液壓傳動考試試題及答案(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 卸荷閥使用時，應注意它對執行元件工作壓力的影響。由于卸荷閥也可以調整壓力，旋緊調整螺釘，壓緊彈簧，使卸荷的調定壓力升高；旋松調整螺釘，放松彈簧，使卸荷的調定壓力降低，這就使系統工作壓力產生了差別，應充分注意。（3） 順序閥作為平衡閥使用時，要求它必須具有高度的密封性能，不能產生內部泄漏，使它能長時間保持液壓缸所在位置，不因自重而下滑。 1什么叫做差動液壓缸？差動液壓缸在實際應用中有什么優點？答：差動液壓缸是由單活塞桿液壓缸將壓力油同時供給單活塞桿液壓缸左右兩腔，使活塞運動速度提高。差動液壓缸在實際應用中可以實現差動快速運動，提高速度和效率。1什么是泵的排量、流量？什么是泵的容積效率、機械效率？答：（1）泵的排量：液壓泵每轉一周，由其密封幾何尺寸變化計算而得的排出液體的體積。（2）泵的流量：單位時間內所排出的液體體積。（3）泵的容積效率：泵的實際輸出流量與理論流量的比值。（4）機械效率：泵的理論轉矩與實際轉矩的比值。1什么是三位滑閥的中位機能？研究它有何用處？答：（1）對于三位閥，閥芯在中間位置時各油口的連通情況稱為三位滑閥的中位機能。（2）研究它可以考慮：系統的保壓、卸荷，液壓缸的浮動，啟動平穩性，換向精度與平穩性。畫出直動式溢流閥的圖形符號；并說明溢流閥有哪幾種用法？答：（1）（2）調壓溢流，安全保護，使泵卸荷，遠程調壓，背壓閥。2液壓缸為什么要密封？哪些部位需要密封？常見的密封圈有哪幾種？答：（1）不密封會引起內泄漏和外泄漏，容積效率低，泄漏嚴重時，系統壓力上不去，無法工作，并且外泄漏會污染環境。（2）密封部位：活塞與缸筒，缸筒與端蓋，活塞與活塞桿，活塞桿與端蓋（或導向套）等。（3）常見的密封圈有O型，Y型，V型和滑環組合式等。2液壓泵完成吸油和壓油必須具備什么條件？答：（1）具有密閉容積；（2）密閉容積交替變化；（3）吸油腔和壓油腔在任何時候都不能相通。2什么是容積式液壓泵？它的實際工作壓力大小取決于什么？答：（1）液壓系統中所使用的各種液壓泵，其工作原理都是依靠液壓泵密封工作容積的大小交替變化來實現吸油和壓油的，所以稱為容積式液壓泵。（2）液壓泵的實際工作壓力其大小取決于負載。2O型密封圈在使用過程中，為什么會出現翻轉、扭曲現象？可采取哪些措施加以解決？答：（1）當被封閉的介質工作壓力較高時，O型密封圈會因產生彈性變形而被擠進密封耦合面間的縫隙，引起O型密封圈翻轉、扭曲而被損壞。（2）為避免這種情況的產生，當動密封壓力P≥7Mpa時或靜密封壓力P≥32Mpa時，應在O型密封圈低壓側安裝擋圈，如為雙向交替工作壓力，則應在O型密封圈的兩側各安裝一擋圈。2分別說明普通單向閥和液控單向閥的作用？它們有哪些實際用途？答：普通單向閥（1）普通單向閥的作用是使油液只能沿著一個方向流動，不允許反向倒流。（2）它的用途是：安裝在泵的出口，可防止系統壓力沖擊對泵的影響，另外，泵不工作時，可防止系統油液經泵倒流回油箱，單向閥還可用來分隔油路，防止干擾。單向閥與其他閥組合便可組成復合閥。單向閥與其他閥可組成液控復合閥（3）對于普通液控單向閥，當控制口無控制壓力時，其作用與普通單向閥一樣；當控制口有控制壓力時，通油口接通，油液便可在兩個方向自由流動。（4）它的主要用途是：可對液壓缸進行鎖閉；作立式液壓缸的支承閥；起保壓作用。2試舉例繪圖說明溢流閥在系統中的不同用處：（1）溢流恒壓；（2）安全限壓；（3）遠程調壓；（4）造成背壓；（5）使系統卸荷。答： （1）溢流恒壓 （2）安全限壓 （3）遠程調壓（4）造成背壓 （5）使系統卸荷2什么是液體的粘性？常用的粘度方法表示有哪幾種？如何定義？答：（1）液體在外力作用下流動時，分子內聚力的存在使其流動受到牽制，從而沿其界面產生內摩擦力，這一特性稱為液體的粘性。（2）度量粘性大小的物理量稱為粘度，常用的粘度有三種，即動力粘度、運動粘度、相對粘度。（3）動力粘度：液體在以單位速度梯度流動時，單位面積上的內摩擦力，即：。（4）運動粘度：液體動力粘度與其密度之比成為運動粘度，即：。（5）相對粘度：依據特定測試條件而制定的粘度，故稱為條件粘度。2先導式溢流閥的遠程控制油口分別接入油箱或另一遠程調壓閥時，會出現什么現象？答：（1）先導式溢流閥閥體上有一遠程控制口k，當將此口通過二位二通閥接通油箱時，閥芯上腔的壓力接近于零，此時主閥芯在很小的壓力作用下即可向上移動，且閥口開得最大，泵輸出的液壓油在很低的壓力下通過閥口流回油箱，起卸荷作用。（2）如果將閥口接到另一個遠程控制調壓閥上，使打開遠程控制調壓閥的壓力小于打開溢流閥先導閥的壓力，則主閥芯上腔壓力就由遠程控制閥來決定，就可實現對系統的遠程調壓控制。2順序閥有哪幾種控制方式和泄油方式？并舉例說明。答：（1）依據控制壓力的來源不同，順序閥有內控式和外控式之分。（2）泄油方式有內泄式和外泄式之分。（3）例如：內控式順序閥是壓力內部控制，外部泄油。 外控式順序閥是壓力外部控制，外部泄油。 順序閥作卸壓閥用時，壓力外部控制，內部泄油。何謂換向閥的“位”和“通”？并舉例說明。答：（1）換向閥是利用閥芯在閥體中的相對運動，使閥體上的油路口的液流通路接通、關斷、變換液體的流動方向，從而使執行元件啟動、停止或停留、變換運動方向，這種控制閥芯在閥體內所處的工作位置稱為“位”，將閥體上的油路口成為“通”。（2）如換向閥中，閥芯相對閥體的運動有三個工作位置，換向閥上有四個油路口和四條通路，則該換向閥稱為三位四通換向閥。3齒輪泵的困油現象是怎么引起的，對其正常工作有何影響？如何解決？答：（1）齒輪泵連續運轉平穩供油的必要條件是齒輪嚙合重疊系數ε應大于1。（2）因此，在齒輪的嚙合過程中，前一對嚙合齒尚未脫開，后一對嚙合齒已進入嚙合，兩對嚙合齒同時嚙合工作，使一部分油被困在兩對嚙合齒所形成的獨立封閉腔內，此時，腔封閉又沒有與吸油腔和壓油腔連通，這是產生困油現象的主要原因。（3）在齒輪旋轉時，封閉油腔容積變化使油液壓縮和膨脹的現象稱為困油現象。（4）容積變小被困油液受壓產生很高的壓力將油液從縫隙中擠出，以及油液發熱等使泵內零件承受額外載荷而損壞。（5）容積變大，在封閉油腔容積中形成局部真空產生氣穴現象，使齒輪泵產生振動和噪音。（6）消除困油現象的危害主要可采取的措施是：在泵端蓋上開設卸荷槽，當封閉油腔容積變小時，可通過卸荷槽與壓油腔相通，避免產生過大的局部壓力；而當封閉油腔容積增大時，通過另一卸荷槽與吸油腔相通，避免形成局部真空，從而消除困油現象帶來的危害。3電液換向閥適用于什么液壓系統中？它的先導閥的中位機能為什么一般選用“Y”型？答：（1）在電液換向閥中，電磁閥操作控制主回路上的液壓油推動主閥芯移動，推力越大，操作越方便；另外主閥芯移動的速度可由節流閥進行調節，使系統中的執行元件可平穩無沖擊的進行換向或工作狀態變化。這種用電磁先導閥控制的液動換向閥換向具有良好的換向特性，適用于高壓、大流量的液壓控制系統中。（2）在電液換向閥中，當兩個電磁閥都不通電時，閥芯處于中間位置。滑閥中位機能采用“Y”型工作方式，具有主回路的兩端油腔均與油箱相通，兩端的壓力接近于零，利于主閥回復到中間位置。3液壓缸為什么要設置緩沖裝置？試說明緩沖裝置的工作原理。答：（1）為了避免活塞運動到行程終點時撞擊缸蓋、產生噪音、影響活塞運動精度甚至損壞機件，常在液壓缸兩端設置緩沖裝置。（2）液壓缸緩沖裝置的工作原理是利用活塞或者缸筒在其行程接近終點時，在活塞與缸蓋之間封閉一部分油液，強迫油液通過一小孔或細縫并擠出，產生很大的阻力，從而使運動部件受到制動逐漸減低速度，達到避免活塞與缸蓋相互碰撞沖擊的目的。3影響節流閥流量穩定性的因素是什么？為何通常將節流口做成薄壁小孔？答：（1）可變節流閥流量穩定性的主要理論依據是節流口的流量計算公式：。（2）影響節流閥流量穩定性的主要因素：a、壓差對流量穩定性的影響。在使用中，節流口前后兩端的壓差變化時，使流量不穩定。b、液壓油溫度對流量穩定性的影響。當液壓油溫度變化時，將造成液壓油粘度的變化，即k的變化，從而造成流量不穩定。c、節流口堵塞將對節流流量產生影響。（3）節流口為薄壁小孔節流指數m=；為細長小孔節流指數m=1。由流量計算公式可知，節流指數m值越小，在節流口兩端的壓差變化時對流量的影響也越小，同時，液壓油溫度變化對薄壁小孔流量的影響將小于對細長小孔流量的影響。因此，節流口應盡量使用薄壁小孔以提高流閥流量的穩定性。3解釋溢流閥的壓力流量特性。答：在溢流閥調壓彈簧的預壓縮量調定以后，閥口開啟后溢流閥的進口壓力隨溢流量的變化而波動的性能稱為壓力流量特性或啟閉特性。 3解釋局部壓力損失。答：局部壓力損失：液體流經管道的彎頭、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生變化，產生漩渦并出現強烈的紊動現象，由此造成的壓力損失。3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，將機械能轉化成壓力能的泵，常稱為容積式泵。液壓泵在機構的作用下，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，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的條件，從而無法完成吸油過程，液壓泵便不能工作了。 3試分析單桿活塞缸差動連接時無桿腔受力及活塞伸出速度。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。液壓傳動系統中，執行元件的工作壓力取決于（負載），而其運動速度取決于（流量）。五、計算題某泵輸出油壓為10MPa，轉速為1450r/min，排量為200mL/r，泵的容積效率為hVp=，總效率為hp=。求泵的輸出液壓功率及驅動該泵的電機所需功率（不計泵的入口油壓）。解：泵的輸出功率為：電機所需功率為：已知某液壓泵的轉速為950r/min，排量為VP=168mL/r，測得的實際流量為150L/min，求：（1）液壓泵的理論流量qt；（2）液壓泵的容積效率ηv；（3）液壓泵的機械效率ηm；（4）在額定工況下，驅動液壓泵的電動機功率Pi；（5）驅動泵的轉矩T。解：（1）qt=Vn=950168247。1000=（2）ηv=q/qt =150/=；（3）ηm=（4） Pi=pq/(60)=；（5） Ti=9550P/n=9550已知某液壓泵的輸出壓力為5MPa，排量為10mL/r，，轉速為1200r/min，求：（1）液壓泵的總效率；（2）液壓泵輸出功率；（3）電動機驅動功率。解：（1）η=ηVηm==（2）P=pqηv/60=5101200(601000)= （3）Pi=P/η=()=如圖，已知液壓泵的輸出壓力pp=10MPa，泵的排量VP＝10mL／r，泵的轉速nP＝1450r／min，容積效率ηPV=，機械效率ηPm=；液壓馬達的排量VM＝10mL／r，容積效率ηMV=，機械效率ηMm＝，其它損失不計，試求：（1）泵的輸出功率；（2）驅動泵的電機功率；（3）馬達的輸出轉矩；（4）馬達的輸出轉速；解：（1）Ppo=ppqp=ppVpnpηPV=101010?31450（2）PPi=PPo/ηp= PPo/(ηPVηMm)= PM=PP?ΔP=10?=（3）TM=pMVMηVM/2π=10（4）nM=npVpηPVηMV/VM=145010如圖所示，由一直徑為d，重量為G的活塞浸在液體中，并在力F的作用下處于靜止狀態。若液體的密度為ρ，活塞浸入深度為h，試確定液體在測壓管內的上升高度x。解：設柱塞侵入深度h處為等壓面，即有(F+G)/(πd2/4)=ρg(h+x)導出：x=4(F+G)/(ρgπd2)?h已知液壓馬達的排量VM=250mL/r；；；此時的總效率ηM=；容積效率ηVM=；當輸入流量為22L/min時，試求：（1）液壓馬達的輸出轉矩(Nm)；（2）液壓馬達的輸出功率(kW)；（3）液壓馬達的轉速(r/min)。解：（1）液壓馬達的輸出轉矩TM=1/2πΔpMVMηMm=1/2π(－)250m（2）液壓馬達的輸出功率PMO=ΔpMqMηM/612=(－)22（3）液壓馬達的轉速nM=qMηMV/VM=22103下圖為兩結構尺寸相同的液壓缸，A1=100cm2，A2=80cm2，p1=，q1=15L/min。若不計摩擦損失和泄漏，試求： （1）當兩缸負載相同(F1=F2)時，兩缸能承受的負載是多少？（2）此時，兩缸運動的速度各為多少？ 解：列方程：聯合求解得p2=，F1=F2=5000Nv1=q1/A1=；v2A1=v1A2，v2=如圖所示三種形式的液壓缸，活塞和活塞桿直徑分別為D、d，如進入液壓缸的流量為q，壓力為P，若不計壓力損失和泄漏，試分別計算各缸產生的推力、運動速度大小和運動方向。答：（a） ； ；缸體