中南大学液压传动考试练习题

1、已知一粘度计.D=100mm, d=98mm,l=200mmn=8r/s,T=0.4Nm.求油液的动力粘度.V=R=2.512m/sT=FfR Ff=8N Ff= Adu/dy 1/02512(0.1 0.098)/ 2ffduFAFAdydu dyduvAdsdy /0.051./fFAPa sdu dyn已知D=120mm,d=119.6mm,L=140mm,=0.065PA.s,v=0.5m/s不计油压，求duFAdyAd 10.502500(0.120.1196)/ 2dusdy8.55duFANdy已知3*10-5m2/s,=900kg/m3求？30.130202.(2)0.02*1

2、020 (2)0.02*10dunrdArdrdTdF rdArrdrrdynrTrdrr例例1 如图所示液压泵的吸油装置，通过油液的流量q=32L/min,吸油管直径d=20mm, ，液压泵吸油口距离液面高度h=500mm，油液密度=900kg/m3 ，粘度=2010-6m2/s，不计压力损失，试求液压泵吸油口的真空度。解：吸油管的流速为：smscmdqAqv/7 . 1/6024103242322 sm /102026油液运动粘度油液在吸油管中的流动状态1700102002. 07 . 1Re6vdRe=1700Recr=2000,层流 =2q- 截面 h1 =0，v1=0，p1=0- 截

3、面 h2=0.5m，v2=1.7m/s，p2=?，hw=0得：即液压泵吸油口的真空度为710-3MPa列伯努力方程whgvgphgvgph 222222221111 qMPaPa.vghpp32222212107701671900225081990002 例例2：图 为文氏流量计，当水银柱压力计读数h=45mmHg时，不计动能修正系数和能量损失，求通过流量计的水流量。001122hD2D1文氏流量计图文氏流量计图解解：取断面1-1，D1=200mm； 断面2-2，D2=100mm；以中心线为基准 0-0，于是，h1=h2=0，又按题意知1 = 2 =1。于是，伯努力方程为02020222211

4、gVgpgVgp根据连续性方程：2211AVAV122211212VDDVAAV即将连续性方程代入伯努力方程整理得1221424121212221DDVVVpp1)(24241211DDppV001122hD2D1文氏流量计图文氏流量计图由静压方程有：ghghppp1OHHgOHOHHg212226 .13OHHg211 . 02 . 0) 16 .13(45. 081. 922 . 041) 1(24442424121112DDghDVAqOHHg所求的流量为=2.705103 （m3/s）=1620（L/min）001122hD2D1文氏流量计图文氏流量计图例例1 如右图所示，液体在管内做

5、连续流动，在截面II和 处的通流面积分别为A1和A2，测压管读数差为h，液体的密度为,若不考虑管路内的能量损失，求截面II和 处哪一处压力高？为什么?通过管路的流量q为多少?解解(1)比较截面- 和- 的压力，由图可见， - 截面的测压管读数比和- 截面的测压管读数高，这表明- 截面比- 截面的压力高。理由是：在密闭管内做稳定流动的理想液体的压力能、动能和位能的总和是一定的，并可互相转换。管道水平放置，位置头（位能）相等，所以各截面的动能与压力能互相转换， - 截面A1大于- 截面A2，即 - 截面管道细，流速高，动能大，压力能小，而- 截面管道粗，流速低，动能小，压力能大， 所以- 截面的压

6、力比- 截面的压力高。例例2 如图所示液压泵的吸油装置，通过油液的流量q=32L/min,吸油管直径d=20mm, ，液压泵吸油口距离液面高度h=500mm，油液密度=900kg/m3 ，粘度=2010-6m2/s，不计压力损失，试求液压泵吸油口的真空度。解：吸油管的流速为：油液在吸油管中的流动状态smscmscmdqAqv/7 . 1/170/6024103242322sm /102026油液运动粘度1700102002. 07 . 1Re6vdRe=1700Recr=2000,层流 =2- 截面 h1 =0，v1=0，p1=0- 截面 h2=0.5m，v2=1.7m/s，p2=?，hw=0

7、得：MPaPavghpp3222221210770167 . 1900225 . 081. 990002即液压泵吸油口的真空度为710-3MPa列伯努力方程whgvgphgvgph222222221111例例3：图 为文氏流量计，当水银柱压力计读数h=45mmHg时，不计动能修正系数和能量损失，求通过流量计的水流量。001122hD2D1文氏流量计图文氏流量计图解解：取断面1-1，D1=200mm； 断面2-2，D2=100mm；以中心线为基准 0-0，于是，h1=h2=0，又按题意知1 = 2 =1。于是，伯努力方程为02020222211gVgpgVgp根据连续性方程：2211AVAV12

8、2211212VDDVAAV即将连续性方程代入伯努力方程整理得1221424121212221DDVVVpp1)(24241211DDppV001122hD2D1图图 文氏流量计文氏流量计由静压方程有：1OHHgOHOHHg21222ghghppp6 .13OHHg211 . 02 . 0) 16 .13(45. 081. 922 . 041) 1(24442424121112DDghDVAqOHHg所求的流量为=2.705103 （m3/s）=1620（L/min）例例1 某液压马达排量qM 250mL/r ，入口压力为9.8MPa，出口压力为0.49MPa，其总效率M0.9 ，容积轻率VM

9、0.92，当输人流量QM为22Lmin时，求液压马达输出转矩和转速各为多少?解：液压马达的理论流量 QtM=QMVM =220.92L/min=20.24L/min液压马达的实际转速液压马达的进出口压力差pM=9.8-0.49=9.31MPa液压马达的输出转矩96.80min/2501024.203rqQnMtMMmNnQpTMMMM.38.3629 . 096.80210221031. 9236 例例2 已知液压泵输出油压ppl0MPa，泵的机械效率m 0.95，容积效率VP 0.9，排量qp10mL/r，转速nP1500rmin ；液压马达的排量qM 10mL/r ，机械效率mM 0.95

10、，容积效率VM 0.9，求液压泵的输出功率、拖动液压泵的电动机功率、液压马达输出转速、液压马达输出转矩和功率各为多少?解解：(1)液压泵的输出功率1)液压泵的输出流量 QP=qPnVP=1010-3 1500 0.9L/min=13.5L/min2)输出功率(2)电动机功率kWkWqpPPP25. 21065 .131010106767kWkWPPmV63. 295. 09 . 025. 2电(3)液压马达的输出转速 不计管路中的流量损失，液压马达的输入流量等于液压泵的输出流量，所以液压马达的理论流量：QtM=QP VM =13.50.9L/min=12.15L/min 液压马达转速(4)液压

11、马达的输出转矩(5)液压马达的输出功率PM=PiMM =PmMVM =2.250.95 0.9kW=1.92kWmin/1215min/101015.123rrqQnMtMMmNmNpqTmMMM.11.15.95. 0210101010266例例3 3 如图所示，已知变量泵最大排量qpmax160mL/r，转速nP1000rmin，机械效率mp0.9，总效率p0.855，液压马达的排量qM140mL/r，机械效率mM0.9，总效率M0.8，系统的最大允许压力p8.5MPa，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? 解：(1)

12、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min/151min/9 . 085. 01000101603maxmaxLLnqnqQmPPPPVPPPP89. 09 . 08 . 0mMMVMmin/960min/1014089. 01513rrqQnMVMPM液压马达输出的转矩(2)驱动液压泵所需的功率和转矩1)驱动液压泵所需的功率2)驱动液压泵的转矩mNmNpqTmMMM.45.170.9 . 0210140105 . 8266kWkWnpqPPmPPPPi2 .2510609 . 0100010160105 . 8366maxmNmNpqTmPPP.5 .240.

13、9 . 0210160105 . 8266 例例4 4 某液压泵的额定流量QH32Lmin，额定压力pH2.5MPa，额定转速nH1450rmin，泵的机械效率H0.85。由实验测得，当泵的出口压力近似为零时，其流量Qt35.6Lmin。求该泵的容积效率和总效率是多少? 如果在额定压力下泵的转速为500rmin时，估算泵的流量为多少?该转速下泵的容积效率为多少?两种转速下，泵的驱动功率又是多少? 解解: :(1)泵的容积效率和总效率液压泵出口压力为零时的流量为理论流量，即Qt 35.6Lmin。 液压泵的容积效率9 . 06 .3532tHVQQ液压泵的总效率76. 085. 09 . 0mV

14、(2)液压泵的流量和容积效率液压泵的排量于是液压泵的额定转速nH500rmin时，其理论流量qt=VnH=0.025500L/min=12.5L/min 因为额定压力不变，所以液压泵的容积效率不变，故液压泵的输出流量QH= QtV =12.50.9L/min=11.25L/min (3)液压泵的驱动功率 nH1450r min时，液压泵的驱动功率 nH500rmin时，液压泵的驱动功率rLrLnQqHt/025. 0/14506 .35kWQpQpPVmHHHH74. 19 . 085. 01061032105 . 2106106766771kWQpQpPVmHHHH6 . 09 . 085.

15、 01061025.11105 . 2106106766772 例例1 1 下图为两缸并联液压系统，已知活塞下图为两缸并联液压系统，已知活塞A A重重8kN8kN，活塞，活塞B B重重4kN4kN，两缸无杆腔活塞面积均为两缸无杆腔活塞面积均为100cm100cm，溢流阀调整压力为，溢流阀调整压力为1.5MPa1.5MPa，泵，泵输出流量为输出流量为5L5Lminmin。试分析两缸是否同时运动。试分析两缸是否同时运动? ?计算两缸活塞的运计算两缸活塞的运动速度和液压泵的工作压力动速度和液压泵的工作压力? ?说明溢流阀的调整压力是否合理说明溢流阀的调整压力是否合理? ?若溢若溢流阀的调整压力为流阀

16、的调整压力为0.6MPa0.6MPa，系统将是怎样的工作状态，系统将是怎样的工作状态? ? 解解：(1)(1)两缸活塞运动情况两缸活塞运动情况 由于液压系统的压力取决于外负载，由于液压系统的压力取决于外负载，因此可求出因此可求出A A、B B两缸活塞上升所需工作压力为：两缸活塞上升所需工作压力为： 活塞活塞B B由于由于A A、B B两缸所需工作压力不同，两缸所需工作压力不同，B B缸压力小于缸压力小于A A缸压力缸压力大大故故B B缸活塞先动，当活塞运动到终点，系缸活塞先动，当活塞运动到终点，系统压力升高到统压力升高到p p A A值值( (即即0.8MPa)0.8MPa)时，时，A A缸活

17、塞才动。缸活塞才动。由此可见，两缸活塞的运动状况是：由此可见，两缸活塞的运动状况是：B B缸活塞先动，缸活塞先动，A A缸活塞后动，两活塞不可能同时运动。缸活塞后动，两活塞不可能同时运动。p pA A=G=GA A/A=8000/A=8000/(100 /(100 1010-4-4)Pa=0.8MPa)Pa=0.8MPa p pB B=G=GA A/A=4000/A=4000/(100 /(100 1010-4-4)Pa=0.4MPa)Pa=0.4MPa 活塞活塞A A(2)(2)两活塞的运动速度和液压泵的工作压力两活塞的运动速度和液压泵的工作压力 活塞活塞B B运动时活塞运动时活塞A A不运

18、动，此时液压泵输出流量不运动，此时液压泵输出流量( (不汁损不汁损失失) )全部进入液压缸全部进入液压缸B B ，因此活塞，因此活塞B B的运动速度的运动速度v vB B=Q/A=5=Q/A=5 1010-3-3/(100 /(100 1010-4-4)m/min=0.5m/min)m/min=0.5m/min活塞活塞A A的运动速度的运动速度 v vA A=0=0此时液压泵的工作压力：此时液压泵的工作压力：p pP P=p=pB B=0.4MPa=0.4MPa 活塞活塞B B运动到终点，系统压力继续升高，当升高至运动到终点，系统压力继续升高，当升高至p p A A0.8MPa0.8MPa时，

19、时，活塞活塞A A运动，这时液压泵输出流量全部进入液压缸运动，这时液压泵输出流量全部进入液压缸A A，活塞，活塞A A的运动的运动速度和液压泵的输出压力：速度和液压泵的输出压力：v vA A=Q/A=5=Q/A=5 1010-3-3/(100 /(100 1010-4-4)m/min=0.5m/min)m/min=0.5m/min活塞活塞B B的运动速度的运动速度 v vB B=0=0此时液压泵的工作压力：此时液压泵的工作压力： p pA A =p =pB B =0.8MPa =0.8MPa (3)(3)系统的工作状态系统的工作状态 由于溢流阀的调整压力由于溢流阀的调整压力p p P P 1.

20、5MPa1.5MPa，高于，高于A A、B B两缸的工作压两缸的工作压力，因此保证了液压泵输出流量能够分别进入力，因此保证了液压泵输出流量能够分别进入A A和和B B两缸，使两缸，使A A和和B B两两缸活塞能够运动，当液压缸缸活塞能够运动，当液压缸A A的活塞运动到终点时，系统压力继续的活塞运动到终点时，系统压力继续升高，直至打开溢流阀，液压泵输出流量通过溢流阀流回油箱，液升高，直至打开溢流阀，液压泵输出流量通过溢流阀流回油箱，液压泵的压力稳定在溢流阀的调整压力，即压泵的压力稳定在溢流阀的调整压力，即p p P P 1 15MPa5MPa 若溢流阀的调整压力若溢流阀的调整压力p p P P

21、0. 6MPa0. 6MPa，由于，由于B B缸压力缸压力p p B B 0.4MPa0.4MPa，低于低于p p P P0. 6MPa0. 6MPa， 所以所以B B缸能正常工作。然而，由于缸能正常工作。然而，由于A A缸压力缸压力p p A A 0.8MPa 0.8MPa ，高于，高于p p P P调定值，因此当调定值，因此当B B缸活塞运动到终点，系统压力缸活塞运动到终点，系统压力继续升高至继续升高至p p P P 0.6MPa0.6MPa时，溢流阀打开，液压泵输出流量通过溢时，溢流阀打开，液压泵输出流量通过溢流阀流回油箱，此时液压泵的压力稳定在流阀流回油箱，此时液压泵的压力稳定在p p P P 0. 6MPa0. 6MPa的调定压力，的调定压力，不会再升高，所以不会再升高，所以A A缸中活塞因压力不足不能运动。缸中活塞因压力不足不能运动。作业作业:1.图示两个结构和尺寸均相同相互串联的液压缸,无杆腔面积A1=100cm2,有杆腔面积A2=80cm2,缸1输入压力p1=0.9MPa,输入Q1=12L/min,不计损失和泄漏,试求:1)两