《液压传动与控制》复习思考题及其答案

1. 学习指导与思考题 1）学习要点 1. 掌握液压传动的工作原理及组成。 2. 掌握气压传动系统的工作原理及组成。 3. 掌握液压传动和气压传动的特点。 4. 掌握液压元件的职能符号及规定。 5. 了解液压传动和气压传动的发展概况、应用情况及优、缺点。 6. 了解液压传动和气压传动的不同点。 2）填空题 1. 液压系统由 动力元件 、 执行元件 、 控制元件 、 辅助元件 四个主要组成部分。 2. 液压传动是以 液压油 为传动介质，依靠液体的 压力能 来传递动力。 3. 液压系统工作时外界负荷 越大 ，所需油液的 压力也越大，反之亦然，负载为零，系统压力 为零 。 4. 活塞或工作台的运动速度取决于单位时间通过节流阀进入液压缸中油液的 体积 ，流量越大，系统的速度 越大 ，反之亦然。流量为零，系统速度 为零 。 5. 液压元件的职能符号只表示元件的 职能 、 控制方式 及 外部接口 ，不表示元件的 结构 、 参数 及连接口的实际位置和元件的 安装位置 。 6. 液压传动系统的传动比比机械传动的 大 ，传动效率比机械传动的 低 。 7. 液压传动系统可以实现 无级 调速， 过载 保护。 8. 液压传动 系统单位质量输出功率 大 ，传动 均匀 平稳。 9. 气压传动系统介质费用 低廉 ，不会造成环境 污染 。 3）判断题 1. 液压传动不易获得很大的力和转矩。（ ） 2. 液压传动装置工作平稳，易于实现无级调速，但不能快速起动、制动和频繁换向。 ( ) 3. 液压传动适宜在传动比要求严格的场合采用。 ( ) 4. 液压系统故障诊断方便、容易。（ ） 5. 液压传动适宜于远距离传动。（ ） 6. 气压传动能使气缸实现准确的速度控制和很高的定位精度。（ ） 7. 液压与气压传动介质成本都很高。（ ） 8. 液压传动可在高温下运行。（ ） 9. 气压传动介质可以回收循环使用，故成本很低（ ） 4）选择题 1. 液压系统的执行元件是（ C ）。 A电动机 C液压缸或液压马达 2. 液压系统中，液压泵属于（ A ）。 C控制部分 3. 液压传动的特点有（ B ） 速、传动准确； 润滑，且诊断、维护、保养和排放方便。 4. 气压系统对环境造成的危害是（ C ）。 A污染 C噪声 5）问答题 1. 液压系统和气压系统各由哪几部分组成？ 答：动力部分、执行部分、控制部分、辅助部分。 2. 液压传动和气压传动有什么区别？ 答：液压传动以油为介质，气压传动以空气为介质。 2. 学习 指导和思考练习题 1）学习要点 性、各种粘度定义及换算关系、粘温特性、分类和命名方法，液压油选用方法、污染及其控制方法。 性。 位及其换算。 解压力与负载关系、液体内压力处处相等的概念。 速、平均流速的概念。 努利方程的应用，理解动量方程的意义。 握沿程压力损失和局部压力损失的计算方法。 隙的流量特性及计算方 法。 9. 了解液压冲击和空穴现象。 2） 填空题 1. 液体流动时， 分子之间的内摩擦力阻碍分子的相对运动 的性质称 之 为 液体的 粘性，大小用 粘度 表示，常用的粘度有 动力粘度 、 运动粘度 、 相对粘度 。 2. 我国采纳的相对粘度是 恩氏粘度 ，它是用 恩氏粘度计 测量的。 3. 粘温特性的概念是 油液粘度随温度变化的特性 。 4. 液压油牌号是该油液在 40时 运动粘度 的平均值。 5. 液体动力粘度的定义是 速度梯度为 1 时液层间单位面积的内摩擦力 ，用符号 表示。 6. 液体的粘性是由分子间的相互运动而产生 的一种 内摩擦力 引起的，其大小可用粘度来度量。温度越高，液体的粘度越 小 ；液体所受的压力越大，其粘度越 大 。 7. 液体粘度随温度变化的特性叫 粘温特性 。 8. 液压油的牌号是用 该油液在 40时 运动粘度的平均值 表示的。 示 40时 运动粘度的平均值 为 32s。 9. 液体的流态分为 层流 和 湍流 ，判别流态的准则是 临界雷诺数 。 加上 相对压力，真空度等于大气压力 减去 绝对压力。 帕斯卡 定律。即密封容积中的液体可 以传递 力 ，又可以传递 运动 。 某处的压力低于空气分离压而产生大量气泡的现象，称为 气穴 。 负载 的大小。 液压油 为工作介质，依靠液体的 压力能 来实现运动和动力传递的传动方式。 聚力 要阻止分子 相对运动 而产生的一种 内摩擦力 ，这种现象叫液体的粘性。 载 的大小，执行元件的运动速度取决于 流量 的大小。 种是 沿程损失 ，一种是 局部损失 。 成很高的压力峰值现象称为 液压冲击 。 子细的地方流速 大 ，管子粗的地方流速 小 。 种是 压差 ，一种是 相对运动 。 内稳定流动的液体具有 压力能 、 势能 和 动能 三种形式的能量，在任意截面上这三种能量都可以 相互转换 ，但总和为一定值。 3）判断题 1. 标号为 液压油是指这种油在温度为 40 时，运动粘度的平均值为 56s。（ ） 2. 液压传动适宜于在传动比要求严格的场合采纳。（ ） 3. 由间隙两端的压力差引起的流动称为剪切流动。（ ） 4. 理想液体在同一管道中作稳定流动时，内部动能、位能、压力能之和 随位置变化 。（ ） 5. 活塞推力越大，速度越快。（ ） 6. 寒冷地区选择液压油粘度应大一些。（ ） 7. 热带地区选择液压油粘度应大一些。（ ） 8. 同心环形间隙泄漏量为最大偏心时的 ） 9. 液压系统的压力指的是绝对压力。（ ） （ ） ） 米以上。（ ） 4）选择题 1. 当温度升高时，油液的粘度（ A ）。 A、下降 B、增加 C、没有变化 2. 当温度下降时，油液的粘度（ B ）。 A、下降 B、增加 C、没有变化 3. 国际标准 行划分，是按这种油液 40 时什么粘度的平均值进行划分的：（ B ） A、动力粘度 B、运动粘度 C、赛式粘度 D、恩式粘度 4. 在液体流动中，因某点处的压力低于空气分离压而产生大量气泡的现象，称为（ C ）。 A 、 层 流 B 、 液 压 冲 击 C 、 空 穴 现象 D、紊流 5. 流经固定平行平板缝隙的流量与缝隙值的（ D ）成正比。 A 、 一 次 方 B 、 1/2 次方 C 、 二 次方 D、三次方 6. 当绝对压力小于大气压时，大气压力减绝对压力是（ B ）。 A、相对压力 B、真空度 C、表压力 D、绝对压力 7. 液压传动中的 工作 压力取决于（ A ）。 A、外负载 B、流量 C、速度 D、泵的功率 8. 下面哪一种状态是层流？（ A ） A、 界 B、 界 C、 界 D、 9. 某一系统的压力大于大气压力，则其绝对压力为（ A ） A、大气压力加相对压力 B、大气压力加真空度 C、大气压力减真空度 D、表压 C ） A、 雷诺数 B、 管道材质 C、 临界雷诺数 D、管道内径 5）问答题 1. 对液压油的要求是什么？ 答： （ 1）粘度合适，粘温特性好 （ 2）有良好的润滑性，减少摩擦副的磨损。 （ 3）质地要纯净，腐蚀性和堵塞性杂质少。 （ 4）有良好的化学稳定性，包括热安定性、氧化安定性。即不易变质，使用期长。 （ 5）抗泡沫性好，不易引起气穴。抗乳化性好，保持润滑性。 （ 6）材料相容性好，对液压控制元件、密封件、管件和油箱等腐 蚀溶解小。 （ 7）无毒无害 , 泄漏后对人员和环境的危害小。 （ 8）闪点和燃点高，凝点低，使用安全。 （ 9）体积膨胀系数小，比热容大，容易带走系统中摩擦产生的热量。 （ 10）价格便宜。 2. 液压油的选择要素是什么？ 答： 工作环境，工作压力，运动速度，液压泵的类型。 3. 防止液压油污染的方法有哪些？ 答： （ 1）定期进行液压泵、液压缸和液压马达清洗。 （ 2）检查密封有效性并及时更换，防止灰尘、水、杂物等污染物从外界侵入。 （ 3）合理设置合适等级和数量的过滤器，并定期检查、清洗或更换。 （ 4）合理选择系统元件， 控制液压油的温度。 （ 5）定期彻底清洗油箱，检查更换塑料制成的管件，防止老化破损。 （ 6）避免混用不同牌号、不同品种的液压油，防止反应物生成。 （ 7）定期检查和更换液压油。 4. 静压力传递原理是什么？ 答： 在液面上施加的压力都完全传递到液体内任意一点。 5. 应用伯努利方程时，怎样选择参考面？ 答： 通常选取某些参数已知的特殊位置截面作基准面，以方便计算。比如接触大气的截面其压力为零。较大截面容器的液面高度变化的速度较慢，取其流速为零。 6. 缝隙流动公式中，正负号如何选取？减小缝隙流量最有效的方式是什么？ 答： 在平板移动方向与压差引起流动方向一致时取“ +”，如果不一致，则取“ -”号。 6）计算题 1. 如题 1 图所示，一具有真空度的容器倒置于一液槽中，液面与大气相通的，液体在管中上升的高度 h =液体的密度为 = 1050kg/试求容器中的真空度。 解： 列 022g 9 8 0 0 0g 9 8 0 0 0 9 8 0 0 0 = g= 1 0 5 0 9 即真 空 度得 真 空 度题 1图 2. 如题 2 图所示 ,容器 A 中液体的密度 A=950kg/B 中液体的密度 B=1100kg/00 00 h=50 形管中的测压介质为水银 , 求 A、 之间的压力差。 解 : 列 1题 2图 3. 如题 3 图所示 , 某管道中密度 1100 kg/油液以流量 q 0.5 m3/s 流动。在直径 600 管道点 (1)处 ,压力 (2)点管道直径 300 位置比 (1)低 h (1)至点 (2)的管长 L 20m。不计损失 ,求（ 2）点处的压力 3图 1 22111 1 2 22 2112 1 122224 4 0 . 51 . 7 7 / 3 . 1 4 0 . 60 . 61 7 / 0 . 3m v v v m 解 ： 先 求 流 速再 由 连 续 性 方 程 得2 , 1 1 0 0 9 . 21 3 6 0 0 9 9 5 0 9 8 9 /A A A B B B H H g A Ap g Z p g Z g hp p g h g ZN m 整 理 得 221 1 1 2 2 21 2 1 222122 1 2 12220 - 0 , 1 - 1 , 2 - 2z z , 1 , ,2221 1 0 0 1 . 7 7 7 . 0 81 . 5 1 1 0 0 9 . 8 4 0 0 0 0 02p v p z z g 再 以 为 基 准 面 列 两 断 面 伯 努 利 方 程， 整 理 且 取 整 理 得代 入 各 巳 知 参 数1 6 1 7 0 2 5 8 4 6 . 4 4 0 0 0 0 0 3 9 0 3 2 3 . 6 0 . 3 9P a M P a 4. 如题 4 图所示尺寸，油箱安装在液压泵上方，泵流量 q=20L/油液的运动粘度 =20 10-6 m2/s, 密度 =850 kg/气压取 仅考虑吸油管沿程损失，求泵入口处绝对压力。 题 4图 5. 题 5 图为一种抽吸设备。水平管出口通大气，当水平管内液体流量达到某一临界数值时，处于面积为 平管内液体（抽吸用）和被抽吸介质相同。有关 尺寸如下：面积 A1，h=计液体流动时的能量损失，问水平管内流量达多少时才能开始抽吸？ 题 5图 解：对截面和建立液体的能量方程： 221 1 2 2P V P Vg g g g （ 1） 连续方程 232 0 1 03 . 1 4 1 8 1 0 6 01 /1 . 3 1 1 8 1 0R 1 01 1 7 9 2 0 0 06 4 6 解 ： 先 判 别 流 态为 层 流 状 态 ， 则 有40 . 0 5 41179 2 2 21 1 1 2 2 2 2122221 1 2 222 1 2 1120 2 2, 7 , 0 , 1 . 3 1 / , 9 8 0 0 0 , p v p v g d z g m z v v v m s p P a 以 为 基 准 ， 列 两 断 面 伯 努 利 方 程整 理 得代 入 且 取12221 ,2 8 5 0 1 . 3 10 . 7 8 5 0 9 . 8 9 8 0 0 0 1 0 . 0 5 4 9 8 7 2 5 . 6 0 . 0 1 8 2p 得 1 1 2 2V A V A（ 2） 又 12P （ 3） 方程（ 1）（ 2）（ 3）联立，可得流量 432 2 12 2 9 . 8 14 4 3 . 2 1 0 / 1 . 4 6 2 /1 5 1 5 A A m s L s 图，在一直径 D=25 条矩形截面槽的活塞，腔直接回油箱，设油的粘度 =10 进口处压力损失可以忽略不计，试确定由液压缸左腔沿四条槽泄露到右腔去的流量，已知槽的尺寸是 a=2b=1l=120 6图 解：由题意得，四条槽可以看作四个细长孔。 水力直径 2 2 2 1 1 . 3 321H m 则所求的流量 ： 4 3 4 6 3 6 334 4 (1 . 3 3 1 0 ) 0 . 2 1 0 / 1 7 . 2 3 1 0 /1 2 8 1 2 8 3 0 1 0 0 . 1 2p m s m 图为柱塞直径 d=套直径 D=20 l=70塞在力 F 40将油液从隙缝中挤出 ，若柱塞与缸套同心，油液的动力粘度 =10 柱塞下落 0.1 解：此问题为缝隙流动问题，且为环形缝隙 3001 2 2d h d hq p 其中，2， 2000 . 1 4dq u A t ， 24Fp d 代入数据得， 题 7图 冬季时的运动粘性系数为 1=6 10-4 m2/s；在夏季时， 2=4 10-5 m2/s。有一条输油管道，直径 d=计流量为 q=m3/s，试判别冬季、夏季 原油 流动的流动状态。 解：由流量计算流速 V=q/A= m/s) 冬季时 1=6 10-4 m2/s， 为层流。 夏季时 2=4 10-5 m2/s， 为湍流。 图所示， 为 一水泵 抽水 管路系统 ,已知 水管流量 q=101m3/h，管径 d=150路的总水头损失 水泵效率 = 求 1水泵的扬程 水泵的功率 9图 解： 12面之间有水泵 ,即有机械功输入的能量方程 1 1 9 5 5 2 3 2 0 2 2 1 4 3 2 4 2 3 2 0 212222221111 22 lp 泵 d 3. 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。 2000 1 0 2 2 5 . 4 1 2 7 . 4 9 8 0 7 ( 1 0 1 / 3 6 0 0 ) 1 2 7 . 42 ) 4 6 . 40 . 7 5 5 HN k w 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。（ ） 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 C径向垂直 2. 双作用 叶片泵叶片是（ A ）。 A前倾 C径向垂直 3. 单作用 叶片泵叶片数量一般是（ C ）。 A 8 B. 9 C 15 . 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 )。 9. 为减小流量脉动，单作用叶片泵通常 ( A )。 B )。 B. 轴向柱塞泵 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。 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 ，流量按 变化，泵只是有泄漏损失，当泵的供油压力大于，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 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 工作；当工作进给，需要较小的流量和较高的压力时，则泵在 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 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。 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压力），然后还应对液压泵的性能、成本等方面进行综合考虑，选择液压泵的形式。一般来说，齿轮泵多用于低压液压系统，叶片泵用于中压液压系统，柱塞泵多用于高压液压系统。 些能实现单向变量或双向变量？画出定量泵和变量泵的图形符号。 答：在常见的液压泵中，限压式叶片泵可实现单向变量，而轴向柱 塞泵和径向柱塞泵可以实现双向变量；齿轮泵、螺杆泵、双作用叶片泵一般不能实现变量，属于定量泵。其图形符号略。 6） 计算题 1. 某液压泵的输出油压 p =10速为 n =1450r/量 q =100ml/r，容积效率v=效率 =泵的输出功率和电动机的驱动功率。 解： 1) 求液压泵的输出功率 液压泵的实际流量为 m i n/ 7m i n/ 5 0101 0 0 3 液压泵的输出功率为 o 6 2) 求电动机的功率 电动机的功率即泵的输入功率 2. 某变量叶片泵的转子外径 d=83子内径 D=89片厚度 B=30设定子和转子之间的最小间隙为 以下内容： （ 1）当排量 V=16mL/r 时 ,其偏心量 e 为多少？ （ 2）该泵的 最大排量 多少？ 解： 1） 当排量 V=16mL/r 时，由 2 可知 0162 33 6 2） 求泵的最大排量 031089103022 3333m a xm a x 3. 一变量轴向柱塞泵共有 9 个柱塞，其柱塞分布圆直径 D=125塞直径 d=16泵以 3000r/转速旋转，其输出流量 q=50L/斜盘角度为多少？（忽略泄 漏 流量的影响） 解：由题意可知 05044t a n 32332 Dz 所以 rc ta n 4. 某液压泵的排量为 120ml/r，转速为 1400r/额定压力 ，测得实际流量为 150L/知额定工况下的总效率为 该泵的理论流量、容积效率、机械效率和输出到泵轴上的转矩。 解：由题意 泵的理论流量 泵的容积效率等于泵的实际流量与理论流量之比 150= 0 . 8 9168v 泵的 机械效率 0 . 8 1= 0 . 9 10 . 8 9v m 由泵的理 论转矩2t 以及 T ，得到 泵轴上的转矩 662 1 . 5 1 0 1 2 0 1 0= 4 5 12 2 0 . 9 1 M = 1 2 0 1 4 0 0 ( / m i n ) 1 6 8 0 0 0 ( / m i n ) = 1 6 8 ( / m i n ) n m l m l L 4. 学习指导和思考练习题 1） 学习要点 1. 了解液压缸的工作原理、结构类型。 2. 掌握双杆活塞缸、单杆活塞缸的推力、速度计算方法。 3. 掌握柱塞缸的单向动作特点及推力、速度计算方法。 4. 掌握增压缸、伸缩缸、摆动缸的工作 原理及结构特点。 5. 了解液压缸的连接方式，缸体、活塞和活塞杆、密封、缓冲等结构特点。 6. 了解液压缸主要零件的计算内容。 7. 了解液压马达的结构类型、特点。 8. 了解液压缸与液压马达常见故障的原因与解决方法。 2）填空题 1. 单杆液压缸可采纳 差动 连接，使其活塞缸伸出速度提高。 2. 活塞缸按其结构不同可分为 单杆 活塞缸 和 双杆 活塞缸 两种，固定方式有 活塞杆 固定和 缸筒 固定两种。 3. 液压马达是将液体的 _压力能 _能转换为 _机械能 _能的转换装置。 4. 液压缸的 _容积 _效率是缸的实际运动速度和理想运动速度之比。 5. 在工作行程很长的情况下，使用 _缸筒固定式双活塞杆 _液压缸最合适。 6. 柱塞式液压缸的运动速度与缸阀筒内径 _。 7. 液压缸的泄漏主要是由 固定件的联接处 和 相对运动部件的配合间隙 造成的。 8. 液压缸出现爬行现象主要是由于 缸筒 中存在 空气 造成的。 3） 判断题 1. 液压缸活塞运动速度只取决于输入流量的大小，与压力无关。 （ ） 2. 将液压缸的两腔同时接压力油的联接方式，称为差动联接。 ( ) 3. 因存在泄漏，因此输入液压马达的实际流量大于其理论流量，而液压泵的实际输出流量小于其理论流量。（ ） 4. 液压马达与液压泵从能量转换观点上看是互逆的，因此所有的液压泵均可以用来做马达使用。 （ ） 5. 双活塞杆液压缸又称为双作用液压缸，单活塞杆液压缸又称为单作用液压缸。（ ） 6. 增速缸和增压缸都是柱塞缸与活塞缸组成的复合形式的执行元件。 （ ） 7. 液压马达可以实现精确定位。 （ ） 8. 液压缸排气孔装在下边。 （ ） 4）选择题 1. 液压马达的机械效率是指（ A ）。 2. 单排 11柱塞 8 作用内曲线径向柱塞马达，缸体每旋转一周，柱塞往复移动（ B ）次。 A. 1 B. 2 C. 8 D. 11 3. 不考虑泄漏时，液压缸运动速度取决于 （ B ） 。 A油液粘度 C压力 D负载 4. 希望液压缸快速进 退的速度相等，应使无杆腔直径与活塞杆直径之比为（ B ）。 A. B. C. D. . 大行程场合应选择（ C ）液压缸。 A单杆缸 B. 柱塞缸 C双杆缸 D增压缸 6. 伸缩缸活塞伸出顺序是（ A ）。 A从大到小 B. 从小到大 C大小同时 D依据流量大小 7. 双叶片摆动马达摆动角度（ B ） 单叶片摆动马达。 A大于 B. 小于 C等于 D不确定 8. 液压马达进出油口的结构（ A ）。 A对称 B. 进油口大于出油口 C进油口小于出油口 D非对称 9差动连接液压缸的作用是（ A ）。 A. 提高运动速度 B. 提高输出力 C. 提高输出功率 D. 提高输出压力 5）问答题 1简述液压缸的分类。 答： 液压缸按结构形式分为： 活塞缸 杆活塞缸。 柱塞缸 摆动缸 叶片摆动缸。 液压缸按作用方 式分为： 单作用液压缸 一个方向依靠弹簧力、重力等外力实现。单作用式液压缸又可分为无弹簧式、有弹簧式、柱塞式三种，如图 4 双作用液压缸 作用式液压缸又可分为单杆式、双杆式两种，如图 4 复合式缸 塞缸与柱塞缸的组合、活塞缸与机械结构的组合等。 2 液压缸由哪几部分组成？ 答 ： 由缸筒、缸底、活塞、活塞杆、缸盖、密封装置、缓冲装置和排气装置组成。 3 什么是差动连接？它适用于什么场合？ 答 ： 当单出杆液压缸两腔互通 ,都通入压力油 两腔互通压力且相等 ,活塞向右的作用力大于向左的作用力 ,这时活塞向右运动 ,并使有杆腔的油流入无杆腔 ,这种连接称为差动连接 。 差动连接主要用于在不增加泵的流量的前提下实现快速运动 。 4 在某一工作循环中，若要求快进与快退速度相等，此时，单杆活塞缸需具备什么条件才能保证？ 答 ：往返快速相等，即12有： 22442( d ) d即： 2 即只要设计活塞直径 ，就能使 机床往返快速相等。 5 液压缸由哪几部分组成？密封、缓冲和排气的作用是什么？ 答 ： 由缸筒、缸底、活塞、活塞杆、缸盖、密封装置、缓冲装置和排气装置组成。 密封 是防止工作介质的泄漏（内泄和外泄）和防止外界异物（如空气、灰尘和水等） 进入液压元件和液压系统的机构。 为了避免活塞在行程两端冲撞缸盖，产生噪声，影响工件精度以至损坏机件，常在液压缸两端设置缓冲装置。其作用是利用油液的节流原理来实现对运动部件的制动。 对于长期不用的液压缸或新买进的液压缸，常在缸内最高部位聚积空气。空气的存在会使液压缸运动不平稳，产生振动或爬行。为此，液压缸上要设排气装置 6 哪种液压马达属于高速低扭矩马达？ 哪些液压马达属于低速高扭矩马达？ 答：额定转速高于 500 r/属于高速液压马达，额定转速低于 500 r/属于低速液压马达 。 通常高速液压马达输出转矩不大（仅几十牛 米到几百牛 米）， 所以又称为高速小转矩马达。 低速液压马达的基本形式是径向柱塞式，主要特点是排量大，体积大，转速低（几转甚至零点几转每分钟），输出转矩大（可达几千牛 米到几万牛 米），所以又称为低速大转矩液压马达。 6）计算题 1某一差动液压缸，求在（ 1） v 快进 =v 快退 ，（ 2） v 快进 =2v 快退 两种条件下活塞面积2之比。 （ 1） 2=2， (2)2=3 2如图 示，两个结构相同相互串联的液压缸，无杆腔的面积 00杆腔的面积 0 1 输入压力 入流量 q 1=12L/计损失和泄漏，求： (1) 两缸承受相同负载时 (2)，该负载的数值及两缸