液压与气压传动 第二章液压泵
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第一章 液压泵与液压马达
3.1 简述液压泵与液压马达的作用和类型。
3.2 液压泵的工作压力取决于什么?泵的工作压力与额定压力有何区别?
3.3 什么是液压泵的排量、理论流量和实际流量?它们的关系如何?
3.4 液压泵在工作工程中会产生哪两方面的能量损失?产生损失的原因何在?
3.5 齿轮泵压力的提高主要受哪些因素的影响?可以采取措施来提高齿轮泵的压力?
3.6 试说明限压式变量叶片泵流量压力特性曲线的物理意义。泵的限定压力和最大流量如何调节?调节时泵的流量压力特性曲线将如何变化?
3.7 双作用叶片泵和限压式变量叶片泵在结构上有何区别?
3.8 为什么轴向柱塞泵适用于高压
3.9 外啮合齿轮泵、叶片泵和轴向柱塞泵使用时应注意哪些事项
3.10 试比较各类液压泵性能上的异同点。
3.11 某液压泵在转速min/950rn时,理论流量min/160Lqt。在同样的转速和压 MPap5.29时,测得泵的实际流量为min/150Lq,总效率87.0,求:
(1)泵的容易效率;
(2)泵在上述工况下所需的电动功率;
(3)泵在上述工况下的机械效率;
(4)驱动泵的转矩多大?
3.12 液压马达的排量rmLV/100,入口压力MPap101,出口压力MPap5.02,容积效率95.0v,机械效率85.0m,若输入流量min/50Lq,求马达的转速n、转矩T、输入功率iP和输出功率P。各为多少?
3.13 某液压泵当负载压力为MPa8时,输出流量为min/96L,而负力为MPa10时,输出流量为min/94L。用此泵带动一排量为rcm/803的液压马达,当负载转矩为mN120时液压马达的机械效率为0.94,其转速为min/1100r,试求此时液压马达的容积效率为多少? 3.14 某变量叶片泵的转子径mmd83,定子内径mmD89,叶片宽度mmB30。求:
(1) 当泵的排量rmLV/16时,定子也转子间的偏心量有多大?
第2章 液压与气压传动流体力学基础思考题和习题
2.1 什么叫压力?压力有哪几种表示方法?液压系统的压力与外界负载有什么关系?(答案略)
2.2 解释下述概念:理想流体、定常流动、过流断面、流量、平均流速、层流、紊流和雷诺数。(答案略)
2.3 说明连续性方程的本质是什么?它的物理意义是什么?(答案略)
2.4 说明伯努利方程的物理意义并指出理想液体伯努利方程和实际液体伯努利方程有什么区别?(答案略)
2.5 如图2.32所示,已知测压计水银面高度,计算M点处的压力是多少?
解:取B-C等压面,CBpp=:
HgaCpp5.0=
因为D-B为等压面,故 CBDppp==。
取M水平面为等压面,OHDMpp2)5.05.1(=OHHgap20.15.0=。
2.6 一个压力水箱与两个U形水银测压计连接如图2.33,a,b,c,d和e分别为各液面相对于某基准面的高度值,求压力水箱上部的气体压力pg是多少?
解:由等压面概念:)(0deppHgd=
)(2dcppOHcd=
)(bcppHgcb=
)(2bapppOHbagas==
整理:20()()gasHgHOppcebdbdca=
(ap为e处大气压力)
2.7 如图2.34所示的连通器,内装两种液体,其中已知水的密度1= 1 000 kg/m,h1= 60 cm,h1= 75 cm,试求另一种液体的密度是多少?
解:取等压面1—1列方程:
11ghppa=左
22右=ghppa 2 121hh=2
第一章 液压与气压传动概述
1.1谓液压传动和气压传动?液压传动和气压传动系统有哪些基本组成部分?各部分的作用是什么?
答:液压与气压传动都是借助于密封容积的变化,利用流体的压力能与机械能之间的转换来传递能量的。
液压传动系统和气压传动系统主要有以下四部分组成:
(1) 动力元件:液压泵或气源装置,其功能是将原电动机输入的机械能转换成流体的压力能,为系统提供动力。
(2) 执行元件:液压缸或气缸、液压马达或气压马达,它们的功能是将流体的压力能转换成机械能,输出力和速度(或转矩和转速),以带动负载进行直线运动或旋转运动。
(3) 控制元件:压力流量和方向控制阀,它们的作用是控制和调节系统中流体的压力、流量和流动方向,以保证执行元件达到所要求的输出力(或力矩)、运动速度和运动方向。
(4) 辅助元件:保证系统正常工作所需要的辅助装置,包括管道、管接头、油箱或储气罐、过滤器和压力计等。
1.2气压传动与液压传动有什么不同?
答:液压传动的主要优点:
在输出相同功率的条件下,液压转动装置体积小、重量轻、结构紧凑、惯性小、并且反应快。
可在运行过程中实现大范围的无级调速、且调节方便。调速范围一般可达100:1,甚至高达2000:1。
传动无间隙,运动平稳,能快速启动、制动和频繁换向。
操作简单,易于实现自动化,特别是与电子技术结合更易于实现各种自动控制和远距离操纵。
不需要减速器就可实现较大推力、力矩的传动。
易于实现过载保护,安全性好;采用矿物油作工作介质,滋润滑性好,故使用寿命长。
液压元件已是标准化、系列化、通用化产品、便于系统的设计、制造和推广应用。
液压传动的主要缺点:
(1) 油液的泄露、油液的可压缩性、油管的弹性变形会影响运动的传递正确性,故不宜用于精确传动比的场合。
(2) 由于油液的粘度随温度而变,从而影响运动的稳定性,故不宜在温度变化范围较大的场合工作。
(3) 由于工作过程中有较多能量损失(如管路压力损失、泄漏等),因此,液压传动的效率还不高,不宜用于远距离传动。
- 1 - 2.8 思考题与习题答案
1. 液压油有哪几种类型?液压油的牌号和粘度有什么关系?如何选用液压油?
答:目前液压油主要包括矿物型液压油和难燃型液压油;液压油的粘度等级是以其40℃时运动粘度的中心值来表示的,如L-HM32液压油的粘度等级为32,则40℃时其运动粘度的中心值为32mm2/s;选择液压油一般首先选择液压油的品种,然后再选择液压油的粘度。
2. 动力粘度、运动粘度的含义是什么?
答:动力粘度是指液体在单位速度梯度下流动时单位面积上产生的内摩擦力。液体的动力粘度与其密度的比值,称为液体的运动粘度。
3. 液压油粘度过高、过低会有什么不良的影响?
答:液压油粘度过高对液压装置不利,其本身也会发生化学变质,产生各种生成物,缩短它的使用期限;过低影响其润滑效果。
4. 什么是压力?压力有哪几种表示方法?液压系统的工作压力与外界负载有什么关系?
答:静止液体某点处单位面积上所受的法向力称为该点的静压力。静压力在物理学上称为压强,在液压传动中称为压力。压力有两种表示方法:一种是以绝对真空作为基准所表示的压力,称为绝对压力;另一种是以大气压力作为基准所表示的压力,称为相对压力。液压系统的工作压力随着外界负载的增大而增大。
5. 连续性方程的本质是什么?它的物理意义是什么?
答:连续方程的本质是质量守恒。它的物理意义是在单位时间内流过管中每一截面的液体质量是相等的。
6. 说明伯努利方程的物理意义,并指出理想液体的伯努利方程和实际液体的伯努利方程有什么区别。
答:伯努利方程的物理意义就是能量守恒定律在流体力学中的具体表达式。理想液体的伯努利方程表示液体在流动时,具有三种形式的能量,分别是动能、势能和压力能。它们之间可以相互转换,但总和不变。但实际液体在管道内流动时,由于液体存在粘性,会产生摩擦力,消耗能量;同时,管道局部形状和尺寸的变化,会使液流产生扰动,也消耗一部分能量。因此,实际液体在流动过程中,会产生流量损失。