矿山机械习题

矿山机械习题第一章流体力学基础1、流体的重度和密度有何区别及联系？答：密度是表示流体具有惯性的物理量，对于均质流体，单位体积的流体所具有的质量称为密度。

重度是表示流体具有重力特性的物理量，对于均质流体，作用于单位体积流体的重力称为重度。

流体的密度与它在地球上的位置无关，而流体的重度与它所处的位置有关，因为地球上不同地点的重力速度不同，所以重度也就不一样。

另外，流体的密度和重度受外界压力和温度的影响，当指出某种流体的密度或重度值时，必须指明所处的外界压力和温度条件。

2、什么是流体的黏性，它对流体流动起什么作用？答：流体流动时内部质点间或流层间因相对运动而产生内摩擦力的性质，称为黏性。

当流体在管中缓慢流动时，于流体壁面间的附着力，分子运动以及分子间的内聚力的存在，使流动受到阻滞，在流动截面上各点的速度不同，紧贴管壁的流体质点，黏附在管壁上流速为零。

位于管中心轴线上的流体质点，受管壁的影响最小，因而流速最大。

3、水在两平板间流动，从水中取水层A或B进行分析，试确定水层A和B上下两面上所受黏滞力的方向。

答：于流体各薄层的流速不同，因而各薄层质点间产生相对运动，从而产生内摩擦力阻碍相对运动，为了维持流体的运动状态，必须消耗一定的能量来克服内摩擦力。

第二章液压传动基本概念与工作液体1、什么是液压传动？说明它的工作原理。

答：液压传动是利用液体的压力能传递能量的传动方式。

其工作原理是：液压泵将输入的机械能变为液压能，经密封的管道传给液压缸，再转变为机械能输出，带动工作机构做功，通过对液体的方向、压力和流量的控制，可使工作机构获得所需的运动形式。

于能量的转换是通过密封工作容积的变化实现的。

2、什么叫液压系统？它哪几个部分组成？各部分的功用是什么？答：液压传动系统简称液压系统。

它是若干液压元件组合起来并能完成一定动作的整体。

液压泵它将原动机供给的机械能转变为液压能输出，是系统的动力部分。

液压执行元件它将液压能转变为机械能，驱动工作机构做功，是系统的执行部分。

控制阀控制阀控制液体的方向、压力和流量。

不同种类的控制阀有不同的控制作用，以满足工作机构的运动要求，是系统的控制部分。

液压千斤顶的吸液阀、排液阀、截止阀都属于方向控制阀。

辅助元件辅助元件包括油管、油箱、冷却器、滤油器、蓄能器和各种液体参数的监测仪表等，它们各具备不同的功能，保证系统正常工作。

工作液体工作液体是传递能量的介质，也是液压元件的润滑剂。

3、说明液压传动的基本工作特征。

答：力的传递靠液体压力来进行，并按照帕斯卡原理来实现。

液压泵和液压缸之间无任何机械联系。

若不计各种阻力和液体自重，则这个压力便按帕斯卡原理等值地传递到密封容器中液体的各点，在活塞上产生作用力，实现了力的传递。

若活塞面积很大，拄塞面积很小，则需很小的外力便能获得很大的作用力，向上举起重物，可知外力经液压传动后还能改变其大小和方向。

第三章液压泵1、液压泵的工作原理是什么？为什么液压传动中几乎无一例外地采用容积式液压泵？答：当原动机带动液压泵工作，且液压泵的密封工作容积小变大，形成局部真空，经吸液机构从油箱吸液；当密封工作容积大变小时，经排液机构向外排液。

周而复始，使原动机的机械能转变为液压能，不断地向液压系统提供一定流量的压力液体。

2、液压泵的额定压力与工作压力有什么不同？液压泵的流量与压力有无关系？流量和排量有什么不同？答：工作压力是指工作时所达到的具体压力值。

主要液压执行机构所驱动的负载决定，一般是不确定的。

负载增大时，泵的压力升高；负载减少时，泵的压力降低。

如果负载无限增大，泵的压力便无限升高，直至机件破坏或使原动机停止，这是液压泵的一个重要性能特点。

因此，在液压系统中常需设置安全阀，限制泵的最大压力，起过载保护作用。

额定压力是指连续运转情况下允许使用的最大压力，在这个压力下可以保证泵有较高的容积效率和使用寿命。

考虑动态压力影响，实际使用的压力总是低于额定压力，使泵有一定的压力储备。

理论流量是不考虑泄露而泵的几何尺寸所决定的单位时间的排液量。

当泵的转速一定时，其理论流量仅与泵的结构参数有关，与工作压力无本质上的联系，这是液压泵另一个重要的性能特点。

3、容积效率表示什么意义？在工业上如何测试？答：容积效率是表征泵的泄露程度的性能参数，它等于泵的实际输出功率与理论输出功率之比。

在泵的工业试验中，以空载流量作为泵的理论流量。

于拖动泵鼠笼式电动机在空载和额定负载时的转速不同，所以用式的流量之比计算容积效率的误差较大，因而采用的排量之比计算。

在测定时，同时测定负载时的转速和流量，计算出实际排量，便求得泵在额定工况下的容积效率。

第四章液压马达与液压缸1、液压马达的输出扭矩和转速如何计算？答：2、说明齿轮式、叶片式及斜轴式轴向柱塞马达的工作原理。

答：齿轮式：齿轮马达的基本结构与齿轮泵相同。

两齿轮的合点，齿轮与输出轴相连，不参加合的的齿谷，其两侧齿廊所受的液压作用力大小相等，方向相反，互相平衡。

参加合的齿谷中，齿面所受的液压作用力将对齿轮产生逆时针扭距，齿面和大小不等，其液压作用力的差值对齿轮产生顺时针扭矩，并通过合点传递到齿轮上，所以马达的输出轴扭矩是两个齿轮产生扭矩之和，实现旋转运动。

叶片式液压马达：位于进液腔的叶片两侧，所受的液压力相同，其作用相互平衡，而位于过渡密封区的叶片，一侧承受进液腔高压液体的作用，另一侧为低压，产生扭矩，叶片也将产生反向扭矩。

于叶片的承压面积大，所以使转子逆时针转动，输出扭矩和转速。

双作用叶片马达的工作原理与单作用相同。

轴向柱塞式液压马达：柱塞位于马达进液区的柱塞孔内，液压力推动柱塞和连杆，其作用力沿连杆方向传至马达输出轴和传动盘上。

马达输出轴的扭矩是位于进液区的各个柱塞所产生的扭矩之和。

于转动过程中位于进液区的柱塞数不断变化，力臂也在不断变化，所以马达的顺时针扭矩是脉动的。

3、说明行星转子式摆线马达的工作原理。

BM型摆线马达有哪些结构特点？答：转子有六个齿，定子有七个齿，二者同时和，形成了七个密封工作容积，分别与配流机构相应的孔相同，配流轴与转子同步转动。

在进液压力推动下转子扫过定子一个内齿，自转1/6转的四个工作位置以及配流状况。

此种马达定子、转子、长花键轴、短花键轴、配流盘、辅助配流板、补偿盘、端盘、外壳等组成。

第五章液压控制阀1、液控单向阀和单向阀有什么区别？分析双级卸载液控单向阀的工作原理。

答：单向阀是允许液流正向流通而反向截止的阀类。

液控单向阀是经过液控可反向通液的单向阀。

它是一个直角式单向阀和控制活塞组成，当液体沿正向流动时，其工作原理与单向阀相同；当需要反向流动时，可从控制口通入压力液体，推动控制活塞上移顶开阀芯，解除单向阀的反向截止作用。

2、说明滑阀式换向阀的工作原理。

答：滑阀式主要阀芯、阀体和操纵机构等组成。

阀芯是一个具有数个台肩的圆柱体，称为滑阀。

阀体孔内有数条沉割槽，每个沉割槽都通过相应的孔道与外部相连。

3、分析滑阀的液压卡紧现象和解决此问题的方法。

答：对于滑阀换向阀，如果阀芯与阀体内孔均是精确的圆柱形，且工作液体的清洁度符合要求，从理论上讲，阀芯与阀体的配合间隙不会因泄露而产生不平衡的液压侧向力，实际上，因加工的误差，阀芯和阀体孔有可能带有一定的锥度。

当阀芯锥部大端处于高压侧。

第六章液压辅助元件1、常用油管有哪几种？各适用于什么条件？答：油管分硬管和软管两类。

硬管用于连接无相对运动的液压元件，常用的种类为无缝钢管和紫铜管。

无缝钢管承受压力高，价格便宜，但装配时不易弯曲，主要用于中、高压系统。

无缝钢管有冷拔和热轧两种。

紫铜管容易弯曲，装配方便，而且管壁光滑，磨檫阻力小，但耐压能力低，不超过10mpa，其抗震能力也比较弱，价格较贵，在高温工作时加快油液的氧化变质。

软管主要用于连接有相对运动的液压元件。

通常为耐油橡胶软管，它可分为高压和低压两种。

高压橡胶软管大量用于液压支架的外注式单体液压支柱管路系统。

它是内胶层、钢丝编织层、中间胶层和外胶层组成。

软管装配方便，能吸收液压系统的冲击和振动，但高压软管制造工艺复杂，寿命短，成本高，刚性差。

2、常用管接头有哪几种？说明卡套式管接头的工作原理。

答：管接头有金属管的接头、橡胶软管的接头。

它接头体、螺母、卡套三个基本零件组成，利用卡套的变形卡住油管并进行密封。

卡套是一个在内圆一端带有锋利刃口的金属环。

装配时，首先把连接的金属油管一端切成与其中心线垂直的平面，在依次将螺母、卡套套装在油管上，然后将油管插入接头体内孔并靠紧。

3、什么是油箱的有效容积？答：是指液面高度为油箱高度80%时的容积。

油箱的有效容积主要是根据储液和散热的要求来确定。

第七章液压传动系统1、按工作液体在主回路的循环方式，将液压系统分为哪几种？各有什么特点？答：分为液压泵、液压执行元件、控制阀、辅助元件和工作液体。

回路可根据功能的不同分为压力控制、速度控制、方向控制和其他控制回路。

而每一类控制回路又包括若干具体功能的回路。

压力控制回路中的调压回路、卸荷回路、减压回路；速度控制回路中的节流调速回路、容积调速回路、快速运动回路，速度同步回路；方向控制回路中的换向回路、锁紧回路、定向供液回路等。

2、说明液压系统调速的基本原理？什么是节流调速和容积调速？答：调节输入流量即可改变液压执行元件的速度，对于液压马达还可通过调节排量改变转速。

节流调速是在定量泵系统中利用节流阀来调节液压执行元件的输入流量以实现调速的方法。

容积调速是通过改变液压泵或液压马达的工作容积，即改变它们的排量来进行调速的方法。

3、掌握容积调速的基本方程式，并分析容积调速回路的特性。

第八章采煤机械1、试述滚筒式采煤机的组成部分与各部作用。

答：截割部、牵引部、电动机、辅助装置组成。

电动机是采煤机的动力源，通过传动机构将动力传递给截割部的工作机构和牵引部的牵引机构。

截割部固定减速器、摇臂减速器、螺旋滚筒和挡煤板组成。

固定减速器和摇臂减速器是截割部的传动机构，用于将电动机转速降低到螺旋滚筒要求的转速。

摇臂箱体也是使螺旋滚筒能根据采高要求实现升降的部件。

螺旋滚筒和挡煤板是工作机构，螺旋滚筒转动中，装在其上的截齿便将煤壁上的煤破碎下来，并螺旋叶片和挡煤板将落下的煤装入输送机中。

牵引部牵引部减速器和牵引机构组成。

减速器将电动机转速降低到牵引机构要求的速度并实现调速。

牵引机构主链轮、辅助链轮和锚链组成。

锚链绕过主链轮和辅助链轮后，在工作面输送机的机头、机尾架上固定。

因此，当主链轮转动后，因锚链不能被带动，主链轮便带动采煤机在输送机槽帮上移动而实现牵引。

采煤机就是在牵引过程中螺旋滚筒不断地将煤破落下来并装入输送机中的。

采煤机的辅助装置包括底托架、电缆架、喷雾冷却装置和防滑装置等。

3、试述截齿的分类与适用条件；截齿排列图；滚筒端盘上截齿排列的特点。

答：螺旋叶片上截齿排列的特点是：截距较大；在周围方向上相邻截齿的夹角相等；都是零度齿。