计算题(附答案)

11、如图所示，液压泵输出流量q=25L/min，向液压缸供油。设活塞直径D=50mm，活塞杆直径d=30mm，进、回油管直径d1=d2=10mm。求活塞运动速度v以及进油管、回油管中油液的流动速度v1、v2。解：进油管中液流速度smdqv/31.501.014.36010254423211由进入液压缸的流量可求活塞运动速度smDqv/21.005.014.360102544232用连续性方程计算回油管中液流速度vdDvd4)(422222smvddDv/36.321.001.003.005.0222222222、如图所示，A1=100cm2，A2=80cm2，F1=30kN，F2=20kN，输入流量q1=15L/min，求：（1）两液压缸的工作压力p1、p2；（2）两液压缸的运动速度v1、v2。解：（1）根据力平衡方程有：222FAp则：PaAFp643222105.210801020又据力平衡方程有：11121ApApF则：PapAFp66432111105.5105.21010010302（2）因q1=15L/min=15×10-3m3/min，则5.110100101543111Aqvm/min875.1801005.1211222AAvAqvm/min3、如图所示，如图所示的液压缸系统A1=100㎝2，A2=80㎝2，缸1输入压力p1=0.9MPa，输入流量q1=10L/min，不计损失和泄漏。求：两液压缸承受相同负载时(F1=F2)，该负载的数值是多少？两液压缸的运动速度v1、v2各是多少？解：212FAp22111ApFAp21FF解得：2p＝0.5MPa21FF＝5kN110100101043111Aqvm/min8.0100801121122AAvAqvm/min4、如图所示，两液压缸的结构完全相同。已知A1=100cm2，A2=50cm2，溢流阀的调定压力py=5MPa，缸I、II分别作用负载为F1=80kN，F2=50kN，向液压缸I输入流量q=30L/min，求：（1）两液压缸无杆腔的工作压力p1、p2；（2）两液压缸向右的运动速度v1、v2。解：（1）列缸II活塞的力平衡方程32212ApFApy解得：446312221010010501051050AApFpy＝7.5MPa列缸I活塞的力平衡方程22111ApFAp446312211101001050105.71080AApFp＝11.5MPa（2）缸I的运动速度v14311101001030Aqv＝3m/min4412121010010503AAvv＝1.5m/min5、如图所示，溢流阀和减压阀的调定压力分别为pY=4.5MPa，pJ1=3.5MPa，pJ2=2.0MPa；负载FL=1200N；活塞有效工作面积A1=15cm2;减压阀全开时的局部压力损失及管路损失略去不计。（1）试确定活塞在运动中和到达终点时a、b、c点处的压力。（2）当负载加大到FL=4200N时，a、b、c点处的压力。（说明理由）解：（1）NFL1200时①运动中，液压缸工作压力为MPaAFpL8.010151200411因p1pJ2=2.0MPa，p1pJ1=3.5MPa，则两减压阀均不工作；又因p1pY=4.5MPa，溢流阀也不工作，无溢流。则pc=pb=pa=0.8MPa②液压缸到终点，液压缸负载相当于无穷大，进油腔压力迅速上升到pJ2调节压力时，该阀工作，4则pc=pJ2=2.0MPa；依次类推：pb=3.5MPa，pa=pY=4.5MPa。（2）NFL4200时，液压缸工作压力为MPaAFpL8.210154200411即要使液压缸运动进油腔压力必须达到2.8MPa，但pJ2=2.0MPa，无法推动液压缸，进油腔压力迅速上升到pJ2调节压力时，该阀工作，则pc=pJ2=2.0MPa；依次类推：pb=3.5MPa，pa=pY=4.5MPa。6、如图所示，液压缸的无杆腔面积A=50cm2，负载FL=10kN，方向始终向左，各阀的调定压力如图。确定（1）活塞运动时A、B点压力；（2）活塞到终点停止时A、B点压力。（注：需有文字说明）解：列液压缸的力平衡方程LFAp解得：21050101043AFpLMPa（1）活塞运动时因工作压力仅需2MPa，减压阀的调定压力为3MPa，减压阀不工作，故pB＝2MPa而溢流阀的调定压力为5MPa，溢流阀不工作，故pA＝2MPa（2）活塞到终点停止时当活塞到终点停止，因负载无限加大，液压缸左腔压力被憋高，减压阀工作，达到其调定压力，故pB＝3MPaA点压力继续被憋高，当到达溢流阀的调定压力时，溢流阀溢流，故pA＝5MPa7、如图所示，溢流阀的调定压力为4MPa，减压阀的调定压力为3MPa，若不计所有的压力损失，判定下列情况下压力表I和压力表II的读数，必须说明理由。(1)YA断电，且系统负载为无穷大时；(2)YA断电，且系统负载压力为2MPa时；5(3）YA通电，且系统负载压力为2MPa时。解：（1）YA断电，且系统负载为无穷大时因YA断电且系统负载为无穷大，溢流阀远程控口只与进油口通，溢流阀溢流，表I读数为4MPa。因系统负载为无穷大，则系统压力为溢流阀的调定压力为4MPa，减压阀工作，表II读数为调定压力3MPa。(表I读数：4MPa，表II读数：3MPa)（2）YA断电，且系统负载压力为2MPa时YA断电且系统负载压力为2MPa，溢流阀远程控口只与进油口通，溢流阀不溢流，表I读数为为2MPa。因系统压力为2MPa，减压阀不工作，表II读数为调定压力2MPa。(表I读数：2MPa，表II读数：2MPa)(3)YA通电,且系统负载压力为2MPa时因溢流阀远程控口接油箱，故溢流阀溢流，系统压力为0，无法驱动负载，表I读数为为0。因系统压力为0，减压阀不工作，表II读数为调定压力0。(表I读数：0，表II读数：0)8、如图所示，溢流阀的调定压力为5MPa，减压阀的调定压力为2.5MPa，分析下列工况，说明理由。（1）当泵出口压力等于溢流阀调定压力时，夹紧缸使工件夹紧后，A、C点压力pA、pC。（2）当泵出口压力由于工作缸快进，压力降到1.5MPa时（工件原来是夹紧的），A、C点压力pA、pC。（3）夹紧缸在工件夹紧前作空载运动，A、B、C点压力pA、pB、pC。6解：（1）系统压力等于溢流阀调定压力5MPa，减压阀工作，夹紧缸使工件夹紧后，由于单向阀的保压作用，则pA＝pC＝2.5MPa。（2）因系统压力由于工作缸快进，压力降到1.5MPa且工件原来是夹紧的，由于单向阀的保压作用，则pC＝2.5MPa，因减压阀不工作，pA＝1.5MPa。（3）夹紧缸在工件夹紧前作空载运动，则夹紧缸左腔压力为0，pA＝pB＝pC＝0。9、如图所示，溢流阀的调定压力pY=5MPa，顺序阀的调定压力pX=3MPa，下列工况下A、B点的压力各是多少（需要说明理由）？（1）液压缸运动时，负载压力pL=4MPa时；（2）负载压力pL变为1MPa时；（3）活塞运动到右端时。解：（1）因负载压力pL=4MPa，则pA＝4MPa，因顺序阀的调定压力pX=3MPa，则顺序阀打开，则pB＝4MPa。即pA＝pB＝4MPa。（2）负载压力pL变为1MPa时，只需使顺序阀开启且使A点压力大于等于负载压力即可，故pA＝1MPa，pB＝3MPa。（3）活塞运动到右端时，由于泵流量仍在输出，系统构成的密闭容腔油压憋高，即A、B点压力同时、等值升高，当达到溢流阀调定压力时，溢流阀打开、溢流定压。即pA＝pB＝5MPa。10、如图所示，缸I、II上的外负载F1=20kN、F2=30kN，两活塞的无杆腔有效工作面积均为A=50cm2，要求缸II先于缸I动作，问：（1）顺序阀、溢流阀的调定压力各为多少？（2）不计管路压力损失，缸I动作时，顺序阀的进、出口压力分别为多少？7解：（1）要求缸II先于缸I动作，缸II左腔压力为：610501030432AFpIIMPa若缸II先于缸I动作，则顺序阀不得打开，则顺序阀的调定压力必须大于6MPa，溢流阀的调定压力必须大于6MPa才可定压。即p溢p顺6MPa。（2）缸I动作时，因外负载F1=20kN，则410501020431AFpIMPa则顺序阀的出口压力为p出＝4MPa，因顺序阀的调定压力大于6MPa，则p进＝p顺6MPa。11、在图示系统中，溢流阀的调整压力为5.0Mpa，减压阀的调整压力分别为3MPa和1.5MPa。液压缸无杆腔的活塞有效工作面积A无=100cm2，且在下列情况下溢流阀处于溢流状态。（1）当负载FL=15kN时，确定A、B点的工作压力。（2）当负载FL=40kN时，确定A、B点的工作压力。解：（1）负载FL=15kN时PaAFpL643105.1101001015无则根据减压阀的工作原理有：pB=1.5MPa，pA=5.0MPa（2）负载FL=40kN时PaAFpL643100.4101001040无8则根据减压阀的工作原理有：pB=3.0MPa，pA=5.0MPa12、在图示回路中，已知两活塞面积相同，A1=20cm2，但负载分别为FL1=8kN，FL2=4kN，若溢流阀的调定压力pY=4.5MPa，分析减压阀调定压力pJ=1MPa、4MPa时，两缸的动作情况。解：（1）pJ1=1MPa时液压缸II负载压力p2为：MPaAFpL2102010443122因减压阀出口压力pJ1=1MPap2=2MPa，故液压缸II不动。液压缸I的负载压力p1为：MPaAFpL4102010843111因p1=4MPapY=4.5MPa，则节流阀的进口压力差：MPapppYT5.01说明有流量通过节流阀进入液压缸I，则液压缸I运动。（2）pJ2=4MPa时因液压缸II负载压力p2=2MPapJ2=4MPa，所以减压阀口常开，能够推动液压缸II。液压缸I、II相对于泵呈并联，但液压缸II负载小，故液压缸II首先被推动。因在液压缸II运动过程中，负载不变，泵的工作压力不会提高，故液压缸I不动。当液压缸II到终点时，C点压力升高并到达液压缸I的负载压力时，液压缸I才运动。13、如图所示，已知A1=A2=100cm2，缸I负载F=35kN，缸II运动时负载为零。溢流阀、顺序阀、减压阀的调整压力如图。不计各种压力损失，分别求下列情况下A、B、C三点压力。（1）液压泵启动后，两换向阀处于中位；（2）1YA通电，液压缸I活塞运动时和活塞到达终点后；（3）1YA断电，2YA通电，液压缸II活塞运动时和活塞碰到固定挡块时。9解：（1）液压泵启动后，两换向阀处于中位，管路堵塞，系统油压憋高达到溢流阀调定压力时溢流阀打开溢流、定压。故pA=4.0MPa；此时到达顺序阀的调定压力打开，故pB=4.0MPa。此时减压阀工作为其调定压力pC=2.0MPa。（2）1YA通电，液压缸I活塞运动时和活塞到达终点后，1)缸I活塞运动时MPaAFpB5.3101001035431此压力大于顺序阀的调定压力，顺序阀的进出口压力相等，故pB=3.5MPa。pA=3.5MPa。pC=2.0MPa（同上不变）。2)缸I活塞到达终点后B点压力上升系统油压憋高，达到溢流阀调定压力时溢流阀打开溢流、定压。故pA=4.0MPa；此时到达顺序阀的调定压力打开，故pB=4.0MPa。pC=2.0MPa（同上不变）。（3）1YA断电，2YA通电，液压缸II活塞运动时和活塞碰到固定挡块时。1)缸II活塞运动时因缸II活塞运动时无负载，减压阀出口为0，减压阀不工作，阀口常开。pA=pB=pC=02）活