液压传动与控制习题及答案.

1、第8页共12页液压传动与控制习题1液压传动概述思考题与习题1- 1液压传动系统由哪几个基本部分组成？它们的基本功能是什么？试用示意图说明。1- 2试比较液压传动与机械传动和电力传动的主要优缺点。1- 3用附录A中液压系统图形符号表示图1-1的液压千斤顶原理图。1- 4说明图1-2所示的机床工作台传动系统，若用机械传动来实现同样功能，至少应由 哪些部分和零件组成，试用简图表示之。1- 5如图1-1所示,某液压千斤顶（设效率为1）可顶起10t重物。试计算在 30MPa压力 下，液压缸7的活塞面积 A为多大？当人的输入功率为 100w时，将10t重物提起0.2 m高 所需的时间为多少？2液压传动中的

2、工作液体思考题与习题2- 1说明工作介质在液压传动系统的作用。2- 2粘度有几种表示方法？它们之间的关系如何？2- 3什么是乳化液？其有哪些类型？各自的特点如何？2- 4对液压工作介质有哪些基本要求？试说明理由。2- 5在矿物油类工作介质中，有几种常用的工作介质？它们的性能和适用范围如何？2- 6什么液压工作介质的粘温特性？用什么指标来表示？2- 7液压工作介质中的污染物是如何产生的？2-8为了减少液压工作介质的污染，应采取哪些措施？2-9什么是气蚀现象？它有哪些危害？2-10什么是液压冲击？举例说明其产生的过程。3液压流体力学思考题与习题3- 1流体静压力有那些特性？3- 2什么是定常流动？

3、举例说明3- 3流管具有什么特性？并进行证明3- 4比较微小流束和流线两个概念的异同3- 5什么流动阻力、沿程阻力和局部阻力？3-6如图3-22所示，断面为 50x 50cm2的送风管，通过 a、b、c、d四个50x 50cm2 送风口向室内输送空气，送风口气流平均速度为5m/s,求通过送风管1、2、3断面的流速和流量。勺丄山昇图 3-23图 3-223-7如图3-23所示，液压泵的流量Q=100L/min ,吸油管通径为25mm,液压泵入口距液面高度h=400mm,粗滤网的压力降图 3-24空气“ 國纫！ jili 腌A ii曜BD图 3-25z3 pr=1.5 x lO3Pa,油液的密度

4、p =0.9 x io3kg/ m3, 油液的粘度 v=0.2 x 10-4m2/s，求液压泵 吸油口的真空度。3- 8如图3-24所示，用直径d=100mm的管道从水箱中引水。如水箱中的水面恒定，水2面高出管道出口中心的高度H=4m,管道的损失假设沿管道均匀发生，hw13 。2g求：1通过管道的流速和流量；2管道中点M的压强。3- 9如图3-25所示容器中，分别装入油和水，求内部 A、B、C、D、E各点的压力？已知Z1=60cm , Z2=30cm, Z3=15cm,乙=30cm。3-10有一如图3-26所示的水平管路，水从断面 2-2排入大气。为了将水从 h=3.5m的下 面吸入管路中，问

5、细管的直径取多大才能实现？已知粗管直径D=10cm，管内流量Q=0.006 m / s o3-11有一如图3-27所 示二维通路，断面下半部分 的流速为vi,断面上半部分的 流速为V2= Vl/S，从断面1-1流 向2-2，流速逐渐变为相等为 v,此时断面1-1和2-2间的 压力升高可表示为：p2 -p1 =k 丫v；。试求式中g的k值。3-12有一吸水管内径d为100mm的离心式水泵，安装在距水面上3m的位置（图3-28 ）,若真空表上的读数 P为310mmHg （41.3 kPa）时求水泵的排水量（不计损失）。3-13 图3-29 所示的增压器 d1=210mm, d2=200mm, d3

6、=110mm, d4=100mm，可动部分质图 3-29量为m=200kg ,摩擦阻力等于 工作柱塞全部传递力的10% 如果进口压力P1=5MPa求出 口压力p2。3-14图3-30所示的液压系统中，液压缸直径D=15cm，活塞杆直径 d=5mm，负载 F=104N，要求 运动速度u =0.2 m/So泵出口 比液压缸低2m,泵出口比油 池高1m。所用油为N46机械.23油，其运动粘度v=2.9m /s,密度p =900kg/ m。压油管道：管长1讦30m,管径d1=30mm，绝对粗糙度；1=0.1 mm, 1个弯头，=0.29，换向阀压力损失为12.1 m油柱;回油管道：管长 h=32m,

7、d1=30mm, ；2 =0.25 mm,4个弯头，=0.29，换向阀压力损失为9.65 m油柱。设油缸入口和出口局部压力损失系数分别为；=0.5和3=1，试求泵的出口压力。4液压泵和液压马达思考题与习题4- 1液压泵的基本工作原理是什么？4- 2液压泵有哪几种配流方式？各举一例说明。4- 3什么是齿轮泵的因油现象？有什么危害？怎样消除?4- 4减小齿轮泵径向力的措施有哪些?4- 5提高高压齿轮泵容积效率的方法有哪些？4- 6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进液区还是排液区？4- 7简述斜盘式轴向柱塞泵的工作原理和手动伺服变量机构的变量原理。4-

8、8简述斜轴式轴向柱塞泵的结构特点和工作原理。它是如何调节排量的？4-9液压马达和液压泵有什么异同？4-10怎样改变液压马达的输出转速和转向？4-11轴向柱塞液压马达输出轴上的转矩是如何产生的？其输出转矩的大小与哪些因素 有关？4-12简述内曲线马达的工作原理。4-13已知液压泵的输出压力 p为10MPa，泵的排量 q为100ml/r，转速n为1450r/min ,容积效率n 为0.95,机械效率 m为0.9。计算：该泵的实际流量Q;驱动该泵的电机功率。54-14某液压马达的进油压力为100X 10 Pa,排量为200ml/r，总效率为0.75，机械效率为0.9，试计算：1）该马达能输出的理论转

9、矩；2）若马达的转速为500r/min，则输入马达的流量为多少？3）若外负载为 200N m （ n=500r/min ）时，该马达输入功率和输出功率各为多少？4-15泵的额定流量为 100L/min，额定压力为 2.5MPa，当转速为1450r/min时，机械效 率为0.9。由实验测得，当泵出口压力为零时，流量为 106L/min ;压力为2.5MPa时，流量为100.7L/min，求：1）泵的容积效率;2）如泵的转速下降到500r/min，在额定压力下工作答案参见我的新浪博客：.en/s/blog_3fb788630100muda.html时，估算泵的流量为多少？3）上述两种转速下泵的驱动

10、功率。4-16 一液压马达，要求输出转矩为52.5N m,转速为30r/min ,马达排量为105mL/r,马达的机械效率和容积效率 均为0.9，出口压力为2X 105Pa,试求马达所需的流量和压 力各为多少？4-17图示为变量泵和定量马达系统，低压辅助泵输出 压力 Py=4 x 105Pa,泵最大排量 qpmax=100mL/r ,转速 np=1000r/min，容积效率 n u p=0.9，机械效率 n mp=0.85。马 达的相应参数为qM=50mL/r , n um=0.95, n mM=0.9。不计管道损失，当马达的输出转矩为Tm=40 N m ,转速为 nM=160r/min时，求

11、变量泵的排量、工作压力和输入功率。5液压缸思考题与习题5- 1液压缸为什么要设置缓冲装置？举例进行说明。5- 2液压缸为什么要设置排气装置？如何确定排气装置的位置?5- 3液压缸的设计应考虑那些因素？5- 4 举例说明伸缩式液压缸的工作原理。5-5 如图5-13 (a)所示，一单杆活塞图 5-13缸，无杆腔的有效工作面积为A,，有杆腔的有效工作面积为 A，且Ai = 2A2。当供油流量Q =100L/min时，回油流量是多少？若液 压缸差动连接，如图5-13 (b),其它条件不变， 则进入液压缸无杆腔的流量为多少？0.1 m/s，退5- 6 一单杆液压缸快速向前运动时采 用差动连接，退回时，压

12、力油输入液压缸有杆腔。假如活塞往复运动的速度都是 回时负载为25000N，输入流量 Q=25L/min，背压p2 = 2 105 Pa,要求:(1) 确定活塞和活塞杆直径；(2) 如缸筒材料的o =5 107 N/m2,计算缸筒的壁厚。5-7 图5-14所示，两个液压缸串联，其无杆腔面积分别为A1=100cm2, A2=80cm2，输入的压力P1=18x 105Pa,流量Q=16L/min，所有损失不计，试求：1) 当缸的负载相等时，可能承担的最大负载R是多少？2) 若两缸负载不相等，缸n可能承担的最大负载将比在1)条件下承担的负载大多少？3) 两缸的活塞运动速度各为多少？5-8如图5-15所

13、示的并联油缸，夕卜负载R1=R2=104N，两缸无杆腔面积分别为 A1=25cm2,A2=50cm2，当泵的供油流量 Q=30L/min，溢流阀调定压力 p=4.5 MPa时，试分析：1) I、n两缸的动作顺序和运动速度各为多少？2) 油泵的最大输出功率为多少？I1rR2A ZLpsl丄11n图 5-15图 5-146液压控制阀思考题与习题6- 1液压卡紧力是怎样产生的 ？它有什么危害？减小液压卡紧力的措施有哪些6- 2分析比较溢流阀、减压阀和顺序阀的作用及差别。6- 3绘出先导型溢流阀的启闭特性曲线，并对各段曲线及各拐点作出解释。6- 4现有两个压力阀，由于铭牌脱落，分不清哪个是溢流阀，哪个

14、是减压阀，又不希望把阀拆开，如何根据其特点作出正确判断?6- 5 若减压阀调压弹簧预调为 5MPa,而减压阀前的一次压力为4MPa。试问经减压后的二次压力是多少？为什么？6- 6在节流调速系统中，如果调速阀的进、出油口接反了，将会出现怎样的情况，试根据调速阀的工作原理进行分析。6- 7将调速阀和溢流节流阀分别装在回油路上，能否起速度稳定作用？6-8溢流阀和节流阀都能做背压阀使用，其差别何在？6-9将调速阀中的定差减压阀改为定值输出减压阀，是否仍能保证执行元件速度的稳定？为什么？6-10分别说明0型、M型、P型和H型三位四通换向阀在中间位置时的性能特点。6-11电液比例阀与普通开关（或定值控制）

15、阀比较，有何特点？6-12 电液比例压力先导阀中弹簧的作用是什么？该弹簧的刚度对阀的启闭特性有无影响？6-13 利用两个逻辑阀单元组合起来作放大级，以适当的电磁换向阀作先导级，分别构 成相当于二位三通、三位三通和四位三通电磁换向阀。6-14 利用四个逻辑阀单元组合起来作放大级，以适当的电磁换向阀作先导级，分别构 成相当于二位四通、0型三位四通、H型三位四通、四位四通电液换向阀。6-15 分别绘出逻辑溢流阀、逻辑顺序阀、逻辑卸荷阀和逻辑减压阀的原理图。6-16 分别绘出逻辑节流阀和逻辑调速阀的原理图。7液压传动系统辅件思考与题习题7- 1油箱的功用是什么？7- 2设计油箱时，应考虑哪些问题？7-

16、 3怎样确定油箱的容积？7- 4滤油器有哪几种类型？7- 5选择滤油器时应考虑哪些问题？7- 6常用的密封装置有哪几种类型？各有什么特点？7- 7如何计算油管的内径和壁厚？7-8什么情况下需要设置加热器？7- 9蓄能器的功用是什么？8液压基本回路思考题与习题8- 1 如何实现三级调压？8-2 减压回路有何功用？8- 3 如何利用增压器获得间断增压和连续增压？8- 4 卸荷回路的功用是什么 ？试绘出两种不同的卸荷回路。8- 5 在什么情况下需应用保压回路？试绘出使用蓄能器的保压回路。8- 6 什么是平衡回路？平衡阀的调定压力如何确定？8- 7 进油节流调速回路有何特点？第7页共12页8-88-9

17、8-108-11什么？8-128-138-148-158-168-178-188-198-208-218-228-238-248-258-268-278-288-298-308-31回油节流调速回路有何特点 ？旁路节流调速回路有何特点 ？为什么采用调速阀能提高调速性能？溢流节流阀既可用于进油节流调速 ，也可用于回油节流调速和旁路节流调速吗？为试分析、比较三种容积式无级调速回路的特性。试绘出三种不同的快速运动回路。什么叫差动回路？如何利用行程阀实现两种不同速度的换接？如何利用两个调速阀实现两个不同慢速的换接？时间控制制动式换向回路有何特点？行程控制制动式换向回路有何特点？如何使用行程阀实现执行元

18、件顺序动作？如何使用顺序阀实现执行元件顺序动作？如何利用延时阀实现执行元件时间控制顺序动作？试绘出两种不同的容积式同步回路？怎样实现串联液压缸同步 ？怎样实现并联液压缸同步 ？绘出机械连接的同步回路 ？如何利用分流集流阀使执行元件实现同步？如何利用电液比例调速阀实现液压缸同步？如何利用电液伺服阀使两个液压缸实现同步？试述缓冲制动回路的功用。浮动回路的功用是什么 ？为什么在变量泵-变量马达调速系统中，低速时采用恒扭矩调速，高速时采用恒功率调速？说明这种调速系统的调节方法。8-32工作原理。图示为绞车液压系统，试指出该系统是由哪些基本回路组成，并说明这个系统的8-33图示液压系统，已知各溢流阀单独

19、使用时的调整压力分别为：py1 =7MPa,Py2=5MPa, Py3=3MPa , Py4=1MPa，试问当系统的外负载趋于无穷大时，在电磁铁1YA通电或断电情况下，泵的出口压力各为多少？答案参见我的新浪博客：.en/s/blog_3fb788630100muda.html第14页共12页8- 34 图示为减压回路,溢流阀调定压力为 6MPa ,减压阀调整压力为 2MPa，试分析活 塞在运动期间和碰到死挡铁后管路 A和B的压力值。若B管内流量为12L/min，求通过减 压阀的能量损耗为多少。题8-32图8- 35 图示为平衡回路，巳知液压缸活塞和活塞杆直径分别为 活塞及所提重物的总质量为 m

20、=15X 103kg。提升重物时，要求在 升速度u =6m/min，停止时活塞不能下落，若不计回路各种损失D=100mm, d =70mm,0.I5S内均匀地达到稳定上,试确定溢流阀及顺序阀的调定压力。8-36 在图示节流调速回路中，巳知液压缸两腔面积A1=1002, A2=50cm2,调速阀最小压差.巾=0.5 MPa,当负载F从零变化到30kN时，活塞向右运动的速度稳定不变。试求(1) 溢流阀最小调整压力 Py为多少？(2) 负载F=0时，泵工作压力p为若干？油缸回油腔压力 P2为多少？8-37 图示变量泵定量马达容积调速回路中，已知液压马达的排量qM =120mL/r，液压泵排量qB=1

21、050mL/r,转速n B=1200r/mi n,安全阀3的调定压力 Pn=10MPa。设液压泵和液压马达的容积效率、机械效率均为100 %。试求：液压马达的最大输出扭矩和最大输出功率，以及液压马达的调速范围。P2A AI_Ipy pB-i题8-36图题8-37图9液压传动系统思考题与习题9- 1什么叫开式系统和闭式系统 ？试比较他们的优缺点。9- 2试比较并联系统和串联系统的特点。9- 3附图所示的液压系统是怎样工作的？试根据其循环动作表中的提示进行阅读并将该表填写完整。动作名称电气元件备注1YA2 YA11YA12 YA21 YA22 YAYJ定位夹紧1）I、U回路独立 循环互不约束。2）

22、12YA、22YA 中任一个通电时 1YA便通电；12 YA、22YA均断电时1YA才断电。快进工进卸荷（低）快退松开拔销原位卸荷（低）9- 4上题中的液压系统 有何特点？试进行分析、评 论。9-3题图10液压系统的设计计算思考题与习题10- 1某厂拟自制一台单缸传动的液压机，要求液压传动系统满足完成的工作循环是：快速下降t压制t快速回程t原位停止。主要参数是：移动部件自重为 5kN ;快速下降时的外负载为 10kN，速度为6m/min ;压制时外负载 为50kN，速度为0.2 m/min ;快速回程外负载为 10kN，速度为12m/min，不计管道压力 损失、泄漏损失、液压缸的密封摩擦力以及

23、惯性力等。试确定(1) 液压缸内径 D和活塞杆直径d ;(2) 该液压机的液压系统原理图；(3) 液压泵和电动机的规格。10- 2试设计一台钻、镗两用组合机床，要求液压系统完成快进t工进t死当铁停留t 快退t原位停止和工件的定位与夹紧。机床的快进、快退速度为5m/min,工进要求能在20100mm/ min范围内无级调速，最大行程为400mm (其中工进行程 200mm),最大切削力为12000N,运动部件自重为20000N,导轨为平导轨。工件所需夹紧力不得超过 6000N，最小不 低于3330N,其夹紧缸的行程为40mm，由松开到夹紧的时间为b=1s,启动换向时间取厶t2=02 So11液压

24、伺服控制系统思考题与习题11- 1 电液伺服阀是由哪两部分组成的？11- 2 液压放大器有哪几种结构形式？各有哪些优缺点？11-3 滑阀在零位（中间位置）时的开口形式有哪几种（分别绘图表示）?11-4 伺服阀的负载流量曲线表示出了哪几个参数之间的函数关系？绘制这些曲线的主要用途是什么？11-5 压力增益Kp的大小能说明什么问题？11-6 伺服阀的内泄漏特性曲线是怎样绘制出来的子零位泄漏流量Qc的大小能够说明什么问题？11-7 解释下列名词：伺服阀的额定流量、流量增益（流量放大系数）Kq、压力增益（压力放大系数）Kp、流量压力系数 Kc、滞环、非线性度、不对称度、零偏、零飘、分辨率、频 率特性、频宽。11-8四通阀控制液压缸的活塞运动，活塞速度为u，活塞有效面积