液压与气压传动考试大纲.docx
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液压与气压传动考试大纲
液压与企业传动考试大纲
1、何谓液压传动?
液压传动系统由哪几部分组成?
液压传动:
以液体作为工作介质,以液体的压力能进行运动或动力传递的一种传动方式。
1、动力元件:
指液压泵。
2、执行元件:
指液压缸或液压马达。
3、控制调节元件:
指各种类型的液压阀。
(1)压力控制阀:
溢流阀、减压阀、顺序阀。
(2)方向控制阀:
单向阀、换向阀。
(3)流量控制阀:
节流阀、调速阀。
4、辅助装置:
油箱、油管、管接头、压力表、过滤器、蓄能器等。
5、工作介质:
指各种类型的液压油。
2、什么是液体的粘性?
常用的粘度表示方法有哪几种?
液体在外力作用下流动时,液体分子间的内聚力会阻碍其分子的相对运动,即具有一定的内摩擦力,这种性质称为液体的粘性。
粘性的大小用粘度表示。
常用的粘度有三种,即动力粘度、运动粘度和相对粘度。
⑴动力粘度μ:
动力粘度又称绝对粘度。
动力粘度的物理意义是:
液体在单位速度梯度下流动时,流动液层间单位面积上的内摩擦力。
单位为:
N·s/㎡或Pa·s。
⑵运动粘度ν:
动力粘度与该液体密度的比值叫运动粘度,用ν表示。
单位:
㎡/s。
1㎡/s=104㎝2/s=104斯(St)=106mm2/s=106厘斯(cSt)。
⑶相对粘度:
相对粘度又叫条件粘度,它是采用特定的粘度计在规定的条件下测量出来的的粘度。
由于测量条件不同,各国所用的相对粘度也不同。
中国、德国和俄罗斯等一些国家采用恩氏粘度,美国用赛氏粘度,英国用雷氏粘度。
3、液体的粘度与温度有什么关系?
粘度与压力有什么关系?
粘度与温度的关系:
油液的粘度对温度的变化极为敏感,温度升高,油的粘度即显著降低。
油的粘度随温度变化的性质称粘温特性。
粘度与压力的关系:
液体所受的压力增大时,其分子间的距离将减小,内摩擦力增大,粘度亦随之增大。
4、名词解释:
理想液体:
一种假想的既无粘性又不可压缩的液体。
恒定流动:
液体流动时,液体中任一点处的压力、速度和密度等参数都不随时间而变化。
(或称定常流动、非时变流动)
流线:
某一瞬间液流中一条条标志其质点运动状态的曲线,在流线上各点的瞬时液流方向与该点的切线方向重合。
流管:
在流场内作一条封闭曲线,过该曲线的所有流线所构成的管状表面称为流管
流束:
流管内所有流线的集合称为流束。
根据流线不能相交的性质,流管内外的流线均不能穿越流管表面。
微小流束:
通流面积无限小的流束称为微小流束
通流截面:
垂直于流束的的截面称为通流截面(或过流断面),通流截面上各点的运动速度均与其垂直。
流量:
单位时间内流过某一通流截面的液体体积称为流量。
流量以q表示,单位m³/s或L/min
平均流速:
当液流通过微小的通流截面dA时,液体在该截面上各点的速度u可以认为是相等的,所以流过该微小断面的流量为dq=udA,则流过整个过流断面A的流量为
流量与通流截面面积(有效面积)的比值
层流:
液流是分层的,层与层之间互不干扰,液体的这种流动状态称为层流
紊流:
液流不分层,处于紊乱状态,称为紊流
雷诺数的物理意义:
雷诺数是液流的惯性力对粘性力的无因次比。
当雷诺数较大时,液体的惯性力起主导作用,液体处于紊流状态;当雷诺数较小时,粘性力起主导作用,液体处于层流状态。
对通流截面相同的管道来说,若液流的雷诺数Re相同,它的流动状态就相同。
(管内平均流速、管道内径、液体运动粘度)
排量:
在不考虑泄漏的情况下,液压泵主轴每转一周所排出的液体的体积。
Vp
5、液体动力学的三个基本方程及其物理意义。
连续性方程:
ρ1v1A1=ρ2v2A2。
当忽略液体的可压缩性时,ρ1=ρ2,则得
v1A1=v2A2。
或写成q=vA=常数。
这就是液流的连续性方程。
在密闭管路内作恒定流动的理想液体,不管平均流速和通流截面沿流程怎样变化,流过各个截面的流量是不变的。
伯努利方程:
1.理想液体微小流束的伯努利方程:
⑴外力对液体所作的功:
W=p1dA1ds1-p2dA2ds2=p1dA1u1dt-p2dA2u2dt由连续性方程:
dA1u1=dA2u2=dq代入得:
W=dqdt(p1-p2)
(2)液体机械能的变化:
动能的变化ΔEk=ρdqdtu22/2-ρdqdtu12/2位能的变化ΔEp=ρgdqdth2-ρgdqdth1机械能的变化ΔE=ΔEk+ΔEp
根据能量守恒定律:
外力对液体所作的功,应等于其机械能的变化,即:
ΔE=W
物理意义:
在密闭管道内作恒定流动的理想液体,具有三种形式的能量。
即压力能、动能和位能,它们之间可以相互转化,但在管道内任一处,单位重量的的液体所包含的这三种能量的总和是一定的
2.实际液体总流的伯努利方程:
式中,hw为能量损失。
α1、α2是动能修正系数,其值与液体的流态有关,紊流时等于1,层流时等于2。
动量方程:
刚体力学动量定理指出,作用在物体上的外力等于物体在单位时间内的动量变化量,即:
β1、β2——动量修正系数,紊流时β=1,层流β=4/3。
上式表明:
作用在液体控制体积上的外力的总和,等于单位时间内流出控制表面与流入控制表面的液体动量之差。
作用在固体壁面上的力是:
6、小孔的流量特性公式。
液体流过小孔的流量:
小孔可分为三种:
当小孔的长径比l/d≤0.5时,称为薄壁孔;l/d>4时,称为细长孔;0.5<l/d≤4时,称为短孔。
对薄壁孔:
小孔前后的压力差:
流量系数:
=
小孔速度系数:
收缩系数:
小孔通流截面的面积:
对细长孔:
小孔的流量压力特性公式:
m——由孔的长径比决定的指数。
薄壁孔m=0.5,细长孔m=1。
K——系数。
7、何谓液压冲击?
产生的原因是什么?
在液压系统中,由于某种原因,系统的压力在某一瞬间会突然急剧上升,形成很高的压力峰值,这种现象称为液压冲击。
液压冲击产生的原因:
(1)阀门突然关闭或换向;
(2)运动部件突然制动或换向;(3)某些液压元件动作失灵或不灵敏。
减小液压冲击的措施:
⑴延长阀门关闭和运动部件制动换向的时间。
⑵限制管道流速及运动部件速度。
⑶适当加大管道直径,尽量缩短管路长度。
⑷在冲击区附近安装蓄能器等缓冲装置。
⑸采用软管,以增加系统的弹性。
8、何谓气穴现象?
在液压系统中,如果某处的压力低于空气分离压时,原先溶解在液体中的空气就会分离出来,导致液体中出现大量气泡的现象,称为气穴现象。
如果液体中的压力进一步降低到饱和蒸气压时,液体将迅速气化,产生大量蒸气泡,这时的气穴现象将会愈加严重。
9、以单作用柱塞泵为例,画图说明液压泵的工作原理。
10、液压泵、液压马达的性能参数计算。
理论流量:
qt=Vn实际流量:
q=qt-ql=qt-klp
理论功率:
泵:
PPt=pPqPt马达:
PMt=2πnMTMt
容积效率:
泵:
ηPv=qP/qPt马达:
ηMv=qMt/qM
机械效率:
泵:
ηPm=TPt/TP马达:
ηMm=TM/TMt
输入功率:
泵:
PPi=2πnTP马达:
PMi=pMqM
输出功率:
泵:
PPo=pPqP马达:
PMo=2πnMTM
总效率:
η=ηmηv
马达的输出转矩:
2πnTM=pMqMη
TM=pMqMη/2πnM=pqMtηm/2πnM=pMVMηm/2π
排量:
V=πDhb=2πZm2b
实际流量:
q=Vnηv=πDhbnηv=2πZm2bnηv
11、齿轮泵的结构要点:
困油现象,径向压力不平衡,端面泄漏。
困油现象:
产生原因:
ε>1,构成闭死容积Vb。
Vb由大→小,p↑↑,油液发热,轴承磨损。
Vb由小→大,p↓↓,汽蚀、噪声、振动、金属表面剥蚀。
危害:
影响工作、缩短寿命。
措施:
开卸荷槽。
原则:
Vb由大→小,与压油腔相通。
Vb由小→大,与吸油腔相通。
保证吸、压油腔始终不通
径向压力不平衡问题:
措施:
减少压油口的尺寸,开压力平衡槽
端面泄漏:
12、限压式变量泵的特性曲线。
(1)调节Fs,可调节pc,pmax,使BC段左右平移。
(2)若更换弹簧,可改变BC段斜率
(3)调节偏心距,可使AB段上下平移,BC段斜率不变。
13、轴向柱塞泵的流量计算公式。
14、液压马达的转矩和角速度计算。
15、活塞式、柱塞式液压缸的速度和推力计算。
双杆活塞式液压缸:
单杆活塞缸:
柱塞式液压缸:
16、摆动式液压缸的转矩和角速度计算。
17、液压缸的密封装置、缓冲装置的种类。
密封装置:
(1)间隙密封
(2)活塞环密封(3)密封圈密封(O型、Y型、V型)
缓冲装置:
(1)间隙缓冲
(2)可调节流缓冲(3)可变节流缓冲
18、液控式单向阀与普通单向阀的差别和职能符号。
液压阀的分类:
按用途分类:
方向控制阀:
单向阀,换向阀。
压力控制阀:
溢流阀,减压阀,顺序阀。
流量控制阀:
节流阀,调速阀。
按操纵方式分类:
手动,机动,电动,液动,电液等。
按控制方式分类:
定值或开关控制阀、电液比例控制阀、电液伺服控制阀、数字阀。
按连接方式分类:
管式、板式、叠加式、插装式。
普通单向阀:
单向流通,反向截止。
液控式单向阀比普通单向阀多了个控制油口,若控制油口不通压力油,其功能与普通单向阀相同,即正向流通,反向截止。
若控制油口通压力油,正反向均可流通。
19、换向阀的位、通、中位机能、操纵方式。
换向阀是利用阀芯与阀体间的相对运动而切换油路中液流的方向的液压元件。
其作用是通过改变阀芯和阀套之间的相对位置,来控制系统的启动、停止或换向。
按阀芯运动的方式,可分为转阀和滑阀两类;按操纵方式可分为手动、机动、电动、液动、电液动等;按工作位置可分为二位、三位、多位等;按阀体上主油路的数量可分为二通、三通、四通、五通、多通等;按阀的安装方式可分为管式、板式、法兰式。
换向阀的中位机能:
三位换向阀在中位时,各油口之间的连接状态及功能特点。
操纵方式:
手动换向阀、机动换向阀、电磁换向阀、液动阀、电液换向阀
20、溢流阀的工作原理、职能符号和应用。
工作原理:
(1)直动式溢流阀
(2)先导式溢流阀
应用:
1)作溢流阀2)作安全阀3)作卸荷阀4)远程调压或多级调压5)作背压阀
21、减压阀的工作原理、职能符号和应用。
22、顺序阀的工作原理、职能符号和应用。
23、调速阀的工作原理、职能符号和应用。
24、压力继电器的工作原理、职能符号和应用。
是将压力信号转变为电信号的转换装置。
作用:
根据液压系统的压力变化,通过压力继电器的微动开关,自动接通或断开有关电路。
25、液压基本回路分析。
25、典型液压回路分析。
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