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题2-24图

参考答案：

列油箱液面与泵吸油口出的伯努利方程

p1??gh1?112??1v12?p2??gh2???2v2??pw 22补充辅助方程

p1?1.013?105Pa,v1?0,h1?0.9,h2?016?10?3q60v2???1.05m/s22?d??0.01844Re?vd

??1.05?0.018?1718?2320层流。

11?10?675?0.0437 Re故，?2?2，??2l?v22.2900?1.052?pw???0.0437???2649.9Pa

d20.0182将上述求得参数代入方程可得：p2?1.056?10Pa

2-25如图所示，油缸柱塞的重量和外负载共有F=150N，柱塞直径d=20mm，缸筒孔直

径D=20.05mm封油长度L=70mm，油液密度为ρ=900kg/m3，油的动力粘度μ=50×10-3Pa.s,试求活塞在力的作用下的下降速度。

5

题2-25图

参考答案： 设u0?0,则?dh3通过缝隙的流量为：q??p12?l又??p＝F5?4.78?10pa?d24

?dh3q??p?8.93?10?8m3/s12?l活塞在力作用下的下降速度为：qv??0.0568m/s?2D-d4??

第3章 液压泵与液压马达

3-1 液压泵工作压力取决于什么？泵的工作压力与额定压力有何区别？ 参考答案：

（1）液压泵的工作压力决定于外界负载的大小（而与液压泵的流量无关），外负载增大，泵的工作压力也随之增大。

（2）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。

泵的额定压力是指液压泵在正常工作条件下，按试验标准规定连续运转正常工作的最高工作压力。

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。

3-2 什么是液压泵的排量、实际流量、理论流量和额定流量？它们之间有什么关系？ 参考答案：

排量：液压泵轴转一周，由其密封容腔几何尺寸变化计算而得的排出液体体积称为液压泵的排量。

实际流量：是指考虑液压泵泄漏损失时，液压泵实际工作时的输出流量。所以液压泵的实际流量小于理论流量。

理论流量：是指在单位时间内理论上可排出的液体体积。它等于排量和转速的乘积。 额定流量：液压泵在额定压力、额定转速下允许连续运行的流量。

泵的理论流量：qt?Vn

泵的实际流量：q?qt??q（?q是泄漏流量）

3-3 如何计算液压泵的输出功率和输入功率？液压泵在工作过程中会产生哪两方面的能量损失？产生损失的原因何在？ 参考答案：

i??T?2?nT， 液压泵的输入功率为：P输出功率为：

P0?F??pA??pq。

功率损失分为容积损失和机械损失。容积损失是因内外泄漏、气穴和油液在高压下的压缩而造成的流量上的损失；机械损失是指因摩擦而造成的转矩上的损失。

3-4 齿轮泵为什么有较大的流量脉动？流量脉动大有什么危害？ 参考答案：

液压泵由于结构的原因，在排油过程中，瞬时流量是不均匀并随时间而变化。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。

3-5 齿轮泵的径向不平衡力是怎样产生的?会带来什么后果?消除径向力不平衡的措施有哪些? 参考答案：

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所产生的径向不平衡力。二是齿轮啮合时径向力时所产生的径向不平衡力。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。

工作压力越高，径向不平衡力也越大。径向不平衡力过大时能使泵轴弯曲，齿顶与泵体接触，产生摩擦；同时也加速轴承的磨损，这是影响齿轮泵寿命的主要原因。

为了减小径向不平衡力的影响，常采用的最简单的办法就是缩小压油口，使压油腔的压力油仅作用在一个齿到两个齿的范围内；也可采用在泵端盖设径向力平衡槽的办法。

3-6 齿轮泵的困油现象及其消除措施？ 参考答案：

为使齿轮平稳转动，齿轮啮合重合度必须大于1，即在一对轮齿退出啮合之前，后面一对轮齿已进入啮合，因而在两对轮齿同时啮合的阶段，两对轮齿的啮合线之间形成独立的密封容积，也就有一部分油液会被围困在这个封闭腔之内。这个封闭容积先随齿轮转动逐渐减小，以后又逐渐增大。封闭容积减小会使被困油液受挤而产生高压，并从缝隙中流出，导致油液发热，轴承等部件也会受到附加的不平衡负载的作用；封闭容积增大又会造成局部真空，使溶于油中的气体分离出来，产生气穴，引起噪声、振动和气蚀，这就是齿轮泵的困油现象。

消除困油现象的方法，通常是在齿轮的两端盖板上开卸荷槽，使封闭容积减小时卸荷槽与压油腔相通，封闭容积增大时通过左边的卸荷槽与吸油腔相通。在很多齿轮泵中，两槽并不对称于齿轮中心线分布，而是整个向吸油腔侧平移一段距离，实践证明，这样能取得更好的卸荷效果。

3-7 齿轮泵的泄漏及危害？ 参考答案：

齿轮泵存在着三个可能产生泄漏的部位：齿轮齿面啮合处的间隙；泵体内孔和齿顶圆间的径向间隙；齿轮两端面和端盖间的端面间隙。在三类间隙中，以端面间隙的泄漏量最大，约占总泄漏量的75%～80%。泵的压力愈高，间隙越大，泄漏就愈大，因此一般齿轮泵只适用于低压系统，且其容积较率很低。

3-8 为什么称单作用叶片泵为非平衡式叶片泵，称双作用叶片泵为平衡式叶片泵？ 参考答案：

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，单作用式叶片泵被称作非平衡式叶片泵。

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，故又称为平衡式叶片泵。

3-9 限压式叶片泵和柱塞泵都是变量泵，试比较它们流量的调节是如何实现的？有什么不同？

参考答案：

限压式叶片泵调节弹簧预紧力可以调节限压式变量叶片泵的限定压力，调节流量调节螺钉可以改变流量的大小。调整螺钉改变原始偏心量，就调节泵的最大输出流量。当泵的工作压力超过以后，定子和转子间的偏心量减小，输出流量随压力增加迅速减小。调整螺钉改变弹簧预压缩量，就调节泵的限定压力。

限压式柱塞泵是通过调节配流盘倾斜角度来实现流量调节。 3-10 为什么轴向柱塞泵适用于做高压泵？ 参考答案：

轴向柱塞泵结构紧凑，径向尺寸较小，惯性力小，容积效率高，目前最高压力可达40MPa，甚至更高，一般用于工程机械、压力机等高压系统。

3-11 如题所示，已知液压泵的额定压力和额定流量，若忽略管道及元件的损失，试说明图示各种工况下液压泵出口出的工作压力p为多少？

题3-11图

参考答案：

根据液压系统压力取决于外负载可知：

a)p=0 b)p=0 c)p=Δp d)p=F/A e)p= 2πTm/Vm

3-12 某液压泵输出压力p=20MPa，液压泵的转速n=1459r/min，排量V=100mL/r，已知该泵容积效率为0.95，总效率为0.9，试求：

1）该泵的输出功率。

2）驱动该泵所需的电机功率。 参考答案：

液压泵实际流量为：

q?nV?pv?1459?100?10?6?0.95?2.31?10?3m3/s 60泵的输出功率为：

P?pq?20?106?2.31?10?3?46200w

驱动该泵所需的电机功率为：

P电?P?p?46200?51333w 0.9

3-13某液压泵在输出压力为6.3MPa时,输出流量为53L/min，这时实测油泵轴消耗功率7Kw，当泵空载卸荷运转时,输出流量为56L/min，求该泵的容积效率ηV=?和总效率η=?

参考答案：

－43－43

以空载流量为理论流量，即qt＝9.33×10m/s，实际流量为q＝8.83×10m/s 所以ηV=q/qt=0.946 据已知，PO=pq＝5247.9w，Pr=7000w

所以η= PO/ Pr=0.75

3-14某液压泵的转速为950r/min，排量为V=168mL/r，在额定压力29.5MPa和同样转速下，测得的实际流量为150L/min，额定工况下的总效率为0.87，求：

1)泵的理论流量qt。

2)泵的容积效率ηv和机械效率ηm。

3)泵在额定工况下，所需电动机驱动功率Pi。 4)驱动泵的转矩Ti。

参考答案：

1)qt?Vn?2.66?10?3m3/s2)?pv?q?0.94qt

?pm??/?pv?0.9263)P电机?4)T?psq??79644wP电机2?n?801N

3-15 某变量叶片泵转子外径d=83mm，定子内径D=89mm，叶片宽度B=30mm，试求： 1)叶片泵排量为16mL/r时的偏心量e。 2)叶片泵可实现的最大排量Vmax。

参考答案：

1)V?2?BDe

V16?10?6e???0.954?10?3m?0.954mm

2?BD2??0.03?0.089