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(dòng)時(shí)，用測(cè)壓計(jì)測(cè)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=1m／s，=920kg/m3。水銀的密度=13600kg／m3。試求在管中油流方向不同時(shí)，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pA0vA2pB1vB2g2gghw2g得pApBglghw（1）以水銀差壓計(jì)的 0—0為等壓面pAgh1pBglHggh1（2）將式2代人式1，得h1g( Hg ) (gl ghw) gl ghw所以h1hw1.919200.139m13600920Hg（2）油流方向從B一A時(shí)pBlpAhwggpBpAg(hwl)以水銀差壓計(jì)的0—0為等壓面pAHggh2pBglgh2得：h2hw1.91920m136009200.139Hg[題目2]某流量Q=16L／min的油泵安裝在油面以下， 如圖2-2所示。設(shè)所用油液 =917kg／m3，粘度 =1lcSt，管徑d=18mm。如不考慮油泵的泄漏，且認(rèn)為油面能相對(duì)保持不變 (即油箱容積相對(duì)較大)。試求不計(jì)局部損失時(shí)油泵入口處的絕對(duì)壓力。圖2-2[解答](1)求吸油管內(nèi)油液的流速vQ4Q416103/601.048m/svd2(18103)2A(2)求吸油管內(nèi)液流的雷諾數(shù) Revd1.04818103121）Re10617152320(層流（)近似取11求沿程壓力損失△pLpLLv275Lv275(20020)1029171.0482d2Red21715181032691.6pa2(4)求油泵人口處的絕對(duì)壓力p2列出油面I—I與油泵人口處Ⅱ一Ⅱ兩選定斷面處的伯努利方程式h1p1v12p2v22hLg2gh22gg由于油箱液面為相對(duì)靜止，故vl=O。以Ⅱ一Ⅱ?yàn)榛鶞?zhǔn)面，故h2=0。因不計(jì)局部損失，故=0。則上式變?yōu)閜1p2v22h1ghLg2g整理后得p2h1p1v22gghL2g即p2gh1p1v22ghLgh1p1v222pL29179.81701021059171.04822691.62103102pa1.03105pa注：取大氣壓力為 p1=105Pa[題目3]2在圖2-3中，液壓缸的有效面積A=50cm，負(fù)載F=12500N，滑閥直徑d=20mm，同心徑向間隙h=0.02mm，間隙配合長(zhǎng)度l=5mm，油液粘度=10×10-6m2/s，密度=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(dòng)速度。圖2-3[解答]1）系統(tǒng)工作壓力 ppF125002.5106Pa2.5MPaA501042）縫隙前后的壓力差△ppp2.5MPa3）同心時(shí)的泄漏量△q及活塞的速度q2dh3p2120.020.0231092.51064.65106m3/s12l101069005103qq10103/604.651060.0324m/s194.4cm/minv50104A4）完全偏心時(shí)的泄漏量△q‘及活塞的速度q'2.5q2.54.6510611.625106m3/sqq'10103/6011.6251060.0310m/s186cm/minv'50104A第三章 液壓泵和液壓馬達(dá)[題目1]液壓泵轉(zhuǎn)速為950r／min，排量Vp=168mL/r，在額定壓力29.5MPa和同樣轉(zhuǎn)速下，測(cè)得的實(shí)際流量為150L／min，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(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)功率。5）驅(qū)動(dòng)泵的轉(zhuǎn)矩。[解答]1）泵的理論流量qt Vpn 168103 950 159.6L/min2）泵的容積效率q150V0.94qt159.63）泵的機(jī)械效率0.87m0.926V0.944）額定工況下，所需電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)功率P1pq29.5106150103/6084.77103W84.77kW0.875）驅(qū)動(dòng)泵的轉(zhuǎn)矩Pi84.77103Ti852.5Nm2n2950/60[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(shuō)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(shuō)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(duì)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(guò)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相連，大腔的壓力 p=F／A，所以泵的出口壓力 p=F／A，即壓力計(jì)讀數(shù)是 p=F／A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(dòng)。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(guò)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(shí)， 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p

TMqM M壓力計(jì)的讀數(shù)也是 p TMqM M[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mp=0.95，容積效率vp=0.9，排量q=lOmL／r；液壓馬達(dá)機(jī)械效率=0.95，容積效率=0.9，排pmMvM量qM=lOmL／r。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(shí)，試求下列各項(xiàng)：液壓泵的輸出功率；電動(dòng)機(jī)所需功率；液壓馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩；液壓馬達(dá)的輸出功率；液壓馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)速(nM)。圖3-2[解答]液壓泵的輸出功率P0PPpQpPPnpqpVp101500101030.9P0P60602.25kW60(2)電動(dòng)機(jī)所需功率 PipPiPP0pP0P2.252.63kWpVpmp0.90.95(3)液壓馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩MTPMqMPpqM1010610106TMmMmM20.9515.1Nm22(4)液壓馬達(dá)的輸出功率POMP0M PiM M P0p VM mM 2.25 0.9 0.95 1.92kW液壓馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)速nMnMQiMQMVMQPVMQiPVpVMqPnPVpVMqMqMqMqMqM1015000.90.91215r/min10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2的流壓特性。調(diào)速閥調(diào)定的流量為 Q2=2.5L／min，液壓缸兩腔的有效作用面積 A1=50cm、2A2=25cm。在不考慮任何損失時(shí)，試計(jì)算：液壓缸左腔的壓力pl；當(dāng)負(fù)載FL=0時(shí)的p2；當(dāng)負(fù)載FL=9000N時(shí)的p2。圖4-1[解答](1)左腔的壓力 pl因Q1Q2A12.5505L/minA225故由流壓特性曲線可查得p122105Pa(2)FL=0時(shí)的p2p1A1p2A2FLp2A2p2p1A1221055044105PaA225(3)FL=9000N時(shí)的p2p1A1p2A2FLp2p1A1FL221055010490008105PaA225104[題目2]圖4-2為兩個(gè)相同的液壓缸串聯(lián)，它們的無(wú)桿腔有效工作面積2A=80cm，有桿腔的有效工12=2F2作面積A2=50cm。輸入油液壓力p=600kPa，輸入的流量q=12L／min，求如果兩缸的負(fù)載F1時(shí)，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(dòng)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(shí)活塞A產(chǎn)生的推力pAA1F1PBA2活塞B產(chǎn)生的推力F2pBA1當(dāng)F=2F時(shí)，pAA12pBA1PBA212又pAp（液壓泵出口壓力）所以pBpA16105802.3105Pa0.23MPa2A1A228050活塞B承受的負(fù)載F2pBA12.3105801041840N1.84kN活塞A承受的負(fù)載F12F221.843.68kN活塞的運(yùn)動(dòng)速度vAq121032.5cm/sA18060vBvAA250A12.51.56cm/s80（2）兩缸的負(fù)載F1=F2時(shí)則pAA1pBA1PBA2pBpAA165805Pa0.