《液壓與氣壓傳動》試卷A答案.doc

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課程期終考試試卷(A)答案 一、填空題：（共12 小題，每一空格1分，共30 分） 1．直動式溢流閥的阻尼孔的作用是 減小油壓的脈動，提高閥工作的平穩(wěn)性 而先導(dǎo)式溢流閥的阻尼孔的作用是 在先導(dǎo)錐閥打開時，在主閥芯兩端產(chǎn)生壓差使其打開。由于調(diào)壓彈簧與主閥芯復(fù)位彈簧分開，所以可以實現(xiàn)高壓且調(diào)壓穩(wěn)定。 2．影響節(jié)流閥流量穩(wěn)定性的主要原因是（1） 負(fù)載變化的影響 （2） 溫度變化的影響 （3） 節(jié)流口形狀的影響 3．減壓閥與順序閥的主要區(qū)別是（1） 前者用出口油壓來控制閥芯移動，后者用進(jìn)口油壓來控制（2） 原始狀態(tài)前者是常開的而后者是常閉的 （3） 前者的出口壓力保持恒定，后者的出口壓力由負(fù)載決定 4．氣動中后冷卻器的作用是 將壓縮空氣冷卻并除去水分 儲氣罐的作用是 消除壓力波動，保證輸出氣流的連續(xù)性；儲存壓縮空氣備用和進(jìn)一步分離壓縮空氣中的水分與油分 而油霧器的作用則是 使?jié)櫥挽F化后注入氣流中，并隨氣流到期要潤滑的部件起潤滑作用 5．Y形密封圈是 自封式自緊型（或唇邊） 密封，它除靠密封圈的微小過盈量實現(xiàn)初始密封外，其密封主要是在壓力油作用下 接觸壓力增大，使唇邊貼緊偶合面來保持密封 。 6．沖擊氣缸的結(jié)構(gòu)有 頭腔 、 尾腔 和 儲能腔 三個工作腔。 7．旁油路節(jié)流調(diào)速時，回路中溢流的作用是 安全閥 。 8．容積式泵的基本特點是：具有一個或若干個周期性變化的密封容積，具有 配流裝置 ，油箱內(nèi)液體的絕對壓力必須恒等于或大于 大氣壓力 。 9．電液換向閥中先導(dǎo)閥的中位機能應(yīng)選用 Y 型。液壓系統(tǒng)采用三位四通換向閥換向，若要求需要液壓泵卸荷、液壓缸鎖緊時，可采用的中位機能為 M 型。 10．氣動三聯(lián)件安裝時，從進(jìn)氣到輸出的安裝順序依次為；過濾器、減壓閥、油霧器。 11．氣液阻尼缸 是由氣缸和液壓缸共同組成的。它以壓縮空氣為能源，利用液壓油的不可壓縮性和對油液流量的控制，使活塞獲得穩(wěn)定的運動，并可調(diào)節(jié)活塞的運動速度。 12． 快速排氣閥 用來加快氣缸排氣腔排氣,以提高氣缸運動速度。它通常裝在換向閥和氣缸之間。 得分 閱卷人 二、識圖作圖題（25 分，） 1．指出圖中所標(biāo)序號元件名稱（15分）。 2．畫出用職能符號表示的下圖液壓系統(tǒng)圖（10分）。 得分 閱卷人 三、計算題（共 小題，毎小題 分，共17 分） 1．回油節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)：液壓泵流量為25L/ min，溢流閥調(diào)定壓力為5.4Mpa, 負(fù)載F為40000N，液壓缸大腔面積A1=80cm2, 小腔面積A2=40cm2, 工進(jìn)時液壓缸速度v為180cm/min, 不考慮管路損失和液壓缸摩擦損失。試：（15分） （1）。畫出完整回路；（7分） （2）。工進(jìn)時液壓系統(tǒng)的效率為多少；（5分） （3）。負(fù)載降為0時（即F=0），回油腔的壓力？（5分） (1) （2）。 （3）。當(dāng)V1=18cm/min時， P2= 當(dāng)F=0時, P2’= 得分 閱卷人 四、按要求畫出下列回路（共4小題，每小題7分，共28分） 1．液壓缸快進(jìn)時大、小泵同時供油且差動連接，工進(jìn)時大泵卸荷僅小泵供油的回路。 2．兩單出桿液壓缸，一為加壓缸，一為送料缸。要求用壓力控制實現(xiàn)以下工作循環(huán)：送料液壓缸快速前進(jìn)到行程終點時，加壓液壓缸開始快速前進(jìn)，到接觸工件時轉(zhuǎn)為慢速前進(jìn)加壓，當(dāng)加壓液壓缸到達(dá)加壓行程終點后，即立即快速退回。加壓缸退到原點后，送料液壓缸開始快速退回。 3．試畫出氣壓傳動中的單往復(fù)動作回路。 4．試畫出氣壓傳動中的雙手同時操作回路。 (1) (2) (3) 選擇題（每小題1分，共15分） 2．液壓控制閥可分為三大類，它們是( A ) A壓力閥/方向閥/流量閥 B單向閥/比例閥/伺服閥 C球閥/截止閥/閘閥 3．外嚙合齒輪泵吸油口比壓油口做得大，其主要原因是( B )。 A防止困油 B增加吸油能力 C減少泄露 D減少徑向不平衡力 4．外嚙合齒輪泵中齒輪進(jìn)入嚙合的一側(cè)是( B )。 A吸油腔 B壓油腔 C吸油腔或壓油腔。 5．( C )節(jié)流調(diào)速回路可以承受負(fù)值負(fù)載 A 進(jìn)油 B旁路 C回油 6．中位機能為 ( C ) 型的三位四通換向閥可實現(xiàn)中位卸荷。 A O B P C M D Y 7．在以下調(diào)速回路中，( C )的回路效率最高。 A進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速 B旁油路節(jié)流調(diào)速 C容積調(diào)速 D容積節(jié)流調(diào)速 8．高壓系統(tǒng)宜采用( C ) A齒輪泵 B葉片泵 C柱塞泵。 9．雙出杠液壓缸，采用活塞杠固定安裝，工作臺的移動范圍為缸筒有效行程的( C )。 A 1倍 B 2倍 C 3倍 D 4倍 10．調(diào)速閥由（ B ）與節(jié)流閥串聯(lián)組成。 A減壓閥 B定差減壓閥 C溢流閥 D差壓式溢流閥 12．壓力機液壓系統(tǒng)為防止液壓沖擊需設(shè)置( A )回路。 A泄壓 B增壓 C減壓  13．當(dāng)限壓式變量泵工作壓力p>pB（pB拐點壓力）時，隨著負(fù)載壓力上升，泵的輸出流量( B )。 A增加 B呈線性規(guī)律衰減 C呈雙曲線規(guī)律衰減 D基本不變 14．在回油節(jié)流調(diào)速回路中，節(jié)流閥處于節(jié)流調(diào)速工況，系統(tǒng)的泄漏損失及溢流閥調(diào)壓偏差均忽略不計。當(dāng)負(fù)載F增加時，泵的輸出功率( C )。 A 增加 B減少 C基本不變 D可能增加也可能減少 15．在變量泵和定量馬達(dá)組成的容積調(diào)速回路中，如果將泵的排量減小，其他條件保持不變，馬達(dá)的轉(zhuǎn)速將( B )。 A 增加 B 減小 C 不變 問答題（每小題5分，共25分） 1．什么叫液壓泵的排量，理論流量，實際流量和額定流量？它們之間有什么關(guān)系？ 液壓泵的排量V是指泵軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)所排出油液的體積，取決于液壓泵密封腔的幾何尺寸。 理論流量qt是指不考慮液壓泵泄漏損失情況下，液壓泵在單位時間內(nèi)輸出油液的體積，排量和理論流量之間的關(guān)系是：qt=nV。（n——液壓泵的轉(zhuǎn)速） 實際流量q是指考慮液壓泵泄漏損失時，液壓泵在單位時間內(nèi)實際輸出的油液體積。由于液壓泵在工作中存在泄漏損失，所以液壓泵的實際輸出流量小于理論流量。 額定流量qs是指泵在額定轉(zhuǎn)速和額定壓力下工作時，實際輸出的流量。泵的產(chǎn)品樣本或銘牌上標(biāo)出的流量為泵的額定流量。 2．齒輪泵的液壓徑向力不平衡是怎樣產(chǎn)生的?會帶來什么后果?消除徑向力不平衡的措施有哪些? 齒輪泵產(chǎn)生的液壓徑向力不平衡的原因有二個方面：一是液體壓力產(chǎn)生的徑向力。二是困油現(xiàn)象產(chǎn)生的徑向力，致使齒輪泵徑向力不平衡現(xiàn)象加劇。 齒輪泵由于徑向力不平衡，把齒輪壓向吸油一側(cè)，使齒輪軸受到彎曲作用，影響軸承壽命，同時還會使吸油腔的齒輪徑向間隙變小，從而使齒輪與泵體內(nèi)產(chǎn)生摩擦或卡死，影響泵的正常工作。 消除徑向力不平衡的主要措施：開壓力平衡槽等。 3．如圖所示回路，溢流閥調(diào)定壓力py=5MPa，減壓閥調(diào)定壓力pj=3MPa，液壓缸負(fù)載F形成的壓力為2 MPa。不考慮管道及減壓閥全開時的壓力損失，“至系統(tǒng)”的油路不通時，問： 1）液壓缸推動負(fù)載運動過程中：p1、p2為多少，這時溢流閥、減壓閥有無工作，各閥的先導(dǎo)閥、主閥處于什么狀態(tài)，L油路有無油流出？為什么？ 2）液壓缸運動到終端停止后：p1、p2為多少，這時溢流閥、減壓閥有無工作，各閥的先導(dǎo)閥、主閥處于什么狀態(tài)，L油路有無油流出？為什么？ 1）液壓缸推動負(fù)載運動過程中：p1、p2均為2 MPa；這時溢流閥、減壓閥處于非工作狀態(tài)；減壓閥先導(dǎo)閥關(guān)閉、主閥口處于全開狀態(tài)，溢流閥主閥處于關(guān)閉狀態(tài)；L油路無油流出。 2）液壓缸運動到終端停止后：p1為5 MPa、p2為3 MPa；這時溢流閥、減壓閥處于工作狀態(tài)；減壓閥先導(dǎo)閥開啟，主閥口處于微開狀態(tài)，溢流閥閥口處于半開狀態(tài)；L油路有油流出。 4．如圖所示回路，溢流閥調(diào)定壓力py=5MPa，忽略管道及換向閥損失。說明下面的問題： 1）當(dāng)電磁閥通電、若系統(tǒng)負(fù)載無限大時，溢流閥的先導(dǎo)閥口、主閥口各處于什么狀態(tài)，pk為多少？ 2）當(dāng)電磁閥斷電、若系統(tǒng)負(fù)載無限大時，溢流閥的先導(dǎo)閥口、主閥口各處于什么狀態(tài)，pk為多少？ 3）當(dāng)電磁閥斷電、若系統(tǒng)壓力p=3MPa時，溢流閥的先導(dǎo)閥口、主閥口各處于什么狀態(tài)，pk為多少？ 1）當(dāng)電磁閥通電、若系統(tǒng)負(fù)載無限大時，溢流閥的先導(dǎo)閥口關(guān)閉、主閥口全開，pk為0。 2）當(dāng)電磁閥斷電、若系統(tǒng)負(fù)載無限大時，溢流閥的先導(dǎo)閥口開啟、主閥口開啟一定開度，pk為5MPa。 3）當(dāng)電磁閥通電、若系統(tǒng)壓力p=3MPa時，溢流閥的先導(dǎo)閥口關(guān)閉、主閥口關(guān)閉，pk3MPa。 5. 如圖所示，有一直徑為d、質(zhì)量為m的活塞浸在液體中，并在力F的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)。若液體的密度為ρ,活塞浸入的深度為h，問液體在測壓管內(nèi)的上升高度。 四、計算題（每小題15分，共30分） 1. 液壓泵的額定壓力為31.5MPa，排量V=168mL/r，轉(zhuǎn)速n=950r/min。在額定壓力下實測流量為150 L/min，額定工況下的總效率h=0.88。試求：1) 泵的理論流量； 2) 額定工況下，泵的容積效率；3）額定工況下，泵的機械效率；4) 額定工況下，泵的輸出功率；5）額定工況下，泵所需電動機的驅(qū)動功率；6) 額定工況下，驅(qū)動泵的轉(zhuǎn)矩。 1) qt＝Vp n＝16810-3950＝159.6 L/min（2分） 2) ηv＝q / qt ＝150/159.6＝94％（2分） 3）ηm＝η/ηv＝0.88/0.94＝94％（2分） 4）Po=pq＝（31.5106）（15010－3/60）＝ 78.75kw（3分） 5）Pi＝Po/η＝78.75/0.88＝89.49kw（3分） 6)（ 2． 液壓泵輸出流量Qp=10L/min液壓缸無桿腔面積A1=50cm2，有桿腔面積A2=25cm2。溢流閥調(diào)定壓力pY=2.4MPa，負(fù)載F=10000N。節(jié)流閥按薄壁孔，流量系數(shù)Cd=0.62，油液密度ρ=900kg/m3，節(jié)流閥開口面積AT=0.01cm2，試求：（1）液壓泵的工作壓力；（2）活塞的運動速度；（3）溢流損失和回路效率。 解：（1）求液壓泵的工作壓力 此油路為采用節(jié)流閥的回油節(jié)流調(diào)速回路 液壓泵的工作壓力由溢流閥調(diào)定。 2）求活塞的運動速度 列出液壓缸的力平衡方程，求回油路壓力p2 節(jié)流閥兩端的壓差 回油路流量 活塞速度 （3）求溢流損失和回路效率 由 進(jìn)油路流量 溢流量 溢流損失 回路效率 五、作圖題(共5分 ) 請繪制進(jìn)、回油路節(jié)流調(diào)速的液壓回路原理圖。 六、計算題（共20分） 1、（6分）如下圖所示的液壓系統(tǒng)中，液壓泵的銘牌參數(shù)為 q=18 L／min，= 6.3 MPa，設(shè)活塞直徑 D=90mm，活塞桿直徑 d=60 mm，在不計壓力損失且 F=28 000N時，試在各圖示情況下壓力表的指示壓力。 解：a)P1=4.4106Pa、b)P1=5.5106Pa、c)P1=0 2、（14分）如下圖所示的液壓回路，限壓式變量葉片泵調(diào)定后的流量壓力特性曲線如圖所示，調(diào)速閥的調(diào)定流量為3L／min，液壓缸兩腔的有效面積A1=2A2=60 cm2，不計管路損失。試求：（1）液壓泵的工作壓力；（2）當(dāng)負(fù)載 F＝0 N和 F=10000 N時的小腔壓力2；（3）設(shè)液壓泵的總效率為 0．8，求液壓系統(tǒng)的總效率。 解：（1）v=q2/A2=3*1000/30=100cm/min; q1=vA1=100*60=6000cm/min=6L/min 由此，從圖中可知：p1=3.3MP; (2)F=0, P1A1`=P2A2 P2=P1A1/A2=3.3*2=6.6.MP; F=10000N, P2=(P1A1-F)/A2=(3.3*106*60*10-4-10000)/30*10-4=3.267MP 3)泵的輸出功率：Po=P1xq1=3.3x10-6x6x10-3/60=330(w) 損耗的功率：Pc=P2xq2=3.267x10-6x3x10-3/60=163(w) 有用功率：Pe=330-163=167(w) 除泵以外，系統(tǒng)的效率：=167/330=0.51.系統(tǒng)的總效率：=0.51x0.8=0.41 1、 圖中定量泵的輸出流量q、P為一定值，若改變泵出口處節(jié)流閥的開口大小，問活塞運動速度會不會發(fā)生變化？流過a、b、c三點處的流量各是多少？ 答：活塞運動速度不會發(fā)生變化。因為液壓泵輸出的流量為定值，進(jìn)入液壓缸的流量保持不變。 a. c處的流量為：q.b處的流量為： 3、簡述伯努利方程的物理意義。 答：其物理意義是：在密閉的管道中作恒定流量的理想液體具有三種形式的能量（動能、位能、壓力能），在沿管道流動的過程中，三種能量之間可以相互轉(zhuǎn)化，但是在管道任一斷面處三種能量總和是一常量。 4、試述液壓泵工作的必要條件。 答：1）必須具有密閉容積。2）密閉容積要能交替變化。3）吸油腔和壓油腔要互相隔開，并且有良好的密封性。 5、為什么說先導(dǎo)式溢流閥的定壓精度比直動式溢流閥高？ 答：先導(dǎo)式溢流閥將控制壓力的流量與主油路分開，從而減少了彈簧力變化以及液動力等對所控制壓力的干擾。 3．如圖所示回路，溢流閥調(diào)定壓力py=5MPa，減壓閥調(diào)定壓力pj=3MPa，液壓缸負(fù)載F形成的壓力為2 MPa。不考慮管道及減壓閥全開時的壓力損失，“至系統(tǒng)”的油路不通時，問： 1）液壓缸推動負(fù)載運動過程中：p1、p2為多少，這時溢流閥、減壓閥有無工作，各閥的先導(dǎo)閥、主閥處于什么狀態(tài)，L油路有無油流出？為什么？ 2）液壓缸運動到終端停止后：p1、p2為多少，這時溢流閥、減壓閥有無工作，各閥的先導(dǎo)閥、主閥處于什么狀態(tài)，L油路有無油流出？為什么？ 1）液壓缸推動負(fù)載運動過程中：p1、p2均為2 MPa；這時溢流閥、減壓閥處于非工作狀態(tài)；減壓閥先導(dǎo)閥關(guān)閉、主閥口處于全開狀態(tài)，溢流閥主閥處于關(guān)閉狀態(tài)；L油路無油流出。 2）液壓缸運動到終端停止后：p1為5 MPa、p2為3 MPa；這時溢流閥、減壓閥處于工作狀態(tài)；減壓閥先導(dǎo)閥開啟，主閥口處于微開狀態(tài)，溢流閥閥口處于半開狀態(tài)；L油路有油流出。 4．如圖所示回路，溢流閥調(diào)定壓力py=5MPa，忽略管道及換向閥損失。說明下面的問題： 1）當(dāng)電磁閥通電、若系統(tǒng)負(fù)載無限大時，溢流閥的先導(dǎo)閥口、主閥口各處于什么狀態(tài)，pk為多少？ 2）當(dāng)電磁閥斷電、若系統(tǒng)負(fù)載無限大時，溢流閥的先導(dǎo)閥口、主閥口各處于什么狀態(tài)，pk為多少？ 3）當(dāng)電磁閥斷電、若系統(tǒng)壓力p=3MPa時，溢流閥的先導(dǎo)閥口、主閥口各處于什么狀態(tài)，pk為多少？ 1）當(dāng)電磁閥通電、若系統(tǒng)負(fù)載無限大時，溢流閥的先導(dǎo)閥口關(guān)閉、主閥口全開，pk為0。 2）當(dāng)電磁閥斷電、若系統(tǒng)負(fù)載無限大時，溢流閥的先導(dǎo)閥口開啟、主閥口開啟一定開度，pk為5MPa。 3）當(dāng)電磁閥通電、若系統(tǒng)壓力p=3MPa時，溢流閥的先導(dǎo)閥口關(guān)閉、主閥口關(guān)閉，pk3MPa。 5. 如圖所示，有一直徑為d、質(zhì)量為m的活塞浸在液體中，并在力F的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)。若液體的密度為ρ,活塞浸入的深度為h，問液體在測壓管內(nèi)的上升高度。 四、計算題（每小題15分，共30分） 1. 液壓泵的額定壓力為31.5MPa，排量V=168mL/r，轉(zhuǎn)速n=950r/min。在額定壓力下實測流量為150 L/min，額定工況下的總效率h=0.88。試求：1) 泵的理論流量； 2) 額定工況下，泵的容積效率；3）額定工況下，泵的機械效率；4) 額定工況下，泵的輸出功率；5）額定工況下，泵所需電動機的驅(qū)動功率；6) 額定工況下，驅(qū)動泵的轉(zhuǎn)矩。 1) qt＝Vp n＝16810-3950＝159.6 L/min（2分） 2) ηv＝q / qt ＝150/159.6＝94％（2分） 3）ηm＝η/ηv＝0.88/0.94＝94％（2分） 4）Po=pq＝（31.5106）（15010－3/60）＝ 78.75kw（3分） 5）Pi＝Po/η＝78.75/0.88＝89.49kw（3分） 6)（ 3． 液壓泵輸出流量Qp=10L/min液壓缸無桿腔面積A1=50cm2，有桿腔面積A2=25cm2。溢流閥調(diào)定壓力pY=2.4MPa，負(fù)載F=10000N。節(jié)流閥按薄壁孔，流量系數(shù)Cd=0.62，油液密度ρ=900kg/m3，節(jié)流閥開口面積AT=0.01cm2，試求：（1）液壓泵的工作壓力；（2）活塞的運動速度；（3）溢流損失和回路效率。 解：（1）求液壓泵的工作壓力 此油路為采用節(jié)流閥的回油節(jié)流調(diào)速回路 液壓泵的工作壓力由溢流閥調(diào)定。 2）求活塞的運動速度 列出液壓缸的力平衡方程，求回油路壓力p2 節(jié)流閥兩端的壓差 回油路流量 活塞速度 （3）求溢流損失和回路效率 由 進(jìn)油路流量 溢流量 溢流損失 回路效率