【正文】 5Pa）兩缸的動作順序是怎樣的？2）在上面三個不同的減壓閥調(diào)整值中，哪個調(diào)整值會使缸II運動速度最快？解：1）啟動缸II所需的壓力：pj1 =10105Pa p2 ，減壓閥處于工作狀態(tài)，由于出口壓力不能推動阻力F2,故缸II不動，v2=0、pA=10105Pa，pB =py =45105Pa，壓力油使缸Ⅰ右移。pj2 =20105Pa = p2 ，減壓閥處于工作狀態(tài)，流量根據(jù)減壓閥口、節(jié)流閥口及溢流閥口的液阻分配，兩缸同時動作。pj3 =40105Pa p2 ，減壓閥口全開、不起減壓作用，若不計壓力損失，pB ≈ p2 =20105Pa，該壓力不能克服缸I負載，故缸II單獨右移，待缸II運動到端點后，壓力上升pA =pj =40105Pa， pB =py =45105Pa，壓力油才使缸I向右運動。2）當(dāng)pj3 =40105Pa 時，減壓閥口全開、不起減壓作用。泵的壓力取決于負載，pB = p2 =20105Pa 。因為溢流閥關(guān)閉，泵的流量全部進入缸II，故缸II運動速度最快，vII=q/A 。16． 如圖所示采用蓄能器的壓力機系統(tǒng)的兩種方案，其區(qū)別在于蓄能器和壓力繼電器的安裝位置不同。試分析它們的工作原理，并指出圖（a）和（b）的系統(tǒng)分別具有哪些功能？ 解：圖（a）方案，當(dāng)活塞在接觸工件慢進和保壓時，或者活塞上行到終點時，泵一部分油液進入蓄能器。當(dāng)蓄能器壓力達到一定值，壓力繼電器發(fā)訊使泵卸載，這時，蓄能器的壓力油對壓力機保壓并補充泄漏。當(dāng)換向閥切換時，泵和蓄能器同時向缸供油，使活塞快速運動。蓄能器在活塞向下向上運動中，始終處于壓力狀態(tài)。由于蓄能器布置在泵和換向閥之間，換向時兼有防止液壓沖擊的功能。圖（b）方案，活塞上行時蓄能器與油箱相通，故蓄能器內(nèi)的壓力為零。當(dāng)活塞下行接觸工件時泵的壓力上升，泵的油液進入蓄能器。當(dāng)蓄能器的壓力上升到調(diào)定壓力時，壓力繼電器發(fā)訊使泵卸載，這時缸由蓄能器保壓。該方案適用于加壓和保壓時間較長的場合。與（a）方案相比，它沒有泵和蓄能器同時供油、滿足活塞快速運動的要求及當(dāng)換向閥突然切換時、蓄能器吸收液壓沖擊的功能。 17． 在圖示的系統(tǒng)中，兩溢流閥的調(diào)定壓力分別為60105Pa、20105Pa。1）當(dāng)py1＝60105Pa，py2＝20105Pa ，DT吸合和斷電時泵最大工作壓力分別為多少？2）當(dāng)py1＝20105Pa，py2＝60105Pa，DT吸合和斷電時泵最大工作壓力分別為多少？ 解：1）DT失電時活塞向右運動，遠程調(diào)壓閥1進出口壓力相等，由于作用在閥芯兩端的壓差為零，閥1始終處于關(guān)閉狀態(tài)不起作用，泵的壓力由py2決定：ppmax＝py2＝20105Pa；DT吸合時活塞向左運動，缸的大腔壓力為零，泵的最大工作壓力將由pypy2中較小的值決定：ppmax＝py2＝20105Pa。2）同上一樣，DT失電時活塞向右運動，遠程調(diào)壓閥1不起作用，泵的壓力由py2決定：ppmax＝py2＝60105Pa；DT吸合時活塞向左運動，泵的最大工作壓力將由pypy2中較小的值決定：ppmax＝py1＝20105Pa。 六、問答題 7．液壓傳動中常用的液壓泵分為哪些類型？答：1） 按液壓泵輸出的流量能否調(diào)節(jié)分類有定量泵和變量泵。定量泵：液壓泵輸出流量不能調(diào)節(jié)，即單位時間內(nèi)輸出的油液體積是一定的。 變量泵：液壓泵輸出流量可以調(diào)節(jié)，即根據(jù)系統(tǒng)的需要，泵輸出不同的流量。 2）按液壓泵的結(jié)構(gòu)型式不同分類有齒輪泵（外嚙合式、內(nèi)嚙合式）、 葉片泵（單作用式、雙作用式）、柱塞泵（軸向式、徑向式）螺桿泵。 8．如果與液壓泵吸油口相通的油箱是完全封閉的，不與大氣相通，液壓泵能否正常工作？答：液壓泵是依靠密閉工作容積的變化，將機械能轉(zhuǎn)化成壓力能的泵，常稱為容積式泵。液壓泵在機構(gòu)的作用下，密閉工作容積增大時，形成局部真空，具備了吸油條件；又由于油箱與大氣相通，在大氣壓力作用下油箱里的油液被壓入其內(nèi)，這樣才能完成液壓泵的吸油過程。如果將油箱完全封閉，不與大氣相通，于是就失去利用大氣壓力將油箱的油液強行壓入泵內(nèi)的條件，從而無法完成吸油過程，液壓泵便不能工作了。 9．什么叫液壓泵的工作壓力，最高壓力和額定壓力？三者有何關(guān)系？ 答：液壓泵的工作壓力是指液壓泵在實際工作時輸出油液的壓力，即油液克服阻力而建立起來的壓力。液壓泵的工作壓力與外負載有關(guān)，若外負載增加，液壓泵的工作壓力也隨之升高。 液壓泵的最高工作壓力是指液壓泵的工作壓力隨外載的增加而增加，當(dāng)工作壓力增加到液壓泵本身零件的強度允許值和允許的最大泄漏量時，液壓泵的工作壓力就不再增加了，這時液壓泵的工作壓力為最高工作壓力。液壓泵的額定壓力是指液壓泵在工作中允許達到的最高工作壓力，即在液壓泵銘牌或產(chǎn)品樣本上標(biāo)出的壓力?？紤]液壓泵在工作中應(yīng)有一定的壓力儲備，并有一定的使用壽命和容積效率，通常它的工作壓力應(yīng)低于額定壓力。在液壓系統(tǒng)中，定量泵的工作壓力由溢流閥調(diào)定，并加以穩(wěn)定；變量泵的工作壓力可通過泵本身的調(diào)節(jié)裝置來調(diào)整。應(yīng)當(dāng)指出，千萬不要誤解液壓泵的輸出壓力就是額定壓力，而是工作壓力。 10．什么叫液壓泵的排量，流量，理論流量，實際流量和額定流量？他們之間有什么關(guān)系？ 答：液壓泵的排量是指泵軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)所排出油液的體積，常用V表示，單位為ml/r。液壓泵的排量取決于液壓泵密封腔的幾何尺寸，不同的泵，因參數(shù)不同，所以排量也不一樣。液壓泵的流量是指液壓泵在單位時間內(nèi)輸出油液的體積，又分理論流量和實際流量。理論流量是指不考慮液壓泵泄漏損失情況下，液壓泵在單位時間內(nèi)輸出油液的體積，常用qt表示，單位為l/min（升/分）。排量和理論流量之間的關(guān)系是：式中 n——液壓泵的轉(zhuǎn)速（r/min）；q——液壓泵的排量（ml/r）實際流量q是指考慮液壓泵泄漏損失時，液壓泵在單位時間內(nèi)實際輸出的油液體積。由于液壓泵在工作中存在泄漏損失，所以液壓泵的實際輸出流量小于理論流量。額定流量qs是指泵在額定轉(zhuǎn)速和額定壓力下工作時，實際輸出的流量。泵的產(chǎn)品樣本或銘牌上標(biāo)出的流量為泵的額定流量。 11．什么叫液壓泵的流量脈動？對工作部件有何影響？哪種液壓泵流量脈動最??？ 答：液壓泵在排油過程中，瞬時流量是不均勻的，隨時間而變化。但是，在液壓泵連續(xù)轉(zhuǎn)動時，每轉(zhuǎn)中各瞬時的流量卻按同一規(guī)律重復(fù)變化，這種現(xiàn)象稱為液壓泵的流量脈動。液壓泵的流量脈動會引起壓力脈動，從而使管道，閥等元件產(chǎn)生振動和噪聲。而且，由于流量脈動致使泵的輸出流量不穩(wěn)定，影響工作部件的運動平穩(wěn)性，尤其是對精密的液壓傳動系統(tǒng)更為不利。通常，螺桿泵的流量脈動最小，雙作用葉片泵次之，齒輪泵和柱塞泵的流量脈動最大。 12．齒輪泵的徑向力不平衡是怎樣產(chǎn)生的?會帶來什么后果?消除徑向力不平衡的措施有哪些? 答：齒輪泵產(chǎn)生徑向力不平衡的原因有三個方面：一是液體壓力產(chǎn)生的徑向力。這是由于齒輪泵工作時，壓油腔的壓力高于吸油腔的壓力，并且齒頂圓與泵體內(nèi)表面存在徑向間隙，油液會通過間隙泄漏，因此從壓油腔起沿齒輪外緣至吸油腔的每一個齒間內(nèi)的油壓是不同的，壓力逐漸遞減。二是齒輪傳遞力矩時產(chǎn)生的徑向力。這一點可以從被動軸承早期磨損得到證明，徑向力的方向通過齒輪的嚙合線，使主動齒輪所受合力減小，使被動齒輪所受合力增加。三是困油現(xiàn)象產(chǎn)生的徑向力，致使齒輪泵徑向力不平衡現(xiàn)象加劇。齒輪泵由于徑向力不平衡，把齒輪壓向一側(cè)，使齒輪軸受到彎曲作用，影響軸承壽命，同時還會使吸油腔的齒輪徑向間隙變小，從而使齒輪與泵體內(nèi)產(chǎn)生摩擦或卡死，影響泵的正常工作。消除徑向力不平衡的措施： 1） 縮小壓油口的直徑，使高壓僅作用在一個齒到兩個齒的范圍，這樣壓力油作用在齒輪上的面積縮小了，因此徑向力也相應(yīng)減小。有些齒輪泵，采用開壓力平衡槽的辦法來解決徑向力不平衡的問題。如此有關(guān)零件（通常在軸承座圈）上開出四個接通齒間壓力平衡槽，并使其中兩個與壓油腔相通，另兩個與吸油腔相通。這種辦法可使作用在齒輪上的徑向力大體上獲得平衡，但會使泵的高低壓區(qū)更加接近，增加泄漏和降低容積效率。 13．為什么稱單作用葉片泵為非卸荷式葉片泵，稱雙作用葉片泵為卸荷式葉片泵？ 答： 由于單作用式葉片泵的吸油腔和排油腔各占一側(cè)，轉(zhuǎn)子受到壓油腔油液的作用力，致使轉(zhuǎn)子所受的徑向力不平衡，使得軸承受到的較大載荷作用，這種結(jié)構(gòu)類型的液壓泵被稱作非卸荷式葉片泵。因為單作用式葉片泵存在徑向力不平衡問題，壓油腔壓力不能過高，所以一般不宜用在高壓系統(tǒng)中。雙作用葉片泵有兩個吸油腔和兩個壓油腔，并且對稱于轉(zhuǎn)軸分布，壓力油作用于軸承上的徑向力是平衡的，故又稱為卸荷式葉片泵。14．雙作用葉片泵如果要反轉(zhuǎn)，而保持其泵體上原來的進出油口位置不變，應(yīng)怎樣安裝才行？答：要使一個向前傾斜的雙作用葉片泵反轉(zhuǎn)，而反轉(zhuǎn)時仍保持葉片前傾狀態(tài)，須將泵拆開后，把轉(zhuǎn)子及其上的葉片，定子和配流盤一塊翻轉(zhuǎn)180176。（即翻轉(zhuǎn)過去），這樣便可保持其轉(zhuǎn)子葉片仍處于前傾狀態(tài)。但也由于是反轉(zhuǎn)了，吸油口便成了壓油口，而壓油口又變成了吸油口。為了保持其泵體上原有的進出油口不變，在翻轉(zhuǎn)180176。的基礎(chǔ)上，再將它們繞轉(zhuǎn)子的軸線轉(zhuǎn)90176。，然后再用定位銷將定子，配流盤在泵體上相對應(yīng)的孔中穿起來，將泵裝好即可。 15．限壓式變量葉片泵適用于什么場合?有何優(yōu)缺點? 答：限壓式變量葉片泵的流量壓力特性曲線如圖所示。 在泵的供油壓力小于p限時，流量按AB段變化，泵只是有泄漏損失，當(dāng)泵的供油壓力大于p限時，泵的定子相對于轉(zhuǎn)子的偏心距e減小，流量隨壓力的增加而急劇下降，按BC曲線變化。由于限壓式變量泵有上述壓力流量特性，所以多應(yīng)用于組合機床的進給系統(tǒng)，以實現(xiàn)快進→工進→快退等運動；限壓式變量葉片泵也適用于定位、夾緊系統(tǒng)。當(dāng)快進和快退，需要較大的流量和較低的壓力時，泵在AB段工作；當(dāng)工作進給，需要較小的流量和較高的壓力時，則泵在BC段工作。在定位﹑夾緊系統(tǒng)中，當(dāng)定位、夾緊部件的移動需要低壓、大流量時，泵在AB段工作；夾緊結(jié)束后，僅需要維持較高的壓力和較小的流量（補充泄漏量），則利用C點的特性?？傊?，限壓式變量葉片泵的輸出流量可根據(jù)系統(tǒng)的壓力變化（即外負載的大?。?，自動地調(diào)節(jié)流量，也就是壓力高時，輸出流量??；壓力低時，輸出流量大。優(yōu)缺點：1）限壓式變量葉片泵根據(jù)負載大小，自動調(diào)節(jié)輸出流量，因此功率損耗較小，可以減少油液發(fā)熱。2）液壓系統(tǒng)中采用變量泵，可節(jié)省液壓元件的數(shù)量，從而簡化了油路系統(tǒng)。3）泵本身的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，泄漏量大，流量脈動較嚴重，致使執(zhí)行元件的運動不夠平穩(wěn)。4）存在徑向力不平衡問題，影響軸承的壽命，噪音也大。17．什么是困油現(xiàn)象？外嚙合齒輪泵、雙作用葉片泵和軸向柱塞泵存在困油現(xiàn)象嗎？它們是如何消除困油現(xiàn)象的影響的？ 答：液壓泵的密閉工作容積在吸滿油之后向壓油腔轉(zhuǎn)移的過程中，形成了一個閉死容積。如果這個閉死容積的大小發(fā)生變化，在閉死容積由大變小時，其中的油液受到擠壓，壓力急劇升高，使軸承受到周期性的壓力沖擊，而且導(dǎo)致油液發(fā)熱；在閉死容積由小變大時，又因無油液補充產(chǎn)生真空，引起氣蝕和噪聲。這種因閉死容積大小發(fā)生變化導(dǎo)致壓力沖擊和氣蝕的現(xiàn)象稱為困油現(xiàn)象。困油現(xiàn)象將嚴重影響泵的使用壽命。原則上液壓泵都會產(chǎn)生困油現(xiàn)象。 外嚙合齒輪泵在嚙合過程中，為了使齒輪運轉(zhuǎn)平穩(wěn)且連續(xù)不斷吸、壓油，齒輪的重合度ε必須大于1，即在前一對輪齒脫開嚙合之前，后一對輪齒已進入嚙合。在兩對輪齒同時嚙合時，它們之間就形成了閉死容積。此閉死容積隨著齒輪的旋轉(zhuǎn)，先由大變小，后由小變大。因此齒輪泵存在困油現(xiàn)象。為消除困油現(xiàn)象，常在泵的前后蓋板或浮動軸套（浮動側(cè)板）上開卸荷槽，使閉死容積限制為最小，容積由大變小時與壓油腔相通，容積由小變大時與吸油腔相通。在雙作用葉片泵中，因為定子圓弧部分的夾角配油窗口的間隔夾角兩葉片的夾角，所以在吸、壓油配流窗口之間雖存在閉死容積，但容積大小不變化，所以不會出現(xiàn)困油現(xiàn)象。但由于定子上的圓弧曲線及其中心角都不能做得很準確，因此仍可能出現(xiàn)輕微的困油現(xiàn)象。為克服困油現(xiàn)象的危害，常將配油盤的壓油窗口前端開一個三角形截面的三角槽，同時用以減少油腔中的壓力突變，降低輸出壓力的脈動和噪聲。此槽稱為減振槽。在軸向柱塞泵中，因吸、壓油配流窗口的間距≥缸體柱塞孔底部窗口長度，在離開吸（壓）油窗口到達壓（吸）油窗口之前，柱塞底部的密閉工作容積大小會發(fā)生變化，所以軸向柱塞泵存在困油現(xiàn)象。人們往往利用這一點，使柱塞底部容積實現(xiàn)預(yù)壓縮（預(yù)膨脹），待壓力升高（降低）接近或達到壓油腔（吸油腔）壓力時再與壓油腔（吸油腔）連通，這樣一來減緩了壓力突變，減小了振動、降低了噪聲。 18．柱塞缸有何特點？答：1）柱塞端面是承受油壓的工作面，動力是通過柱塞本身傳遞的。2）柱塞缸只能在壓力油作用下作單方向運動，為了得到雙向運動，柱塞缸應(yīng)成對使用，或依靠自重（垂直放置）或其它外力實現(xiàn)。3）由于缸筒內(nèi)壁和柱塞不直接接觸，有一定的間隙，因此缸筒內(nèi)壁不用加工或只做粗加工，只需保證導(dǎo)向套和密封裝置部分內(nèi)壁的精度，從而給制造者帶來了方便。4）柱塞可以制成空心的，使重量減輕，可防止柱塞水平放置時因自重而下垂。 19．液壓缸為什么要密封？哪些部位需要密封？常見的密封方法有哪幾種？答：液壓缸高壓腔中的油液向低壓腔泄漏稱為內(nèi)泄漏，液壓缸中的油液向外部泄漏叫做外泄漏。由于液壓缸存在內(nèi)泄漏和外泄漏，使得液壓缸的容積效率降低，從而影響液壓缸的工作性能，嚴重時使系統(tǒng)壓力上不去，甚至無法工作；并且外泄漏還會污染環(huán)境，因此為了防止泄漏的產(chǎn)生，液壓缸中需要密封的地方必須采取相應(yīng)的密封措施。 液壓缸中需要密封的部位有：活塞、活塞桿和端蓋等處。 常用的密封方法有三種：１）間隙密封 這是依靠兩運動件配合面間保持一很小的間隙，使其產(chǎn)生液體摩擦阻力來防止泄漏的一種密封方法。用該方法密封，只適于直徑較小、壓力較低的液壓缸與活塞間密封。為了提高間隙密封的效果，在活塞上開幾條環(huán)形槽,這些環(huán)形槽的作用有兩方面，一是提高間隙密封的效果，當(dāng)油液從高壓腔向低壓腔泄漏時,由于油路截面突然改