液压与气压传动习题库习题解答 - 图文

解:1-1,2-2断面之间有水泵,即有机械功输入的能量方程

Z1?p1???1v122g?Hp?Z2?p2??2?2v22g?hl1?20?0?0?Hp?102?0?0?25.41)Hp?102?25.4?127.4m2)Np?rQH??9807?(101/3600)?127.4?46.4kw0.7553. 学习指导和思考练习题 1)学习要点

2)填空题

1. 容积式液压泵必须具有 密闭容积 、 密闭容积周期性变化 、 有配油装置 特征。

2. 双作用叶片泵定子内表面由 8 段曲线组成,包括 两段大圆弧 、 两段小圆弧和 四段过渡曲线 组成。

3. 单作用叶片泵叶片数量的奇偶性为 奇数 ,叶片 后 倾,数量一般为13或15 片。

4. 双作用叶片泵叶片数量的奇偶性为 偶数 ,叶片 前 倾,数量一般为 12或16 片。

5. 单作用叶片泵依靠调节 转子偏心距 来调节排量。 6. 轴向柱塞泵依靠调节 斜盘倾角 来调节排量。

7. 气压传动系统由 气源装置 、 气动执行元件 、 气动控制元件 、气动辅件 组成。 8. 齿轮泵的三大问题为 轴向泄漏 、 径向不平衡力 、 困油。解决方法是 轴向浮动轴套 、 端盖开卸荷槽 、减小压油口和开径向力平衡槽 。

9. 齿轮泵按结构不同可分为 外啮合 和 内啮合 两类,一般用 渐开线 圆柱直齿形齿

轮。

10. 外啮合齿轮泵的密封容积由 相互啮合的齿轮 、 泵体 和 两个端盖 组成。两齿轮的 啮合 把密封工作腔分成 吸油腔 和压油腔。

3) 判断题

1. 轴向柱塞泵既可以制成定量泵,也可以制成变量泵。(√) 2. 改变轴向柱塞泵斜盘倾斜的方向就能改变吸、压油的方向。(√) 3. 齿轮泵都是定量泵。(√)

4. 在齿轮泵中,为了消除困油现象,在泵的端盖上开卸荷槽。(√) 5. 液压泵在公称压力下的流量就是液压泵的理论流量。(×) 6. 叶片泵的排量都是可调的。(×)

7. 液压泵的工作压力取决于液压泵的公称压力。(×) 8. 运动过程中密封容积不断变化的液压泵是变量泵。( × ) 9. 齿轮泵的工作压力不宜提高的主要原因是泵的转速低。( × ) 10.为了防止油液被污染,常把泵的油箱密封。( × )

4) 选择题

1. 单作用叶片泵叶片是( B )。

A.前倾 B.后倾 C.径向垂直 D.平行 2. 双作用叶片泵叶片是( A )。

A.前倾 B.后倾 C.径向垂直 D.平行 3. 单作用叶片泵叶片数量一般是( C )。 A.8 B. 9 C.15 D.17

4. 双作用叶片泵叶片数量一般是( D )。 A.7 B. 9 C.14 D. 16

5. 双作用叶片泵定子内表面由几段曲线组成( C )。 A.4 B. 6 C.8 D. 10

6. 齿轮泵不平衡力解决方法之一是( C )。

A.减小工作压力 B. 增加径向间隙 C.减小压油口 D. 增大吸油口 7. 斜盘式柱塞泵调节排量的方式有( D )。

A.增加柱塞孔直径 B. 加大配油盘进油口 C.加大负载 D. 改变斜盘倾角 8. 下列各种结构形式的液压泵,相对而言额定压力最高的是( A )。

A.轴向柱塞泵 B.单作用叶片泵 C.双作用叶片泵 D.内啮合齿轮泵 9. 为减小流量脉动,单作用叶片泵通常( A )。

A.叶片数为奇数 B.叶片数为偶数 C.叶片根部通压油腔 D.叶片根部通吸油腔 10.液压泵总效率最高的是( B )。

A.双作用叶片泵 B. 轴向柱塞泵 C.内啮合齿轮泵 D. 螺杆泵

5) 问答题

1. 液压系统和气压系统各由哪几部分组成? 2. 液压传动和气压传动有什么区别? 3. 容积泵是怎样工作的,容积泵产生高压的条件是什么?它的工作压力和额定压力各决定

答:容积式液压泵是依靠密封工作油腔的容积变化来进行工作的。产生压力的条件是:

(1)有一个(或多个)密封的工作油腔;

(2)密封工作腔的容积必须有周期性的变化,密封容积由小变大时吸油,由大变小时压油;

(3)有配流装置,它保证泵在吸油时吸油腔与油箱相通,而与压油腔不通;在压油时压油腔与压力管道相通,而与油箱不通。

液压泵的工作压力取决于泵的总负载管道阻力、摩擦力和外负载等,而与液压泵的流量无关。液压泵的额定压力取决于泵本身结构的强度和密封性能。当泵的工作压力超过额定压力时,泵就会过载。工作时,尽量让工作压力等于额定压力。

4. 泵的排量决定于什么,泵的实际流量与它有什么关系?

答:液压泵的排量是指在没有泄漏的情况下,液压泵每转一转所排出的油液体积。因此液压泵的排量仅仅取决于密封工作腔每转容积的变化量,而与转速无关。液压泵的实际流量为q?Vn?v。

5. 试析齿轮泵是怎样具备液压泵的基本工作条件的?

答:外啮合齿轮泵依靠主从动齿轮的相互啮合把泵体分成吸油腔和压油腔。在啮合过程中,为了使齿轮运转平稳且连续不断吸、压油,齿轮的重合度ε必须大于1,即在前一对轮齿脱开啮合之前,后一对轮齿已进入啮合。吸油腔由于相互啮合的轮齿逐渐脱开,密封工作容积逐渐增大,形成部分真空,因此油箱中的油液在外界大气压力的作用下,经吸油管进入吸油腔,将齿间槽充满,并随着齿轮旋转,把油液带到左侧压油腔内。在压油区一侧,由于轮齿在这里逐渐进入啮合,密封工作腔容积不断减小,油液便被挤出去,从压油腔输送到压力管路中去。

6. 外啮合齿轮泵有何特点?主要用在哪些场合? 答:外啮合齿轮泵结构简单紧凑,具有轴向间隙补偿、卸荷槽和径向不平衡力平衡结构,体积小重量轻,价格低廉,对油液污染不敏感,有一定自吸能力,可靠性高,寿命长,便于维护,主要应用在环境恶劣的工程机械上。

7. 齿轮泵的困油现象、轴向泄漏、径向不平衡力是怎样引起的,对工作有何影响,如何

答:外啮合齿轮泵在啮合过程中,为了使齿轮运转平稳且连续不断吸、压油,齿轮的重合度ε必须大于1,即在前一对轮齿脱开啮合之前,后一对轮齿已进入啮合。在两对轮齿同时啮合时,它们之间就形成了闭死容积。此闭死容积随着齿轮的旋转,先由大变小,后由小变大。在闭死容积由大变小时,其中的油液受到挤压,压力急剧升高,使轴承受到周期性的压力冲击,而且导致油液发热;在闭死容积由小变大时,又因无油液补充产生真空,引起气蚀和噪声。这种因闭死容积大小发生变化导致压力冲击和气蚀的现象称为困油现象。困油现象将严重影响泵的使用寿命。为消除困油现象,常在泵的前后盖板或浮动轴套(浮动侧板)上开卸荷槽,使闭死容积限制为最小,容积由大变小时与压油腔相通,容积由小变大时与吸油腔相通。

液压泵中构成密封容腔的零件要作相对运动,因此存在着配合间隙。由于泵吸、压油口之间存在压力差,其配合间隙必然产生泄漏,泄漏量的大小直接影响液压泵的性能。外啮合齿轮泵高压腔的压力油可通过三条途径泄漏到低压腔中去:一是通过齿轮啮合处的间隙;二是通过泵体内孔和齿顶圆间的径向间隙;三是通过齿轮两侧面和侧盖板间的轴向端面间隙。通过端面间隙的泄漏量最大,可占总泄漏量的75%~80%。因此普通齿轮泵的容积效率较低,输出压力也不容易提高。

要提高齿轮泵的压力,首要的问题是要减小轴向端面间隙。一般采用齿轮端面间隙自动补偿的办法。常用的端面间隙自动补偿装置有浮动轴套式和弹性侧板式。图3-7所示为采用

浮动轴套的结构。利用特制的通道把泵内压油腔的压力油引到轴套外侧,作用在(用密封圈分隔构成)一定形状和大小的面积上,产生液压作用力,使轴套压向齿轮端面。这个力必须大于齿轮端面作用在轴套内侧的作用力,才能保证在各种压力下,贴紧齿轮端面,减小泵内通过端面的泄漏,达到提高压力的目的。

齿轮泵产生径向力不平衡的原因有三个方面:一是液体压力产生的径向力。这是由于齿轮泵工作时,压油腔的压力高于吸油腔的压力,并且齿顶圆与泵体内表面存在径向间隙,油液会通过间隙泄漏,因此从压油腔起沿齿轮外缘至吸油腔的每一个齿间内的油压是不同的,压力逐渐递减。二是齿轮传递力矩时产生的径向力。这一点可以从被动轴承早期磨损得到证明,径向力的方向通过齿轮的啮合线,使主动齿轮所受合力减小,使被动齿轮所受合力增加。三是困油现象产生的径向力,致使齿轮泵径向力不平衡现象加剧。

齿轮泵由于径向力不平衡,把齿轮压向一侧,使齿轮轴受到弯曲作用,影响轴承寿命,同时还会使吸油腔的齿轮径向间隙变小,从而使齿轮与泵体内产生摩擦或卡死,影响泵的正常工作。消除径向力不平衡的措施:1)缩小压油口,使高压仅作用在一个齿到两个齿的范围;2)开压力平衡槽。

8. 限压式变量叶片泵有何特点,适用于什么场合?怎样调节它的流量— 答:优缺点:1)限压式变量叶片泵根据负载大小,自动调节输出流量,因此功率损耗较小,可以减少油液发热。2)液压系统中采用变量泵,可节省液压元件的数量,从而简化了油路系统。3)泵本身的结构复杂,泄漏量大,流量脉动较严重,致使执行元件的运动不够平稳。4)存在径向力不平衡问题,影响轴承的寿命,噪音也大。主要用在机床液压系统中要求执行元件有快、慢速和保压阶段的场合。 限压式变量叶片泵的流量压力特性曲线如图所示。

在泵的供油压力小于pc时,流量按AB段变化,泵只是有泄漏损失,当泵的供油压力大于pc时,泵的定子相对于转子的偏心距e减小,流量随压力的增加而急剧下降,按BC曲线变化。由于限压式变量泵有上述压力流量特性,所以多应用于组合机床的进给系统,以实现快进→工进→快退等运动;限压式变量叶片泵也适用于定位、夹紧系统。当快进和快退,需要较大的流量和较低的压力时,泵在AB段工作;当工作进给,需要较小的流量和较高的压力时,则泵在BC段工作。在定位﹑夹紧系统中,当定位、夹紧部件的移动需要低压、大流量时,泵在AB段工作;夹紧结束后,仅需要维持较高的压力和较小的流量(补充泄漏量),则利用C点的特性。总之,限压式变量叶片泵的输出流量可根据系统的压力变化(即外负载的大小),自动地调节流量,也就是压力高时,输出流量小;压力低时,输出流量大。以上过程可以通过压力调节螺钉和流量调节螺钉来实现。

9. 试比较齿轮泵、叶片泵和柱塞泵的技术性能、特点及应用范围。

答:齿轮泵输出压力较低,流量不能调节,噪声较大,但其自吸特性较好,对油液的抗污染能力较强,在建筑机械、港口机械及小型工程机械中应用。

叶片泵输出压力属于中压,效率较高,但对油液污染较敏感,一般用在机床液压系统中。 柱塞泵输出压力较高,流量调节方便,一般在负载大,功率大的场合使用。 10.怎样选择液压泵?

答:选择液压泵时,应首先满足液压系统对液压源的要求(主要是泵的输出流量和工作

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