中南大學液壓傳動考試練習題

1、已知一粘度計.D=100mm, d=98mm,l=200mmn=8r/s,T=0.4Nm.求油液的動力粘度.V=R=2.512m/sT=FfR Ff=8N Ff= Adu/dy 1/02512(0.1 0.098)/ 2ffduFAFAdydu dyduvAdsdy /0.051./fFAPa sdu dyn已知D=120mm,d=119.6mm,L=140mm,=0.065PA.s,v=0.5m/s不計油壓，求duFAdyAd 10.502500(0.120.1196)/ 2dusdy8.55duFANdy已知3*10-5m2/s,=900kg/m3求？30.130202.(2)0.02*1

2、020 (2)0.02*10dunrdArdrdTdF rdArrdrrdynrTrdrr例例1 如圖所示液壓泵的吸油裝置，通過油液的流量q=32L/min,吸油管直徑d=20mm, ，液壓泵吸油口距離液面高度h=500mm，油液密度=900kg/m3 ，粘度=2010-6m2/s，不計壓力損失，試求液壓泵吸油口的真空度。解：吸油管的流速為：smscmdqAqv/7 . 1/6024103242322 sm /102026油液運動粘度油液在吸油管中的流動狀態(tài)1700102002. 07 . 1Re6vdRe=1700Recr=2000,層流 =2q- 截面 h1 =0，v1=0，p1=0- 截

3、面 h2=0.5m，v2=1.7m/s，p2=?，hw=0得：即液壓泵吸油口的真空度為710-3MPa列伯努力方程whgvgphgvgph 222222221111 qMPaPa.vghpp32222212107701671900225081990002 例例2：圖 為文氏流量計，當水銀柱壓力計讀數(shù)h=45mmHg時，不計動能修正系數(shù)和能量損失，求通過流量計的水流量。001122hD2D1文氏流量計圖文氏流量計圖解解：取斷面1-1，D1=200mm； 斷面2-2，D2=100mm；以中心線為基準 0-0，于是，h1=h2=0，又按題意知1 = 2 =1。于是，伯努力方程為02020222211

4、gVgpgVgp根據(jù)連續(xù)性方程：2211AVAV122211212VDDVAAV即將連續(xù)性方程代入伯努力方程整理得1221424121212221DDVVVpp1)(24241211DDppV001122hD2D1文氏流量計圖文氏流量計圖由靜壓方程有：ghghppp1OHHgOHOHHg212226 .13OHHg211 . 02 . 0) 16 .13(45. 081. 922 . 041) 1(24442424121112DDghDVAqOHHg所求的流量為=2.705103 （m3/s）=1620（L/min）001122hD2D1文氏流量計圖文氏流量計圖例例1 如右圖所示，液體在管內(nèi)做

5、連續(xù)流動，在截面II和 處的通流面積分別為A1和A2，測壓管讀數(shù)差為h，液體的密度為,若不考慮管路內(nèi)的能量損失，求截面II和 處哪一處壓力高？為什么?通過管路的流量q為多少?解解(1)比較截面- 和- 的壓力，由圖可見， - 截面的測壓管讀數(shù)比和- 截面的測壓管讀數(shù)高，這表明- 截面比- 截面的壓力高。理由是：在密閉管內(nèi)做穩(wěn)定流動的理想液體的壓力能、動能和位能的總和是一定的，并可互相轉(zhuǎn)換。管道水平放置，位置頭（位能）相等，所以各截面的動能與壓力能互相轉(zhuǎn)換， - 截面A1大于- 截面A2，即 - 截面管道細，流速高，動能大，壓力能小，而- 截面管道粗，流速低，動能小，壓力能大， 所以- 截面的壓

6、力比- 截面的壓力高。例例2 如圖所示液壓泵的吸油裝置，通過油液的流量q=32L/min,吸油管直徑d=20mm, ，液壓泵吸油口距離液面高度h=500mm，油液密度=900kg/m3 ，粘度=2010-6m2/s，不計壓力損失，試求液壓泵吸油口的真空度。解：吸油管的流速為：油液在吸油管中的流動狀態(tài)smscmscmdqAqv/7 . 1/170/6024103242322sm /102026油液運動粘度1700102002. 07 . 1Re6vdRe=1700Recr=2000,層流 =2- 截面 h1 =0，v1=0，p1=0- 截面 h2=0.5m，v2=1.7m/s，p2=?，hw=0

7、得：MPaPavghpp3222221210770167 . 1900225 . 081. 990002即液壓泵吸油口的真空度為710-3MPa列伯努力方程whgvgphgvgph222222221111例例3：圖 為文氏流量計，當水銀柱壓力計讀數(shù)h=45mmHg時，不計動能修正系數(shù)和能量損失，求通過流量計的水流量。001122hD2D1文氏流量計圖文氏流量計圖解解：取斷面1-1，D1=200mm； 斷面2-2，D2=100mm；以中心線為基準 0-0，于是，h1=h2=0，又按題意知1 = 2 =1。于是，伯努力方程為02020222211gVgpgVgp根據(jù)連續(xù)性方程：2211AVAV12

8、2211212VDDVAAV即將連續(xù)性方程代入伯努力方程整理得1221424121212221DDVVVpp1)(24241211DDppV001122hD2D1圖圖 文氏流量計文氏流量計由靜壓方程有：1OHHgOHOHHg21222ghghppp6 .13OHHg211 . 02 . 0) 16 .13(45. 081. 922 . 041) 1(24442424121112DDghDVAqOHHg所求的流量為=2.705103 （m3/s）=1620（L/min）例例1 某液壓馬達排量qM 250mL/r ，入口壓力為9.8MPa，出口壓力為0.49MPa，其總效率M0.9 ，容積輕率VM

9、0.92，當輸人流量QM為22Lmin時，求液壓馬達輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速各為多少?解：液壓馬達的理論流量 QtM=QMVM =220.92L/min=20.24L/min液壓馬達的實際轉(zhuǎn)速液壓馬達的進出口壓力差pM=9.8-0.49=9.31MPa液壓馬達的輸出轉(zhuǎn)矩96.80min/2501024.203rqQnMtMMmNnQpTMMMM.38.3629 . 096.80210221031. 9236 例例2 已知液壓泵輸出油壓ppl0MPa，泵的機械效率m 0.95，容積效率VP 0.9，排量qp10mL/r，轉(zhuǎn)速nP1500rmin ；液壓馬達的排量qM 10mL/r ，機械效率mM 0.95

10、，容積效率VM 0.9，求液壓泵的輸出功率、拖動液壓泵的電動機功率、液壓馬達輸出轉(zhuǎn)速、液壓馬達輸出轉(zhuǎn)矩和功率各為多少?解解：(1)液壓泵的輸出功率1)液壓泵的輸出流量 QP=qPnVP=1010-3 1500 0.9L/min=13.5L/min2)輸出功率(2)電動機功率kWkWqpPPP25. 21065 .131010106767kWkWPPmV63. 295. 09 . 025. 2電(3)液壓馬達的輸出轉(zhuǎn)速 不計管路中的流量損失，液壓馬達的輸入流量等于液壓泵的輸出流量，所以液壓馬達的理論流量：QtM=QP VM =13.50.9L/min=12.15L/min 液壓馬達轉(zhuǎn)速(4)液壓

11、馬達的輸出轉(zhuǎn)矩(5)液壓馬達的輸出功率PM=PiMM =PmMVM =2.250.95 0.9kW=1.92kWmin/1215min/101015.123rrqQnMtMMmNmNpqTmMMM.11.15.95. 0210101010266例例3 3 如圖所示，已知變量泵最大排量qpmax160mL/r，轉(zhuǎn)速nP1000rmin，機械效率mp0.9，總效率p0.855，液壓馬達的排量qM140mL/r，機械效率mM0.9，總效率M0.8，系統(tǒng)的最大允許壓力p8.5MPa，不計管路損失。求液壓馬達轉(zhuǎn)速nM是多少?在該轉(zhuǎn)速下，液壓馬達的輸出轉(zhuǎn)矩是多少?驅(qū)動泵所需的轉(zhuǎn)矩和功率是多少? 解：(1)

12、液壓馬達的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩液壓泵的輸出流量液壓馬達的容積效率液壓馬達的轉(zhuǎn)速min/151min/9 . 085. 01000101603maxmaxLLnqnqQmPPPPVPPPP89. 09 . 08 . 0mMMVMmin/960min/1014089. 01513rrqQnMVMPM液壓馬達輸出的轉(zhuǎn)矩(2)驅(qū)動液壓泵所需的功率和轉(zhuǎn)矩1)驅(qū)動液壓泵所需的功率2)驅(qū)動液壓泵的轉(zhuǎn)矩mNmNpqTmMMM.45.170.9 . 0210140105 . 8266kWkWnpqPPmPPPPi2 .2510609 . 0100010160105 . 8366maxmNmNpqTmPPP.5 .240.

13、9 . 0210160105 . 8266 例例4 4 某液壓泵的額定流量QH32Lmin，額定壓力pH2.5MPa，額定轉(zhuǎn)速nH1450rmin，泵的機械效率H0.85。由實驗測得，當泵的出口壓力近似為零時，其流量Qt35.6Lmin。求該泵的容積效率和總效率是多少? 如果在額定壓力下泵的轉(zhuǎn)速為500rmin時，估算泵的流量為多少?該轉(zhuǎn)速下泵的容積效率為多少?兩種轉(zhuǎn)速下，泵的驅(qū)動功率又是多少? 解解: :(1)泵的容積效率和總效率液壓泵出口壓力為零時的流量為理論流量，即Qt 35.6Lmin。 液壓泵的容積效率9 . 06 .3532tHVQQ液壓泵的總效率76. 085. 09 . 0mV

14、(2)液壓泵的流量和容積效率液壓泵的排量于是液壓泵的額定轉(zhuǎn)速nH500rmin時，其理論流量qt=VnH=0.025500L/min=12.5L/min 因為額定壓力不變，所以液壓泵的容積效率不變，故液壓泵的輸出流量QH= QtV =12.50.9L/min=11.25L/min (3)液壓泵的驅(qū)動功率 nH1450r min時，液壓泵的驅(qū)動功率 nH500rmin時，液壓泵的驅(qū)動功率rLrLnQqHt/025. 0/14506 .35kWQpQpPVmHHHH74. 19 . 085. 01061032105 . 2106106766771kWQpQpPVmHHHH6 . 09 . 085.

15、 01061025.11105 . 2106106766772 例例1 1 下圖為兩缸并聯(lián)液壓系統(tǒng)，已知活塞下圖為兩缸并聯(lián)液壓系統(tǒng)，已知活塞A A重重8kN8kN，活塞，活塞B B重重4kN4kN，兩缸無桿腔活塞面積均為兩缸無桿腔活塞面積均為100cm100cm，溢流閥調(diào)整壓力為，溢流閥調(diào)整壓力為1.5MPa1.5MPa，泵，泵輸出流量為輸出流量為5L5Lminmin。試分析兩缸是否同時運動。試分析兩缸是否同時運動? ?計算兩缸活塞的運計算兩缸活塞的運動速度和液壓泵的工作壓力動速度和液壓泵的工作壓力? ?說明溢流閥的調(diào)整壓力是否合理說明溢流閥的調(diào)整壓力是否合理? ?若溢若溢流閥的調(diào)整壓力為流閥

16、的調(diào)整壓力為0.6MPa0.6MPa，系統(tǒng)將是怎樣的工作狀態(tài)，系統(tǒng)將是怎樣的工作狀態(tài)? ? 解解：(1)(1)兩缸活塞運動情況兩缸活塞運動情況 由于液壓系統(tǒng)的壓力取決于外負載，由于液壓系統(tǒng)的壓力取決于外負載，因此可求出因此可求出A A、B B兩缸活塞上升所需工作壓力為：兩缸活塞上升所需工作壓力為： 活塞活塞B B由于由于A A、B B兩缸所需工作壓力不同，兩缸所需工作壓力不同，B B缸壓力小于缸壓力小于A A缸壓力缸壓力大大故故B B缸活塞先動，當活塞運動到終點，系缸活塞先動，當活塞運動到終點，系統(tǒng)壓力升高到統(tǒng)壓力升高到p p A A值值( (即即0.8MPa)0.8MPa)時，時，A A缸活

17、塞才動。缸活塞才動。由此可見，兩缸活塞的運動狀況是：由此可見，兩缸活塞的運動狀況是：B B缸活塞先動，缸活塞先動，A A缸活塞后動，兩活塞不可能同時運動。缸活塞后動，兩活塞不可能同時運動。p pA A=G=GA A/A=8000/A=8000/(100 /(100 1010-4-4)Pa=0.8MPa)Pa=0.8MPa p pB B=G=GA A/A=4000/A=4000/(100 /(100 1010-4-4)Pa=0.4MPa)Pa=0.4MPa 活塞活塞A A(2)(2)兩活塞的運動速度和液壓泵的工作壓力兩活塞的運動速度和液壓泵的工作壓力 活塞活塞B B運動時活塞運動時活塞A A不運

18、動，此時液壓泵輸出流量不運動，此時液壓泵輸出流量( (不汁損不汁損失失) )全部進入液壓缸全部進入液壓缸B B ，因此活塞，因此活塞B B的運動速度的運動速度v vB B=Q/A=5=Q/A=5 1010-3-3/(100 /(100 1010-4-4)m/min=0.5m/min)m/min=0.5m/min活塞活塞A A的運動速度的運動速度 v vA A=0=0此時液壓泵的工作壓力：此時液壓泵的工作壓力：p pP P=p=pB B=0.4MPa=0.4MPa 活塞活塞B B運動到終點，系統(tǒng)壓力繼續(xù)升高，當升高至運動到終點，系統(tǒng)壓力繼續(xù)升高，當升高至p p A A0.8MPa0.8MPa時，

19、時，活塞活塞A A運動，這時液壓泵輸出流量全部進入液壓缸運動，這時液壓泵輸出流量全部進入液壓缸A A，活塞，活塞A A的運動的運動速度和液壓泵的輸出壓力：速度和液壓泵的輸出壓力：v vA A=Q/A=5=Q/A=5 1010-3-3/(100 /(100 1010-4-4)m/min=0.5m/min)m/min=0.5m/min活塞活塞B B的運動速度的運動速度 v vB B=0=0此時液壓泵的工作壓力：此時液壓泵的工作壓力： p pA A =p =pB B =0.8MPa =0.8MPa (3)(3)系統(tǒng)的工作狀態(tài)系統(tǒng)的工作狀態(tài) 由于溢流閥的調(diào)整壓力由于溢流閥的調(diào)整壓力p p P P 1.

20、5MPa1.5MPa，高于，高于A A、B B兩缸的工作壓兩缸的工作壓力，因此保證了液壓泵輸出流量能夠分別進入力，因此保證了液壓泵輸出流量能夠分別進入A A和和B B兩缸，使兩缸，使A A和和B B兩兩缸活塞能夠運動，當液壓缸缸活塞能夠運動，當液壓缸A A的活塞運動到終點時，系統(tǒng)壓力繼續(xù)的活塞運動到終點時，系統(tǒng)壓力繼續(xù)升高，直至打開溢流閥，液壓泵輸出流量通過溢流閥流回油箱，液升高，直至打開溢流閥，液壓泵輸出流量通過溢流閥流回油箱，液壓泵的壓力穩(wěn)定在溢流閥的調(diào)整壓力，即壓泵的壓力穩(wěn)定在溢流閥的調(diào)整壓力，即p p P P 1 15MPa5MPa 若溢流閥的調(diào)整壓力若溢流閥的調(diào)整壓力p p P P

21、0. 6MPa0. 6MPa，由于，由于B B缸壓力缸壓力p p B B 0.4MPa0.4MPa，低于低于p p P P0. 6MPa0. 6MPa， 所以所以B B缸能正常工作。然而，由于缸能正常工作。然而，由于A A缸壓力缸壓力p p A A 0.8MPa 0.8MPa ，高于，高于p p P P調(diào)定值，因此當調(diào)定值，因此當B B缸活塞運動到終點，系統(tǒng)壓力缸活塞運動到終點，系統(tǒng)壓力繼續(xù)升高至繼續(xù)升高至p p P P 0.6MPa0.6MPa時，溢流閥打開，液壓泵輸出流量通過溢時，溢流閥打開，液壓泵輸出流量通過溢流閥流回油箱，此時液壓泵的壓力穩(wěn)定在流閥流回油箱，此時液壓泵的壓力穩(wěn)定在p p P P 0. 6MPa0. 6MPa的調(diào)定壓力，的調(diào)定壓力，不會再升高，所以不會再升高，所以A A缸中活塞因壓力不足不能運動。缸中活塞因壓力不足不能運動。作業(yè)作業(yè):1.圖示兩個結(jié)構(gòu)和尺寸均相同相互串聯(lián)的液壓缸,無桿腔面積A1=100cm2,有桿腔面積A2=80cm2,缸1輸入壓力p1=0.9MPa,輸入Q1=12L/min,不計損失和泄漏,試求:1)兩