液壓與氣動技術 試題與答案.doc

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1．通過環(huán)形縫隙中的液流，當兩圓環(huán)同心時的流量與兩圓環(huán)偏心時的流量相比： B A 前者大B 后者大C 一樣大D前面三項都有可能 2．解決齒輪泵困油現(xiàn)象的最常用方法是：B A 減少轉速B 開卸荷槽C 加大吸油口D 降低氣體溫度 3．CB-B型齒輪泵中泄漏的途徑有有三條，其中_________對容積效率影響最大。A A 齒輪端面間隙B 齒頂間隙C 齒頂間隙D A+B+C 4．斜盤式軸向柱塞泵改變流量是靠改變______。D A 轉速B 油缸體擺角C 浮動環(huán)偏心距D 斜盤傾角 5．液壓馬達的總效率通常等于：A A 容積效率機械效率B 容積效率水力效率 C 水力效率機械效率D容積效率機械效率水力效率 6．能實現(xiàn)差動連接的油缸是：B A 雙活塞桿液壓缸B 單活塞桿液壓缸 C 柱塞式液壓缸D A+B+C 7．選擇過濾器應主要根據(jù)____來選擇。A A 通油能力B 外形尺寸C 濾芯的材料D 濾芯的結構尺寸 8．M型三位四通換向閥的中位機能是____。A A 壓力油口卸荷，兩個工作油口鎖閉B 壓力油口卸荷，兩個工作油口卸荷 C 所有油口都鎖閉D 所有油口都卸荷 9．在液壓系統(tǒng)中，_______可作背壓閥。A A 溢流閥B 減壓閥C 液控順序閥D 調速閥 10．低壓系統(tǒng)作安全閥的溢流閥，一般選擇____結構。C A 差動式B 先導式C 直動式D 錐閥式 11．節(jié)流閥的節(jié)流閥應盡量做成____式A。 A 薄壁孔B 短孔C 細長孔D A＋C 12．液壓系統(tǒng)的油箱內隔板____。C A 應高出油面B 約為油面高度的1/2C約為油面高度的3/4D 可以不設 13．液壓系統(tǒng)中冷卻器一般安裝在：B A 油泵出口管路上B 回油管路上 C 補油管路上D 無特殊要求 14．下列基本回路中，不屬于容積調速回路的是____。B A 變量泵和定量馬達調速回路B定量泵和定量馬達調速回路 C 定量泵和變量馬達調速回路D 變量泵和變量馬達調速回路 15．如右圖所示，各溢流閥的調整壓力p1=5Mpa， p2=3Mpa，p3=2Mpa。當外負載趨于無窮大時，若二位二通電磁閥通電，泵的工作壓力為：C A 5 MpaB 3Mpa C 2MpaD 10 Mpa 16．液壓機床中往往采用快速回路，它的主要目的是：B A 加快工作機構工進時的速度，提高系統(tǒng)的工作效率 B加快工作機構空載時的速度，提高系統(tǒng)的工作效率 C加快工作機構加工時的速度，提高系統(tǒng)的工作效率 D提高系統(tǒng)油壓加快工作機構速度，提高系統(tǒng)的工作效率 17．在油箱中，溢流閥的回油口應____泵的吸油口。A A 遠離B 靠近C 平行于D 無特殊要求 18．下列氣動元件屬于邏輯元件的是：C A 與門型梭閥B快速排氣閥C記憶元件DA+C 19．后冷卻器—般安裝在________。B A 空壓機的進口管路上B 空壓機的出口管路上 C 儲氣罐的進口管路上D儲氣罐的出口管路上 20．如下回路是一過載保護回路，當氣缸過載時，最先動作的元件是________。C A 1B 2C 3D 4 15 20 1. 從能量角度來說，液壓泵的作用是 把機械 能轉化為 液體壓力 能，而液壓缸的作用是 把液體壓力能轉化為機械能 。 2. 節(jié)流閥通常采用薄壁小孔，其原因是通過它的流量與 粘度 無關，使流量受 溫度 的變化影響較小。 3. 液壓傳動中最重要的參數(shù)是 壓力p 和 流量q ，而兩者的乘積表示 功率P 。 4. 液壓泵按結構分 齒輪泵 、葉片泵、 柱塞泵 三種等，它們是利用 密封容積 的變化來進行工作的，所以稱為容積泵。 5.液壓傳動系統(tǒng)基本由 動力元件 、控制元件、 執(zhí)行元件 、輔助元件和 傳動介質 組成。 7.液壓油的粘度隨液壓油的溫度和壓力變化而變化，當液壓油溫度升高時，液壓油的粘度 明顯下降 ；當壓力增大時，液壓油粘度 略微上升 。 8.根據(jù)度量基準的不同，液體的壓力分為 絕對壓力 和 相對壓力 兩種，大多數(shù)表測得的壓力是 相對壓力 。 1．液力傳動是主要利用液體_動_能的傳動；液壓傳動是主要利用液體_壓力_能的傳動。 2．液壓傳動系統(tǒng)由__動力元件執(zhí)行元件輔助元件控制元件工作介質__五部分組成。 3．某壓力容器表壓力為0.3Mpa，則壓力容器的絕對壓力為__0.4Mpa __Mpa。（大氣壓力為0. 1Mpa） 4．馬達是__執(zhí)行___元件，輸入的是壓力油，輸出的是__轉矩___和__轉速___。 5．排氣裝置應設在液壓缸的__最高處___位置。 6．液壓泵的理論流量___大于__實際流量（大于、小于、等于）。 7．調速閥可使速度穩(wěn)定，是因為其節(jié)流閥前后的壓力差_不變___。 8．后冷器一般裝載空壓機的_出口管路上___。 填空 （42分） 1．液壓傳動是以 液壓油 為工作介質進行能量傳遞的一種形式。 2．液壓傳動是由 動力元件 執(zhí)行元件 、控制調節(jié)元件、輔助元件、工作介質 五部分組成。 3．液體粘性的物理意義是既反映 液體流動時液體內摩擦力太小 ，又反映 液體的流動能 。 4．液體的壓力是指 液體單位面積上所受的法向力 ，國際單位制壓力單位是 N/m2 ，液壓中還常用 KPa、和 MPa 。 5．液壓系統(tǒng)的壓力是在 前阻后推 狀態(tài)下產生的，壓力大小決定于 外負載 。 6．液壓泵是通過 密封容積 的變化完成吸油和壓油的，其排油量的大小取決于 密封容積的變化值 。 7．機床液壓系統(tǒng)常用的液壓泵有 齒輪泵葉片泵柱塞泵 三大類。 8．液壓泵效率包含 機械效率 和 容積效率 兩部分。 9．定量葉片泵屬于 雙作用式 ，變量葉片泵屬于 單作用式 （單作用式、雙作用式） 10．液壓缸是液壓系統(tǒng)的 執(zhí)行元件 ，活塞固定式液壓缸的工作臺運動范圍略大于缸有效行程的 二倍 。 11．液壓控制閥按用途不同分為 方向控制閥 壓力控制閥 流量控制閥 三大類。 12．三位換向閥的常態(tài)為是 中位 ，按其各油口連通方式不同常用的有 O P M H Y 五種機能。 13．順序閥是利用油路中 壓力的變化 控制閥口啟閉，以實現(xiàn)執(zhí)行元件順序動作的。 14．節(jié)流閥在定量泵的液壓系統(tǒng)中與溢流閥組合,組成節(jié)流調速回路,即 進油路節(jié)流跳速 、回油路節(jié)流調速 、旁油路調速 三種形式節(jié)流調速回路。 15．流量閥有兩類：一類沒有壓力補償，即抗負載變化的能力，如 普通節(jié)流閥 ；另一類采取壓力補償措施，有很好的抗干擾能力，典型的如 調速閥 和 溢流節(jié)流閥 ，即抗干擾能力強。 16．溢流閥安裝在液壓系統(tǒng)的液壓泵出口處，其作用是維持系統(tǒng)壓力 基本不變 ，液壓系統(tǒng)過載時 溢流 。 一、 是非題 (10分) 1、液壓泵的理論流量與輸出壓力有關。 （ ） 2、限壓式變量葉片泵根據(jù)負載大小變化能自動調節(jié)輸出流量（ ） 3、液壓馬達輸出轉矩與機械效率有關，而與容積效率無關。（ ） 4、單桿式液壓缸差動連接時，活塞的推力與活塞桿的截面積成比，而活塞的運動速度與活塞桿的截面積成反比。 （ ） 5、單向閥只允許油液朝某一方向流動，故不能作背壓閥用。（ ） 6、溢流閥在工作中閥口常開的是作調壓溢流閥用，閥口常閉的是作安全閥用。 7、節(jié)流閥和調速閥均能使通過其流量不受負載變化的影響。（） 8、節(jié)流閥的進、回油節(jié)流調速回路是屬于恒推力調速。 （ ） 9、在液壓傳動系統(tǒng)中采用密封裝置的主要目的是為了防止灰塵的進入。 （） 10、三種調速回路的共同缺點是執(zhí)行元件的速度隨負載的變化而發(fā)生較大的變化。 二、判斷題（每小題1分，共10分） 1．液壓傳動不易獲得很大的力和轉矩（） 2．液壓馬達的工作壓力取決于負載而與自身的強度和密封性能無關（） 3．Y型密封圈適用于速度高處的密封（） 4．紙芯式過濾器比燒結式過濾器的耐壓高（） 5．高壓大流量液壓系統(tǒng)常采用電磁換向閥實現(xiàn)主油路換向（） 6．節(jié)流調速回路中，大量液壓油由溢流閥回油箱，是能量損失大、溫升高、效率低的主要原因（） 7．在清洗液壓元件時，應用棉布擦洗（） 8．由空氣壓縮機產生的壓縮空氣，一般不能直接用于氣壓系統(tǒng)（） 9．氣壓傳動能使氣缸實現(xiàn)準確的速度控制和很高的定位精度（） 10．氣液聯(lián)動速度回路具有運動平穩(wěn)、停止準確、能耗低等特點（） 1. 在用一個泵驅動一個執(zhí)行元件的液壓系統(tǒng)中，采用三位四通換向閥使泵卸荷，選用“H”型中位機能。 2.由節(jié)流閥和定差減壓閥串聯(lián)組成普通調速閥。 （ √ ） 3.直水管中，截面Ⅰ處的壓力是1MPa，截面Ⅱ處的壓力是0.5MPa，據(jù)此知直水管中水的流動方向是由截面Ⅱ流向截面Ⅰ。 （ ） 4.定常流動液體中任何一點的壓力、速度都不隨時間而變化。 （ ） 5.流體連續(xù)性方程是動量守恒定律在流體力學中的一種表達形式。 （ ） 6.液壓泵都是依靠密封容積變化的原理來進行工作的。 （ √ ） 7.雙作用葉片泵配油盤上三角槽有減少葉片泵流量、壓力脈動和降低噪聲的作用。 8.液壓馬達在高速區(qū)工作時會出現(xiàn)“爬行現(xiàn)象”而在低速區(qū)則不會。（ ） 9.差動連接液壓缸可以提高活塞的輸出壓力和速度。 （ ） 10.流量控制閥常用的節(jié)流口形式是薄壁小孔，因為溫度對它的流量幾乎沒有影響。（ √ ） 名詞解釋（10） 1．粘溫特性：1．粘溫特性（3分）：液壓油的粘度隨溫度變化的關系 2．公稱壓力：2．公稱壓力（3分）：液壓泵和液壓馬達在使用中允許到達的最大工作壓力 3．困油現(xiàn)象3．困油現(xiàn)象（4分）：為保證齒輪轉動的連續(xù)和平穩(wěn)，齒輪泵總有兩對輪齒同時處于嚙合狀態(tài)。這兩對齒與側蓋之間就形成了一個封閉的空間。隨著輪齒的轉動，此封閉空間容積會發(fā)生由大變小再變大的變化，這就是困油現(xiàn)象。 二、 出下列名稱的圖形符號（10分） 1、 單向閥2、先導式減壓閥3、二位二通常斷型電磁換向閥4、三位四通常彈簧復位“Y”型電磁換向閥5、三位四通常彈簧復位“H”型電磁換向閥 1、 2 3 4 5、 2、 三、 問答題（20分） 1.液壓傳動有哪些基本組成部分?試說明各組成部分的作用？ 1）能源裝置：它供給液壓系統(tǒng)壓力油，是把機械能轉化為液壓能的裝置 2）執(zhí)行裝置：它是把液壓能轉化為機械能的裝置 3）控制調節(jié)裝置：它是對系統(tǒng)中的壓力、流量或流動方向進行控制或調節(jié)的裝置 4）輔助裝置：上述三部分之外的其他裝置，例如油箱，濾油器，油管等 5）工作介質：傳遞能量的液體，即液壓油等 2. 3.液壓系統(tǒng)的輔助裝置有哪些？蓄能器在液壓系統(tǒng)中有何作用？ 液壓系統(tǒng)中的輔助裝置是指蓄能器、濾油器、油箱、熱交換器、管件等。 蓄能器的功用主要是儲存系統(tǒng)多余的壓力能，并在要緊時釋放出來。在液壓系統(tǒng)中蓄能器常用來： （1） 作輔助動力源 （2） 維持系統(tǒng)壓力 （3） 作應急動力源 （4） 吸收液壓沖擊 （5） 吸收脈動，降低噪聲 1.已知雷諾數(shù)，請問關于流體認識中引入雷諾數(shù)Re的作用是什么？并說明公式右邊各參數(shù)的物理意義。 Re雷諾數(shù)作用：用于判斷液體的流動狀態(tài)，是層流還是紊流；所求雷諾數(shù)小于其相應下臨界雷諾數(shù)時，為層流；反之，所求雷諾數(shù)大于其相應下臨界雷諾數(shù)時，為紊流。 ：表示液體流動時的平均流速。 d：表示液體流動通過的通流截面對應的水力直徑；滿圓管流動時，為管的直徑。 v: 對應液體在相同條件下的運動粘度。 2. 指出圖1中外嚙合齒輪泵泄漏部位（包括名稱），其中的最大的泄漏部位是哪里，可以通過什么方法減小？ 答：圖1外嚙合齒輪泵的泄露部位1指齒頂圓與殼體內圓表面之間的徑向間隙；2指兩齒輪的嚙合處；3指兩齒輪端面與兩側端蓋之間的端面間隙； 其中最大的泄露部位是3，通常采用端面間隙自動補償裝置：浮動軸套式和彈性側板式。 3.簡述圖2先導式溢流閥的工作原理，說明清楚如何保證輸入壓力P基本穩(wěn)定？ 首先假設閥內各個通道、空間都充滿了液壓油。 ①起初，進油壓力通過帕斯卡原理傳遞到導閥1的右邊空間（設X堵住不用），當P≤P0（導閥彈簧設定的相應壓力），油液仍然靜止不流動，主閥芯2受到上下相同推力（阻尼孔R上下兩部分有效壓力面積相同、壓力相同，所以推力相同）作用，不移動主閥芯，P到T不溢流；②當進油壓力P＞P0時，液壓油可以壓縮導閥彈簧，推開導閥閥芯，液壓油（少量）從主閥芯中間阻尼孔R流經導閥流向出口T，這樣流動液體過阻尼孔R時，產生壓力損失，主閥芯上下兩部分液壓油產生壓力差，下大上小，產生向上的推力，所以主閥芯上移，溢流閥P到T溢流。③溢流后，進油壓力P又下降P≤P0，主閥芯復位，閥口又關閉；④接著又打開溢流，又關閉；如此動態(tài)過程，最后壓力穩(wěn)定在P0上。⑤所以，溢流閥能保證壓力油進口壓力的穩(wěn)定！ 4. 圖3所示，溢流閥調定壓力為5Mpa，減壓閥為2.5Mpa，液壓缸無桿腔面積A=50cm2，液壓油流經減壓閥和單向閥時壓力損失分別為0.2Mpa、0.3Mpa。試問：當負載F=0、7.5KN和30KN時，（1）A、B和C三點壓力數(shù)值各位多少。（2）活塞桿能否動作？ 解：①先不考慮負載F，計算一下C處最大壓力時，能輸出多大推力Fo：在液壓油壓力不斷升高中，減壓閥最大能輸出壓力2.5Mpa(B處)，到達C時還保留有2.2Mpa。 所以，F(xiàn)o=Pc*A=2.2*106*50*10-4= 11000N=11KN。 （2）由Fo＞0KN或7.5KN，F(xiàn)o＜30KN，所以負載F=0、7.5KN時活塞桿能動作，而F=30KN時活塞桿不能動作。 （1）當F=0KN時，活塞桿在動作，C=0Mpa，B=C+0.3=0.3Mpa，A=B+0.2Mpa=0.5Mpa。 A：0.5Mpa，B：0.3Mpa，C：0Mpa。 當F=7.5KN時，C處壓力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。 當F=30KN時，活塞不動作，B、C達到最大壓力，B=2.5Mpa、C=2.2Mpa，這時考慮到最終減壓閥處于關閉、溢流閥正常工作，所以A壓力達到溢流壓力，A=5.0Mpa。 A：5.0Mpa，B：2.5Mpa，C：2.2Mpa。 六、應用題（15分） 如下圖所示是某機床工作臺液壓系統(tǒng)的原理圖，試在圖9-3所示的動力滑臺液壓系統(tǒng)是由哪些基本液壓回路組成的?閥10在油路中起什么作用? 動力滑臺液壓系統(tǒng)工作原理 壓力控制回路 方向控制回路 速度控制回路 容積節(jié)流調速 差動快速進給回路 快慢速轉換回路 1. 某液壓泵的輸出油壓, 轉速,排量， 容積效率，總效率， 求泵的輸出功率和電動機的驅動功率。 解：輸出功率， 求得，P0≈22.9583Mpa 電動機的驅動功率Pi，由，得 2. 如圖5所示單桿式活塞缸，已知進油壓力P1，回油壓力P2，直徑D和d，試分別計算無桿腔進油時和有桿腔進油時速度、和推力、拉力。 解：注意F不是負載是產生的推力。 無桿腔進油，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）； 有桿腔進油，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. 如圖所示，兩個結構相同相互串聯(lián)的液壓缸，無桿腔的面積A1=0.01m2，有桿腔的面積A2=0.008m2，缸1輸入壓力p1=0.9MPa，輸入流量q1=12L/min，不計損失和泄漏，求： （1）兩缸承受相同負載（F1=F2）時，該負載的數(shù)值及兩缸的運動速度。 （2）缸1不承受負載（F1=0）時，缸2能承受多少負載？ 解：根據(jù)帕斯卡原理等列平衡方程，即 P1*A1=F1+P2*A2 ① P2*A1=F2 ② 聯(lián)立①②得， F1+F2*A2/A1=P1*A1 ③ （1）加上方程F1=F2 ④ 求得，F(xiàn)1=F2= P1*A12/（A1+A2）=0.9*106*0.01*0.01/0.018=5000N。 V1=q1/A1=12*10-3/0.01=1.2m/min，由V1*A2=V2*A1，得 V2=V1*A2/A1=0.96m/min。 （2）當F1=0，由方程③得，F(xiàn)2=P1*A12/A2=0.9*106*0.012/0.008=1.125*104N 五、計算題（20分） 1．在右圖的單桿液壓缸中，已知缸體內徑D=125mm，活塞桿直徑d=70mm，活塞向右運動的速度v=0.1m/s。求進入和流出液壓缸的流量Q1和Q2為多少。（10分） 2．試分析單桿活塞缸差動連接時元桿腔受力及活塞伸出速度（10分） 1．在右圖的單桿液壓缸中，已知缸體內徑D=125mm，活塞桿直徑d=70mm，活塞向右運動的速度v=0.1m/s。求進入和流出液壓缸的流量Q1和Q2為多少。（10分） 幫助：解：進入液壓缸的流量q1=υA1=υπD2/4=0.11026012.52π/4cm3/min=73631.25 cm3/min = 73.6 L/min 排出液壓缸的流量 q2=υA2=υπ（D2－d2）/4=0.110260(12.52－72)π/4cm3/min=50540.49 cm3/min = 50.5 L/min 2．試分析單桿活塞缸差動連接時元桿腔受力及活塞伸出速度（10分） 解：兩腔用油管連通，并向兩腔同時輸入高壓油，因此，兩腔的壓力是相等的，但由于兩腔的有效工作面積不等，因此，產生的作用力也不等，無桿腔的推力大于有桿腔的推力，故活塞能向右運動，并使有桿腔的油液流入無桿腔去，使無桿腔的流量增加，加快了向右運動的速度。 六、綜合題（25分） 1．先導式溢流閥中的阻尼小孔起什么作用？是否可以將阻尼小孔加大或堵塞。（5分） 解阻尼小孔的作用時產生主閥芯動作所需要的壓力差，是先導型溢流閥正常工作的關鍵。如擴大，則不能產生足夠的壓力差使主閥芯動作；若堵塞，則先導式閥失去了對主閥的控制作用，使系統(tǒng)建立不起壓力。 2．什么是液壓泵的流量脈動?對工作部件有何影響? （5分） 答：液壓泵在排油過程中，瞬時流量是不均勻的，隨時間而變化。但是，在液壓泵連續(xù)轉動時，每轉中各瞬時的流量卻按同一規(guī)律重復變化，這種現(xiàn)象稱為液壓泵的流量脈動。 液壓泵的流量脈動會引起壓力脈動，從而使管道、閥等元件產生振動和噪聲。而且，由于流量脈動致使泵的輸出流量不穩(wěn)定，影響工作部件的運動平穩(wěn)性，尤其是對精密機床的液壓傳動系統(tǒng)更為不利。 3．某機床進給回路如下圖所示，它可以實現(xiàn)快進→工進→快退的工作循環(huán)。根據(jù)此回路的工作原理，填寫電磁鐵動作表。（電磁鐵通電時，在空格中記“＋”號；反之，斷電記“－”號）（15分） 電磁鐵 工作環(huán)節(jié) 1YA 2YA 3YA 快進 ＋ － ＋ 工進 ＋ － － 快退 － ＋ － 五、讀圖題 右圖為雙泵供油快速運動回路原理圖和液壓缸動作循環(huán)圖。1、指出各元件的完整名稱；2、分別寫出液壓缸在靜止、快進、工進和快退四種情況下的進油和回油路線，填寫名稱要完整。。 1. 油箱 2. 過濾器 3. 雙聯(lián)泵 4. 外控外泄式順序閥 5. 三位四通電磁換向閥 6.單桿式雙作用液壓缸 7. 直動式溢流閥 8. 普通單向閥 1、靜止時，進油路線： 1→2→3（左）→4→1（油箱）；（泵3左邊大流量泵壓力卸荷） 1→2→3（右）→7→1（油箱）；（7溢流作用）回油路線：無（進油路線寫在此也可以） 2、快進時，進油路線： 1→2→3（左）→8→5（左）→6（左腔），缸筒向左快進；1→2→3（右）→9→5（左）→6（左腔），缸筒向左快進；回油路線：6（右腔）→5（左）→1（油箱）； 3、工進時，進油路線： 1→2→3（右）→9→5（左）→6（左腔），缸筒向左工進；1→2→3（左）→4→1（油箱）；（泵3左邊大流量泵壓力卸荷）同靜止時。回油路線：6（右腔）→5（左）→1（油箱）； 4、快退時，進油路線： 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；回油路線：6（左腔）→5（右）→1（油箱）；