题目
某液压马达的排量 V=40(ml/rev),当其在 p=6.3(MPa) 和 n=1450(r/min) 时,液压马达的实际输入流量 q=63(L/min),实际输出转矩 T=37.5(Ncdot m),求液压马达的容积效率 eta_(v)、机械效率 eta_(m) 和总效率 eta。
某液压马达的排量 $V=40\text{ml/rev}$,当其在 $p=6.3\text{MPa}$ 和 $n=1450\text{r/min}$ 时,液压马达的实际输入流量 $q=63\text{L/min}$,实际输出转矩 $T=37.5\text{N\cdot m}$,求液压马达的容积效率 $\eta_{v}$、机械效率 $\eta_{m}$ 和总效率 $\eta$。
题目解答
答案
1. 理论流量:$ q_t = V \times n = 40 \times 10^{-3} \times 1450 = 58 \, \text{L/min} $。
2. 容积效率:$ \eta_v = \frac{q_t}{q} = \frac{58}{63} \approx 92.06\% $。
3. 理论转矩:$ T_t = \frac{pV}{2\pi} = \frac{6.3 \times 10^6 \times 40 \times 10^{-6}}{2\pi} \approx 40.11 \, \text{N·m} $。
4. 机械效率:$ \eta_m = \frac{T}{T_t} = \frac{37.5}{40.11} \approx 93.5\% $。
5. 总效率:$ \eta = \eta_v \times \eta_m = 0.9206 \times 0.935 \approx 86.1\% $。
最终结果:
- 容积效率 $ \eta_v \approx 92.06\% $。
- 机械效率 $ \eta_m \approx 93.5\% $。
- 总效率 $ \eta \approx 86.1\% $。
解析
本题主要考察液压马达的容积效率、机械效率和总效率的计算,解题思路是先根据排量和转速计算出理论流量,再结合实际输入流量求出容积效率;接着根据压力和排量计算出理论转矩,结合实际输出转矩求出机械效率;最后根据容积效率和机械效率的乘积得到总效率。
- 计算理论流量 $q_t$:
- 理论流量的计算公式为 $q_t = V \times n$,其中 $V$ 是液压马达的排量,$n$ 是转速。
- 已知 $V = 40\text{ml/rev}=40\times10^{-3}\text{L/rev}$,$n = 1450\text{r/min}$,将其代入公式可得:
$q_t = V \times n = 40\times 10^{-3} \times 1450 = 58 \, \text{L/min}$
- 计算容积效率 $\eta_{v}$:
- 容积效率的计算公式为 $\eta_{v} = \frac{q_t}{q}$,其中 $q_t$ 是理论流量,$q$ 是实际输入流量。
- 已知 $q_t = 58\text{L/min}$,$q = 63\text{L/min}$,将其代入公式可得:
$\eta_{v} = \frac{q_t}{q} = \frac{58}{63} \approx 0.9206 = 92.06\%$
- 计算理论转矩 $T_t$:
- 理论转矩的计算公式为 $T_t = \frac{pV}{2\pi}$,其中 $p$ 是压力,$V$ 是排量。
- 已知 $p = 6.3\text{MPa}=6.3\times10^6\text{Pa}$,$V = 40\text{ml/rev}=40\times10^{-6}\text{m}^3/\text{rev}$,将其代入公式可得:
$T_t = \frac{pV}{2\pi} = \frac{6.3 \times 10^6 \times 40 \times 10^{-6}}{2\pi} \approx 40.11 \, \text{N·m}$
- 计算机械效率 $\eta_{m}$:
- 机械效率的计算公式为 $\eta_{m} = \frac{T}{T_t}$,其中 $T$ 是实际输出转矩,$T_t$ 是理论转矩。
- 已知 $T = 37.5\text{N·m}$,$T_t \approx 40.11\text{N·m}$,将其代入公式可得:
$\eta_{m} = \frac{T}{T_t} = \frac{37.5}{40.11} \approx 0.935 = 93.5\%$
- 计算总效率 $\eta$:
- 总效率的计算公式为 $\eta = \eta_{v} \times \eta_{m}$,其中 $\eta_{v}$ 是容积效率,$\eta_{m}$ 是机械效率。
- 已知 $\eta_{v} \approx 0.9206$,$\eta_{m} \approx 0.935$,将其代入公式可得:
$\eta = \eta_{v} \times \eta_{m} = 0.9206 \times 0.935 \approx 0.861 = 86.1\%$