液压与气压传动期末试题答案

2014液压与气压传动期末试题答案一、问答及名词解释（40分）1.液压泵出口处的油液压力是由那个液压元件决定的。（2分）答：溢流阀。2.简述液压系统卸荷的意义。（4分）答：使液压泵在接近零压的工况下运转，以减少功率损失和系统发热，延长液压泵和原动机的使用寿命。3.工作介质污染。（4分）答：液压系统在制造、储存、运输、安装、使用和维修中，由残留物、侵入物和生成物引起的污染。4.粘度。（4分）答：用来描述粘性的物理量，常用的液体粘度表示方法有三种，即动力粘度、运动粘度和相对粘度。5.层流。（4分）答：层流：液体质点的运动时互不干扰，液体的流动呈线性或层状，且平行于管道轴线。液体流速较低，液体质点受粘性力的约束，不能随意运动，粘性力起主导作用。6.紊流。（4分）答：紊流：液体质点的运动杂乱无章，沿管道流动时，除平行与管道轴线的运动外，还存在剧烈的横向运动，液体质点在流动中互相干扰。液体流速较高，惯性力起主导作用。7.雷诺数。（4分）答：雷诺数：用于表明液体流动状态的参数。8.蓄能器有哪些功能？试画图说明。（6分）答：储存和释放液体压力。（图略）9.若把先导式溢流阀的远程控制口作泄漏口接回油箱，这时系统会产生什么现象？为什么？答：主阀心上端压力接近于零，阀口开得最大，这时系统的油液在很低的压力下通过主阀口流回油箱，实现卸荷作用。10.如图所示，各液压缸完全相同，负载F2F1。已知节流阀能调节液压缸速度并不计压力损失。试判断在图a和图b的两个液压回路中，哪个液压缸先动？哪个液压缸速度快？（4分）答：a)A先动，b)中A、B快二、填空题（５分）1.从功率利用率的角度看，进口节流阀式节流调速回路不宜用在________________的场合。2.同一节流阀放在进口可使油缸得到比出口____________的速度。3.间隙密封的特点是：_______、________、______，但对零件的加工要求____，且难以______，故只适用于：____、______的快速缸中。4.液压传动和气压传动统称为__________。答：1.负载变化范围大的2.更低的速度3.结构简单、摩擦力小、耐用，高，完全消除泄漏，低压、小直径4.流体传动三、计算题（2０分）1.如图所示的调速回路，液压泵的排量Vp＝105mL/r，转速np=1000r/min，容积效率ηpv=0.95，溢流阀调定压力pt=7Mpa，液压马达排量Vm=160mL/r，容积效率ηmv=0.95，机械效率ηmm=0.8，负载转矩T=16N·m。节流阀最大开度ATmax=0.2cm2（可视为薄壁孔），其流量系数Cq=0.62，油液密度ρ＝900kg/m3。不计其它损失。试求：（1）通过节流阀的流量和液压马达的最大转速nmmax、输出功率P和回路效率ηci，并请解释为何效率低？（2）如果将pt提高到8.5Mpa时，ηci将为多大？解：（1）求通过节流阀的流量和液压马达的最大转速nmmax、输出功率P和回路效率ηci，并请解释为何效率低：由图可知，系统压力由溢流阀决定，即：系统压力＝mtppp（1）其中，p－节流阀两端压力差，若忽略损失，既为节流口两边压差；mp－马达工作压力。又马达的理论转矩为：2mmtVpT（2）马达实际转矩为：mmmmmmtVpTT2（3）故马达工作压力（即两端压差，另一端压力为零）：8.01016016226mmmmVTp＝785398.1634Pa代入（1）式得，1634.7853981076mtppp=6214601.837Pa由于节流口可视为薄壁孔，所以由薄壁孔流量公式知，通过节流阀的流量（最大开度时）为：837.62146019002)100(2.062.022maxpACqTqrsm/1057.1434∴最大转速为：srVqnmvmrm/65.895.0101601057.1464max∴马达输出功率为：WqpPmmmvrmmo7.869液压泵输出的理论流量为：qp=qt=Vpn=105×10-3(L/r)×1000(r/min)=105L/min则液压泵的理论输出功率为：12250601010510736ptpoqpPW所以，回路效率（整个回路，包括所有元件）为：071.0122506.869pomociPP回路效率低的原因是：进油调速回路有两部分功率损失（溢流和节流损失）。（2）当Pt提高到8.5Mpa时，求nmmax1634.785398105.86mtppp=7714601.836Pa由于节流口可视为薄壁孔，所以由薄壁孔流量公式知，通过节流阀的流量（最大开度时）为：67714601.839002)100(2.062.022maxpACqTqrsm/1024.1634∴最大转速为：srVqnmvmrm/64.995.0101601024.1664max∴马达输出功率为：WqpPmmmvrmmo4.969而此时，液压泵的理论输出功率为：148756010105105.836ptpoqpPW所以，回路效率为：071.0122506.869pomociPP2.设计一单杆活塞液压缸，要求快进时为差动连接，快进和快退（有杆腔进油）时的速度均为6m／min。工进时（无杆腔进油，非差动连接）可驱动的负载F=25000N，回油背压为0.25Mpa，采用额定压力为6.3Mpa、额定流量为25L/min的液压泵。试确定：1）缸筒内径和活塞杆直径；2）缸筒壁厚（缸筒材料选用无缝钢管）。设：［σ］＝250MPa。解：（1）求活塞杆直径和缸筒内径。因为差动连接时的速度公式为：cvcvdqAAqv22134，参见P99.公式（4.5）。所以，当忽略各种损失时，活塞杆直径为：mvqdcv233103.7160660102544当忽略各种损失，无杆腔进油且考虑背压时，缸筒的内径公式为：2122211)(4pppdppFD，参见P114公式（4.20）。∴66622661025.0103.61025.0)103.7()1025.0103.6(250004D=0.071m(a)若要保证快退（有杆腔进油）时的速度为6m/min，则有公式（参见P99公式（4.5））：)(42222dDqAqvcvcv忽略损失，则有缸筒内径约等于活塞直径，即：mdvqDcv103.0103.76066010254422322(b)比较结果(a)、(b)，取D=0.103m。（2）求活塞缸壁厚。活塞缸壁厚公式为：mpD0013.0102502103.0103.6][266五、原理分析题（35分）1.下图为剪板机液压系统。读图并分析其工作原理。2.根据下图画出相应的先导阀和换向阀的图型符号。3.分析并简述下图的工作原理。