液壓練習與答案

1、第3章 液壓泵與液壓馬達習題3.1簡述液壓泵與液壓馬達的作用和類型。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

2、時應注意哪些事項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.丄.:-J.時，理論流量-'- 一工-一111二。在同樣的轉(zhuǎn)速和壓-山匸時，測得泵的實際流量為 二二-山匚，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械效率；（4）驅(qū)動泵的轉(zhuǎn)矩多大？3.12液壓馬達的排量5，入口壓力門二，出口壓力"，容積效率'，機械效率 八，若輸入流量，求馬達的轉(zhuǎn)速"、轉(zhuǎn)矩、輸入功率廠和輸出功率。各為多少？3.13某液壓泵當負載壓力為二三匸時，輸出流量為 ： - 1，而負力為肚,亠時，輸出流量為 94打価 。用此泵

3、帶動一排量為80帥?/r的液壓馬達，當負載轉(zhuǎn)矩為：時液壓馬達的機械效率為0.94 ,其轉(zhuǎn)速為 二二，試求此時液壓馬達的容積效率為多少？3.14某變量葉片泵的轉(zhuǎn)子徑；，定子內(nèi)徑l-，葉片寬度1 加沉；。求：當泵的排量-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_丁，柱塞分布圓直徑丄 ' ；1'，柱塞數(shù):。當斜盤傾角 -，轉(zhuǎn)速二工，輸出壓力；丄山二，容積效率”一 '，機械效率''時，試求泵的理論流量、實際流量和所需電動機功 率。？3.16 一泵的總泄漏量，式中C泄漏系數(shù)，p 工作壓力，當將此泵作液壓馬達使用時，在相同轉(zhuǎn)

4、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使用，設二者的機械損失扭矩相同，在相同的工作壓力時，其機械效率是否相同？試證明。3.18 一液壓泵額定壓力，機械效率，由實際測得：（1） 當泵的轉(zhuǎn)速，泵的出口壓力為零時，其流量。當泵出口壓力為時，其流量。當泵出口 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

5、量葉片泵特性曲線變量段（BC段）的流量壓力表達式（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，試求該泵輸出的最大功率和此時的壓力。3.22 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 一液壓馬達每轉(zhuǎn)排量，供油壓力，輸入流量，液壓馬達的容積效率，機械效 率，液壓馬達回油腔有的背壓，試求（1） 液壓馬達的輸出扭矩；（2）液壓馬達

6、的轉(zhuǎn)速。3.24 一定量泵向一定量液壓馬達供油與馬達具有相同的參數(shù):,，若泵的轉(zhuǎn)速，液壓馬達的負載扭矩，不計管路損失，試計算：(1)液壓馬達的工作壓力(2) 液壓馬達的轉(zhuǎn)速；(3) 液壓馬達的有效輸出功率；(4) 液壓泵的驅(qū)動功率。3.25 限壓式變量葉片泵向定量液壓馬達供油。已知：定量液壓馬達排量，容積效率，機械效率，負載扭矩，變量葉片泵特性曲線如圖示 ，設在壓力管路中有的壓力損失 ， 試求：(1) 液壓泵的供油壓力；(2) 液壓馬達的轉(zhuǎn)速；(3) 液壓馬達的輸出功率；(4) 液壓泵的驅(qū)動功率(設液壓泵的總效率)第3章 液壓泵與液壓馬達.習題答案3.1 答：液壓泵作用是把原動機輸入的機械能轉(zhuǎn)

7、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)動的機械能，用來推動負載作功。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)型式不同分類往復式確莊 至.往復式橄莊罐轉(zhuǎn)式戒匡）JC式式 収式取作用式 一徑向武3.2 答：液壓泵的工作壓力決定于外界負載的大?。ǘc液壓泵的流量無關），外負載增大，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，按試驗標準規(guī)定連續(xù)運轉(zhuǎn)正常工作的最高工作壓力。液壓泵在工作中應有一定

8、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qt: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：洛積損失和機械損失。洛積損失是因內(nèi)泄漏而造成的流量上的損失。機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

9、動補償裝置等。3.6 答：表示泵工作時流量隨壓力變化的關系。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，可達到的最高壓力。C點所對應的壓力是pc為極限壓力（又稱截止壓力）表示外載進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

10、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。4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)復雜，泄漏大，徑向力不平衡，噪音大，容積效率和機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

11、高壓 力可達40MPa，甚至更高，一般用于工程機械、壓力機等高壓系統(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 嚴格按規(guī)定選用，一般常用運動粘度為 2554mm2/s ,工作油溫范圍為 580C。泵的旋 轉(zhuǎn)方向應按標記所指方向，不得搞錯。擰緊泵的進出油口管接頭連接螺釘，以免吸空和漏油。應避免帶載起動或停車。應嚴格按廠方使用說明書的要求進行泵的拆卸和裝配。

12、葉片泵注意事項：泵軸與原動機輸出軸之間應采用彈性聯(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。油箱應保持清潔，油液的污染度不得大于國標等級19/16級。工作油液的牌號應嚴格按廠方規(guī)定選用。一般常用運動粘度為 2554mm2/s,工作油溫范圍為580C。泵的旋轉(zhuǎn)方向應按標記所指方向，不得搞錯。應嚴格按廠方使用說明書的要求進行泵的拆卸和裝配。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小于規(guī)定值 。對允許安裝在油

13、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19/16級。工作油液的牌號應嚴格按廠方規(guī)定選用。一般常用運動粘度為 1647mm2/s,工作油溫范圍為580C。油泵的旋轉(zhuǎn)方向應按標記所指方向，不得搞錯。應嚴格按廠方使用說明書的要求進行泵的拆卸和裝配。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

14、 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

15、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， 工作可靠，但結(jié)構(gòu)復雜，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:= Q94leoxio-3 /60160X10"5 /60950/601 68x10'*(好=852.53(2 m)29.5xlOe x150x102x3.14x950/60x0 87pi = 2 X 3 14 x 950 / 60 x S

16、52.53 = 84 /60=0.930 943.12 解:295=792%q« = 7T =.v lOOxlO-*5 g = g -p2 = 10-0.5 = 9.5(AFa) f 切 孑 9.5x10s xlOQxlQ-s>T =易曲 =x 0.25 = 129(/ -擁)2tt *2x3.14Pl =Lp q= S 5xl06 x 50 x W/o = 7.92xlO3(fT) 氏=2、已=0 85x0.95x7 92xl03 = 6395.4(W)3.13 解:"期"80 x 10-6"X110%0 = 147x10-396x1094x10

17、94 xW1 47x 10- _ 1 56x IO-5話丑七(2 + OD)xlO"cBOE> x 106OD = 104.67(?)OD _ CD104 67xl0_eOF _ EF (104 67- 0.03)xl06EF = 1 56xl0-3/)J = 1.56x10-3f«/)=0 94圖a3.14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）16x1(?=0.952感 2/89x30(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-0.5 = 2,5mm2 2晌=2E

18、二 2-x 89 x 2.5x30 = 4,194 xl03w:3.15 解:泵的理論流量qtq嚴Dlzn =幷二x 0,7xzg22D30' x?x%0 = 61“皿實際流量q】二U二川-二n'-' 電動機功率PF=E=辱二處 10" = 18074 = 180740.95x0 93.16解：不相同，因為:Qt QtQt Q-AQ *= = Q Q槪壓泵：爍=華嚴亠爭液壓馬達F %QtQ兩者二雖相同，但液壓馬達的實際流量Q大于理論流量 QT故'粘"九3.17解：不相同，因為:液壓泵：皿-W3=1.一M MM注中士M Mr -AM j AM戒

19、壓馬達 H % = = 1 -mt mtmt兩者丄二雖相同，但液壓馬達的實際輸入扭矩大于理論扭矩MT故二"3.18 解： 匚匚Qr =丄匹 乂于00 = 55Z/inin 1450A0 = 106-100.7 = 5.3Z/min231.25,十?7= = 0.S55w Q 36.55第一種情況第二種情況：=1692w = 1.69kw_ _ pQ _ 2.5xlOfix31.25xlO'30 9x0.855x603.19%解：Qr 6,66豹吃劭25x10= 0.776.66x0x15x25x1450垢=3.20解：設定子半徑R，轉(zhuǎn)子偏心量為e當二葉片處于最上位置時其密封容

20、積最小，而到達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：Z轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一圈，共有z個密封容積，故排量：q =血|依 + 呂)'-田=AsR = 2血平均流量： 一亠 '1)式中：C 常數(shù)，-一亠設：一一限定壓力Y'調(diào)壓彈簧的初壓力縮量-調(diào)壓彈簧的剛度一一反饋活塞的面積已知超過-：；后，偏心量e減小，設-為定子最大偏心量則偏心量為廊乎）以（2）代入（1）得Q-P線2 心EnAK式中：r二匸最大流量，二二.當P二鬧2t£)B?2AK（吃-巴）斜率-一- 一StDBuAK由式（3）可知: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。改變彈簧預緊力即改變 X。