液壓傳動(dòng)作業(yè)題

1、液壓傳動(dòng)作業(yè)題 3-1 某一液壓泵額定壓力 p=2.5MPa ，機(jī)械效率 Bm =0.9，由實(shí)際測得： （1）當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速 n=1450r/min ，泵的出口壓力為零時(shí)，其流量 Q1 =106L/min 。當(dāng)泵出口壓力為 2.5MPa 時(shí)，其流量 Q2 =100.7L/min 。試求泵在額定壓力時(shí)的容積效率。（ 2）當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速 n=500r/min ，壓力為額定壓力時(shí)，泵的流量為多少？容積效率又為多少？（3）以上兩 種情況時(shí)，泵的驅(qū)動(dòng)功率分別為多少？ 解：（ 1）液壓泵的容積效率。 泵出口壓力為零時(shí)的流量即理論流量，為 QBt 106L/min ；壓力為 2.5 MPa 時(shí)的出口流 量為 100

2、.7 L/min ，故有 Bv QB 100.7 （ p 2.5MPa ）=95%（1） Bv QBt 106 （2）轉(zhuǎn)速降至 500 r/min 時(shí)的輸出流量。 轉(zhuǎn)速 1450 r/min時(shí)泄漏流量 QB為（ p 2.5MPa ） QB 106 100.7 5.3 （ L/min ）（2） 轉(zhuǎn)速降至 500r/min 時(shí)泵的理論（輸出）流量為 QBt 10636.55 （ L/min ）（3） 1450 壓力不變，泄漏常數(shù)不變，泄漏量不變，故 500 r/min 的輸出流量為 QB QBtQB 36.55 5.3 31.25 （ L/min ）（ 4） （注釋：轉(zhuǎn)速為 500 r/min 的

3、容積效率 Bv =31.25/36.55 85.5% ；如果仍認(rèn)為容積效率 Bv =0.95 不變，將導(dǎo)致計(jì)算錯(cuò)誤） （3）兩種轉(zhuǎn)速下的輸入功率。 假定機(jī)械效率不隨轉(zhuǎn)速變化，則有 PBi (1450r/min) 63 2.5 106 106 10 3 60 0.9 (W)=4.91(kW) PBi (500r/min) 2.5 106 36.55 10 3 60 0.9 (W)=1.69(kW) 5） 6） 3- 3 某組合機(jī)床動(dòng)力滑臺采用雙聯(lián)葉片泵 YB-40/6?？焖龠M(jìn)給時(shí)兩泵同時(shí)供油， 工作壓力為 1.0MPa；工作進(jìn)給時(shí)，大流量泵卸荷，其卸荷壓力為 0.3 MPa， 此時(shí)系統(tǒng)由小流量泵

4、供油， 其供油壓力為 4.5 MPa。若泵的總效率為 B 0.8 ， 求該雙聯(lián)泵所需電動(dòng)機(jī)功率（大泵流量為 40L/min ，小泵流量為 6L/min ）。 解： 設(shè)泵 1 出口壓力為 p1,流量為 Q1， 設(shè)泵 2 出口壓力為 p2,流量為 Q2， 快進(jìn)時(shí)雙聯(lián)泵輸出的功率為： P快進(jìn) p1Q1 p2Q2 1 106 6 10 1 106 40 10 767（W ） 60 60 工進(jìn)時(shí)雙聯(lián)泵輸出的功率為： P工進(jìn) p1Q1 p2Q2 4.5 106 6 10 0.3 106 40 10 650（W） 工進(jìn) 1 1 2 2 60 60 因此，雙聯(lián)泵輸出的最大功率為767W ，其所需的電動(dòng)機(jī)功率：

5、 Pmax P快進(jìn) = 767 =95（9 W）；圓整后為 1KW 的電動(dòng)機(jī)。 max B 0.8 3-8 某液壓泵額定工作壓力為 10MPa，幾何排量為 12mL/r ，理論流量為 24L/min ，容積效 率為 0.90，機(jī)械效率為 0.80。試求 （1）轉(zhuǎn)速和角速度； （2）輸出和輸入功率； （3）液壓泵輸入軸上的轉(zhuǎn)矩。 解：（1）轉(zhuǎn)速和角速度 QBt 240 103 nB q = 12 =200（0 r/min ） qBV12 2 nB=2 3.14 2000 =209.3 （ rad/s ） B 60 （2）輸出和輸入功率 3 PB pBQB =pBQ Bt Bv 10 106 24

6、0 10 0.9=3600W 3.6KW 60 10 106 240 10 3 pBQBt 10 10 60 PBi = B Bt 60 W 5KW Bm 0.8 3）液壓泵輸入軸上的轉(zhuǎn)矩 T= pBi 3 5 103 209.3 23.9(N m) 4- 1 液壓馬達(dá)幾何排量為 250mL/r ，入口壓力為 10MPa ，出口壓力為 0.5MPa，機(jī)械效率和 容積效率均為 0.90，若輸入流量為 100L/min ，試求： （ 1）理論轉(zhuǎn)速和實(shí)際（輸出）轉(zhuǎn)速； （ 400r/min ， 360r/min ） （ 2）理論輸出和實(shí)際輸出扭矩； （378N m，340N m） （ 3）輸入功率和

7、輸出功率。 （ 16.667kW ， 12.8kW ） 解：（1）理論轉(zhuǎn)速： 實(shí)際（輸出）轉(zhuǎn)速： 2）理論輸出扭矩： nMt QqMi =100.02L5L/ m/ rin =40(0 r/min ) ( Mv =100%) qMv0.25L /r nM QqMMvi Mv =400 0.9=36(0 r/min ) ( Mv=90%) (pMipM 0)qMv 2 (10 0.5) 106 250 10 6 2 3.14 378(N m) 實(shí)際輸出扭矩： T TMt Mm =378 0.9 340(N m) 3)輸入功率： PMi = pMi Q Mi 10 106 100 10 W 16.

8、667( KW ) 60 3 輸出功率： PM = pQMi M 9.5 106 100 10 0.9 0.9W 12.8(KW ) 60 4-3 液壓馬達(dá)幾何排量為 50 mL/r ，回油壓力 pMO 1MPa ，泄漏系數(shù) M 10 5mL/ Pas， 總效率 M 0.81；當(dāng)負(fù)載扭矩為 225N m 時(shí)，輸出功率為 9kW。試求 （1）液壓馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)速和角速度； （382r/min,40rad/s ） （ 2）液壓馬達(dá)入口油液壓力； （11.1MPa，提示：要解 pM 的一元二次方程） （ 3）液壓馬達(dá)的容積效率和機(jī)械效率。 （0.892， 0.908） 解：（ 1）液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速和角速度

9、。 PM 9 1000 225 (rad/s) 40(rad/s) nMM (r/s) 40 (r/s) 382(r/ min) 22 nMQm )pM (qMv M m pM ) 2)入口壓力。 pM (qMv M 40 2 pMi pMop M (1 10.1) MPa 11.1MPa 3 90.1801pM(5040 10 6 10 5 10 6 pM)pM 10.1MPa 馬達(dá)入口壓力： 3）機(jī)械效率： Mm M M(nMqMvQm) M (1 10 8 10.1 106 ) 0.81 0.89 MvnMqMvnM qMv nM qMvQm 容積效率： MvM0.81 0.91 MvM

10、m0.89 4- 4 假定液壓泵驅(qū)動(dòng)（題 4- 3）中的液壓馬達(dá)，泵 馬達(dá)之間管路上壓力損失為 1.5MPa ， 無流量損失； 泵機(jī)械效率為 0.90，泄漏系數(shù) B 10 5mL/ Pa s ，輸入扭矩為 164N m 。 試求 （ 1）液壓泵容積效率； （ 0.8973） （2）液壓泵幾何排量； （73.6mL/r ） （3）液壓泵轉(zhuǎn)速； （1000r/min ） （4）液壓泵輸入功率。 （17.174kW ） 解：（1）泵的出口壓力： pB pMi p損 11.1+1.5=12.6（MPa ） QB QMi qMv nMM pM50 40 10 5 10.1 106 1101(mL / s

11、) 液壓泵容積效率 : Bv QB QB QB 11011101126 0.8973 泵的泄漏量： QBBpB 10 5 12.6 10 6 =126(mL / s) 因?yàn)闊o流量損失，馬達(dá)的輸入流量等于泵的輸出流量。 2）泵的輸入扭矩： pB qBv nB 2 nB Bm pBqBv = 12.6 106 qBv 2 Bm = 2 3.14 0.9 164( N m) 液壓泵幾何排量： qBv 73.6mL / r 3)液壓泵轉(zhuǎn)速 QBt QBQB 1227 nB(r / s) 1000(r / min) q BvqBv73.6 4) 液壓泵輸入功率 1227 PBi =TBi164 2 3.

12、14 17169.9(W ) 17.17( KW ) 73.6 4-5 定量泵驅(qū)動(dòng)定量馬達(dá)，泵 馬達(dá)之間管路無壓力和流量損失，泵幾何排量為10mL/r ， 機(jī)械效率為 0.95，容積效率為 0.90，出口壓力 pB =10MPa 。液壓馬達(dá)的幾何排量、機(jī) 械效率、容積效率與泵相同，液壓馬達(dá)回油壓力為大氣壓力（即表壓為零）。設(shè)液壓 泵轉(zhuǎn)速為 1500r/min ，試求 （1）液壓泵所需輸入功率； （ 2.632kW ） （ 2）泵馬達(dá)之間管道的液壓功率； （2.25kW ） （3）馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)速； （1215r/min ） （4）馬達(dá)輸出扭矩； （ 15.1N m ） （5）馬達(dá)輸出功率。 （1.

13、92kW ） 解：（1）液壓泵所需輸入功率 PBtqBv nB pB PBi = Bm Bm 10 10 6 165000 10 106 0.95 W 2.632(KW ) 2）泵馬達(dá)之間管道的液壓功率 6 1500 4 3 QB=QBt Bv =qBvnB Bv=10 10 6 1500 0.9 2.25 10 4（m3/ s） 60 因?yàn)楸民R達(dá)之間管路無壓力和流量損失， 泵馬達(dá)之間管道的液壓功率等于泵的輸出 功率。 PB =pB QB =10 106 2.25 10 4( w) 2.25( KW ) 3）由題可知，無背壓損失，泵馬達(dá)之間管路無壓力和流量損失 QMi =QB QBt Bv 1

14、0 1500 0.9=1.35 104 （mL/min） QMt =QMi Mv =1.35 104 0.9(mL/min) nM = Qq Mt =1215(r/min) qMv 4)馬達(dá)輸出扭矩 TMTMt Mm pM qMv 2 Mm 10 10 6 10 10 6 2 3.14 0.95 15.1(N m) 5）馬達(dá)輸出功率 1215 PM TMTM 2 nM 15.1 2 3.14 1920.27(W) 1.92( KW) 60 4- 8 液壓泵幾何排量為 120mL/r ，轉(zhuǎn)速為 1000r/min ，容積效率為 0.95；液壓馬達(dá)幾何排量 為 160mL/r ，容積效率為 0.9

15、5，機(jī)械效率為 0.80，泵最高工作壓力為 7MPa ，液壓泵 液壓馬達(dá)之間管路壓力損失相當(dāng)，通流面積 a 27mm2 ，流量系數(shù) Cd 0.65 的固定薄 壁小孔的壓力降（870kg/m 3 ）。若液壓馬達(dá)入口壓力pM與管道損失 p 之和 （pMp） 7MPa ，液壓泵部分油液溢流回油箱， 反之全部輸向液壓馬達(dá)。 設(shè)液壓馬 達(dá)負(fù)載為 61.2N m 。試求 （ 1）液壓泵的輸出流量； （114L/min ，含溢流閥溢流量） （ 2）液壓馬達(dá)回液壓力為零時(shí)的入口壓力； （ 3MPa） （ 3）液壓泵工作壓力； （ 7MPa） （4）液壓馬達(dá)的最大轉(zhuǎn)速，管道過流能力。 解：（1）液壓泵的輸出流量

16、 QB=QBt Bv =qBvnB Bv =120 10 3 1000 0.95 114（L /min） 2）液壓馬達(dá)回液壓力為零時(shí)的入口壓力 pM q Mv 2 ( pM 0)qMv 2 Mm 代入數(shù)據(jù)： pM 3（MPa ） 3）液壓泵工作壓力 假定工作壓力為 pB p溢 =7（ MPa ） ， pB pMp p 4（MPa ） 通過流量計(jì)算，檢驗(yàn)假定是否為真 Q孔=Cd a 2 p =0.65 27 10 6 2 847010 假設(shè)為真，即 pB 7(MPa) 1.683 10 3m3 /s 100.97L / min QB 114L / min （4）液壓馬達(dá)的最大轉(zhuǎn)速，管道過流能力。

17、 當(dāng)泵出口壓力越大，固定薄壁小孔通過的流量越大。即Q孔max 100.97（L / min） QMt max Q孔max Mv 95.92(L / min) nM max QMtmax qMv 95.92 160 10 3 599.5(r / min) 4-13 兩雙桿活塞液壓缸串聯(lián)， 如題圖 4- 13所示， A1、 A2分別為液壓缸 I、II 有效工作面積， 它們的負(fù)載分別為 F1、F2 。若液壓缸 I、II 的泄漏、摩擦阻力及連接管道之間的壓力 損失不計(jì)，試求 （ 1）液壓缸 I、II 的工作壓力 p1、p2 ；（ p2 F2 A/2 p1, p2 F1 A1 / ） （ 2）液壓缸 I

18、、II 的活塞桿運(yùn)動(dòng)速度 u1、 u2 ；（ u1 QA/u1,2QA /2 ） （3）當(dāng) A1 A2,F1 F2 時(shí)，重新考慮上述兩個(gè)問題。 解： 速度。 （1） （2） （3） 壓力和流量是液壓傳動(dòng)中兩個(gè)最重要的參數(shù)：壓力取決于負(fù)載；流量決定 p2 F2 / A2 F1 p1 A1 p2 A1 F1 p1 p2 A A1 u1 Q / A1 ,u2 Q / A2 F2 F1 p2 A2 A1 ,（ A1 A2, F1 F2） p1A1 A A1 F1 p1 A A 2 p2 A2A1 A2 QQ u1 A1 u2 A2 4-14 兩雙桿活塞式液壓缸并聯(lián)， 如題圖 4- 14所示，假定 F1 F2，A1 A2 ,當(dāng)液壓缸的活塞 運(yùn)動(dòng)時(shí)，確定兩液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度 u1、u2 和供油壓力 p 的大小。（ u1 0, u2 Q / A, p F2 / A2 ） 4-15 兩單桿活塞式液壓缸串聯(lián)，如題圖 4-15 所示，設(shè)它的無桿腔和有桿腔的有效面積分 別 為 A1 100cm2