液压练习及答案

第3章液压泵与液压马达.习题3.1简述液压泵与液压马达的作用和类型。3.2液压泵的工作压力取决于什么？泵的工作压力与额定压力有何区别？3.3什么是液压泵的排量、理论流量和实际流量？它们的关系如何？3.4液压泵在工作过程中会产生哪两方面的能量损失？产生损失的原因何在？3.5齿轮泵压力的提高主要受哪些因素的影响？可以采取哪些措施来提高齿轮泵的压力？3.6试说明限压式变量叶片泵流量压力特性曲线的物理意义。泵的限定压力和最大流量如何调节？调节时泵的流量压力特性曲线将如何变化？3.7双作用叶片泵和限压式变量叶片泵在结构上有何区别?3.8为什么轴向柱塞泵适用于高压3.9外啮合齿轮泵、叶片泵和轴向柱塞泵使用时应注意哪些事项3.10试比较各类液压泵性能上的异同点。3.11某液压泵在转速时，理论流量。在同样的转速和压时，测得泵的实际流量为，总效率，求：(1)泵的容易效率；(2)泵在上述工况下所需的电动功率；(3)泵在上述工况下的机械效率；(4)驱动泵的转矩多大？3.12液压马达的排量，入口压力，出口压力，容积效率，机械效率，若输入流量，求马达的转速、转矩、输入功率和输出功率。各为多少？3.13某液压泵当负载压力为时，输出流量为，而负力为时，输出流量为。用此泵带动一排量为的液压马达，当负载转矩为时液压马达的机械效率为0.94，其转速为，试求此时液压马达的容积效率为多少？3.14某变量叶片泵的转子径，定子内径，叶片宽度。求：当泵的排量时，定子也转子间的偏心量有多大？泵的最大排量是多少？3.15某轴向柱塞泵的柱塞直径，柱塞分布圆直径，柱塞数。当斜盘倾角，转速，输出压力，容积效率，机械效率时，试求泵的理论流量、实际流量和所需电动机功率。？3.16一泵的总泄漏量，式中C——泄漏系数，p——工作压力，当将此泵作液压马达使用时，在相同转速和相同压力的条件下，其容积效率与泵是否相同？试证明。3.17一液压泵可兼作液压马达使用，设二者的机械损失扭矩相同，在相同的工作压力时，其机械效率是否相同？试证明。3.18一液压泵额定压力，机械效率，由实际测得：（1）当泵的转速，泵的出口压力为零时，其流量。当泵出口压力为时，其流量。当泵出口压力为时，其流量，试求泵在额定压力时的容积效率。（2）当泵的转速为，压力为额定压力时，泵的流量为多少？容积效率又为多少？（3）在以上两种情况时，泵的驱动功率分别为多少？3.19一齿轮泵齿轮的模数，齿数，齿宽，转速，在额定压力下输出流量，试求该泵在额定压力时的容积效率。3.20试求限压式变量叶片泵特性曲线变量段（BC段）的流量压力表达式（泄漏和定于移动时的摩擦力忽略不计），哪些因素影响BC段曲线的斜率？其它条件不变时，改变弹簧预紧力时斜率会不会改变？3.21一限压式变量叶片泵特性曲线如图示。设，试求该泵输出的最大功率和此时的压力。3.22一斜盘式定量轴向柱塞泵，柱塞直径，柱塞数，柱塞分布园直径，斜盘倾角，已知：在压力时，容积效率；在压力时，容积效率，试求：（1）压力，转速时，泵的实际流量；（2）压力，转速时，泵的实际流量。3.23一液压马达每转排量，供油压力，输入流量，液压马达的容积效率，机械效率，液压马达回油腔有的背压，试求（1）液压马达的输出扭矩；（2）液压马达的转速。3.24一定量泵向一定量液压马达供油与马达具有相同的参数：，，，若泵的转速，液压马达的负载扭矩，不计管路损失，试计算：（1）液压马达的工作压力；（2）液压马达的转速；（3）液压马达的有效输出功率；（4）液压泵的驱动功率。3.25一限压式变量叶片泵向定量液压马达供油。已知：定量液压马达排量，容积效率，机械效率，负载扭矩，变量叶片泵特性曲线如图示，设在压力管路中有的压力损失，试求：(1)液压泵的供油压力；（2）液压马达的转速；（3）液压马达的输出功率；（4）液压泵的驱动功率（设液压泵的总效率）第3章液压泵与液压马达.习题答案3.1答：液压泵作用是把原动机输入的机械能转换为液压能向系统提供一定压力和流量的液流。液压马达的作用是把输入油液的压力能转换为输出轴转动的机械能，用来推动负载作功。液压泵的分类：A）按液压泵输出的流量能否调节分类液压泵可分为定量液压泵和变量液压泵。B）按液压泵的结构型式不同分类3.2答：液压泵的工作压力决定于外界负载的大小（而与液压泵的流量无关），外负载增大，泵的工作压力也随之增大。泵的工作压力是指液压泵在实际工作时输出油液的压力，即油液克服阻力而建立起来的压力。泵的额定压力是指液压泵在正常工作条件下，按试验标准规定连续运转正常工作的最高工作压力。液压泵在工作中应有一定的压力储备，并有一定的使用寿命和容积效率，通常它的工作压力应低于额定压力。3.3答:排量V：液压泵轴转一周，由其密封容腔几何尺寸变化计算而得的排出液体体积称为液压泵的排量。理论流量qt:是指在单位时间内理论上可排出的液体体积。它等于排量和转速的乘积。实际流量q：是指考虑液压泵泄漏损失时，液压泵实际工作时的输出流量。所以液压泵的实际流量小于理论流量。3.4答：容积损失和机械损失。容积损失是因内泄漏而造成的流量上的损失。机械损失是指因摩擦而造成的转矩上的损失。3.5答：受泄漏大和存在径向不平衡力的影响。采取措施：A）减小径向不平衡力B)提高轴与轴承的刚度C）对泄漏量最大的端面间隙采用自动补偿装置等。3.6答：表示泵工作时流量随压力变化的关系。A点为始点表示空载时泵的输出流量（qt）。B为转折点，Pb就是限定压力，表示泵在保持最大输出流量不变时，可达到的最高压力。C点所对应的压力是pc为极限压力（又称截止压力）表示外载进一步加大时泵的工作压力不再升高，这时定子和转子间的偏心量为零，泵的实际输出流量为零。调整螺钉1改变原始偏心量e0，就调节泵的最大输出流量。当泵的工作压力超过pb以后，定子和转子间的偏心量减小，输出流量随压力增加迅速减小。调整螺钉4改变弹簧预压缩量，就调节泵的限定压力。调节泵的最大输出流量，即改变A点位置，使AB线段上下平移。调节泵的限定压力，即改变B点位置，使BC段左右平移。3.7答：区别：定子和转子偏心安置，泵的出口压力可改变偏心距，从而调节泵的输出流量。在限压式变量叶片泵中，压油腔一侧的叶片底部油槽和压油腔相通，吸油腔一侧的叶片底部油槽和吸油腔相通，这样，叶片的底部和顶部所受的液压力是平衡的。这就避免了双作用叶片泵在吸油区的定子内表面出现磨损严重的问题。与双作用叶片泵相反，限压式变量叶片泵中叶片后倾。限压式变量叶片泵结构复杂，泄漏大，径向力不平衡，噪音大，容积效率和机械效率都没有双作用式叶片泵高，最高调定压力一般在7MPa左右。但它能按负载大小自动调节流量，功率利用合理。3.8答：轴向柱塞泵结构紧凑，径向尺寸较小，惯性力小，容积效率高，目前最高压力可达40MPa，甚至更高，一般用于工程机械、压力机等高压系统。3.9答：外啮合齿轮泵注意事项：·泵的传动轴与原动机输出轴之间的连接采用弹性联轴节时，其不同轴度不得大于0.1mm，采用轴套式联轴节的不同轴度不得大于0.05mm。受泄漏大和存在径向不平衡力的影响。泵的吸油高度不得大于0.5mm。吸油口常用网式过滤器，滤网可采用150目。工作油液应严格按规定选用，一般常用运动粘度为25~54mm2/s，工作油温范围为5~80℃。泵的旋转方向应按标记所指方向，不得搞错。拧紧泵的进出油口管接头连接螺钉，以免吸空和漏油。应避免带载起动或停车。应严格按厂方使用说明书的要求进行泵的拆卸和装配。叶片泵注意事项：·泵轴与原动机输出轴之间应采用弹性联轴节，其不同轴度不得不大于0.1mm。·泵的吸油口距油面高度不得大于0.5m，吸油管道不得漏气。·油箱应保持清洁，油液的污染度不得大于国标等级19/16级。·工作油液的牌号应严格按厂方规定选用。一般常用运动粘度为25~54mm2/s,工作油温范围为5~80℃。·泵的旋转方向应按标记所指方向，不得搞错。·应严格按厂方使用说明书的要求进行泵的拆卸和装配。轴向柱塞泵注意事项：·泵的传动轴与原动机输出轴之间的连接采用弹性联轴节，其不同轴度不得大于0.1mm，不允许在泵的传动轴端直接安装皮带轮或齿轮。·吸油管、压油管和回油管的直径不应小于规定值。对允许安装在油箱上的自吸泵，油泵的中心至油面的高度不得大于0.5m，自吸泵的吸油管道上不允许安装过滤器。吸油管道不得漏气。·新泵在使用一周后，需将全部油液滤清一次，并清洗油箱和滤油器。正常使用后，一般每半年更换一次液压油。油液的污染度不得大于国标19/16级。·工作油液的牌号应严格按厂方规定选用。一般常用运动粘度为16~47mm2/s,工作油温范围为5~80℃。·油泵的旋转方向应按标记所指方向，不得搞错。·应严格按厂方使用说明书的要求进行泵的拆卸和装配。3.10答：齿轮泵：结构简单，价格便宜，工作可靠，自吸性好，维护方便，耐冲击，转动惯量大。但流量不可调节，脉动大，噪声大，易磨损，压力低，效率低。高压齿轮泵具有径向或轴向间隙自动补偿结构，所以压力较高。内啮合摆线齿轮泵因结构紧凑，转速高，正日益获得发展。单作用叶片泵：轴承上承受单向力，易磨损，泄漏大，压力不高。改变偏心距可改变流量。与变量柱塞泵相比，具有结构简单、价格便宜的优点。双作用叶片泵：轴承径向受力平衡，寿命较高，流量均匀，运转平稳，噪声小，结构紧凑。不能做成变量泵，转速必须大于500r/min才能保证可靠吸油。定子曲面易磨损，叶片易咬死或折断。螺杆泵：结构简单，重量轻，流量和压力脉动小，无紊流扰动，噪声小，转速高，工作可靠，寿命长，对油中的杂质颗粒度不敏感，但齿形加工困难，压力不能过高，否则轴向尺寸将很大。径向柱塞泵：密封性好，效率高，工作压力高，流量调节方便，耐冲击振动能力强，工作可靠，但结构复杂，价格较贵，与轴向柱塞泵比较，径向尺寸大，转动惯量大，转速不能过高，对油的清洁度要求高。轴向柱塞泵：由于径向尺寸小，转动惯量小，所以转速高，流量大，压力高，变量方便，效率也较高；但结构复杂，价格较贵，油液需清洁，耐冲击振动性比径向柱塞泵稍差。3.11解：（1）（2）（3）（4）3.12解：3.13解：图a3.14解：（1）求偏心量以单作用式叶片泵的理论排量公式计算（忽略叶片厚度）（2）根据已知条件确定最大可能的偏心量emax，再求出最大可能的理论排量定子与转子之间的最小间隙选为0.5mm3.15解：泵的理论流量qt实际流量q电动机功率P3.16解：不相同，因为：两者虽相同，但液压马达的实际流量Q大于理论流量QT故3.17解：不相同，因为：两者虽相同，但液压马达的实际输入扭矩大于理论扭矩MT故3.18解：第二种情况：3.19解：3.20解：设定子半径R，转子偏心量为e当二叶片处于最上位置时其密封容积最小，而到达最下位置时容积最大若不考虑叶片厚度，则每转一圈，二叶片间的密封容积的吸油量近似为：转子转一圈，共有Z个密封容积，故排量：平均流量：…………（1）式中：C——常数，设：——限定压力——调压弹簧的初压力缩量——调压弹簧的刚度——反馈活塞的面积已知超过后，偏心量e减小，设为定子最大偏心量则偏心量为：…………………………（2）以（2）代入（1）得Q-P线………………（3）式中：——最大流量，由式（3）可知：斜率在D、B、n、A一定的情况下，斜率与弹簧刚度K成反比，K越大，直线越平坦。改变弹簧预紧力即改变X。斜率不变。3.21解：在BC线上任一点压力P对应的流量为：3.22解：泵排量：3.23解：3.24解：3.25解：题3.25图