液压传动作业题

液压传动作业题 液压传动作业题 3-1 某一液压泵额定压力p=2.5MPa，机械效率?Bm=0.9，由实际测得：1当泵的转速n=1450r/min，泵的出口压力为零时，其流量Q1 =106L/min。当泵出口压力为2.5MPa时，其流量Q2 =100.7L/min。试求泵在额定压力时的容积效率。2当泵的转速n=500r/min，压力为额定压力时，泵的流量为多少？容积效率又为多少？3以上两种情况时，泵的驱动功率分别为多少？ 解：1液压泵的容积效率。 泵出口压力为零时的流量即理论流量，为QBt?106L/min；压力为2.5MPa时的出口流量为100.7L/min，故有 ?Bv?QB100.7p?2.5MPa=95% ?QBt1061 2转速降至500r/min时的输出流量。 转速1450r/min时泄漏流量?QB为p?2.5MPa ?QB?106?100.7?5.3L/min 转速降至500r/min时泵的理论输出流量为 QBt?106?500?36.55L/min 1450压力不变，泄漏常数不变，泄漏量不变，故500r/min的输出流量为 QB?QBt-QB?36.55?5.3?31.25L/min 4 注释：转速为500r/min的容积效率?Bv=31.25/36.55?85.5%；假设仍认为容积效率2 3 ?Bv=0.95不变，将导致计算错误 3两种转速下的输入功率。 假定机械效率不随转速变化，那么有 6?32.5?10?106?10(W)=4.91(kW) PBi(1450r/min)?60?0.96?32.5?10?36.55?10(W)=1.69(kW) PBi(500r/min)?60?0.95 6 3-3 某组合机床动力滑台采用双联叶片泵YB-40/6。快速进给时两泵同时供油，工作压力为1.0MPa；工作进给时，大流量泵卸荷，其卸荷压力为0.3MPa，此时系统由小流量泵供油，其供油压力为4.5MPa。假设泵的总效率为?B?0.8，求该双联泵所需电动机功率大泵流量为40L/min，小泵流量为6L/min。 解：设泵1出口压力为p1,流量为Q1， 设泵2出口压力为p2,流量为Q2， 快进时双联泵输出的功率为： P快进?3?36?1040?106?p1Q1?p2Q2?1?10-1?10-767(W) 60606工进时双联泵输出的功率为： P工进?p1Q1?p2Q2?4.5?106?6?1060?3?0.3?106?40?1060?3?650(W) 因此，双联泵输出的最大功率为767W，其所需的电动机功率： P；圆整后为1KW的电动机。 Pmax?快进=767=959W?B0.8 3-8 某液压泵额定工作压力为10MPa，几何排量为12mL/r，理论流量为24L/min，容积效率为0.90，机械效率为0.80。试求 1转速和角速度； 2输出和输入功率； 3液压泵输入轴上的转矩。 解：1转速和角速度 3Q nB?Bt=240?10=2000r/minqBV12-2?nB=2?3.14?2000=209.3rad/s 602输出和输入功率 PB?pBQB=pBQBt?Bv?3240?10?10?10-0.9=3600W?3.6KW 606PBi=pBQBt?Bm10?106?240?1060?W?5KW 0.8?33液压泵输入轴上的转矩 pBi5?103T=-23.9(Nm) ?209.3 4-1 液压马达几何排量为250mL/r，入口压力为10MPa，出口压力为0.5MPa，机械效率和容积效率均为0.90，假设输入流量为100L/min，试求： 1理论转速和实际输出转速；400r/min，360r/min 2理论输出和实际输出扭矩；378N?m，340N?m 3输入功率和输出功率。16.667kW，12.8kW 解：1理论转速：nMt?实际输出转速：nM?QMi100L/min=400r/min (?Mv=100%) qMv0.25L/rQMi?=400?0.9=360r/min (?Mv=90%) qMvMv?pMqMv(pMi?pM0)qMv(10?0.5)?106?250?10?62理论输出扭矩：TMt=-?378(Nm) 2?2?2?3.14实际输出扭矩：T?TMt?Mm=378?0.9?340(Nm) 100?10W?16.667(KW)3输入功率：PMi=pMiQMi?10?106? 60?3输出功率：PM=?pQMi?M ?3100?10?9.5?10-0.9?0.9W?12.8(KW) 6064-3 液压马达几何排量为50mL/r，回油压力pMO?1MPa，泄漏系数?M?10?5mL/Pa?s，总效率?M?0.81；当负载扭矩为225N?m时，输出功率为9kW。试求 1液压马达输出转速和角速度；382r/min,40rad/s 2液压马达入口油液压力；11.1MPa，提示：要解?pM的一元二次方程 3液压马达的容积效率和机械效率。0.892，0.908 解：1液压马达的转速和角速度。 P ?M?M?9?1000(rad/s)?40(rad/s) TM225 nM? ?M(r/s)?40(r/s)?382(r/min) 222入口压力。 PM-?pM(qMv?nM-Qm)-pM(qMv?M-m?pM) ?M2?9?103-p(50-40?10?6?10?5?10?6?p)-p?10.1MPMMMa 0.812?马达入口压力：pMi?pMo-pM?(1?10.1)MPa?11.1MPa ?3机械效率：?Mm?M-Mv?MnMqMvnMqMv-Qm?(nMqMv-Qm)?M?(1?10?8?10.1?106)?0.81?0.89 nMqMv 容积效率：?Mv? ?M0.81-0.91 ?Mm0.894-4 假定液压泵驱动题4-3中的液压马达，泵马达之间管路上压力损失为1.5MPa，无流量损失；泵机械效率为0.90，泄漏系数?B?10?5mL/Pa?s，输入扭矩为164N?m。试求 1液压泵容积效率；0.8973 2液压泵几何排量；73.6mL/r 3液压泵转速；1000r/min 4液压泵输入功率。17.174kW 解：1泵的出口压力：pB?pMi?p损?11.1+1.5=12.6(MPa) 泵的泄漏量：?QB-BpB?10?5?12.6?10?6=126(mL/s) 因为无流量损失，马达的输入流量等于泵的输出流量。 QB?QMi?qMvnM-M?pM?50-40?10?5?10.1?106?1(mL/s) 2?液压泵容积效率:?Bv?QB?1?0.8973 QB-QB1?126pBqBvnBpBqBv12.6?106?qBv2泵的输入扭矩：TBi-=?164(N?m) 2?nB?Bm2-Bm2?3.14?0.9?液压泵几何排量：qBv?73.6mL/r 3液压泵转速 QQ-QB1227nB?Bt?B?(r/s)?1000(r/min) qBvqBv73.64液压泵输入功率 PBi=TBi-?164?2?3.14?1227?17169.9(W)?17.17(KW) 73.6 4-5 定量泵驱动定量马达，泵马达之间管路无压力和流量损失，泵几何排量为10mL/r，机械效率为0.95，容积效率为0.90，出口压力pB=10MPa。液压马达的几何排量、机械效率、容积效率与泵一样，液压马达回油压力为大气压力即表压为零。设液压泵转速为1500r/min，试求 1液压泵所需输入功率；2.632kW 2泵马达之间管道的液压功率；2.25kW 3马达输出转速；1215r/min 4马达输出扭矩；15.1N?m 5马达输出功率。1.92kW 解：1液压泵所需输入功率 PBi=PBt?615006qBvnBpB10?10?60?10?10=W?2.632(KW) ?Bm0.95?Bm2泵马达之间管道的液压功率 QB=QBt?Bv=qBvnB?Bv=10?10?6?1500?0.9?2.25?10?4(m3/s) 60因为泵马达之间管路无压力和流量损失，泵马达之间管道的液压功率等于泵的输出功率。 PB=pBQB=10?106?2.25?10?4(w)?2.25(KW) 3由题可知，无背压损失，泵马达之间管路无压力和流量损失 QMi=QB?QBt?Bv?10?1500?0.9=1.35?104(mL/min)QMt=QMi?Mv=1.35?104?0.9(mL/min) nM=QMt=1215(r/min) qMv6?6?pMqMv10?10?10?10-Mm-0.95?15.1(N?m) 2?2?3.144马达输出扭矩 TM?TMt-Mm5马达输出功率 PM?TM-TM?2-nM?15.1?2?3.14?1215?1920.27(W)?1.92(KW) 60 4-8 液压泵几何排量为120mL/r，转速为1000r/min，容积效率为0.95；液压马达几何排量为160mL/r，容积效率为0.95，机械效率为0.80，泵最高工作压力为7MPa，液压泵液压马达之间管路压力损失相当，通流面积a?27mm2，流量系数Cd?0.65的固定薄壁小孔的压力降-870kg/m3。假设液压马达入口压力pM与管道损失?p之和(pM-p)7MPa，液压泵局部油液溢流回油箱，反之全部输向液压马达。设液压马达负载为61.2N?m。试求 1液压泵的输出流量；114L/min，含溢流阀溢流量 2液压马达回液压力为零时的入口压力；3MPa 3液压泵工作压力；7MPa 4液压马达的最大转速，管道过流才能。 解：1液压泵的输出流量 QB=QBt?Bv=qBvnB?Bv=120?10?3?1000?0.95?114(L/min) 2液压马达回液压力为零时的入口压力 ?pq(p?0)qMvTM TMt=MMv?M?2?2-Mm代入数据：pM?3(MPa) 3液压泵工作压力 假定工作压力为pB?p溢=7(MPa)，pB?pM-p-p?4(MPa) 通过流量计算，检验假定是否为真 Q孔=Cda2?p6=0.65?27?10?6?2?4?10?1.683?10?3m3/s?100.97L/min?QB?114L/min?870?假设为真，即pB?7(MPa) 4液压马达的最大转速，管道过流才能。 当泵出口压力越大，固定薄壁小孔通过的流量越大。即Q孔max?100.97(L/min) QMtmax?Q孔max-Mv?95.92(L/min) nMmax? QMtmax?95.92?3?599.5(r/min) qMv160?104-13 两双杆活塞液压缸串联，如题图4-13所示，A1、A2分别为液压缸I、II有效工作面积，它们的负载分别为F1、F2。假设液压缸I、II的泄漏、摩擦阻力及连接收道之间的压力损失不计，试求 1液压缸I、II的工作压力p1、p2；p2?F2A/,p2?F1?A1/2p12液压缸I、II的活塞杆运动速度u1、u2；u1?QAu/1,2QA?/23当A1?A2,F1?F2时，重新考虑上述两个问题。 解：压力和流量是液压传动中两个最重要的参数：压力取决于负载；流量决定速度。 p2?F2/A21F p1A1?p2A1?F1?p1?p2?1A12u1?Q/A1,u2?Q/A2 FF3p2?2?1,(A1?A2,F1?F2) A2A1第 10 页 共 10 页