液压与气动试题库(4)

2019-01-03 15:43

1、低压齿轮泵泄漏的途径有哪几条?中高压齿轮泵常采用什么措施来提高工作压力的? 答:(1)低压齿轮泵泄漏有三条途径:一是齿轮端面与前后端盖间的端面间隙,二是齿顶与泵体内壁间的径向间隙,三是两轮齿啮合处的啮合线的缝隙。

(2)中高压齿轮泵常采用端面间隙能自动补偿的结构,如:浮动轴套结构,浮动(或弹性)侧板结构等。

2、容积式液压泵的共同工作原理是什么? 答:容积式液压泵的共同工作原理是:⑴形成密闭工作容腔;⑵ 密封容积交替变化;⑶ 吸、压油腔隔开。

3、液压系统中,当执行元件停止运动后,使泵卸荷有什么好处?

答:在液压泵驱动电机不频繁启停的情况下,使液压泵在功率损失接近零的情况下运转,以减少功率损耗,降低系统发热,延长泵和电机的使用寿命。

4、容积式液压泵完成吸油和压油必须具备哪三个条件? 答:形成密闭容腔,密闭容积变化,吸、压油腔隔开。

5、什么是泵的排量、流量?什么是泵的容积效率、机械效率? 答:(1)泵的排量:液压泵每转一周,由其密封几何尺寸变化计算而得的排出液体的体积。 (2)泵的流量:单位时间内所排出的液体体积。

(3)泵的容积效率:泵的实际输出流量与理论流量的比值。 (4)机械效率:泵的理论转矩与实际转矩的比值。 6、液压泵完成吸油和压油必须具备什么条件? 答:(1)具有密闭容积; (2)密闭容积交替变化;

(3)吸油腔和压油腔在任何时候都不能相通。

7、什么是容积式液压泵?它的实际工作压力大小取决于什么? 答:(1)液压系统中所使用的各种液压泵,其工作原理都是依靠液压泵密封工作容积的大小交替变化来实现吸油和压油的,所以称为容积式液压泵。 (2)液压泵的实际工作压力其大小取决于负载。

8、齿轮泵的困油现象是怎么引起的,对其正常工作有何影响?如何解决? 答:(1)齿轮泵连续运转平稳供油的必要条件是齿轮啮合重叠系数ε应大于1。

(2)因此,在齿轮的啮合过程中,前一对啮合齿尚未脱开,后一对啮合齿已进入啮合,两对啮合齿同时啮合工作,使一部分油被困在两对啮合齿所形成的独立封闭腔内,此时,腔封闭又没有与吸油腔和压油腔连通,这是产生困油现象的主要原因。

(3)在齿轮旋转时,封闭油腔容积变化使油液压缩和膨胀的现象称为困油现象。 (4)容积变小被困油液受压产生很高的压力将油液从缝隙中挤出,以及油液发热等使泵内零件承受额外载荷而损坏。

(5)容积变大,在封闭油腔容积中形成局部真空产生气穴现象,使齿轮泵产生振动和噪音。

(6)消除困油现象的危害主要可采取的措施是:在泵端盖上开设卸荷槽,当封闭油腔容积变小时,可通过卸荷槽与压油腔相通,避免产生过大的局部压力;而当封闭油腔容积增大时,通过另一卸荷槽与吸油腔相通,避免形成局部真空,从而消除困油现象带来的危害。

9、如果与液压泵吸油口相通的油箱是完全封闭的,不与大气相通,液压泵能否正常工作?

答:液压泵是依靠密闭工作容积的变化,将机械能转化成压力能的泵,常称为容积式泵。液压泵在机构的作用下,密闭工作容积增大时,形成局部真空,具备了吸油条件;又由于油

箱与大气相通,在大气压力作用下油箱里的油液被压入其内,这样才能完成液压泵的吸油过程。如果将油箱完全封闭,不与大气相通,于是就失去利用大气压力将油箱的油液强行压入泵内的条件,从而无法完成吸油过程,液压泵便不能工作了。

10、液压泵完成吸油和压油必须具备的条件是什么? 答:(1)具有若干个可以周期性变化的密封容积。

(2)油箱内液体的绝对压力必须恒等于或大于大气压力。 (3)具有相应的配流机构。 11、液压泵的排量和流量各决定于哪些参数?理论流量和实际理论的区别是什么?写出反映理论流量和实际流量关系的两种表达式。

答:液压泵的排量取决于密封容积的几何尺寸,与泵的转速和泄漏无关。液压泵的流量取决于液压泵的排量和泵的转速。

理论流量是指在不考虑泄漏的情况下,单位时间内所排出液体的体积。实际流量是指在考虑泄漏的情况下,单位时间内所排出液体的体积。

q?qt?ql;q?qt?Vv。

12、齿轮泵的泄漏方式有哪些?主要解决方法是什么?

答:齿轮泵泄漏方式有三个:齿轮端面和端盖间的轴向间隙;齿轮外圆和壳体内孔间的径向间隙以及两个齿轮的齿面啮合处。主要解决方法是在设计和制造时严格控制泵的轴向间隙。

13、齿轮泵的困油现象如何解决?径向不平衡力问题如何解决? 答:消除困油现象的方法通常是在齿轮泵的两侧端盖上铣出两条卸荷槽。使困油区容积减小时,与压油腔相通,便于油液及时挤出,防止压力升高;困油区容积增大时,与吸油腔相通,便于及时补油,防止真空气化。

减小径向不平衡力的方法通常是缩小压油口。使压力油仅作用在一个齿到两个齿的范围内,减小其有效作用面积。

14、画出限压式变量叶片泵流量特性曲线,结合图3-13说明如何调节限压式变量叶片泵流量特性?并填空。

答: 调节螺钉5的位置,可以改变定子和转子之间的最大偏心距e0,即可改变最大输出流量qt,使特性曲线AB 段上下平移。

调节调压螺钉10,可改变弹簧的预压缩量x0,即可改变限定压力pB的大小,使特性曲线BC段左右平移。而改变调压弹簧的刚度k 时,可改变BC 段的斜率,弹簧越“软”(k 值越小),BC 段越徒,Pmax值越小。

要求执行元件空载快进时负载小、速度大,适合流量特性曲线

的(AB)段;要求执行元件工作进给时负载大、速度小,适合流量特性曲线的(BC)段。 七、问答题

1、液压传动中常用的液压泵分为哪些类型?

答:1) 按液压泵输出的流量能否调节分类有定量泵和变量泵。定量泵:液压泵输出流量不能调节,即单位时间内输出的油液体积是一定的。 变量泵:液压泵输出流量可以调节,即根据系统的需要,泵输出不同的流量。

2)按液压泵的结构型式不同分类有齿轮泵(外啮合式、内啮合式)、 叶片泵(单作用式、双作用式)、柱塞泵(轴向式、径向式)螺杆泵。

2、如果与液压泵吸油口相通的油箱是完全封闭的,不与大气相通,液压泵能否正常工

作?

答:液压泵是依靠密闭工作容积的变化,将机械能转化成压力能的泵,常称为容积式泵。液压泵在机构的作用下,密闭工作容积增大时,形成局部真空,具备了吸油条件;又由于油箱与大气相通,在大气压力作用下油箱里的油液被压入其内,这样才能完成液压泵的吸油过程。如果将油箱完全封闭,不与大气相通,于是就失去利用大气压力将油箱的油液强行压入泵内的条件,从而无法完成吸油过程,液压泵便不能工作了。

3、什么叫液压泵的工作压力,最高压力和额定压力?三者有何关系? 答:液压泵的工作压力是指液压泵在实际工作时输出油液的压力,即油液克服阻力而建立起来的压力。液压泵的工作压力与外负载有关,若外负载增加,液压泵的工作压力也随之升高。

液压泵的最高工作压力是指液压泵的工作压力随外载的增加而增加,当工作压力增加到液压泵本身零件的强度允许值和允许的最大泄漏量时,液压泵的工作压力就不再增加了,这时液压泵的工作压力为最高工作压力。

液压泵的额定压力是指液压泵在工作中允许达到的最高工作压力,即在液压泵铭牌或产品样本上标出的压力。

考虑液压泵在工作中应有一定的压力储备,并有一定的使用寿命和容积效率,通常它的工作压力应低于额定压力。在液压系统中,定量泵的工作压力由溢流阀调定,并加以稳定;变量泵的工作压力可通过泵本身的调节装置来调整。应当指出,千万不要误解液压泵的输出压力就是额定压力,而是工作压力。

4、什么叫液压泵的排量,流量,理论流量,实际流量和额定流量?他们之间有什么关系?

答:液压泵的排量是指泵轴转一转所排出油液的体积,常用V表示,单位为ml/r。液压泵的排量取决于液压泵密封腔的几何尺寸,不同的泵,因参数不同,所以排量也不一样。

液压泵的流量是指液压泵在单位时间内输出油液的体积,又分理论流量和实际流量。 理论流量是指不考虑液压泵泄漏损失情况下,液压泵在单位时间内输出油液的体积,常用qt表示,单位为l/min(升/分)。排量和理论流量之间的关系是:qt?nV1000(lmin) 式中 n——液压泵的转速(r/min);q——液压泵的排量(ml/r) 实际流量q是指考虑液压泵泄漏损失时,液压泵在单位时间内实际输出的油液体积。由于液压泵在工作中存在泄漏损失,所以液压泵的实际输出流量小于理论流量。

额定流量qs是指泵在额定转速和额定压力下工作时,实际输出的流量。泵的产品样本或铭牌上标出的流量为泵的额定流量。

5、什么叫液压泵的流量脉动?对工作部件有何影响?哪种液压泵流量脉动最小? 答:液压泵在排油过程中,瞬时流量是不均匀的,随时间而变化。但是,在液压泵连续转动时,每转中各瞬时的流量却按同一规律重复变化,这种现象称为液压泵的流量脉动。液压泵的流量脉动会引起压力脉动,从而使管道,阀等元件产生振动和噪声。而且,由于流量脉动致使泵的输出流量不稳定,影响工作部件的运动平稳性,尤其是对精密的液压传动系统更为不利。通常,螺杆泵的流量脉动最小,双作用叶片泵次之,齿轮泵和柱塞泵的流量脉动最大。

6、齿轮泵的径向力不平衡是怎样产生的?会带来什么后果?消除径向力不平衡的措施有哪些?

答: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) 缩小压油口的直径,使高压仅作用在一个齿到两个齿的范围,这样压力油作用在齿轮上的面积缩小了,因此径向力也相应减小。有些齿轮泵,采用开压力平衡槽的办法来解决径向力不平衡的问题。如此有关零件(通常在轴承座圈)上开出四个接通齿间压力平衡槽,并使其中两个与压油腔相通,另两个与吸油腔相通。这种办法可使作用在齿轮上的径向力大体上获得平衡,但会使泵的高低压区更加接近,增加泄漏和降低容积效率。

7、为什么称单作用叶片泵为非卸荷式叶片泵,称双作用叶片泵为卸荷式叶片泵? 答: 由于单作用式叶片泵的吸油腔和排油腔各占一侧,转子受到压油腔油液的作用力,致使转子所受的径向力不平衡,使得轴承受到的较大载荷作用,这种结构类型的液压泵被称作非卸荷式叶片泵。因为单作用式叶片泵存在径向力不平衡问题,压油腔压力不能过高,所以一般不宜用在高压系统中。双作用叶片泵有两个吸油腔和两个压油腔,并且对称于转轴分布,压力油作用于轴承上的径向力是平衡的,故又称为卸荷式叶片泵。

8、双作用叶片泵如果要反转,而保持其泵体上原来的进出油口位置不变,应怎样安装才行?

答:要使一个向前倾斜的双作用叶片泵反转,而反转时仍保持叶片前倾状态,须将泵拆开后,把转子及其上的叶片,定子和配流盘一块翻转180°(即翻转过去),这样便可保持其转子叶片仍处于前倾状态。但也由于是反转了,吸油口便成了压油口,而压油口又变成了吸油口。为了保持其泵体上原有的进出油口不变,在翻转180°的基础上,再将它们绕转子的轴线转90°,然后再用定位销将定子,配流盘在泵体上相对应的孔中穿起来,将泵装好即可。

9、限压式变量叶片泵适用于什么场合?有何优缺点? 答: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p限时,流量按AB段变化,泵只是有泄漏损失,当泵的供油压力大于p限时,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。

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。

10、什么是双联泵?什么是双级泵?

答:双联泵:同一根传动轴带动两个泵的转子旋转,泵的吸油口是公共的,压油口各自分开。泵输出的两股流量可单独使用,也可并联使用。 双级泵:同一根传动轴带动两个泵的转子旋转,第一级泵输出的具有一定压力的油液进入第二级泵,第二级泵将油液进一步升压输出。因此双级泵具有单泵两倍的压力。 11、什么是困油现象?外啮合齿轮泵、双作用叶片泵和轴向柱塞泵存在困油现象吗?它们是如何消除困油现象的影响的?

答:液压泵的密闭工作容积在吸满油之后向压油腔转移的过程中,形成了一个闭死容积。如果这个闭死容积的大小发生变化,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。原则上液压泵都会产生困油现象。 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。因此齿轮泵存在困油现象。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。

在双作用叶片泵中,因为定子圆弧部分的夹角>配油窗口的间隔夹角>两叶片的夹角,所以在吸、压油配流窗口之间虽存在闭死容积,但容积大小不变化,所以不会出现困油现象。但由于定子上的圆弧曲线及其中心角都不能做得很准确,因此仍可能出现轻微的困油现象。为克服困油现象的危害,常将配油盘的压油窗口前端开一个三角形截面的三角槽,同时用以减少油腔中的压力突变,降低输出压力的脉动和噪声。此槽称为减振槽。

在轴向柱塞泵中,因吸、压油配流窗口的间距≥缸体柱塞孔底部窗口长度,在离开吸(压)油窗口到达压(吸)油窗口之前,柱塞底部的密闭工作容积大小会发生变化,所以轴向柱塞泵存在困油现象。人们往往利用这一点,使柱塞底部容积实现预压缩(预膨胀),待压力升高(降低)接近或达到压油腔(吸油腔)压力时再与压油腔(吸油腔)连通,这样一来减缓了压力突变,减小了振动、降低了噪声。

12、液压马达和液压泵有哪些相同点和不同点?

答:液压马达和液压泵的相同点:1)从原理上讲,液压马达和液压泵是可逆的,如果用电机带动时,输出的是液压能(压力和流量),这就是液压泵;若输入压力油,输出的是机械能(转矩和转速),则变成了液压马达。 2)从结构上看,二者是相似的。 3)从工作原理上看,二者均是利用密封工作容积的变化进行吸油和排油的。对于液压泵,工作容积增大时吸油,工作容积减小时排出高压油。对于液压马达,工作容积增大时进入高压油,工作容积减小时排出低压油。

液压马达和液压泵的不同点:1)液压泵是将电机的机械能转换为液压能的转换装置,输出流量和压力,希望容积效率高;液压马达是将液体的压力能转为机械能的装置,输出转矩和转速,希望机械效率高。因此说,液压泵是能源装置,而液压马达是执行元件。2)液压马达输出轴的转向必须能正转和反转,因此其结构呈对称性;而有的液压泵(如齿轮泵、叶片泵等)转向有明确的规定,只能单向转动,不能随意改变旋转方向。3)液压马达除了进、出油口外,还有单独的泄漏油口;液压泵一般只有进、出油口(轴向柱塞泵除外),其内泄漏油液与进油口相通。4)液压马达的容积效率比液压泵低;通常液压泵的工作转速都


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