《液压与气动技术》第三章

第3章液压动力元件,第一部分学习指导 第二部分主教材习题及答案 第三部分拓展题及答案,第一部分学习指导,一、学习方法 在学习方法上要注意做到以下几点。 (1)紧紧围绕液压泵正常工作所必备的二个条件，找出各种液压泵的工作腔和配流装置，通过分析其工作原理进而掌握液压泵的特点和特性。 (2)对于容易混淆的参数更要认真甄别，要从定义、单位以及相互关系上进行对比。 (3)不同结构的液压泵，虽然工作原理相同，但特点因结构的不同而大相径庭，因此，要从结构出发，深刻理解泵的特点和特性。,下-页 返回,第一部分学习指导,(4)从各种液压泵的结构和特点出发，分析各种泵的性能差异和适用场合 (S)在熟悉各种液压泵结构的基础上，能够根据故障现象分析故障原因，找到正确的排除故障方法。 二、学习要点 1.液压泵的工作原理及正常工作必备的条件 (1)工作原理:依靠密闭工作容腔容积的周期性变化而实现吸油和压油。 (2)液压泵工作必备的条件: 密闭的工作腔。 工作腔的容积可以周期性地变化。,上-页 下-页 返回,第一部分学习指导,有配流装置将吸油腔和压油腔隔开。 吸油过程中油箱必须通大气或增压，以免形成真空造成吸油困难。 2.液压泵的性能参数 (1)压力:液压泵输出的压力，分为工作压力和额定压力压力的单位一般为Pa, MPa. (2)排量:在无泄漏时，液压泵轴每转动一周所排出的油液体积，与工作腔的容积和工作腔的个数有关。排量的单位一般用L/r, mL/r等表示。 (3)流量:流量分为理论流量、实际流量和额定流量，流量的单位一般用L/min,m3/s等表示。,上-页 下-页 返回,第一部分学习指导,(4)功率:液压泵的功率分为输入功率和输出功率。 (5)效率:反映液压泵能量损失程度大小的参数。 3.液压泵分类 (1)按结构形式不同可分为齿轮泵(外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵)、叶片泵(单作用叶片泵和双作用叶片泵)和柱塞泵(径向柱塞泵和轴向柱塞泵)。 (2)按流量能否改变可分为定量泵和变量泵。 (3)按液流方向能否改变可分为单向泵和双向泵。 (4按工作压力不同可分为低压泵(压力小于2.5 MPa)、中压泵(压力为2.5-8 MPa),中高压泵(压力为816 MPa和高压泵(压力大于16-32 MPa),上-页 下-页 返回,第一部分学习指导,4.外啮合齿轮泵在结构上存在的几个问题 (1)困油现象:啮合系数大于l时，处于两对啮合轮齿之间腔体中的油液被封堵，造成油液压力瞬间升高或产生气穴。 (2)径向不平衡力:油液在轮外缘上的压力不均匀造成齿轮和轴受到的力不平衡。 (3)泄漏:因齿轮泵内部存在缝隙造成油液大量泄漏。 5.叶片泵 (1)单作用叶片泵。依靠转了和定了之间的偏心距产生压油腔和吸油腔，转了每转动一圈，完成压油和吸油各一次。 (2)双作用叶片泵。依靠定子内表面特殊形状的母线形成压油腔和吸油腔，转子每转动一圈，完成压油和吸油各两次。,上-页 下-页 返回,第一部分学习指导,6.柱塞泵 (1)径向柱塞泵。利用转子和定子之间的偏心距来改变工作腔的容积以实现压油和吸油。 (2)轴向柱塞泵。利用带有倾角的斜盘，迫使柱塞在缸体内往复运动的同时改变工作腔的容积来实现压油和吸油。 7.常用液压泵的性能比较(表3-1 ),上-页 返回,第二部分主教材习题及答案,3-1 解:在液压泵运转的过程中，密封工作腔容积发生周期性变化，容积增大时将油液吸入，容积减少时将油液压出。压油腔与吸油腔之间用配流装置隔开。 3-2解:密闭的工作腔。 容积可周期性变化的工作腔。 将吸油腔和压油腔隔开的配流装置。 吸油过程中油箱必须通大气或增压，以免形成真空造成吸油困难。 3-3解液压泵的工作压力和额定压力的区别如下。 工作压力是指液压泵出日处的实际压力值，由外界负载决定，而额定压力是指液压泵连续工作中允许达到的最高压力，其值由液压泵的结构强度和密封性决定。,下-页 返回,第二部分主教材习题及答案,从数值上看，正常工作时实际压力不会超过额定压力，但在外负载突然增大的瞬间实际压力也可能超过额定压力。 3-4 解:外啮合齿轮泵存在以下问题。 困油现象。解决方法:齿轮在两端的盖板上开卸槽。 径向力不平衡。解决方法:缩小压油日，适当增大径向间隙。 端面间隙泄漏。解决方法:采用浮动轴套或采用浮动侧板或具有一定挠度的弹性侧板以自动补偿端面间隙。 3-5 解:齿轮泵的压力取决于外负载，但若泵的内泄漏量也影响着压力的输出，卞要影响因素有:齿轮的啮合系数，该系数大于1时，容易发生困油现象，影响齿轮泵的正常工作;齿轮泵内的间隙;部件所受的不平衡力。,上-页 下-页 返回,第二部分主教材习题及答案,3-6解:双作用叶片泵和限压式变量叶片泵在结构上的区别见表3-2。 3-7解柱塞泵的柱塞与缸体之间的配合精度高，密封性好，容积效率高。 柱塞泵的卞要零件处于受压状态，使材料强度性能得以充分的利用。 3-8解:各种齿轮泵的性能见教材表3-2或本章学习要点。 T3-1如图T3-1所示 解:实际上，这A阀可以设想为一自来水龙头，调节其通流截面便可调节通过的流量。B阀为溢流阀，当阀进日的压力达到它的调定压力P、时，油液便可通过溢流阀流回油箱，同时维持阀进日处的压力恒定，不再变化。,上-页 返回,第三部分拓展题及答案,T3-2图T3-2所示 解 T3-3如图T3-3所小的液压系统 解：,下-页 返回,第三部分拓展题及答案,T3-4 解：(1) (2) (3)泵的驱动功率在第一种情况下为4.91KW。第二种情况下为1.69kw T3-5试分析双作用叶片液压泵配油盘(图T3-5) 解：泵瞬时流量的变化率为,上-页 下-页 返回,第三部分拓展题及答案,T3-6如图T3-6所示 解：变量泵的最大驱动功率可认为在拐点压力附近，故泵的最大驱动功率近似等于 T3-7解:液压泵的输出流量与泵的排量、转速和容积效率有关。当液压泵选定后，其排量也就确定了;再选定泵的转速，则液压泵的输出流量只随容积效率的变化而变化。但是，构成液压泵工作容积的各相邻零件之间存在着间隙，不可避免地要产生泄漏，使容积效率降低。而液压泵的工作压力决定,上-页 下-页 返回,第三部分拓展题及答案,于外负载，外负载越大，则泵的工作压力使液压泵的泄漏越大，容积效率越低，从而减少了