液压第3-4章参考答案

第3章思考题与习题参考答案1．液压泵的工作压力取决于什么？液压泵的工作压力和额定压力有什么区别？答：液压泵的工作压力取决于负载，负载越大，工作压力越大。液压泵的工作压力是指在实际工作时输出油液的压力值，即液压泵出油口处的压力值，也称为系统压力。额定压力是指在保证泵的容积效率、使用寿命和额定转速的前提下，泵连续运转时允许使用的压力限定值。2．如何计算液压泵的输出功率和输入功率？液压泵在工作过程中会产生哪两方面的能量损失？产生这些损失的原因是什么？答：液压泵的理论输入功率为PTnTi2，输出功率为0PFpApq。功率损失分为容积损失和机械损失。容积损失是因内泄漏、气穴和油液在高压下的压缩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．齿轮泵为什么有较大的流量脉动？流量脉动大会产生什么危害？答：由于齿轮啮合过程中压油腔的容积变化率是不均匀的，因此齿轮泵的瞬时流量是脉动的。流量脉动引起压力脉动，随之产生振动与噪声。4．为什么齿轮泵的吸油口和出油口的位置不能任意调换？答：由于齿轮泵存在径向液压力不平衡的问题，为减小液压力的不平衡，通中出油口的直径小于吸油口的直径，因此吸油口和出油口的位置不能任意调换。5．试说明齿轮泵的困油现象及解决办法。答：齿轮泵要正常工作，齿轮的啮合系数必须大于1，于是总有两对齿轮同时啮合，并有一部分油液因困在两对轮齿形成的封闭油腔之内。当封闭容积减小时，被困油液受挤压而产生高压，并从缝隙中流出，导致油液发热并使轴承等机件受到附加的不平衡负载作用；当封闭容积增大时，又会造成局部真空，使溶于油液中的气体分离出来，产生气穴，这就是齿轮泵的困油现象。消除困油的办法，通常是在两端盖板上开卸荷槽。6．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工作压力？答：齿轮泵压力的提高主要受压力油的泄漏的影响。通常采用的方法是自动补偿端面间隙，其装置有浮动轴套式和弹性侧板式齿轮泵。7．试说明叶片泵的工作原理。并比较说明双作用叶片泵和单作用叶片泵各有什么优缺点。答：叶片在转子的槽内可灵活滑动，在转子转动时的离心力以及通入叶片根部压力油的作用下，叶片顶部贴紧在定子内表面上，于是两相邻叶片、配油盘、定子和转子间便形成了一个个密封的工作腔。当转子旋转时叶片向外伸出，密封工作腔容积逐渐增大，产生真空，于第3章液压动力元件2是通过吸油口和配油盘上窗口将油吸入。叶片往里缩进，密封腔的容积逐渐缩小，密封腔中的油液往配油盘另一窗口和压油口被压出而输到系统中去，这就是叶片泵的工作原理。双作用叶片泵结构复杂，吸油特性不太好，但径向力平衡；单作用叶片泵存在不平衡的径向力。8．限压式变量叶片泵的限定压力和最大流量怎样调节？在调节时，叶片泵的压力流量曲线将怎样变化？答：调节弹簧预紧力可以调节限压式变量叶片泵的限定压力，这时BC段曲线左右平移；调节流量调节螺钉可以改变流量的大小，AB段曲线上下平移。AA’BB’pcpc’qqtCppmax09．为什么轴向柱塞泵适用于高压？答：由于轴向柱塞泵结构紧凑，径向尺寸小、惯性小、容积效率高，所以一般用于工程机械、压力机等高压系统中。10．略。11.液压泵的额定流量为100L/min，液压泵的额定压力为2.5MPa，当转速为1450r/min时，机械效率为m=0.9。由实验测得，当液压泵的出口压力为零时，流量为106L/min；压力为2.5MPa时，流量为100.7L/min，试求：（1）液压泵的容积效率V是多少？（2）如果液压泵的转速下降到500r/min，在额定压力下工作时，估算液压泵的流量是多少？（3）计算在上述两种转速下液压泵的驱动功率是多少？解：（1）vtqq1007106095..（2）95.01061450500111vtvqnnVnq34.7L/min（3）在第一种情况下：第3章液压动力元件33360109.4609.010106105.2mtmtipqPPW在第二种情况下：33611011069.195.0609.0107.34105.2mtmtipqPPW答：液压泵的容积效率V为0.95，在液压泵转速为500r/min时，估算其流量为34.7L/min，液压泵在第一种情况下的驱动功率为4.9103W，在第二种情况下的驱动功率为1.69103W。12．某组合机床用双联叶片泵YB4/16×63，快速进、退时双泵供油，系统压力p=1MPa。工作进给时，大泵卸荷（设其压力为0），只有小泵供油，这时系统压力p=3MPa，液压泵效率=0.8。试求：（1）所需电动机功率是多少？（2）如果采用一个q=20L/min的定量泵，所需的电动机功率又是多少？解：（1）快速时液压泵的输出功率为：630111110(1663)101316.760PpqW工进时液压泵的输出功率为：630222310161080060PpqW电动机的功率为：16468.07.131601PP电W（2）电动机的功率为：1250608.0102010336pqP电W答：所需电动机功率是1646W，如果采用一个q=20L/min的定量泵，所需的电动机功率是1250W。13．齿轮泵输出流量不足，压力上不去的原因是什么？怎样排除？答：答案参见表3-3。14.略。第3章液压动力元件415．柱塞泵噪声过大的原因是什么？怎样排除？答：答案参见表3-5。第3章液压动力元件5第4章思考题与习题参考答案1．常用的液压马达有哪些类型？结构上各有何特点？各用于什么场合？答：常用的液压马达有齿轮式、叶片式、柱塞式和其它形式。齿轮式液压马达由于密封性差，容积效率低，输入油压力不能过高，不能产生较大的转矩，因此齿轮液压马达仅适合于高速小转矩场合，一般用于工程机械、农业机械及对转矩均匀性要求不高的机械设备上。叶片式液压马达体积小，转动惯量小，动作灵敏，可适用于换向频率较高的场合，但其泄漏量较大，低速工作时不稳定。因此叶片式液压马达一般用于转速高、转矩小和动作要求灵敏的场合。柱塞式液压马达结构形式基本上与柱塞泵一样，故可分为轴向柱塞马达和径向柱塞马达。轴向柱塞马达通常都是高速马达，输出扭矩较小。而径向柱塞马达多用于低速大转矩的情况下，2.略。3．常用的液压缸有哪些类型？结构上各有何特点？各用于什么场合？答：常用的液压缸主要有活塞式液压缸、柱塞式液压缸和摆动式液压缸。活塞式液压缸主要有缸筒、活塞和活塞杆、端盖等主要部件组成。通常应用于各种金属切削机床、压力机、注塑机、起重机等液压系统。柱塞式液压缸的主要特点是柱塞与缸体内壁不接触，所以缸体内孔只需粗加工甚至不加工，故工艺性好，适用于较长行程的场合，例如，龙门刨床、大型拉床等设备的液压系统中。摆动式液压缸结构紧凑，输出转矩大，但密封性较差，一般用于机床加工夹具的夹紧装置、送料装置、转位装置、周期性进给机构等中低压系统以及工程机械中。4．略。5.从能量的观点来看，液压泵和液压马达有什么区别和联系？从结构上来看，液压泵和液压马达又有什么区别和联系？答：从能量的观点来看，液压泵是将驱动电机的机械能转换成液压系统中的油液压力能，是液压传动系统的动力元件；而液压马达是将输入的压力能转换为机械能，输出扭矩和转速，是液压传动系统的执行元件。它们都是能量转换装置。从结构上来看，它们基本相同，都是靠密封容积的变化来工作的。6．已知单杆液压缸缸筒直径D=100mm，活塞杆直径d=50mm，工作压力p1=2MPa，流量为q=10L/min，回油背压力为2P=0.5MPa，试求活塞往复运动时的推力和运动速度。解：（1）无杆腔进油时：22221221114dpDppApApF6626212100.5100.10.5100.054F41008.1N312110100.0210.1604qAm/s第3章液压动力元件6（2）有杆腔进油时：21221122124dpDppApApF6626222100.5100.12100.054F410785.0N3222210100.028(0.10.05)604qAm/s答：当无杆腔进油时的活塞推力是1.08104N，运动速度是0.021m/s；当有杆腔进油时活塞的推力是0.875104N，运动速度是0.028m/s。7．已知单杆液压缸缸筒直径D=50mm，活塞杆直径d=35mm，泵供油流量为q=10L/min，试求：（1）液压缸差动连接时的运动速度；（2）若缸在差动阶段所能克服的外负载F=1000N，缸内油液压力有多大（不计管内压力损失）？解：（1）32210100.170.0356044qdm/s（2）04.1035.041000422dFpMPa答：液压缸差动连接时的运动速度是0.17m/s；若缸在差动阶段所能克服的外负载F=1000N时，缸内油液压力是1.04MPa。8．一柱塞缸柱塞固定，缸筒运动，压力油从空心柱塞中通入，压力为p，流量为q，缸筒直径为D，柱塞外径为d，内孔直径为d0，试求柱塞缸所产生的推力F和运动速度。解：pdpAF24，2244qqqAdd答：柱塞缸所产生的推力等于24Fdp，运动速度等于24qd。9．如图所示的叶片泵，铭牌参数为q=18L/min，p=6.3MPa，设活塞直径D=90mm，活塞杆直径d=60mm，在不计压力损失且F=28000N时，试求在各图示情况下压力表的指示压力是多少？（p2=2MPa）第3章液压动力元件7解：（a）4.409.04280002AFpMPa（b）5.509.0406.009.0410228000222622AApFpMPa（c）0pp