液壓泵與液壓馬達(dá)課件

1、液壓動(dòng)力元件第二章 液壓動(dòng)力元件2-1液壓泵概述2-2齒輪泵2-3葉片泵2-4柱塞泵2-5液壓泵的選用 2-1 液壓泵概述一、液壓泵的作用 二、液壓泵工作原理 三、主要性能參數(shù)四、液壓泵的類型一、 液壓泵的作用液壓泵是液壓系統(tǒng)的動(dòng)力元件，其作用是把原動(dòng)機(jī)輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓能，向系統(tǒng)提供一定壓力和流量的液流二、液壓泵工作原理 液壓泵工作原理:容積式泵: 泵是靠密封容積的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)吸油和壓油的，其排油量的大小取決于密封腔的容積變化值基本特點(diǎn):具有一個(gè)或若干個(gè)周期性變化的密封容積 具有配流裝置 油箱內(nèi)液體的絕對(duì)壓力必須恒等于或大于 大氣壓力 基本工作原理 吸油 壓油 偏心向右轉(zhuǎn)，柱塞右移 偏心向

2、左轉(zhuǎn)，柱塞左移 密封容積， 產(chǎn)生局部真空 密封容積 ，油液被迫壓出 基本工作條件（必要條件）（1）形成密封容積（2）密封容積變化（根本原因）（3）配流裝置（吸、壓油口隔開）（4）油箱和大氣通（外因）San、液壓泵的類型液壓泵類型:結(jié)構(gòu)形式:齒輪泵、葉片泵、柱塞泵和螺桿泵等按輸油方向能否改變： 單向 雙向 泵的輸出流量能否調(diào)節(jié):定量泵和變量泵泵的額定壓力的高低:低壓泵、中壓泵和高壓泵齒輪泵的工作原理5、液壓泵的圖形符號(hào)工作壓力和額定壓力工作壓力額定壓力（公稱壓力、銘牌壓力） 最高允許壓力 si、 主要性能參數(shù)工作壓力指泵（或馬達(dá)）實(shí)際工作時(shí)輸出（或輸入） 油液的壓力，其值取決于外界負(fù)載：管阻、摩

3、擦、外負(fù)載*） 額定壓力指泵（或馬達(dá)）在正常工作條件下，按實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定能夠連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的最高壓力（受 泵（或馬達(dá)）本身泄 漏和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度限制） p pn 即泵過(guò)載 最高允許壓力泵（或馬達(dá)）在短時(shí)間內(nèi)允許超載使用 (p max) 的極限壓力 p p n p max 排量和流量 排量V 理論流量qt 實(shí)際流量q 額定流量qn 瞬時(shí)流量qm 排量V 排量在沒(méi)有泄漏的情況下，泵 （或馬達(dá)）每轉(zhuǎn)一周所排出 的液體的體積。理論流量qt 不考慮泄露的情況下，單位時(shí)間內(nèi)所排出的液體的體積。 qt = Vn 實(shí)際流量q 指泵（或馬達(dá)）工作時(shí)實(shí)際輸出的流量 q = qt-qs 額定流量（公稱流量、銘牌流量）qn 指泵在

4、正常工作條件下，按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)定 必須保證的輸出流量。 q qn qt 瞬時(shí)流量qm瞬時(shí)流量泵在某一瞬 時(shí)的幾何流量功率和效率 理論功率輸入（或輸出）功率輸出（或輸入）功率 結(jié) 論理論功率 Pt = pqt 輸入（或輸出）功率即泵軸的驅(qū)動(dòng)功率或馬達(dá)的輸出功率 PI = T = 2nT 輸出（或輸入）功率PO = pq 效 率 容積效率 機(jī)械效率 總效率 容積效率液壓泵：實(shí)際流量與理論流量之比值 v = q/qi =（qi-qs）/qi = 1-qs/qi 液壓馬達(dá)：理論流量與實(shí)際流量之比值 v = qi/q = 1-qs/q 機(jī)械效率液壓泵： 理論轉(zhuǎn)矩與實(shí)際輸 入轉(zhuǎn)矩之比值 m = Ti /

5、T = 1+ Ts / Ti 液壓馬達(dá)：理論轉(zhuǎn)矩與實(shí)際輸 入轉(zhuǎn)矩之比值 m = T/Ti =（Ti-Ts ）/Ti = 1 -Ts /Ti 總效率輸出功率與輸入功率之比值= P0/Pi = Pq/2nT = Pvnv/2nT = vm 結(jié)論：總效率等于容積效率與機(jī)械 效率之乘積。結(jié) 論液壓傳動(dòng)系統(tǒng)液體所具有的功率，即液壓功率等于壓力和流量的乘積 若忽略能量損失，則 PO = PI 即 Pt = pqt = pVn = Tt = 2nTt 實(shí)際上有能量損失 PO PI泵性能指標(biāo)公式記憶理論轉(zhuǎn)矩記住它 , 等于排量乘壓差 .理論流量記得住 , 等于排量乘轉(zhuǎn)速 .功率等于p 乘 q , 也等轉(zhuǎn)矩乘轉(zhuǎn)

6、速 .能流方向分得清 , 乘除效率不含糊 .計(jì)算單位要統(tǒng)一 , 角度一律用弧度.例題1 某液壓系統(tǒng)，泵的排量v10m L/r，電機(jī)轉(zhuǎn)速n1200rpm，泵的輸出壓力p=5Mpa 泵容積效率v0.92，總效率0.84，求： 1） 泵的理論流量； 2）泵的實(shí)際流量； 3）泵的輸出功率； 4）驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率。解：1）泵的理論流量 Qth=q.n.10-3=10120010-312 L/min 2) 泵的實(shí)際流量 Qac Qth .v120.9211.04 L/min 3)泵的輸出功率 4）驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率 練習(xí)泵的額定流量為100L/min ，額定壓力為2.5MPa，當(dāng)轉(zhuǎn)速為1450r/min時(shí)，機(jī)械效率

7、為m=0.9。由實(shí)驗(yàn)測(cè)得，當(dāng)泵出口壓力為零時(shí)，流量為106L/min，壓力為2.5MPa時(shí)，流量為100.7L/min，求：1、泵的容積效率；2、如泵的轉(zhuǎn)速下降到500r/min，在額定壓力下工作時(shí)，估算泵的流量為多少？3、上述兩種轉(zhuǎn)速下泵的驅(qū)動(dòng)力功率。解：1、出口壓力為零時(shí)的流量為理論流量，即106L/min，所以泵的容積效率v=100.7/106=0.95。2、轉(zhuǎn)速為500r/min時(shí)，泵的理論流量為 = 36.55L/min，因壓力仍是額定壓力，故此時(shí)泵的流量為36.550.95L/min=34.72L/min。3、泵的驅(qū)動(dòng)功率在第一種情況下為 =4.91kW， 第二種情況下為 =1.6

8、9kW 2-2 齒輪泵齒輪泵的結(jié)構(gòu)齒輪泵的特點(diǎn)內(nèi)嚙合外嚙合一、 齒輪泵的工作原理定量泵(外嚙合齒輪泵和內(nèi)嚙合齒輪泵)齒輪泵沒(méi)有單獨(dú)的配流 裝置，齒輪的嚙合線起 配流作用 工作原理1、相互嚙合的輪齒逐漸脫開，密封容積 ，形成局部真空，在大氣壓力作用下吸油2、隨著齒輪旋轉(zhuǎn)，油液帶到左側(cè)的壓油腔，輪齒逐漸嚙合，使密封容積 ，齒槽間的油液被擠壓排出泵外 壓油條件 1、密封容積形成齒輪的齒槽、泵體內(nèi)表面、前后泵蓋圍成 2、密封容積變化齒輪退出嚙合，容積吸油； 齒輪進(jìn)入嚙合，容積壓油3、配流裝置兩齒輪嚙合線及泵蓋 （吸壓油口隔開）4、油箱和大氣通排量和流量排量和流量計(jì)算 瞬時(shí)流量脈動(dòng),齒數(shù)愈少，脈動(dòng)愈大

9、二、 齒輪泵的結(jié)構(gòu)三、 齒輪泵的特點(diǎn)困油:封閉容積減小會(huì)使被困油液受擠而產(chǎn)生高壓，并從縫隙中流出，導(dǎo)致油液發(fā)熱，軸承等機(jī)件也受到附加的不平衡負(fù)載作用。封閉容積增大又會(huì)造成局部真空，使溶于油中的氣體分離出來(lái)，產(chǎn)生氣穴，引起噪聲、振動(dòng)和氣蝕. 消除困油的方法:通常是在兩側(cè)端蓋上開卸荷槽，且偏向吸油腔 齒輪泵的困油現(xiàn)象及其消除方法三、 齒輪泵的特點(diǎn)徑向作用力不平衡:減小徑向不平衡力的辦法:縮小壓油口 三、 齒輪泵的特點(diǎn) 泄漏: 1.通過(guò)齒輪嚙合處的間隙； 2.通過(guò)泵體內(nèi)孔和齒頂圓間的徑向間隙； 3.通過(guò)齒輪兩端面和端蓋間的端面間隙 結(jié)論:齒輪泵由于泄漏大和存在徑向不平衡力，因而限制了壓力的提高。為使

10、齒輪泵能在高壓下工作，常采取的措施為： 減小徑向不平衡力， 提高軸與軸承的剛度， 同時(shí)對(duì)泄漏量最大的端面間隙采用自動(dòng)補(bǔ)償裝置 提高外嚙合齒輪泵壓力措施問(wèn)題：齒輪泵存在間隙 ， p q v 徑向不平衡力也p p 徑向力提高齒輪泵壓力的方法：浮動(dòng)軸套補(bǔ)償原理：將壓力油引入軸套背面， 使之緊貼齒輪 端面，補(bǔ) 償磨損，減小間隙。彈性側(cè)板式補(bǔ)償原理：將泵出口壓力油引至 側(cè)板背面，靠側(cè)板自身 的變形來(lái)補(bǔ)償端面間隙。浮動(dòng)軸套式*3、2、5 內(nèi)嚙合齒輪泵 漸開線齒形 擺線齒形 漸開線齒形內(nèi)嚙合齒輪泵組成:小齒輪、內(nèi)齒環(huán)、月牙形隔板等漸開線齒形內(nèi)嚙合齒輪泵工作原理:小齒輪帶動(dòng)內(nèi)齒環(huán)同向異速旋 轉(zhuǎn)， 左半部分輪齒

11、退出嚙合， 形成真空吸油。右半部分輪齒 退出嚙合，容積減小，壓油。 月牙板同兩齒輪將吸壓油口隔 開。擺線齒形內(nèi)嚙合齒輪泵（擺線轉(zhuǎn)子泵） 組成:內(nèi)外轉(zhuǎn)子相差一齒且有一偏心距 吸油左半部分，輪齒脫開嚙合容積 工作原理 壓油右半部分，輪齒進(jìn)入嚙合容積1 容積式泵工作的必要條件是什么？2 困油現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是什么？ 齒輪泵困油現(xiàn)象是怎樣 產(chǎn)生的？ 3 外嚙合齒輪泵能否做高壓泵？為什么？ 提問(wèn)作業(yè)2-3 葉片泵單作用非卸荷式(變量泵) 雙作用卸荷式(定量泵)中低壓 工作原理雙作用葉片泵的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)限壓式變量葉片泵一、單作用式葉片泵(非卸荷式) 工作原理組成：定子、轉(zhuǎn)子、葉片、偏心安裝配油盤、傳動(dòng)軸、殼體等工

12、作原理如圖所示，單作用葉片泵由轉(zhuǎn)子1、定子2、葉片3和端蓋等組成。定子具有圓柱形內(nèi)表面，定子和轉(zhuǎn)子的間有偏心距e，葉片裝在轉(zhuǎn)子槽中，并可在槽內(nèi)滑動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)時(shí)，由于離心力的作用，使葉片緊靠在定子內(nèi)壁。一、單作用式葉片泵(非卸荷式) 工作原理改變定子和轉(zhuǎn)子間的偏心量e，就可改變泵的排量(變量泵)轉(zhuǎn)子受有不平衡的徑向液壓力,且徑向不平衡力隨泵的工作壓力提高而提高，因此這種泵的工作壓力不能太高排量和流量: 流量脈動(dòng).理論分析表明，葉片數(shù)為奇數(shù)時(shí)脈動(dòng)率較小，故一般葉片數(shù)為13或15 當(dāng)負(fù)荷小時(shí)，泵輸出流量大，負(fù)載可快速移動(dòng)，當(dāng)負(fù)荷增加時(shí)，泵輸出流量變少，輸出壓力增加，負(fù)載速度降低，如此可減少能量消耗

13、，避免油溫上升。 *外反饋 可分為 限壓式變量葉片泵 內(nèi)反饋限壓式變量泵外反饋限壓式變量葉片泵工作原理當(dāng)pA ksx0時(shí)，定子右移， e ，q 限壓式變量葉片泵的特性曲線當(dāng)p pb時(shí)，pA pb時(shí)，pA = ks（x0+x）變量泵 限壓式變量葉片泵的調(diào)節(jié)過(guò)程調(diào)節(jié)螺釘4，可改變qmax，使AB段上下平移調(diào)節(jié)螺釘3，可改變pB ， 使BC段左右平移 更換彈簧，可改變彈簧剛度，使BC段斜率 k大，曲線平緩 變化 k小，曲線較陡 限壓式變量葉片泵的應(yīng)用 執(zhí)行機(jī)構(gòu)需要有快、慢速運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合， 如：組合機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)快進(jìn)、工進(jìn)、 快退等 快進(jìn)或快退： 用AB段 工進(jìn)： 用BC段 定位夾緊：用AB段 或定位

14、夾緊系統(tǒng) 夾緊結(jié)束保壓：用C點(diǎn) 限壓式變量葉片泵的結(jié)構(gòu)二、雙作用式葉片泵(平衡式) 工作原理排量和流量: 無(wú)流量脈動(dòng).理論分析可知，流量脈動(dòng)率在葉片數(shù)為4的整數(shù)倍、且大于8時(shí)最小。故雙作用葉片泵的葉片數(shù)通常取為12 工作原理圖三、 雙作用葉片泵的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)定子內(nèi)曲線:等加速等減速曲線配流盤:三角槽 葉片的傾角:前傾角 端面間隙:間隙自動(dòng)補(bǔ)償措施高壓葉片泵的結(jié)構(gòu):為了提高壓力，必須在結(jié)構(gòu)上采取措施，使吸油區(qū)葉片壓向定子的作用力減小。 可以采取的措施有多種，一般采用復(fù)合葉片結(jié)構(gòu)如雙葉片結(jié)構(gòu)和子母葉片結(jié)構(gòu)等 結(jié)構(gòu)動(dòng)畫配流盤2-4 柱塞泵 優(yōu)點(diǎn): 容積效率高、只需改變柱塞的工作行程就能改變泵的排量、壓

15、應(yīng)力 應(yīng)用: 高壓大流量 軸向柱塞泵變量軸向柱塞泵徑向柱塞泵 一、 軸向柱塞泵斜盤式軸向柱塞泵的工作原理 改變斜盤傾角的大小，就能改變柱塞的行程長(zhǎng)度，也就改變了泵的排量 改變斜盤傾角的方向，就能改變吸、壓油方向(雙向變量軸向柱塞泵) 斜軸式軸向柱塞泵的工作原理 軸向柱塞泵的排量和流量 流量脈動(dòng),當(dāng)柱塞數(shù)較多并為奇數(shù)時(shí)脈動(dòng)較小，故柱塞泵的柱塞數(shù)一般為奇數(shù)，常取 7或9 斜盤式軸向柱塞泵的工作原理結(jié)構(gòu)圖動(dòng)畫斜軸式軸向柱塞泵的工作原理二、變量軸向柱塞泵 變量軸向柱塞泵:主體+變量機(jī)構(gòu)主體機(jī)構(gòu)特點(diǎn)： 滑履結(jié)構(gòu) 中心彈簧機(jī)構(gòu) 缸體端面間隙的自動(dòng)補(bǔ)償 配流盤 變量機(jī)構(gòu)：改變斜盤傾角的大小以調(diào)節(jié)泵的排量 SCY14-1型斜盤式軸向柱塞泵的結(jié)構(gòu)三、徑向柱塞泵 移動(dòng)定子以改變偏心距的大小，便可改變柱塞的行程，從而改變排量 改變偏心距的方向，則可改變吸、壓油的方向。徑向柱塞泵可以做成單向或雙向變量泵 2-5 液壓泵的選用一、性能比較和應(yīng)用（見教材P46表2-1）二、液壓泵選用原則可靠工作情況、要求合理能量使用 實(shí)用使用情況 經(jīng)濟(jì)價(jià)廉 練習(xí)一、填空1、液壓泵是將原動(dòng)機(jī)輸出