液压与气动期末考试试卷及答案

第三章3.18液压泵的额定流量为100L/min，液压泵的额定压力为2.5MPa，当转速为1450r/min时，机械效率为m=0.9。由实验测得，当液压泵的出口压力为零时，流量为106L/min；压力为2.5MPa时，流量为100.7L/min，试求：（1）液压泵的容积效率V是多少？（2）如果液压泵的转速下降到500r/min，在额定压力下工作时，估算液压泵的流量是多少？（3）计算在上述两种转速下液压泵的驱动功率是多少？解：（1）vtqq1007106095..（2）95.01061450500111vtvqnnVnq34.7L/min（3）在第一种情况下：3360109.4609.010106105.2mtmtipqPPW在第二种情况下：33611011069.195.0609.0107.34105.2mtmtipqPPW答：液压泵的容积效率V为0.95，在液压泵转速为500r/min时，估算其流量为34.7L/min，液压泵在第一种情况下的驱动功率为4.9103W，在第二种情况下的驱动功率为1.69103W。3.20某组合机床用双联叶片泵YB4/16×63，快速进、退时双泵供油，系统压力p=1MPa。工作进给时，大泵卸荷（设其压力为0），只有小泵供油，这时系统压力p=3MPa，液压泵效率=0.8。试求：（1）所需电动机功率是多少？（2）如果采用一个q=20L/min的定量泵，所需的电动机功率又是多少？解：（1）快速时液压泵的输出功率为：630111110(1663)101316.760PpqW工进时液压泵的输出功率为：630222310161080060PpqW电动机的功率为：16468.07.131601PP电W（2）电动机的功率为：1250608.0102010336pqP电W答：所需电动机功率是1646W，如果采用一个q=20L/min的定量泵，所需的电动机功率是1250W第四章4.6已知单杆液压缸缸筒直径D=100mm，活塞杆直径d=50mm，工作压力p1=2MPa，流量为q=10L/min，回油背压力为2P=0.5MPa，试求活塞往复运动时的推力和运动速度。解：（1）无杆腔进油时：22221221114dpDppApApF6626212100.5100.10.5100.054F41008.1N312110100.0210.1604qAm/s（2）有杆腔进油时：21221122124dpDppApApF6626222100.5100.12100.054F410785.0N3222210100.028(0.10.05)604qAm/s答：当无杆腔进油时的活塞推力是1.08104N，运动速度是0.021m/s；当有杆腔进油时活塞的推力是0.875104N，运动速度是0.028m/s。4.7已知单杆液压缸缸筒直径D=50mm，活塞杆直径d=35mm，泵供油流量为q=10L/min，试求：（1）液压缸差动连接时的运动速度；（2）若缸在差动阶段所能克服的外负载F=1000N，缸内油液压力有多大（不计管内压力损失）？解：（1）32210100.170.0356044qdm/s（2）04.1035.041000422dFpMPa答：液压缸差动连接时的运动速度是0.17m/s；若缸在差动阶段所能克服的外负载F=1000N时，缸内油液压力是1.04MPa。4.8一柱塞缸柱塞固定，缸筒运动，压力油从空心柱塞中通入，压力为p，流量为q，缸筒直径为D，柱塞外径为d，内孔直径为d0，试求柱塞缸所产生的推力F和运动速度。解：pdpAF24，2244qqqAdd答：柱塞缸所产生的推力等于24Fdp，运动速度等于24qd。4.9如题5.4图所示的叶片泵，铭牌参数为q=18L/min，p=6.3MPa，设活塞直径D=90mm，活塞杆直径d=60mm，在不计压力损失且F=28000N时，试求在各图示情况下压力表的指示压力是多少？（p2=2MPa）解：（a）4.409.04280002AFpMPa（b）5.509.0406.009.0410228000222622AApFpMPa（c）0pp4.10如题5.5图所示的串联油缸，A1和A2为有效工作面积，F1和F2是两活塞杆的外负载，在不计损失的情况下，试求p1，p2，1和2各是多少？解：由11121222pAFpApAF，得22212112FpAFFpAA；11pqA，22pqA4.11如题5.6图所示的并联油缸中，12AA，1F2F，当油缸2的活塞运动时，试求1、2和液压泵的出口压力p各是多少？解：已知：21FF，21AA，当油缸2动作时，而油缸1不运动，此时22pqA，10，22FpA第五章5.8题6.2图中溢流阀的调定压力为5MPa，减压阀的调定压力为2.5MPa，设液压缸的无杆腔面积Acm502，液流通过单向阀和非工作状态下的减压阀时，其压力损失分别为0.2MPa和0.3MPa。求：当负载分别为0kN、7.5kN和30kN时，（1）液压缸能否移动？（2）A、B和C三点压力数值各为多少？解：0F，液压缸快速空载运动，0cp，考虑到单向阀的压力损失，则0.2BpMPa，考虑到非工作状态下的减压阀压力损失，0.5ApMPa。7.5FkN，347.5101.55010CFpAMPa考虑到单向阀的压力损失，则1.7BpMPa，小于减压阀的调定压力，考虑非工作状态下的减压阀的压力损失，则0.2ApMPa液压缸能运动；30FkN，34301065010CFpAMPa液压缸不能运动，单向阀不能打开，液压阀处于工作状态，5.2BpMPa，5ApMPa。5.9如题6.5图所示的液压系统中，各溢流阀的调定压力分别为4ApMPa、3BpMPa和2CpMPa。试求在系统的负载趋于无限大时，液压泵的工作压力是多少？答：（a）图中，三个溢流阀串联。当负载趋于无穷大时，则三个溢流阀都必须工作，则9CBApppp泵MPa；（b）图中，三个溢流阀并联。当负载趋于无穷大时，A必须工作，而A的溢流压力取决于远程调压阀B，B取决于C，所以2Cpp泵MPa。5.10在题图6.8所示的系统中，溢流阀的调定压力为4MPa，如果阀芯阻尼小孔造成的损失不计，试判断下列情况下压力表的读数是多少？（1）YA断电，负载为无穷大；（2）YA断电，负载压力为2MPa；（3）YA通电；负载压力为2MPa。答：（1）YA断电，负载为无穷大时，压力表的读数pA=4MPa；（2）YA断电，负载压力为2MPa时，pA=2MPa；（3）YA通电；负载压力为2MPa时，pA=0。5.11如题6.9图所示，顺序阀的调整压力为pA=3MPa，溢流阀的调整压力为5ypMPa，试求在下列情况下A、B点的压力是多少？（1）液压缸运动时，负载压力4LpMPa；（2）负载压力1LpMPa；（3）活塞运动到右端时。答：（1）液压缸运动pL=4MPa时，则pA=pB=4MPa；（2）pL=1MPa时，则pA=1MPa，pB=3MPa；（3）活塞运动到右端时，则pA=pB=5MPa。5.12在题6.6图所示两阀组中，设两减压阀调定压力一大一小（pApB），并且所在支路有足够的负载。说明支路的出口压力取决于哪个减压阀？为什么？答：（a）图中，两个减压阀串联，且pApB，当负载趋于无穷大时，支路出口压力取决于B阀。因为调定压力低的B阀先工作，然后是调定压力高的A阀工作，故支路压力取决于调定压力低的B阀。（b）图中，两个减压阀并联，支路出口压力取决于A阀，当负载趋于无穷大时，出口压力达到pB时，B阀工作，而此时A阀阀口全开，由于A阀出口压力高于B阀出口压力，则B阀立刻关闭，当压力升高达到pA时，A阀工作，故支路压力取决于调定压力高的A阀。第七章7.28如题图8.3所示，图示为采用调速阀的进口节流加背压阀的调速回路。负载F=9000N。液压缸两腔面积501Acm2，202Acm2。背压阀的调定压力5.0bpMPa。液压泵的供油流量q30L/min。不计管道和换向阀的压力损失。试问：（1）欲使液压缸速度恒定，不计调压偏差，溢流阀最小调定压力py多大？（2）卸荷时的能量损失有多大？（3）若背压阀增加了pb，溢流阀调定压力的增量py应有多大？解：（1）因为2bpp，所以6214119000200.5102501050bAFppAAMPa由于不计调压偏差，所以12yppMPa。（2）36230100.51025060lossPpqW（3）因为1ypp，2bpp，所以211ybAFppAA。当2bppp时，溢流阀调定压力211()ybbAFpppAA，2221111ybbybAAAFpppppAAAA，溢流阀调定压力的增加量2125ybbApppA。7.30如题图8.5所示的调速回路，液压泵的排量Vp105mL/r，转速np1000r/min，容积效率Vp095.，溢流阀调定压力py7MPa，液压马达排量VM160mL/r，容积效率VM095.，机械效率mM08.，负载转矩T16Nm。节流阀最大开度2.0maxTAcm2（可视为薄刃孔口），其流量系数62.0dC，油液密度900kg/m3。不计其它损失。试求：（1）通过节流阀的流量和液压马达的最大转速nMmax、输出功率P和回路效率，并请解释为何效率很低？（2）如果将py提高到8.5MPa时，maxMn将为多大？解：（1）631051010000.951.66251060PPVPqVnm3/s，622160.8267160100.80.95MMmMVMTpVMPa。643270.82671020.620.2101.4510900dTpqCAm3/sq=87.1L/min，max387.10.9551716010VMMMqnVr/min2251716/60866.5MPnT出W这是因为存在溢流损失和节流损失.（2）6428.50.8267100.620.21097.15900qL/minmax397.150.95576.816010Mnr/min2576.816/60966.5P出W7.31试说明题图8.6所示容积调速回路中单向阀A和B的功用。在液压缸正反向移动时，为了向系统提供过载保护，安全阀应如何接？试作图表示。答：单向阀A：液压缸右行时，小腔回油满足不了液压泵的吸油要求，需要从油箱吸油。单向阀B：液压缸左行时，大腔回油多于液压泵的吸油流量，多余的液压油从液控单向阀排回油箱。为了给液压缸进行过载保护，将如所示油路接入回路，M和N两点分别接到液压缸的进出口处。7.32如题图8.7所示的液压回路，限压式变量叶片泵调定后的流量压力特性曲线如图所示，调速阀的调定流量为2.5L/min，液压缸两腔的有效面积AA12250cm2，不计管路损失，试求：（1）液压缸的大腔压力p1；（2）当负载F=0和F=9000N时的小腔压力p2；（3）设液压泵的总效率为0.75，求液压系统的总效率。解：（1）1522.210p（2.4-2）MPa。（2）21212AFAApp；当F=0时，4.42pMPa；当9000FN时，8.02pMPa（