液压与气动技术复习题

复习题

1、 某液压马达排量为V m =70mL/r ，供油压力p =10MPa ，输入流量q =100L/min ，液压马达的容积效率ηMV =0.92，机械效率ηMm =0.94，液压马达回油背压为0.2MPa 。试求：

1）液压马达输出转矩； 2）液压马达的转速。 解：1）液压马达的输出转矩

()m 102.7M m M 94.014.321070102.01026

6Mm M M ⋅=⋅⨯⨯⨯⨯⨯-=∆=-ηπpV T

1）液压马达的转速

min r/1314min r/10

7092

.01003

M MV M =⨯⨯==

-V q n η 2、例3-8 如图3-1所示，已知液压缸活塞直径D =100mm ，活塞杆直径d =70mm ，进入液压缸的油液流量q =4×10-3m 3/s ，进油压力p 1=2MPa 。试计算图3-1a 、b 、c 三种情况下的运动速度大小、方向及最大推力。

图3-1

解：由已知条件知，液压缸的大腔（无杆腔）和小腔（有杆腔）的面积分别为

222

22

1m 10785.0m 41.014.34-⨯=⨯==D A π

()

()

222

22222m 104.0m 4

07.01.014.34

-⨯=-⨯=-=

d D A π

1）图3-1a 为缸筒固定，因大腔进油、小腔排油，故活塞向左运动。

运动速度 0.51m/s m/s 10785.010423

11=⨯⨯==--A q v

最大推力

()N 101.49N 104.0102.010785.0102426262211max 1⨯=⨯⨯⨯-⨯⨯⨯=-=--A p A p F

2）图3-1b 为活塞杆固定，因小腔进油、大腔排油，故缸筒向左运动。

运动速度 1m/s m/s 104.010423

22=⨯⨯==--A q v

最大推力

()

N

10643.0N 10785.0102.0104.0102426261221max 2⨯=⨯⨯⨯-⨯⨯⨯=-=--A p A p F

3）图3-1c 为活塞杆固定，两腔差动连接，故缸筒向右运动。

运动速度 m/s 04.1m/s 104.010785.01042

23

213=⨯-⨯⨯=-=---A A q v 最大推力

()()N 1077.0N 104.010785.010********max 3⨯=⨯-⨯⨯⨯=-=--A A p F

3、如图3-2所示，两串联双活塞杆夜压缸的有效作用面积A 1=50cm 2，A 2=20cm 2，

液压泵的流量q p =0.05×10-3m 3/s ，负载W 1=5000N ，W 2=4000N 。不计损失，求两缸工作压力p 1、p 2及两活塞运动速度v 1、v 2。

图3-2

解：1）液压泵的流量q p 全部进入缸1，所以缸1活塞的运动速度

0.01m/s m/s 10501005.04

3

11=⨯⨯==--A q v p

而缸1是双活塞杆缸，排出的流量亦为q p 且全部进入缸2，所以缸2活塞的运动速度

0.025m/s m/s 10

201005.04

3

22=⨯⨯==--A q v p

2）缸2回油直接回油箱，因此活塞要推动负载W 2，缸2的进口工作压力

Pa 10210

2040006

4

222⨯=⨯==

-A W p P 2即缸1的排油压力，于是对缸1有

12211W A p A p +=

因此缸1的进口压力

Pa 10310

50105010250006

4

4611221⨯=⨯⨯⨯⨯+=+=--A W A p p 4、如果调整压力分别为10MPa 和5MPa 的顺序阀F 1和F 2串联或并联使用，分

析进口压力为多少？

解：因顺序阀的调整压力是指阀的出口压力为零时阀开口压力，因此按几种出口负载不同的工况分析.

两顺序阀串联：

1）若F1在前，F2在后，且阀的出口接回油箱，见图4-9。

因F1开启，其进口压力为p1=10MPa，F2开启，其进口压力为p2=5MPa，所以总的进口压力为p1=10MPa，F1阀芯受力平衡，阀口为某一开度，压力损失Δp1=p1-p2=(10-5)MPa=5MPa；F2阀芯受力平衡，阀口为某一开度，压力损失Δp2=5MPa。2）若F2在前，F1在后，且阀的出口接回油箱，见图4-9b。

因F1进口压力为p2=10MPa，所以F2的进口压力不再是5MPa，而是10MPa，于是F2阀阀口全开作用在阀芯的液压力大于弹簧和液动力之和，阀口压力损失Δp1=0MPa；而F1阀开口较小，阀芯受力平衡，阀口压力损失Δp2=10MPa。

3）无论F1在前还是在后，若两阀串联后出口负载压力p L>10MPa,则两串联阀总的进口压力p1=p L，两阀阀口全开，压力损失近似为零，见图4-9c.

两顺序阀并联，见图4-9d:

（1）若两并联阀的出口压力p L<5MPa，调整压力低的F2阀开启通流，F1关闭，并联阀的进口压力p=5MPa。此时，F2阀芯受力平衡，阀口压力损失Δp=5MPa-p L。

（2）若两并联阀的出口负载压力10MPa>p L>5MPa，并联阀的进口压力p=p L。此时F1阀关闭，F2阀口全开，作用在F2阀芯上的液压力大于弹簧力与液动力之和，其阀口压力损失近似为零。

（3）若两并联阀的出口负载压力p L >10MPa，并联阀的进口压力p=p L。此时，F1，F2均全开，阀口压力损失近似为零。

5、图6-3所示的液压系统，液压缸有效作用面积A11=A21=100cm2，A12=A22=50cm2，缸1工作负载F L1=35000N，缸1工作负载F L2=25000N，溢流阀、顺序阀和减压阀的调整压力分别为5MPa，4MPa和3MPa，不计摩擦负载、惯性力、管路及换向阀的压力损失，求下列三种工况A、B、C三点的压力p A、p B、p C：

1）液压泵启动后。两换向阀处于中位；

2）2Y得电，缸2工进时及前进碰到死挡铁时；

3）2Y失电，1Y得电，缸1运动时及到达终点后突然失去负载时。