哈工大液压题库(机电学院)――按章节顺序排列的习题库答案

按章节顺序排列的习题库答案第一章、概论一、简答1．答：用液体作为工作介质来进行能量传递的传动方式被称之为液体传动。按照其工作原理的不同，液体传动又可分为液压传动和液力传动，其中液压传动利用的是液体的压力，而液力传动利用的是液体的动能。2．答：利用液体的压力能来传递动力的的传动方式被称之为液压传动。液压传动所用的工作介质是液体。3．答：(1)动力装置：动力装置是指能将原动机的机械能转换成为液压能的装置，它是液压系统的动力源。(2)控制调节装置：其作用是用来控制工作介质的流动方向、压力和流量，以保证执行元件和工作机构按要求工作；(3)执行装置：是将液压能转换为机械能的装置，其作用是在工作介质的推动下输出力和速度（或转矩和转速），输出一定的功率以驱动工作机构做功。(4)辅助装置：除以上装置外的其它元器件都被称为辅助装置，如油箱、过滤器、蓄能器、冷却器、管件、管接头以及各种信号转换器等。它们是一些对完成主运动起辅助作用的元件，在系统中也是必不可少的，对保证系统正常工作有着重要的作用。(5)工作介质：工作介质指传动液体，在液压系统中通常使用液压油液作为工作介质。4．答：优点：(1)与电动机相比，在同等体积下，液压装置能产生出更大的动力，也就是说，在同等功率下，液压装置的体积小、重量轻、结构紧凑，即：它具有大的功率密度或力密度，力密度在这里指工作压力；(2)液压传动容易做到对速度的无级调节，而且调速范围大，并且对速度的调节还可以在工作过程中进行；(3)液压传动工作平稳，换向冲击小，便于实现频繁换向；(4)液压传动易于实现过载保护，能实现自润滑，使用寿命长；(5)液压传动易于实现自动化，可以很方便地对液体的流动方向、压力和流量进行调节和控制，并能很容易地和电气、电子控制或气压传动控制结合起来，实现复杂的运动和操作；(6)液压元件易于实现系列化、标准化和通用化，便于设计、制造和推广使用；缺点：(1)由于液压传动中的泄漏和液体的可压缩性使这种传动无法保证严格的传动比；(2)液压传动中有较多的能量损失（泄漏损失、摩擦损失等），因此，传动效率相对低；(3)液压传动对油温的变化比较敏感，不宜在较高或较低的温度下工作；(4)液压传动在出现故障时不易找出原因。5．答：这里指的主要是液压动力元件（液压泵）与发电机，液压执行元件（液压马达）与电动机的比较，对系统而言应具体问题具体分析。与电动机相比，在同等体积下，液压执行元件能产生出更大的动力，也就是说，在同等功率下，液压装置的体积小、重量轻、结构紧凑，即：它具有大的功率密度或力密度，力密度在这里指工作压力。随着液压技术的提高，液压系统可以使用高压，则功率密度越大，出力大，体积小。在同等功率下，液压马达的体积是电动机的12％左右。因此，在同等功率条件下，液压传动相对于机械传动，体积和质量小。特别在大功率情况下，液压传动的优点更突出。6．答：传动系统的作用是传递和控制能量与信号，任何形式的传动系统都会有能量损失，问题如何将损失降低到最小，以及同其它传动方式比较能量损失是否较少，而不是因有损失而不使用。二、计算题1．解：（1）324800017(6010)4FpAMPa（2）63211710(1510)4FpAN125100750lFFFLN（3）212121510()0.62560ASSAmm答：密封容积中的液体压力p=17MPa，杠杆端施加力F1=100N，重物的上升高度2S=0.625mm。如果小活塞摩擦力175N，大活塞摩擦力2000N，并且杠杆上下一次密封容积中液体外泄0.2cm3，重复上述计算。解：（1）3248000200017.69(6010)4FpAMPa（2）63211710(1510)4FpAN125(175)110750lFFFLN（3）11220.21000.554SASAmm2．解：并联时：两缸顺序动作，缸2先动。速度相同，qvA。压力由负载决定。串联时：速度由泵的流量决定：前缸1qvA，后缸112qvA压力由负载决定：后缸221FpA，前缸211111122.5FAFAFpAA1-9解：（1）623225000025.4610(5010)4FpAPa=25.46MPa（2）632125.4610(1010)20004FpAN1252000100500lFFLN（3）221211210()25()150AdSSSADmm答：密封容积中的液体压力p=25.46MPa，杠杆端施加力F1=100N，重物的上升高度2S=1mm。第二章一、名词解释1．理想液体：既无粘性又不可压缩的假想液体。2．定常流动：流体流动时，流体中任何点处的压力、速度和密度都不随时间而变化，称这种流动为定常流动。3．过流断面：液体在管道中流动时，垂直于流动方向的截面称为过流断面。4．流量：在单位时间内流过某一过流断面的液体体积称为体积流量，简称流量。5．平均流速：流量与过流断面积的比值即为平均流速。AqAudAvA6．层流：液体质点互不干扰、液体的流动呈线状或层状、且平行于管道轴线。7．紊流：液体质点的运动杂乱无章，除了平行于管道口轴线的运动外，还存在剧烈的横向运动。8．雷诺数：由平均流速V、管径d和液体的运动粘度三个参数组成的无量纲数用来表明液体的流动状态。二、填空1．40℃，运动，厘cst；运动，40℃，30厘cst2．降低，增大。3．表示液体在单位速度梯度下流动时单位面积上的内摩擦力；dydu。4．液体动粘度与液体密度之比；v。5．条件粘度，4，10。6．液体所受的压力每增加一个单位压力时，其体积相对变化量，1p，液体体积弹性模量。7．22pVhvg常量，在密闭管道内作稳定流动的理想流体具有三种能量形式，这三种能量之间可以相互转，但总和保持不变。8．流态判别数，evdRv，临界雷诺数Re临，,eeeeRRRR临临。9．沿程，局部：22,22Luuprprdgg。10．1,44d。11．大。12．液体介质中的声速。13．目测法，比色法，淤积指数数，秤重法和颗粒计数法；75。三、选择填空1．基本不变；减小。2．粘度。3．高原4．高。5．受推力6．油液污染。四、简答题1．答选择液压油粘度时，系统的压力愈高，环境温度愈高，工作部件运动速度愈慢时，选液压油的粘度应愈大。2．答需考虑油本身的可压缩性，混合在油中的空气的可压缩性以及盛放液压油的封闭容器的容积变化才能真正说明实际情况。3．答层流状态时，沿程压力损失与流速的一次方成正比；紊流时，沿程压力损失与流速的1.75~2次方成正比。4．答非圆管道的雷诺数4eVRRv式中V—平均速流；R—水力半径；ARX；A为管道通流截面面积。X为湿周；v—液体的运动粘度。5．答所谓理想流体，是一种假想的既无粘性又不可压缩的流体。6．答：（1）动力粘度：动力粘度又称为绝对粘度，由式：dyduAFf确定。液体动力粘度的物理意义是：液体在单位速度梯度下流动或有流动趋势时，相接触的液层间单位面积上产生的内摩擦力。动力粘度的法定计量单位为Pas（Ns/m2）。（2）运动粘度：液体的动力粘度与其密度的比值被称为液体的运动粘度，即：液体的运动粘度没有明确的物理意义，但它在工程实际中经常用到。因为它的单位只有长度和时间的量纲，类似于运动学的量，所以被称为运动粘度。它的法定计量单位为m2/s，常用的单位为mm2/s。（3）相对粘度：相对粘度又称为条件粘度，它是采用特定的粘度计在规定的条件下测量出来的粘度。用相对粘度计测量出它的相对粘度后，再根据相应的关系式换算出运动粘度或动力粘度，以便于使用。中国、德国、前苏联等采用恩氏度E，美国、英国等用通用赛氏秒SSU，英国、美国还用商用雷氏秒R1S，法国等用巴氏度B等等。相对粘度无量纲。7．答：我国液压油的牌号是用它在温度为40℃时的运动粘度平均值来表示的。例如32号液压油，就是指这种油在40℃时的运动粘度平均值为32mm2/s。8．答：对液压油液的选用，首先应根据液压传动系统的工作环境和工作条件来选择合适的液压油液类型，然后再选择液压油液的粘度。9．答：液压油液被污染的原因是很复杂的，但大体上有以下几个方面：（1）残留物的污染：这主要指液压元件以及管道、油箱在制造、储存、运输、安装、维修过程中，带入的砂粒、铁屑、磨料、焊渣、锈片、棉纱和灰尘等，虽然经过清洗，但未清洗干净而残留下来的残留物所造成的液压油液污染；（2）侵入物的污染：液压传动装置在工作中周围环境中的污染物，例如空气、尘埃、水滴等通过一切可能的侵入点，如外露的活塞杆、油箱的通气孔和注油孔等侵入系统所造成的液压油液污染；（3）生成物的污染：这主要指液压传动系统在工作过程中所产生的金属微粒、密封材料磨损颗粒、涂料剥离片、水分、气泡及油液变质后的胶状物等所造成的液压油液污染。控制污染的方法主要有：（1）减少外来的污染：液压传动系统在装配前后必须严格清洗，用机械的方法除去残渣和表面氧化物，然后进行酸洗。液压传动系统在组装后要进行全面清洗，最好用系统工作时使用的油液清洗，特别是液压伺服系统最好要经过几次清洗来保证清洁。油箱要加空气滤清器，给油箱加油要用滤油机，对外露件应装防尘密封，并经常检查，定期更换。液压传动系统的维修，液压元件的更换、拆卸应在无尘区进行；（2）滤除系统产生的杂质：应在系统的相应部位安装适当精度的过滤器，并且要定期检查、清洗或更换滤芯；（3）控制液压油液的工作温度：液压油液的工作温度过高会加速其氧化变质，产生各种生成物，缩短它的使用期限。所以要限制油液的最高使用温度；（4）定期检查更换液压油液：应根据液压设备使用说明书的要求和维护保养规程的有关规定，定期检查更换液压油液。更换液压油液时要清洗油箱，冲洗系统管道及液压元件。10．答：液体在单位面积上所受的内法线方向的法向应力称为压力。压力有绝对压力和相对压力，绝对压力是以绝对真空来度量的，而相对压力是以大气压为基础进行度量的。由公式AFp可知液压系统中的压力是由外界负载决定的。11．答：（1）薄壁小孔的流量特性好（节流指数m=0.5，而细长小孔m=1）；（2）薄壁小孔的流量公式中不含粘度参数因而流量受温度的影响小；（3）薄壁小孔不容易堵塞，可以获得最小开度，故比细长小孔可以得到更小的稳定流量。12．答：连续性方程的本质是质量守恒定律。它的物理意义是单位时间流入、流出的质量流量的差等于体积V中液体质量的变化率。13．答：伯努利方程表明了流动液体的能量守恒定律。实际液体的伯努利方程比理想液体伯努利方程多了一项因粘性而损耗的能量wh。理想液体伯努利方程：ghpconstv221实际液体伯努利方程：WPvghpvghp22222211112121五、计算题1．解：)1(12TVV0VTVmmVS131504400150450105.6150422422．解：气体体积弹性模量：0VTV3924025M0.0002296110440015050105.6TVVPVVK0一般取值MPa3107.0MPaVVKP75.224001504105.6504001504107.0242303．解：根据体积压缩系数公式kPVVK10MPaVVKp4.11050101.07003304．解：先求V，由液体压缩率0VPVk（毫升是立方厘米）mlVPkV89.11075.410200109.1910660转一圈产生的体积为：mldV157.0242需要转数为转12157.089.1VVn答案12转5．解：内摩擦力dyduAFNdyduAF55.81024