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文档简介
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,总 效率为p。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:PpqpPpqtp VpPop60 60如卩 Vp 10 200 10 彳 1450 O'9545.9KW60 60电机所需功率为:FOp45.9Pipp51KW0.92、某液压泵的转速为950r/min,排量为Vp=168mL/r,在额定压力和同样转速下,测得的实际流量为150L/min,额定工况下的总效率为,求:1液压泵的理论流量qt;2液压泵的容积效率nv;3液压泵的机械效率nm
2、;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:1qt=Vn=950X 168 - 1000=/min2n v=q/q t ;3n m4Pi=pq/(60 X;5T i=9550P/n=9550 X3、某液压泵的输出压力为5MPa,排量为10mL/r,机械效率为,容积效率为,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:1n = n v n mX2P=pqn v/60=5 X 10X 1200 X 0.9/(60 X3Pi=p/nX4、如图,液压泵的输出压力 pp=10MPa,泵的排量 Vp= 10mL/r,泵的转速np= 145
3、0r /min,容积效率n pv,机械效率n Pm;液压马达的排量 Vm = 10mL/r,容积效率n mv ,机 械效率n Mm =,泵出口和马达进油管路间的压力损失为,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:12Ppi=Pp。/ n p= Ppc/( n pv n Mm)=2.69KWPm=Pp- P3Tm=pm Vm n vm/2 nX 10Xn =13.6Nm4nM=-npVpn PVn mv/Vm=1450x 10XX 2/10=1r/min5、如下列图,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。
4、假设液体的密度为P,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)/( n d2/4)= p g(h+x) 导出:x=4(F+G)/( p g n d2)-h6、液压马达的排量 VM=250mL/r ;入口压力为;出口压力为;此时的总效率n m;容积 效率n vm ;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=1/2 nA pM Vm n Mm=1/2 nX 0.49) X 250 X 0.9/0.92=362.4N m 2液
5、压马达的输出功率Pmo= A pM qM n m 0.49) X 22 X3液压马达的转速nM =qM n mv /V m=22 X 103X7、如下列图三种形式的液压缸,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,假设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。b)答:aF Z 眄;V4q(D2 d2):缸体向左运动2F - pdVb答:4:缸体向右运动F pd2 Vc答:4:4q,2d :缸体向右运动8、如下列图液压回路,液压泵的流量qp=10L/min,液压缸无杆腔活塞面积Ai=50cm2,有杆腔活塞面积 A2=25cm2,溢流阀调定压力
6、Pp=2.4Mpa,负载Fl=10000N,节流阀通流面积At= 2,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 , p = 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 =10000NPi Ai=FlPi= Fl/ Ai=10000/(50 X 10-4)=2 MPa 节流阀的压差: P = Pi=2 MPa-2 P:22106q Cd AT J 0.62 0.01 10 节流阀的流量:=870 X 10-2 m3 /sqp q 10 10 3/604.2 10 2活塞的运动速度:V =a1 =50 10=150
7、cm/min有泵的工作压力:Pi = Pp = 2 Mpa 活塞的运动速度:V =150 cm/min9、如下列图两个结构和尺寸均相同的液压缸相互串联,无杆腔面积Ai=100cm2,有杆腔面积i2A2=80cm2,液压缸1输入压力Pi=0.9Mpa,输入流量qi=12L/min,不计力损失和泄漏,试 计算两缸负载相同时Fi=F2,负载和运动速度各为多少?A亠Fi亠F2 1_lAPlqiP丄ViV2答:以题意和图示得知:Pi Ai=Fi+P2 A2P2 Al = F2 因:Fi=F2所以有:Pi Ai =P2A2+P2Ai4Pi A 0.9 100 10故: P2= A1A (100 80) 1
8、0 ° = 0.5 MPaFi=F2= P2 AiX 100X 10-4X 106=5000 NVi=qi/Ai= (10 x 10-3)/ (100 x 10-4)=1.2 m/minq2=V 1 A2V2= q2/ A1= V1 A2/ A1=0.96 m/min因此,负载为5000 N;缸1的运动速度1.2m/min;缸2的运动速度0.96 C m/min。11、如下列图液压系统,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、如下列图,两个结构和尺寸均
9、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=0.02 m/s V2=q2/ A2=0.02*80*10 -4/100*10-4=0.16 m/s P2=F2/ A1P1 A1= P2 A2+F1F1=0 ; P2= P1 A1 /A 2F2= P2 A1能实13、如下列图液压系统中,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, 现几级调压?解:能实现3级
10、调压,各溢流阀的调整压力应满足Py1> Py2和Py1 >Py314、分析以下回路中个溢流阀的调定压力分别为pYi =3MPa, pY2 =2MPa,pY3=4MPa,问夕卜负载无穷大时,泵的出口压力各位多少?P¥1 PT2FT 3:JLJ_J解: ap = 2MPa ; bp = 9MPa ; cp = 7MPa15、图示回路,溢流阀的调整压力为5MPa,减压阀的调整压力为,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: 1pA=1MPa ;
11、pB=1MPa 2pa ; pB=5MPa3pA=OMPa ; pB=OMPa16、图示回路,溢流阀的调整压力为5MPa,顺序阀的调整压力为 3MPa,问以下情况时 A、B点的压力各为多少?PL=4MPa ;1液压缸运动时,负载压力2pL=1MPa 时;3活塞运动到终点时。答:1pA=4MPa ; pB=4MPa2pA=1MPa ; pB=3MPa3pA=5MPa ; pB=5MPa17、夹紧回路如以下列图所示,假设溢流阀的调整压力pl = 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
12、点的压力又各为多少?此时,减压阀芯又处于什么状态?lC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,那么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翻开,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. 如以下列图所示,变量泵最大排量 Vpmax = 160mL/r ,转速
13、np= 1000r/min ,机械效率rpp, 总效率 n;液压马达的排量 Vm= 140mL/r,机械效率nmM,总效率 叩,系统的最大允许压 力,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a fo. e&q f = gN-1SOX 10_:ix 1000X=lfilL/iniii液压马达的容积效率OSCL9= 0.89液压马达的转速:140x10-85xl0ixl50xl0-6C).9k6o7103xlOOOkW25.2kW25200x602r xlOOON朋 240-6护
14、 tn.85x10sx150x1Q-6 沪懒-mw和2<«0.9b驱动液压泵的转矩液压马达输出的转矩:=心 xl40xl0_6 xom规=170.45* 刼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19 .泵和马达组成系统,泵输出油压 pp= 10MPa,排量Vp=1 x 10 _5m3/r,机械效率n pm=0.95,容积效率n pv=0.9 ;马达排量Vm=1 X 10 5m3/r,机械效率n mm =0.95 ,,容积效率n 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/min2泵
15、输出的液压功率Ppo,所需的驱动功率 Ppr, W3马达输出转速 nm; r/min4马达输出转矩Tm;N .m5马达输出功率 Pmo。 W1液压泵的理论流量为:qpt = Vpnp x 10 - 4m3/s液压泵的实际流量为:qp= qpt n pv x 10 4m3/s2) 液压泵的输出功率为:Ppo = p p q p = 2250w所需的驱动功率为:P pr = Ppo/ n pm n pv=2632wt Pm = Pp= 10MPa , qm= qpx 10 4m3/s 马达输出转速 nm= qm n mv/Vm=1215r/mi n4) 马达输出转矩为:Tm = pmVm n mm
16、/2 n =15.13 N. m5) 马达输出功率为:Pm = 2n Tmnm = 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 a = 22 °30',转速n=960r/min,输出压力 p=10MPa,容积效率n v=0.95,机械效率n m=0.9时,试 求:1泵的理论流量;m3/s2泵的实际流量;m3/s3所需电机功率。Kw解:排量:V 4泵的理论流量:泵的实际流量:53Dztan a 1.045 10 (m )qt nV1.2 10 3(m's)q qt nv 1.14 10 3(m's
17、)所需电需电机的功P11.3(kw)nv nm3. x 104m3 x 104m3/s,求该泵的容积效率nv=?和总效率n =?答:4 3 4 3以空载流量为理论流量,即 qt x 10 m x 10 m/s所以 n v=q/q 146据,Po=pq= 5247.9w , Pr=7000w所以n = Pc/ Pr=0.754. 有一径向柱塞液压马达, 其平均输出扭矩 TNm,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n v=0.9,求所需的最小流量和最大流量为多少?解:理论转矩:TmtpV2q mminq mmax2 Tmtpnm
18、inVvnmaxV3.081.11.710105 3(m )6(mZ)10 4(ms)5 .马达排量 Vm=10 xmv=0.95,总效率n =0.75,求马达输出转矩106 m3,供油压力 PM=10MPa,流量 qM =4 x 104 m3/s,容积效率nTm、转速nM和实际输出功率 Pmo ?马达输出扭矩 TM=PmX VmXn / 2 nn mv马达转速 nM=qMXn mV V m =38r/s=2280rpm马达输出功率 PMo=pmX qMXn =3Kw6. 液压泵输出油压 P =20MPa,转速n=1450rpm,排量V=100ml/r,假设容积效率 V =0.95,总效 率n
19、 =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=?qt Vnqqt vp pqp电机p /7. 马达输出转矩 TM=170N.m,转速n=2700rpm,排量V=84ml/r,机械效率n Mm=0.85,容积效率 n mv =0.9,求马达所需供油压力p=?和流量qM=?T MtT MtqMT MMmpV2qMtMVVnMV2 TMt8. 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。假设泵的输出流量q=25L/mln,活塞往复快速运动的速度都是/s,求活塞和活塞杆的直径:D=?; d=?解:V快进q_ d2 40.1 m sv快退q(D2 d2) 40.
20、1m sv快进 v快退联立即可求解。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n v ;KW时,求泵的机械效率 n m和总效率n 。解:da m(z 3) m 3mm理论流量:qt 2 zm2Bn 2.94 10 4(m/S) 17.63(Lmin)1)泵在额定工况下的容积 效率:v %90.73%2)总效率:=PsqsPr86%机械效率:m =94.8%10用一定量泵驱动单活塞杆液压缸,活塞直径D=100mm,活塞杆直径d=70mm
21、,被驱动的负载FlX 105NMpa,设缸的容积效率 n v=0.99,机械效率n m=0.98,液压泵的总效率 n = 0.9。L/min;100mm/s时液压泵的流量 qP KW。(47.6; 13.96)求:1当活塞运动速度为2电机的输出功率解:1)液压泵的流量:(D2 d2)v4 v电机的输出功率:pq/FlVm v11.如下列图的夹紧回路中, 5MPa,减压阀调整压力 情况,并说明减压阀阀芯处于什么状态。力为5MPa时,夹紧液压缸使工件夹紧后,如溢流阀的调整压力py=pj = 3MPa。试分析以下各种1当泵压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
22、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:2) 主油路压力降至由于单向阀的作用,pB=p(=pj = 3MPa 而 pA=5MPa2MPa时,减压阀不起减压作用,阀口全开, 分隔了上下压油路,使3) 此时,减压阀不起减压作用,阀口全开,Pa= p B=2MPa减压回路上, pC= 3MPa,保障了卡紧平安。Pa= p B= p C=0A1=2X 103m2,溢流阀调 负载F=4000N ,节流阀通流 6m2,流量系数Cd=0.62,油液密度p =900Kg / m3,略管12图示进油节流调速回路,假设油缸面积压力 pP=3Mpa ,泵流量 qp=1 x 10 ° m', 面积 At=1 x 10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=2 Mpa;节流阀压差 P=4 P i=1 Mpa;通过节流阀流量 qj=CdAT2 P/ pX 105 mi/S活塞运动速度 v= qj/A iX 10-2m/s ;溢流量 qY=q q j X 10-5 m /S。13图示回油节流调速回路,假设液压缸无杆腔面积 流阀调定压力P
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