液压与气压传动习题库及参考答案

1、五、计算题1、某泵输出油压为10MPa,转速为1450r/min,排量为200mL/r,泵的容积效率为vp=0.95,总效率为p=0.9。求泵的输出液压功率及驱动该泵的电机所需功率(不计泵的入口油压)。解：泵的输出功率为：ppqpppqtpVp6060POPPpVpnpvp1020010314500.95459KW6060.电机所需功率为:Pop45.9Pip51KWp0.92、已知某液压泵的转速为950r/min,排量为VP=168mL/r,在额定压力29.5MPa和同样转速下，测得的实际流量为150L/min,额定工况下的总效率为0.87,求：(1)液压泵的理论流量qt；(2)液压泵的容积

2、效率Yv；(3)液压泵的机械效率刀m；(4)在额定工况下，驱动液压泵的电动机功率Pi；(5)驱动泵的转矩To解：(1)qt=Vn=950X168+1000=159.6L/min(2)刀v=q/qt=150/159.6=0.94;(3) rm=0.87/0.94=0.925(4) Pi=pq/(60X0.87)=84.77kW;(5) Ti=9550P/n=9550X84.77/950=852Nm3、已知某液压泵的输出压力为5MPa,排量为10mL/r,机械效率为0.95,容积效率为0.9,转速为1200r/min,求：(1)液压泵的总效率；(2)液压泵输出功率；(3)电动机驱动功率。解：(1)

3、刀二刀Vr1m=0.95X0.9=0.855(2) P=pqrv/60=5X10X1200X0.9/(60X1000)=0.9kW(3) Pi=P/刀=0.9/(0.95X0.9)=1.05kW4、如图，已知液压泵的输出压力pp=10MPa,泵的排量VP=10mL/r,泵的转速nP=1450r/min,容积效率刀pv=0.9,机械效率刀Pm=0.9;液压马达的排量VM=10mL/r,容积效率予mv=0.92,机械效率刀Mm=0.9,泵出口和马达进油管路间的压力损失为0.5MPa,其它损失不计，试求：(1)泵的输出功率；(2)驱动泵的电机功率；(3)马达的输出转矩；(4)马达的输出转速；解：(1

4、)Ppo=ppqp=ppVpnprpv=10X10X10-3X1450X0.9/60=2.175KW(4) Ppi=PPo/rp=PPo/(YPVY1Mm)=2.69KWPm=Pp-AP=10-0.5=9.5MPa(5) Tm=pmVmyvm/2=9.5X10X0.9/2兀=13.6Nm(6) nM=-npVprpvy!mv/Vm=1450x10X0.9x0.92/10=1200.6r/min5、如图所示，由一直径为d,重量为G的活塞浸在液体中，并在力F的作用下处于静止状态。若液体的密度为P,活塞浸入深度为h,试确定液体在测压管内的上升高度x。解：设柱塞侵入深度h处为等压面，即有(F+G)/(

5、dd2/4)=pg(h+x)导出:x=4(F+G)/(pgdd2)-h6、已知液压马达的排量VM=250mL/r;入口压力为9.8Mpa;出口压力为0.49Mpa;此时的总效率引m=0.9;容积效率刀vm=0.92;当输入流量为22L/min时，试求：(1)液压马达的输出转矩(Nm);(2)液压马达的输出功率(kW);(3)液压马达的转速(r/min)。解：(1)液压马达的输出转矩Tm=1/2兀ApMVm刀Mm=1/2兀X(9.80.49)X250X0.9/0.92=362.4Nm-(7) 液压马达的输出功率Pmo=ApMqM.m/612=(9.80.49)X22X0.9/60=3.07kw(

6、8) 液压马达的转速nM=qM-rmv/Vm=22X103X0.92/250=80.96r/min7、下图为两结构尺寸相同的液压缸，A=100cm2,A2=80cm2,p=0.9Mpa,q1=15L/min。若不计摩擦损失和泄漏，试求：(1)当两缸负载相同(Fi=F2)时，两缸能承受的负载是多少？(2)此时，两缸运动的速度各为多少？解：列方程:PiAP2a2F2P2AiF2FiF2联合求解得P2=0.5MPa,Fi=F2=5000Nvi=qi/Ai=0.025m/s;V2Ai=viA2,V2=0.020m/s8、如图所示三种形式的液压缸，活塞和活塞杆直径分别为D、d,如进入液压缸的流量为q,压

7、力为P,若不计压力损失和泄漏，试分别计算各缸产生的推力、运动速度大小和运动方向。F-p(D2d2)V,D2d2答：(a)4；(Dd)；缸体向左运动24qFpdV-2-(b)答：4；d；缸体向右运动Fpd2V驾(c)答：4；d；缸体向右运动9、如图所示液压回路，已知液压泵的流量qp=i0L/min,液压缸无杆腔活塞面积Ai=50cm2,有杆腔活塞面积A2=25cm2,溢流阀调定压力PP=2.4Mpa,负载Fl=10000N,节流阀通流面积At=0.0icm2,试分另U求回路中活塞的运动速度和液压泵的工作压力。(设Cd=0.62,p=870kg/m3,节流阀口为薄壁小孔。)答，以题意和图示得知：因

8、工作压力：Pp=2.4MpaFl=10000NPi-Ai=FlPi=Fl/Ai=10000/(50X10-4)=2MPa节流阀的压差：AP=Pi=2MPaqCdATJ0.620.01104；节流阀的流量：=8870=4.2X10-2m3/sqp_q10103/604.2102活塞的运动速度：V=Ai=5010=i50cm/min有泵的工作压力：Pi=Pp=2Mpa活塞的运动速度：V=150cm/min10、如图所示两个结构和尺寸均相同的液压缸相互串联，无杆腔面积Ai=100cm2,有杆腔面积A2=80cm2,液压缸1输入压力Pi=0.9Mpa,输入流量qi=12L/min,不计力损失和泄漏，试

9、计算两缸负载相同时(Fi=F2),负载和运动速度各为多少？答：以题意和图示得知:Ai=F1+P2A2P2-因：故:V2Ai=F2Fi=F2所以有：Pi-Ai=P2-A2+P2-AiRA0.9i00i04P2=A(i0080)i04=0.5(MPa)Fi=F2=P2-Ai=0.5Xi00Xi0-4Xi06=5000(N)Vi=qi/Ai=(i0xi0-3)/(i00xi0-4)=i.2(m/min)q2=Vi-A2V2=q2/Ai=Vi-A2/Ai=0.96(m/min)因此，负载为5000(N);缸i的运动速度i.2(m/min);缸2的运动速度0.96(m/min)。ii、如图所示液压系统，

10、负载F,减压阀的调整压力为Pj,溢流阀的调整压力为有效面积为Ao试分析泵的工作压力由什么值来确定。Py,PyPjo油缸无杆腔解：泵的工作压力P=0i2、如图所示，两个结构和尺寸均相同相互串联的液压缸，有效作用面积Ai=i00cm2,A2=80cm2,液压泵的流量qp=0.2*i0-3m3/s,Pi=0.9Mpa,负载Fi=0,不计损失，求液压缸的负载F2及两活塞运动速度Vi,V2。解：Vi=qi/Ai=0.2*i0-3/i00*i0-4=0.02m/sV2=q2/A2=0.02*80*10-4/100*10-4=0.16m/sP2=F2/A1P1A1=P2A2+F1F1=0;P2=P1A1/A

11、2=1.125MPaF2=P2A1=112.5N能实现几级调压?13、如图所示液压系统中，试分析在下面的调压回路中各溢流阀的调整压力应如何设置,解：能实现3级调压，各溢流阀的调整压力应满足Py1Py2和Py1Py314、分析下列回路中个溢流阀的调定压力分别为pyi=3MPa,pY2=2MPa,pY3=4MPa,问外负载无穷大时,泵的出口压力各位多少？解：(a)p=2MPa;(b)p=9MPa;(c)p=7MPa15、图示回路，溢流阀的调整压力为为多少？(1)液压缸活塞杆伸出时，负载压力(2)液压缸活塞杆伸出时，负载压力(3)活塞运动到终点时。5MPa,顺序阀的调整压力为3MPa,问下列情况时A

12、、B点的压力各PL=4MPa时；PL=1MPa时；答：(1)PA=4MPa;pB=4MPa；(2) pA=1MPa；pB=3MPa；(3) pA=5MPa；pB=5MPa。16、图示回路，溢流阀的调整压力为5MPa,减压阀的调整压力为1.5MPa,活塞运动时负载压力为1MPa,其它损失不计，试分析：(1)活塞在运动期间A、B点的压力值。(2)活塞碰到死挡铁后A、B点的压力值。(3)活塞空载运动时A、B两点压力各为多少？I答：(1)PA=1MPa;pB=1MPa(2) PA=1.5MPa；pB=5MPa(3) pA=0MPa;pB=0MPa18、夹紧回路如下图所示，若溢流阀的调整压力p1=3Mp

13、a、减压阀的调整压力p2=2Mpa,试分析活塞空载运动时A、B两点的压力各为多少？减压阀的阀芯处于什么状态？工件夹紧活塞停止运动后，A、B两点的压力又各为多少？此时，减压阀芯又处于什么状态？答：当回路中二位二通换向阀处于图示状态时，在活塞运动期间，由于活塞为空载运动，并忽略活塞运动时的摩擦力、惯性力和管路损失等，则B点的压力为零，A点的压力也为零(不考虑油液流过减压阀的压力损失)。这时减压阀中的先导阀关闭，主阀芯处于开口最大位置。当活塞停止运动后B点压力升高一直升到减压阀的调整压力2Mpa,并保证此压力不变，这时减压阀中的先导阀打开，主阀芯的开口很小。而液压泵输出的油液(由于活塞停止运动)全部

14、从溢流阀溢流回油箱，A点的压力为溢流阀的调定压力3Mpa。19.如下图所示，已知变量泵最大排量Vpmax=160mL/r,转速np=1000r/min,机械效率恤=0.9,总效率邛=0.85;液压马达的排量Vm=140mL/r,机械效率ymm=0.9,总效率中=0.8,系统的最大允许压力P=8.5Mpa,不计管路损失。求液压马达转速nM是多少？在该转速下，液压马达的输出转矩是多少？驱动泵所需的转矩和功率是多少？答：(1)液压马达的转速和转矩液压泵的输出流量0185液压马达的容积效率=ieoxio3xiuqux强=-=0.89X09ISlL/min液压马达的转速:牛尸7raw151乂0.29.-

15、.-=980r/曲%140Mle液压马达输出的转矩:乂口9N用=17045R加(2)驱动液压泵所需的功率和转矩(a)驱动液压泵所需的功率kW-252kW35x10-X160XW6xlOOO0.9X&QX1Q3T-二竺处四W附2406耳加(b)驱动液压泵的转矩Q2江xl000叱2”0.985x10sxlgOlO-62x092.1 一粘度计如图示，已知：D50mm,细管直径d2mm,管长l40mm,设在20min内，油位从50mm下降h225mm到，求油液的运动粘度。q一72cm3/r2.2 如图示，一液压泵从油箱吸油，液压泵排量”,放压泵转速np1500r/min，油液粘度40106m2/s,密

16、度900kg/m3,吸油管长l6m,吸油管直径d30mm,计算时要考虑管中的沿程损失，不计局部损失。试求:5、(1)为保证泵的吸油腔真空度不超过0.410Pa，泵离油箱液面的最大允许安装高度；(2)当泵的转速增加或减少时，此最大允许安装高度将怎样变化？2.3流量Q25L/min的液压泵从油箱吸油，油液粘度20106m2/s，密3度900kg/m，吸油管直径d25mm,泵口离油箱液面的安装高度H400mm,管长l500mm,吸油管入口处的局部阻力系数0.2。试求泵吸油腔处的真空度。I=200cp-iiII2.4如图示，一流量Q16L/min的液压泵，安装在油面以下，油液粘度0.9_3.,310k

17、g/m,其它尺寸如图示，仅考虑吸油管的沿程损失，试求液压泵入口处的表压力。2.5流量Q63L/min的液压泵，将密度3900kg/m,粘度20106m2/s的液压油通过内径d20mm的油管输入有效面积A50cm2的2.1解:2.2解:液压缸，克服负载F20000N使活塞作均匀速运动，液压泵出口至液压缸中心线高度H10m(设管长l通过细长管流量Q式中d4128h2h1lh1ghH),局部压力损失p0.5510Pa,试求放压泵的出口压力。d4128lA电dtD2dhghdhlh22060v4dtD2dhdh4dthtd4g032vlDd4g32vlD2d4g32lD2lSh22dt2060d412

18、8ld4g(2dt32vlD_42060(0.2)9802503245l2522.0.848cm/s84.8mm/s(1)对截面in列伯努利方程，以油箱液面为基准面P121V12gZ1P2P10,V10,40,P2V2nq1d2沿程损失Revd25522V12g0.441500723.14360Z2hw，一5,10pazH255cm/s4010319132320层流75Re750.0392191362.552hw0.03922.6m0.032*9.8g一一50.4*102ghW900*9.8_22*2.552.61.28cm2*9.8(2)当泵的转速增加时，管内流速V2增加，速度水头与压力损失

19、与2V2成正比也增加，因此吸油局度H将减小。反之，当泵的转速减少时，H将增大。2.3 解：对油箱液面与泵入口处到伯努利方程，以油箱液面为基准面2Pl1V1g2gZiP2g22V12gZ2hwViV20,h10Q4251032A3.142.526085cm/sRevdv2210632320层流hw75R?7510632V20.072V22V2d2g2g2g0.07*0.50.0250.20.8522*9.80.059mPiP2g2gHhw2真空度：PvP1P2g2V2Hhw2g900*9.8一-22*0.852*9.80.40.0594.7*103pa2.4 解：对截面in列伯努利方程，以油箱液

20、面为基准面P1g21V12gZi2P22%g2gZ2hwPiV2104.8cm/s0,v10,Z10.7,z203Q4Q41610Ad23.141.8260Re2vdv2104.81.8201029432320层流75R?9430.0795hwL?0d2g2J04820.0795?0.495m0.0182*9.8P2GZ122V22ghw900*9.80.7_22*1.04820.4952*9.8820Pa2.5 解：对截面in列伯努利方程，以截面i为基准面P12iViz2gP2g22ViZ2hwZi0Z2H,v2Q4Q463103V22-_2d3.14260334cm/sRev1d33423

21、3400.2232昧流0.3164_025334000.0416l2L-v-0.0416*d250.5*105pa也？0.022900*3.342104416paPP1044160.5*105hw17.5mg900*9.82iViPP2gHhw2g540*10900*9.81017.53.3422*9.84.24Mpa六、回路分析1、下图所示液压系统是采用蓄能器实现快速运动的回路，试回答下列问题:(1)液控顺序阀3何时开启，何时关闭？(2)单向阀2的作用是什么？(3)分析活塞向右运动时的进油路线和回油路线。答：（1）当蓄能器内的油压达到液控顺序阀3的调定压力时，阀3被打开，使液压泵卸荷。当蓄能

22、器内的油压低于液控顺序阀3的调定压力时，阀3关闭。（2）单向阀2的作用是防止液压泵卸荷时蓄能器内的油液向液压泵倒流。（3）活塞向右运动时：进油路线为：液压泵1一单向阀2一换向阀5左位一油缸无杆腔。蓄能器一换向阀5左位一油缸无杆腔。回油路线为：油缸有杆腔一换向阀5左位一油箱。A、B2、在图示回路中，如pY1=2MPa,pY2=4MPa,卸荷时的各种压力损失均可忽略不计，试列表表示两点处在不同工况下的压力值。（单位：MPa）1DT(+)2DT(+)1DT(+)2DT01DT(-)2DT(+)IDT(-)2DT0二AB解:1DT(十)2DT(十)1DT(十)2DT(一)1DT(-)2DT(十)1DT

23、(-)2DT(一)A4040B62403、如图所示的液压回路，试列出电磁铁动作顺序表（通电“+”，失电“-”）。1DT2DT3DT快进工进快退停止解:1DT2DT3DT快进一十十工进十十一快退一一十停止一一一4、如图所示的液压系统，两液压缸有效面积为Ai=A2=100X10-4m2,缸I的负载Fi=3.5X104N,缸H的的负载F2=1x104N,溢流阀、顺序阀和减压阀的调整压力分别为4.0MPa,3.0MPa和2.0MPa。试分析下列三种情况下A、B、C点的压力值。(1)液压泵启动后，两换向阀处于中位。(2) 1YA通电，液压缸I活塞移动时及活塞运动到终点时。(3) 1YA断电，2YA通电，

24、液压缸H活塞移动时及活塞杆碰到死挡铁时。解：Pi=Fi/A=3.5X104/(100X104)=3.5MPaP2=F2/A=1X104/(100X10-4)=1MPa(1) 4.0MPa、4.0MPa、2.0MPa(2)活塞运动时:(3)活塞运动时:3.5MPa、3.5MPa、2.0MPa；终点时：4.0MPa、4.0MPa、2.0MPaIMpa、0MPa、IMPa；碰到挡铁时：4.0MPa、4.0MPa、2.0MPa5、如图所示的液压系统，可以实现快进-工进-快退-停止的工作循环要求。(1)说出图中标有序号的液压元件的名称。(2)填出电磁铁动作顺序表。答：(1)1变量泵，2调速阀，3二位二通

25、电磁换向阀，4二位三通电磁换向阀，5单杆液压缸。(2)动作电磁铁1YA2YA3YA快进一十十工进十十一快退一一十停止一一一6、如图所示的液压系统，可以实现快进-工进-快退-停止的工作循环要求(1)说出图中标有序号的液压元件的名称。(2)写出电磁铁动作顺序表。电磁铁动於、1YA2YA3YA快进进快退停止3二位三通电磁换向阀解：(1)1三位四通电磁换向阀，2调速阀,(2)动作电磁铁1YA2YA3YA快进十一一工进十一十快退一十十停止一一一7、图示回路中，溢流阀的调整压力为5.0MPa、减压阀的调整压力为2.5MPa。试分析下列三种情况下A、B、C点的压力值。(1)当泵压力等于溢流阀的调定压力时，夹

26、紧缸使工件夹紧后。(2)当泵的压力由于工作缸快进、压力降到1.5MPa时。(3)夹紧缸在夹紧工件前作空载运动时。解：(1)2.5MPa、5MPa、2.5MPa(2) 1.5MPa、1.5MPa、2.5MPa(3) 0、0、08、图示回路，若阀PY的调定压力为4Mpa,阀PJ的调定压力为2Mpa,回答下列问题：（1）阀PY是（）阀，阀Pj是（）阀；（2）当液压缸运动时（无负载），A点的压力值为（）、B点的压力值为（）；（3）当液压缸运动至终点碰到档块时，A点的压力值为（）、B点的压力值为（）。解：（1）溢流阀、减压阀；（2）活塞运动期时Pa=0,Pb=0;（3）工件夹紧后，负载趋近于无穷大：PA

27、=4MPa,PB=2MPa。的工作循环。9、如图所示系统可实现“快进一工进一快退一停止（卸荷）（1）指出液压元件14的名称。（2）试列出电磁铁动作表（通电“+”，失电“一”）。解:动作1YA2YA3YA4YA快进+一+一工进十一一一快退一+一一停止一一一+10、如图所示的液压回路，要求先夹紧，后进给。进给缸需实现“快进一一工进一一快退一一停止”这四个工作循环，而后夹紧缸松开。（1）指出标出数字序号的液压元件名称。（2）指出液压元件6的中位机能。（3）列出电磁铁动作顺序表。（通电“+”，失电“-”）1DT2DT3DT4DT夹紧1一一一一快进一十一十工进一十一一快退1一一十十松开十一一一答：（1）

28、(2)(3)1YA2YA3YA4YA央猿快进工进快必松开1减压阀;5-液压缸;O型。2单向阀；3二位四通电磁换向阀；4压力继电器;6三位四通电磁换向阀。11、图示系统中溢流阀的调整压力为PA=3MPa,PB=1.4MPa,Pc=2MPa。试求系统的外负载趋于无限大时,泵的输出压力为多少？答：PA=3MPa12、如图所示系统可实现“快进一工进一快退一停止（卸荷）”的工作循环。（1）指出标出数字序号的液压元件的名称。（2）试列出电磁铁动作表（通电“+”，失电“一”）。答：（1）1变量泵；2调速阀；3二位二通电磁换向阀；4二位三通电磁换向阀；5液压缸。(2)1YA2YA3YA快进一十十工进十十一快退

29、一一十停止一一一13、下图所示减压回路中，若溢流阀的调整压力分别为4MPa,减压阀的调定压力为1.5MPa,试分析：（假设：至系统的主油路截止，活塞运动时夹紧缸的压力为0.5MPa）（1）活塞在运动时，A、B两处的压力分别是多少？（2）活塞夹紧工件，其运动停止时，A、B两处的压力又分别是多少？总H答：(1)Pa=pB=0.5MPa(2)pA=4MPa,pB=1.5MPa14、下图所示的液压回路，要求实现“快进一工进一快退一停止（卸荷）”的工作循环，试列出电磁铁动作顺序表。（通电“+”，失电“-”）答:1YA2YA3YA4YA快进+一+工进一一一+快退一+（一）+停止一一一一20、认真分析如图所

30、示的液压系统，按电气元件的工作顺序和工作状态，试分析说明液压缸各动作的运动和工作状态。（注：电气元件通电为“+”，断电为“一”）动作名称电气兀件1YA2YA1一+2+3+一4+5+一6一一7+一答：1活塞快进。2第一种速度工进。3停留。4第二种速度工进。5停留。6快退。7停止。21、如图所示液压系统，完成如下动作循环：快进一工进一快退一停止、卸荷。试写出动作循环表，并评述系统的特点。解：电磁铁动作循环表1YA2YA3YA4YA快进十一一一工进+一快退一十一一停止、卸荷一一一+特点：先导型溢流阀卸荷回路卸荷压力小冲击小，回油节流调速回路速度平稳性好，发热、泄漏节流调速影响小，用电磁换向阀易实现自

31、动控制。22、如图所示系统能实现”快进一1工进一2工进一快退一停止”的工作循环。试画出电磁铁动作顺序表,并分析系统的特点？3YA师LJ解：电磁铁动作循环表1YA2YA3YA4YA快进十一十十1工进+一一十2快退+一一一快退一十十十停止一一一一23、如图所示液压系统可实现快进一工进一快退一原位停止工作循环，分析并回答以下问题:(1)写出元件2、3、4、7、8的名称及在系统中的作用？(2)列出电磁铁动作顺序表(通电“+”，断电“一”)？(3)分析系统由哪些液压基本回路组成？(4)写出快进时的油流路线？解：(1)235DY,使执行元件换向322C,快慢速换接4调速阀，调节工作进给速度7溢流阀，背压阀

32、8外控内泄顺序阀做卸荷阀(2)电磁铁动作顺序表工况1YA2YA行程阀快进十一一工进十一十快退一十+(-)原位停止一一一(3)三位五通电电液换向阀的换向回路、进口调速阀节流调速回路单向行程调速阀的快、慢、快换速回路、差动连接快速回路、双泵供油快速回路24、如图所示，当负载无穷大时，填写电磁铁动作顺序表。)3MPaJMPa_yrI1tIKii3i.-i&LIL1洽11，W5MPa解：12MPa,9MPa,7MPa,4MPa31、如图所示液压系统，完成如下动作循环述系统的特点。:快进一工进一快退一停止、卸荷。试写出动作循环表，并评解:1YA2YA3YA4YA快进十一一一工进十一十一快退1一十一一停止、卸荷一一一十特点：先导型溢流阀卸荷回路卸荷压力小冲击小，回油节流调速回路速度平稳性好，发热、泄漏节流调速影响小，用电磁换向阀易实现自动控制。32、如图所示系统能实现“快进一1工进一2工进一快退一停止”的工作循环。试画出电磁铁动作顺序表,并分析系统特点。口】郁酬&riJ一后退