《液壓傳動》習題及答案
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第一章 緒 論 1-1 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( ) 。 1-2 液壓傳動裝置由( )、( )、( )和( )四部分組成,其中( )和( )為能量轉換裝置。 1—3 設有一液壓千斤頂,如圖1—3所示。小活塞3直徑d=10mm,行程h=20mm,大活塞8直徑D=40mm,重物w=50000N,杠桿l=25mm,L=500mm。求: ① 頂起重物w時,在杠桿端所施加的力F; ② 此時密閉容積中的液體壓力p; ⑧ 杠桿上下動作一次,重物的上升量H; ④ 如果小活塞上有摩擦力fl=200N,大活塞上有摩擦力f2=1000 N, 杠桿每上下動作一次,密閉容積中液體外泄0.2cm3至油箱,重新完成①、②、③。 圖題1—3 第二章 液壓油液 2-1 什么是液體的粘性? 2-2 粘度的表式方法有幾種?動力粘度及運動粘度的法定計量單位是什么? 2-3 壓力和溫度對粘度的影響如何? 2—4 我國油液牌號與50℃時的平均粘度有關系,如油的密度ρ=900kg/m3,試回答以下幾個問題: 1) 30號機油的平均運動粘度為( )m2/s; 2)30號機油的平均動力粘度為( )Pa .s; 3) 在液體靜止時,40號機油與30號機油所呈現(xiàn)的粘性哪個大? 2—5 20℃時水的運動粘度為l 10—6m2/s,密度ρ=1000kg/m3;20℃時空氣的運動粘度為1510—6m2/s,密度ρ=1.2kg/m3;試比較水和空氣的粘度( ) (A)水的粘性比空氣大; (B)空氣的粘性比水大。 2—6 粘度指數(shù)高的油,表示該油 ( ) (A) 粘度較大; (B) 粘度因壓力變化而改變較大; (C) 粘度因溫度變化而改變較??; (D) 粘度因溫度變化而改變較大。 圖題2-7 2—7 圖示液壓缸直徑D=12cm,活塞直徑d=11.96cm,活塞寬度L=14cm,間隙中充以動力粘度η= 0.065Pas的油液,活塞回程要求的穩(wěn)定速度為v=0.5 m/s,試求不計油液壓力時拉回活塞所需的力F等于多少? 第三章 液壓流體力學基礎 3-1 靜止流體力學 3—1什么是液體的靜壓力?壓力的表示方法有幾種?壓力的單位是什么? 3—2在圖示各盛水圓筒活塞上的作用力F=3000 N。已知d=1m,h=1m,ρ=1000kg/m3,試求: ①圓筒內(nèi)底面所受的壓力及總作用力; ②定性說明各容器對支承其桌面的壓力大??; ③當F=0時各圓筒內(nèi)底面所受的壓力及總作用力。 題圖3-2 3—3 如圖所示,密閉容器中充滿密度為ρ的液體,柱塞直徑為d、重量為FG,在力F作用下處于平衡狀態(tài)。柱塞浸入液體深度h,試確定液體在測壓管內(nèi)上升的高度x 。 圖題3-3 3—4 如圖所示密封油箱分別與兩個水銀測壓管相連,油箱上部充氣,各液面 高度如圖所示。 1)在油箱右側選取三個水平面A—A,B一B,C—C,其中( )為等壓面 2)試比較同一水平線上的1,2,3,4,5各點的壓強的大小。 題圖3-4 3—5液壓缸直徑D=150mm,柱塞直徑d=100mm,液壓缸中充滿油液。如果在柱 塞上[圖(a)]和缸體上[圖(b)]的作用力F=50000N,不計油液自重所產(chǎn)生的壓力,求液 壓缸中液體的壓力。 題圖3-5 3—6 如圖(a)所示.U形管測壓計內(nèi)裝有水銀,其左端與裝有水的容器相連,右端開口與大氣相通。已知h=20cm,h1=30cm,水銀密度ρ=13.6l03kg/m3。試計算A點的相對壓力和絕對壓力; 又如圖(b)所示,容器內(nèi)同樣裝有水,其中h1=15cm,h2=30 cm,試計算A點的真空度和絕對壓力。 圖題3-6 3—7有一上端封閉、下端開口且插入油中的玻璃管,如圖所示。若抽去管中部分空氣,使管中油面上升到高于管外油面h=1m處.設油的密度ρ=900kg/m3,管外大氣壓力Pa=101325Pa,試求管中油面上B點的壓力。 圖題3-7 圖題3-8 3—8 如圖所示,已知容器A中液體的密度ρ=900kg/m3。容器B中液體的密度ρ=1200kg/m3,ZA=200mm,ZB=180mm,h=60mm,U形計中測壓介質(zhì)為水銀,試求A、B之間的壓差。 3-2 流體動力學 3—9什么是理想液體? 3—10液體在管道中流動有幾種流動狀態(tài)?液體的流動狀態(tài)用什么來判別? 3—11水力直徑與水力半徑的關系如何?怎么計算? 3—12流量連續(xù)性方程和伯努力方程分別是什么定理在流體力學中的表達形式? 3—13 如圖所示,一管道輸送ρ=900kg/m3的液體,h=15m。測得壓力如下:①點 l、2處的壓力分別是p1=0.45MPa、p2=0.4 MPa;②p1=0.45 MPa、p2=0.25MPa。試確定液流方向。 圖題3-13 圖題3-14 3-14 如圖所示,用—傾斜管道輸送油液,已知h=15m,p1=0.45 MPa、p2=0.25MPa,d=10mm,l=20m,ρ=900kg/m3,運動粘度ν=4510—6m2/s,求流量Q。 3-15 如圖所示,液壓泵以Q=251/mi n的流量向液壓缸供油,液壓缸直徑D=50mm,活塞桿直徑d=30mm,進、回油管直徑d1=d2=10 mm,試求活塞的運動速度及油液在進、回油管中的流速。能否直接應用連續(xù)性方程計算兩油管中的流速? 題圖3-15 題圖3-16 3-16 圖示管道中液體流速高達一定值后,能否將槽中液體吸入管道?若細管處的斷面面積A1=3.2cm2,出口處管道斷面面積A2=12.8cm2,h=1m,不計液體流動時的能量損失,試求開始能夠抽吸時的管中流量。 3-3 管道中液流特性 3—17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。 3—18 某一液壓泵從油箱吸油。吸油管直徑d=60mm,流量Q=150L/min,油液 的運動粘度ν=3010—6m2/s,ρ=900kg/m3,彎頭處的局部損失系數(shù)ζ1=0.2,吸油口粗濾油網(wǎng)上的壓力損失Δp=0.178105Pa。若希望泵吸油口處的真空度不大于0.4105Pa,求泵的安裝(吸油)高度(吸油管浸入油液部分的沿程損失可忽略不計)。 題圖3-18 題圖3-19 3—19 某泵從油箱吸油狀態(tài)如圖所示。已知:泵的流量Q=32L/min;吸油管內(nèi)徑d =25mm;泵吸油口距被面高h=500mm;粗濾油網(wǎng)上壓力降Δp=0.1105Pa;所用液壓油密度ρ=900kg/m3;液壓油的運動粘度ν=20 cSt。不計液壓泵的容積效率,試求泵吸油口處的真空度。 3—20 液壓泵從一個大容積的油池中抽吸潤滑油,流量Q=1.210-3 m3/s,油液粘 度為40。E,密度ρ=900kg/m3,求: ①泵在油箱液面以上的最大允許裝置高度,假設油液的飽和蒸氣壓為2.3m高水柱 所產(chǎn)生的壓力,吸油管長l=l0m,直徑d=40mm,僅考慮管中的摩擦損失。 ②當泵的流量增大一倍的,最大允許裝置高度將如何變化? 圖題3-20 圖題3-21 3—21 如圖所示。直徑D=200mm的活塞在泵缸內(nèi)等速地向上運動.同時油從不變液位的開敞油池被吸入泵缸。吸油管的直徑d=50mm,沿程阻力系數(shù)λ=0.03,各段長度L=4m,每個彎頭的局部阻力系數(shù)ζ=0.5,突然收縮局部損失系數(shù)ζ縮=0.5,突然擴大局部損失系數(shù)ζ擴=1,當活塞處于高于油池液面h=2m時,為移動活塞所需的力F=2500N。設油液的空氣分離壓為0.1105Pa,密度ρ=900kg/m3,試確定活塞上升的速度,并求活塞以此速度運動時,能夠上升到多少高度而不使活塞和油相分離。 圖題3-22 3—22 有一管徑為d的垂直管,水從固定液位h的水箱中沿此管流入大氣中。試求: 流量和管長的關系,并指出液位和管長是怎樣關系時流量將不隨管長而變化,為常值。設管中的沿程阻力系數(shù)λ為常數(shù),且忽略管路進口損失。 3-4 孔口和縫隙液流 3—23 液流流經(jīng)薄壁小孔的流量與( ) 的一次方成正比,與( ) 的1/2次方成正比。通過小孔的流量對( )不敏感,因此薄壁小孔常用作可調(diào)節(jié)流閥。 3—24 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 。 3—25 如圖所示,當閥門關閉時壓力表的讀數(shù) 為0.25MPa;閥門打開時壓力表的讀數(shù)為0.06 MPa;如果d=12mm,ρ=900kg/m3,不計液體流動時的能量損失,求閥門打開時的液體流量Q。 圖題3-25 第四章 液壓泵和液壓馬達 4-1 液壓泵概述 4—1 在液壓傳動中,液體單位面積上所受的法向力稱壓力。在泵和馬達的技術規(guī)格中。常用到的壓力有: (A)工作壓力;(B)最大壓力;(C)額定壓力;(D)吸入壓力 1)試指出下述情況下是指何種壓力: 泵的進口處的壓力叫( ); 泵實際工作的壓力叫做( );馬達的輸入壓力又可稱為馬達的( ); 泵在短時間內(nèi)超載所允許的極限壓力叫做 ( );泵在連續(xù)運轉時所允許的最高壓力叫做( ); 2)在上述四種壓力中, ( )是受到外界條件因素變化而變化(如負載大小、安裝位置高度、管路的阻力損失等)。而( )只是表示該泵的技術指標,并不隨外界負載等因素而變化。 3)對同一個泵,試比較它們的(A)工作壓力;(B)最大壓力;(C)額定壓力三者在數(shù)值上的大小關系。 (>、=、<) 4—2所示為容積式液壓泵的工作原理圖.在下列情況,流量如何變化: 當泵輸出壓力增高時,油從柱塞與缸體配合間隙中的泄漏量增加,泵的排量( ) 如果柱塞直徑d增大,泵的排量( );當凸輪的轉速增大,泵的排量( ); 當凸輪的偏心量e增大,泵的排量( ); (A)增大;(B)減??;(C)不變。 圖題4-2 4—3 液壓泵單位時間內(nèi)排出液體的體積稱泵的流量,泵的流量又可分為 (A)實際流量;(B)理論流量,(C)額定流量。 1)泵在額定轉速和額定壓力下的輸出流量稱為( ); 2)在沒有泄漏情況下,根據(jù)泵的幾何尺寸計算而得到的流量稱為( );它等于排量和轉速的乘積; 3)在實驗中或?qū)嶋H生產(chǎn)中,常把零壓差下的流量(即負載等于零時的流量)視為( ); 4)有些液壓泵在工作時,每一瞬間的壓力各不相同,但在每轉中卻按同一規(guī)律變化,這就是泵的流量脈動。瞬時流量一般指的是瞬時( ); 5)對同一定量泵,如果輸出壓力小于額定壓力且不為零,轉速保持不變,試比較上述(A)實際流量;(B)理論流量,(C)額定流量在數(shù)值上的大小關系。 (>、=、<) 4-4某液壓泵輸出油壓P=200l05Pa,液壓泵轉速n=1450r/min,排量q=100cm/r,已知該泵容積效率ηυ=o.95,總效率η=o.9,試求: 1)該泵輸出的液壓功率 2)驅(qū)動該泵的電機功率 4-5某液壓泵的額定壓力為200l05Pa,額定流量Q=201/min,泵的容積效率 ηυ=0.95,試計算該泵的理論流量和泄漏量的大小。 4—6 已知液壓泵的額定壓力為PH,額定流量為Q,如忽略管路損失,試確定在圖示各工況下,泵的工作壓力P(壓力表讀數(shù))各為多少:a)泵的出口用油管直接接入油箱;b)泵的出口連接到面積為A、負載為F的液壓缸上;c)泵的出口經(jīng)開口面積為f的薄壁型節(jié)流孔后再接回油箱,d)泵的出口分別接油箱和面積為A、負載為F的液壓缸。 圖題4-6 4-7 某液壓馬達排量qM=250ml/r,入口壓力為9.8MPa,出口壓力為0.49 MPa, 其總效率為ηM=0.9,容積效率為ηMV=0.92。當輸入流量為22L/min時,試求: ①液壓馬達的輸出轉矩; ②液壓馬達的輸出轉速(nM)。 圖題4-7 4-2 齒輪泵和齒輪馬達 4-8試在圖4-8所示CB齒輪泵的工作原理圖上,分析下列幾個問題: 1) 標出齒輪A的旋轉方向; 2) 圖中齒輪泵上標有1.2、3、4四個點的位置,其中齒輪在( )點附近的位置密封工作腔容積是逐漸增大的,形成部分真空,在( )點附近的位置密封工作腔容積逐漸減小,產(chǎn)生油壓作用。在( )點密封工作腔容積不變化。 3) 吸油腔的油,在泵內(nèi)沿著( )所示的途徑到壓油腔,然后排出泵外。 (A) 1一M一2 (B)2一M一1 (C)2—3一4—1 (D) 1一 4一3—2 4) 比較圖中4點與3點的壓力大小(p4 p3),主要原因是( )。 (A)壓力油通過齒頂圓和泵體內(nèi)孔間隙,產(chǎn)生了壓力降低。 (B)密封容積在不斷變小,壓力逐漸升高。 題圖4-8 題圖4-9 4-9試在如圖所示的齒輪馬達的工作原理圖上分析以下幾個問題: 1)標出齒輪A的旋轉方向。 2)試分析進、出油口孔徑制造成同樣大小的理由為 (A)減小徑向不平衡力; (B)使馬達正轉、反轉時性能相同 (c)提高馬達的效率。 3)在馬達的出油口處,是否會產(chǎn)生局部真空。 (A)產(chǎn)生; (B)不會產(chǎn)生。 4)齒輪馬達,由于進口通道較大,每個齒輪在每瞬間都有2—3對齒間充滿了高壓油,高壓油使齒輪軸產(chǎn)生轉動的理由為( )。 (A)充滿高壓油的所有齒面都能產(chǎn)生徑向不平衡力,在這些力共同作用下使得齒輪軸產(chǎn)生轉動。 (B)只有在與嚙合點相關的齒間內(nèi),它的齒面兩側所受到液壓力面積不等,產(chǎn)生了切向不平衡力,使齒輪軸產(chǎn)生轉動。 (c)嚙合點使高壓腔與低壓腔分開,進口的壓力高,出口的壓力低,壓差產(chǎn)生的力使得齒輪軸轉動。 4-10試分析下述幾個問題: 1) 限制齒輪泵壓力提高的主要因素是( ); (A)流量的脈動 (B)因油現(xiàn)象 (C)泄漏; (0)徑向不平衡力t 2) 在CB—B齒輪泵中,原動機通常通過( )來驅(qū)動主動齒輪徹 (A)齒輪; (B)皮帶拖 (C)聯(lián)軸節(jié)。 3) 如原動機反轉,該泵能否正常工作( ) (A)能; (B)不能。 4—11 CB—B齒輪泵的泄漏有下述三種途徑,試指出:其中( )對容積效率影響最大 (A)齒頂圓和泵殼體的徑向間隙; (B)齒輪端面與側蓋板的軸向間隙; (C)齒面接觸處(嚙合點)的泄漏。 4—12為消除齒輪泵的因油現(xiàn)象,在側板上開出兩條分別與壓油腔和吸油腔相通的卸荷槽,兩槽的間隔應保證在任何時刻,閉死容積不能同時與兩個卸荷槽相通。當閉死容積增大時,閉死容積通過側板上的卸荷槽與( )相通;當閉死容積減小時,閉死容積通過側板上的卸荷槽與( )相通。 (A)壓油腔; (B)吸油腔。 4-3 葉片泵和葉片馬達 4-13 圖4-13所示為雙作用式葉片泵與馬達原理圖 1) 若將原理圖看成馬達時, ( )窗口進油,( )窗口排油。 2)若將原理圖看成泵時, ( )窗口為高壓油排出口, ( )窗口為吸油口。 3)將圖看成泵,當葉片1、2、3分別轉到圖示1’、2’、3’位置時壓力圖將從窗口a 排出。如不考慮葉片厚度對容積的影響,試分析泵工作時密封容積變小的原因為( )。 (A)葉片2在過渡曲線的運動使密封容積變小強迫油從窗口a排出去,葉片1、3對容積變小不起作用; (B)葉片1、3分別在長、短半徑圓弧中的運動,使密封容 積變小,強迫油從窗口a排出,葉片2對容積變小不起作用. 題圖4-13 (C)葉片1、2、3共同使密封容積變小,三個葉片都起了強迫油從窗口a排出去作用。 4-3 柱塞泵和柱塞馬達 4-14圖4一14所示為軸向往塞泵和馬達的工作原理圖,轉子按圖示方回轉: 1)若作液壓泵時,配油盤安裝位置與進出油窗口的位置應為( ) 2)若作液壓馬達時,配油盤安裝位置與進出油窗口的位置應為( ) (A)如截面A1—A1所示;其中a為進油窗口、b為出油窗口; (B)如截面A1—A1所示;其中b為進油窗口、a為出油窗口; (C)如截面A2一A2所示;其中a為進油窗口、 b為出油窗口; (D)如截面A2一A2所示:其中b為進油窗口、 a為出油窗口。 題圖4-14 第五章 液壓缸 5—1 如圖示,已知單桿活塞缸的缸筒內(nèi)徑D=90mm,活塞桿直徑d=60mm,進入油缸的流量Q=251/min,進油壓力P1=60105Pa,回油壓力P2=5—105Pa,試判斷并計算圖示各聯(lián)接方式時,油缸運動的方向及進度大小?最大牽引力方何及大小? 題圖5-1 5—2 已知液壓缸活塞的有效面積為A,運動速度為v,有效負載為FL,供給液壓缸 的流量為Q,壓力為p。液壓缸的總泄漏量為Ql ,總摩擦阻力為Ff,試根據(jù)液壓馬達的容積效率和機械效率的定義,求液壓缸的容積效率和機械效率的表達式。 5—3 如圖所示,—單桿活塞缸,無桿腔的有效工作面積為A1,有桿腔的有效工作面積為A2,且A1=2A2。求:①當供油流量為Q=30L/min時回油流量Q’=? ②若液壓缸差動聯(lián)接,其他條件不變,則進入液壓無桿腔流量為多少? 題圖5-3 題圖5-4 5—4圖示為一柱寒液壓缸,其柱塞固定,缸筒運動。壓力油從空心柱塞通入,壓力為p,流量為Q,活塞外徑為d,內(nèi)徑為d0,試求缸筒運功速度v和產(chǎn)生的推力F。 5—5 如圖所示,兩個結構相同的液壓缸串聯(lián)起來,無桿腔的有效工作面積A1= 100cm2,有桿腔的有效工作面積A2=80 cm2、缸1輸入的油壓pl=9105Pa,流量Q1=12L/min,若不考慮一切損失,試求: 1)當兩缸的負載相同時,能承受的負載為多大? 2)缸2的輸入油壓是缸l的—半時,兩缸各能承受多少負載? 3)缸1不承受負載時.缸1能承受多少負載? 題圖5-5№ 5—6 在圖所示液壓系統(tǒng)中,泵的額定壓力為25106Pa, 流量Q=10L/min,溢流閥調(diào)定壓力pY=18106Pa,兩油缸活塞面積相等,A1=A2=30cm2,負載Rl=3000N, R2=4200N,其它損失均忽略不計。試分析: 1)液壓泵啟動后哪個缸先動作?速度分別是多少; 2)各缸的輸出功率和泵的最大輸出功率可達多少。 題圖5-6 題圖5-7 5—7在圖示回路中,液壓缸活塞的面積A1=A2,所受負載F1﹤F2,泵的流量為q,則 1、兩個缸的動作順序為() A. 負載小的先動,負載大的后動;B. 負載小的后動,負載大的先動; C.兩缸同時動作。 2、液壓泵的工作壓力是否發(fā)生變化? A. 變大;B.變?。籆.不變 3、兩缸的運動速度為( ) A.負載小的速度大,負載大的速度??;B. 負載小的速度小,負載大的速度大; C.兩缸速度相同。 第六章 液壓閥 6—1 識別并說明圖中各圖形符號所表示的各種方向閥的名稱。 題圖6-1 6—2 將O型、M型、P型、H型Y型等機能的電磁換向閥分別控制單桿活塞缸,試說明構成的油路系統(tǒng)在中位時,各具怎樣的工作特性? 6—3圖示為采用液控單向閥雙向鎖緊的回路。簡述液壓缸是如何實現(xiàn)雙向鎖緊的。為什么換向閥的中位機能采用H型?換向閥的中位機能還可以采用什么型式? 題圖6-3 題圖6-4 6—4 如圖示,開啟壓力分別為2105Pa,3105Pa、4105Pa三個單向閥實現(xiàn)串聯(lián)(如a圖)或并聯(lián)(如b圖),當O點剛有油液流過時,P點壓力各為多少? 6—5圖示四個系統(tǒng),回路中采用的單向閥開啟壓力均為3~5105Pa,試分析哪些系統(tǒng)能使液壓缸左右換向,且換向閥處于中間位置時能使泵處于卸荷或保持低壓工況。(圖b、圖d) 題圖6-5 6-6電液動換向閥的先磁閥(先導閥)為什么采用Y型的中位機能又如本題下圖所示的回路中,當電磁鐵1YA或2YA帶電時,液壓缸并不動作.這是什么原因? 題圖6-6 6—7 圖示回路最多能實現(xiàn)幾級調(diào)壓,各溢流閥的凋定壓力PY1、PY2,PY3之間的大小 關系如何? 題圖6-7 題圖6-8 6—8 試分析圖示回路之壓力表A在系統(tǒng)工作時能顯示出哪些讀數(shù)(壓力)。 6-9圖示3個回路中各溢流閥的調(diào)定壓力分別為①PY1=3MPa, ②PY2=2MPa, ③PY3 =4MPa,問在外負載無窮大時,泵的出口壓力pp各為多少? 題 圖 6-9 6—10 圖示回路,順序閥調(diào)定壓力為px=3MPa,溢流閥的調(diào)定壓力為pY=5MPa,求在下列 情況下A、 B點的壓力等于多少? ①液壓缸運動時.負載壓力pL=4 MPa; ②負載壓力變?yōu)? MPa; ③活塞運動到右端位不動時。 題 圖 6-10 題 圖 6-11 6—ll 圖示之回路.順序閥和溢流閥串聯(lián),其調(diào)整壓力分別為Px和PY。求①當系統(tǒng) 負載趨向無窮大時,泵的出口壓力PP為多少?若將兩閥的位置互換一下,泵的出口壓 力又是多少? 6—12溢流閥在不斷地溢流的過程中,進口壓力保持在調(diào)定壓力p1= pY,出口壓力回油箱p2=0。對于順序閥,使用的場合發(fā)生變化,在閥的出口處壓力p2=pL≠0。假定順序閥進口壓力pl能夠超過順序閥調(diào)定壓力px(閥口全開時損失不計),試分析: 1)對內(nèi)控式順序閥:當出口處負載壓力pL>px時,進出口壓力間的關系為( ); 當pL<px時,進出口壓力間的關系為( )。 2)對外控式順序閥:如控制油壓力超過調(diào)定值px時,當出口處負載壓力pL>px時, 進出口壓力間的關系為( );當pL<px時,進出口壓力間的關系為( ) (A) p1=px p2=pL p1≠ p2 (B) p1=p2=px (C) p1上升至系統(tǒng)溢流閥允許的最大值p1=pY, p2=pL (D)順序閥閥口時開時閉,壓力產(chǎn)生振蕩現(xiàn)象。 6—13 順序閥和溢流閥是否可以互換使用? 6—14 圖6—14所示的夾緊回路中.如溢流閥調(diào)整壓力pY=50 105Pa,減壓閥調(diào)整壓力pJ=25105Pa。試分析下列各情況,并說明減壓閥閥芯處于什么狀態(tài)。 1)當泵壓力為50 105Pa時,夾緊液壓缸使工件夾緊后,A點、C點壓力為多少? 2)當泵壓力由于其它工作缸的快進,壓力降至pB=15105Pa時(工件原先處于夾緊狀態(tài));這時A點、C點壓力各為多少? 3)夾緊缸在末夾緊工件前作空載運動時,A點、B點、C點壓力各為多少? 題 圖 6-14 6—15 如圖所示,隨著負載壓力的增加,2個不同調(diào)定壓力的減壓閥串聯(lián)后的出口壓力 決定于哪個減壓閥?為什么?另—個閥處于什么狀態(tài)?又2個不同調(diào)定壓力的減壓閥并聯(lián)后的出口壓力決定于哪個減壓閥?為什么?另—個閥處于什么狀態(tài)? 題 圖 6-15 題 圖 6-16 6—16 圖示之回路,負載壓力為PL,減壓閥調(diào)定壓力為PJ.溢流閥調(diào)定壓力為PY且 PY>PJ,試分析泵的工作壓力為多少? 6—17試分析調(diào)速閥和節(jié)流閥在下述不同壓力差時,其工作特性會發(fā)生什么變化: 1)當進出口壓差小于4105Pa,隨著壓差變小通過節(jié)流閥的流量( ),通過調(diào)速閥的流量( )。 (A)增大; (B)減小, (c)基本不變。 2)當進出口壓差大于4~5105Pa時,隨著壓差增大,壓差的變化對節(jié)流閥流量變化的影響( ),對調(diào)速閥流量變化的影響( )。 (A)越大; (B)越?。? (C)基本不變。 3)當進出口壓力相等時,通過節(jié)流閥的流量為( ) ,通過調(diào)速閥的流量( )。 (A)0; (B)某調(diào)定值; (C)某變值 4)若凋速閥兩端壓差為2105Pa時,調(diào)速閥的減壓閥開口狀況為( ) (A)最大; (B)完全關閉; (C)很小開口的工作狀況。 第八章 調(diào)速回路 8-1 節(jié)流調(diào)速回路 8—1 圖8—1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/m3,先導式溢流閥調(diào)定壓力pY=12l05Pa,泵流量Q=20L/min.活塞面積A1=30cm2,載荷F=2400N 1)試分析節(jié)流閥開口(面積為f)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狀況: (A)節(jié)流口調(diào)小,活塞運動速度不斷下降。溢流閥起定壓作用,處于常開。 (B)節(jié)流口面積有一臨界值f0。當f>f0時,雖然節(jié)流口調(diào)小,但活塞運動速度保持不變;當f<f0時,活塞運動速度隨開口變小而下降,溢流閥打開起定壓作用。 2)在溢流閥起定壓作用時,試估算節(jié)流閥最大開口面積。 8—2 圖8—2所示的調(diào)速回路,節(jié)流閥處在節(jié)流調(diào)速的工況,兩個壓力表a、b 分別測量液壓缸兩腔的壓力,系統(tǒng)的泄漏損失及溢流閥調(diào)壓偏差均忽略不計。當負載F增大時,試分析: 1)壓力表a的讀數(shù)( ) 壓力表b的讀數(shù)( ); 2)活塞缸運動速度( ); 3)泵輸入功率( ),缸的輸出功率( ) 。 (A)增大; (B)減小;(C)基本不變; (D)可能增大也可能減小。 8—3 圖8—3所示旁路節(jié)流調(diào)速回路。Al=l00 cm2,A2=50 cm2,PY=30l05Pa p=900kg/m3,節(jié)流閥開口為薄壁小孔,f=0.01 cm2,C=0.67,泵輸出流量 Q=10L/min,管道損失忽略不計。 1)當負載R=25000N時,回路的效率是多少? 2)當負載R從25000N降到9000N時.試分析下述參數(shù)將如何變化;缸運動速度( ),泵工作壓力( ),回路效率( )。 (A)提高; (B)降低; (C)基本不變。 3) 如果將回路中的噴節(jié)流閥改成調(diào)速閥。而負載仍從25000N降到9000N,試分析:在考慮泵內(nèi)泄漏變化因素時,液壓缸運動速度( );若不考慮泵內(nèi)泄漏變化的因素時,液壓缸運動速度可視為( )。 (A)增大; (B)減??; (C)不變。 8—4 在圖8—4所示系統(tǒng)中,兩液壓缸的活塞面積相同,A=20cm2。負載大 小不同,缸I Rl=4000N,缸ⅡR2=6000N。溢流閥的調(diào)整壓力為35l05Pa,節(jié)流閥在運動過程中開口不變。試判斷: 1)兩缸的動作順序:在圖(a)所示的回路中油缸I ( );在圖(b)所示的回路中油 缸I( )。 (A)先動; (B)后動; (C)與缸Ⅱ同時動作。 2)在圖(a)的回路中,活塞I向右運動速度比活塞Ⅱ的運動速度( ) 圖(b)的回路中,活塞I向右的速度比活塞Ⅱ的速度( )。 (A)大; (B)??; (C)相等。 題 圖 8-4 8—5 在圖8—5所示回路中,活塞兩腔有效面積分別為Al、A2。假定活塞在往返運動時受到的阻力F大小相同,受力的方向與運動方向相反。當換向閥切 換后,試比較: 1)活塞向左運動和向右運動的速度哪個大; 2)活塞向左運動和向右運動的速度剛性哪個大。 8—6 圖8—6所示回路中,泵輸出流量Qp=10L/min, 溢流閥調(diào)定壓力PY=20l05Pa兩個節(jié)流閥視為薄壁小孔型,流量系數(shù)C=0.67,開口面積AT1=0.02cm2,AT2=0.01cm2,p=900kg/m3,當液壓缸克服阻力向右運動時,溢流閥的調(diào)壓偏差不予考慮,試求: 1)缸大腔的最高工作壓力; 2)計算溢流閥的最大溢流量。 8—7 在圖8—7所示回路中,溢流閥調(diào)定壓力PY=30l05Pa,液壓缸大腔面積A=100cm2,若不考慮彈簧力、液動力等因素對調(diào)速閥調(diào)速性能的影響,試分析: 1)當負載從0增大到20000N時,活塞運動速度( ),當負載從20000N增大到28000N時,活塞運動速度( )。 (A)增大 (B)減?。? (C)基本不變。 2)當活塞運動到終端位置時,缸大腔壓力p是否等于溢流閥調(diào)定值。 ( ) (A)在調(diào)速閥內(nèi)定差式減壓閥的作用下使p<PY,其差值由定差減壓閥調(diào)定 (B)當活塞運動到終點位置時,油液不能繼續(xù)流入液壓缸,故p=PY。 3)圖示回路中,負載的大小在什么范圍內(nèi)變化時方能保持活塞運動速度基本不變;在這個范圍內(nèi)負載選取何值時.回路的效率為最高。 8—8 在圖8—8所示回路中.液壓缸兩腔面積Al=l00 cm2,A2=50 cm2,當缸的負載F從0變化到30000N時,缸向右運動速度保持不變,調(diào)速閥最小壓差Δp=5l05Pa,試求: 1)溢流閥最小調(diào)定壓力PY為多少(調(diào)壓偏差不考慮)?泵的工作壓力是多少? 2)液壓缸可能達到的最高工作壓力是多少? 3)回路的最高效率是多少? 8—9 某銑床要在切削力變化范圍較大的場合下順銑和逆銑工件,在討論該銑床進給系統(tǒng)設計方案時,若己確定采用定量泵和節(jié)流調(diào)速方案,你認為選取( )節(jié)流調(diào)速回路比較合適。 (A)節(jié)流閥進口; (B)節(jié)流閥出口; (C)調(diào)速閥進口;(D)調(diào)速閥出口; (E)調(diào)速閥旁口。 8—10 圖8一10所示為某專用液壓銑床的油路圖。泵輸出流量Qp=30L/min,溢流閥調(diào)定壓力PY=24l05Pa,液壓缸兩腔有效面積Al=50 cm2,A2=25 cm2,切削負載力Ft=9000N,摩擦負載力Ff=1000N,切削時通過調(diào)速閥的流量為 QT=1.21L/min,若元件的泄漏和損失均忽略不計。試求: 1)活塞快速接近工件時,活塞的運動速度vl及回路的效率ηl; 2)當切削進給時,活塞的運動速度v2及回路的效率η2。 8-2 容積調(diào)速回路 8-11 圖8—11所示的回路為定量泵與變量馬達的容積調(diào)速回路,試分析: 1)這種回路的調(diào)速方式稱為( )。 (A)恒功率調(diào)速 (B)恒轉矩調(diào)速。 2)如果液壓馬達所驅(qū)動的負載轉矩變小,若不考慮泄漏的影響,試判斷馬達轉速( );泵輸出功率( );液壓馬達工作壓力( ) (A)增大, (B)減?。? (C)基本不變。 3)如果將馬達排量調(diào)節(jié)得非常小(接近零值),這時馬達的轉速實際上將達到( )。 (A)無限大; (B)0; (C)某一固定轉速。 8—12 在圖8—12所示的回路中,變量泵的轉速np=1200r/min,排量vp=0~8 c m3/r,安全閥調(diào)定壓力p=40l05Pa ;變量馬達排量vM=4~12 c m3/r,如在調(diào)速時要求液壓馬達輸出盡可能大的功率和轉矩,試分析(所有損失均不計): 1)如何調(diào)整泵和馬達才能實現(xiàn)這個要求? 2)液壓馬達的最大輸出轉矩和最大輸出功率可達多少? 8-3 容積節(jié)流調(diào)速回路 8—13 圖8—13(a)所示為限壓式變量泵與調(diào)速閥組成的調(diào)速系統(tǒng),圖8—13(b)為限壓式變量泵的流量壓力特件曲線。已知Al=50 cm2,A2=25 cm2,溢流閥調(diào)定壓力PY=30l05Pa,負載阻力F1=9000N。 1)當調(diào)速閥調(diào)定流量Q2=2.5L/mi n時,試判斷泵工作壓力Pp,為( ); (A) Pp=PY=30l05Pa; (B) Pp= PA=22l05Pa (C) Pp= PB=23l05Pa 2)若負載從9000N減小到1000N而調(diào)速閥開口不變時,泵的工作壓力 ( ), 若負載保持9000N而調(diào)速閱開口變小時,泵工作壓力( )。 (A)增大; (B)減?。? (C)不變。 3)分別計算F1=9000N和F2=1000N時,回路的效率。 第九章 其他基本回路 9-1 壓力回路 9—1 圖9—1(a)、(b)所示的兩個調(diào)速回路。是否都能進行二級壓力控制(壓力分別為60l05Pa、40 l05Pa、10 l05Pa);三個調(diào)壓閥壓力調(diào)整值應分別取什么值;使用的元件有何區(qū)別? 圖 9-1 9—2 圖示系統(tǒng)中,兩個溢流閥串聯(lián)使用,巳知每個溢流閥單獨使用時的調(diào)整壓力分別為PY1=20l05Pa,PY2=40l05Pa,若溢流閥卸荷時的壓力損失忽賂不計,試判斷在二位二通閥不同工況下;A點和B點的壓力各為多少? 9—3 圖示系統(tǒng)中,已知兩溢流閥的調(diào)整壓力分別PY1=20l05Pa,PY2=100l05Pa,,試問:1)活塞向左和向右運動時,油泵可能達到的最大工作壓力各是多少? 2)如PY1=120l05Pa,活塞向左和向右運動時,油泵可能達到的最大工作壓力各是多少? 9—4 如圖,液壓缸A、B并聯(lián),要求缸A先動作,速度可調(diào),且當A缸活塞運動到終點后,缸B才動作。試問圖示之回路能否實現(xiàn)所要求的順序動作?為什么?在不增加元件數(shù)量的情況下(允許改變順序閥的控制方式),應如何改進? 9—5 如圖所示,液壓缸有效工作面積A1=50cm2,負載阻力FL=5000N,減壓閥的調(diào)定壓力PJ分別調(diào)成5105Pa、20105Pa,或25105Pa,溢流閥的調(diào)定壓力分別調(diào)成30105Pa或15105Pa,試分析該活塞的運動情況。 9-6 如圖所示,溢流閥和兩減壓閥的調(diào)定用力分別為:PY=45105Pa,PJ1=35105Pa,PJ2=20105Pa;負載FL=1200N;活塞有效工作面積A1=15cm2;減壓閥全開口時的局部損失及管路損失略去不計。①試確定活塞在運動中和到達終點時a、b和c點處的壓力;②當負載加大到FL=4200N,這些壓力有何變化? 9-2 快速運動和速度換接回路 9—7 如圖所示的液壓系統(tǒng)中,串聯(lián)著兩個薄壁小孔型的節(jié)流閥。兩節(jié)流閥的開口大小不同,通流截面積分別為Al=0.01cm2,A2=0.02 cm2,流量系數(shù)C=0.67。油的密度ρ=900kg/m3,負載R=10000N,溢流閥調(diào)定壓力PY=36105Pa,泵流量QP=25L/min,活塞面積S=50cm2,管道損失忽略不計。試計算: 1)閥3接通時,活塞的運動速度為多少? 2)閥3斷開后,活塞的運動速度為多少?3)將原先兩節(jié)流閥位置互換一下,取Al=0.02cm2,A2=0.01 cm2 , 兩節(jié)流閥連接點c處壓力是否會變,活塞運動速度為多少? (計算前先思考一下兩節(jié)流閥串聯(lián)時,活塞運動速度是由于開口面積較小的節(jié)流閥調(diào)定,還是由兩個節(jié)流閥共同作用的結果) 9-8說明圖示回路工作原理,編寫電磁鐵動順序表并說明液控單向閥作用。 9-9 試說明圖示之回路的工作原理,列出各電磁鐵的動作順序表(速度v一工進>v二工進) 9—10 說明圖示之回路是如何實現(xiàn)“快速進給一加壓、開泵保壓一快速退回”動作循環(huán)的?分析單向閥1和2的功用。 9-11假如要求附圖所示之系統(tǒng)實現(xiàn)“快進一工進一快退一原位停止和液壓泵卸荷工作循環(huán),試列出各電磁鐵的動作順序表。 9-12 試說明圖示之回路若實現(xiàn)快進→ 一工進→ 二工進→快退→原位停止的動作循環(huán),列出各電磁鐵的動作順序表(速度v一工進>v二工進),其中節(jié)流閥1的開口大于節(jié)流閥2的開口。 圖 9-12 9-13 圖示之回路為實現(xiàn)快進-工進(1)-工進(2)-快退-停止的動作循環(huán)回路,且工進(1)速度比工進(2)快,試說明工作原理,列出電磁鐵動作順序表。 題 9-13 9-3 多缸動作回路 9—14 在圖(a)所示回路中,兩液壓缸兩邊腔有效工作面積都相等,液壓缸I的負載FL1大于液壓協(xié)缸Ⅱ的負載FL2:FL1>FL2,如不考慮泄漏,摩擦等因素,試問: ①兩液壓缸是否先后動作;運動速度是否相等? ②如將回路中節(jié)流閥口全打開,使該處降為零,兩液壓缸動作順序及運動速度有何變化? ③如將回路中節(jié)流閥改成調(diào)速閥,此液壓缸的運動速度是否相等? ④如將節(jié)流閥或調(diào)速閥移置到進油路上,如圖(b)所示,以上結論有何變化? 圖 9-14 9—15 在圖示回路中,兩液壓缸的活塞面積相同.Al=20 cm2:,但負載分別為FL1= 8000N,F(xiàn)L2=4000N,若溢流閥的調(diào)定壓力為PY=4.5 MPa。試分析減壓閥調(diào)定壓力分別為PJ=1MPa、2MPa、4 MPa時,兩液壓缸的動作情況。 題 9-15 第一章 1-1 負載 ;流量 1-2 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 1-3?、貴=156.3N;②p=39.81MPa?、?H=1.25mm ④重新完成①、②、③:F=169.4N;p=40.61MPa;H=1.1mm 第二章 2-4 1)3010—6m2/s 2)2710—3 P aS 3)均不呈現(xiàn)粘性。 2-5 A [說明]流體粘性是流體對于剪切力所表現(xiàn)的一種抵抗作用,動力粘度是衡量液體粘性的指標,表示流體在單位速度梯度下流動時,單位面積上產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力。運動粘度ν無特殊物理意義,它僅是/ρ的表示法。就物理意義來說,ν不是一個粘度的量,因此對于不同介質(zhì)的流體要比較粘性的大小,只能用動力粘度來比較。 水=1000 l 10—6=10—3 Pas 空氣=1.2 1510—6=1810—6Pas 故水的粘度比空氣大。 2-6 C 2-7 F=8.44N 第三章 3-2 ①pa=13632 Pa, Fa=10701N;pb=25097Pa, Fb=19701N; pc=13632 Pa, Fc=10701N;pd=10765 Pa, Fd=8451N ②各容器對支撐其桌面的壓力大小順序為pd >pc> pa> pb ③當F=0時,各圓管內(nèi)底面所受的壓力和總作用力都相等,分別均為:壓力9810 Pa;總作用力7701 N。 3-3 3-4 1)A一A; 2)p3=P 4>pl=p2>p5 3-5 (a)、(b)兩種情況均為p=6.37MPa 3-7 p= 92496P a 3-8 △P= 8350Pa 3-13 ①液流從點2流向1; ②液流從點1流向2。 3-14 Q=20.4cm3/s(取)或Q=17.4cm3/s(取) 3-16 Q=87.78l/min 3-17粘性;沿程壓力;局部壓力。 3-18 h≤2.36m 3-19 真空度P=0.1554105Pa(動能修正系數(shù)為1時) P=0.1607105Pa(動能修正系數(shù)為2時) 3-20 ①最大允許裝置高度為1.798m ②泵的流量增大一倍時,泵將裝置在油箱液面以下至少5.159m處。 3-21 v2=0.23m/s ; h=3.48m。 3-22 3-23 小孔通流面積;壓力差;溫度。 3-24 壓力差;縫隙值;間隙。 3-25 Q=2.3L/s 第四章 4-1 1) (D), (A),(A),(B),(C); 2) (A) (D), (B) (C) 3) (B)>(C)≥(A)。 4-2 1) (C);2) (A);3) (C); 4) (A)。 4-3 1) (C);2) (B);3) (B);4) (B);5) (B)>(A)>(C)。 4-4 1) 45.9kw ; 2)5l kw 4-5 21.05l/min,1.05l/min 4-6 a) p=0 b) p=0 c) p=,A0為孔口面數(shù);d) p=. 4-7 nM=81r/min; T=369.8 N.M 4-8 1)逆時針; 2) 2…1…3、4, 3) (C)l; 4) p4>p3, (A)。 [說明] CB—B齒輪泵為減小徑向不平衡力,壓油口制造得比較小,由此可判斷齒輪4作逆時針方向運動。 4-9 1)逆時針, 2) (B) , 3) (B), 4) (B)。 4-10 1) (C)、 (D); 2) (C) ; 3) (B) 4-11 A 4-12 B ; A 4-13 1) (b,d), (a, c); 2) (a c), (b,d); 3) (b)。 4-14 1) (A), 2) (A)。 第五章 5-3 ① 15L/min ; ②60L/min 5-4 v=. F=. 5-5 ①==5000N =0.02m/s =0.016m/s ②=5400N =4500N ③=11250N 5-7 1)A. 2) C 3) A 第六章 6-4 9105Pa ,2105Pa 6-7 3級,而且>> 6-8 卸荷壓力、溢流閥的調(diào)定壓力和系統(tǒng)的實際工作壓力 6-9 ① ② ③ 6-10 ① ② ③ 6-11 ①(當時)或(當時) ② 6-12 1) (B), (A); 2) (B), (B). 6-14解:1)工件夾緊時: pB=50105Pa PA=Pc=25105Pa 注意:工件夾緊時,減壓閥開口處于很小的狀態(tài),但不是處于完全關閉開口的狀態(tài)(一些教材稱之為似開非開狀態(tài))。這時,仍有一部分油通過減壓閥芯的小開口(在有些結構中.則通過三角槽或斜面),將先導閥打開而流出,減壓閥的閥芯始終處于工作狀態(tài)。 工件夾緊后,pA=25105Pa,由于沒有油流流向夾緊缸.相當于一個密閉的靜止容器,單向閥和管道不會產(chǎn)生壓力損失,故 PA=Pc=25105Pa 2)泵壓突然降到15105Pa時,減壓閥的進口壓力小于調(diào)整壓力,即pB<pJ,減壓閥口處于大開狀態(tài)而先導閥處于關閉狀態(tài),閥口不起減壓作用,PA=PB=15105Pa。單向閥后的c點壓力,由于原來夾緊缸處于25105Pa,單向閥在短時間內(nèi)有保壓作用,使Pc=25105Pa。,以免夾緊的工件松動。 6-16 6-17 1) (B), (B); 2) (B), (C); 3) (A), (A) 4) (A) 第八章 8-1 1) (B); 2) 0.15cm2。 8-2 1) (C), (B) 2) (B)3) (C), (D)。 8-3 1) η=0.7; 2) (A), (B), (A)9 3) (A), (C) 8-4 1) (A), (A); 2) (A), (A)。 8-5 1)向右運動速度大;2)向右運動剛性大。 8-6 1) 2) 8-7 1) (C), (B) 2) 〔B) 3) 0~25000N;25000N. 8-8 1) 2) 3) 8-9 (D)。 8-11 1) (A), 2) (C),(B) ,(B), 3). (B) 8-13 1) (B) ,2) (C),(A) 3) η1 =0.818,η2=0.091。 第九章 9-2 電磁鐵工作狀態(tài) 壓力值(MPa) 1DT 2DT A點 B點 - - 0 0 + - 0 2 - + 4 4 + + 4 6 9-3 1) 活塞向右運動時,溢流閥1由于進出口壓力相等,始終處在關閉狀態(tài),故泵的工作壓力由溢流閥2調(diào)定,即,當活塞向左運動時,與溢流閥2的先導閥并聯(lián)著的溢流閥1出口壓力降為零,于是泵的工作壓力便由兩個溢流閥中壓力小的決定,即 2) 活塞向右運動時,泵的工作壓力同上,仍為10 MPa,向左運動時改為 9-4 不能實現(xiàn)所要求的動作順序。應將順序閥改為外控式,且外控油由節(jié)流閥出口引入。 9-5 (1)溢流閥的調(diào)定壓力為30105Pa時: 1)PJ=5105Pa時,v=0; 2) PJ=20105Pa時,v>0,且其大小與節(jié)流閥兩端的壓差相對應;3)PJ=25105Pa時,情況與2)基本相同,即活塞運動,且其大小與節(jié)流閥兩端的壓差相對應,所不同的是此時減壓閥進出口壓力為5105Pa,故減壓閥出口壓力不穩(wěn),因而節(jié)流閥兩端壓差也隨之不穩(wěn),致使活塞的運動速度不平穩(wěn)。 (2)溢流閥的調(diào)定壓力為15105Pa時: 1)PJ=5105Pa時,v=0; 2)PJ=20105Pa時,減壓閥不工作,閥口常開,不起減壓作用,此時活塞運動,v>0,且其大小與壓差5105Pa相對應。 3)PJ=25105Pa時,情況與2)完全相同。 9-6 ①FL=1200N時:運動中:pc=pb=pa=8105Pa 終點時:pc=20105Pa; pb=35105Pa ;pa=45105Pa ②FL=4200N時:pc=20105Pa;pb=35105Pa ;pa=45105Pa 9-7 1)48cm/min 2) 43 cm/min 3) 接通時 68cm/min ; 斷開時 43 cm/min 。 9-8 快進 工進 快退 停止 1YA + + - - 2YA - - + - 3YA + - - - 9-9 1YA 2YA 3YA 4YA 快進- 配套講稿:
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- 液壓傳動 液壓 傳動 習題 答案
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