液壓典型例題

1、液壓典型例題典型例題及解答第二章 液壓油和液壓流體力學(xué)基礎(chǔ)題目1在圖2-1所示管道中，當(dāng)油在管道內(nèi)流動時，用測壓計(jì)測A、曰兩點(diǎn)間的壓力損失hw=1.91m油柱。A、B點(diǎn)間距離l=3m，d=20mm，油在管中流速v=1ms，r=920kg/m3。水銀的密度r =13600kgm3。試求在管中油流方向不同時，差壓計(jì)讀數(shù)值h為多少?圖2-1 解答（1）油流方向從A一B列出伯努利方程 得 （1）以水銀差壓計(jì)的00為等壓面 （2）將式2代人式1，得所以 （2）油流方向從B一A時以水銀差壓計(jì)的00為等壓面得： 題目2某流量Q=16Lmin的油泵安裝在油面以下，如圖2-2所示。設(shè)所用油液r=917kgm3，

2、粘度n=1lcSt，管徑d=18mm。如不考慮油泵的泄漏，且認(rèn)為油面能相對保持不變(即油箱容積相對較大)。試求不計(jì)局部損失時油泵入口處的絕對壓力。圖2-2解答 (1)求吸油管內(nèi)油液的流速v(2)求吸油管內(nèi)液流的雷諾數(shù)Re(3)求沿程壓力損失pL (4)求油泵人口處的絕對壓力p2列出油面II與油泵人口處一兩選定斷面處的伯努利方程式由于油箱液面為相對靜止，故vl=O。以一為基準(zhǔn)面，故h2=0。因不計(jì)局部損失，故hx=0。則上式變?yōu)檎砗蟮眉醋ⅲ喝〈髿鈮毫閜1=105Pa題目3 在圖2-3中，液壓缸的有效面積A=50cm2，負(fù)載F=12500N，滑閥直徑d=20mm，同心徑向間隙h=0.02mm，

3、間隙配合長度l=5mm，油液粘度n=1010-6m2/s，密度r=900kg/m3，泵的供油量q=10L/min，若考慮油液流經(jīng)滑閥的泄漏，試按同心和完全偏心兩種不同情況計(jì)算活塞的運(yùn)動速度。圖2-3解答1）系統(tǒng)工作壓力p2）縫隙前后的壓力差p3）同心時的泄漏量q及活塞的速度4）完全偏心時的泄漏量q及活塞的速度第三章 液壓泵和液壓馬達(dá)題目1液壓泵轉(zhuǎn)速為950rmin，排量Vp=168mL/r，在額定壓力29.5MPa和同樣轉(zhuǎn)速下，測得的實(shí)際流量為150Lmin，額定工況下的總效率為O.87，試求：1）泵的理論流量。2）泵的容積效率。3）泵的機(jī)械效率。4）泵在額定工況下，所需電動機(jī)驅(qū)動功率。5）驅(qū)

4、動泵的轉(zhuǎn)矩。解答1）泵的理論流量2）泵的容積效率3）泵的機(jī)械效率4）額定工況下，所需電動機(jī)驅(qū)動功率5）驅(qū)動泵的轉(zhuǎn)矩 題目2已知液壓泵的額定壓力PH，額定流量qH，忽略管路損失。試說明所示各種情況下，液壓泵的工作壓力分別為多少（壓力計(jì)讀數(shù)）？并說明理由。圖3-1解答圖a所示，液壓泵與油箱直接相連，泵的輸出流量全部流回油箱，泵的出口壓力為大氣壓力，其相對壓力pp=O，壓力計(jì)讀數(shù)為零。圖b所示，液壓泵輸出的壓力油，通過節(jié)流閥流回油箱。節(jié)流閥壓差為p，節(jié)流閥出口接油箱，因此節(jié)流閥進(jìn)口壓力就等于p。而液壓泵的出口與節(jié)流閥進(jìn)口相連，所以液壓泵出口壓力為p，壓力計(jì)讀數(shù)值是p。圖c所示，液壓泵出口與液壓缸大腔

5、相連，大腔的壓力p=FA，所以泵的出口壓力p=FA，即壓力計(jì)讀數(shù)是p=FA值。圖d所示，液壓泵的出口處，既與液壓缸的大腔相連，又與油箱相連。由于液壓泵的出口處與油箱相連，所以其出口壓力為大氣壓力，壓力計(jì)的讀數(shù)為零，因此液壓缸大腔的壓力也為零，由于壓力不足，不能克服負(fù)載，活塞不運(yùn)動。圖e所示，液壓泵的出口與溢流閥和節(jié)流閥的進(jìn)口相連，液壓泵輸出的液壓油一部分通過節(jié)流閥輸入給系統(tǒng)；而另一部分流向溢流閥，當(dāng)溢流閥達(dá)到它的調(diào)整壓力時，方能有溢流作用，因此液壓泵的出口壓力就是溢流閥的調(diào)整壓力py，而壓力計(jì)的示值決定于系統(tǒng)的負(fù)載壓力，其值為p計(jì)=py-p。 圖f所示，液壓泵的出口與液壓馬達(dá)相連，所以液壓泵出

6、口壓力不計(jì)管路損失就是液壓馬達(dá)入口的壓力。液壓泵出口的壓力 壓力計(jì)的讀數(shù)也是 題目3一液壓泵與液壓馬達(dá)組成的閉式回路，液壓泵輸出油壓pp=1OMPa，其機(jī)械效率hmp=0.95，容積效率hvp=0.9，排量qp=lOmLr；液壓馬達(dá)機(jī)械效率hmM=0.95，容積效率hvM=0.9，排量qM=lOmLr。若不計(jì)液壓馬達(dá)的出口壓力和管路的一切壓力損失，且當(dāng)液壓泵轉(zhuǎn)速為1500rmin時，試求下列各項(xiàng)：(1)液壓泵的輸出功率；(2)電動機(jī)所需功率；(3)液壓馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩；(4)液壓馬達(dá)的輸出功率；(5)液壓馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)速(nM)。圖3-2解答(1)液壓泵的輸出功率P0P(2)電動機(jī)所需功率Pip(

7、3)液壓馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩TM(4)液壓馬達(dá)的輸出功率POM(5)液壓馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)速nM第四章 液壓缸題目1在圖4-1(a)所示的液壓回路中，所采用的是限壓式變量葉片泵。圖(b)示出了該泵調(diào)定的流壓特性。調(diào)速閥調(diào)定的流量為Q2=2.5Lmin，液壓缸兩腔的有效作用面積A1=50cm2、A2=25cm2。在不考慮任何損失時，試計(jì)算：(1)液壓缸左腔的壓力pl；(2)當(dāng)負(fù)載FL=0時的p2；(3)當(dāng)負(fù)載FL =9000N時的p2。圖4-1解答(1)左腔的壓力pl因 故由流壓特性曲線可查得(2) FL=0時的p2(3) FL =9000N時的p2題目2圖4-2為兩個相同的液壓缸串聯(lián)，它們的無桿腔有效工作

8、面積A1=80cm2，有桿腔的有效工作面積A2=50cm2。輸入油液壓力p=600kPa，輸入的流量q=12Lmin，求如果兩缸的負(fù)載F1=2F2時，兩缸各能承受多大的負(fù)載（不計(jì)一切損失）？活塞的運(yùn)動速度各為多少？若兩缸承受相同的負(fù)載（即F1=F2），那么該負(fù)載的數(shù)值為多少？若缸1不承受負(fù)載（即F1=O），則缸2能承受多大的負(fù)載？圖4-2解答（1）兩缸的負(fù)載為F1=2F2時活塞A產(chǎn)生的推力 活塞B產(chǎn)生的推力 當(dāng)F1=2F2時， 又 （液壓泵出口壓力）所以活塞B承受的負(fù)載 活塞A承受的負(fù)載活塞的運(yùn)動速度（2）兩缸的負(fù)載F1=F2時則 于是 （3）當(dāng)F1=0時則 第五章 液壓閥題目1圖5-1中各溢

9、流閥的調(diào)整壓力p1=5MPa，p2=3MPa，p3=2MPa。問外負(fù)載趨于無窮大時，泵的工作壓力如何？圖5-1解答當(dāng)外負(fù)載趨于無窮大時，液壓泵輸出的全部流量，通過溢流閥溢回油箱。 當(dāng)二位二通閥斷電時，因溢流閥外控口被堵死，泵出口壓力決定于p1，即p1=5MPa。 當(dāng)二位二通閥通電時，溢流閥外控口被接通，泵出口壓力決定于遠(yuǎn)程調(diào)壓閥的最小調(diào)整壓力，即p2=2MPa。題目2圖5-2所示為夾緊回路，溢流閥的調(diào)整壓力p1= 5MPa，減壓閥的調(diào)整壓力p2=2.5MPa，試分析活塞快速運(yùn)動時，A、B兩點(diǎn)的壓力各為多少？減壓閥的閥芯處于什么狀態(tài)？工件夾緊后，A、B兩點(diǎn)的壓力各為多少？減壓悶的閥芯又處于什么狀

10、態(tài)？圖5-2解答 1.主油路無負(fù)載1）夾緊液壓缸活塞快速運(yùn)動此時夾緊液壓缸不受力，若忽略一切損失，夾緊液壓缸的壓力p=O，因此B點(diǎn)的壓力pB=0，A點(diǎn)的壓力等于B點(diǎn)壓力加上減壓閥的壓差，即PA=p（p為減壓閥的壓差）。此時減壓閥的閥芯處于開度最大的位置。2)工件夾緊之后液壓缸受力，液壓缸內(nèi)的壓力等于減壓閥的調(diào)整壓力p2，因此B點(diǎn)的壓力pB=2.5MPa。A點(diǎn)壓力等于溢流閥的調(diào)整壓力p1，即pA=5MPa。此時減壓悶的閥芯處于開度為零（關(guān)閉閥的開口狀態(tài)）。2.主油路有負(fù)載1）夾緊液壓缸活塞快速運(yùn)動A點(diǎn)壓力pA隨主油路負(fù)載而變化。負(fù)載大，則壓力高；負(fù)載小，則壓力低。面B點(diǎn)的壓力pB=0（因夾緊液壓

11、缸無負(fù)載）。減壓閥的閥芯處于開度最大的位置。2）工件夾緊之后夾緊液壓缸受力，液壓缸內(nèi)的壓力等于減壓閥的調(diào)整壓力p2，因此B點(diǎn)壓力pB=p2=2.5MPa。A點(diǎn)壓力等于溢流閥的調(diào)整壓力，即PA=p1=5MPa。減壓閥的閥芯處于開度為零狀態(tài)。題目3如圖5-3所示的液壓回路。已知液壓缸的有效工作面積分別為Al=A3=100cm2，A2=A4=50cm2，當(dāng)最大負(fù)載FL1=14103N，F(xiàn)L2=4250N，背壓力p=1.5105Pa。節(jié)流閥2的壓差p=2105Pa時，試問：(1)A、B、c各點(diǎn)的壓力(忽略管路損失)各是多少？(2)對閥1、2、3最小應(yīng)選用多大的額定壓力？(3)快進(jìn)速度vl=3.510-

12、2ms，快進(jìn)速度v2=410-2ms時，各閥的額定流量應(yīng)選用多大？(4)試選定閥1、2、3的型號(由液壓傳動設(shè)計(jì)手冊或產(chǎn)品樣本中查選)。(5)試確定液壓泵的規(guī)格、型號(由液壓傳動設(shè)計(jì)手冊或產(chǎn)品樣本中查選)。圖5-3解答(1)求A、b、c各點(diǎn)的壓力(2)閥l、2、3的額定壓力按系統(tǒng)的最高工作壓力16105Pa作為各閥的額定壓力。待閥1、2、3的具體型號確定后，應(yīng)使其額定壓力值16105Pa。(3)計(jì)算流量Q節(jié)流閥的過流量QT減壓閥的過流量QJ溢流閥的過流量QY選用各閥的額定流量為：節(jié)流閥25Lmin；減壓閥25Lmin；溢流閥63Lmin。(4)確定閥l、2、3的型號 閥的型號應(yīng)根據(jù)閥的額定壓力

13、和額定流量選用：節(jié)流閥為L-63，減壓閥為J-63，溢流閥為P-B63(廣州機(jī)床研究所系列)。(5)選定液壓泵選定液壓泵的型號應(yīng)滿足回路中流量和壓力的要求。故選定齒輪泵CB-B50(廣州機(jī)床研究所系列)。第六章 輔助裝置題目1一用折合式蓄能器使液莊泵卸荷的液壓系統(tǒng)，如圖所示。已知液壓缸的工作壓力為p=98105Pa，若允許的壓力下降率為d=0.12，在泵卸荷的時間內(nèi)，系統(tǒng)的漏損量V=0.1L。試問蓄能器的充氣壓力多大？蓄能器的容量多大？解答(1)求充氣壓力p0由題意知蓄能器維持的最高工作壓力為p1=98105Pa，由壓力下降率求出蓄能器要維持的系統(tǒng)最低工作壓力p2：由 有則 取 (2)求容量V

14、0V=0.1L是蓄能器向系統(tǒng)的補(bǔ)油容量。蓄能器慢速輸油時，n=1，由式(6-3)有由液壓傳動設(shè)計(jì)手冊查選，用NXQBlB型蓄能器。第七章 液壓基本回路題目1 圖7-1中A、B兩液壓缸的有桿腔面積和無桿腔的面積分別均相等，負(fù)載F1F2，如不考慮泄漏和摩擦等因素，試問兩液壓缸如何動作？運(yùn)動速度是否相等？如節(jié)流閥開度最大，壓降為零，兩液壓缸又如何動作？運(yùn)動速度有何變化？將節(jié)流閥換成調(diào)速閥，兩液壓缸的運(yùn)動速度是否相等？ （a） （b）圖7-1解答（1）兩缸動作順序及其運(yùn)動速度對于圖示回路，均是B缸先動，B缸運(yùn)動到終點(diǎn)后，A缸開始運(yùn)動。其理由如下： 對于圖a所示的出口節(jié)流調(diào)速回路而言，根據(jù)力平衡方程式:

15、 pyAl=F1+pAA2 pyAl=F2+pBA2可知: 出口節(jié)流調(diào)速回路，進(jìn)油腔壓力，即無桿腔壓力始終保持為溢流閥的調(diào)整壓力值py，故平衡狀態(tài)時，當(dāng)F1F2，則pBpA，負(fù)載小的活塞運(yùn)動產(chǎn)生的背壓力高；這個背壓力（即pB）又加在A缸的有桿腔，這樣使A缸的力平衡方程變?yōu)椋?pyAl=F1+pBA2由于 pBpA所以 py py這表明，A液壓缸無稈腔要求的進(jìn)油壓力大于溢流閥的調(diào)定值，使A液壓缸不能運(yùn)動，直至B液壓缸運(yùn)動到終點(diǎn)后，背壓力減小到pA值，A液壓缸才能開始運(yùn)動。因此，當(dāng)F1F2時，B液壓缸先動，到達(dá)終點(diǎn)后，A液壓缸才開始運(yùn)動。 通過節(jié)流閥的流量方程（薄壁節(jié)流口），可知：B液壓缸運(yùn)動速度

16、 A液壓缸運(yùn)動速度 流量系數(shù)C，節(jié)流閥通流截面AT，無桿腔面積A2均一定。由于pBpA，所以vBvA。對于圖b所示進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路而言，負(fù)載大小決定了液壓缸左腔壓力，可知：A液壓缸的工作壓力 B液壓缸的工作壓力 由于F1F2，所以pApB。正由于這種原因，B液壓缸先動，待它到達(dá)終點(diǎn)停止運(yùn)動后，A液壓缸才能運(yùn)動。 流過節(jié)流閥至兩缸的流量分別為： 和 由于pApB，所以qTAvA。（2）節(jié)流閥開度最大，壓降為零時，兩液壓缸的動作順序及其運(yùn)動速度 由于此時F1F2，B液壓缸所需壓力低于A液壓缸所需壓力，所以B液壓缸先動，運(yùn)動到終點(diǎn)后，待壓力升至到A液壓缸所需壓力時，A液壓缸動作。 由于液壓泵輸出的流

17、量一定，A和B液壓缸的A1面積相等，所以A、B兩液壓缸的運(yùn)動速度都相等。（3）將節(jié)流閥換成調(diào)速閥時兩液壓缸的運(yùn)動速度 因有調(diào)速閥中的定差減壓閥的作用，負(fù)載變化能使調(diào)速閥輸出流量穩(wěn)定，所以vB=vA。具體地說，對圖a所示回路，；對圖b所示回路，。題目2如圖7-2所示的液壓系統(tǒng)中，兩缸的有效工作面積Al=A2=lOOcm2，泵的流量Qp=40Lmin，溢流閥的調(diào)定壓力pY=4MPa，減壓閥的調(diào)定壓力pJ=2.5MPa，若作用在液壓缸1上的負(fù)載FL分別為0、15103N、43103N時，不計(jì)一切損失，試分別確定兩缸在運(yùn)動時、運(yùn)動到終端停止時，各缸的壓力、運(yùn)動速度和溢流流量。圖7-2解答(1) FL

18、=0 液壓缸1(2DT通電)和液壓缸2向右運(yùn)動時：液壓缸的工作壓力液壓缸的運(yùn)動速度溢流量 液壓缸l、2運(yùn)動到終端停止時：液壓缸1的工作壓力 液壓缸2的工作壓力 液壓缸I、2的運(yùn)動速度 溢流量 (不考慮先導(dǎo)式減壓閥導(dǎo)閥的泄漏時)。(2) FL =15103N液壓缸l、2運(yùn)動時：因液壓缸2無負(fù)載，故先動。此時工作壓力速度液壓缸2到終端后，缸l再動。此時：因減壓閥沒工作，故 溢流量 液壓缸1、2運(yùn)動到終端停止時：(3) FL =43l03N負(fù)載壓力液壓缸2運(yùn)動時溢流量 液壓缸2停止運(yùn)動后工作壓力為因負(fù)載壓力pL大于溢流閥調(diào)定的壓力pY，所以液壓缸l始終不動，即v1=0。溢流量 第八章 典型液壓系統(tǒng)題目1圖8-1所示為實(shí)現(xiàn)“快進(jìn)一工進(jìn)一工進(jìn)一快退一停止”工作循環(huán)的液壓系統(tǒng)，試填上電磁鐵動作順序表。 圖8-1解答圖為出口節(jié)流調(diào)速回路。 （1）快進(jìn)時，1YA和3YA通電，回油路直接與油箱相通，回油速度快。因此活塞快速向前運(yùn)動。 （2）工進(jìn)時，要求較快的慢速進(jìn)給，因此在回油路上并聯(lián)兩個節(jié)流閥。3YA和4YA斷電時，換向閥2處于中位，這時回油通過兩個節(jié)流閥同時流回油箱，回油速度較快，因此活塞以較快速度向前進(jìn)給。 （3）工進(jìn)時，要求較慢的慢速進(jìn)給，4YA通電，回油通過節(jié)流閥3流回油箱。由于油液通過一個節(jié)流閥回油箱，回油速度較慢，因此活塞慢速向前進(jìn)給。