液壓與氣壓傳動試題及答案

液壓與氣壓傳動試題及答案（一）一、填空題液壓系統(tǒng)中的壓力取決于（ ），執(zhí)行元件的運動速度取決于（ ）。 （負載；流量）液壓傳動裝置由（ ）、（ ）、（ ）和（ ）四部分組成，其中（ ）和（ ）為能量轉(zhuǎn)換裝置。（動力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件；動力元件、執(zhí)行元件）液體在管道中存在兩種流動狀態(tài)，（ ）時粘性力起主導(dǎo)作用，（ ）時慣性力起主導(dǎo)作用，液體的流動狀態(tài)可用（ ）來判斷。（層流；紊流；雷諾數(shù)）在研究流動液體時，把假設(shè)既（ ）又（ ）的液體稱為理想流體。 （無粘性；不可壓縮）由于流體具有（ ），液流在管道中流動需要損耗一部分能量，它由（ ）損失和（ ）損失兩部分組成。（粘性；沿程壓力；局部壓力）液流流經(jīng)薄壁小孔的流量與（1/2液流流經(jīng)薄壁小孔的流量與（1/2次方成正比。通過小孔的流量對（節(jié)流閥。）的一次方成正比，與（ ）的）不敏感，因此薄壁小孔常用作可調(diào)（小孔通流面積；壓力差；溫度）通過固定平行平板縫隙的流量與（ ）一次方成正比，與（ ）的三次方成正比，這說明液壓元件內(nèi)的（ ）的大小對其泄漏量的影響非常大。 （壓力差；縫隙值；間隙）變量泵是指（ ）可以改變的液壓泵，常見的變量泵有（ ）、（ ）、（ ）其中（ ）和（ ）是通過改變轉(zhuǎn)子和定子的偏心距來實現(xiàn)變量，（ ）是通過改變斜盤傾角來實現(xiàn)變量。（排量；單作用葉片泵、徑向柱塞泵、軸向柱塞泵；單作用葉片泵、徑向柱塞泵；軸向柱塞泵）液壓泵的實際流量比理論流量（ ）；而液壓馬達實際流量比理論流量（）。 （大；?。┬北P式軸向柱塞泵構(gòu)成吸、壓油密閉工作腔的三對運動摩擦副為（與）、（與）、（與）。（柱塞與缸體、缸體與配油盤、滑履與斜盤）二、選擇題流量連續(xù)性方程是（）在流體力學(xué)中的表達形式，而伯努力方程是（）在流體力學(xué)中的表達形式。（A）能量守恒定律（B）動量定理（C）質(zhì)量守恒定律（D）其他（C；A）液體流經(jīng)薄壁小孔的流量與孔口面積的（）和小孔前后壓力差的（）成正比。（A） 一次方（B）1/2次方（C）二次方（D）三次方（A；B）流經(jīng)固定平行平板縫隙的流量與縫隙值的（）和縫隙前后壓力差的（）成正比。（A）一次方（B）1/2次方（C）二次方（D）三次方（D；A）雙作用葉片泵具有（ ）的結(jié)構(gòu)特點；而單作用葉片泵具有（ ）的結(jié)構(gòu)特點。（A） 作用在轉(zhuǎn)子和定子上的液壓徑向力平衡（B） 所有葉片的頂部和底部所受液壓力平衡（C） 不考慮葉片厚度，瞬時流量是均勻的（D） 改變定子和轉(zhuǎn)子之間的偏心可改變排量（A、C；B、D）一水平放置的雙伸出桿液壓缸，采用三位四通電磁換向閥，要求閥處于中位時，液壓泵卸荷，且液壓缸浮動，其中位機能應(yīng)選用（）；要求閥處于中位時，液壓泵卸荷，且液壓缸閉鎖不動，其中位機能應(yīng)選用（）。（A）O型（B）M型（C）Y型（D）H型（D；B）有兩個調(diào)整壓力分別為5MPa和10MPa的溢流閥串聯(lián)在液壓泵的出口，泵的出口壓力為（）；并聯(lián)在液壓泵的出口，泵的出口壓力又為（）。（A）5MPa（B）10MPa（C）15MPa（D）20MPa（C；A）在下面幾種調(diào)速回路中，（）中的溢流閥是安全閥，（）中的溢流閥是穩(wěn)壓閥。（A） 定量泵和調(diào)速閥的進油節(jié)流調(diào)速回路（B） 定量泵和旁通型調(diào)速閥的節(jié)流調(diào)速回路（C） 定量泵和節(jié)流閥的旁路節(jié)流調(diào)速回路（D）定量泵和變量馬達的閉式調(diào)速回路（B、C、D；A）為平衡重力負載，使運動部件不會因自重而自行下落，在恒重力負載情況下，采用（）順序閥作平衡閥，而在變重力負載情況下，采用（）順序閥作限速鎖。（A）內(nèi)控內(nèi)泄式（B）內(nèi)控外泄式（C）外控內(nèi)泄式D）外控外泄式（B；D）順序閥在系統(tǒng)中作卸荷閥用時，應(yīng)選用（）型，作背壓閥時，應(yīng)選用（）型。（A）內(nèi)控內(nèi)泄式（B）內(nèi)控外泄式（C）外控內(nèi)泄式（D）外控外泄式（C；A）雙伸出杠液壓缸，采用活塞杠固定安裝，工作臺的移動范圍為缸筒有效行程的（）；采用缸筒固定安置，工作臺的移動范圍為活塞有效行程的（）。（A）1倍（B）2倍（C）3倍（D）4倍（B；C）對于速度大、換向頻率高、定位精度要求不高的平面磨床，采用（）液壓操縱箱；對于速度低、換向次數(shù)不多、而定位精度高的外圓磨床，則采用（）液壓操縱箱。（A）時間制動控制式 （B）行程制動控制式（C）時間、行程混合控制式 （D）其他（A、C；B）要求多路換向閥控制的多個執(zhí)行元件實現(xiàn)兩個以上執(zhí)行機構(gòu)的復(fù)合動作，多路換向閥的連接方式為（），多個執(zhí)行元件實現(xiàn)順序動作，多路換向閥的連接方式為（）。（A）串聯(lián)油路（B）并聯(lián)油路（C）串并聯(lián)油路（D）其他（A；C）三、判斷題液壓缸活塞運動速度只取決于輸入流量的大小，與壓力無關(guān)。（。）液體流動時，其流量連續(xù)性方程是能量守恒定律在流體力學(xué)中的一種表達形式。（X）理想流體伯努力方程的物理意義是：在管內(nèi)作穩(wěn)定流動的理想流體，在任一截面上的壓力能、勢能和動能可以互相轉(zhuǎn)換，但其總和不變。（。）雷諾數(shù)是判斷層流和紊流的判據(jù)。（X）薄壁小孔因其通流量與油液的粘度無關(guān)，即對油溫的變化不敏感，因此，常用作調(diào)節(jié)流量的節(jié)流器。（。）流經(jīng)縫隙的流量隨縫隙值的增加而成倍增加。（X）流量可改變的液壓泵稱為變量泵。（X）定量泵是指輸出流量不隨泵的輸出壓力改變的泵。（X）當(dāng)液壓泵的進、出口壓力差為零時，泵輸出的流量即為理論流量。（。）配流軸式徑向柱塞泵的排量q與定子相對轉(zhuǎn)子的偏心成正比，改變偏心即可改變排量。 （。）四、名詞解釋帕斯卡原理（靜壓傳遞原理）（在密閉容器內(nèi)，施加于靜止液體上的壓力將以等值同時傳到液體各點。）系統(tǒng)壓力（系統(tǒng)中液壓泵的排油壓力。）運動粘度（動力粘度N和該液體密度P之比值。）液動力（流動液體作用在使其流速發(fā)生變化的固體壁面上的力。）層流（粘性力起主導(dǎo)作用，液體質(zhì)點受粘性的約束，不能隨意運動，層次分明的流動狀態(tài)。）紊流（慣性力起主導(dǎo)作用，高速流動時液體質(zhì)點間的粘性不再約束質(zhì)點，完全紊亂的流動狀態(tài)。）沿程壓力損失（液體在管中流動時因粘性摩擦而產(chǎn)生的損失。）局部壓力損失（液體流經(jīng)管道的彎頭、接頭、突然變化的截面以及閥口等處時，液體流速的大小和方向急劇發(fā)生變化，產(chǎn)生漩渦并出現(xiàn)強烈的紊動現(xiàn)象，由此造成的壓力損失）

五、分析題如圖所示定量泵輸出流量為恒定值q,如在泵的出口接一節(jié)流閥，并將閥的開口調(diào)節(jié)的小一些，試分析回路中活塞運動的速度v和流過截面P,A,B三點流量應(yīng)滿足什么樣的關(guān)系（活塞兩腔的面積為A和A,所有管道的直徑d相同）。 1 2解：圖示系統(tǒng)為定量泵，表示輸出流量q不變。根據(jù)連續(xù)性方程，當(dāng)閥的開口開小一些，通過閥口的流速增加，但通過節(jié)流閥的流量并不發(fā)生改變，q=q，因此該系統(tǒng)不能調(diào)節(jié)活塞運動速度v，如果要實現(xiàn)調(diào)速就須在節(jié)流閥的進'口并聯(lián)一溢流閥，實現(xiàn)泵的流量分流。連續(xù)性方程只適合于同一管道，活塞將液壓缸分成兩腔，因此求qB不能直接使用連續(xù)性方程。根據(jù)連續(xù)性方程，活塞運動速度v=q/A，q=q/A=（A/A/A)q如圖所示節(jié)流閥調(diào)速系統(tǒng)中，節(jié)流閥為薄壁小孔，流量系數(shù)C=0.67，油的密度P=900kg/cm3,先導(dǎo)式溢流閥調(diào)定壓力p=12X10sPa，泵流量q=20l/min，活塞面積A=30cm2,載荷F=2400N。試分析節(jié)流閥開口（面積為A）在從全開到逐漸調(diào)小過程中，活塞運動速度如何變化及溢流閥的工作 T狀態(tài)。解：節(jié)流閥開口面積有一臨界值at。當(dāng)at>a時，雖然節(jié)流開口調(diào)小，但活塞運動速度保持不變，溢流閥閥口關(guān)閉起安全,閥作用；當(dāng)A<A時，活塞運動速度隨開口變小而下降，溢流閥閥口打開起定壓閥作用。TTo

液壓缸工作壓力p1=仙=24%0x104）=8x105Pa液壓泵工作壓力p=pi+Ap式中△□為節(jié)流閥前后壓力差，其大小與通過的流量有關(guān)。已知一個節(jié)流閥的最小穩(wěn)定流量為q，液壓缸兩腔面積不等，即A>A，缸的負載為F。如果分別組成進油節(jié)流調(diào)速和回油節(jié)流調(diào)速回路，試分析1：21）進油、回油節(jié)流調(diào)速哪個回路能使液壓缸獲得更低的最低運動速度。2）在判斷哪個回路能獲得最低的運動速度時，應(yīng)將下述哪些參數(shù)保持相同，方能進行比較。解：1）進油節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)活塞運動速度Vjq./土；出口節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)活塞運動速度v=q'n/A因A>A，故進油節(jié)流調(diào)速可獲得最低的最低援度。2）節(jié)流閥的最小穩(wěn)定流量是指某一定壓差下（2?3X105Pa），節(jié)流閥在最小允許開度A時能正常工作的最小流量q。因此在比較哪個回路能使液壓缸有較低的運動提度時，就應(yīng)保持節(jié)流閥最小開口量A和兩端壓差△□相同的條件。 Tmin設(shè)進油節(jié)流調(diào)速回路的泵壓力為p，節(jié)流閥壓差為△□則山p=F/A+Ap Ap=p-FAAp=F+ApAAp=F+ApAAp2=Pp2—S由最小穩(wěn)定流量q.相等的定義可知：△□]二△□?艮即ppi=pp2AJA2+F/A]-F..「'A2為使兩個回路分別獲得缸最低運動速度，兩個泵的調(diào)定壓力Pp1、Pp2是不相等的。在圖示的回路中，旁通型調(diào)速閥（溢流節(jié)流閥）裝在液壓缸的回油路上，通過分析其調(diào)速性能判斷下面哪些結(jié)論是正確的。（A）缸的運動速度不受負載變化的影響，調(diào)速性能較好；（B）溢流節(jié)流閥相當(dāng)于一個普通節(jié)流閥，只起回油路節(jié)流調(diào)速的作用，缸的運動速度受負載變化的影響；（C）溢流節(jié)流閥兩端壓差很小，液壓缸回油腔背壓很小，不能進行調(diào)速。解：只有C正確，當(dāng)溢流節(jié)流閥裝在回油路上，節(jié)流閥出口壓力為零，差壓式溢流閥有彈簧的一腔油液壓力也為零。當(dāng)液壓缸回油進入溢流節(jié)流閥的無彈簧腔時，只要克服軟彈簧的作用力，就能使溢流口開度最大。這樣，油液基本上不經(jīng)節(jié)流閥而由溢流口直接回油箱，溢流節(jié)流閥兩端壓差很小，在液壓缸回油腔建立不起背壓，無法對液壓缸實現(xiàn)調(diào)速。如圖所示的回路為帶補油裝置的液壓馬達制動回路，說明圖中三個溢流閥和單向閥的作用。解：液壓馬達在工作時，溢流閥5起安全作用。制動時換向閥切換到中位，液壓馬達靠慣性還要繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，故產(chǎn)生液壓沖擊，溢流閥1，2分別用來限制液壓馬達反轉(zhuǎn)和正轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的最大沖擊壓力，起制動緩沖作用。另一方面，由于液壓馬達制動過程中有泄漏，為避免馬達在換向制動過程中產(chǎn)生吸油腔吸空現(xiàn)象，用單向閥3和4從油箱向回路補油。六、問答題是門元件與非門元件結(jié)構(gòu)相似，是門元件中閥芯底部有一彈簧，非門元件中卻沒有，說明是門元件中彈簧的作用，去掉該彈簧是門元件能否正常工作，為什么？答：當(dāng)“是門”元件正常工作時，氣流由氣源流向輸出口S，若由于某種原因使氣源壓力p為零而輸出仍保持壓力，則輸出口S氣流會回流到氣源口，輸出口S的污穢會進入是門元件甚至是門元件前的其它控制閥。這種情況應(yīng)該避免。故采用彈簧使是門元件閥芯復(fù)位，防止輸出口S氣流回流。此中情況下非門元件輸出口S回流氣流正好使閥芯關(guān)斷，故不需彈簧。簡述壓縮空氣凈化設(shè)備及其主要作用。答：壓縮空氣凈化設(shè)備一般包括后冷卻器、油水分離器、貯氣罐、干燥器。后冷卻器安裝在空氣壓縮機出口管道上，它將壓縮空氣中油霧和水汽達到飽和使其大部分凝結(jié)成滴而析出。油水分離器安裝在后冷卻器后的管道上，作用是分離壓縮空氣中所含的水分、油分等雜質(zhì)，使壓縮空氣得到初步凈化。貯氣罐的主要作用是貯存一定數(shù)量的壓縮空氣，減少氣源輸出氣流脈動，增加氣流連續(xù)性，進一步分離壓縮空氣中的水分和油分。干燥器的作用是進一步除去壓縮空氣中含有的水分、油分、顆粒雜質(zhì)等，使壓縮空氣干燥。試比較截止式氣動邏輯元件和膜片式氣動邏輯元件的特點。答：（1）在工作原理上：高壓截止式邏輯元件的動作是依靠氣壓信號推動閥芯或通過膜片變形推動閥芯動作，改變氣流的通路以實現(xiàn)一定的邏輯功能；高壓膜片式邏輯元件由帶閥口的氣室和能夠擺動的膜片構(gòu)成，它通過膜片兩側(cè)造成壓力差使膜片向一側(cè)擺動，從而開關(guān)相應(yīng)的閥口，使氣流的流向、流路切換，以實現(xiàn)各種邏輯控制功能。（2）在性能上各有長處：高壓截止式邏輯元件的閥芯是自由圓片或圓柱體，檢查、維修、安裝方便，行程短，流量大。高壓膜片式邏輯元件結(jié)構(gòu)簡單，內(nèi)部可動部件摩擦小，壽命長，密封性好。簡述沖擊氣缸的工作過程及工作原理。答：它的工作過程可簡單地分為三個階段。第一段，氣源由孔A供氣，孔B排氣，活塞上升并用密封墊封住噴嘴，氣缸上腔成為密封的儲氣腔。第二段，氣源改由孔A排氣，孔B進氣。由于上腔氣壓作用在噴嘴上面積較小，而下腔作用面積較大，可使上腔貯存很高的能量。第三段，上腔壓力增大，下腔壓力繼續(xù)降低，上下腔壓力比大于活塞與噴嘴面積比時，活塞離開噴嘴，上腔的氣體迅速充入到活塞與中蓋間的空間?；钊麑⒁詷O大的加速度向下運動，氣體的壓力能轉(zhuǎn)換為活塞的動能，利用這個能量對工件沖擊做工，產(chǎn)生很大的沖擊力。使用氣動馬達和氣缸時應(yīng)注意那些事項？答：氣動馬達在使用中必須得到良好的潤滑。一般在整個氣動系統(tǒng)回路中，在氣動馬達控制閥前設(shè)置油霧器，并按期補油，使油霧混入空氣后進入氣動馬達，從而達到充分潤滑。氣缸在使用時應(yīng)注意環(huán)境溫度為-35?+80°C；安裝前應(yīng)在1.5倍工作壓力下進行試驗，不應(yīng)漏氣；裝配時所有工作表面應(yīng)涂以潤滑脂；安裝的氣源進口處必須設(shè)置油霧器，并在灰大的場合安裝防塵罩；安裝時應(yīng)盡可能讓活塞桿承受軸線上的拉力載荷；在行程中若載荷有變化，應(yīng)該使用輸出力充裕的氣缸，并附設(shè)緩沖裝置；多數(shù)情況下不使用滿行程。簡述氣壓傳動系統(tǒng)對其工作介質(zhì)一壓縮空氣的主要要求。答:氣動系統(tǒng)要求壓縮空氣具有一定的壓力和足夠的流量，具有一定的凈化程度，所含雜質(zhì)（油、水及灰塵等）粒徑一般不超過以下數(shù)值：氣缸、膜片式和截止式氣動元件一不大于50um，氣動馬達、硬配滑閥一不大于25um，射流元件一10rm左右。液壓傳動中常用的液壓泵分為哪些類型？答：1）按液壓泵輸出的流量能否調(diào)節(jié)分類有定量泵和變量泵。定量泵：液壓泵輸出流量不能調(diào)節(jié)，即單位時間內(nèi)輸出的油液體積是一定的。變量泵：液壓泵輸出流量可以調(diào)節(jié)，即根據(jù)系統(tǒng)的需要，泵輸出不同的流量。2）按液壓泵的結(jié)構(gòu)型式不同分類有齒輪泵（外嚙合式、內(nèi)嚙合式）、葉片泵（單作用式、雙作用式）、柱塞泵（軸向式、徑向式）螺桿泵。如果與液壓泵吸油口相通的油箱是完全封閉的，不與大氣相通，液壓泵能否正常工作？答：液壓泵是依靠密閉工作容積的變化，將機械能轉(zhuǎn)化成壓力能的泵，常稱為容積式泵。液壓泵在機構(gòu)的作用下，密閉工作容積增大時，形成局部真空，具備了吸油條件;又由于油箱與大氣相通，在大氣壓力作用下油箱里的油液被壓入其內(nèi)，這樣才能完成液壓泵的吸油過程。如果將油箱完全封閉，不與大氣相通，于是就失去利用大氣壓力將油箱的油液強行壓入泵內(nèi)的條件，從而無法完成吸油過程，液壓泵便不能工作了。什么叫液壓泵的工作壓力，最高壓力和額定壓力？三者有何關(guān)系？答：液壓泵的工作壓力是指液壓泵在實際工作時輸出油液的壓力，即油液克服阻力而建立起來的壓力。液壓泵的工作壓力與外負載有關(guān)，若外負載增加，液壓泵的工作壓力也隨之升高。液壓泵的最高工作壓力是指液壓泵的工作壓力隨外載的增加而增加，當(dāng)工作壓力增加到液壓泵本身零件的強度允許值和允許的最大泄漏量時，液壓泵的工作壓力就不再增加了，這時液壓泵的工作壓力為最高工作壓力。液壓泵的額定壓力是指液壓泵在工作中允許達到的最高工作壓力，即在液壓泵銘牌或產(chǎn)品樣本上標(biāo)出的壓力?？紤]液壓泵在工作中應(yīng)有一定的壓力儲備，并有一定的使用壽命和容積效率，通常它的工作壓力應(yīng)低于額定壓力。在液壓系統(tǒng)中，定量泵的工作壓力由溢流閥調(diào)定，并加以穩(wěn)定；變量泵的工作壓力可通過泵本身的調(diào)節(jié)裝置來調(diào)整。應(yīng)當(dāng)指出，千萬不要誤解液壓泵的輸出壓力就是額定壓力，而是工作壓力。什么叫液壓泵的排量，流量，理論流量，實際流量和額定流量？他們之間有什么關(guān)系？答：液壓泵的排量是指泵軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)所排出油液的體積，常用V表示，單位為ml/r。液壓泵的排量取決于液壓泵密封腔的幾何尺寸，不同的泵，因參數(shù)不同，所以排量也不一樣。液壓泵的流量是指液壓泵在單位時間內(nèi)輸出油液的體積，又分理論流量和實際流量。理論流量是指不考慮液壓泵泄漏損失情況下，液壓泵在單位時間內(nèi)輸出油液的體積，常用qt表示，單位為l/min（升/分）。排量和理論流量之間的關(guān)系是：qnV/1000（Ifmin）式中n 液壓泵的轉(zhuǎn)速（r/min）；q 液壓泵的排量（ml/r）實際流量q是指考慮液壓泵泄漏損失時，液壓泵在單位時間內(nèi)實際輸出的油液體積。由于液壓泵在工作中存在泄漏損失，所以液壓泵的實際輸出流量小于理論流量。額定流量q是指泵在額定轉(zhuǎn)速和額定壓力下工作時，實際輸出的流量。泵的產(chǎn)品樣本或銘牌上標(biāo)出的流量為泵的額定流量。七、計算題某軸向柱塞泵直徑d=22mm，分度圓直徑D=68mm，柱塞數(shù)z=7，當(dāng)斜盤傾角為Q=22°30'，轉(zhuǎn)速n=960r/min,輸出壓力p=10MPa，容積效率n=0.95,機械效率nm=0.9時，試求：1）泵的理論流量；（m3/s）2）泵的實際流量；（ms/s）3）所需電機功率。（kW）（0.0012；0.00114；11.3）有一徑向柱塞液壓馬達，其平均輸出扭矩T=24.5Nm,工作壓力p=5MPa,最小轉(zhuǎn)速n=2r/min,最大轉(zhuǎn)速n=300r/min,容積效率n=0.9,求所需的最小流量和'最大流量為多少？（ms/S）（1.1X10-6；170X10-；）有一齒輪泵，銘牌上注明額定壓力為10Mpa,額定流量為16l/min，額定轉(zhuǎn)速為1000r/m，拆開實測齒數(shù)z=12，齒寬B=26mm，齒頂圓直徑D=45mm,求：1）泵在額定工況下的容積效率 n（%）；2）在上述情況卞，當(dāng)電機的輸出功率為3.1kW時，求泵的機械效率七和總效率n（%）。（90.73；94.8、用一定量泵驅(qū)動單活塞桿液壓缸，已知活塞直徑D=100mm，活塞桿直徑d=70mm,被驅(qū)動的負載ER=1.2X105N。有桿腔回油背壓為0.5Mpa,設(shè)缸的容積效率n=0.99，機械效率n=0.98，液壓泵的總效率n=0.9。求：1）當(dāng)活塞運動