液压典型例题

1、 典型例题及解答第二章液压油和液压流体力学基础题目1在图2-1所示管道中，当油在管道内流动时，用测压计测A、曰两点间的压力损失 hw柱。A、B点间距离l=3m,d=20mm油在管中流速 v=1m“s,=920kg/m。水银的密度 =13600kg/ mt试求在管中油流方向不同时，差压计读数值厶h为多少hi解答(1)油流方向从 列出伯努利方程Pa2VaPb2Vb2g2ghwPa Pb glghw(1)以水银差压计的0 0为等压面Pah1PbglHg gh1将式2代人式1，得所以h2( Hg(glghw)glghwhihw1.91 920Hg13600 9200.139m(2)油流方向从B A时P

2、bPb Pag(hw i)以水银差压计的0 0为等压面得:h2PaHg ghwHgh2Pb gl1.91 92013600 920g h20.139m题目2某流量Q=16LZmin的油泵安装在油面以下， 如图2-2所示。设所用油液 =917kg/m3, 粘度 =1lcSt，管径d=18mm如不考虑油泵的泄漏，且认为油面能相对保持不变(即油箱容积相对较大)。试求不计局部损失时油泵入口处的绝对压力。200cm图2-2解答(1)求吸油管内油液的流速V4Q74 16 10 3/60(18 10 3)21.048m/s(2)求吸油管内液流的雷诺数ReRevd1.048 1810 31110 617152

3、320(层流)(近似取11)(3)求沿程压力损失Ap LLv275 L v2Pld 2Re d 2 求油泵人口处的绝对压力 p2751715(200 20) 1018 10917 1.048222691.6pa列出油面I I与油泵人口处n n两选定断面处的伯努利方程式hi2P1 乞g 2gh22P2 土g 2g由于油箱液面为相对静止，故v= 0。以n n为基准面，故h2=0。因不计局部损失，故h =0。则上式变为hiP1gP22V2hhLg2g整理后得匕h1gP1g2V22ghL22P2gh1V2P1 2ghLgh1P1-V22 PL917 9.81270 101059171.04822691

4、.62103102 pa1.03 105pa注：取大气压力为 p1=105Pa题目32在图2-3中，液压缸的有效面积A=50cm,负载F=12500N,滑阀直径d=20mm同心径向间隙h=0.02mm,间隙配合长度l=5mm,油液粘度 =10X 10-6m2/s，密度 =900kg/m3,泵的 供油量q=10L/min，若考虑油液流经滑阀的泄漏，试按同心和完全偏心两种不同情况计算活 塞的运动速度。尸图2-3解答1）系统工作压力p1250042.5 106Pa 2.5MPa50 10 42）缝隙前后的压力差p p 2.5MPa3）同心时的泄漏量厶q及活塞的速度q 2止p12 l390.02 0.

5、02 10663632.5 104.65 10 m /s12 10 10 6900 5 10 3103610 /604.65 1050 10 40.0324m/s 194.4cm/min4）完全偏心时的泄漏量q 及活塞的速度qq 2.510 10q 2.5 4.653/60 11.625450 10101066311.625 10 m /s6一 0.0 310m/s186cm/ min第二章液压泵和液压马达题目1液压泵转速为950r /min，排量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，试求:1）泵的理论流量。2）泵的容积效率。3

6、）泵的机械效率。4）泵在额定工况下，所需电动机驱动功率。5）驱动泵的转矩。解答1）泵的理论流量qt Vpn 168 10 3 950 159.6L/min2）泵的容积效率qt1500.94159.63）泵的机械效率0.870.940.9264）额定工况下，所需电动机驱动功率Plpq29.5 106150 10 3/60384.77 103W 84.77kW0.875）驱动泵的转矩Pi84.77 103Ti-852.5Nm2 n 2950/60题目2已知液压泵的额定压力 PH额定流量qH,忽略管路损失。试说明所示各种情况下，液压 泵的工作压力分别为多少（压力计读数）并说明理由。2图3-1解答图a

7、所示，液压泵与油箱直接相连，泵的输出流量全部流回油箱，泵的出口压力为大气 压力，其相对压力Pp=Q压力计读数为零。图b所示，液压泵输出的压力油，通过节流阀流回油箱。节流阀压差p，节流阀出口 接油箱，因此节流阀进口压力就等于厶p。而液压泵的出口与节流阀进口相连，所以液压泵出口压力为 p，压力计读数值是厶p。图c所示，液压泵出口与液压缸大腔相连，大腔的压力p=F/ A,所以泵的出口压力p=F/ A,即压力计读数是p=F/ A值。图d所示，液压泵的出口处，既与液压缸的大腔相连，又与油箱相连。由于液压泵的出 口处与油箱相连，所以其出口压力为大气压力，压力计的读数为零，因此液压缸大腔的压力也为零，由于压

8、力不足，不能克服负载，活塞不运动。图e所示，液压泵的出口与溢流阀和节流阀的进口相连，液压泵输出的液压油一部分通 过节流阀输入给系统； 而另一部分流向溢流阀， 当溢流阀达到它的调整压力时，方能有溢流作用，因此液压泵的出口压力就是溢流阀的调整压力py，而压力计的示值决定于系统的负载压力，其值为 P计=Py- P。图f所示，液压泵的出口与液压马达相连，所以液压泵出口压力不计管路损失就是液压马达入口的压力。液压泵出口的压力压力计的读数也是TmP qM MqM MR)pP0PPp Qp60ppn p q p Vp6010 1500 103100.92.25kW60(2)电动机所需功率PpPiPPpp0P

9、Vpmp2.252.63kW0.9 0.95题目3一液压泵与液压马达组成的闭式回路， 液压泵输出油压Pp=1OMPa其机械效率 mp=,容 积效率 vp=，排量qp=IOmL/ r;液压马达机械效率 m=,容积效率 vM=，排量qwFlOmiy r。 若不计液压马达的出口压力和管路的一切压力损失，且当液压泵转速为1500r / min时，试求下列各项：液压泵的输出功率；电动机所需功率；液压马达的输出转矩;(4)液压马达的输出功率；液压马达的输出转速(nM)。解答液压泵的输出功率液压马达的输出转矩PmqMmMPp2qMmM6 610 106 10 10 60.9515.1Nm2(4)液压马达的输

10、出功率PomP0MpMMP0pVMmM 2.25 0.9 0.951.92kW液压马达的输出转速nMQiMQM VMnMqMqM10 1500 0.9 0.910QpqMVM1215r / minQiPVp VMqMqP npVp VMqM第四章液压缸题目1在图4-1(a)所示的液压回路中，所采用的是限压式变量叶片泵。图(b)示出了该泵调定的流压特性。调速阀调定的流量为Q=/min，液压缸两腔的有效作用面积A=50cnf、A2=25cm。在不考虑任何损失时，试计算：液压缸左腔的压力 pl；当负载Fl=0时的P2；当负载Fl =9000N时的p2。4/rF円-图4-1解答左腔的压力PlQ1 Q2

11、 A125 50 5L/minA225故由流压特性曲线可查得p122 105 Pa(2) F l=0 时的 p2P1A1P2 A2FlP2 A2P2A1P122550510544 105PaA225 F L =9000N 时的 P2Pi Ai P2 A2 F lP1A1 Fl 22 1 05 50 1 0 4 9 0 00“5P2-48 10 PaA225 10题目22图4-2为两个相同的液压缸串联，它们的无杆腔有效工作面积 A=80cm,有杆腔的有效工 作面积A=50cm。输入油液压力p=600kPa,输入的流量q=12L/min ,求如果两缸的负载 R=2F2 时，两缸各能承受多大的负载（

12、不计一切损失）活塞的运动速度各为多少若两缸承受相同的 负载（即F1=F2）,那么该负载的数值为多少若缸1不承受负载（即F1=O）,则缸2能承受多大的负载解答（1）两缸的负载为F1=2F2 时活塞A产生的推力PaA1F1Pb A2活塞B产生的推力F 2pB A1当 F1=2F2 时，PaA 2PbA PbA2又Pa P （液压泵出口压力）所以pB p 16 1052.3 105Pa 0.23MPa2A A22 80 50活塞E承受的负载54F2PbA2.3 1080 101840 N 1.84kN活塞A承受的负载F, 2F22 1.843.68kN活塞的运动速度VaVbv AA2A1312 10

13、80 602.5 50802.5cm/s1.56cm/s两缸的负载F1=F2时PbPaA156 108053.7 10 Pa 0.37MPaAA28050于是F1F2PB A13.71058010 42960 N2.96kN(3)当F1=0时则PaAPB A2PaA610580Pb9.610 Pa0.96MPaA250F2Pb A19.61058010 47680 N7.68kN则PaApB A1PB A2第五章液压阀题目1图5-1中各溢流阀的调整压力 p1=5MPa p2=3MPa p3=2MPa问外负载趋于无穷大时，泵 的工作压力如何图5-1解答当外负载趋于无穷大时，液压泵输出的全部流量，

14、通过溢流阀溢回油箱。当二位二通阀断电时，因溢流阀外控口被堵死，泵出口压力决定于pi,即pi=5MPa当二位二通阀通电时， 溢流阀外控口被接通， 泵出口压力决定于远程调压阀的最小 调整压力，即p2=2MPa题目2图5-2所示为夹紧回路，溢流阀的调整压力 pi= 5MPa,减压阀的调整压力p2=，试分析活 塞快速运动时，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后，A、E两点的压力各为多少减压闷的阀芯又处于什么状态图5-2解答主油路无负载1）夹紧液压缸活塞快速运动此时夹紧液压缸不受力，若忽略一切损失，夹紧液压缸的压力p=0,因此B点的压力PB=O,A点的压力等于B点压力加上减压阀的压

15、差，即P*p （p为减压阀的压差）。此时减压阀的阀芯处于开度最大的位置。2）工件夹紧之后液压缸受力，液压缸内的压力等于减压阀的调整压力P2,因此B点的压力PB=O A点压力等于溢流阀的调整压力P1,即pA=5MPa此时减压闷的阀芯处于开度为零（关闭阀的开口状态）。主油路有负载1）夹紧液压缸活塞快速运动A点压力pa随主油路负载而变化。负载大，则压力高；负载小，则压力低。面B点的压力PB=0 （因夹紧液压缸无负载）。减压阀的阀芯处于开度最大的位置。2）工件夹紧之后夹紧液压缸受力，液压缸内的压力等于减压阀的调整压力P2,因此B点压力pb=P2= A点压力等于溢流阀的调整压力，即PA=pi=5MPa减

16、压阀的阀芯处于开度为零状态。题目3如图5-3所示的液压回路。已知液压缸的有效工作面积分别为 A=Ae=100cm , A=A=50cm, 当最大负载Fli=14X 103N, Fl2=4250N,背压力p=x 105Pa。节流阀2的压差 p=2X 10 5Pa时, 试问：（1）A、B、c各点的压力（忽略管路损失）各是多少（2）对阀1、2、3最小应选用多大的额定压力（3）快进速度vi = x 10-2m/s,快进速度V2=4X 10-2m/s时，各阀的额定流量应选用多大（4）试选定阀1、2、3的型号（由液压传动设计手册或产品样本中查选）。（5）试确定液压泵的规格、型号 （由液压传动设计手册或产品

17、样本中查选）。眉I冲!L_LJ图5-3解答（1）求A b、c各点的压力PcFliAi14 1034100 10 414 105PaPaPb TOC o 1-5 h z 555Pcp 14 102 10 16 10 Pa45Fl2 A4 P 4250 50 101.5 10“5-45 10 PaA3100 10 4(2)阀I、2、3的额定压力5按系统的最高工作压力 16X 10 Pa作为各阀的额定压力。待阀1、2、3的具体型号确定后，应使其额定压力值16X 10 5Pa。计算流量Q节流阀的过流量Q-Qt2A v1100 103.5 1021L/mi n低工作压力P2：由P1P2P10.12有 P

18、2 P1P198105 (1 0.12) 86.24 105Pa减压阀的过流量Q24L /minQj A3 v2100 10 2 4 10溢流阀的过流量QQy Qt Qj 2124 45L/min选用各阀的额定流量为：节流阀25L/min；减压阀25L/min;溢流阀63L/ min。确定阀I、2、3的型号阀的型号应根据阀的额定压力和额定流量选用：节流阀为L-63，减压阀为J-63，溢流阀为P-B63(广州机床研究所系列)。选定液压泵选定液压泵的型号应满足回路中流量和压力的要求。故选定齿轮泵CB-B50(广州机床研究所系列)。第六章辅助装置题目1一用折合式蓄能器使液庄泵卸荷的液压系统，如图所

19、示。已知液压缸的工作压力为 p=98x 105Pa,若允许的压 力下降率为=，在泵卸荷的时间内，系统的漏损量厶V=o试问蓄能器的充气压力多大蓄能器的容量多大解答求充气压力P0由题意知蓄能器维持的最高工作压力为 P1=98X 105Pa，由压力下降率求出蓄能器要维持的系统最5Po (0.80.85)P2(0.8 0.85) 86.24 105(69 73.5) 10 Pa5P072 10 Pa（2）求容量乂n=1,由式(6-3)有p2Vw (竺)P0P2(匕)VW P1 P2(P1 P2)P0VP1P2(P1 P2)P0P1550.1 98 1086.24 1055(98 86.24) 1072

20、 100.998L v=是蓄能器向系统的补油容量。蓄能器慢速输油时,由液压传动设计手册查选，用NXQ-BIB型蓄能器。第七章液压基本回路题目1图7-1中A B两液压缸的有杆腔面积和无杆腔的面积分别均相等，负载 FQF2，如不考虑 泄漏和摩擦等因素，试问两液压缸如何动作运动速度是否相等如节流阀开度最大， 压降为零, 两液压缸又如何动作运动速度有何变化将节流阀换成调速阀， 两液压缸的运动速度是否相等（a）（ b）图7-1解答（1）两缸动作顺序及其运动速度对于图示回路，均是 B缸先动，B缸运动到终点后，A缸开始运动。其理由如下： 对于图a所示的出口节流调速回路而言，根据力平衡方程式：PyA =F1

21、+ PaA2PyA =F2 + p BA2可知：出口节流调速回路，进油腔压力，即无杆腔压力始终保持为溢流阀的调整压力值 Py，故平衡状态时，当F1F2,则pBpA,负载小的活塞运动产生的背压力高；这个背压力 （即 Pb）又加在A缸的有杆腔，这样使 A缸的力平衡方程变为：yA=F计ApBAz由于pB0A所以P y P y这表明，A液压缸无秆腔要求的进油压力大于溢流阀的调定值，使 A液压缸不能运动，直 至B液压缸运动到终点后，背压力减小到Ap a值，A液压缸才能开始运动。因此，当 FiF2时, B液压缸先动，到达终点后， A液压缸才开始运动。通过节流阀的流量方程 qT CAt p0.5 (薄壁节流

22、口)，可知:B液压缸运动速度VbqTBA2CAt pB.5A2A液压缸运动速度qTACATpAA2A流量系数c,节流阀通流截面At,无杆腔面积 A均一定。由于Ap BAp A，所以VBVA。对于图b所示进口节流调速回路而言，负载大小决定了液压缸左腔压力，可知:A 液压缸的工作压力PAAiB液压缸的工作压力F2Pb a由于FiF2，所以PaPb。正由于这种原因，B液压缸先动，待它到达终点停止运动后, A液压缸才能运动。流过节流阀至两缸的流量分别为：qTA CAt pA5 CAt Py Pa和qTB CAT py pB由于 PaPb，所以 qTAVa。节流阀开度最大，压降为零时，两液压缸的动作顺序

23、及其运动速度由于此时FiF2, B液压缸所需压力低于 A液压缸所需压力，所以 B液压缸先动，运动到终 点后，待压力升至到 A液压缸所需压力时，A液压缸动作。由于液压泵输出的流量一定，A和B液压缸的Ai面积相等，所以 A B两液压缸的运动速度都相等。将节流阀换成调速阀时两液压缸的运动速度因有调速阀中的定差减压阀的作用，负载变化能使调速阀输出流量稳定，所以vb=va。具体地说，对图a所示回路，va vbTa2对图b所示回路，va vbqTAi题目2如图7-2所示的液压系统中，两缸的有效工作面积 A=A=lOOcmi,泵的流量Qp=40L/min , 溢流阀的调定压力 pY=4MPa减压阀的调定压力

24、 pj=，若作用在液压缸1上的负载Fl分别为0、 15X 103N、43X 103N时，不计一切损失，试分别确定两缸在运动时、运动到终端停止时，各 缸的压力、运动速度和溢流流量。图7-2解答(1) F l =0 液压缸1(2DT通电)和液压缸2向右运动时: 液压缸的工作压力P1P2 0液压缸的运动速度Qpv1v22A140 102 100 102m/min溢流量Qy 0液压缸I、2运动到终端停止时:液压缸1的工作压力P1Py4Mpa液压缸2的工作压力P2Pj2.5Mpa液压缸1、2的运动速度V1V20溢流量Qy Qp 40L/min（不考虑先导式减压阀导阀的泄漏时）。3 F L =15X 10 N液压缸I、2运动时：因液压缸2无负载，故先动。此时工作压力Pl P20速度液压缸2到终端后，缸P1V1因减压阀没工作，故v 色 40 10 44m/minA 100 10Fl15103A10010 4Qp40103A10010 4I再动。此时:515 105 Pa 1.5MPa4m/ minp2 p1 1.5Mpa溢流量Qy 0液压缸1、2运