液壓練習(xí)與答案.doc

. . . .第3章 液壓泵與液壓馬達(dá).習(xí)題3.1簡述液壓泵與液壓馬達(dá)的作用和類型。3.2液壓泵的工作壓力取決于什么？泵的工作壓力與額定壓力有何區(qū)別？3.3什么是液壓泵的排量、理論流量和實際流量？它們的關(guān)系如何？3.4液壓泵在工作過程中會產(chǎn)生哪兩方面的能量損失？產(chǎn)生損失的原因何在？3.5齒輪泵壓力的提高主要受哪些因素的影響？可以采取哪些措施來提高齒輪泵的壓力？3.6試說明限壓式變量葉片泵流量壓力特性曲線的物理意義。泵的限定壓力和最大流量如何調(diào)節(jié)？調(diào)節(jié)時泵的流量壓力特性曲線將如何變化？3.7雙作用葉片泵和限壓式變量葉片泵在結(jié)構(gòu)上有何區(qū)別?3.8為什么軸向柱塞泵適用于高壓3.9外嚙合齒輪泵、葉片泵和軸向柱塞泵使用時應(yīng)注意哪些事項3.10試比較各類液壓泵性能上的異同點。3.11某液壓泵在轉(zhuǎn)速時，理論流量。在同樣的轉(zhuǎn)速和壓時，測得泵的實際流量為，總效率，求：(1)泵的容易效率；(2)泵在上述工況下所需的電動功率；(3)泵在上述工況下的機(jī)械效率；(4)驅(qū)動泵的轉(zhuǎn)矩多大？3.12液壓馬達(dá)的排量，入口壓力，出口壓力，容積效率，機(jī)械效率，若輸入流量，求馬達(dá)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、輸入功率和輸出功率。各為多少？3.13某液壓泵當(dāng)負(fù)載壓力為時，輸出流量為，而負(fù)力為時，輸出流量為。用此泵帶動一排量為的液壓馬達(dá)，當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為時液壓馬達(dá)的機(jī)械效率為0.94，其轉(zhuǎn)速為，試求此時液壓馬達(dá)的容積效率為多少？3.14某變量葉片泵的轉(zhuǎn)子徑，定子內(nèi)徑，葉片寬度。求：當(dāng)泵的排量時，定子也轉(zhuǎn)子間的偏心量有多大？泵的最大排量是多少？3.15某軸向柱塞泵的柱塞直徑，柱塞分布圓直徑，柱塞數(shù)。當(dāng)斜盤傾角，轉(zhuǎn)速，輸出壓力，容積效率，機(jī)械效率時，試求泵的理論流量、實際流量和所需電動機(jī)功率。？3.16一泵的總泄漏量，式中C泄漏系數(shù)，p工作壓力，當(dāng)將此泵作液壓馬達(dá)使用時，在相同轉(zhuǎn)速和相同壓力的條件下，其容積效率與泵是否相同？試證明。3.17一液壓泵可兼作液壓馬達(dá)使用，設(shè)二者的機(jī)械損失扭矩相同，在相同的工作壓力時，其機(jī)械效率是否相同？試證明。3.18一液壓泵額定壓力，機(jī)械效率，由實際測得：（1）當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速，泵的出口壓力為零時，其流量。當(dāng)泵出口壓力為時，其流量。當(dāng)泵出口壓力為時，其流量，試求泵在額定壓力時的容積效率。（2）當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速為，壓力為額定壓力時，泵的流量為多少？容積效率又為多少？（3）在以上兩種情況時，泵的驅(qū)動功率分別為多少？3.19一齒輪泵齒輪的模數(shù)，齒數(shù)，齒寬，轉(zhuǎn)速，在額定壓力下輸出流量，試求該泵在額定壓力時的容積效率。3.20試求限壓式變量葉片泵特性曲線變量段（BC段）的流量壓力表達(dá)式（泄漏和定于移動時的摩擦力忽略不計），哪些因素影響B(tài)C段曲線的斜率？其它條件不變時，改變彈簧預(yù)緊力時斜率會不會改變？3.21一限壓式變量葉片泵特性曲線如圖示。設(shè)，試求該泵輸出的最大功率和此時的壓力。3.22一斜盤式定量軸向柱塞泵，柱塞直徑，柱塞數(shù)，柱塞分布園直徑，斜盤傾角，已知：在壓力時，容積效率；在壓力時，容積效率，試求：（1）壓力，轉(zhuǎn)速時，泵的實際流量；（2）壓力，轉(zhuǎn)速時，泵的實際流量。3.23一液壓馬達(dá)每轉(zhuǎn)排量，供油壓力，輸入流量，液壓馬達(dá)的容積效率，機(jī)械效率，液壓馬達(dá)回油腔有的背壓，試求（1）液壓馬達(dá)的輸出扭矩；（2）液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速。3.24一定量泵向一定量液壓馬達(dá)供油與馬達(dá)具有相同的參數(shù)：，若泵的轉(zhuǎn)速，液壓馬達(dá)的負(fù)載扭矩，不計管路損失，試計算：（1）液壓馬達(dá)的工作壓力；（2）液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速；（3）液壓馬達(dá)的有效輸出功率；（4）液壓泵的驅(qū)動功率。3.25一限壓式變量葉片泵向定量液壓馬達(dá)供油。已知：定量液壓馬達(dá)排量，容積效率，機(jī)械效率，負(fù)載扭矩，變量葉片泵特性曲線如圖示，設(shè)在壓力管路中有的壓力損失，試求：(1) 液壓泵的供油壓力；（2）液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速；（3）液壓馬達(dá)的輸出功率；（4）液壓泵的驅(qū)動功率（設(shè)液壓泵的總效率）第3章 液壓泵與液壓馬達(dá).習(xí)題答案3.1答： 液壓泵作用是把原動機(jī)輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓能向系統(tǒng)提供一定壓力和流量的液流。液壓馬達(dá)的作用是把輸入油液的壓力能轉(zhuǎn)換為輸出軸轉(zhuǎn)動的機(jī)械能，用來推動負(fù)載作功。 液壓泵的分類：A）按液壓泵輸出的流量能否調(diào)節(jié)分類液壓泵可分為定量液壓泵和變量液壓泵。B）按液壓泵的結(jié)構(gòu)型式不同分類3.2答： 液壓泵的工作壓力決定于外界負(fù)載的大?。ǘc液壓泵的流量無關(guān)），外負(fù)載增大，泵的工作壓力也隨之增大。 泵的工作壓力是指液壓泵在實際工作時輸出油液的壓力，即油液克服阻力而建立起來的壓力。泵的額定壓力是指液壓泵在正常工作條件下，按試驗標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定連續(xù)運轉(zhuǎn)正常工作的最高工作壓力。液壓泵在工作中應(yīng)有一定的壓力儲備，并有一定的使用壽命和容積效率，通常它的工作壓力應(yīng)低于額定壓力。3.3答: 排量V：液壓泵軸轉(zhuǎn)一周，由其密封容腔幾何尺寸變化計算而得的排出液體體積稱為液壓泵的排量。理論流量q t :是指在單位時間內(nèi)理論上可排出的液體體積。它等于排量和轉(zhuǎn)速的乘積。實際流量q：是指考慮液壓泵泄漏損失時，液壓泵實際工作時的輸出流量。所以液壓泵的實際流量小于理論流量。3.4答： 容積損失和機(jī)械損失。 容積損失是因內(nèi)泄漏而造成的流量上的損失。機(jī)械損失是指因摩擦而造成的轉(zhuǎn)矩上的損失。3.5答： 受泄漏大和存在徑向不平衡力的影響。采取措施：A）減小徑向不平衡力B) 提高軸與軸承的剛度C）對泄漏量最大的端面間隙采用自動補償裝置等。3.6答： 表示泵工作時流量隨壓力變化的關(guān)系。A點為始點表示空載時泵的輸出流量（qt）。B為轉(zhuǎn)折點，Pb就是限定壓力，表示泵在保持最大輸出流量不變時，可達(dá)到的最高壓力。C點所對應(yīng)的壓力是pc為極限壓力（又稱截止壓力）表示外載進(jìn)一步加大時泵的工作壓力不再升高，這時定子和轉(zhuǎn)子間的偏心量為零，泵的實際輸出流量為零。 調(diào)整螺釘1改變原始偏心量e0，就調(diào)節(jié)泵的最大輸出流量。當(dāng)泵的工作壓力超過pb以后，定子和轉(zhuǎn)子間的偏心量減小，輸出流量隨壓力增加迅速減小。調(diào)整螺釘4 改變彈簧預(yù)壓縮量，就調(diào)節(jié)泵的限定壓力。調(diào)節(jié)泵的最大輸出流量，即改變A點位置，使AB線段上下平移。調(diào)節(jié)泵的限定壓力，即改變B點位置，使BC段左右平移。3.7答：區(qū)別： 定子和轉(zhuǎn)子偏心安置，泵的出口壓力可改變偏心距，從而調(diào)節(jié)泵的輸出流量。 在限壓式變量葉片泵中，壓油腔一側(cè)的葉片底部油槽和壓油腔相通，吸油腔一側(cè)的葉片底部油槽和吸油腔相通，這樣，葉片的底部和頂部所受的液壓力是平衡的。這就避免了雙作用葉片泵在吸油區(qū)的定子內(nèi)表面出現(xiàn)磨損嚴(yán)重的問題。 與雙作用葉片泵相反，限壓式變量葉片泵中葉片后傾。 限壓式變量葉片泵結(jié)構(gòu)復(fù)雜，泄漏大，徑向力不平衡，噪音大，容積效率和機(jī)械效率都沒有雙作用式葉片泵高，最高調(diào)定壓力一般在7MPa左右。但它能按負(fù)載大小自動調(diào)節(jié)流量，功率利用合理。3.8答：軸向柱塞泵結(jié)構(gòu)緊湊，徑向尺寸較小，慣性力小，容積效率高，目前最高壓力可達(dá)40MPa，甚至更高，一般用于工程機(jī)械、壓力機(jī)等高壓系統(tǒng)。3.9答：外嚙合齒輪泵注意事項：泵的傳動軸與原動機(jī)輸出軸之間的連接采用彈性聯(lián)軸節(jié)時，其不同軸度不得大于0.1mm，采用軸套式聯(lián)軸節(jié)的不同軸度不得大于0.05mm。受泄漏大和存在徑向不平衡力的影響。泵的吸油高度不得大于0.5mm。吸油口常用網(wǎng)式過濾器，濾網(wǎng)可采用150目。工作油液應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)定選用，一般常用運動粘度為2554mm2/s，工作油溫范圍為580。泵的旋轉(zhuǎn)方向應(yīng)按標(biāo)記所指方向，不得搞錯。擰緊泵的進(jìn)出油口管接頭連接螺釘，以免吸空和漏油。應(yīng)避免帶載起動或停車。應(yīng)嚴(yán)格按廠方使用說明書的要求進(jìn)行泵的拆卸和裝配。葉片泵注意事項：泵軸與原動機(jī)輸出軸之間應(yīng)采用彈性聯(lián)軸節(jié)，其不同軸度不得不大于0.1mm。泵的吸油口距油面高度不得大于0.5m，吸油管道不得漏氣。油箱應(yīng)保持清潔，油液的污染度不得大于國標(biāo)等級19/16級。工作油液的牌號應(yīng)嚴(yán)格按廠方規(guī)定選用。一般常用運動粘度為2554mm2/s,工作油溫范圍為580。泵的旋轉(zhuǎn)方向應(yīng)按標(biāo)記所指方向，不得搞錯。應(yīng)嚴(yán)格按廠方使用說明書的要求進(jìn)行泵的拆卸和裝配。軸向柱塞泵注意事項：泵的傳動軸與原動機(jī)輸出軸之間的連接采用彈性聯(lián)軸節(jié)，其不同軸度不得大于0.1mm，不允許在泵的傳動軸端直接安裝皮帶輪或齒輪。吸油管、壓油管和回油管的直徑不應(yīng)小于規(guī)定值。對允許安裝在油箱上的自吸泵，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許安裝過濾器。吸油管道不得漏氣。新泵在使用一周后，需將全部油液濾清一次，并清洗油箱和濾油器。正常使用后，一般每半年更換一次液壓油。油液的污染度不得大于國標(biāo)19/16級。工作油液的牌號應(yīng)嚴(yán)格按廠方規(guī)定選用。一般常用運動粘度為1647mm2/s,工作油溫范圍為580。油泵的旋轉(zhuǎn)方向應(yīng)按標(biāo)記所指方向，不得搞錯。應(yīng)嚴(yán)格按廠方使用說明書的要求進(jìn)行泵的拆卸和裝配。3.10答：齒輪泵：結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，工作可靠，自吸性好，維護(hù)方便，耐沖擊，轉(zhuǎn)動慣量大。但流量不可調(diào)節(jié)，脈動大，噪聲大，易磨損，壓力低，效率低。高壓齒輪泵具有徑向或軸向間隙自動補償結(jié)構(gòu)，所以壓力較高。內(nèi)嚙合擺線齒輪泵因結(jié)構(gòu)緊湊，轉(zhuǎn)速高，正日益獲得發(fā)展。單作用葉片泵：軸承上承受單向力，易磨損，泄漏大，壓力不高。改變偏心距可改變流量。與變量柱塞泵相比，具有結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜的優(yōu)點。雙作用葉片泵：軸承徑向受力平衡，壽命較高，流量均勻，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲小，結(jié)構(gòu)緊湊。不能做成變量泵，轉(zhuǎn)速必須大于500r/min才能保證可靠吸油。定子曲面易磨損，葉片易咬死或折斷。螺桿泵：結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，流量和壓力脈動小，無紊流擾動，噪聲小，轉(zhuǎn)速高，工作可靠，壽命長，對油中的雜質(zhì)顆粒度不敏感，但齒形加工困難，壓力不能過高，否則軸向尺寸將很大。徑向柱塞泵：密封性好，效率高，工作壓力高，流量調(diào)節(jié)方便，耐沖擊振動能力強(qiáng)，工作可靠，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格較貴，與軸向柱塞泵比較，徑向尺寸大，轉(zhuǎn)動慣量大，轉(zhuǎn)速不能過高，對油的清潔度要求高。軸向柱塞泵：由于徑向尺寸小，轉(zhuǎn)動慣量小，所以轉(zhuǎn)速高，流量大，壓力高，變量方便，效率也較高；但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格較貴，油液需清潔，耐沖擊振動性比徑向柱塞泵稍差。3.11解：（1）（2）（3）（4）3.12解：3.13解： 圖a 3.14解：（1）求偏心量以單作用式葉片泵的理論排量公式計算（忽略葉片厚度）（2）根據(jù)已知條件確定最大可能的偏心量emax ，再求出最大可能的理論排量定子與轉(zhuǎn)子之間的最小間隙選為0.5mm3.15解： 泵的理論流量qt 實際流量q 電動機(jī)功率P3.16解：不相同，因為：兩者雖相同，但液壓馬達(dá)的實際流量Q大于理論流量QT 故3.17解：不相同，因為：兩者雖相同，但液壓馬達(dá)的實際輸入扭矩大于理論扭矩MT 故3.18解：第二種情況：3.19解：3.20解：設(shè)定子半徑R，轉(zhuǎn)子偏心量為e當(dāng)二葉片處于最上位置時其密封容積最小，而到達(dá)最下位置時容積最大若不考慮葉片厚度，則每轉(zhuǎn)一圈，二葉片間的密封容積的吸油量近似為：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一圈，共有Z個密封容積，故排量：平均流量：（1）式中：C常數(shù)，設(shè)：限定壓力調(diào)壓彈簧的初壓力縮量調(diào)壓彈簧的剛度反饋活塞的面積已知超過后，偏心量e減小，設(shè)為定子最大偏心量則偏心量為：（2）以（2）代入（1）得Q-P線（3）式中：最大流量，由式（3）可知：斜率在D、B、n、A一定的情況下，斜率與彈簧剛度K成反比，K越大，直線越平坦。改變彈簧預(yù)緊力即改變X。斜率不變。3.21解：在BC線上任一點壓力P對應(yīng)的流量為：3.22解： 泵排量：3.23解：3.24解：3.25解：題3.25圖1. 若不給自己設(shè)限，則人生中就沒有限制你發(fā)揮的藩籬。2. 若不是心寬似海，哪有人生風(fēng)平浪靜。在紛雜的塵世里，為自己留下一片純靜的心靈空間，不管是潮起潮落，也不管是陰晴圓缺