流體力學與液壓傳動A卷及答案

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上武漢理工大學 流體力學與液壓傳動考試試題 (A卷)站點： 姓名： 專業(yè)： 層次：一、簡明回答下列問題（27分，每小題3分）何謂液壓傳動？簡述液壓油粘性的概念及其物理意義。液體的流動狀態(tài)有層流和紊流，不同流動狀態(tài)的物理本質(zhì)是什么？ 簡述伯努利方程的物理意義。何謂背壓？有哪些閥能形成恒定的背壓？何謂三位換向閥的中位機能？試畫出H、Y機能。什么是溢流閥的啟閉特性？啟閉特性表征溢流閥的什么性能？液壓系統(tǒng)中存在哪些能量損失的形式？應采取哪些措施來減小它們？何謂調(diào)速回路的速度負載特性？速度剛度？二、如圖1，已知液壓泵的流量q32L/min，吸油管內(nèi)徑d20mm，泵的安裝高度h50

2、0mm，油液密度0.9g/cm3，管中油液的流態(tài)為層流，不計壓力損失, 試求：管路中的流速？(2分)泵吸油口處的真空度？（5分）分析說明影響泵的安裝高度的因素。（3分）三、如圖2容積調(diào)速系統(tǒng)，泵的最大排量Vp=160mL/r，轉(zhuǎn)速np=1000r/min，機械效率mp=0.9，總效率p=0.85；液壓馬達的理論排量Vm=140mL/r，機械效率mp=0.9，總效率p=0.8，系統(tǒng)壓力p=8.5MPa，不計壓力損失。求：液壓馬達的輸出轉(zhuǎn)速n（r/min）；（3分）液壓馬達的輸出轉(zhuǎn)矩T（Nm）；（3分）液壓馬達的輸出功率P（KW）；（3分）四、圖3所示是減壓閥的工作原理圖。寫出主閥芯的受力平衡方程

3、；(2分)說明減壓閥工作原理；(5分)減壓閥用在夾緊油路上時，夾緊缸夾緊工件后，減壓閥出油口無油液流出，此時，減壓閥在工作嗎，為什么？（2分）五、已知某YBP限壓式變量葉片泵的流量壓力特性曲線如圖示。調(diào)整該流量壓力特性曲線，使其滿足p=2MPa、輸出流量q=20L/min的快速運動和p=4.5MPa、輸出流量q=5L/min的進給運動的要求，(用線畫出)此時，如何確定油泵的驅(qū)動功率？(8分)六、圖4所示，已知液壓缸A120cm2，A210cm2，負載為F5kN，溢流閥的調(diào)定壓力為5MPa，qp16L/min，qT0.5L/min，不計管路壓力損失，試問：（9分）電磁鐵斷電時，p1=？p2=？v

4、=？電磁鐵通電時，p1=？p2=？v=？電磁鐵通電時，溢流閥的溢流量是多少？圖5七、在圖5中，兩缸結(jié)構(gòu)完全相同，缸、缸負載分別為F18kN、F23kN，其他參數(shù)如圖示，不考慮泄漏和摩擦等因素。試問在下述工況, A、B、C三點壓力是多少？要求簡要說明理由！在圖示狀態(tài)；1DT、2DT通電，兩缸向前運動中；兩缸都運動到終點后。 (各4分，共12分)八、圖6所示是某專用機床的液壓系統(tǒng)原理圖。該系統(tǒng)有夾緊油缸和主工作油缸兩個液壓缸。它們的工作循環(huán)為：夾緊快進一工進二工進快退松開原位停止、泵卸荷。根據(jù)動作循環(huán)，作出電磁閥YA的動作循環(huán)表。用符號“”表示電磁閥通電，符號“”表示斷電。（7分，每工況1分）說明

5、標記為a、b、c的三個閥在系統(tǒng)中所起的作用。（6分）閥A和閥B哪個通流面積調(diào)節(jié)得大些？依據(jù)是什么？（3分）武漢理工大學流體力學與液壓傳動考試試題 (A卷)答案一 簡明回答下列問題1 以液壓油為傳動介質(zhì)，利用密閉容積的變化來實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換與傳遞的傳動方式。由于油液分子與固體壁面之間存在附著力、液體分子之間存在內(nèi)聚力，油液在外力作用下流動時產(chǎn)生內(nèi)摩擦力的性質(zhì)稱為粘性。（2分）粘性的物理意義是液體抵抗剪切變形的能力。（1分）在層流時，粘性力起主導作用；紊流時，慣性力起主導作用。（3分）理想液體在重力場中恒定流動時，沿流線上各點的位能、壓力能和動能可以互相轉(zhuǎn)化，其和不變。（3分）液壓系統(tǒng)回油路上的壓力或

6、壓力作用面反方向上所受到的壓力稱為背壓。能形成恒定背壓的液壓閥有：溢流閥、順序閥、單向閥。三位換向閥，滑閥在中位時各油口的連通方式稱為中位機能（滑閥機能）。（3分）啟閉特性是指溢流閥從剛開啟到通過額定流量(全流量)、再由額定流量到閉合的整個過程中，通過閥的流量與其控制壓力之間的關(guān)系。（2分）啟閉特性表征了實際溢流閥的恒壓精度，是衡量制造質(zhì)量的主要指標。（1分）液壓系統(tǒng)中的能量損失表現(xiàn)為壓力損失和流量損失。（1分）為了減少系統(tǒng)中的壓力損失，應采用合適粘度的液壓油、盡量少用彎頭、減少管路上截面的突然變化、管壁盡量光滑、管內(nèi)流速應適當（1分）；盡量減小泄漏以減少流量損失（1分）。液壓系統(tǒng)中，執(zhí)行元件

7、的運動速度與所受負載之間的變化關(guān)系，稱為速度負載特性。（1分）速度負載特性的好壞用速度剛度來衡量，速度剛度定義為：負載變化量與速度變化量的比值?；蛘?，速度負載特性曲線上某點處切線斜率的倒數(shù)。（2分）其物理意義是：回路抵抗負載變化的能力（引起單位速度變化量的負載力變化量的大?。?。二、油液在管內(nèi)的流動速度為（2分） 取油箱液面為11截面：p1=pa、油箱液面遠大于吸油口通流截面，v1=0、z1=0；取泵吸油口處為22截面：設(shè)p2=？v2=1.7 m/s、z2=h=500mm=0.5 m（2分）采用絕對壓力表示方法，列伯努利方程,有 (1)式 （1分）真空度為 （2分） 由上述伯努利方程式(1),可

8、求得h的表達式為 （2）式 （1分）可見，影響油泵安裝高度的主要因素有：泵入口允許的真空度（1分），液體流速、流態(tài)(雷諾數(shù))等(沿程損失和局部損失)。（1分）三、概念正確，但計算錯誤扣1分：由容積調(diào)速公式，液壓馬達轉(zhuǎn)速為 （3分）（泵的輸出流量151 L/min，液壓馬達容積效率0.89） （3分） （2分） 或四、減壓閥閥芯受力平衡方程為： （1）式 （2分）油液流經(jīng)減壓口時，將產(chǎn)生壓力損失，故減壓閥出口壓力p2低于進口壓力p1，而且越小，壓力損失越大，p2越低。這是減壓閥的減壓原理。（3分）當減壓閥出口壓力p2上升到先導閥的調(diào)定值時，先導閥開啟，由于節(jié)流孔b的作用，減壓閥主閥芯上腔壓力低于

9、下腔壓力，主閥芯在壓差作用下上移，減小，該處壓力損失增大，p2隨之下降，直到主閥芯所受到的液壓作用力與彈簧力達到平衡為止。先導閥調(diào)定的壓力是恒定的，而主閥彈簧剛度較小，因此減壓閥出口壓力p2基本為常數(shù)。這是減壓閥的穩(wěn)壓原理。（3分）當減壓閥的出油口處無輸出油液時，它的出口壓力基本上仍能保持恒定，此時有少量油液通過減壓口經(jīng)先導閥排出，保持該閥處于恒壓工作狀態(tài)。（2分）五、（圖略）正確畫出調(diào)整曲線，4分；以調(diào)整曲線交點的壓力、流量為功率參數(shù)，正確寫出驅(qū)動功率計算公式，4分。六、本題考察出口節(jié)流原理回油路通油箱，因此p2=0； 溢流閥關(guān)閉狀態(tài)，p1由負載決定，p1=2.5MPa 泵流量全部進入油缸，

10、v=8m/min（13.33cm/s）構(gòu)成出口節(jié)流回路，因此p1=pY=5MPa 由速度由節(jié)流閥調(diào)定：溢流閥開啟溢流，（3分）七、只有正確結(jié)果，沒有分析，只給1分。（對每小題）因泵的流量全部要通過溢流閥，溢流閥溢流，故pA=5MPa順序閥進口壓力大于調(diào)定壓力，開啟后進出口壓力相同,故pB=5MPa（4分）減壓閥后負載無窮大，進口壓力大于調(diào)定壓力，減壓、減壓后恒壓,故pC=1.5MPa缸右移所需壓力： MPa溢流閥調(diào)定壓力大于順序閥調(diào)定壓力，順序閥開啟時進出口兩側(cè)壓力相等，其值由負載決定，故A、B兩點的壓力均為4.0MPa； 缸右移所需壓力： MPa 因pCpJ，減壓閥始終處于減壓的工作狀態(tài)，閥口開度較小而液阻較大。無論缸運動與否，C點的壓力均為1.5MPa；（4分）A、B兩點的壓力均為5.0MPa，C點的壓力仍為1.5MPa；因為兩缸運動到終點后，兩缸進油壓力上升，缸可上升到溢流閥調(diào)定壓力；而減壓閥是出油口控制，當缸壓力上升到其調(diào)定壓力，減壓閥工作，就恒定其出口壓力。（4分）八、電磁鐵（壓力繼電器）動作順序表如下：（每工況1分）工 況 1DT2DT3DT4DT5DT夾 緊主缸快進（差動） 主缸一工進主缸二工進主缸快退松開原位停止、油泵卸荷元件a：壓力繼電器，夾緊缸夾緊，發(fā)信號控制主缸動作；（