2005下液压传动试题

1、武汉理工大学考试试题纸（A 卷）课程名称流体力学与液压传动专业班级机自2003级题号-一一二四五六七八九十总分题分24151012101217100备注：学生不得在试题纸上答题（含填空题、选择题等客观题 ）、简答题（每小题4分，共24分）1 何谓液压传动？液压系统中能量转换与传递过程如何？2 液压系统中能量损失的形式有哪几种？减少系统的能量损失，应采取哪些措施?3 何谓齿轮泵的困油现象？如何消除困油现象？4 什么是背压？有哪些阀能形成恒定的背压？试画出一个背压回路5什么是溢流阀的启闭特性？为什么开启压力稍高于闭合压力？6.什么是调速回路的速度一负载特性？速度刚度?亠1甘二、某液压泵从油箱吸油。

2、吸油管直径d=60mm ,流量 q=150L/min，油液的运动粘度 尸30X10-6m2/s,尸900kg/m3,弯头处 的局部损失系数5=0.2 ,吸油口粗滤油网上的压力损失 Ap=0.178 X05Pa,要求泵吸油口处的真空度不大于 0.4 X05Pa,试求：1. 管路中的流速？ （ 2分）2 .管路中油液的流动状态？ （ 3分）3.泵吸油口处的真空度不大于 0.4 105Pa时，泵的安装高度。（10 分）Tm(N m); (4 分) nM (m/min) ； (3 分) PoM(kW) ； (3 分)三、某液压马达的排量 Vm = 200mL/r，入口压力p1 = 9.8MPa,出口压

3、力p2 = 0.49MPa, 此时总效率tm = 0.9，容积效率 nM = 0.92。当输入流量q = 20L/min时，求：安士阀/1. 液压马达的输出转矩2. 液压马达的输出转速3. 液压马达的输出功率四、图示是溢流节流阀的工作原理图1 .溢流节流阀如何实现节流阀上的压差恒定不变？（4分）2 .溢流节流阀的溢流阀如何实现压力补偿？（4分）3.溢流节流阀的安全阀起何作用？（4分）五、右图为某机床液压系统采用的 YBP变量叶片泵 的特性曲线图。油泵的总效率为n= 0.7。如果机床工作进 给时泵的压力p = 4.5MPa,输出流量为q=2.5L/min ;机床 快速移动时泵的工作压力p=2MP

4、a,输出流量q = 20L/min。 试问：1 泵的特性曲线如何变化？ （ 3分）2在图上画出调整后的特性曲线（4分）3 泵所需的最大驱动功率是多少？ （3分）六、在图中，A、B两液压缸结构完全相同，A缸负载足要求，节流阀调定后不变，不考虑泄漏和摩擦等因素。回答:1 .两液压缸如何动作？为什么？（4分）2. 两液压缸运动速度是否相等？为什么？（4分）3 .将节流阀换成调速阀，两缸的运动速度是否相等？为什么？（ 4分）七、图示是某专用机床的液压系统原理图。该系统有定位油缸、夹紧油缸和工作主油缸。它 们的工作循环为：定位一夹紧一快进一工进一快退一松开、拔销一原位停止、泵卸荷。1 根据动作循环，做出

5、电磁阀YA的动作循环表。用符号“ + ”表示电磁阀通电，用符号 表示电磁阀断电。（7分）2 .说明记号为a、b、c的三个阀其分别在系统中所起的作用。（6分）工柞缸怏退:旳iL三一放松敦堆広统的I:作循环】世位一夹紧一快atf工进f快退 f拔甜、放松皿位、知荷口定位缸第7题图第6题图3. 液控顺序阀、减压阀、单向顺序阀、溢流阀各自的调压依据是什么？ （4分）武汉理工大学考试试题纸（B 卷）课程名称流体力学与液压传动专业班级机自2003级题号一一一二四五六七八九十总分题分24121012101418100备注：学生不得在试题纸上答题（含填空题、选择题等客观题 ）、简答题（每小题4分，共24 分）1

6、 何谓液压传动的基本原理？液压系统中动力元件、执行元件、控制元件是什么?2 何谓液压冲击？如何减小或抑制液压冲击？3理想液体的伯努利方程的物理意义是什么？利用方程解决液压系统的什么问题?4什么是卸荷？画出两种常用卸荷回路。d3UiuM5 齿轮泵的主要泄漏是什么？如何解决这个泄漏问题？6 什么是液压油的粘性？其物理意义是什么？二、如图2所示，已知液压泵的流量q = 25L/min，吸油管内径 d = 30mm,泵的安装高度H = 400mm,吸油管中油液的流态是层流， 压力损失0.18kPa油液密度p= 900kg/m3,试求：1 管路中的流速？ （2分）2 泵吸油口处的真空度？ （ 5分）3

7、分析说明影响泵的安装高度的因素。（5分）、某液压泵输出油压为10MPa，转速为1450r/min，排量为200ML/r，泵的容积效率为 nP=0.95，总效率为 n=0.9。试求:定井孫压阕进汕口 戸1图3调速阀匸作氐艸1 .液压泵的输出流量。（4分）2液压泵的输出功率。（3分）3 驱动该泵的电机所需功率。（3分） 四、图3所示是调速阀的工作原理图。1调速阀如何实现节流阀上的压差恒定不变？ （4分）2调速阀中的定差减压阀如何实现压力补偿？ （4分）3可否用定值减压阀与普通节流阀串联起来代替调速阀使用？为什么？（ 4分五、1.用实线画出限压式变量泵的流量-压力特性曲线。（3分）2.当根据实际工况

8、增大该 泵的限压弹簧预紧力Fs且减小定子与转子间的偏心距emin时，特性曲线应如何变化，并用虚线 画出？ （ 4分）3.此时，如何确定油泵的驱动功率？（3分）六、图示中两液压缸结构完全相同，Ai=20cm2, A2=10cm2, I缸、U缸负载分别为Fi=8kN、 F2=3kN，两缸回程负载均为零，顺序阀、减压阀、溢流阀的调定压力分别为 3.5、1.5、5MPa, 不考虑压力损失，试冋：1 在图示状态，A、B、C三点的压力各是多少？（ 4分）2. 1DT、2DT通电后，两缸向前运动运动中，A、B、C三点的压力各是多少？（ 6分）3 两缸向前运动到达终点后，A、B、C三点的压力又各是多少？ （

9、4分） （每问要求简要说明）七、如图所示是某专用机床的液压系统原理图。该系统有夹紧油缸和主工作油缸两个液压 缸。它们的工作循环为：夹紧-快进一一工进一二工进一快退一松开一原位停止、泵卸荷。1根据动作循环，作出电磁阀 YA的动作循环表。用符号“ + ”表示电磁阀通电，符 号“”表示断电。（7分，每工况1分）2.说明标记为a、b、c的三个阀在系统中所起的作用。（6分）3阀A和阀B哪个通流面积调节得大些？依据是什么？ （5分）Lc 7rll工柞打軽赳程4YA 广m(Z下N2YA阀AA第6题图第7题图试题标准答案及评分标准用纸课程名称：流体力学与液压传动（A卷）一、每小题4分，共24分1 .以液体为传

10、动介质，依靠密封容积的变化传递动力，输出力（力矩）和速度（转速）的一种传动。（2分）液压泵将电机供给的机械能转换成油液的液压能，油液输入液压缸后，又通过液压缸将油液的也液压能转换成驱动工作部件运动的机械能。（2分）2 液压系统中的能量损失表现为压力损失和流量损失。（2分）为了减少系统中的压力损失，应采用合适粘度的液压油、尽量少用弯头、减少管路上截面的突然变化、管壁尽量光滑、管内流速应适当；尽量减小泄漏 以减少流量损失（2分）3在齿轮泵中，为了保证齿轮传动的平稳性，其重叠系数应大于1。（1分）因此，在某些时间内有两对轮齿同时啮合，使油液封闭在两对轮齿间的密闭容积内而不能与吸、排油腔相通，当密闭容

11、积减小时，出现液压冲击现象，而当密闭容积增大时，出现气穴现象。（2分）为了消除困油现象，应在齿轮两侧的的端盖上铳出卸荷槽。（1分）4 液压系统回油路上的压力称为背压。（1分）能形成恒定背压的液压阀有：溢流阀、顺序阀、单向阀。（2分）画图（1分）5. 启闭特性是指溢流阀从刚开启到通过额定流量（全流量）、再由额定流量到闭合的整个过程中，通过阀的流量与其控制压力之间的关系。（2分）由于开启时的摩擦力方向与弹簧力相同而闭合时两力方向相反，所以在相同流量时开启压力略高于闭合压力。（2分）6. 液压系统中，执行元件的运动速度与所受负载之间的变化关系，称为速度一负载特性。（2分）速度一负载特性的好坏用速度刚

12、度来衡量，速度刚度定义为：负载变化量与速度变化量的比值。（2分）二、共15分1求吸油管油液的流速= 0.885 m/s（2分）q 4q 4 150 10/60 v2A 二d二（60 10 ）2. 判断吸油管油液的流动状态雷诺数为dv 60 100.885v30勺0= 1770 ： 2320油液的流动状态为层流。（3分）求液压泵安装高度取油箱油液表面为列伯努利方程1-1计算断面，也为零势能基准面；泵吸油口处为2P1?g 2g2p2 丄乙：g 2gz2hlh2-2计算断面。（1分）式中：P1 = pa （大气压），V1 = 0, Z1 = 0 , Z2 = h, a = a = 2, V2 = V

13、。（ 2 分）则有2_PaP2 - h h| h （1 分）g g gl 22（2分）真空度：Pa- p2二:?v|gh：gh：gh 二v2gh亠 心 -1 - pd 2275h0 88520 8852Pa1=900 08852900 9砂900 花E丁900 2 PO781055550.4 105Pa，贝U 9078h0.18576 10 0.4 104分）= 9078h 0.18576 105因有泵吸吸油口处真空度不大于求得安装高度为h 2.36 m三、共10分1.=-pM VM mM（9.8 0.49） 106 200 100.92.nM=-pVM M2； MqtMqp vm 20 10

14、” 0.92-692 （r/min）（3 分）VmVm200 10-63.6PoM = ipqM M = （9.8 0.49） 1020 102 二 0.92:290 （N m） （4 分）30 92.793 （kW）60（3 分）四、共10分1 根据给定工况，简述曲线的变化过程。（3分）2 .根据给定的p、q，在图坐标中找到相应的工作点，画出调整后的特性曲线3 .在上述曲线的交点 B处，为泵需要的最大功率。该处的最大功率约为AB、BC。（4 分）Ppp q3.3 196060 0.7-1.5kW（3 分）五、共12分1. 溢流节流阀是由溢流阀与节流阀并联组成的，溢流阀利用溢流、定压功能使节流

15、阀前后压力差基本恒定，从而使流过节流阀的流量稳定。如图所示，泵出口压力P1,进入阀后，一部分经节流阀，压力降为P2,进入液压缸，另一部分经溢流阀阀芯的溢流口流回油箱。根据溢流阀阀芯受力平衡方程有：FsP1 一 P2A由于溢流阀阀芯移动较小，弹簧刚度又很小，所以Fs随阀口开度的变化极小，即节流阀前后压差 Apj = P1-P2 基本恒定，从而使通过节流阀的流量稳定。（4分）2 .当负载力增加即节流阀出口压力P2增大时，溢流阀阀芯上端压力增加，阀芯下移，溢流阀口减小，液阻加大，液压泵出口压力P1也增加，反之亦然。故P1随着P2而增减，使节流阀前后压差 Apj = P1-P2保持为常数， 即通过节流

16、阀的流量不变。（4分）3 .安全阀的作用是：当负载增大，节流阀出口压力P2增大到超过安全阀的调定压力时，安全阀打开，油液经安全阀泄出，使 P2和P1不再升高，即系统压力不再升高。防止系统过载，对系统起安全保护作用。（4 分）六、共12分，只有正确结果，没有分析，只给1分。（对每小题）1 . B缸先动作（1分）。因为两缸进油腔压力相同，均为溢流阀调定压力，而B缸负载小，回油腔压力高于A缸回油腔压力，B缸能回油，A缸不能回油。B缸运动到终点后，A缸才能运动。（3分）2 . B缸运动速度快（1分）。根据活塞受力平衡方程可知，B缸运动时背压大，所以通过节流阀的流量大（3分）。（也可以用出口节流调速回路

17、的速度一负载特性公式分析）3 .若将节流阀改为调速阀，则两缸速度相同（1分），因为调速阀具有恒定流量的作用（3分）。七、共17分1 .电磁铁（压力继电器）动作顺序表如下：（每工况1分，共7 分）工况1DT2DT3DT4DT5DT定位一+一一一夹紧一+一一一主缸快进一一+一一主缸工进+一一一一主缸快退一+一一一拔销、松开一一一+一原位停止、 油泵卸荷一一一一+2. 元件a：单向阀，主缸工进时隔离低压泵和高压泵的压力；（2分）元件b:单向阀，瞬时保压，即防止主缸快进时夹紧缸松动；（2 分）元件c：顺序阀，实现 先定位后夹紧的顺序动作；（2分）3 液控顺序阀：高于快进压力，低于工进压力；（1分）减压

18、阀：按夹紧力要求，但始终低于溢流阀调定压力；（1分）单向顺序阀：能使定位缸动作即可，但始终要低于减压阀调定压力；（1分）溢流阀：调整系统压力，按工作缸能克服负载所需。（1分）武汉理工大学教务处试题标准答案及评分标准用纸课程名称：流体力学与液压传动（B卷）一、（每小题4分，共24 分）1 以液压油为传动介质，利用密闭容积的变化来实现能量转换与传递的传动原理。（2分）液压系统中，动力元件是液压泵，执行元件是液压缸，控制元件是方向、压力、速度控制阀。（2分）2 在液压系统中，由于某些原因而引起的油液压力瞬间急剧变化，出现压力交替升降的波动，形成较大的压力峰值，这种现象称为液压冲击。（1分）液压冲击是

19、液体或移动部件的动能在瞬间转化为液体的压力能所形成的。（1分）减小液压冲击的主要措施有：缓慢开闭阀口；限制管路中液体的流速；设置安全阀和缓冲 装置。（2分）3 理想液体在重力场中恒定流动时，沿流线上各点的位能、压力能和动能可以互相转化，其和不变。（2分）伯努利方程反映液体流动过程中的能量变化规律，用于解决液压系统中有关液流的速度和压力等问题。（2分）4 使液压泵在无负载（或极小负载）下运行的工况称为卸荷。（2分）卸荷回路绘制正确。（2分）5齿轮泵的主要泄漏是端面的轴向泄漏。（2分）解决齿轮泵泄漏的主要措施是：采用齿轮端面间隙自动补偿装置，即利用液压力反馈自动补偿轴向间隙。（2分）6 .由于油液

20、分子与固体壁面之间存在附着力、液体分子之间存在内聚力，油液在外力作用下流动时产生 内摩擦力的性质称为粘性。（2分）粘性的物理意义是液体抵抗剪切变形的能力。（2分）、（共 12 分）1. 油液在管内的流动速度为二 d 0.0360（2分）2 .取油箱液面为1 1截面：P1 = pa、油箱液面远大于吸油口通流截面，V1 = 0、Z1 = 0；取泵吸油 口处为 2 2 截面：设 p2= ? V2=0.6 m/s、Z2=H=400mm=0.4 m （2 分）采用绝对压力表示方法，列伯努利方程，有真空度为2即0 0需H螢hw（1）式 （1分）Pa - P2 二：?gH2 汉 0.62= 900 （9.8

21、 0.4） 180Pa=4kPa （2 分）23 由上述伯努利方程式（1），可求得H的表达式为H二丛氏述-hw（2）式 （1分）Pg2g可见，影响油泵安装高度的因素有：泵入口允许的真空度，（1分）油液特性（p V,吸油管直径d （影响液体流速、雷诺数、沿程损失和局部损失），滤油器等。（3分）三、（共12分）1 .液压泵的实际输出流量qp =qtP VP =VPnP 卬=200 10 1450 0.95 = 275.5 L/min（4 分）6 （2 液压泵的输出功率Rp =ppqp =!卫 275.5 101045.9 kW （3分）603 .电机所需功率即为液压泵的输入功率pL=459=51k

22、W （3分）J 0.9四、（共12分）1调速阀是由定差减压阀与节流阀串联组成的，定差减压阀使节流阀前后压力差基本恒定，从而使通过节流阀的流量稳定。如图所示，泵出口压力P1经减压口作用后降为 P2，然后经节流阀流出，压力降为P3,根、 一 一、Fs据减压阀阀芯受力平衡方程有：p2 - p3 =（ 1 ）式 （2分）Av由于弹簧刚度ks很小，所以Fs随阀口开度的变化极小，从而节流阀两端压差变化很小，故通过调速阀的流量不变。（2分）2 .当P3升高时，减压阀阀芯向下移动，阀口开度增大而使压降减小，故P2也升高，反之亦然；可见 P2随P3而增减，这是调速阀的压力补偿原理，从（1）式可知两者之差保持为常数，所以通过调速阀的流量不变。（4分）3 .从原理上讲，在出口节流调速回路和旁路节流调速回路中，可以用定值减压阀与普通节流阀串联代替调速阀使用，因为此时节流阀出口压力恒为0,而进口压力由减压阀调定为常数，因此通过节流阀的流量不变。五、（共10分）1.正确画出特性曲线; 正确写出驱动功率计算公式。（4分）（3分）2.正确画出调整曲线；（4分）3 .以调整曲线交点的