《液壓與氣動(dòng)》試卷四

PAGEPAGE3《液壓與氣動(dòng)》試題四一、填空題從能量角度來(lái)說(shuō)，液壓泵的作用是能轉(zhuǎn)化為能，而液壓缸的作用是。2.節(jié)流閥通常采用薄壁小孔，其原因是通過(guò)它的流量與無(wú)關(guān)，使流量受的變化影響較小。3.液壓傳動(dòng)中最重要的參數(shù)是和，而兩者的乘積表示。4.液壓泵按結(jié)構(gòu)分、葉片泵、三種等，它們是利用的變化來(lái)進(jìn)行工作的，所以稱(chēng)為容積泵。5.液壓傳動(dòng)系統(tǒng)基本由、控制元件、、輔助元件和組成。7.液壓油的粘度隨液壓油的溫度和壓力變化而變化，當(dāng)液壓油溫度升高時(shí)，液壓油的粘度；當(dāng)壓力增大時(shí)，液壓油粘度。8.根據(jù)度量基準(zhǔn)的不同，液體的壓力分為和兩種，大多數(shù)表測(cè)得的壓力是。二、判斷題1.在用一個(gè)泵驅(qū)動(dòng)一個(gè)執(zhí)行元件的液壓系統(tǒng)中，采用三位四通換向閥使泵卸荷，選用“H”型中位機(jī)能。（）2.由節(jié)流閥和定差減壓閥串聯(lián)組成普通調(diào)速閥。（）3.直水管中，截面Ⅰ處的壓力是1MPa，截面Ⅱ處的壓力是0.5MPa，據(jù)此知直水管中水的流動(dòng)方向是由截面Ⅱ流向截面Ⅰ。（）4.定常流動(dòng)液體中任何一點(diǎn)的壓力、速度都不隨時(shí)間而變化。（）5.流體連續(xù)性方程是動(dòng)量守恒定律在流體力學(xué)中的一種表達(dá)形式。（）6.液壓泵都是依靠密封容積變化的原理來(lái)進(jìn)行工作的。（）7.雙作用葉片泵配油盤(pán)上三角槽有減少葉片泵流量、壓力脈動(dòng)和降低噪聲的作用。（）8.液壓馬達(dá)在高速區(qū)工作時(shí)會(huì)出現(xiàn)“爬行現(xiàn)象”而在低速區(qū)則不會(huì)。（）9.差動(dòng)連接液壓缸可以提高活塞的輸出壓力和速度。（）10.流量控制閥常用的節(jié)流口形式是薄壁小孔，因?yàn)闇囟葘?duì)它的流量幾乎沒(méi)有影響。（）三、簡(jiǎn)答題1.已知雷諾數(shù)，請(qǐng)問(wèn)關(guān)于流體認(rèn)識(shí)中引入雷諾數(shù)Re的作用是什么？并說(shuō)明公式右邊各參數(shù)的物理意義。2.指出圖1中外嚙合齒輪泵泄漏部位（包括名稱(chēng)），其中的最大的泄漏部位是哪里，可以通過(guò)什么方法減?。?.簡(jiǎn)述圖2先導(dǎo)式溢流閥的工作原理，說(shuō)明清楚如何保證輸入壓力P基本穩(wěn)定？4.圖3所示，溢流閥調(diào)定壓力為5Mpa，減壓閥為2.5Mpa，液壓缸無(wú)桿腔面積A=50cm2，液壓油流經(jīng)減壓閥和單向閥時(shí)壓力損失分別為0.2Mpa、0.3Mpa。試問(wèn)：當(dāng)負(fù)載F=0、7.5KN和30KN時(shí)，（1）A、B和C三點(diǎn)壓力數(shù)值各位多少。（2）活塞桿能否動(dòng)作？四、計(jì)算題1.某液壓泵的輸出油壓,轉(zhuǎn)速,排量，容積效率，總效率，求泵的輸出功率和電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率。2.如圖5所示單桿式活塞缸，已知進(jìn)油壓力P1，回油壓力P2，直徑D和d，試分別計(jì)算無(wú)桿腔進(jìn)油時(shí)和有桿腔進(jìn)油時(shí)速度、和推力、拉力。3.如圖所示，兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同相互串聯(lián)的液壓缸，無(wú)桿腔的面積A1=0.01m2，有桿腔的面積A2=0.008m2，缸1輸入壓力p1=0.9MPa，輸入流量q1=12L/min，不計(jì)損失和泄漏，求：（1）兩缸承受相同負(fù)載（F1=F2）時(shí)，該負(fù)載的數(shù)值及兩缸的運(yùn)動(dòng)速度。（2）缸1不承受負(fù)載（F1=0）時(shí)，缸2能承受多少負(fù)載？五、讀圖題右圖為雙泵供油快速運(yùn)動(dòng)回路原理圖和液壓缸動(dòng)作循環(huán)圖。1、指出各元件的完整名稱(chēng)；2、分別寫(xiě)出液壓缸在靜止、快進(jìn)、工進(jìn)和快退四種情況下的進(jìn)油和回油路線(xiàn)，填寫(xiě)名稱(chēng)要完整。。1.2.3.4.5.6.7.8.答案一、填空題從能量角度來(lái)說(shuō)，液壓泵的作用是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液體壓力能，而液壓缸的作用是把液體壓力能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。2.節(jié)流閥通常采用薄壁小孔，其原因是通過(guò)它的流量與粘度無(wú)關(guān)，使流量受溫度的變化影響較小。3.液壓傳動(dòng)中最重要的參數(shù)是壓力p和流量q，而兩者的乘積表示功率P。4.液壓泵按結(jié)構(gòu)分齒輪泵、葉片泵、柱塞泵三種等，它們是利用密封容積的變化來(lái)進(jìn)行工作的，所以稱(chēng)為容積泵。5.液壓傳動(dòng)系統(tǒng)基本由動(dòng)力元件、控制元件、執(zhí)行元件、輔助元件和傳動(dòng)介質(zhì)組成。7.液壓油的粘度隨液壓油的溫度和壓力變化而變化，當(dāng)液壓油溫度升高時(shí)，液壓油的粘度明顯下降；當(dāng)壓力增大時(shí)，液壓油粘度略微上升。8.根據(jù)度量基準(zhǔn)的不同，液體的壓力分為絕對(duì)壓力和相對(duì)壓力兩種，大多數(shù)表測(cè)得的壓力是相對(duì)壓力。二、判斷題1.在用一個(gè)泵驅(qū)動(dòng)一個(gè)執(zhí)行元件的液壓系統(tǒng)中，采用三位四通換向閥使泵卸荷，選用“H”型中位機(jī)能。（√）2.由節(jié)流閥和定差減壓閥串聯(lián)組成普通調(diào)速閥。（√）3.直水管中，截面Ⅰ處的壓力是1MPa，截面Ⅱ處的壓力是0.5MPa，據(jù)此知直水管中水的流動(dòng)方向是由截面Ⅱ流向截面Ⅰ。（×）4.定常流動(dòng)液體中任何一點(diǎn)的壓力、速度都不隨時(shí)間而變化。（×）5.流體連續(xù)性方程是動(dòng)量守恒定律在流體力學(xué)中的一種表達(dá)形式。（×）6.液壓泵都是依靠密封容積變化的原理來(lái)進(jìn)行工作的。（√）7.雙作用葉片泵配油盤(pán)上三角槽有減少葉片泵流量、壓力脈動(dòng)和降低噪聲的作用。（√）8.液壓馬達(dá)在高速區(qū)工作時(shí)會(huì)出現(xiàn)“爬行現(xiàn)象”而在低速區(qū)則不會(huì)。（×）9.差動(dòng)連接液壓缸可以提高活塞的輸出壓力和速度。（×）10.流量控制閥常用的節(jié)流口形式是薄壁小孔，因?yàn)闇囟葘?duì)它的流量幾乎沒(méi)有影響。（√）三、簡(jiǎn)答題1.已知雷諾數(shù)，請(qǐng)問(wèn)關(guān)于流體認(rèn)識(shí)中引入雷諾數(shù)Re的作用是什么？并說(shuō)明公式右邊各參數(shù)的物理意義。Re雷諾數(shù)作用：用于判斷液體的流動(dòng)狀態(tài)，是層流還是紊流；所求雷諾數(shù)小于其相應(yīng)下臨界雷諾數(shù)時(shí)，為層流；反之，所求雷諾數(shù)大于其相應(yīng)下臨界雷諾數(shù)時(shí)，為紊流。：表示液體流動(dòng)時(shí)的平均流速。d：表示液體流動(dòng)通過(guò)的通流截面對(duì)應(yīng)的水力直徑；滿(mǎn)圓管流動(dòng)時(shí)，為管的直徑。v:對(duì)應(yīng)液體在相同條件下的運(yùn)動(dòng)粘度。2.指出圖1中外嚙合齒輪泵泄漏部位（包括名稱(chēng)），其中的最大的泄漏部位是哪里，可以通過(guò)什么方法減??？答：圖1外嚙合齒輪泵的泄露部位1指齒頂圓與殼體內(nèi)圓表面之間的徑向間隙；2指兩齒輪的嚙合處；3指兩齒輪端面與兩側(cè)端蓋之間的端面間隙；其中最大的泄露部位是3，通常采用端面間隙自動(dòng)補(bǔ)償裝置：浮動(dòng)軸套式和彈性側(cè)板式。3.簡(jiǎn)述圖2先導(dǎo)式溢流閥的工作原理，說(shuō)明清楚如何保證輸入壓力P基本穩(wěn)定？首先假設(shè)閥內(nèi)各個(gè)通道、空間都充滿(mǎn)了液壓油。①起初，進(jìn)油壓力通過(guò)帕斯卡原理傳遞到導(dǎo)閥1的右邊空間（設(shè)X堵住不用），當(dāng)P≤P0（導(dǎo)閥彈簧設(shè)定的相應(yīng)壓力），油液仍然靜止不流動(dòng)，主閥芯2受到上下相同推力（阻尼孔R(shí)上下兩部分有效壓力面積相同、壓力相同，所以推力相同）作用，不移動(dòng)主閥芯，P到T不溢流；②當(dāng)進(jìn)油壓力P＞P0時(shí)，液壓油可以壓縮導(dǎo)閥彈簧，推開(kāi)導(dǎo)閥閥芯，液壓油（少量）從主閥芯中間阻尼孔R(shí)流經(jīng)導(dǎo)閥流向出口T，這樣流動(dòng)液體過(guò)阻尼孔R(shí)時(shí)，產(chǎn)生壓力損失，主閥芯上下兩部分液壓油產(chǎn)生壓力差，下大上小，產(chǎn)生向上的推力，所以主閥芯上移，溢流閥P到T溢流。③溢流后，進(jìn)油壓力P又下降P≤P0，主閥芯復(fù)位，閥口又關(guān)閉；④接著又打開(kāi)溢流，又關(guān)閉；如此動(dòng)態(tài)過(guò)程，最后壓力穩(wěn)定在P0上。⑤所以，溢流閥能保證壓力油進(jìn)口壓力的穩(wěn)定！4.圖3所示，溢流閥調(diào)定壓力為5Mpa，減壓閥為2.5Mpa，液壓缸無(wú)桿腔面積A=50cm2，液壓油流經(jīng)減壓閥和單向閥時(shí)壓力損失分別為0.2Mpa、0.3Mpa。試問(wèn)：當(dāng)負(fù)載F=0、7.5KN和30KN時(shí)，（1）A、B和C三點(diǎn)壓力數(shù)值各位多少。（2）活塞桿能否動(dòng)作？解：①先不考慮負(fù)載F，計(jì)算一下C處最大壓力時(shí)，能輸出多大推力Fo：在液壓油壓力不斷升高中，減壓閥最大能輸出壓力2.5Mpa(B處)，到達(dá)C時(shí)還保留有2.2Mpa。所以，F(xiàn)o=Pc*A=2.2*106*50*10-4=11000N=11KN。（2）由Fo＞0KN或7.5KN，F(xiàn)o＜30KN，所以負(fù)載F=0、7.5KN時(shí)活塞桿能動(dòng)作，而F=30KN時(shí)活塞桿不能動(dòng)作。（1）當(dāng)F=0KN時(shí)，活塞桿在動(dòng)作，C=0Mpa，B=C+0.3=0.3Mpa，A=B+0.2Mpa=0.5Mpa。A：0.5Mpa，B：0.3Mpa，C：0Mpa。當(dāng)F=7.5KN時(shí)，C處壓力Pc=F/A=7.5*103/50*10-4=1.5Mpa，所以B=C+0.3=1.8Mpa，A=B+0.2Mpa=1.8+0.2=2.0Mpa；A：2.0Mpa，B：1.8Mpa，C：1.5Mpa。當(dāng)F=30KN時(shí)，活塞不動(dòng)作，B、C達(dá)到最大壓力，B=2.5Mpa、C=2.2Mpa，這時(shí)考慮到最終減壓閥處于關(guān)閉、溢流閥正常工作，所以A壓力達(dá)到溢流壓力，A=5.0Mpa。A：5.0Mpa，B：2.5Mpa，C：2.2Mpa。四、計(jì)算題1.某液壓泵的輸出油壓,轉(zhuǎn)速,排量，容積效率，總效率，求泵的輸出功率和電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率。解：輸出功率，求得，P0≈22.9583Mpa電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率Pi，由，得2.如圖5所示單桿式活塞缸，已知進(jìn)油壓力P1，回油壓力P2，直徑D和d，試分別計(jì)算無(wú)桿腔進(jìn)油時(shí)和有桿腔進(jìn)油時(shí)速度、和推力、拉力。解：注意F不是負(fù)載是產(chǎn)生的推力。無(wú)桿腔進(jìn)油，由P1*A1=P2*A2+F1，得F1=P1*π*D2/4-P2*π（D2-d2）/4，F(xiàn)1=（P1-P2）π*D2/4+P2*πd2/4，V1=q/A1=4q/（πD2）；有桿腔進(jìn)油，P1*A2=P2*A1+F2，得F2=P1*π（D2-d2）/4-P2*π*D2/4，F(xiàn)2=（P1-P2）π*D2/4-P2*πd2/4，V2=q/A2=4q/{π（D2-d2）}；3.如圖所示，兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同相互串聯(lián)的液壓缸，無(wú)桿腔的面積A1=0.01m2，有桿腔的面積A2=0.008m2，缸1輸入壓力p1=0.9MPa，輸入流量q1=12L/min，不計(jì)損失和泄漏，求：（1）兩缸承受相同負(fù)載（F1=F2）時(shí)，該負(fù)載的數(shù)值及兩缸的運(yùn)動(dòng)速度。（2）缸1不承受負(fù)載（F1=0）時(shí)，缸2能承受多少負(fù)載？解：根據(jù)帕斯卡原理等列平衡方程，即P1*A1=F1+P2*A2①P2*A1=F2②聯(lián)立①②得，F(xiàn)1+F2*A2/A1=P1*A1③（1）加上方程F1=F2④求得，F(xiàn)1=F2=P1*A12/（A1+A2）=0.9*106*0.01*0.01/0.018=5000N。V1=q1/A1=12*10-3/0.01=1.2m/min，由V1*A2=V2*A1，得V2=V1*A2/A1=0.96m/min。（2）當(dāng)F1=0，由方程③得，F(xiàn)2=P1*A12/A2=0.9*106*0.012/0.008=1.125*104N五、讀圖題右圖為雙泵供油快速運(yùn)動(dòng)回路原理圖和液壓缸動(dòng)作循環(huán)圖。1、指出各元件的完整名稱(chēng)；2、分別寫(xiě)出液壓缸在靜止、快進(jìn)、工進(jìn)和快退四種情況下的進(jìn)油和回油路線(xiàn)，填寫(xiě)名稱(chēng)要完整。。1.油箱2.過(guò)濾器3.雙聯(lián)泵4.外控外泄式順序閥5.三位四通電磁換向閥6.單桿式雙作用液壓缸7.直動(dòng)式溢流閥8.普通單向閥1、靜止時(shí)，進(jìn)油路線(xiàn)：1→2→3（左）→4→1（油箱）；（泵3左邊大流量泵壓力卸荷）1→2→3（右）→7→1（油箱）；（7溢流作用）回油路線(xiàn)：無(wú)（進(jìn)油路線(xiàn)寫(xiě)在此也可