液压课后习题
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第一章液压传动概述
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1. 什么叫液压传动?液压传动有哪两个工作特性?液压传动系统由哪几部分组成?各组成部分的作用是什么?
液压传动:以液体为工作介质,主要利用液体压力能来进行能量传输的传动方式。
两个工作特性:液体压力的大小取决于负载,与流量大小无关。
速度或转速的传递按“容积变化相等”原则进行
液压系统的组成:
1)能源装置(或称动力元件):
把机械能转化成液体压力能的装置。液压泵。
2)执行装置(或称执行元件):
把液体压力能转化成机械能的装置。液压缸和液压马达。
3)控制调节装置(或称控制元件):
对液体的压力、流量和流动方向进行控制和调节的装置。各类控制阀。
4)辅助装置(或称辅助元件):
保证系统有效、稳定、持久地工作。指以上三种组成部分以外的其它装置。如
各种管接件、油管、油箱、过滤器、蓄能器、压力表等。
2. 液压传动与机械传动(以齿轮传动为例)、电传动比较有哪些优点?为什么有这些优点?
比较优点:
(1)在同等功率情况下,液压执行元件体积小、结构紧凑;
(2)液压传动的各种元件,可根据需要方便、灵活地来布置;
(3)液压装置工作比较平稳,由于重量轻,惯性小,反应快,液压装置易于实现快速启动、制动和频繁的换向;
(4)操纵控制方便,可实现大范围的无级调速(调速范围达2000:1),它还可以在运行的过程中进行调速;
(5)一般采用矿物油为工作介质,相对运动面可自行润滑,使用寿命长;
(6)容易实现直线运动;
(7)既易实现机器的自动化,又易于实现过载保护,当采用电液联合控制甚至计算机控制后,可实现大负载、高精度、远程自动控制。
(8)液压元件实现了标准化、系列化、通用化,便于设计、制造和使用。
3. 试讨论液压传动系统图形符号的特点。
特点:
•图形符号仅表示元件的功用,不表示其结构;
•图形符号通常按元件地静止位置或零位(初始位置)画出;
•图形符号系统图只表示元件间的连接关系,不表示其实际安装位置;
•对无规定的元件图形符号可以派生。
•使液压系统图简单明了,便于工程技术的交流。
•便于绘制,使液压系统简单明了。
第二章 液压泵和液压马达
2
§2.1液压泵、马达概述
1、液压泵能正常工作的条件有哪些?试分析之。
必须有“能形成容积变化的密封工作空间”; 必须有与密封工作空间容积变化相协调的配油机构。 或者:①具有密封性好的工作腔;
②密封工作腔容积大小交替变化,变大时与吸油口相通,变小时与压油口相通;
③吸、压油腔的转换必须有一个过渡。
2、有一液压泵,当负载压力为p =80×105Pa 时,输出流量为96l/min ,而负载压力为100×105Pa 时,输出流量为94l/min 。用此泵带动一排量V=80cm 3/r 的液压马达,当负载扭矩为120Nm时,液压马达机械效率为0.94,其转速为1100r/min 。求此时液压马达的容积效率。
1202/(800.94)10(M Pa )94l/m in
2m m m m PV T P q ηππ
∆=
→∆=⨯⨯=→=3
8010
110088l/m in
m t q Vn -==⨯⨯=
88/9493.6%
m t m v m
q q η=
==
3、有一液压马达,其平均输出扭矩T=24.5Nm ,工作压力p=5MPa ,最小转速n min =2 r/min ,最大转速n max =300 r/min , 容积效率ηv =0.9,求所需的最小流量和最大流量为多少?(m 3/s )
2v
n
m t m
PV T V q q ηπ
∆=
→−−→−−→
6
2/2 3.14224.5/(510)0.00003079V T P π=∆=⨯⨯⨯=(m 3/r)
m t
m v q q η=
6
min min 20.00003079/(600.9) 1.1410
m v
n V
q η-=
=⨯⨯=⨯(
m 3/s
)
6
m a x
m
a
x
300
0.00003079/(600.9)17110
m v
n V q η-==⨯⨯=⨯(m 3/s )
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§2.2齿轮泵
1、什么是液压泵的困油现象?有何危害?如何防止?
困油现象:
在液压泵运行的过程中,由于存在闭死容积(工作中不希望存在的)大小的变化,使闭死容积内的液体压力急剧升高或降低。这种现象称为液压泵的困油现象。
困油危害:
压力急剧上升,轴承上突然受到很大的冲击载荷,泵剧烈振动,高压油从一切可能泄漏的缝隙中挤出,造成功率损失,油液发热等。
当封闭容积增大时,由于没有油液补充,形成局部真空,产生气泡,引起噪声、气蚀等一系列恶果。
同时,由于困油现象的存在,降低了液压泵的容积效率。
总之,极为严重地影响着泵的工作平稳性和使用寿命。
防止措施:
消除困油的方法,通常是在两端盖板上开困油卸荷槽。在保证吸压油腔互不相通的条件下,使闭死容积与吸或压油腔相通。当封闭容积减小时,通过卸荷槽与压油腔相通,避免压力急剧升高;当封闭容积增大时,通过卸荷槽与吸油腔相通,避免形成局部真空。
2、齿轮泵的困油现象是怎样产生的?
产生过程:
齿轮泵要平稳地工作,齿轮啮合时的重叠系数必须大于1,即至少有一对以上的齿轮同时啮合,因此,在工作过程中,就有一部分油液困在两对齿轮啮合时所形成的封闭油腔之内,如下图所示,这个密封容积的大小随齿轮的转动而变化。从图(a)到图(b),密封容积逐渐减小;从图(b)到图(c)密封容积逐渐增大。如此产生了密封容积周期性的增大减小。受困油液受到挤压而产生瞬间高压,密封容腔的受困油液若无油道与排油口相通,油液将从缝隙中被挤出,导致油液发热,轴承等零件也受到附加冲击载荷的作用;若密封容积增大时,无油液补充,又会造成局部真空,使溶于油液中的气体分离出来,产生气穴。