..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(shí)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(shí)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(shí)應(yīng)注意哪些事項(xiàng)

3.10

試比較各類液壓泵性能上的異同點(diǎn)。3.11

某液壓泵在轉(zhuǎn)速時(shí),理論流量。在同樣的轉(zhuǎn)速和壓時(shí),測得泵的實(shí)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(dòng)功率；<3>泵在上述工況下的機(jī)械效率；<4>驅(qū)動(dòng)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(shí),輸出流量為,而負(fù)力為時(shí),輸出流量為。用此泵帶動(dòng)一排量為的液壓馬達(dá),當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為時(shí)液壓馬達(dá)的機(jī)械效率為0.94,其轉(zhuǎn)速為,試求此時(shí)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(shí),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(shí),試求泵的理論流量、實(shí)際流量和所需電動(dòng)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(shí),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(shí),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(shí)際測得：〔1當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速,泵的出口壓力為零時(shí),其流量。當(dāng)泵出口壓力為時(shí),其流量。當(dāng)泵出口壓力為時(shí),其流量,試求泵在額定壓力時(shí)的容積效率?！?當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速為,壓力為額定壓力時(shí),泵的流量為多少？容積效率又為多少？〔3在以上兩種情況時(shí),泵的驅(qū)動(dòng)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(shí)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(dòng)時(shí)的摩擦力忽略不計(jì),哪些因素影響B(tài)C段曲線的斜率？其它條件不變時(shí),改變彈簧預(yù)緊力時(shí)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(shí)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(shí),容積效率；在壓力時(shí),容積效率,試求：〔1壓力,轉(zhuǎn)速時(shí),泵的實(shí)際流量；〔2壓力,轉(zhuǎn)速時(shí),泵的實(shí)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(jì)管路損失,試計(jì)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)的機(jī)械能,用來推動(dòng)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)載的大小〔而與液壓泵的流量無關(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(shí)際工作時(shí)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(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定連續(xù)運(yùn)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(jì)算而得的排出液體體積稱為液壓泵的排量。

理論流量qt:是指在單位時(shí)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(shí)際流量q：是指考慮液壓泵泄漏損失時(shí),液壓泵實(shí)際工作時(shí)的輸出流量。所以液壓泵的實(shí)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(dòng)補(bǔ)償裝置等。

3.6

答：表示泵工作時(shí)流量隨壓力變化的關(guān)系。A點(diǎn)為始點(diǎn)表示空載時(shí)泵的輸出流量〔qt。B為轉(zhuǎn)折點(diǎn),Pb就是限定壓力,表示泵在保持最大輸出流量不變時(shí),可達(dá)到的最高壓力。C點(diǎn)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(shí)泵的工作壓力不再升高,這時(shí)定子和轉(zhuǎn)子間的偏心量為零,泵的實(shí)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(diǎn)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(diǎn)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(dòng)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(xiàng)：·泵的傳動(dòng)軸與原動(dòng)機(jī)輸出軸之間的連接采用彈性聯(lián)軸節(jié)時(shí),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(yùn)動(dòng)粘度為25~54mm2/s,工作油溫范圍為5~80℃。泵的旋轉(zhuǎn)方向應(yīng)按標(biāo)記所指方向,不得搞錯(cuò)。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(dòng)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(xiàng)：·泵軸與原動(dòng)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?！け玫奈涂诰嘤兔娓叨炔坏么笥?.5m,吸油管道不得漏氣?！び拖鋺?yīng)保持清潔,油液的污染度不得大于國標(biāo)等級19/16級?！すぷ饔鸵旱呐铺枒?yīng)嚴(yán)格按廠方規(guī)定選用。一般常用運(yùn)動(dòng)粘度為25~54mm2/s,工作油溫范圍為5~80℃?！け玫男D(zhuǎn)方向應(yīng)按標(biāo)記所指方向,不得搞錯(cuò)?！?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(xiàng)：·泵的傳動(dòng)軸與原動(dòng)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(dòng)軸端直接安裝皮帶輪或齒輪?！の凸堋河凸芎突赜凸艿闹睆讲粦?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?！ば卤迷谑褂靡恢芎?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(yùn)動(dòng)粘度為16~47mm2/s,工作油溫范圍為5~80℃?！び捅玫男D(zhuǎn)方向應(yīng)按標(biāo)記所指方向,不得搞錯(cuò)?！?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(jià)格便宜,工作可靠,自吸性好,維護(hù)方便,耐沖擊,轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大。但流量不可調(diào)節(jié),脈動(dòng)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(dòng)補(bǔ)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(jià)格便宜的優(yōu)點(diǎn)。

雙作用葉片泵：軸承徑向受力平衡,壽命較高,流量均勻,運(yùn)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(dòng)小,無紊流擾動(dòng),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(dòng)能力強(qiáng),工作可靠,但結(jié)構(gòu)復(fù)雜,價(jià)格較貴,與軸向柱塞泵比較,徑向尺寸大,轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)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(jià)格較貴,油液需清潔,耐沖擊振動(dòng)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(jì)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0.5mm

3.15

解：泵的理論流量qt實(shí)際流量q

電動(dòng)機(jī)功率P

3.16

解：不相同,因?yàn)椋?/p>

兩者雖相同,但液壓馬達(dá)的實(shí)際流量Q大于理論流量QT故

3.17

解：不相同,因?yàn)椋?/p>

兩者雖相同,但液壓馬達(dá)的實(shí)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(shí)其密封容積最小,而到達(dá)最下位置時(shí)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(gè)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