液压与气动模拟试卷以及答案.doc

《液压与气动技术》模拟试卷(B)
一、填空题
1. 从能量角度来说，液压泵的作用是 把机械 能转化为 液体压力 能，而液压缸的作用是 把液体压力能转化为机械能 。
2. 节流阀通常采用薄壁小孔，其原因是通过它的流量与 粘度 无关，使流量受 温度 的变化影响较小。
3. 液压传动中最重要的参数是 压力p 和 流量q ，而两者的乘积表示 功率P 。
4. 液压泵按结构分 齿轮泵 、叶片泵、 柱塞泵 三种等，它们是利用 密封容积 的变化来进行工作的，所以称为容积泵。
5.液压传动系统基本由 动力元件 、控制元件、 执行元件 辅助元件和 传动介质 组成。
7.液压油的粘度随液压油的温度和压力变化而变化，当液压油温度升高时，液压油的粘度 明显下降 ；当压力增大时，液压油粘度 略微上升 。
8.根据度量基准的不同，液体的压力分为 绝对压力 和 相对压力 两种，大多数表测得的压力是 相对压力 。
二、判断题
1. 在用一个泵驱动一个执行元件的液压系统中，采用三位四通换向阀使泵卸荷，选用“H”型中位机能。 （ √ ）
2.由节流阀和定差减压阀串联组成普通调速阀。 （ √ ）
3.直水管中，截面Ⅰ处的压力是1MPa，截面Ⅱ处的压力是0.5MPa，据此知直水管中水的流动方向是由截面Ⅱ流向截面Ⅰ。 （ × ）
4.定常流动液体中任何一点的压力、速度都不随时间而变化。 （ × ）
5.流体连续性方程是动量守恒定律在流体力学中的一种表达形式。 （ × ）
6.液压泵都是依靠密封容积变化的原理来进行工作的。 （ √ ）
7.双作用叶片泵配油盘上三角槽有减少叶片泵流量、压力脉动和降低噪声的作用。 （ √ ）
8.液压马达在高速区工作时会出现“爬行现象”而在低速区则不会。（ × ）
9.差动连接液压缸可以提高活塞的输出压力和速度。 （ × ）
10.流量控制阀常用的节流口形式是薄壁小孔，因为温度对它的流量几乎没有影响。 （ √ ）

三、简答题
1.已知雷诺数，请问关于流体认识中引入雷诺数Re的作用是什么？并说明公式右边各参数的物理意义。
Re雷诺数作用：用于判断液体的流动状态，是层流还是紊流；所求雷诺数小于其相应下临界雷诺数时，为层流；反之，所求雷诺数大于其相应下临界雷诺数时，为紊流。
：表示液体流动时的平均流速。
d：表示液体流动通过的通流截面对应的水力直径；满圆管流动时，为管的直径。
v: 对应液体在相同条件下的运动粘度。

2. 指出图1中外啮合齿轮泵泄漏部位（包括名称），其中的最大的泄漏部位是哪里，可以通过什么方法减小？

答：图1外啮合齿轮泵的泄露部位1指齿顶圆与壳体内圆表面之间的径向间隙；2指两齿轮的啮合处；3指两齿轮端面与两侧端盖之间的端面间隙；

其中最大的泄露部位是3，通常采用端面间隙自动补偿装置：浮动轴套式和弹性侧板式。

3.简述图2先导式溢流阀的工作原理，说明清楚如何保证输入压力P基本稳定？

首先假设阀内各个通道、空间都充满了液压油。
①起初，进油压力通过帕斯卡原理传递到导阀1的右边空间（设X堵住不用），当P≤P0（导阀弹簧设定的相应压力），油液仍然静止不流动，主阀芯2受到上下相同推力（阻尼孔R上下两部分有效压力面积相同、压力相同，所以推力相同）作用，不移动主阀芯，P到T不溢流；②当进油压力P＞P0时，液压油可以压缩导阀弹簧，推开导阀阀芯，液压油（少量）从主阀芯中间阻尼孔R流经导阀流向出口T，这样流动液体过阻尼孔R时，产生压力损失，主阀芯上下两部分液压油产生压力差，下大上小，产生向上的推力，所以主阀芯上移，溢流阀P到T溢流。③溢流后，进油压力P又下降P≤P0，主阀芯复位，阀口又关闭；④接着又打开溢流，又关闭；如此动态过程，最后压力稳定在P0上。⑤所以，溢流阀能保证压力油进口压力的稳定！

4. 图3所示，溢流阀调定压力为5Mpa，减压阀为2.5Mpa，液压缸无杆腔面积A=50cm2，液压油流经减压阀和单向阀时压力损失分别为0.2Mpa、0.3Mpa。试问：当负载F=0、7.5KN和30KN时，（1）A、B和C三点压力数值各位多少。（2）活塞杆能否动作？

解：①先不考虑负载F，计算一下C处最大压力时，能输出多大推力Fo：在液压油压力不断升高中，减压阀最大能输出压力2.5Mpa(B处)，到达C时还保留有2.2Mpa。
所以，Fo=Pc*A=2.2*106*50*10-4=
11000N=11KN。
（2）由Fo＞0KN或7.5KN，Fo＜30KN，所以负载F=0、7.5KN时活塞杆能动作，而F=30KN时活塞杆不能动作。
（1）当F=0KN时，活塞杆在动作，C=0Mpa，B=C+0.3=0.3Mpa，A=B+0.2Mpa=0.5Mpa。
A：0.5Mpa，B：0.3Mpa，C：0Mpa。
当F=7.5KN时，C处压力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。
当F=30KN时，活塞不动作，B、C达到最大压力，B=2.5Mpa、C=2.2Mpa，这时考虑到最终减压阀处于关闭、溢流阀正常工作，所以A压力达到溢流压力，A=5.0Mpa。
A：5.0Mpa，B：2.5Mpa，C：2.2Mpa。

四、计算题
1.某液压泵的输出油压,转速,排量，容积效率，总效率，求泵的输出功率和电动机的驱动功率。
解：输出功率，
求得，P0≈22.9583Mpa
电动机的驱动功率Pi，由，得

2. 如图5所示单杆式活塞缸，已知进油压力P1，回油压力P2，直径D和d，试分别计算无杆腔进油时和有杆腔进油时速度、和推力、拉力。

解：注意F不是负载是产生的推力。
无杆腔进油，由P1*A1=P2*A2+F1，得F1=P1*π*D2/4-P2*π（D2-d2）/4，
F1=（P1-P2）π*D2/4+P2*πd2/4，V1=q/A1=4q/（πD2）；
有杆腔进油，P1*A2 =P2*A1+F2，得F2= P1*π（D2-d2）/4-P2*π*D2/4，
F2=（P1-P2）π*D2/4-P2*πd2/4，V2=q/A2=4q/{π（D2-d2）}；

3. 如图所示，两个结构相同相互串联的液压缸，无杆腔的面积A1=0.01m2，有杆腔的面积A2=0.008m2缸1输入压力p1=0.9MPa，输入流量q1=12L/min，不计损失和泄漏，求：
（1）两缸承受相同负载（F1=F2）时，该负载的数值及两缸的运动速度。
（2）缸1不承受负载（F1=0）时，缸2能承受多少负载？

解：根据帕斯卡原理等列平衡方程，即
P1*A1=F1+P2*A2 ①
P2*A1=F2 ②
联立①②得，
F1+F2*A2/A1=P1*A1 ③
（1）加上方程F1=F2 ④
求得，F1=F2= P1*A12/（A1+A2）=0.9*106*0.01*0.01/0.018=5000N。
V1=q1/A1=12*10-3/0.011.2m/min，由V1*A2=V2*A1，得
V2=V1*A2/A1=0.96m/min。
（2）当F1=0，由方程③得，F2=P1*A12/A2=0.9*106*0.012/0.008=1.125*104N

五、读图题
右图为双泵供油快速运动回路原理图和液压缸动作循环图。1、指出各元件的完整名称；2、分别写出液压缸在静止、快进、工进和快退四种情况下的进油和回油路线，填写名称要完整。。
1. 油箱 2. 过滤器 3. 双联泵
4. 外控外泄式顺序阀 5. 三位四通电磁换向阀
6.单杆式双作用液压缸 7. 直动式溢流阀
8. 普通单向阀
1、静止时，进油路线：
1→2→3（左）→4→1（油箱）；（泵3左边大流量泵压力卸荷）
1→2→3（右）→7→1（油箱）；（7溢流作用）
回油路线：无（进油路线写在此也可以）
2、快进时，进油路线：
1→2→3（左）→8→5（左）→6（左腔），缸筒向左快进；
1→2→3（右）→9→5（左）→6（左腔），缸筒向左快进；
回油路线：6（右腔）→5（左）→1（油箱）；
3、工进时，进油路线：
1→2→3（右）→9→5（左）→6（左腔），缸筒向左工进；
1→2→3（左）→4→1（油箱）；（泵3左边大流量泵压力卸荷）同静止时。
回油路线：6（右腔）→5（左）→1（油箱）；
4、快退时，进油路线：
1→2→3（左）→8→5（右）→6（右腔），缸筒向右快退；
1→2→3（右）→9→5（右）→6（右腔），缸筒向右快退；
回油路线：6（左腔）→5（右）→1（油箱）；

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