第一章
1-1什么是流体传动?除传动介质外,它由哪几部分组成?各部分的主要作用是什么?
答:以流体为工作介质,在密闭容器中实现各种机械的能量转换、传递和自动控制的技术称为流体传动。
动力元件一一将原动机的机械能转换为执行机构所需要的流体液压能。包括液压泵、空压机。
执行元件--- 将由动力元件输入的流体液压能转换为负载所需的新的机械
能。包括液压气动缸和液压气动马达。
控制元件一一对系统中流体的压力、流量或流动方向进行控制或调节。包括压力阀、流量阀和方向阀等。
辅助元件一一流体传动系统中的各种辅助装置。如油箱、过滤器、油雾器等。
1-2液压系统中的压力取决于什么?执行元件的运动速度取决于什么?液压传动是通过液体静压力还是液体动压力实现传动的?
答:液压系统中的压力取决于外负载的大小,与流量无关。执行元件的运动速度取决于流量Q,与压力无关。液压传动是通过液体静压力实现传动的。
第二章
2-3液压油液的黏度有几种表示方法?它们各用什么符号表示?它们又各用什么单位?
答:(1)动力黏度(绝对黏度):用卩表示,国际单位为:Pa?s (帕?秒);工程单位:P (泊)或cP (厘泊)。
(2)运动黏度:用v表示,法定单位为m;〈,工程制的单位为St
(沲,cm2{),cst (厘沲)。
(3)相对黏度:中国、德国、前苏联等用恩氏黏度。E,美国采用赛氏黏度SSU 英国采用雷氏黏度R,单位均为秒。
2-11如题2-11图所示为串联液压缸,大、小活塞直径分别为D2=125mm,D1=75mm; 大、小活塞杆直径分别为d2=40mm,d仁20mm,若流量q=25L/min。求v1、v2、q1、q2各为多少?
1 2 2
解:由题意—D1 1=q 1=4q/ D1=0.094m/s
4
1 2
又t q= D 2 2 二2=0.034m/s
4
1
—(D12-d12)1=3.86x10 4m3/s=23.16L/min
4
q2=—(D 22-d22)2=3.74 x10 4m3/s=22.44 L/min
4
2-13求题2-13图所示液压泵的吸油高度 H 。已知吸油管内径d=60mm ,泵的流 量
q=160L/min ,泵入口处的真空度为2X 104Pa,油液的运动黏度 =0.34x 10-4m 2
/s,
密度 =900kg/m 3
,弯头处的局部阻力系数
=0.5,沿程压力损失忽略不计。
解:设吸油管入口处截面为1-1截面,泵入口处的截面为2-2截面 列1-1、2-2截面处的伯努利方程:
由u 1 A 1 = u 2 A 2 T A 1 >>A 2 所以u 1 << u 2 , u 1可忽略不计,且h w 忽略不计
.
943 60 10 3
1664.12 2300
该状态是层流状态,即
液压泵的吸油高度 H s 为2.15m.
2-14题2-14图所示的柱塞直径 d=20mm ,缸套的直径 D=22mm ;长l=70mm .
2
1 U
1
2
gh 1 P 2
2
2 u
2
2
gh 2 P
0,u 1 0,0 0 ;
u 2
q d 2
4
3
呢59%』0.943(m
s)
10 4
0.34 H s
P 2
2 104
(P a ), 2
u 2 2
代入伯努利方程:
0 2 104
2 104
2
0.5 u 2 900 0.943(m
s ),h 2
H s
(0.943)2
200.08( p a )
2 900 (0.943)2
900 (0.943)
900 9.8 200.08
900 9.8
H s 200.08
2.15(m)
2
柱塞在力F=40N 的作用下往下运动。若柱塞与缸套同心,油液的动力粘度
=0.784x 10-6
Pa.s,求柱塞下落0.1m 所需的时间。
解:当柱塞往下运动时,缸套中的油液可以看成是缝隙流动
以柱塞为研究对象有
4h 3
F
2
4 2 ld 2(3d 6h
h 2) d
0.32m/s
3 2
4
2
3.14 78.4 10 0.07 0.02
(3 0.02 6 0.001
0.001 )
0.02
t=-0i1 =0.3125s
0.32
第三章
3- 1要提高齿轮泵的压力须解决哪些关键问题?通常都采用哪些措施?
答:要解决:1、径向液压力不平衡
2、轴向泄漏问题
为了减小径向不平衡力的影响,通常可采取:
1) 缩小压油腔尺寸的办法,压油腔的包角通常 < 45°;
2) 将压油腔扩大到吸油腔侧,使在工作过程中只有
1~2个齿起到密封作用。利用对称区域
dh 3 dh
F p —
由题意
h=?=1mm
2
F+P °A=F f +P ,A
F p = P i - P ° = F f
A
又 F f
A^ =
dy
dlK
4F P = 2
而Q=A
4 l hd
1
d 2 4
dh 3
12 l P - dh 2
dh 3
/ 4F 4 l 、 dh
( - )- 0
12 I d 2 hd 2
0.0013 40
的径向力平衡来减小径向力的大小;
3)还可合理选择齿宽B和齿顶圆直径De。高压泵可f B,f De;中、低压泵B可大些,
这样可以减小径向尺寸,使结构紧凑。
4)液压平衡法:在过渡区开设两个平衡油槽,分别和高低压腔相同。这种结构可使作用在轴 承上的力但容积效率
(n v )J
齿轮泵的泄漏途径主要有三条: 端面间隙泄漏(也称轴向泄漏,约占
75~80%),指压油腔和过渡区段齿间的压力油由齿间
根部经端面流入轴承腔内(其与吸油腔相通)
。
径向间隙泄漏(约占15~20%),指压油腔的压力油经径向间隙向吸油腔泄漏。 齿面啮合处(啮合点)的泄漏,在正常情况下,通常齿面泄漏很小,可不予考虑 。
因此适当的控制轴向间隙的大小是提高齿轮泵容积效率的重要措施。
3-2叶片泵能否实现正反转?请说出理由并进行分析。
答:不能。因为定量叶片泵前倾 13°,是为了减小压力角,从而减轻磨损。而变量叶片泵后
倾24°,有利于叶片紧贴定子内表面,有利于它的伸出,有效分割吸压油腔。
3-4已知液压泵的输出压力
p 为10MPa ,泵的排量 q 为100ml/r ,转速n 为1450r/min ,泵的
容积率 v =0.90,机械效率
m
=0.90,计算:
1) 该泵的实际流量; 2) 驱动该泵的电机功率。
解:
理论流量 q t =qn=100x1450=145000ml/min=145l/min
实际流量 q= v q t =0.90x145=130.5l/min
P i = T=26852w
3-5某机床液压系统采用一限压式变量泵,泵的流量
-压力特性曲线 ABC 如题3-5图所
示。液压泵总效率为 0.7。如机床在工作进给时,
泵的压力p=4.5MPa ,输出流量q=2.5L/min ,
__q
_
=
T=
pq 10
106 145 10 3 0.90 60
=26851.8w