【正文】 第一章 概述思考題與習(xí)題11說明什么叫液壓傳動?解：用液體作為工作介質(zhì)進行能量傳遞的傳動方式稱為液體傳動。按照其工作原理的不同，液體傳動又可分為液壓傳動和液力傳動兩種形式。液壓傳動主要是利用液體的壓力能來傳遞能量；而液力傳動則主要利用液體的動能來傳遞能量。12液壓傳動系統(tǒng)由哪幾部分組成？試說明各組成部分的作用。解：液壓傳動系統(tǒng)主要由以下四個部分組成：(1)動力元件 將原動機輸入的機械能轉(zhuǎn)換為液體壓力能的裝置，其作用是為液壓系統(tǒng)提供壓力油，是系統(tǒng)的動力源。如各類液壓泵。(2)執(zhí)行元件 將液體壓力能轉(zhuǎn)換為機械能的裝置，其作用是在壓力油的推動下輸出力和速度(或轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速)，以驅(qū)動工作部件。如各類液壓缸和液壓馬達。(3)控制調(diào)節(jié)元件 用以控制液壓傳動系統(tǒng)中油液的壓力、流量和流動方向的裝置。如溢流閥、節(jié)流閥和換向閥等。(4)輔助元件 除以上元件外的其它元器件都稱為輔助元件，如油箱、工作介質(zhì)、過濾器、蓄能器、冷卻器、分水濾氣器、油霧器、消聲器、管件、管接頭以及各種信號轉(zhuǎn)換器等。它們是一些對完成主運動起輔助作用的元件，在系統(tǒng)中也是必不可少的，對保證系統(tǒng)正常工作有著重要的作用。13液壓傳動的主要優(yōu)、缺點是什么？解：(1)液壓傳動容易做到對速度的無級調(diào)節(jié)，且其調(diào)速范圍大，并且對速度的調(diào)節(jié)還可以在工作過程中進行；(2)在相同功率的情況下，液壓傳動裝置的體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊；(3)液壓傳動工作比較平穩(wěn)、反應(yīng)快、換向沖擊小，能快速起動、制動和頻繁換向；(4)液壓裝置易實現(xiàn)自動化，可以方便地對液體的流動方向、壓力和流量進行調(diào)節(jié)和控制，并能很容易地與電氣、電子控制或氣壓傳動控制結(jié)合起來，實現(xiàn)復(fù)雜的運動和操作；(5)液壓傳動易實現(xiàn)過載保護，液壓元件能夠自行潤滑，故使用壽命較長；(6)液壓元件易于實現(xiàn)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化，便于設(shè)計、制造和推廣使用。(1)液體的泄漏和可壓縮性使液壓傳動難以保證嚴(yán)格的傳動比；(2)液壓傳動在工作過程中能量損失較大，因此，傳動效率相對低，不宜作遠距離傳動；(3)液壓傳動對油溫變化比較敏感，不宜在較高和較低的溫度下工作；(4)液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，不易診斷?？偟恼f來，液壓傳動的優(yōu)點非常突出，其缺點也將隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展逐漸得到克服。14國家標(biāo)準(zhǔn)對液壓系統(tǒng)職能符號的繪制主要有哪些規(guī)定？解：一般液壓傳動系統(tǒng)圖都應(yīng)按照GB/。圖11（a）所示液壓系統(tǒng)，用圖形符號繪制的系統(tǒng)圖如圖12所示。使用圖形符號可使液壓傳動系統(tǒng)圖簡單明了，便于繪制。液壓傳動系統(tǒng)圖中的圖形符號只表示元件的功能、操作(控制)方法和外部連接口，而不表示元件的具體結(jié)構(gòu)和參數(shù)；液壓傳動系統(tǒng)圖只表示各元件的連接關(guān)系，而不表示系統(tǒng)管道布置的具體位置或元件在機器中的實際安裝位置；液壓傳動系統(tǒng)圖中的圖形符號通常以元件的靜止位置或零位來表示。15國家標(biāo)準(zhǔn)對液壓油的牌號是如何規(guī)定的？解：GB ⅠS0 6743/4的規(guī)定。液壓油采用統(tǒng)一的命名方式，其一般形式如下： 類—品種數(shù)字 L Hv 22 其中：L類別(潤滑劑及有關(guān)產(chǎn)品，) HV品種(低溫抗磨) 22牌號(粘度級，GB3141) 液壓油的粘度牌號由GB 3141做出了規(guī)定，等效采用ISO的粘度分類法，以4039。C運動粘度的中心值來劃分牌號。第二章 液壓傳動基礎(chǔ)思考題與習(xí)題21 什么是液體的粘性？常用的粘度表示方法有哪幾種？說明粘度的單位。解：液體的粘性：液體在外力作用下流動時，分子間的內(nèi)聚力會阻止分子間的相對運動而產(chǎn)生內(nèi)摩擦力，這種特性叫做液體的粘性。 粘度表示方法：動力粘度、運動粘度和相對粘度三種。 動力粘度的法定計量單位為Pas和MPas； 運動粘度的法定計量單位為m2/s和mm2/s； 22 2O℃，；2O℃。請比較水和空氣的粘性。(提示：只有動力粘度才能直接反映粘性大小)解：由于是等式比較，且單位相同，所以可直接比較。由得，所以水的粘性比空氣大。23 液壓油有哪些主要品種？如何選用液壓油？解：（1）液壓油的品種我國液壓油的主要品種、粘度等級、組成和特性見表21。 我國液壓油(液)的主要品種油名(品種)粘度等級組成和特性LHLLHMLHGLHFCLHFDRLHFAELHFBLHVLHS12346100、15012346100、15034681234610O12346100123223461001234610012346精制礦油、R＆O精制礦油、R＆0、AW精制礦油、R＆0、AW、ASS含聚合物水溶液、LS、HVI、LPP磷酸酯無水合成液、LS、AW水包油乳化液、LS油包水乳化液、LS精制礦油、R＆0、AW、HVI、LPP合成液(合成烴油)、R＆0、AW、HVI、LPP注：R＆O—抗氧防銹，AW—抗磨，HVI—高粘度指數(shù)，LPP—低傾點，ASS—防爬，LS—難燃（2）液壓油品種的選擇液壓油品種的選擇通常可參考表22，根據(jù)液壓傳動系統(tǒng)的工作環(huán)境、工況條件和液壓泵的類型等選擇液壓油的品種。一般而言，齒輪泵對液壓油的抗磨性要求比葉片泵和柱塞泵低，因此齒輪泵可選用LHL或LHM油，而葉片泵和柱塞泵一般則選用LHM油。 液壓油(液)品種的選擇環(huán)境、工況壓力：溫度：50℃以下壓力：～溫度：50℃以下壓力：溫度：50～100℃室內(nèi)、固定液壓設(shè)備露天寒冷和嚴(yán)寒區(qū)高溫?zé)嵩椿蛎骰鸶浇麹HLLHVLHFAELHL，LHMLHV，LHSLHFB，LHFCLHMLHV，LHSLHFDR24 壓力的定義是什么？壓力有哪幾種表示方法？相互之間的關(guān)系如何？解：（1）在面積作用有法向力時，該點處的壓力可定義為 （2）壓力的表示方法有：在壓力測試中，根據(jù)度量基準(zhǔn)的不同，液體壓力分為絕對壓力和相對壓力兩種。以絕對零壓為基準(zhǔn)測得的壓力稱為絕對壓力。以大氣壓力為基準(zhǔn)測得的高于大氣壓力的那部分壓力稱為相對壓力。在地球表面上，一切物體都受到大氣壓的作用，大氣壓力的作用都是自相平衡的，因此一般壓力儀表在大氣中的讀數(shù)為零。由測壓儀表所測得的壓力就是高于大氣壓的那部分壓力，所以相對壓力也稱為表壓力。在液壓技術(shù)中，如不持別指明，壓力均指相對壓力。當(dāng)絕對壓力低于大氣壓時，比大氣壓小的那部分壓力稱為真空度。 （3）幾種壓力相互之間的關(guān)系：25 什么是液體的層流與紊流？說明其判別方法。解：19世紀(jì)末，英國學(xué)者雷諾通過實驗觀察水在圓管內(nèi)的流動情況，發(fā)現(xiàn)液體有兩種流動狀態(tài)，即層流和紊流。在層流時，液體質(zhì)點互不干擾，流動呈層狀且平行于導(dǎo)管軸線；在紊流時，液體質(zhì)點的運動雜亂無章，除了平行于導(dǎo)管軸線的運動外，還存在劇烈的橫向運動。實驗證明，液體在圓管中的流動狀態(tài)與管內(nèi)液體的平均流速、管道內(nèi)徑d和液體的運動粘度有關(guān)。判定液體流動狀態(tài)常用由這三個參數(shù)所組成的雷諾數(shù)。 26伯努利方程的物理意義是什么？實際液體伯努利方程與理想液體伯努利方程的區(qū)別是什么？解：（1）伯努利方程的物理意義是：在某通道內(nèi)作穩(wěn)定流動的理想液體具有三種形式的能量，即壓力能、位能和動能。這三種形式的能量在液體流動過程中可以相互轉(zhuǎn)化，但其總和在各個截面處均為定值。（2）在實際液體的計算當(dāng)中，還要考慮液體粘性和流態(tài)的影響，對其加以修正。27 如題26圖所示，由一直徑為d，重量為G的活塞浸在液體中，并在力F的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)。若液體的密度為ρ，活塞浸入深度為h，試確定液體在測壓管內(nèi)的上升高度x。題26圖解：取活塞底端為研究水平面則有：故28 圖23所示液壓千斤。問在小活塞上所加的力為多大才能將重力為5103N的重物頂起？解：由帕斯卡原理得，所以29 如題27圖所示，容器內(nèi)充滿密度為ρ的油液，容器內(nèi)的壓力由水銀壓力計的讀數(shù)ｈ來確定。若壓力計與容器用軟管連接，將壓力計的測壓管向下移動距離ａ，這時容器內(nèi)的壓力不變，但測壓管的讀數(shù)由ｈ變?yōu)椋瑁ぃ?。試確定Δｈ與ａ的關(guān)系。 題27圖解：設(shè)初始油柱高度為，則有聯(lián)立兩方程可得210 如題圖28所示，管道輸送密度ρ＝900kg/m3的液體，已知ｈ＝15m，105Pa，2處的壓力為4105Pa，試判斷管中液流的方向。題 28圖解：假設(shè)也流從1流向2，則：p1+1/2ρv2= p2+ρgh2+1/2ρv2+pw由連續(xù)性方程可得：qv1=qv2v1A1= v2A2所以，p1=p2+pgh2+pw450000=40000+900*10*15+ pw所以，pw=85000pa所以，流向與假設(shè)方向相反，液體由2流向1.211 如題29圖所示變截面水平圓管，通流截面直徑d1=d2/4，、。求22截面處的平均流速和壓力。(按理想液體考慮)題29圖解:聯(lián)立上面兩方程得。212 如題210圖所示，活塞上作用有外力Ｆ＝3000N，活塞直徑Ｄ＝50mm，若使油從液壓缸底部的銳緣孔口流出，設(shè)孔口直徑ｄ＝10mm，孔口速度系數(shù)Cv＝，流量系數(shù) Cq＝，油液的密度ρ＝870kg/m3，不計摩擦，試求作用在液壓缸缸底壁面上的力。題210圖解：F在缸體內(nèi)產(chǎn)生的壓力為：p=4F/лD2=*106pa小孔流量為：qv=CqAT(2Δp/ρ)=***(10*103)2(2**105/870)=活塞速度為：v=4qv/=孔口液流速度為:Vd=4qv/=若以缸內(nèi)的液體為控制液體，設(shè)作用在液壓缸缸底壁面上的力為R，則由動量方程得：FR=ρqv(v0v)R= Fρqv(v0v)=3000870* *()=(N)向右213 如題212圖所示，液壓泵輸出流量可手動調(diào)節(jié)，；，阻尼孔前的壓力為多大？(提示：阻尼孔分別按細(xì)長孔和薄壁孔兩種情況考慮，阻尼孔后壓力為零)題212圖解：（1）細(xì)長孔由公式代入數(shù)據(jù)得（2）薄壁孔由公式得214 研究孔口及縫隙的流量特性具有什么意義？解：在液壓系統(tǒng)中，液流流經(jīng)小孔或縫隙的現(xiàn)象是普遍存在的。例如，液壓傳動中常利用液體流經(jīng)閥的小孔或縫隙來控制系統(tǒng)的流量和壓力，液壓元件的泄漏也屬于縫隙流動，因此有必要研究液體流經(jīng)小孔和縫隙的流量計算。215 管路中的壓力損失有哪幾種？各受哪些因素影響？解：（1）沿程壓力損失液體在直徑不變的直通道中流動時因其內(nèi)摩擦而產(chǎn)生的能量損失，稱為沿程壓力損失。它主要決定于液體平均流速、動力粘度、通道的長度和內(nèi)徑等。 （2）局部壓力損失 液體流經(jīng)管道的彎頭、大小管的接頭、突變截面、閥口和網(wǎng)孔等局部障礙處時，因液流方向和速度大小發(fā)生突度，使液體質(zhì)點間相互撞擊而造成的能量損失，稱為局部壓力損失。液體流過這些局部障礙處時，流態(tài)極為復(fù)雜，影響因素較多，一般都依靠實驗求得各種類型局部障礙的局部阻力系數(shù)，然后再計算局部壓力損失。216 液壓沖擊和空穴現(xiàn)象是如何產(chǎn)生的？有什么危害？如何防止？解：一、液壓沖擊(1)產(chǎn)生液壓沖擊的原因a閥門突然關(guān)閉引起液壓沖擊 若有一較大容腔(如液壓缸、蓄能器等)和在另一端裝有閥門的管道相通。當(dāng)閥門開啟時，管內(nèi)液體從閥門流出。當(dāng)閥門突然關(guān)閉時，從閥門處開始液體動能將逐層轉(zhuǎn)化為壓力能，相應(yīng)產(chǎn)生一從閥門向容腔推進的壓力沖擊波，出現(xiàn)液壓沖擊。b運動部件突然制動引起液壓沖擊 如換向閥突然關(guān)閉液壓缸的回油通道而使運動部件制動時，這一瞬間運動部件的動能會轉(zhuǎn)化為被封閉油液的壓力能，壓力急劇上升，出現(xiàn)液壓沖擊。c液壓系統(tǒng)中元件反應(yīng)不靈敏造成液壓沖擊 如系統(tǒng)壓力突然升高時，溢流閥不能迅速打開溢流閥口，或限壓式變量泵不能及時自動減小輸出流量等，都會導(dǎo)致液壓沖擊。(2)液壓沖擊的危害在液壓系統(tǒng)中產(chǎn)生液壓沖擊時，瞬時壓力峰值有時比正常壓力要大好幾倍，會引起振動和噪聲，導(dǎo)致密封裝置、管路和液壓元件的損壞，甚至還會使某些液壓元件(如壓力繼電器、順序閥等)產(chǎn)生誤動作，從而影響系統(tǒng)正常工作?？梢姂?yīng)力求減小液壓沖擊。(3)通?？刹扇∠铝写胧﹣頊p少液壓沖擊：a延長閥門關(guān)閉和運動部件制動換向的時間?？刹捎脫Q向時間可調(diào)的換向閥。，液壓沖擊就大大減少。b限制管路內(nèi)液體的流速及運動部件的速度。／s以內(nèi)，并且當(dāng)運動部件的質(zhì)量越大，則其運動速度就應(yīng)該越小。c適當(dāng)增大管徑。這樣不僅可以降低流速，而且可以減小壓力沖擊波傳播速度。d盡量縮小管道長度，可以減小壓力波的傳播時間。e用橡膠軟管或在沖擊源處設(shè)置畜能器，以吸收沖擊的能量；也可以在容易出現(xiàn)液壓沖擊的地方，安裝限制壓力升高的安全閥。二、空穴現(xiàn)象（1）產(chǎn)生原因：在液壓系統(tǒng)中，如果某處壓力低于油液工作溫度下的空氣分離壓時，油液中的空氣就會分離出來而形成大量氣泡；當(dāng)壓力進一步降低到油液工作溫度下的飽和蒸汽壓力時，油液會迅速汽化而產(chǎn)生大量汽泡。這些氣泡混雜在油液中，產(chǎn)生空穴，使原來充滿管道或液壓元件中的油液成為不連續(xù)狀態(tài)，這種現(xiàn)象一般稱為空穴現(xiàn)象?？昭ìF(xiàn)象一般發(fā)生在閥口和液壓泵的進油口處。油液流過閥口的狹窄通道時，液流速度增大，壓力大幅度下降，就可能出現(xiàn)空穴現(xiàn)象。液壓泵的安裝高度過高，吸油管道內(nèi)徑過小，吸油阻力太大，或液壓泵轉(zhuǎn)速過高、吸油不充足等，均可能產(chǎn)生空穴現(xiàn)象。（2）危害：液壓系統(tǒng)中出現(xiàn)空穴現(xiàn)象后，氣泡隨油液流到高壓區(qū)時，在高壓作用下氣泡