王積偉.液壓傳動第二版課件第4章.ppt

1、第一節(jié) 概 述,第二節(jié) 齒輪泵,第三節(jié) 葉片泵,第四章 液壓泵和液壓馬達,第四節(jié) 柱塞泵,第七節(jié) 液壓泵中的氣穴現(xiàn)象,第八節(jié) 液壓泵的噪聲,第五節(jié) 液壓馬達,第六節(jié) 擺動液壓馬達,第九節(jié) 液壓泵的選用,液壓泵是一種能量轉(zhuǎn)換裝置，它把驅(qū)動電機的機械能轉(zhuǎn)換成輸?shù)较到y(tǒng)中去的油液的壓力能，供液壓系統(tǒng)使用。 液壓馬達也是一種能量轉(zhuǎn)換裝置，它把輸入油液的壓力能轉(zhuǎn)換成機械能，使主機的工作部件克服負載及阻力而產(chǎn)生運動。,第一節(jié) 概 述,一、作用和分類,液壓傳動系統(tǒng)中使用的液壓泵和液壓馬達都是容積式的。圖4-1所示為容積式泵的工作原理。,液壓泵（液壓馬達）按其在單位時間內(nèi)所能輸出（所需輸入）油液體積可否調(diào)節(jié)而分

2、為定量泵（定量馬達）和變量泵（變量馬達）兩類；按結(jié)構(gòu)形式可以分為齒輪式、葉片式和柱塞式三大類。,液壓泵或液壓馬達的工作壓力是指泵（馬達）實際工作時的壓力。 液壓泵（液壓馬達）的幾何排量（用V表示，以下簡稱排量）是指泵（馬達）軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，由其密封容腔幾何尺寸變化所算得的排出（輸入）液體的體積，數(shù)值上等于在無泄漏的情況下，其軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)所能排出（所需輸入）的液體體積。,二、壓力、排量和流量,液壓泵（液壓馬達）的幾何流量（用qt表示）是指泵（馬達）在單位時間內(nèi)由其密封容腔幾何尺寸變化計算而得的排出（輸入）的液體體積，數(shù)值上等于在無泄漏的情況下單位時間內(nèi)所能排出（所需輸入）的液體體積。,如果不考慮液壓泵（

3、液壓馬達）在能量轉(zhuǎn)換過程中的損失，則輸出功率等于輸入功率，也就是它們的幾何功率是,三、功率和效率,式中 Tt液壓泵（液壓馬達）的幾何轉(zhuǎn)矩； 液壓泵（液壓馬達）的角速度。 實際上，液壓泵和液壓馬達在能量轉(zhuǎn)換過程中是有損失的，因此輸出功率小于輸入功率。,第二節(jié) 齒 輪 泵,一、外嚙合齒輪泵的工作原理,外嚙合齒輪泵的工作原理如下所示。,二、排量計算和流量脈動,設(shè)齒間槽的容積等于輪齒的體積，則當齒輪齒數(shù)為z、分度圓直徑為D、模數(shù)為m、工作齒高為hw（hw=2m）、齒寬為b時，泵的排量為,考慮到齒間槽容積比輪齒的體積稍大些，所以通常按下式計算,式中 C-修正系數(shù)，z=1320時，取C=1.06；z=61

4、2時，取C=1.115。,由于齒輪嚙合過程中壓油腔的容積變化率是不均勻的，因此齒輪泵的瞬時流量是脈動的。設(shè)qmax、qmin表示最大、最小瞬時流量，q表示平均流量。流量脈動率可用下式表示,外嚙合齒輪泵的齒數(shù)愈少，脈動率就愈大，其值最高可達0.20以上，內(nèi)嚙合齒輪泵的流量脈動率就小得多。,三、外嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu)特點和優(yōu)缺點,（一）困油,齒輪泵要平穩(wěn)工作，齒輪嚙合的重合度必須大于1，于是總有兩對輪齒同時嚙合，并有一部分油液被圍困在兩對輪齒所形成的封閉容腔之間，如圖4-4所示。,圖4-5所示為幾種異形卸荷槽，其消除困油現(xiàn)象的效果更佳。,（二）泄漏,（三）徑向不平衡力,（四）優(yōu)缺點,在高、中壓齒輪泵中

5、，一般采用軸向間隙自動補償?shù)霓k法。其原理是把與齒輪端面相接觸的部件制作成軸向可移動的，并將壓油腔的壓力油經(jīng)專門的通道引入到這個可動部件背面一定形狀的油腔中，使該部件始終受到一個與工作壓力成比例的軸向力壓向齒輪端面，從而保證泵的軸向間隙能與工作壓力自動適應(yīng)且長期穩(wěn)定。,四、提高外嚙合齒輪泵壓力的措施,這個可動部件可以是能整體移動的，如浮動軸套（見圖4-6）或浮動側(cè)板（見圖4-7），也可以是能產(chǎn)生一定撓度的彈性側(cè)板。,（一）螺桿泵,五、螺桿泵和內(nèi)嚙合齒輪泵,（二）內(nèi)嚙合齒輪泵,內(nèi)嚙合齒輪泵有漸開線齒輪泵和擺線齒輪泵（又名轉(zhuǎn)子泵）兩種。,圖4-11所示為單作用葉片泵的工作原理。,第三節(jié) 葉 片 泵,

6、一、單作用葉片泵,（一）工作原理,（二）排量計算,單作用葉片泵的排量近似為,V=2beD,式中 b轉(zhuǎn)子寬度； e轉(zhuǎn)子和定子間的偏心距； D定子內(nèi)圓直徑。,（三）特點,單作用葉片泵的特點如下： 改變定子和轉(zhuǎn)子之間的偏心便可改變流量。 處在壓油腔的葉片頂部受有壓力油的作用，要把葉片推入轉(zhuǎn)子槽內(nèi)。 轉(zhuǎn)子受有不平衡的徑向液壓作用力。,（一）工作原理,二、雙作用葉片泵,（二）排量計算,（三）提高雙作用葉片泵壓力的措施,三、限壓式變量葉片泵,單作用式葉片泵的具體結(jié)構(gòu)類型是很多的：它按改變偏心方向的不同而分為單向變量泵和雙向變量泵兩種向；它按改變偏心方式的不同又可有手調(diào)式變量泵和自動調(diào)節(jié)式變量泵之分，自動調(diào)

7、節(jié)式變量泵又有限壓式變量泵、穩(wěn)流量式變量泵等多種形式。,限壓式變量泵又可分為外反饋式和內(nèi)反饋式兩種。 圖4-14所示為外反饋限壓式變量葉片泵的工作原理。,第四節(jié) 柱 塞 泵,一、軸向柱塞泵,（一）直軸式軸向柱塞泵,1.工作原理,2.排量計算,3.流量脈動,（二）斜軸式軸向柱塞泵,這種軸向柱塞泵的傳動軸中心線與缸體中心線傾斜一個角度，故稱斜軸式軸向柱塞泵，目前應(yīng)用比較廣泛的是無鉸斜軸式柱塞泵。圖4-17所示為該泵的工作原理。,（三）變量控制機構(gòu),1.手動控制,2.恒壓、恒流量、恒功率控制,二、徑向柱塞泵,（一）閥配油式徑向柱塞泵,（二）軸配油式徑向柱塞泵,1.工作原理,2.排量計算,第五節(jié) 液

8、壓 馬 達,一、工作原理,圖4-21所示為軸向柱塞式液壓馬達的工作原理。,1.軸向柱塞式液壓馬達,圖4-22所示為多作用內(nèi)曲線徑向柱塞液壓馬達的結(jié)構(gòu)原理圖。,2.徑向柱塞式液壓馬達,二、主要參數(shù),設(shè)液壓馬達的進、回油腔的壓差為p，輸入的流量為q，而液壓馬達的排量為V，容積效率為V，機械效率為m，則液壓馬達的幾何轉(zhuǎn)矩,實際轉(zhuǎn)矩為,液壓馬達的轉(zhuǎn)速為,第六節(jié) 擺動液壓馬達,擺動液壓馬達是實現(xiàn)往復(fù)擺動的執(zhí)行元件，輸入為壓力和流量，輸出為轉(zhuǎn)矩和角速度。,第七節(jié) 液壓泵中的氣穴現(xiàn)象,圖4-24所示為液壓泵的吸入管路，可以用來計算液壓泵不產(chǎn)生氣穴的條件。,按伯努利方程，泵入口處的能量為（取動能修正系數(shù)=1）

9、,第八節(jié) 液壓泵的噪聲,一、產(chǎn)生噪聲的原因,泵的流量脈動引起壓力脈動，這是造成泵振動和噪聲的動力源。 液壓泵在其工作過程中，當吸油容積突然和壓油腔接通，或壓油容積突然和吸油腔接通時，會產(chǎn)生流量和壓力的突變而產(chǎn)生噪聲。 氣穴現(xiàn)象。 泵內(nèi)流道具有突然擴大或收縮、急拐彎、通道面積過小等而導致油液湍流、旋渦而產(chǎn)生噪聲。 泵轉(zhuǎn)動部分不平衡、軸承振動等引起的噪聲。 管道、支架等機械連接部分因諧振而產(chǎn)生的噪聲。,二、降低噪聲的措施,吸收泵的流量和壓力脈動，在泵的出口處安裝蓄能器或消聲器。 消除泵內(nèi)液壓急劇變化，如在配油盤吸、壓油窗口開三角形阻尼槽。 裝在油箱上的電動機和泵使用橡膠墊減振，安裝時電動機軸和泵軸的同軸度要好，要采用彈性聯(lián)軸器；或采用泵電動機組件。 壓油管的某一段采用橡膠軟管，對泵和管路的連接進行隔振。 防止氣穴現(xiàn)象和油中摻混空氣現(xiàn)象。,第九節(jié) 液壓泵的選用,一般在負載小、功率小的機械設(shè)備