液压传动与控制 课后题及详解答案(15页).doc

《液压传动与控制 课后题及详解答案(15页).doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《液压传动与控制 课后题及详解答案(15页).doc（15页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、-液压传动与控制 课后题及详解答案-第 14 页液压传动与控制习题集液压传动课程组兰州工专内部使用前 言液压传动与控制教材由兰州工业高等专科学校、云南工学院、新疆工学院、陕西工学院四所院校编写，于1994年6月由重庆大学出版社出版。阅历十余年，液压传动的内容发展很快，所以修订后再出版。为有利于教学，编了该教材的思考题与习题集，仅供参考。编者2005年 月目 录绪论4第一章 工作介质及液压流体力学基础4第二章 液压泵及液压马达7第三章 液压缸9第四章 控制阀10第五章 液压辅件13第六章 液压基本回路14第七章 典型液压系统分析19第八章 液压系统的设计与计算20第九章 液压伺服控制系统20第十

2、章 液压系统（设备）的安装、调试、使用及维护21第十一章 液压系统的故障诊断及排除21绪论0-1 何谓液压传动？其基本工作原理是怎样的? 0-2 结合图0-2所示的液压系统图，说明液压系统由哪几部分组成?各起什么作用?0-3 液压元件在系统图中是怎样表示的?0-4 液压传动与机械传动、电气传动和气压传动相比较，有哪些优缺点?第一章 工作介质及液压流体力学基础1-1什么是液体的粘性?常用的粘度表示方法有哪几种，并分别叙述其粘度单位。1-2压力的定义是什么?静压力有哪些特性?压力是如何传递的?1-3什么是绝对压力、相对压力、表压力、真空度?它们之间的关系是什么?1-4为什么说液压系统的工作压力决定

3、于外负载?液压缸有效面积一定时，其活塞运动速度由什么来决定? 1-5伯努利方程的物理意义是什么?该方程的理论式与实际式有何区别?1-6什么是层流?什么是紊流?液压系统中液体的流动希望保持层流状态，为什么?1-7管路中的压力损失有哪几种?分别受哪些因素影响?1-8有200cm3的液压油，在50时流过恩氏粘度计的时间t1=153s；同体积的蒸馏水在20时流过的时间t251s。该油的恩氏粘度oE 50、运动粘度v、动力粘度各为多少 ? 油液的新、旧牌号各为什么? 解： 旧牌号 20 ；新牌号 N321-9某液压油的运动粘度为20cSt，其密度 = 900kgm3，求其动力粘度和恩氏粘度各为多少?解：

4、 由 导出 （舍去）1-10如图所示直径为d，重量为G的柱塞浸没在液体中，并在F力作用下处于静止状态。若液体的密度为，柱塞浸入深度为h，试确定液体在测压管内上升的高度x。题1-10图解：设柱塞侵入深度h处为等压面，即有 导出 1-11在题图1-12所示的阀上，如果流过的流量为1105cm3min，开口量为2mm，阀芯直径为30mm，液流流过开口时的角度69，问阀芯受到的轴向液动力是多少?解： 取 1-12圆柱形滑阀如图所示。已知阀芯直径d =20mm，进口油压p1 =MPa，出口油压p2 =9.5MPa，油液密度 = 900kgm3，阀口流量系数C =0.62。求通过阀口的流量。题1-12图1

5、3解：题1-13图1-13如图所示，油管水平放置，1-l断面和2-2断面处的直径为d1、d2，液体在管路内作连续流动，若不考虑管路内能量损失。(1) 断面1-1、2-2处哪一点压力高?为什么?(2)若管路内通过的流量为q，试求断面1-1和2-2两处的压力差p。解：（1）用11和22截面列伯努利方程 其连续性方程为： 代入伯努利方程得出 ，即22处的压力高 （2） 代入伯努利方程得出 1-14已知管子内径d =20mm，液体的流速 =s，液体运动粘度v =2s，求液流的雷诺数和流态。解： 所以流态为紊流1-15有一光滑的圆管，内径8mm，有N32号机械油(40)，流过流量q30Lmin，问流动状

6、态如何?若流量不变，管径为何值时流态可为层流?解：N32机械油40时 （1） 所以流态为紊流（2） 管径为时流态可为层流。题1-16图14 MPa，阀门打开时压力表读数为0.06 MPa，如果d =12mm， = 900kgm3，不计液体流动时的能量损失，求阀门打开时的液体流量q。解：用和截面列伯努利方程1-17什么是气穴和气蚀?它们有什么危害?第二章 液压泵及液压马达2-l 什么是容积式液压泵?它是怎样进行工作的?这种泵的实际工作压力和输油量的大小各取决于什么? 2-2 什么是液压泵和液压马达的额定压力?其大小由什么来决定? 2-3 外啮合齿轮泵的困油现象、径向力不平衡是怎样引起的?对其工作

7、有何影响?如何解决?提高其压力的措施是什么？2-4 为什么外啮合齿轮泵的齿数少而模数大？ 2-5 双作用叶片泵定子内表面的过渡曲线为何要做成等加速等减速曲线?其最易磨损的地方在吸油区还是在压油区？2-6 外反馈限压式变量叶片泵有何特点?适用于什么场合?用什么方法来调节它的流量压力特性? 2-7 为什么双作用叶片泵的流量脉动很小？叶片数为4的倍数时为什么其流量脉动为最小?2-8 斜盘式轴向柱塞液压马达，己知其排量VM，输入和输出的油液压力分别为pM1和pM2，试求其理理论平均转矩TMt。解：=2-9 试分析图225所示轴向柱塞泵及图232所示轴向柱塞马达的工作原理及结构。题2-10图2-10如题

8、图所示，己知液压泵的排量VP=10mL/r，转速np=1000r/min；容积效率hpv随压力按线性规律变化，当压力为溢流阀调定压力4MPa时，hpv=0.6；液压缸A、B的有效面积皆为1002；A、B液压缸需举升的重物分别为WA=4500N、WB=10000N（略去液压缸的机械容积效率）试求：（1）A、B液压缸举物上升速度；（2）上升和上升停止时和系统压力；（3）上升和上升停止时液压泵的输出功率。解：（1）A、B液压缸举物上升速度由题可知，容积效率hpv随压力按线性规律变化，当压力为调定压力4MPa时，pv 即 hpv4=A缸： B缸：（2）上升和上升停止时的系统压力A缸上升时，A缸停止时，

9、B缸上升时，B缸停止时， （3）上升和上升停止时液压泵的输出功率A缸上升时，A缸停止时，B缸上升时，B缸停止时， 2-11 己知轴向柱塞泵斜盘倾角d=2230；柱塞直径d=22mm；柱塞分布圆直径D=68mm；柱塞数z=7；输出压力pp=10MPa时，其容积效率为hPV=0.98， 机械效率hPm=0.9，np=960r/min。试计算：（1）泵的实际输出流量（L/min）；（2）泵的输出功率（kw）；（3）泵的输出转矩（）。解：(1)泵的实际输出流量(2)泵的输出功率kw（3）泵的输入转矩2-12 已知液压马达的排量VM=250mL/r；入口压力为9.8MPa；出口压力为0.49 MPa；此

10、时的总效率hM=0.9；容积效率hMV=0.92。当输入流量qM为22L/min时，试求： (1)液压马达的输出转矩（N）；(2)液压马达的输出功率（kw）；(3)液压马达的转速（r/min）。解：(1) 液压马达的输出转矩m(2) 液压马达的输出功率 kw(3) 液压马达的转速第三章 液压缸3-1活塞缸、柱塞缸和摆动缸在结构上各有什么特点？各应用于什么场合较为合理？3-2密封装置有哪些结构形式、如何选用？3-3 如何实现液压缸的排气和缓冲？3-4活塞与缸体、活塞杆与端盖之间的密封方式有几种？各用于什么场合？3-5有一差动液压缸，无杆腔面积A1=50cm，有杆腔面积A2=25cm103N ，机

11、械效率m =0.92，容积效率V=0.95，试求：(1)供油压力大小；(2)当活塞以/min的速度运动时所需供油量； (3)液压缸的输入功率。解：(1)供油压力p MPa(2)所需供油量 L/min(3)液压缸的输入功率kW3-6已知单活塞杆液压缸，前进时油路为差动连接，活塞直径D=100mm，活塞杆直径d=60mm，忽略液压缸的泄漏和摩擦，现以q=110L/min液压泵驱动之。试求活塞往返运动的速度比。如液压泵的工作压力p=6MPa，试求此时活塞杆往返的负载能力。解： N N第四章 控制阀4-1 何谓换向阀的“通”和“位”? 并举例说明。4-2 试说明三位四通阀O型、M型、H型中位机能的特点

12、和它们的应用场合。4-3 电液换向阀适用于什么场合? 它的先导阀中位机能为O型行吗? 为什么?4-4 Y型溢流阀的主阀芯阻尼小孔有什么作用? 是否可以将阻尼孔加大或堵塞? 若将阀的远程控制口当成外泄口接油箱，又会出现什么现象? 4-5 溢流阀能否当顺序阀用? 为什么? 顺序阀能否当溢流阀用? 为什么?题4-6图4-6 如图所示，溢流阀pY的调定压力为5MPa，减压阀pJ的调定压力为1.5MPa，试分析活塞在运动期间和工件夹紧后管路中A、B点的压力值。减压阀的阀芯处于什么状态? 阀口有无流量通过? 为什么?解：（1）活塞运动期间 减压阀处于常态，开口最大，不减压，阀口有流量通过 （2）工件夹紧后

13、，负载趋近于无穷大 减压阀开口减小，减压，阀口无流量通过4-7如图所示，随着负载压力的增加，当两个不同调定压力的减压阀串联后的出口压力决定于那个阀？为什么？另一个阀处于什么状态？又当两个不同调定压力的减压阀并联后的出口压力决定于那个阀？为什么？另一个阀处于什么状态？题4-7图解：串联时取决于调定压力较低的阀，另一个阀阀口全开 并联时取决于调定压力较高的阀，另一个阀阀口关闭4-8如图所示的液压系统，两液压缸有效面积为A1=A2=100cm2，缸I的负载FL=35000N，缸运动时负载为零，不计摩擦阻力、惯性力和管路损失。溢流阀、顺序阀和减压阀的调整压力分别为4MPa，3MPa和2MPa。求下列三

14、种情况下A、B和C点的压力。l)液压泵启动后，两换向阀处于中位时；2)1YA通电，液压缸I活塞移动时及活塞运动到终点时；3)1YA断电，2YA通电，液压缸II活塞运动时及活塞杆碰到固定挡铁时。题4-8图解：（1） （2）运动期间： 到终点： （3）运动期间： 到终点：4-9如图所示，各溢流阀的调定压力分别为pY1 =3MPa，pY2 =2MPa，pY3 =4MPa，判断系统中的最大调定压力值。题4-9图解：（a） （b） （c）4-10 影响节流阀流量稳定性的原因是什么? 为何通常将节流口做成薄壁小孔并且在小流量时尽量使水力半径大?4-11 使用调速阀时，进出油口能不能反接? 为什么？4-12

15、 有一个执行元件需要低速运动，而节流阀(或调速阀)的最小稳定流量太大，能否用两个节流阀(或调速阀)组成一个调速回路，以满足低速运动的要求?4-13 试分析二通插装阀有什么优点?4-14 比例阀的特点是什么?第五章 液压辅件5-1 蓄能器的种类有哪些？何种蓄能器应用较广泛？5-2 蓄能器的容量为5L，预充气压为2.5MPa，当工作压力从7MPa变化到4MPa时，蓄能器能释放出多少升油（按等温过程）？解：因为按等温过程，即气体压缩和释放缓慢，所以n=1，由已知条件知：V05L， 代入公式（5-3），畜能器能释放出5-3 液压系统最高和最低工作压力各是7MPa和5.6MPa，执行元件每隔30s需供油

16、一次，每次需输油1L，时间为0.5s。若用液压泵供油，该泵应有多大流量？改用气囊式蓄能器（充气压力为5MPa）完成此项工作，蓄能器应有多大容量？向蓄能器充液的泵应有多大流量？解：若用液压泵供油，泵须满足系统最大流量的要求，所以该泵的流量为改用气囊式畜能器（充气压力为5MPa）完成此项工作，畜能器大量供油，按绝热过程， 畜能器的容量为液压泵的最大流量应略大于一个工作循环中的平均值，即5-4 过滤器有何作用？对它的一般要求是什么？5-5 试举例说明过滤器三种可能的安装位置。不同位置上过滤器应如何选择？在液压泵的吸油口处为何常安装粗过滤器？5-6 叙述油箱的构造及各部分的作用。5-7 油管的种类有哪

17、些？各有何特点？如何选用？5-8 有一液压泵向系统供油，工作压力为6.3MPa，流量为40L/min，采用无缝钢管，试确定油管尺寸。解：管道中油液的流速，选取v3m/s,代入式（5-5）得油管的壁厚按下式计算5-9 油管接头的作用是什么？有哪几种常用的形式？接头处是如何密封的？5-10 在何种情况下要设置加热器与冷却器？第六章 液压基本回路题6-2图6-1 在进油、回油和旁油路节流调速回路中，泵的泄漏对执行元件的运动速度有无影响？液压缸的泄漏对速度有无影响？为什么？6-2 附图中各缸完全相同，负载F2F1，已知节流阀能调节缸速，不计其它压力损失，试判断图（a）和图（b）中那个缸先动？那个缸速度

18、快？为什么？6-3 试推导双杆进、出口联合节流阀调速回路的速度负载特性方程（不计管路损失）。6-4 容积调速回路中，泵和马达的泄漏对马达转速有无影响？6-5 变量泵和变量马达容积调速回路怎样进行调速？特点如何？6-6 图示液压回路，限压式变量泵调定后的流量压力特性曲线如图所示，调速阀调定的流量为/min，液压缸的两腔有效面积A1=2A2=50cm2，不计管路损失，求：题6-6图（1） 缸的无杆腔压力；（2） 当负载F=0和F=9000N时有杆腔压力。解：（1）缸的无杆腔压力p1 因为液压缸有杆腔的流量q2全部通过调速阀，故而调速阀的调定流量为/min，故小腔的流量为/min，根据流量连续性知，

19、无杆腔的流量即为泵输出的流量 即 由已知限压式变量泵调定后的流量压力曲线知p1 （2）当负载F0和F9000N时有杆腔压力p2。. 当负载F0时有杆腔压力p2 对活塞和活塞杆受力分析，得其受力平衡方程式为 代入己知条件解得 . 当负载F9000N时有杆腔压力p2 与类似代入受力平衡方程式得题6-8图 6-7 在液压系统中，有哪几种常用的动作转换控制方式？试各举两例。6-8 双泵供油，差动快进与工进速度换接回路如图示。已知：泵的输出流量16L/min，4L/min，缸的面积100cm2，60cm2，快进时负载1000N，油液流过方向阀的压力损失0.25MPa。不计管路损失，试求：（1） 快进时缸

20、速和压力表读数； （2） 工进时若压力表读数为8 MPa，液控顺序阀的调定压力宜选多大？此时回路承载能力为多大？解：（1）快进时缸速v和压力表读数 差动快进时，1泵和2泵的流量一起进入无杆腔，有杆腔排出流量经二位三通阀后也进入无杆腔，形成差动回路，此时缸速快进时压力表读数为无杆腔压力p1，对活塞受力分析得由上二式得 (2) 液控顺序阀在快进时不应打开，而在工进时应打开，当不考虑调压偏差时，顺序阀的调定压力为。工进时回路为回油路调速阀调速，溢流阀打开溢流，因为压力表读数为8MPa，故溢流阀调定压力为8MPa，根据会油路调速阀调速vF特性知最大承载能力为：6-9 在图6-27所示差动回路中，定量泵

21、额定流量40L/min，溢流阀限定系统最高压力为14 MPa，顺序阀调定压力为4 MPa，液压缸内径为80mm，活塞杆直径为50mm，当换向阀分别在左位和右位时，计算液压缸的速度和承载能力。解：（1）当换向阀在左位工作快进时，液压缸为差动连接，其缸速为若忽略单项阀1及管路压力损失则快进时顺序阀即将打开F为最大。对活塞受力分析得代入数据得 当换向阀在左位工作工进时，其缸速为（2）当换向阀在右位时，其缸速位6-10 速度换接回路有几种方式？各有什么缺点？ YA 动作1YA2YA3YA4YA快进+-+-工进+-快退-+-停止-+题6-11图6-11 如图所示系统可实现“快进工进快退停止（卸荷）”的工

22、作循环，试列出电磁铁动作表（通电“”，失电“”）。6-12 按下列要求画出油路图：（1）实现液压缸差动联接；（2）实现液压缸的左右换向和任意位置停止。6-13 试绘出说明溢流阀各种用途的基本回路。6-14 什么叫卸荷回路？有何作用？画出两种卸荷回路。6-15 在图6-7所示增压回路中，泵的出口压力2.5MPa，缸径分别为100mm、140mm105N，不计其它损失，试求增压缸高压腔缸径。解：夹紧缸的压力 对增压缸来说 所以增压缸高压腔内径D3为6-16 实现多缸顺序动作的控制方式有哪几类？各有什么特点？6-17 在图示串联缸同步回路中，已知100 mm、80 mm、载荷2105N，不计活塞、滑

23、块重量，不计阻力损失等，求：（1） 缸1的活塞杆直径d；（2） 当载荷F分别作用在A、B、C各点，计算两缸无杆腔压力和。题6-17图解：（1）缸1的活塞杆直径d 在图示回路中，要实现双缸同步，因1缸有杆腔排出流量全部进入2缸无杆腔。故1缸有杆腔作用面积等于2缸无杆腔作用面积即可实现双缸同步， 设1缸活塞杆直径为d，则 （2）当载荷F作用在A点时，对两活塞分别进行受力分析， 活塞1受力平衡方程式： 活塞2受力平衡方程式： 解之得 当载荷F作用在B点时，同样可得 解得 当载荷F作用在C点时，同样可得 解得 第七章 典型液压系统分析7-1 YT4543型动力滑台的液压系统：1.液压缸快进时如何实现差

24、动连接?2.如何实现液压缸的快慢速运动换接和进给速度的调节?3.油路中元件1、2、3各起什么作用?7-2 M1432A型万能外圆磨床的液压系统：1.行程控制换向回路的工作原理是怎样的?适用于何种情况?2.换向阀实现第一次快跳、慢移和第二次快跳时，三种不同的回油通道是怎样的?各起什么作用?3.抖动缸起何作用?4.“换向死点”现象是怎样产生的?为何先导阀和换向阀联用能克服“换向死点”现象?5.如何实现砂轮架的快速进退、头架及冷却泵电动机与砂轮架之间的互锁?6.尾架顶尖与砂轮架为何要互锁?油路如何实现?7.闸缸起什么作用?7-3 3150KN插装阀式液压机的液压系统：1.如何实现主缸的快速下行、慢速

25、下行、加压、保压、释压、快速返回及原位停止?2.如何实现辅助缸向上顶出、向下退回及原位停止?3.该液压系统为什么采用插装阀组成?4.在液压系统中梭阀起何作用?7-4 XL350型压力比例控制注塑机的液压系统:1.该注塑机的工艺过程是怎样的?各起什么作用?2.液压系统的动力部分如何组成?怎样工作?3.各工作过程的油路是如何实现的?7-5 JSS35型示教再现工业机器人：1.JSS35型示教再现工业机器人有哪五个自由度?2.进入电液伺服阀的油液为什么要精过滤?否则会造成怎样的后果?3.元件10的作用是什么?4.手爪的夹紧及张开为什么采用压缩空气来控制?5.示教再现的含义是什么?7-6 列出图示油路

26、中电磁铁动作状态表(电磁铁通电用“+”表示)。 电磁铁动作1YA2YA3YA快进-+工进+-快退-+停止- (a) (a)解 电磁铁动作1YA2YA3YA4YA5YA快进+-+-+一工进+-（+）+二工进+-+（-）+快退-+-+停止- (b) (b)解题 7-6图第八章 液压系统的设计与计算81 一台专用铣床，工作台要求完成快进工作进给快退停止的自动工作循环。铣床工作台重量4000N，工件及夹具重量为1500N，铣削阻力最大为9000N，工作台快进、快退速度为/s，工作进给速度为0.001/s，往复运动加、减速时间为0.05s，工作台采用平导轨，静、动摩擦系数分别为fs=0.2，fd=0.1

27、，工作台快进行程为，工作行程为，试设计该机床的液压系统。 82 设计一台校正压装液压机的液压系统。要求工作循环是快速下行慢速加压快速返回停止。压装工作速度不超过5mm/s，快速下行速度应为工作速度的810倍，工作压力不小于10N。第九章 液压伺服控制系统9-1 液压仿形刀架的液压伺服系统为何将伺服滑阀的阀体和液压缸的缸体固连成一体？若将它们分成两部分，仿形刀架能否工作，为什么？9-2 何为伺服阀的零位特性？为什么零位阀系数对液压伺服系统的稳定性是至关重要的？9-3 己知某单位反馈液压位置伺服系统的开环传递函数为试求使系统稳定的K值范围。解： 1+所有系数都为正值：劳斯判据的稳定条件为使系统稳定的K值范围为 0K10009-4 在力反馈电液伺服阀中，什么叫力反馈？力反馈是通过什么元件实现的？第十章 液压系统（设备）的安装、调试、使用及维护10-1 液压系统安装前的准备工作和要求是什么？10-2 为什么液压系统要进行清洗？10-3 电液伺服阀如何安装和保养？第十一章 液压系统的故障诊断及排除11-1 液压系统有哪些故障特征？11-2 液压系统故障诊断技术和方法有哪些？11-3 如题图所示，在液压缸返回行程时无最大速度，而且系统压力过高。检查结果是：单向阀动作正常，换向阀弹簧有些歪斜及阀芯动作不灵活。试分析故障原因，并指出排除方法。题11-3图