液压与气动系统及维护习题答案

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1、液压与气动系统及维护习题答案 - 第一章考虑题与习题解答 1-1 何谓液压传动？液压传动中的能量是如何转换的？ 答：利用液体的压力能来传递动力的的传动方式被称之为液压传动。 电机输入的机械能通过液压泵转换为液压能，通过液压缸又将液压能转换为机械能输出。 1-2 液压传动的两个重要概念是什么？ 答：一、负载是第一性的，压力是第二性的，压力的大小决定于负载。 二、速度大小决定于输入流量。 1-3液压传动系统的组成部分及各部分的作用是什么？ 答：1动力装置：动力装置是指能将原动机的机械能转换成为液压能的装置，它是液压系统的动力。 2控制调节装置：其作用是用来控制和调节工作介质的流动方向、压力和流量，

2、以保证执行元件和工作机构的工作要求。 3执行装置：是将液压能转换为机械能的装置，其作用是在工作介质的推动下输出力和速度或转矩和转速，输出一定的功率以驱开工作机构做功。 4辅助装置：除以上装置外的其它元器件都被称为辅助装置，如油箱、过滤器、蓄能器、冷却器、管件、管接头以及各种信号转换器等。它们是一些对完成主运动起辅助作用的元件，在系统中是必不可少的，对保证系统正常工作有着重要的作用。 5工作介质：工作介质指传动液体，在液压系统中通常使用液压油液作为工作介质。 1-4 液压传动的主要优缺点有哪些？ 答：优点：1与电动机相比，在同等体积下，液压装置能产生出更大的动力，也就是说，在同等功率下，液压装置

3、的体积小、重量轻、构造紧凑，即：它具有大的功率密度或力密度，力密度在这里指工作压力。 2液压传动容易做到对速度的无级调节，而且调速范围大，并且对速度的调节还可以在工作过程中进展。 3液压传开工作平稳，换向冲击小，便于实现频繁换向。 4液压传动易于实现过载保护，能实现自光滑，使用寿命长。 5液压传动易于实现自动化，可以很方便地对液体的流动方向、压力和流量进展调节和控制，并能很容易地和电气、电子控制或气压传动控制结合起来，实现复杂的运动和操作。 6液压元件易于实现系列化、标准化和通用化，便于设计、制造和推广使用。 答：缺点：1由于液压传动中的泄漏和液体的可压缩性使这种传动无法保证严格的传动比。 2

4、液压传动中有较多的能量损失泄漏损失、摩擦损失等，因此，传动效率相对低。 3液压传动对油温的变化比拟敏感，不宜在较高或较低的温度下工作。 4液压传动在出现故障时不易找出原因。 第二章考虑题与习题答案 2-1何谓液体的粘性? 答：液体流动时，其内部产生摩擦力的性质即称为液体的粘性 2-2液体粘性的大小用粘度来表示，常用的粘度有哪三种?它们的表示符号和单位各是什么? Ff答：1动力粘度? ：动力粘度又称为绝对粘度，由式：-确定。液体动力粘duAdy度的物理意义是：液体在单位速度梯度下流动或有流动趋势时，相接触的液层间单位面积上产生的内摩擦力。动力粘度的法定计量单位为Pa?s N?s/m2。 2运动粘

5、度? ：液体的动力粘度与其密度的比值被称为液体的运动粘度，即： -? ?液体的运动粘度没有明确的物理意义，但它在工程实际中经常用到。因为它的单位只有长度和时间的量纲，类似于运动学的量，所以被称为运动粘度。它的法定计量单位为m2/s，常用的单位为mm2/s。 3相对粘度：相对粘度又称为条件粘度，它是采用特定的粘度计在规定的条件下测量出来的粘度。用相对粘度计测量出它的相对粘度后，再根据相应的关系式换算出运动粘度或动力粘度，以便于使用。我国采用恩氏度?E。相对粘度无量纲。 2-3何谓液体的可压缩性?液体的可压缩性比钢的可压缩性大多少? 答：液体因所受压力增高而发生体积缩小的性质称为可压缩性。 石油基

6、液压油弹性模量为1.4210 MPa的可压缩性是钢的100170倍(钢的弹性模量为2.110MPa)。 2-4组合机床、外圆磨床、平面磨床等普通设备的液压系统一般采用什么工作介质?精 53密机床的液压系统应采用什么工作介质?在户外作业的挖掘机等工程机械的液压系统应采用 什么工作介质?数控设备的液压系统应选用什么工作介质?在高温条件下作业的液压压力机 应选用什么工作介质? 答： 工作介质 通用液压油L-HL 液压导轨油L-HG 粘度等级 32、46、68 22、32、46、68 应用场合 714MPa的液压系统及精细机床液压系统 液压与导轨合用的系统，如万能磨床、轴承磨床、螺纹磨床、齿轮磨床等

7、抗磨液压油L-HM 32、46、68 -1570的高压、高速工程机械和车辆等的液压系统 低温液压油L-HV 32、46、68 -25以上的高压、高速工程机械、农业机械和车辆等的液压系统 高粘度指数液压油L-HR 机械油L-HH 22、32、46 数控机床及高精细机床液压系统，如高精度坐标镗床的液压系统 15、22、32、46、68 7MPa以下的液压系统，如普通机床液压系统 2-5一般液压系统的工作温度应控制在什么数值范围内? 答：2065 2-6液体在程度放置的变径管内流动时，其管道直径越细的部位其压力越小，对吗?试用理想液体的伯努利方程进展判断。 mV12p2mmV22mgh-mgh2-答

8、：不对。据：理想液体的伯努利方程 1-2?2p1m和连续性方程 知：直径越细，速度越大，压力越小。 A1v1?A2v22-7根据液体流经平行平板间隙的流量计算公式分析p ，采用哪些措施可以减少间隙的漏油量?其中最有效的措施是什么? 答：通过间隙的流量qv与间隙的宽度b、压力差p及间隙高度的三次方成正比，而与液体的粘度和间隙的泄漏长度l成反比。即 qV?b-3?p12-l3由式可见，减小b、p、，增大、l，均可减小间隙液体的泄漏量。但由于该泄漏量qv与成正比，所以减小间隙的高度是减小泄漏量的最有效的措施。 2-8低压、中压、中高压、高压和超高压的压力范围各是多少? 3压力分级 p/MPa 低压

9、2.5 中压 2.5 中高压 816 高压 1632 超高压 32 2-9当液压系统中液压缸的有效面积一定时，其内的工作压力p的大小由什么参数决定?活塞运动的速度由什么参数决定? 答：压力由负载决定，速度由流量决定。 2-10一般情况下，液压泵的吸油管比拟粗，而且液压泵的安装高度不大于0.5m，这是为什么? 答：按照伯努利方程,流体的能量分为势能,动能,压力能三部分,其中势能相对来说极小,可以忽略不计.一段流体在没有外部能量介入的话,它的动能和压力能的总和是一定的,能量形式只是在两者之间转化.为了保证油泵的吸油量,防止吸空,要尽力进步油泵进油口的压力,反过来说,就是要减小动能,或者说流速.按照

10、Q=AV,当流量一定时,为了降低速度,必须增大流道的截面积,所以油管要短粗。 2-11如何判断液压系统中流动的液体是层流还是紊流?液体在管道中流动的状态与哪 些因素有关? 答： 层流和紊流是两种不同性质的流态。层流时，液体流速较低，质点受粘性制约，不能随意运动，粘性力起主导作用；但在紊流时，因液体流速较高，粘性的制约作用减弱，因此惯性力起主导作用。液体流动时终究是层流还紊流，须用雷诺数来判别。雷诺数小，意味着流体流动时各质点间的粘性力占主要地位，流体各质点平行于管路内壁有规那么地流动，呈层流流动状态。雷诺数大，意味着惯性力占主要地位，流体呈紊流流动状态，一般管道雷诺数Re2000为层流状态，R

11、e4000为紊流状态，Re20004000为过渡状态。所以判断流动状态就要确定介质的临界雷诺数。 关于雷诺数：实验说明，液体在圆管中的流动状态不仅与管内的平均流速有关，还和管径、液体的运动粘度 2-12假设活塞与液压缸的内孔不同轴，或液压阀芯与阀体孔不同轴，那么通过其偏心环缝隙的漏油量最多是其同轴时漏油量的多少倍? 答：2.5倍 2-13管路中的压力损失有哪几种?对各种压力损失影响最大的因素(参数)是什么? 答:沿程压力损失、部分压力损失。压力损失影响最大的因素(参数)是流速。 有关。 2-14液压系统工作时，在什么情况下会引起液压冲击?应如何防止或减小液压冲击? 答：所谓液压冲击，就是机器在

12、突然启动、停机、变速或换向时，由于流动液体和运动部件惯性的作用，使系统内瞬时出现很高的压力。液压冲击不仅影响液压系统的性能稳定性和工作可靠性，还会引起振动和噪声以及连接件松动等现象，甚至使管路破裂、液压元件和测量仪表损坏，在高压、大流量的系统中其后果更严重。因此，预防液压冲击很重要。 在以下情况下会引起液压冲击 1、管内流速突变；2、运动部件制动或换向；3、其他原因 采取以下措施可防止或减小液压冲击 1、对换向阀迅速关闭，或开启进、回油口时所产生的液压冲击的防止方法。 1在确保换向阀工作周期的前提下，应尽可能地减慢换向阀的关闭或开启进、回油口的速度。方法是：在换向阀两端采用阻尼器，可用单向节流

13、阀调节换向阀的挪动速度；采用电磁换向阀的换向回路，如因换向速度快而产生液压冲击，可换用带阻尼器装置的电磁换向阀；适当降低换向阀的控制压力；严防换向阀两端油腔渗漏。 2在换向阀未完全关闭关减慢液体的流速。方法是：改良换向阀进、回油口控制边的构造。换各阀进、回油口控制边的构造有直角形、锥形和轴向三角槽形等多种形式。当采用直角形控制边时，液压冲击较大；采用锥形控制边时，制动锥角小，制动锥的长度长，那么液压冲击小。采用三角槽开控制边，那么制动过程较平稳；采用先导阀预制动的的效果较好。 正确地选择三位换向阀的换向机能，合理确定换向阀在中间位置的开口量。 3有快跳动作要求的换向阀如平面磨床及外圆磨床上，其

14、快跳动作不能越位，即在构造与尺寸的匹配上应保证换向阀快跳后处于中间位置。 4适当加大管路的管径，缩短换向阀至液压缸的管路，减少管道的弯曲。 2、对液压活塞在行程的中间位置突然被制动、减速或停顿时所产生的液压冲击的防止方法。 在液压缸的入口及出口处设置反响快、灵敏度高的小型平安阀；采用动态特性好如动态调量小的压力控制阀；减小驱动能，即在到达所需驱动力的情况下，尽可能地减小系统的工作压力；在带有背压阀的系统中，适当地进步背压阀的工作压力；在立式动力头或立式液压机拖板快速下降的液压控制回路中，应设置平衡阀或背压阀；采用双速转换；在发生液压冲击的附近处安装皮囊式波纹形的蓄能器；采用橡胶软管，以吸收液压冲击的能量；防止和排除液压系统中的空气。 3、对液压缸活塞在行程终端停顿或反向时所引起的液压冲击的防止方法。 此种情况下一般的防治方法是，在液压缸中设置缓冲装置，使活塞尚未到达终点时增大回油第 11 页 共 11 页