計算題(附答案)

1、1、如圖所示，液壓泵輸出流量q=25L/min，向液壓缸供油。設(shè)活塞直徑D=50mm，活塞桿直徑d=30mm，進、回油管直徑d1=d2=10mm。求活塞運動速度v以及進油管、回油管中油液的流動速度v1、v2。解：進油管中液流速度由進入液壓缸的流量可求活塞運動速度用連續(xù)性方程計算回油管中液流速度2、如圖所示，A1=100cm2，A2=80cm2，F(xiàn)1=30 kN，F(xiàn)2=20 kN，輸入流量q1=15L/min，求：（1）兩液壓缸的工作壓力p1、p2；（2）兩液壓缸的運動速度v1、v2。解：（1）根據(jù)力平衡方程有： 則： 又據(jù)力平衡方程有： 則： （2）因q1=15L/min=15×10

2、-3 m3/min，則m/min m/min 3、如圖所示，如圖所示的液壓缸系統(tǒng)A1=1002，A2=802，缸1輸入壓力p1=0.9MPa，輸入流量q1=10L/min，不計損失和泄漏。求：兩液壓缸承受相同負載時(F1=F2)，該負載的數(shù)值是多少？兩液壓缸的運動速度v1、v2各是多少？解： 解得：0.5MPa 5kN m/min m/min4、如圖所示，兩液壓缸的結(jié)構(gòu)完全相同。已知A1=100cm2，A2=50cm2，溢流閥的調(diào)定壓力py=5MPa，缸I、II分別作用負載為F1=80 kN，F(xiàn)2=50 kN，向液壓缸I輸入流量q=30L/min，求：（1）兩液壓缸無桿腔的工作壓力p1、p2；

3、（2）兩液壓缸向右的運動速度v1、v2。解：（1）列缸II活塞的力平衡方程 解得：7.5MPa 列缸I活塞的力平衡方程 11.5 MPa （2）缸I的運動速度v13m/min 1.5m/min 5、如圖所示，溢流閥和減壓閥的調(diào)定壓力分別為pY=4.5MPa，pJ1=3.5MPa，pJ2=2.0MPa；負載FL=1200N；活塞有效工作面積A1=15cm2;減壓閥全開時的局部壓力損失及管路損失略去不計。（1）試確定活塞在運動中和到達終點時a、b、c點處的壓力。（2）當(dāng)負載加大到FL=4200N時，a、b、c點處的壓力。（說明理由）解：（1）時運動中，液壓缸工作壓力為 因 p1<pJ2=2.

4、0MPa， p1< pJ1=3.5MPa，則兩減壓閥均不工作；又因 p1< pY=4.5MPa，溢流閥也不工作，無溢流。則 pc = pb = pa =0.8MPa 液壓缸到終點，液壓缸負載相當(dāng)于無窮大，進油腔壓力迅速上升到pJ2調(diào)節(jié)壓力時，該閥工作，則pc = pJ2=2.0MPa；依次類推：pb = 3.5MPa， pa = pY=4.5MPa。 （2）時，液壓缸工作壓力為 即 要使液壓缸運動進油腔壓力必須達到2.8MPa，但pJ2=2.0MPa，無法推動液壓缸，進油腔壓力迅速上升到pJ2調(diào)節(jié)壓力時，該閥工作，則pc = pJ2=2.0MPa；依次類推：pb = 3.5MPa，

5、 pa = pY=4.5MPa。6、如圖所示，液壓缸的無桿腔面積A=50 cm2，負載FL=10kN，方向始終向左，各閥的調(diào)定壓力如圖。確定（1）活塞運動時A、B點壓力；（2）活塞到終點停止時A、B點壓力。（注：需有文字說明）解：列液壓缸的力平衡方程 解得：MPa （1）活塞運動時因工作壓力僅需2 MPa，減壓閥的調(diào)定壓力為3MPa，減壓閥不工作，故pB2 MPa 而溢流閥的調(diào)定壓力為5MPa，溢流閥不工作，故pA2 MPa （2）活塞到終點停止時當(dāng)活塞到終點停止，因負載無限加大，液壓缸左腔壓力被憋高，減壓閥工作，達到其調(diào)定壓力，故pB3 MPa A點壓力繼續(xù)被憋高，當(dāng)?shù)竭_溢流閥的調(diào)定壓力時，

6、溢流閥溢流，故pA5 MPa 7、如圖所示，溢流閥的調(diào)定壓力為4MPa，減壓閥的調(diào)定壓力為3MPa，若不計所有的壓力損失，判定下列情況下壓力表I和壓力表II的讀數(shù)，必須說明理由。(1) YA斷電，且系統(tǒng)負載為無窮大時；(2) YA斷電，且系統(tǒng)負載壓力為2MPa時；(3）YA通電，且系統(tǒng)負載壓力為2MPa時。解：（1）YA斷電，且系統(tǒng)負載為無窮大時因YA斷電且系統(tǒng)負載為無窮大，溢流閥遠程控口只與進油口通，溢流閥溢流，表I讀數(shù)為4MPa。因系統(tǒng)負載為無窮大，則系統(tǒng)壓力為溢流閥的調(diào)定壓力為4MPa，減壓閥工作，表II讀數(shù)為調(diào)定壓力3MPa。(表I讀數(shù)：4MPa，表II讀數(shù)：3MPa) （2）YA斷電

7、，且系統(tǒng)負載壓力為2MPa時YA斷電且系統(tǒng)負載壓力為2MPa，溢流閥遠程控口只與進油口通，溢流閥不溢流，表I讀數(shù)為為2MPa。因系統(tǒng)壓力為2MPa，減壓閥不工作，表II讀數(shù)為調(diào)定壓力2MPa。(表I讀數(shù)：2MPa，表II讀數(shù)：2MPa) (3) YA通電,且系統(tǒng)負載壓力為2MPa時因溢流閥遠程控口接油箱，故溢流閥溢流，系統(tǒng)壓力為0，無法驅(qū)動負載，表I讀數(shù)為為0。因系統(tǒng)壓力為0，減壓閥不工作，表II讀數(shù)為調(diào)定壓力0。(表I讀數(shù)：0，表II讀數(shù)：0) 8、如圖所示，溢流閥的調(diào)定壓力為5MPa，減壓閥的調(diào)定壓力為2.5MPa，分析下列工況，說明理由。（1）當(dāng)泵出口壓力等于溢流閥調(diào)定壓力時，夾緊缸使工

8、件夾緊后，A、C點壓力pA 、pC。（2）當(dāng)泵出口壓力由于工作缸快進，壓力降到1.5MPa時（工件原來是夾緊的），A、C點壓力pA 、pC。（3）夾緊缸在工件夾緊前作空載運動，A、B、C點壓力pA 、pB 、pC。解：（1）系統(tǒng)壓力等于溢流閥調(diào)定壓力5MPa，減壓閥工作，夾緊缸使工件夾緊后，由于單向閥的保壓作用，則pApC2.5 MPa。（2）因系統(tǒng)壓力由于工作缸快進，壓力降到1.5MPa且工件原來是夾緊的，由于單向閥的保壓作用，則pC2.5 MPa，因減壓閥不工作，pA1.5MPa。（3）夾緊缸在工件夾緊前作空載運動，則夾緊缸左腔壓力為0，pApBpC0。9、如圖所示，溢流閥的調(diào)定壓力pY=

9、5MPa，順序閥的調(diào)定壓力pX=3MPa，下列工況下A、B點的壓力各是多少（需要說明理由）？（1）液壓缸運動時，負載壓力pL=4MPa時；（2）負載壓力pL變?yōu)?MPa時；（3）活塞運動到右端時。解：（1）因負載壓力pL=4MPa，則pA4MPa，因順序閥的調(diào)定壓力pX=3MPa，則順序閥打開，則pB4MPa。即pApB4MPa。（2）負載壓力pL變?yōu)?MPa時，只需使順序閥開啟且使A點壓力大于等于負載壓力即可，故pA1MPa，pB3MPa。（3）活塞運動到右端時，由于泵流量仍在輸出，系統(tǒng)構(gòu)成的密閉容腔油壓憋高，即A、B點壓力同時、等值升高，當(dāng)達到溢流閥調(diào)定壓力時，溢流閥打開、溢流定壓。即pA

10、pB5MPa。10、如圖所示，缸I、II上的外負載F1=20kN、F2=30kN，兩活塞的無桿腔有效工作面積均為A=50cm2，要求缸II先于缸I動作，問：（1）順序閥、溢流閥的調(diào)定壓力各為多少？（2）不計管路壓力損失，缸I動作時，順序閥的進、出口壓力分別為多少？解：（1）要求缸II先于缸I動作，缸II左腔壓力為：MPa若缸II先于缸I動作，則順序閥不得打開，則順序閥的調(diào)定壓力必須大于6MPa，溢流閥的調(diào)定壓力必須大于6MPa才可定壓。即p溢>p順>6MPa。（2）缸I動作時，因外負載F1=20kN，則MPa則順序閥的出口壓力為p出4 MPa，因順序閥的調(diào)定壓力大于6MPa，則p進

11、p順>6MPa。11、在圖示系統(tǒng)中，溢流閥的調(diào)整壓力為5.0Mpa，減壓閥的調(diào)整壓力分別為3MPa和1.5MPa。液壓缸無桿腔的活塞有效工作面積A無=100cm2，且在下列情況下溢流閥處于溢流狀態(tài)。（1）當(dāng)負載FL=15kN時，確定A、B點的工作壓力。 （2）當(dāng)負載FL=40kN時，確定A、B點的工作壓力。解：（1）負載FL=15kN時 則根據(jù)減壓閥的工作原理有：pB=1.5MPa，pA=5.0MPa （2）負載FL=40kN時 則根據(jù)減壓閥的工作原理有：pB=3.0MPa，pA=5.0MPa 12、在圖示回路中，已知兩活塞面積相同，A1=20cm2，但負載分別為FL1=8kN，F(xiàn)L2=

12、4kN，若溢流閥的調(diào)定壓力pY = 4.5MPa，分析減壓閥調(diào)定壓力pJ = 1MPa、4MPa時，兩缸的動作情況。解：（1）pJ1 = 1MPa時 液壓缸II負載壓力p2為： 因減壓閥出口壓力pJ1 = 1MPa < p2= 2MPa，故液壓缸II不動。 液壓缸I的負載壓力p1為： 因p1 = 4MPa < pY= 4.5MPa，則節(jié)流閥的進口壓力差： 說明有流量通過節(jié)流閥進入液壓缸I，則液壓缸I運動。 （2）pJ2 = 4MPa時 因液壓缸II負載壓力p2= 2MPa < pJ2 = 4MPa，所以減壓閥口常開，能夠推動液壓缸II。 液壓缸I、II相對于泵呈并聯(lián)，但液壓缸

13、II負載小，故液壓缸II首先被推動。 因在液壓缸II運動過程中，負載不變，泵的工作壓力不會提高，故液壓缸I不動。 當(dāng)液壓缸II到終點時，C點壓力升高并到達液壓缸I的負載壓力時，液壓缸I才運動。13、如圖所示，已知A1=A2=100 cm2，缸I負載F=35kN，缸II運動時負載為零。溢流閥、順序閥、減壓閥的調(diào)整壓力如圖。不計各種壓力損失，分別求下列情況下A、B、C三點壓力。（1）液壓泵啟動后，兩換向閥處于中位；（2）1YA通電，液壓缸I活塞運動時和活塞到達終點后；（3）1YA斷電，2YA通電，液壓缸II活塞運動時和活塞碰到固定擋塊時。解：（1）液壓泵啟動后，兩換向閥處于中位，管路堵塞，系統(tǒng)油壓

14、憋高達到溢流閥調(diào)定壓力時溢流閥打開溢流、定壓。故pA = 4.0MPa；此時到達順序閥的調(diào)定壓力打開，故pB = 4.0MPa。此時減壓閥工作為其調(diào)定壓力pC = 2.0MPa。（2）1YA通電，液壓缸I活塞運動時和活塞到達終點后，1) 缸I活塞運動時此壓力大于順序閥的調(diào)定壓力，順序閥的進出口壓力相等，故pB = 3.5MPa。pA = 3.5MPa。pC = 2.0MPa（同上不變）。2) 缸I活塞到達終點后B點壓力上升系統(tǒng)油壓憋高，達到溢流閥調(diào)定壓力時溢流閥打開溢流、定壓。故pA = 4.0MPa；此時到達順序閥的調(diào)定壓力打開，故pB = 4.0MPa。pC = 2.0MPa（同上不變）。

15、（3）1YA斷電，2YA通電，液壓缸II活塞運動時和活塞碰到固定擋塊時。1) 缸II活塞運動時因缸II活塞運動時無負載，減壓閥出口為0，減壓閥不工作，閥口常開。pA =pB = pC = 02）活塞碰到固定擋塊時負載無窮大，缸左腔壓力憋高，C點壓力為減壓閥的調(diào)定值pC = 2.0MPa，系統(tǒng)油壓憋高達到溢流閥調(diào)定壓力時溢流閥打開溢流、定壓。故pA = 4.0MPa；此時到達順序閥的調(diào)定壓力打開，故pB = 4.0MPa。14、如圖所示，已知泵的流量qp=6L/min，A1=20cm2，溢流閥的調(diào)定壓力為py=3MPa，負載F=4kN，節(jié)流閥為薄壁孔口，開口面積AT=0.01cm2，流量系數(shù)Cd

16、=0.62，油液密度=900kg/m3，求：（1）活塞的運動速度；（2）溢流閥的溢流量。解：（1）進油節(jié)流回路中，經(jīng)節(jié)流閥進入液壓缸的流量使活塞的運動速度為： 式中，m=0.5，則將已知條件代入得：m/s（2）進入液壓缸的流量為： 則溢流閥的溢流量為15、如圖所示回路，已知AT1=0.01cm2，AT2=0.02cm2，流量系數(shù)Cd=0.67，油液密度=900kg/m3，負載壓力p1=2MPa，溢流閥調(diào)定壓力py=3.6MPa，活塞面積A1=50cm2，液壓泵流量qp=25L/min。不計管路損失，問電磁鐵在通電和斷電時，活塞的運動速度各是多少？解：（1）電磁鐵通電時 液壓缸速度為 （2）電磁

17、鐵斷電時因閥1的通流面積小于閥2的通流面積，閥1有節(jié)流作用且經(jīng)過閥1和閥2的流量相等。設(shè)C點壓力為pc則： 即有： = 或 = 則： 代入各已知量有：pc=2.32MPa 則液壓缸的運動速度為： 16、如圖所示回路，設(shè)兩節(jié)流閥的開口面積AT1= AT2=0.1cm2，其流量系數(shù)均為Cd=0.62。液壓缸的A1=100 cm2、A2=50 cm2，負載FL=5kN，方向始終向左， pY= pp=2MPa，泵流量qp=25L/min，求活塞向右運動速度v。（液壓油密度=900kg/m3）解：因為： 則： 根據(jù)流量計算公式有： 則：， 因為：則： 或 （1） 根據(jù)力平衡方程有： （2） 聯(lián)立方程（1

18、）（2）解得： 則向右運動速度為：=0.0337m/s 17、如圖所示回路，已知FLmax=30kN，A1=100cm2，pTmin=0.4MPa。 （1）求溢流閥的調(diào)定壓力pY；（2）溢流閥調(diào)定后，分別求當(dāng)FL=10 kN，F(xiàn)L=0時的p1、pY、pT。 解：（1）根據(jù)力平衡方程有： 則： 故溢流閥的調(diào)定壓力為：=3.4MPa （2）pL=10kN時： pL=0kN時： 18、如圖所示回路，已知qp=25L/min，負載FL=40kN，溢流閥的調(diào)定壓力pY=5.4MPa，液壓缸的工作速度v=18cm/min，不考慮管路和液壓缸的摩擦損失，計算：（1）工進時的回路效率；（2）負載FL=0時，活

19、塞的運動速度、回油腔壓力。解：（1） （2）設(shè)回油腔壓力p2、進油腔壓力p1。則：因為：，則： 設(shè)活塞運動速度v，工進時回油腔壓力為：因為節(jié)流閥的流量與其壓力差呈：且：又：則：則：19、如圖所示回路，已知qp=10L/min，有關(guān)參數(shù)均標(biāo)注在圖上，Cd=0.62，液壓油密度=900kg/m3，不考慮管路和液壓缸的摩擦損失，計算：（1）活塞運動速度v。（2）液壓泵的工作壓力。解：（1）活塞的受力平衡方程為：節(jié)流閥的進出口壓力差為：流過節(jié)流閥的流量為：則活塞的運動速度為：=140.4cm/min （2）液壓泵的工作壓力20、圖示回路中，已知調(diào)速閥最小壓差p0.5MPa，當(dāng)負載F從0變化到30kN時

20、，活塞向右運動的穩(wěn)定速度不變。求：（1）溢流閥的最小調(diào)整壓力pY。（2）負載F0時，泵的工作壓力pp，液壓缸回油腔壓力p2。解：（1）活塞的受力平衡方程為：MPa（2）因回油節(jié)流調(diào)速，故溢流閥處于常開狀態(tài)，起定壓作用，所以，負載F0時，泵的工作壓力仍為溢流閥的調(diào)定值，即pppY3.25 MPa負載F0時，回油腔壓力達到最大值，活塞的受力平衡方程為：MPa21、圖示回路為中低壓系列調(diào)速閥的回油路調(diào)速系統(tǒng)。溢流閥的調(diào)定壓力pY4 MPa，負載FL=31kN，活塞直徑D100mm，活塞桿直徑d50mm，調(diào)速閥的最小穩(wěn)定流量所需的最小壓差為p0.3MPa，工作時發(fā)現(xiàn)液壓缸速度不穩(wěn)定。（1）試分析原因；

21、（2）提出改進措施。解：（1）列活塞的受力平衡方程為MPa 此壓力值小于調(diào)速閥的最小穩(wěn)定流量所需的最小壓差為p0.3MPa，故速度不穩(wěn)定。（2）改進措施為：根據(jù)有：提高壓力p1，即提高溢流閥的調(diào)定壓力pY可增大p2，并使之達到調(diào)速閥的最小穩(wěn)定流量所需的最小壓差為p0.3MPa，即可提高液壓缸的速度穩(wěn)定性。22、圖示兩液壓缸串聯(lián)，由一液壓泵驅(qū)動。已知兩液壓缸尺寸相同，活塞直徑D90mm，活塞桿直徑d60mm，負載F1F210kN，液壓泵輸出流量q25L/min。不計損失，求液壓泵輸出壓力pp和活塞運動速度v1、v2。解：根據(jù)活塞受力平衡方程得：泵的輸出壓力為： ppp12.45MP a活塞運動速度：23、如圖所示回路，已知qp=10L/min，有關(guān)參數(shù)均標(biāo)注在圖上，Cd=0.6