1/2=3.6×10－5m3/Ss=2.16L/min又q1=q2A1/A2=4.32L/min