【正文】 .. . . ..《液壓與氣壓傳動》習題解答第1章液壓傳動概述１、何謂液壓傳動？液壓傳動有哪兩個工作特性？答：液壓傳動是以液體為工作介質，把原動機的機械能轉化為液體的壓力能，通過控制元件將具有壓力能的液體送到執(zhí)行機構，由執(zhí)行機構驅動負載實現(xiàn)所需的運動和動力，把液體的壓力能再轉變?yōu)楣ぷ鳈C構所需的機械能，也就是說利用受壓液體來傳遞運動和動力。液壓傳動的工作特性是液壓系統(tǒng)的工作壓力取決于負載，液壓缸的運動速度取決于流量。２、液壓傳動系統(tǒng)有哪些主要組成部分？各部分的功用是什么？答：⑴動力裝置：泵，將機械能轉換成液體壓力能的裝置。⑵執(zhí)行裝置：缸或馬達，將液體壓力能轉換成機械能的裝置。⑶控制裝置：閥，對液體的壓力、流量和流動方向進行控制和調節(jié)的裝置。⑷輔助裝置：對工作介質起到容納、凈化、潤滑、消聲和實現(xiàn)元件間連接等作用的裝置。⑸傳動介質：液壓油，傳遞能量。３、液壓傳動與機械傳動、電氣傳動相比有哪些優(yōu)缺點？答：液壓傳動的優(yōu)點：⑴輸出力大,定位精度高、傳動平穩(wěn)，使用壽命長。⑵容易實現(xiàn)無級調速，調速方便且調速范圍大。⑶容易實現(xiàn)過載保護和自動控制。⑷機構簡化和操作簡單。液壓傳動的缺點：⑴傳動效率低，對溫度變化敏感，實現(xiàn)定比傳動困難。⑵出現(xiàn)故障不易診斷。⑶液壓元件制造精度高，⑷油液易泄漏。第２章 液壓傳動的基礎知識 選用液壓油有哪些基本要求？為保證液壓系統(tǒng)正常運行，選用液壓油要考慮哪些方面？ 答：選用液壓油的基本要求：⑴粘溫特性好，壓縮性要小。⑵潤滑性能好，防銹、耐腐蝕性能好。⑶抗泡沫、抗乳化性好。⑷抗燃性能好。 選用液壓油時考慮以下幾個方面，⑴按工作機的類型選用。⑵按液壓泵的類型選用。⑶按液壓系統(tǒng)工作壓力選用。⑷考慮液壓系統(tǒng)的環(huán)境溫度。⑸考慮液壓系統(tǒng)的運動速度。⑹選擇合適的液壓油品種。 油液污染有何危害？應采取哪些措施防止油液污染？ 答：液壓系統(tǒng)中污染物主要有固體顆粒、水、空氣、化學物質、微生物等雜物。其中固體顆粒性污垢是引起污染危害的主要原因。1)固體顆粒會使滑動部分磨損加劇、卡死和堵塞，縮短元件的使用壽命；產(chǎn)生振動和噪聲。2)水的侵入加速了液壓油的氧化，并且和添加劑一起作用，產(chǎn)生粘性膠質，使濾芯堵塞。3)空氣的混入能降低油液的體積彈性模量，引起氣蝕，降低其潤滑性能。4)微生物的生成使油液變質，降低潤滑性能，加速元件腐蝕。 污染控制貫穿于液壓系統(tǒng)的設計、制造、安裝、使用、維修等各個環(huán)節(jié)。在實際工作中污染控制主要有以下措施：1)油液使用前保持清潔。2)合理選用液壓元件和密封元件，減少污染物侵入的途徑。3)液壓系統(tǒng)在裝配后、運行前保持清潔。4)注意液壓油在工作中保持清潔。5)系統(tǒng)中使用的液壓油應定期檢查、補充、更換。6)控制液壓油的工作溫度，防止過高油溫造成油液氧化變質。什么是液壓油的粘性和粘溫特性？為什么在選擇液壓油時，應將油液的粘度作為主要的性能指標？答：液體流動時分子間相互牽制的力稱為液體的內摩擦力或粘滯力，而液體流動時呈現(xiàn)阻礙液體分子之間相對運動的這種性質稱為液體的粘性。粘溫特性：液體粘度隨溫度變化的性質稱為液體的粘溫特性。粘度是液體流動時阻力的度量，它是衡量粘性大小的指標，是液壓油最重要的性質。液壓油的粘度大，流動阻力大，流動時壓力損失也大，動作反應變慢，機械效率降低；液壓油粘度小可以降低阻力，提高機械效率，但容易泄漏，造成容積效率降低。因此，粘度是選擇液壓油的重要依據(jù)，它的大小關系到液壓系統(tǒng)的正常工作、效率和動作靈敏度等。伯努利方程和連續(xù)性方程的物理意義是什么？在液壓傳動系統(tǒng)中為什么只考慮油液的壓力能？答：伯努利方程的物理意義：理想液體在重力場作穩(wěn)定流動時，具有壓力能、位能和動能三種形式，它們之間可以相互轉化，且總和保持不變。連續(xù)性方程物理意義：液體在管道中做作穩(wěn)定流動時，管內液體的質量不會增多也不會減少，因而單位時間內液體流經(jīng)管道任意截面的質量相等。液壓傳動中壓力能的數(shù)量級遠遠大于位能和動能的數(shù)量級。液體的流動狀態(tài)有幾種？各自的特點以及判別方法是什么？答：液壓的流動狀態(tài)有層流和紊流兩種：⑴層流：液體流動呈現(xiàn)層狀，粘性力起主導作用，液體質點受粘性的約束，流動時能量損失小。⑵紊流：液體流動呈現(xiàn)混雜狀，慣性力起主導作用，粘性力的制約作用減弱，流動時能量損失大。流態(tài)用雷諾數(shù)Re來判斷，當Re〈Rec時，為層流；當Re〉Rec時，為紊流。管路中的液壓沖擊是否就是管路中壓力升高？為什么？如何防止液壓沖擊？答：液壓沖擊并不是管路中簡單壓力的升高。液壓沖擊是指液壓系統(tǒng)中，由于某種原因引起液體局部壓力在瞬間急劇升高，形成很大的壓力峰值的現(xiàn)象。減小液壓沖擊的主要措施有以下幾點：⑴限制管中液流的流速和運動部件的速度，減少沖擊波的強度。⑵開啟閥門的速度要慢。⑶采用吸收液壓沖擊的能量裝置如蓄能器等。⑷在出現(xiàn)有液壓沖擊的地方，安裝限制壓力的安全閥。⑸適當加大管道內徑或采用橡膠軟管。什么是氣穴現(xiàn)象？如何防止？答：當液體某一點處的絕對壓力降到了相應溫度的飽和蒸氣壓以下時，油液中的空氣就會分離出來，產(chǎn)生大量的氣泡，這種現(xiàn)象稱為氣穴現(xiàn)象。泵的吸入口、油液流經(jīng)節(jié)流部位、突然啟閉的閥門、帶大慣性負載的液壓缸、液壓馬達在運轉中突然停止或換向時等都將產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象。為了防止產(chǎn)生氣穴和氣蝕現(xiàn)象，一般可采用以下的預防措施：⑴減少流經(jīng)節(jié)流口及縫隙前后的壓力差，；⑵正確確定液壓泵吸油管內徑，對管內液體的流速加以限制，降低液壓泵的吸油高度，盡可能減少吸油管路中的壓力損失；⑶提高管道的密封性能，防止空氣的滲入；⑷提高零件的機械強度和降低零件表面的粗糙度，采用抗腐蝕能力強的金屬材料（如鑄鐵和青銅等），以提高元件的抗氣蝕能力。有200mL的液壓油，密度ρ為900kg/m3,在40℃時流過恩氏粘度計的時間t1=150s；而200mL的蒸餾水，在20℃時流過的時間是t2=50s。試計算油液在40℃時的恩氏粘度、運動粘度、動力粘度各是多少？根據(jù)連續(xù)性方程和伯努利方程判別，液體在一個水平放置的管道中流動，不考慮壓力損失，分別流過三個不同面積的截面AAA3，且A1＜A3＜A2，請問通過這三個截面時，流量 qqq3之間的大小關系是怎樣的？流速vvv3之間的大小關系又是怎樣的？某液壓系統(tǒng)，如圖218所示，兩液壓缸串聯(lián)，缸1的活塞是主運動，缸2的活塞對外克服負載(從動運動)。已知小活塞的面積Al=14cm2，大活塞的面積A2=40cm2,連接兩液壓缸管路的流量q=25L／min，試求兩液壓缸的運動速度及速比。第3章 液壓泵與液壓馬達 舉例說明液壓泵的工作原理。如果油箱完全封閉不與大氣相通，液壓泵是否還能工作？ 答：以柱塞泵為例，其工作原理為：隨著偏心輪轉動，柱塞與泵體所形成的密封工作容積發(fā)生變化，當工作容積由小變大時，形成真空，油箱油液在大氣壓作用下通過吸油單向閥進入到工作容積。當工作容積由大變小時，油液受擠壓，壓力增大，油液通過排油單向閥進入到液壓系統(tǒng)。偏心輪連續(xù)轉動，泵不斷的吸油和排油。 如果開式油箱完全封閉不與大氣相通，就失去利用大氣壓力將油箱的油液強行壓入泵內的條件，從而無法完成吸油過程，液壓泵便不能工作了。 為什么說液壓泵的工作壓力取決于負載？ 答：液壓泵的工作壓力是指液壓泵在工作時建立起來的壓力。 以千斤頂為例，輸出的油液進入液壓系統(tǒng)，輸入到工作油缸，油缸頂起重物時克服阻力：重物負載所造成的阻力，管道摩擦阻力，兩種阻力都屬于負載，使系統(tǒng)的液壓油壓力逐漸升高并建立起壓力，直至升高到能克服阻力，于是重物被頂起。所以液壓泵工作壓力取決于負載。為什么液壓泵的壓力升高會使流量減少？答：液壓泵的輸出流量與泵的結構參數(shù)、轉速、容積效率有關。由于泵的工作容積的相鄰零件之間存在著間隙，不可避免的產(chǎn)生泄漏，負載越大，壓力越高，泄漏越