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                第3章 液压泵与液压马达.习题答案

 3.1 答:

  • 液压泵作用是把原动机输入的机械能转换为液压能向系统提供一定压力和流量的液流。

  液压马达的作用是把输入油液的压力能转换为输出轴转动的机械能,用来推动负载作功。

  • 液压泵的分类:

 A)按液压泵输出的流量能否调节分类

  液压泵可分为定量液压泵和变量液压泵。

 B)按液压泵的结构型式不同分类

     

 3.2 答:

  • 液压泵的工作压力决定于外界负载的大小(而与液压泵的流量无关),外负载增大,泵的工作压力也随之增大。
  • 泵的工作压力是指液压泵在实际工作时输出油液的压力,即油液克服阻力而建立起来的压力。

  泵的额定压力是指液压泵在正常工作条件下,按试验标准规定连续运转正常工作的最高工作压力。

  液压泵在工作中应有一定的压力储备,并有一定的使用寿命和容积效率,通常它的工作压力应低于额定压力。

 3.3 答:

  • 排量V:液压泵轴转一周,由其密封容腔几何尺寸变化计算而得的排出液体体积称为液压泵的排量。

  理论流量q t :是指在单位时间内理论上可排出的液体体积。它等于排量和转速的乘积。

   实际流量q:是指考虑液压泵泄漏损失时,液压泵实际工作时的输出流量。所以液压泵的实际流量小于理论流量。

 3.4 答:

  • 容积损失和机械损失。
  • 容积损失是因内泄漏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。

 3.5 答:

  • 受泄漏大和存在径向不平衡力的影响。

  采取措施:A)减小径向不平衡力

 B) 提高轴与轴承的刚度

 C)对泄漏量最大的端面间隙采用自动补偿装置等。

 3.6 答:

  • 表示泵工作时流量随压力变化的关系。A点为始点表示空载时泵的输出流量(qt)。B为转折点,Pb就是限定压力,表示泵在保持最大输出流量不变时,可达到的最高压力。C点所对应的压力是pc为极限压力(又称截止压力)表示外载进一步加大时泵的工作压力不再升高,这时定子和转子间的偏心量为零,泵的实际输出流量为零。
  • 调整螺钉1改变原始偏心量e0,就调节泵的最大输出流量。当泵的工作压力超过pb以后,定子和转子间的偏心量减小,输出流量随压力增加迅速减小。

  调整螺钉4 改变弹簧预压缩量,就调节泵的限定压力。

  调节泵的最大输出流量,即改变A点位置,使AB线段上下平移。

  调节泵的限定压力,即改变B点位置,使BC段左右平移。

 3.7 答:区别:

  • 定子和转子偏心安置,泵的出口压力可改变偏心距,从而调节泵的输出流量。
  • 在限压式变量叶片泵中,压油腔一侧的叶片底部油槽和压油腔相通,吸油腔一侧的叶片底部油槽和吸油腔相通,这样,叶片的底部和顶部所受的液压力是平衡的。这就避免了双作用叶片泵在吸油区的定子内表面出现磨损严重的问题。
  • 与双作用叶片泵相反,限压式变量叶片泵中叶片后倾。
  • 限压式变量叶片泵结构复杂,泄漏大,径向力不平衡,噪音大,容积效率和机械效率都没有双作用式叶片泵高,最高调定压力一般在7MPa 左右。但它能按负载大小自动调节流量,功率利用合理。

 3.8 答:轴向柱塞泵结构紧凑,径向尺寸较小,惯性力小,容积效率高,目前最高压力可达40MPa,甚至更高,一般用于工程机械、压力机等高压系统。

 3.9 答:外啮合齿轮泵注意事项:

  • 泵的传动轴与原动机输出轴之间的连接采用弹性联轴节时,其不同轴度不得大于0.1mm,采用轴套式联轴节的不同轴度不得大于0.05mm。受泄漏大和存在径向不平衡力的影响。

  泵的吸油高度不得大于0.5mm。

  吸油口常用网式过滤器,滤网可采用150目。

  工作油液应严格按规定选用,一般常用运动粘度为25~54mm2/s,工作油温范围为5~80℃。

  泵的旋转方向应按标记所指方向,不得搞错。

  拧紧泵的进出油口管接头连接螺钉,以免吸空和漏油。

  应避免带载起动或停车。

  应严格按厂方使用说明书的要求进行泵的拆卸和装配。

  叶片泵注意事项:

  • 泵轴与原动机输出轴之间应采用弹性联轴节,其不同轴度不得不大于0.1mm。
  • 泵的吸油口距油面高度不得大于0.5m,吸油管道不得漏气。
  • 油箱应保持清洁,油液的污染度不得大于国标等级19/16级。
  • 工作油液的牌号应严格按厂方规定选用。一般常用运动粘度为25~54mm2/s,工作油温范围为5~80℃。
  • 泵的旋转方向应按标记所指方向,不得搞错。
  • 应严格按厂方使用说明书的要求进行泵的拆卸和装配。

  轴向柱塞泵注意事项:

  • 泵的传动轴与原动机输出轴之间的连接采用弹性联轴节,其不同轴度不得大于0.1mm,不允许在泵的传动轴端直接安装皮带轮或齿轮。
  • 吸油管、压油管和回油管的直径不应小于规定值。对允许安装在油箱上的自吸泵,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许安装过滤器。吸油管道不得漏气。
  • 新泵在使用一周后,需将全部油液滤清一次,并清洗油箱和滤油器。正常使用后,一般每半年更换一次液压油。油液的污染度不得大于国标19/16级。
  • 工作油液的牌号应严格按厂方规定选用。一般常用运动粘度为16~47mm2/s,工作油温范围为5~80℃。
  • 油泵的旋转方向应按标记所指方向,不得搞错。
  • 应严格按厂方使用说明书的要求进行泵的拆卸和装配。

 3.10 答:齿轮泵:结构简单,价格便宜,工作可靠,自吸性好,维护方便,耐冲击,转动惯量大。但流量不可调节,脉动大,噪声大,易磨损,压力低,效率低。高压齿轮泵具有径向或轴向间隙自动补偿结构,所以压力较高。内啮合摆线齿轮泵因结构紧凑,转速高,正日益获得发展。

 单作用叶片泵:轴承上承受单向力,易磨损,泄漏大,压力不高。改变偏心距可改变流量。与变量柱塞泵相比,具有结构简单、价格便宜的优点。

 双作用叶片泵:轴承径向受力平衡,寿命较高,流量均匀,运转平稳,噪声小,结构紧凑。不能做成变量泵,转速必须大于500r/min才能保证可靠吸油。定子曲面易磨损,叶片易咬死或折断。

 螺杆泵:结构简单,重量轻,流量和压力脉动小,无紊流扰动,噪声小,转速高,工作可靠,寿命长,对油中的杂质颗粒度不敏感,但齿形加工困难,压力不能过高,否则轴向尺寸将很大。

 径向柱塞泵:密封性好,效率高,工作压力高,流量调节方便,耐冲击振动能力强,工作可靠,但结构复杂,价格较贵,与轴向柱塞泵比较,径向尺寸大,转动惯量大,转速不能过高,对油的清洁度要求高。

 轴向柱塞泵:由于径向尺寸小,转动惯量小,所以转速高,流量大,压力高,变量方便,效率也较高;但结构复杂,价格较贵,油液需清洁,耐冲击振动性比径向柱塞泵稍差。

 3.11 解:(1)

  (2)

  

(3)

    

(4)

 3.12 解:

 3.13 解:

  • 图a

 3.14 解:(1)求偏心量

  以单作用式叶片泵的理论排量公式计算(忽略叶片厚度)

      

(2)根据已知条件确定最大可能的偏心量emax ,再求出最大可能的理论排量

定子与转子之间的最小间隙选为0.5mm

 3.15 解:

  • 泵的理论流量qt

  

  • 实际流量q   
  • 电动机功率P

  3.16 解:不相同,因为:

    

 两者虽相同,但液压马达的实际流量Q大于理论流量QT 故

  3.17 解:不相同,因为:

  

  两者虽相同,但液压马达的实际输入扭矩大于理论扭矩MT 故

  3.18 解:

       

         

   

            第二种情况:

  

 3.19 解:

  3.20 解:设定子半径R,转子偏心量为e当二叶片处于最上位置时其密封容积最小,而到达最下位置时容积最大若不考虑叶片厚度,则每转一圈,二叶片间的密封容积的吸油量近似为:

   

   转子转一圈,共有Z个密封容积,故排量:

    

   平均流量:…………(1)

  式中:

       C——常数,

   设:——限定压力

    ——调压弹簧的初压力缩量

    ——调压弹簧的刚度

   ——反馈活塞的面积

     已知超过后,偏心量e减小,设为定子最大偏心量则偏心量为:

      …………………………(2)

     以(2)代入(1)得Q-P线

      ………………(3)

   式中:——最大流量,

     由式(3)可知:

      

      

斜率

    在D、B、n、A一定的情况下,斜率与弹簧刚度K成反比,K越大,直线越平坦。改变弹簧预紧力即改变X。斜率不变。

  3.21 解:在BC线上任一点压力P对应的流量为:

  3.22 解:

  • 泵排量:

  3.23 解:

  3.24 解:

  3.25 解:

          题3.25图

    

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