液壓練習(xí)與答案

1、第3章 液壓泵與液壓馬達(dá)習(xí)題3.1簡(jiǎn)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(huì)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

2、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.丄.:-J.時(shí)，理論流量-'- 一工-一111二。在同樣的轉(zhuǎn)速和壓-山匸時(shí)，測(cè)得泵的實(shí)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(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5，入口壓力門二，出口壓力"，容積效率'，機(jī)械效率 八，若輸入流量，求馬達(dá)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(dāng)負(fù)載壓力為二三匸時(shí)，輸出流量為 ： - 1，而負(fù)力為肚,亠時(shí)，輸出流量為 94打価 。用此泵

3、帶動(dòng)一排量為80帥?/r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 二二，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l-，葉片寬度1 加沉；。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_丁，柱塞分布圓直徑丄 ' ；1'，柱塞數(shù):。當(dāng)斜盤傾角 -，轉(zhuǎn)速二工，輸出壓力；丄山二，容積效率”一 '，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)

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(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(cè)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。（2） 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

5、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(huì)不會(huì)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 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)

6、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 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)

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(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)型式不同分類往復(fù)式確莊 至.往復(fù)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(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(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

8、的壓力儲(chǔ)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：洛積損失和機(jī)械損失。洛積損失是因內(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(duì)泄漏量最大的端面間隙采用自

9、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(duì)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)際輸出調(diào)整螺釘1改變?cè)计牧縠0，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

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(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

11、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 2554mm2/s ,工作油溫范圍為 580C。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。

12、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。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(guó)標(biāo)等級(jí)19/16級(jí)。工作油液的牌號(hào)應(yīng)嚴(yán)格按廠方規(guī)定選用。一般常用運(yùn)動(dòng)粘度為 2554mm2/s,工作油溫范圍為580C。泵的旋轉(zhuǎn)方向應(yīng)按標(biāo)記所指方向，不得搞錯(cuò)。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(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。吸油管、壓油管和回油管的直徑不應(yīng)小于規(guī)定值 。對(duì)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(guó)標(biāo)19/16級(jí)。工作油液的牌號(hào)應(yīng)嚴(yán)格按廠方規(guī)定選用。一般常用運(yùn)動(dòng)粘度為 1647mm2/s,工作油溫范圍為580C。油泵的旋轉(zhuǎn)方向應(yīng)按標(biāo)記所指方向，不得搞錯(cuò)。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(jiǎn)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

14、 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(jiǎn)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(jiǎn)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(zhǎng)，對(duì)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(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(duì)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:= 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(jì)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(yán)Dlzn =幷二x 0,7xzg22D30' x?x%0 = 61“皿實(shí)際流量q】二U二川-二n'-' 電動(dòng)機(jī)功率PF=E=辱二處 10" = 18074 = 180740.95x0 93.16解：不相同，因?yàn)?Qt QtQt Q-AQ *= = Q Q槪壓泵：爍=華嚴(yán)亠爭(zhēng)液壓馬達(dá)F %QtQ兩者二雖相同，但液壓馬達(dá)的實(shí)際流量Q大于理論流量 QT故'粘"九3.17解：不相同，因?yàn)?液壓泵：皿-W3=1.一M MM注中士M Mr -AM j AM戒

19、壓馬達(dá) H % = = 1 -mt mtmt兩者丄二雖相同，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(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

20、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：Z轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一圈，共有z個(gè)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(shè)：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(shè)-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(dāng)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(yù)緊力即改變 X。