液压与气压传动思考题和习题答案

高职高专规划教材《液压与气压传动》习题解答（仅供参考）主编马振福副主编马晓燕赵堂春参编陈建雯朱青松机械工业出版社绪论01 什么叫液压传动？什么叫气压传动？答：液压传动是以液压油作为工作介质进行能量传递和控制的一种传动形式。

气压传动是以压缩空气作为工作介质进行能量传递和控制的一种传动形式。

0-2液压与气压传动系统由哪些基本组成部分？试说明各组成部分的作用。

答：（1）能源装置把机械能转换成流体的压力能装置。

（2）执行元件把流体的压力能转换成机械能的装置。

（3）控制调节元件对系统中流体压力、流量和流动方向进行控制和调节的装置。

（4）辅助元件上述三种以外的装置。

如油箱、蓄能器、过滤器、分水滤气器、油雾器、消声器、管件等。

保证系统正常工作（5）传动介质传递能量的流体，即液压油或压缩空气。

0-3 液压传动与机械、电气传动比较有哪些主要的优缺点？答：参看绪论中“三、液压与气压传动的优缺点”0-4 液压传动与气压传动有何异同？答：参看绪论中“三、液压与气压传动的优缺点”05 一个工厂能否采用一个液压泵站集中供给压力油？说明理由。

答：一个工厂不能采用一个液压泵站集中供给压力油；液压传动的工作介质是液压油，液压油是具有粘性的，液压油在管道中流动要产生压力损失，管道越长压力损失越大，因此液压传动不宜作远距离传动。

第一章 液压与气压传动基本知识1-1 已知：液压油体积33m 1018V ⨯=，质量16.1kg m = 求：液压油的密度ρ=? 解：310181.16-⨯==V m ρ33/1089.0m kg ⨯= 1-2 什么是液体的粘性？常用的粘度表示方法有哪几种？答：流体在外力作用下流动（或有流动趋势）时，分子间的内聚力阻止分子相对运动而产生一种内摩擦力，这种现象叫流体的粘性。

常用的粘度有三种：即动力粘度、运动粘度和相对粘度。

1-3 已知：液压油体积V=2003cm ，3/900m kg =ρ，温度5 0℃时，流过恩氏粘度计s t 1531=，而20℃时2003cm 蒸馏水流过恩氏粘度计时间2t =51s ，求：该油在50℃时的 E、ν、μ各位多少？（3900m kg =ρ）（42m sN ⋅=ρ）解：50E=35115321==t t )/(1012.2110)364.838(10)64.88(26660s m EE ---⨯=⨯-⨯=⨯-=ν） 因为 ρμν=所以 )(10178479001012.21.66s p a ⋅⨯=⨯⨯==--ρνμ1-4 已知：甲液为21L ， E 1=5；乙液为9L ，E 2=7； 求：混合油的粘度E=？ 解：7030%100211=⨯=a ，30%1003092=⨯=a ，查表1-1，得c=28.2E=100)(212211E E c E a E a--+=164.6100)75(2.28730570=--⨯+⨯1-5 液压油有哪些主要类型？选用液压油时应考虑哪些主要因素？答：（1）液压油的种类很多，主要有石油型、合成型和乳化型三类。

（2）选用液压油时主要考虑系统的工作压力、运动部件的速度和环境的温度等因素。

1-6 液压油的粘度是怎样随温度的变化而变化的？举例说明。

答：液压油粘度随着温度升高而下降。

可参考图1-2举例说明。

1-7 液压传动中对液压油提出哪些主要要求？液压油为什么要定期更换？ 答：液压传动中对液压油提出的有以下要求：1）适当的粘度，较好的粘温特性。

2）润滑性能好。

在工作压力和温度发生变化时，应具有较高的油膜强度。

3）成分纯，杂质少。

4）对金属和密封件有良好的相容性。

5）具有良好的化学稳定性和热安定性，油液不易氧化、不易变质。

6）抗泡沫性好，抗乳化性好，腐蚀性小，防锈性好。

7）流动点和凝固点低，闪点（明火能使油面上油蒸气闪燃，但油本身不燃烧时的温度）和燃点高。

8）对人体无害，成本低。

因为液压油使用一段时间后其性能和纯净程度都要下降，从而对液压系统的工作状况造成影响，所以必须定期更换。

1-8 什么叫液体的静压力？液体的静压力有哪些特性？压力是如何传递的？ 答：（1）当液体相对静止时，液体单位面积上所受的法向力称为液体静压力。

（2）液体的静压力有以下特性：1）液体静压力沿着内法线方向作用于承压面。

2）静止液体内任一点处的静压力在各个方向上都相等。

（3）根据帕斯卡原理可知，在密闭容器中的静止液体，由外力作用所产生的压力可以等值传递到液体内部的所有各点。

1-9 已知：活塞直径为d ，质量为m ，外力F ，液体密度为ρ，柱塞进入深度为h 。

求：液体在测压管内上升的高度x=? 解：1）柱塞底部的液体压力：)(x h g p +=ρ （等压面）（不计大气压力） 2）列作用在柱塞上的力平衡方程 mg F d p +=24.πmg F d x h g +=+24)(πρ则 h ρgπd mg ）4(F x 2-+=1-10 解释如下概念：通流截面、流量、平均流速。

答：（1）通流截面：液体在管道中流动时其垂直于流动方向的截面。

（2）流量：单位时间内流过某一通流截面的液体体积称为流量。

1-11 已知：,/100031m kg =ρ cm h 601=，cm h 752= 求： 2ρ=？解：111·gh p p a ρ+= 222·gh p p a ρ+= 根据等压面原理：21p p =即 2211··gh p gh p a a ρρ+=+ 所以 3331212/108.01017560m kg h h ⨯=⨯⨯==ρρ 1-12 已知：液压千斤顶大活塞直径mm D 34=，小活塞直径mm d 13=，小活塞上下运动的行程为mm h 221=。

求：1）当G=`1054N ⨯，F=？ 2）液体的?=p3）杠杆上下动作一次，重物的上升量?2=h解：（1）根据平衡方程；125750F F =（1F 为小活塞上上需要施加的作用力）F F F 30257501==根据帕斯卡原理，有外力作用产生的压力在两缸中相等，即21244d F D Wππ=2230d F D W=所以 N D d W F 7.24330341310522422=⨯⨯⨯=⨯=（2）液体的 a MP D W D Wp 553414.31054442422=⨯⨯⨯===ππ （3）杠杆上下动作一次，小柱塞缸排出油液体积：32122920221344mm h d =⨯⨯=ππ杠杆上下动作一次，小柱塞缸排出油液体积进入大柱塞下，并推动其升高32229204mm h D =πmm D h 2.3344292042920222=⨯==ππ1-13 已知：A 1=10cm 2 ，A 2=50cm 2，F f =5000N,求：1）当F=500N 或F=2000N 时活塞的运动情况及压力p ； 2）为推动重块，F=？； 3）当v 1=50cm/min 时，v 2=? 解：1）a f MP A F p 15000500022===当F=500N 时，a MP A F p 5.0100050011===＜2p 所以活塞不动，压力5.0=p MPa 当F=2000N 时，a MP A F p 21000200011===＞2p 所以活塞向左运动，压力1=p MPa2）为推动重块，缸Ⅰ的F=1000N 3）根据连续性方程：2211A v A v = 所以 min 10min 105010502112m/.cm/A A v v ==⨯==1-14 已知：泵的流量q=25min /L ，吸油管内经d=25mm ，密度3/900m kg =ρ，吸油管高度H=0.4m ，滤网压力损失a v P p 5101.0⨯=∆，运动粘度s m /1042.125-⨯=ν。

求：泵入口处最大真空度解：1）计算需诺数Re 并判断流态： Re=ννd 因速度 s m cm A q 85.0min 5.50955.24102523==⨯⨯==πν 故 Re=5.14961042.1102585.053=⨯⨯⨯-- 因1496.5<2320，故为层流。

2）计算压力损失入p ∆7260285090002504.051496752Re 752222....ρνd l ρνd l Δp =⨯⨯⨯===λλPa 总压力损失：710260101.072605..p p p v =⨯+=∆+∆=∆∑入Pa3） 求真空度：列1—1至2—2截面的伯努利方程。

w gh gh p gh p +++=++222222221111ναρναρ因 20021211=====ανa p p H h h故 w a gh gH p p ρναρρ++=-22222aP .pgH 95.14438710260290085.024.08.990022222=+⨯⨯+⨯⨯=∆++=ναρρ1-15 已知： F G =50N ，δ=0.05mm ，l =70mm ，d =20mm.，2105-⨯=μPa ·s求：活塞下落0.1m 所需时间t=？ 解：依环环形隙缝公式：242223109.159.1524504212m NcmNd F p dh p dh q G⨯==⨯==∆-∆=ππνπμιπ活塞下落0.1m ，排出油液体积：min7.17s 1062 t 1.021005.01020107010512109.15)1005.0(10201014310143101431002043332433355352==⨯⨯⨯⨯⨯-⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯==⨯=⨯⨯=-------所以则t t .t.t V q m ...πV --ππ1-16 液压冲击和空穴现象是如何产生的？有何危害？如何防止？ 答：（1）液压冲击：原因：1）当液流通道迅速关闭或液流迅速换向使液流速度的大小或方向发生突然变化时，由于液流的惯性引起的液压冲击。

2）液压系统中的运动工作部件突然制动或换向时，因工作部件的惯性引起的液压冲击。

3）当液压系统中的某些元件反应不灵敏时，也可能造成液压冲击。

危害：液压冲击会引起振动和噪声，导致密封装置，管路等液压元件的损坏，有时还会使某些元件，如压力继电器、顺序阀等产生误动作，影响系统的正常工作。

措施：1）延长阀门关闭和运动部件制动换向的时间。

2）限制管路中液流速度及运动部件的速度。

3）尽量缩短管道长度，适当加大管道直径，以降低流速和减小压力冲击波传播速度。

4）在冲击源处设置蓄能器，以吸收冲击的能量，也可以在易出现液压冲击的地方，安装限制压力升高的安全阀。

5）在液压元件中设置缓冲装置（如节流孔）或采用橡胶软管，以增加系统的弹性。

（2）空穴现象原因：在液压系统中，由于流速突然变大，供油不足等原因，压力会迅速下降至低于空气分离压时，使原溶于油液中的空气游离出来，导致液体中出现大量气泡的现象称为空穴现象。