五、计算题

1、某泵输出油压为10MPa，转速为1450r/min，排量为200mL/r，泵的容积效率为?Vp=0.95，总效率为?p=0.9。求泵的输出液压功率及驱动该泵的电机所需功率（不计泵的入口油压）。 解：泵的输出功率为：

POP?ppqp60?ppqtp?Vp60?ppVPnp?Vp6010?200?10?3?1450?0.95??45.9KW60

Pip?电机所需功率为：

POp?p?45.9?51KW0.9

2、已知某液压泵的转速为950r/min，排量为VP=168mL/r，在额定压力29.5MPa和同样转速下，测得的实际流量为150L/min，额定工况下的总效率为0.87，求： （1）液压泵的理论流量qt； （2）液压泵的容积效率ηv； （3）液压泵的机械效率ηm；

（4）在额定工况下，驱动液压泵的电动机功率Pi； （5）驱动泵的转矩T。 解：（1）qt=Vn=950×168÷1000=159.6L/min （2）ηv=q/qt =150/159.6=0.94； （3）ηm=0.87/0.94=0.925

（4） Pi=pq/(60×0.87)=84.77kW；

（5） Ti=9550P/n=9550×84.77/950=852Nm

3、已知某液压泵的输出压力为5MPa，排量为10mL/r，机械效率为0.95，容积效率为0.9，转速为1200r/min，求： （1）液压泵的总效率； （2）液压泵输出功率； （3）电动机驱动功率。 解：（1）η=ηVηm=0.95×0.9=0.855

（2）P=pqηv/60=5×10×1200×0.9/(60×1000)= 0.9kW （3）Pi=P/η=0.9/(0.95×0.9)=1.05kW

4、如图，已知液压泵的输出压力pp=10MPa，泵的排量VP＝10mL／r，泵的转速nP＝1450r／min，容积效率ηPV=0.9，机械效率ηPm=0.9；液压马达的排量VM＝10mL／r，容积效率ηMV=0.92，机械效率ηMm＝0.9，泵出口和马达进油管路间的压力损失为0.5MPa，其它损失不计，试求：

（1）泵的输出功率； （2）驱动泵的电机功率； （3）马达的输出转矩； （4）马达的输出转速；

解：（1）Ppo=ppqp=ppVpnpηPV=10×10×10×1450×0.9/60=2.175KW （2）PPi=PPo/ηp= PPo/(ηPVηMm)=2.69KW

PM=PP?ΔP=10?0.5=9.5MPa

（3）TM=pMVMηVM/2π=9.5×10×0.9/2π=13.6Nm

（4）nM=-npVpηPVηMV/VM=1450×10×0.9×0.92/10=1200.6r/min

5、如图所示，由一直径为d，重量为G的活塞浸在液体中，并在力F的作用下处于静止状态。若液体的密度为ρ，活塞浸入深度为h，试确定液体在测压管内的上升高度x。

?3

解：设柱塞侵入深度h处为等压面，即有

(F+G)/(πd2/4)=ρg(h+x)

导出：x=4(F+G)/(ρgπd2)?h

6、已知液压马达的排量VM=250mL/r；入口压力为9.8Mpa；出口压力为0.49Mpa；此时的总效率ηM=0.9；容积效率ηVM=0.92；当输入流量为22L/min时，试求： （1）液压马达的输出转矩(Nm)； （2）液压马达的输出功率(kW)； （3）液压马达的转速(r/min)。 解：（1）液压马达的输出转矩

TM=1/2π·ΔpM·VM·ηMm=1/2π×(9.8－0.49)×250×0.9/0.92=362.4N·m （2）液压马达的输出功率

PMO=ΔpM·qM·ηM/612=(9.8－0.49)×22×0.9/60=3.07kw （3）液压马达的转速

nM=qM·ηMV/VM=22×103×0.92/250=80.96r/min

7、如图所示三种形式的液压缸，活塞和活塞杆直径分别为D、d，如进入液压缸的流量为q，压力为P，若不计压力损失和泄漏，试分别计算各缸产生的推力、运动速度大小和运动方向。

ddDDdPqPPqqa)b)C)D

F?答：（a）

?4p(D?d) ；

22V?4q?(D2?d2) ；缸体向左运动

4q?d2 ；缸体向右运动

F?（b）答：

?4pd2 ；

V?F?（c）答：

?4pd2 ；

V?4q?d2 ；缸体向右运动

8、如图所示液压回路，已知液压泵的流量qp=10L/min，液压缸无杆腔活塞面积A1=50cm2，有杆腔活塞面积A2=25cm2，溢流阀调定压力PP=2.4Mpa，负载FL=10000N，节流阀通流面积AT= 0.01cm2，试分别求回路中活塞的运动速度和液压泵的工作压力。（设Cd= 0.62，ρ= 870kg/m3，节流阀口为薄壁小孔。） 答，以题意和图示得知：

因工作压力：PP = 2.4Mpa FL =10000N P1·A1=FL

P1= FL/ A1=10000/(50×10-4)=2 MPa 节流阀的压差：ΔP = P1=2 MPa

q?CdAT节流阀的流量：

2?P?=0.62?0.01?10?42?2?106870=4.2×10-2 m3 /s

qp?q

活塞的运动速度：V =

A1

10?10?3/60?4.2?10?250?10?4= =150cm/min

有泵的工作压力：PⅠ= PP = 2 Mpa 活塞的运动速度：V =150 cm/min

9、如图所示两个结构和尺寸均相同的液压缸相互串联，无杆腔面积A1=100cm2，有杆腔面积A2=80cm2，液压缸1输入压力P1=0.9Mpa，输入流量q1=12L/min，不计力损失和泄漏，试计算两缸负载相同时（F1=F2），负载和运动速度各为多少？

1A1P1A2v12F1v2F2q1P2 答：以题意和图示得知：

P1·A1=F1+P2·A2