液壓氣動習試題庫計算題答案

...wd......wd......wd...液壓氣動習題庫設計計算題〔468-500〕468．某軸向柱塞泵直徑d=22mm，分度圓直徑D=68mm，柱塞數z=7，當斜盤傾角為α=22°30′，轉速n=960r/min，輸出壓力p=10MPa，容積效率ηv=0.95，機械效率ηM=0.9時，試求：1〕泵的理論流量；〔m3/s〕2〕泵的實際流量；〔m3/s〕3〕所需電機功率?！瞜W〕〔0.0012；0.00114；11.3〕解：l=Dsinα=68*tgα=28.12v=(pi/4)d2*l=0.785*22*22*28.12=10684mm3ql=zvn=7*10684*960/60=0.0012〔m3/s〕qs=ql*ηv=0.00114〔m3/s〕N=p*qs/ηM*ηv=11.3〔kW〕469．有一徑向柱塞液壓馬達，其平均輸出扭矩T=24.5Nm，工作壓力p=5MPa，最小轉速nmin=2r/min，最大轉速nmax=300r/min，容積效率ηv=0.9，求所需的最小流量和最大流量為多少〔m3/s〕〔1.1×10-6；170×10-6〕解：T=pv/2piv=2piT/p=6.28*24.5/5=30.772q=vn/ηv=30.772*2/(60*0.9)=1.14×10-6〔m3/s〕q=vn/ηv=30.772*300/(60*0.9)=171×10-6〔m3/s〕470．有一齒輪泵，銘牌上注明額定壓力為10Mpa，額定流量為16l/min，額定轉速為1000r/min，拆開實測齒數z=13，齒寬B=21mm，齒頂圓直徑De＝45mm，求：1〕泵在額定工況下的容積效率ηv(%)；2〕在上述情況下，當電機的輸出功率為3.1kW時，求泵的機械效率ηm和總效率η(%)。(91.95；93.53、86)解：1〕m=De/(z+2)=45/15=3v=piD*2.25m*B=3.14*39*2.25*3*21=17358.7(mm3)q=nv=1000*17358.7=17.4l/minηv=16/17.4*100%=91.95%2)η*100%=10000*16/60*3100*100%=86%3)ηm=86/91.95=93.53%471.用一定量泵驅動單活塞桿液壓缸，活塞直徑D=100mm，活塞桿直徑d=70mm，被驅動的負載∑R=1.2×105N。有桿腔回油背壓為0.5Mpa，設缸的容積效率ηv=0.99，機械效率ηm=0.98，液壓泵的總效率η=0.9。求：1〕當活塞運動速度為100mm/s時液壓泵的流量〔l/min〕；2〕電機的輸出功率〔kW〕。(47.6；14.866)解：1)q=v*60*piD2/4=47.1〔l/min〕 qs=47.1/0.99=47.6〔l/min〕2)p=∑R*4/piD2+0.5×105*4/pi(D2-d2)=1.2×105*4/3.14*0.01+2×105/3.14*0.051=152.87×105+12.49×105=165.36×105N/m2N=pq/0.98*0.9=165.36×105*0.1*3.14*0.1*0.1/4*0.98*0.9*0.99=14.866〔kW〕472．有一液壓泵，當負載壓力為p＝80×105Pa時，輸出流量為96l/min，而負載壓力為100×105Pa時，輸出流量為94l/min。用此泵帶動一排量V=80cm3/r的液壓馬達，當負載扭矩為120Ｎ.ｍ時，液壓馬達機械效率為0.94，其轉速為1100r/min。求此時液壓馬達的容積效率?！?〕〔93〕解：T=pv/2pip=2piT/V=6.28*12000/80=9420000Pa則：qB=96-14.2*(96-94)/(100-80)=94.58l/minq=vn/ηvηv=vn/q=80*1100/94580=0.93=93%473．增壓缸大腔直徑D=90mm，小腔直徑d=40mm，進口壓力為p1＝63×105Pa，流量為q1=0.001m3/s，不計摩擦和泄漏，求出口壓力p2和流量q2各為多少〔MPa、m3/s〕〔31.9；0.198×10-3〕解：p2=63×105×90×90/(40×40)=318.9×105Paq2=0.001×16/81=0.198×10-3(m3/s)474．在圖示液壓系統中，泵的額定壓力為ps＝25×105Pa，流量q=10l/min，溢流閥調定壓力py＝18×105Pa，兩油缸活塞面積相等，A1=A2=30cm2，負載R1=3000N，R2=4200N其他忽略不計。試分析：1〕液壓泵啟動后兩個缸速度分別是多少〔m/s〕；2〕各缸的輸出功率和泵的最大輸出功率可達多少〔W〕。(.056、.056；167、233、300)解：1)p1=R1/A1=3000/30=100N/cm2=10×105PaP2=R2/A2=4200/30=140N/cm2=14×105Pav1=q/A1=10×10-3/30×10-4×60=1/18=0.056=v2〔m/s〕2)N1=p1*q=10×105*10×10-3/60=166.7〔W〕N2=p2*q=14×105*10×10-3/60=233.3〔W〕NB=py*q=18×105*10×10-3/60=300〔W〕475．如以以下圖，如果液壓缸兩腔的面積A1=100cm2，A2=40cm2，泵的供油量q=40l/min，供油壓力p＝20×105Pa，所有損失均忽略不記，試求：1〕液壓缸在該工況下可能產生的最大推力〔N〕；2〕差動快進管內允許流速為4m/s，管徑d應選多大〔mm〕〔12000；18〕解：1)F=p*(A1-A2)=20×105×60×10-4=12000〔N〕2)d=√4q/piv=√4*40*106/3.14*4000*60=√212.3=14.6〔mm〕應選管徑d=18476．如以以下圖的夾緊回路中，如溢流閥的調整壓力py＝50×105Pa，減壓閥調整壓力pj＝25×105Pa。試分析以下各種情況，并說明減壓閥閥芯處于什么狀態(tài)。1〕當泵壓力為50×105Pa時，夾緊液壓缸使工件夾緊后，A點、C點壓力為多少〔105Pa〕2〕當泵壓力由于其它工作缸的快進，壓力降至pb＝15×105Pa時〔工件原先處于夾緊狀態(tài)〕：這時，A點、C點壓力各為多少〔105Pa〕3〕夾緊缸在未夾緊工件前做空載運動時，A、B、C三點壓力為多少〔105Pa〕〔25、25；15、25；0、0、0 〕解：1)夾緊液壓缸使工件夾緊后，A點、C點壓力為減壓閥調整壓力pj＝25×105Pa。2)當泵壓力為15×105Pa時，A點壓力為15×105Pa,C點壓力為減壓閥調整壓力pj＝25×105Pa。3)夾緊缸在未夾緊工件前做空載運動時，沒有負載，A、B、C三點壓力為0.477．如以以下圖的回路采用進油路與回油路同時節(jié)流調速。采用的節(jié)流閥為薄壁小孔型，兩節(jié)流閥的開口面積相等，f1=f2=0.1cm2，流量系數Cd=0.67，液壓缸兩腔有效面積A1=100cm2，A2=50cm2，負載R=5000N，方向始終向左。溢流閥調定壓力py＝20×105Pa，泵流量q=25l/min。試求活塞往返運動速度各為多少〔cm/s〕，兩者有可能相等否〔0.003；0.003；有可能〕解：q1=q2=Cd*f1*Δp1/2(ml/s)不管是左腔進油還是右腔進油，流量均取決于回油路上的節(jié)流閥：p1=R/A1=5000/0.01=5×105PaΔp=py-p1=15×105Paq1=0.1*0.67*(5)1/2*=0.1*0.67*2.235=0.1497(ml/s)=8.98l/minv1=q1/A2=0.1497/50=0.003cm/s=v2478．在圖示的回路中，液壓缸兩腔面積A1=100cm2，A2=50cm2，當缸的負載F從0變化到30000N時，缸向右運動速度保持不變，調速閥最小壓差△p＝5×105Pa，試求：1〕溢流閥最小調定壓力py為多少〔調壓偏差不考慮〕〔105Pa〕2〕負載F=0時泵工作壓力是多少〔105Pa〕3〕缸可能到達的最高工作壓力是多少〔105Pa〕〔32.5；32.5；65〕解：1)p2=(pFA1-F)/A2＝5×105PapF=F/A1+p2A2/A1=30000/100×10-4+2.5×105=32.5×105Papy=pF=32.5×105Pa2)負載F=0時：泵工作壓力是溢流閥最小調定壓力py為32.5×105Pa3)缸可能到達的最高工作壓力是：當負載F=0時，p2=2py=65×105Pa479．圖示為某專用液壓銑床的油路圖。泵輸出流量qp=30l/min，溢流閥調定壓力py＝24×105Pa，液壓缸兩腔有效面積A1=50cm2，A2=25cm2，切削負載Ft=9000N，摩擦負載Ff=1000N，切削時通過調速閥的流量為qT=1.2l/min，假設元件的泄漏和損失忽略不計。試求：1〕活塞快速接近工件時，活塞的運動速度v1〔cm/s〕及回路的效率η1；〔%〕2〕當切削進給時，活塞的運動速度v2〔cm/s〕及回路的效率η2?！?〕〔10、100；0.8、6.7〕解：1〕v1=qp/A1=30×103/50×60=10〔cm/s〕η1=v1A1/qp=100%2〕q1=2qT=2.4l/minp2=(pFA1-F)/A2＝(24×105×50×10-4-10000)/25×10-4=8×105Pav2=qT/A2=1.2×103/25×60=0.8〔cm/s〕η2=(p1q1-p2q2)/pyqp=(2.4×24×105-1.2×8×105)/30×24×105=(57.6-9.6)/30×24=0.067=6.7%480．在圖示的回路中，變量泵的轉速np=1200r/min，排量Vp=0～8cm3/r；安全閥調定壓力py＝40×105Pa，變量馬達排量VM=4～12cm3/r。試求：馬達在不同轉速nM=200、400、1000、1600r/min時，該調速裝置可能輸出的最大轉矩T〔Ｎ.ｍ〕和最大功率P是多少〔Ｗ〕(7.64、160；7.64、320；6.11、639.5；3.82、639.7)解：低速段：變量泵加定量馬達；高速段：定量泵加變量馬達；1)nM=200r/min時：VM=12cm3/rT=pv/2pi=40×105×12×10-6/6.28=7.64〔Ｎ.ｍ〕N=2pinT=6.28*(200/60)*7.64=160〔Ｗ〕2)nM=400r/min時：VM=12cm3/rT=pv/2pi=40×105×12×10-6/6.28=7.64〔Ｎ.ｍ〕N=2pinT=6.28*(400/60)*7.64=320〔Ｗ〕3)nM=1000r/min時：Vp=8cm3/rVM=Vp*np/nM=8*1.2=9.6T=pv/2pi=40×105×9.6×10-6/6.28=6.11〔Ｎ.ｍ〕N=2pinT=6.28*(1000/60)*6.11=639.5〔Ｗ〕4)nM=1600r/min時：Vp=8cm3/rVM=Vp*np/nM=8*0.75=6T=pv/2pi=40×105×6×10-6/6.28=3.82〔Ｎ.ｍ〕N=2pinT=6.28*(1600/60)*3.82=639.7〔Ｗ〕481．圖〔a〕為限壓式變量泵及調速閥組成的聯合調速回路，圖〔b〕為限壓式變量泵的特性曲線。調速閥正常工作時所需壓差為5×105Pa，背壓閥調定值為4×105Pa，活塞兩腔有效面積A1=50cm2，A2=25cm2，在調速閥通過流量為5l/min時，試求：1〕缸能抑制多大負載阻力；〔N〕2〕如需推動14000N的負載，其他條件不變，應將泵特性曲線調成何種形狀系統效率最高〔畫出特性曲線圖〕。〔9000；圖示黑線所示，調整壓力調節(jié)螺釘即可〕解：1〕直接按曲線作圖：彈簧的斜率為10*105Pa在調速閥通過流量為5l/min時，泵的工作壓力為25*105Pa則：F=p1A1-p2A2=20*105*50*10-4-4*105*25*10-4=9000〔N〕2)p1=(F+p2A2)A1=(14000+1000)/50*10-4=30*105Pa考慮調速閥正常工作時所需壓差為5×105Pa，則：將曲線調至35*105Pa畫圖。482．將二個減壓閥串聯成圖示系統。取py＝45×105Pa，pj1＝35×105Pa，pj2＝20×105Pa，活塞運動時，負載Ｆ=1200Ｎ，活塞面積A=15cm2，減壓閥全開時的局部損失及管路損失不計。試確定：1〕活塞在運動時和到達終端位置，A，B，C各點處的壓力等于多少〔105Pa〕2〕假設負載阻力增加到Ｆ=4200Ｎ，所有閥的調整值仍為原來數值，這時A，B，C各點的壓力為多少〔105Pa〕〔運動時8、8、8，終端35、45、20；35、45、20〕解：1〕pF=F/A=1200/15*10-4=8*105Pa則：A、B、C各點處的壓力等于8*105Pa2〕pF=F/A=4200/15*10-4=28*105Pa減壓閥起作用。則：C點壓力為20*105Pa；B點壓力為45*105Pa；A點壓力為35*105Pa?；钊谶\動時和到達終端位置壓力不發(fā)生變化。483．在圖示系統中。A1=80cm2，A2=40cm2，立式缸活塞與運動部件自重FG=6000N，活塞在運動時的摩擦阻力Ff=2000N，向下工作進給時工件負載Ｒ=24000N，系統停頓工作時保證活塞不因自重而下滑。試求：1〕順序閥的最小調定壓力為多少〔105Pa〕2〕溢流閥的最小調定壓力為多少〔105Pa〕〔≥75；≥150〕解：1〕p2=28000/40*10-4=70*105Pa，順序閥的最小調定壓力為〔70+〔3-5〕〕*105Pa=75*105Pa2〕p1=2p2=150*105Pa484．圖示的系統中，缸I為進給缸，活塞面積A1=100cm2，缸II為輔助裝置缸，活塞面積A2=50cm2。溢流閥調整壓力py＝40×105Pa，順序閥調整壓力px＝30×105Pa，減壓閥調整壓力pj＝15×105Pa，管道損失不計，要求：1〕輔助缸II工作時可能產生的最大推力為多少〔N〕2〕進給缸I要獲得穩(wěn)定的運動速度且不受輔助缸負載的影響，缸I允許的最大推力Ｒ1應為多少〔N〕〔7500；25000〕解：1〕F2=pj*A2=15×105*50*10-4=7500〔N〕2〕考慮順序閥的壓力損失5×105，則：F1=(px-5)*A1=25×105*100*10-4=25000〔N〕485．泵和馬達組成系統，泵輸出油壓pp＝100×105Pa，排量Vp=10cm3/r，機械效率ηmp=0.95，容積效率ηvp=0.9；馬達排量VM=10cm3/r，機械效率ηmM=0.95，，容積效率ηvM=0.9，泵出口處到馬達入口處管路的壓力損失為5×105Pa，泄漏量不計，馬達回油管和泵吸油管的壓力損失不計，試求：1〕泵轉速為1500r/min時，所需的驅動功率Prp；〔W〕2〕泵輸出的液壓功率Pop；〔W〕3〕馬達輸出轉速nM；〔r/min〕4〕馬達輸出功率PM；〔W〕5〕馬達輸出轉矩TM?！玻?ｍ〕(2924；2500；1215；2137.5；15.13)解：1)Nip=pp*Vp*np/ηmp*ηvp=100×105*10×10-6*1500/60*0.95*0.9=2924〔W〕2)Nop=pp*Vp*np=100×105*10×10-6*1500/60=2500〔W〕3)nM=Vp*np*ηvM*ηvp/VM=1500*0.9*0.9=1215〔r/min〕4)NM=Nop*ηmM*ηvp=2500*0.95*0.9=2137.5〔W〕5)T=pMvM/2pi=95×105×10×10-6/6.28=15.13〔Ｎ.ｍ〕486．在圖示的液壓系統中，液壓缸活塞直徑D=100mm，活塞桿直徑d=70mm，活塞及負載的總重量FG=15000N，提升時要求在0.15s內均勻地到達穩(wěn)定上升速度v=6m/min，停頓時活塞不能下落，假設不計損失，試確定溢流閥及順序閥的調整壓力?！?05Pa〕〔40；37.5〕解：1〕順序閥的調整壓力：px=FG*4/pi(D2-d2)=15000*4/3.14(0.12-0.072)=15000*4/0.016=37.5*105Pa2)溢流閥的調整壓力：py=px+FG*6/60*0.15*10=(37.5+0.1)*105=37.6*105Pa將溢流閥的壓力調整到40*105Pa487．如圖示液壓回路，溢流閥的調定壓力為py＝50×105Pa，順序閥的調定壓力為px＝30×105Pa，液壓缸1的有效面積A=50cm2，，負載F=10000N。當兩換向閥處于圖示位置時，試求活塞1運動時和活塞1運動到終端后，A、B兩處的壓力各為多少〔105Pa〕又當負載F=20000N時，A、B兩處的壓力各為多少〔105Pa〕〔管路壓力損失不計〕〔30、20，50、50；40、40〕解：1)活塞1運動時壓力：pB=F/A1=10000/50*10-4=20×105PapA=px＝30×105Pa2)活塞1運動到終端后的壓力：pB=pA=py＝50×105Pa3)當負載F=20000N時：pB=F/A1=20000/50*10-4=40×105PapA=pB=40×105Pa488．圖示液壓系統，液壓缸的有效面積A1=A2=100cm2，缸I負載F=35000N，缸II運動時負載為零。不計摩擦阻力、慣性力和管路損失。溢流閥，順序閥和減壓閥的調定壓力分別為py＝40×105Pa、px＝30×105Pa、pj＝20×105Pa，求在以下三種工況下A、B、C處的壓力?！?05Pa〕1〕液壓泵啟動后，兩換向閥處于中位；2〕1DT得電，液壓缸I活塞運動時及活塞運動到終點停頓運動時；3〕1DT失電，2DT得電，液壓缸II活塞運動時及碰到擋塊停頓運動時。〔40、40、20；35、35、20：40、40、20；0、不定、0：40、40、20〕解：1)液壓泵啟動后，兩換向閥處于中位：pA=pB=py＝40×105PapC=pj＝20×105Pa2)1DT得電，液壓缸I活塞運動時：pB=F/A1=35000/100*10-4=35×105PapA=py＝40×105PapC=pj＝20×105Pa1DT得電，活塞運動到終點停頓運動時：pA=pB=py＝40×105PapC=pj＝20×105Pa3)1DT失電，2DT得電，液壓缸II活塞運動時：pA=pC=0pB的壓力不確定。液壓缸II碰到擋塊停頓運動時：pA=pB=py＝40×105PapC=pj＝20×105Pa489．如以以下圖，兩個一樣的液壓缸串聯起來，兩缸的無桿腔和有桿腔的有效工作面積分別為A1=100cm2，A2=80cm2，輸入的壓力p1＝18×105Pa，輸入的流量q=16l/min，所有損失均不考慮，試求：1〕當兩缸的負載相等時，可能承當的最大負載L為多少；(N)2〕當兩缸的負載不相等時，計算L1max和L2max的數值；(N)3〕兩缸的活塞運動速度各是多少?〔m/min〕(10000；18000、22500；1.6、1.28)解：1〕p1A1=F+p/A2p/=F/A1F(1+A2/A1)=p1A1F=p1A12/(A1+A2)=18×105*100*100*10-4/180=10000(N)2)F2=0時：F1=p1A1=18×105*100*10-4=18000(N)F1=0時：F2=p1/A1p1/A2=p1A1F2=p1A12/A2=18×105*100*100*10-4/80=22500(N)3)v1=q/A1=16*103/100*10-4=1.6〔m/min〕v2=v1*A2/A1=1.6*0.8=1.28〔m/min〕490．圖示系統中，缸的兩腔面積為A1＝2A2＝100cm2，泵和閥的額定流量均為qs＝10l/min，溢流閥的調定壓力py＝35×105Pa，在額定流量下通過各換向閥的壓力損失一樣△pn＝2×105Pa，節(jié)流閥流量系數Cd＝0.65，油液密度ρ＝900kg/m3。假設不計管道損失，并認為缸的效率為100％。計算：1〕差動快進時，流過換向閥1的流量(l/min)；2〕差動快進時，泵的工作壓力〔105Pa〕；3〕負載R＝30000N、節(jié)流閥開口面積f＝0.1cm2時活塞運動速度(m/s)〔此時不計換向閥的壓力損失〕。(15；5；1.45×10-3)解：1)q1=q+q*A2/A1=10(1+0.5)=15(l/min)2)pB=(2+2+1)×105=5×105Pa3)pF=F/A1=30000/100*10-4=30×105Paq=Cd*f*51/2＝0.65*0.1*2.235=0.145(ml/s)=8.7(ml/min)v1=q/A1=0.145/100=1.45×10-3(m/s)491．圖示液壓系統中，泵1的流量qp1=16l/min，泵2的流量qp2=4l/min，液壓缸兩腔的工作面積A1＝2A2＝100cm2，溢流閥調定壓力py＝2.4Mpa，卸載閥調定壓力px＝1Mpa，工作負載F=20000N，不計泵和缸的容積損失，不計換向閥、單向閥及管路的壓力損失，求：1〕負載為零時活塞的快進速度v〔m/min〕；2〕工進時泵的出口壓力pp(MPa)。(2；2.4；)解：1)v=(q1+q2)/A1=20*10-3/100*10-4=2〔m/min〕2)pp=py＝2.4Mpa492．計算基準狀態(tài)下空氣的密度(kg/m3)?！矚怏w常數R=287J/kg.K，壓力為1.01325×105Pa〕(1.29)解：ρ=p/RT=1.01325×105/287*273=1.293(kg/m3)493．p0=6×105Pa，T0=20℃,閥的最小截面積A=5×10-5m2，問容積為V=0.01m3的容器，從初始壓力pH=1×105Pa〔絕對壓力〕充到p0所需的時間(s)。(0.81)解：τ=5.217V/kA√(273/273+T0)=5.217*0.01*103*0.9649/1.4*50=0.72st=(1.285-1/6)τ=0.81s494．為測定一氣閥有效截面積，在V=100L的容器內充入壓力p1=0.5MPa〔相對〕，溫度為20℃的空氣，通過一測試閥將罐內空氣放入大氣，放氣后罐內剩余壓力p2=0.2MPa〔相對〕，放氣時間6.15s。試求此被測閥有效截面積(mm2)。(50.1)解：τ=t/(1.285-pH/p0)=6.15/(1.285-0.2/0.5)=6.95A=5.217V√(273/273+T0)/kτ=5.217*100*0.9469/1.4*6.95=50.1(mm2)495．單作用氣缸內徑