第一章 液压传动概述一.判断题.
1. 液压传动装置实质上是一种能量转换装置。( ) 2. 液压传动不能实现无级调速。 ( ) 二.填空题.
1. 液压传动是以________能来传递和转换能量的,而液力传动则是以________来转换和传递能量的。
2. 液压传动的工作原理是以________为作为工作介质,依靠___________ 来传递运动,依靠_________来传递动力。
3. 液压传动系统可以分为________如________、________如_________、________如__________、________如__________、________如________五个部分。
4. 一部完整的机器一般主要由三部分组成,即__________、__________、__________. 5. 传动机构通常分为__________、__________、__________. 三.简答题.
1. 简述液压传动的工作原理? 2. 液压传动有哪些优缺点? 四.计算题.
1.如图所示,在液压千斤顶的压油过程中,已知柱塞泵活塞1的面积A1=1.13×10-4m2,液压缸活塞2的面积A2=9.62×10-4m2,管路4的截面积A4=1.3×10-5m2。若活塞1的下压速度V1为0.2m/s,试求活塞2的上升速度V2和管路内油液的平均流速
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答案:
一.1.对.2.错.
二.1.压力,动能.2.液压油,液压缸,电机.3.能源装置,液压泵;执行装置,液压缸或液压马达;控制装置,液压阀;辅助装置,油箱或蓄能器或滤油器或压力表等;工作介质,液压油.4.原动机,传动机,工作机.5.机械传动,电气传动,液压传动.
三.1.液压传动是以液体为工作介质,利用压力能来驱动执行机构的传动方式。具体的工作原理是:电动机驱动液压泵从油箱中吸油,将油液加压后输入管路。油液经过一系列控制通断、流量和方向的液压阀进入液压缸一腔,推动活塞而使工作台实现移动。这时液压缸另一腔的油液经换向阀和回油管流回油箱。
2.答:优点:1)在同等的体积下,液压装置能比电气装置产生更多的动力;2)液压装置工作比较平稳;3)液压装置能在大范围内实现无级调速,也可在运行的过程中调速;4)液压传动易于自动化;5)液压装置易于实现过载保护;6)液压元件已标准化、系列化和通用化。7)用液压传动来实现直线运动远比用机械传动简单。缺点:1)液压传动不能保证严格的传动比;2)液压传动在工作过程中能量损失大;3)液压传动对油温变化敏感,工作稳定性易受温度影响;4)造价较贵,对油液的污染比较敏感;5)液压传动要求有单独的能源;6)液压传动出现故障不易找出原因. 四. V2=0.023m/s.?? V5=1.738 m/s.
第二章 液压传动的基本知识
一、判断题
1.通常把既无黏性又不可压缩的液体称为理想液体.( ) 2.真空度是以绝对真空为基准来测量的液体压力. ( )
3. 连续性方程表明恒定流动中,液体的平均流速与流通圆管的直径大小成反比.( ) 4.流经薄壁小孔的流量与液体的密度和黏度有关. ( ) 5.重力作用下的静止液体的等压面是水平面. ( ) 6、用在活塞上的推力越大,活塞的运动速度就越快.( )
1
7、油液流经无分支管道时,横截面积较大的截面通过的流量就越大.( )
8、液压系统某处有几个负载并联时,则压力的大小取决于克服负载的各个压力值中的最大值.( ) 9.液压缸活塞运动速度只取决于输入流量的大小,与压力无关.( )
10.液体流动时,其流量连续性方程是能量守恒定律在流体力学中的一种表达形式.( )
11. 理想流体伯努力方程的物理意义是:在管内作稳定流动的理想流体,在任一截面上的压力能、势能和动能可以互相转换,但其总和不变.( )
12. 雷诺数是判断层流和紊流的依据.( )
13. 薄壁小孔因其通流量与油液的粘度无关,即对油温的变化不敏感,因此,常用作调节流量的节流器 .( ) 14. 流经缝隙的流量随缝隙值的增加而成倍增加.( ) 二、选择题.
1、油液特性的错误提法是( )
A、在液压传动中,油液可近似看作不可压缩
B、油液的粘度与温度变化有关,油温升高,粘度变大 C、粘性是油液流动时,内部产生摩擦力的性质
D、低压液压传动中,压力的大小对油液的流动性影响不大,一般不予考虑 2、活塞有效作用面积一定时,活塞的运动速度取决于( )。 A、液压缸中油液的压力 B、负载阻力的大小 C、进入液压缸的流量 D、液压泵的输出流量 3、静止油液中( )。
A、任何一点所受的各个方向的压力都不相等 B、油液压力的方向不总是垂直于受压表面
C、当一处受到压力作用时,将通过油液传递到连通器的任意点上,而且其压力值处处相等 D、内部压力不能传递动力
4.雷诺数Re=pvDH/μ值比较人时说明惯性力起主导作用,这样的液体呈( ) A、层流状态 B、紊流状态 三.填空题.
1. 液压系统中的压力,即常说的表压力,指的是__________ 压力.
2. 雷诺数大说明_______ 力起主导作用,这样的液流呈_____ 流状态;雷诺数小说明_______ 力起主导作用,液流呈______ 流状态。
3. 液体在管道中流动由于存在液阻,就必须多消耗一部分能量克服前进道路上的阻力,这种能量消耗称为________ 损失;液流在等断面直管中流动时,由于具有粘性,各质点间的运动速度不同,液体分子间及液体与管壁之间产生摩擦力,为了克服这些阻力,产生的损失称之为____________ 损失。液体在流动中,由于遇到局部障碍而产生的阻力损失称为___________ 损失。
4. 液体质点没有横向脉动,互不干扰作定向而不混杂的有层次的运动,称为_______ 流运动;在液体流速人于某一数值后,液体除交错而义混乱的沿某一方向运动外,还有一个脉动的横向速度,这种运动称之为_______ 流运动。 5.液压系统正常工作时,压力取决于________,速度取决于_________.
6. 液体在直管中流动时,主要产生_________ 压力损失;在变直径管、弯管中流动时,主要产生_________ 压力损失。 7. 静止液体不能承受________ 和__________,而只能承受___________ , 其方向总是沿着 方向,作用于承受 的面上。
8. 节流阀通常采用薄壁小孔,其原因是通过它的流量与 无关,使流量受___ 的变化较小。
9. 某一元件的工作状态突变引起油压急剧上升,一瞬间突然产生很高的压力峰值,同时发生急剧的压力升降交替的阻尼波动过程称为_________ 。
10. 在液流中,由于压力降低到有气泡形成的现象统称为_________ 现象。 四、简答题.
1. 什么是动力粘度、运动粘度和相对粘度? 2. 试述静止油液的压力具备的两个特性?
3. 什么是大气压力、相对压力、绝对压力和真空度,它们之间有什么关系?
2
4. 简述伯努利方程的物理意义。
5. 试简要叙述圆管层流时通流截面上流速的分布特点 。 6. 什么是液体的层流和紊流? 五、计算题
1.如图所示,有一直径为d、质量为m的活塞浸在液体中,并在力F的作用下处于静止状态。若液体的密度为ρ,活塞浸入的深度为h,试确定液体在测压管内的上升高度。
2.液压千斤顶柱塞的直径D=34mm,活塞的直径d=13mm,杠杆长度如图所示,问杠杆端应加多大的力F才能将重力W为50000N的重物顶起?
3.某压力控制阀如图所示,当P1=6MPa时,阀动作.d1=10mm,d2=15mm,P2=0.5MPa,试求: (1) 弹簧的预压力Fs.
(2) 当弹簧刚度k=10N/mm时的弹簧预压缩量x.
4.如图所示用一倾斜管道输送油液,已知h=15m,p1=0.45MPa,p2=0.25MPa,d=10mm,L=20m,ρ=900kg/m3,运动黏度ν=45×10-6m2/s,求流量Q。
??
3
5.有一阀门,测得入口压力p1=0.25MPa,出口压力p2=0.06MPa,当通过阀门的流量Q=132 L/min时,求阀门的开口面积。 6.如图所示,已知某液压系统输出流量为25 L/min,吸油管直径为25mm,油液密度为900kg/m3,运动黏度为20mm2/s,液压泵吸油口距油箱液面的高度H=0.4m,若仅考虑吸油管中的沿程损失,试求液压泵入口处的真空度。
7.如图所示的圆柱滑阀,已知阀心直径d=2cm,进口压力p1=9.8MPa,出口压力p2=0.9MPa,油液密度ρ=900kg/m3,流量系数Cd=0.65,阀口开度x=0.2cm,求通过阀口的流量。
8. 试根据伯努利方程推导容积式液压泵吸油高度的表达式,(设油箱液面压力p0=0;液面高度h0=0)并分析影响吸油高度的因素。 答案:
一. 1.对.2.错.3.错.4.错.5.对.6.错.7.对.8.错.9.对.10.错.11.对.12.错.13.对.14.错. 二. 1.B.?? 2.C.?? 3.C.?? 4.B.
三. 1.相对.2.惯性,紊,粘性,层.3.压力,沿程压力,局部压力.4.层,紊.5.负载,流量.6.沿程,局部.7. 拉力,剪应力,压力,法向力,压力.8.粘度,温度.9.液压冲击.10.气穴.
四.1. 答:粘度指它在单位速度梯度下流动时单位面积上产生的内摩擦力。又称绝对粘度或动力粘度η。液体动力粘度与其密度的
比值,称为液体的运动粘度υ。。相对粘度又称条件粘度,是按一定的测量条件制定的。
2. 答:1).液体静压力垂直于作用面,其方向于该面的内法线方向一致. 2).静止液体内,任意点处的静压力在各个方向上都相等. 3. 答:绝对压力是以绝对真空为基准来进行度量的。
相对压力是以大气压为基准来进行度量的。
绝对压力比大气压小的那部分数值叫做真空度。 绝对压力=大气压力+相对压力
真空度=大气压力-绝对压力,一般为负值
4. 答:管内稳定流动的理想液体具有各种形式的能量,即压力能、位能和动能,在任一截面上这种能量可以互相转换,但能量的总和保持不变。
5. 答:1)流速在半径方向上,按抛物线规律分布。2)最大流速Umax发生在管轴线上。3)平均流速v=(1/2)Umax。
6. 答:液体的层流,液体质点互不干扰,液体的流动呈线性或层状,且平行于管道轴线;液体的紊流,液体质点的运动杂乱无章,除了平行于管理轴线的运动外,还存在乎剧烈的横向运动。 五.1. 解:由等压面概念,活塞底部平面的液体压力为
?????????????????? (1)
活塞的受力平衡方程
4
????? ???????????(2)
由(1)式代入(2)得
2. 解:? 液体压力计算: ,
计算杠杆施加的力:
即,解得
3. 解:(1),解得
(2)
4. 解:分别在管道两端取流通截面1、2 由伯努利方程
其中,α1=α2, ?v1=v2, h1=0,? h2=h=15m
这里,hλ为油液流经管道的沿程压力损失,代入求流量:
5