液压与气压传动第三章.

1、学习内容1 液丿玉泵的T作原理及性能参数2.齿轮泵3 叶片泵4 柱塞泵5 常用液压泵的性能6 气源装置第一节、概述液压泵和气源装置是液压与气压传动系统中的能量转换元件由原动机驱动，把输入的机械能转换成为油液或气体的压力能，再以压力、流量的形式输入到系统中去，它是液压与气压系统的动力;液压泵是靠密封工作腔的容积变化进行工作的，容积变大时 吸油，容积变小时排油。液压泵工作的必需条件：（1）必须冇一个或多个周期性变化的封闭容积;（2）必须有配油机构，即封闭容积加大吋吸油腔和通 封闭容积减小时排出压油腔和通（3）吸、压油腔要互相隔开并具有良好密封性。液压泵分类：按排量/变量泵 能否调节定量泵f齿轮式按

2、结构形式叶片式柱塞式、螺杆式液压泵的图形符号双向定量泵双向变量泵液压泵的基本性能参数主要是指液压泵的压力、排戢. 流量、功率和效率等。1.压力1）工作压力：指泵实际工作时输出的油液压力值。 实际工作压力取决于相应外负载。2）额定压力：液压泵在正常工作条件下，按试验标准规定连续运转的最高压力。超过此压力时过黴。3）最高允许压力：液压泵在短时间内允许超载使用的极 限压力。4）吸入压力：液压泵的吸入口处压力。2、排量和流量1）排笊V 是泵主轴每转 卅所排出液体体积的理论值。 排量常用单位为威mb/ro2）理论流量qt无内外泄漏时，单位时间内泵排出液 体的体积。即 q = W o3）实际流量“:泵工作

3、时实际输出的流量。 q = qt-/Sq4）额定流量么：在额定转速和额定压力下泵输出的流量。也是按试验标准规怎必须保ii E的流R。5）瞬时流量彳“泵在某一瞬时的理论（几何）流量。流量常用单位为m/s或L/min o3.功率1）理论功率T 0原动机驱动p q液压泵P液圧能Pt = pqt = coTt = 7DiTt式屮：T（ n 液压泵的理论转矩（N.m）和转速（r/min）opqt 液压泵的压力和理论流虽。2）（实际）输入功率*P； = coT = 27mT T 泵实际输入扭矩3）（实际）输出功率p =$q-泵出口与进口压力差P尸P严叩 T厶T , q细:.PoAPtAPt功率损失可以分为

4、容积损失和机械损失两部分：容积损失是因泄漏、气穴和油液在高压下压缩等造成的 流量损失。机械损失是指因摩擦而造成的转矩上的损失。1）容积效率：泵的实际流量与理论流量之比。2 =鱼也=|_攵=1一乞0 = 3 匕一泵泄漏系数2）机械效率S ：泵所盂要的理论转矩1；实际转矩T的比值称 为机械效率。7； =2 勿 7；二 一 2miT 一卫3）总效率佈:是泵输出功率与输入功率Z比。P _ Zq _q 沁 _q p, _n n 飞_聞石聞_石卫一叽G液压泵的性能曲线第二节齿轮泵齿轮泵是一种常用的液压泵，它的主要优点是结构简 单、制造方便、价格低廉、体积小、重量轻、自吸性好、 对油液污染不敏感、工作可靠；

5、其主要缺点是流量和压力 脉动大.噪声大.排量不可调.齿轮泵分类：按啮合形式a23 4击轮泵的工作原理泵休内相互啮合的 主动齿轮2、从动齿轮3 与两端盖及泵体1 一起构 成密封工作容积，齿轮 的咽合点将右两腔 隔开，形成了吸、压油 腔。（封闭I 作容枳形成）1采休;2 I：动齿轮;3 从动齿轮当齿轮按图示方向旋转 时，右侧吸油腔内的轮齿脱 离啮合，密封腔容积不断增 大。左侧压油腔内的轮齿不 断进入啮合，便密封腔容积 减小，汕液受到挤丿k被排往 系统。（封闭工作容枳变化）二.齿轮泵的排量和流量外啮介齿轮泵的排就可近似看作是两个啮合齿轮的齿谷容 积之和。若假设齿谷容积等丁轮齿体积，则V = 7rDh

6、B= 271忙 B实际上，齿谷容积比轮齿体积稍大一些，并且齿数越少 误差越人，因此,在实际计笄中用6.667.5來代替上式屮2兀值。V = (6.66-7.5由此得齿轮泵的输出流量为(实际)q = (6.66 Bnrj八上式是齿轮泵的平均流崑。实际匕在齿轮啮合过 稈中,排暈是转角的周期函数,因此瞬时流呈是脉动的。 脉曲的夭小用验方率表示。q若用g叫八4斷来表示最大.最小瞬时流量,q表示 平均流量，则流量脉动率为r6*1220V（*）34.7321.217 $1 13 410.7xlOO% j.i不同齿殴齿轮烈康动电齿轮泵的齿数越少，就越大齿轮泵的结构特点（1）径向不平衡力图3.6齿轮泵的径向不

7、平衡力后果丫a-力F使泵轴弯曲齿轮接触 壳体产生摩擦.b,加速轴承磨损解决方法：氐缩小压油口（减小高压油区范围,达到减少受离压油的齿数） b.在壳体上开压力平衡槽（引 压力油到左边反推一下）u适当增人径向间隙（齿轮顶 与泵体），使齿轮与泵体不接触（2）困V齿轮啮合时的币:脅度必大于1,故有一部分油液闲在两 对轮齿啮合时所形成的封闭油腔之内，这个密封容积的大小随 齿轮转动而变化，形成困油。受闲汕液受挤压而产生瞬 间高斥，密封容腔的受困油 液将从缝隙小被挤出，导致 油液发热，轴承等零件也受 到附加冲击载荷的作用;若密封容积增人时，无油 液的补充，又会造成局部真 空，使溶于汕液中的气体分 离出來，产

8、生气穴。齿轮泵的困油现象艾谄除拼施齿轮泵压油腔的压力油可通过三条途经泄漏到吸油腔去:1)齿轮啮介线处的间隙一齿侧间隙:2）泵体定子环内孔和齿顶间的径向间隙 齿顶间隙:3）齿轮脚端Ifli和侧板间的间隙端面间隙在这三类间 隙中,端面间隙 的泄漏量最大, 压力越高，山间 隙泄漏的液压油 就愈多。IGJi :引入压力油使轴套或侧板紧贴在齿轮端而上，压 力愈高，间隙愈小，町广1动补偿端而濟损和减小间隙。结构形式：内啮介渐开线齿轮和摆线 齿形齿轮特点：结构紧凑，效率高，EL无闲油现彖。流量脉动小，噪声低。 内齿轮较难加匸，成 本较外啮合齿轮泵高。T作原理:1渐开线内啮合齿轮泵：一对相互啮合的小齿轮 和内

9、齿伦与侧板所围成的密 闭容积被齿啮合线和月才板 分割成两部分，当传动轴带 动小齿轮旋转动时，轮齿脱 开啮合的左上侧密闭容积增 大，为吸油腔；轮齿进入啮 合的右上侧密闭容积减小， 为压汕腔。丁作原理：2.摆线内啮合齿轮泵： 外齿轮（小）和内齿 轮差一个齿，内、外齿轮 与汕油盘形成封闭容积， 并被齿啮合线分割成/r右 两部分，当传动轴带动小 齿轮旋转时，轮齿脱开啮 合的左侧密闭容积增大， 为吸汕腔：轮齿进入啮合 的右侧密闭容积减小，为 压油腔。组成：一根主动螺杆：双头、右旋、凸螺杆两根从动螺杆：双头、左旋、凹螺杆。互为啮合的三根螺杆，平行装在 泵体内.并与泵体内腔狐面良好配合。螺杆咽合线将螺旋槽分

10、割成多个密 封工作腔。特点:无流童脉动,对油液污染不墩感。加匸匸艺复杂,粘度耍求高。is$liI X繃2星S 3主功暮仟4从杆$篦N三节叶理泵叶片泵按结构可分为:仁卩| 泵和叹亦I足两 大类。其主耍区别是定f内曲线的形状不同。曲线形状不同 时，使泵轴转一圈吸压汕的次数也不同。每转吸压汕一次 的称单作用叶片泵，吸压油两次的称双作用叶片泵。配油盘双作用叶片泵结构示意图1、工作原理图3.15双作用叶片泵工作原理双作用叶片泵 的定子内表面是由 两段长半径圆弧、 两段短半径圆弧和 四段过渡1111线组成, H.定子和转子是同 心的。泵的排量为:(不考世叶片孕度影响)V=2( V.-V2 )ZV = 2(

11、R2-r2)B平均流量为：q = 2兀(-r )Bnt图3.16双作用叶片泵流虽计算图式中：人一沱子K半径; r定子短半径； 转子厚度。考虑叶片厚度影响后,双作用叶片泵精确流量计 算公式为：q = yin(R -r)-W叫、,(2.23)市丁存在制造丄艺误差，定子大小圆弧不同心，造 成了少屋流杲脉动。实践证明叶片数4的整数倍时，流笊 脉动最小，通常取叶片数为12或16片。玄双作用式叶片泵的结构特点（1）定子工作表面曲线定子工作曲线由两段大半径圆弧、两段小 半彳令闘弧及四段过渡曲 线组成。迄子过渡曲线 釆用阿甚米徳螺线或等 加速等减速曲线，可以 冇效保证叶片在转子径 向槽中滑动速度和加速 度变化

12、均匀减小叶片与定 子内表面的冲击.防止叶 片脱空。配流盘的作用是给泉 进行配油。为了保证配流 盘的吸、爪汕门在工作中 能隔斤，就必须使配流盘 上封油IX夹角E（即吸油窗丨I 和压油窗I Q间的夹角）大 F或等于两个相邻叶片间 的夹角.即：图3.20世子曲线侧瓠部分央角和配淹盘封油区夹彌关系&(Q)二Q封汕区所对应的夹角必须等，或稍kPW个吋片之间的夹角。 b）叶片根部与高压油腔相通.保证叶片紧压在定了内农面上. 在配油盘上开三和槽5叶片倾角压力角0 :定子对叶片 的法向反力Fn与叶片运 动方向的夹角。倾角2 :叶片与转子径 向半径的夹角。将叶片顺 着转子转动方向前倾个 角度K这样就可以减小 侧

13、向分力珂，使叶片在槽 屮移动灵活，并对减少桝 损。液压泵的叶片侦角一 般取为1014 图3.22 叶片的倾角二、单作用叶片泵压油区封油区封油区吸油区I单作用叶片泵工作原理存在闲油现彖配流盘的吸、排油窗口间的密封角略人于两相邻叶片间 的夹角，I何单作用叶片泵的定子不存在与转子同心的I员I弧段, 因此，半上述被封闭的容腔发个变化时，会产生与齿轮泵相 类似的困油现彖。通常，通过恥流盘扌II柚窗口边缘开三角卸 荷槽的方法来消除闲油现彖。转子承受径向液压力单作川叶片泵转子上的径向液压力不平衡，轴承负荷较 人。这使泵的_L作压力和扌lh R的提岛均受到限制。由于叶片底部 分別通吸、压汕， 叶片顶、底受力平

14、 衡,故叶片向外运 动主耍巨旋转时的 惯性力与离心力等 的合力，其合力方 向与转了径向尤 夹角a ,应尽量与 转子中叶片槽方向 一致,为此叶片槽 应向后倾20 30 。ff 3.26变枇叶片杀的转子恋阮茨At3.排量和流量计算v=( V,-V2 )zV = 27TDBe q = 27iDBenripv图3-27单作用叶片泵流fit计覧I单作用叶片泵定、转子偏心安装。改变转子和定子的偏心距,即可改变排量,故可做变 量泵，但其容积变化不均匀，故冇流量脉动，叶片应取 奇数，一般为13到15。三.单作用变量叶片泵单作用变慣泵的分炎限压式 恒压式 恒流量式手动改变偏心方式自动1 限压式变量叶片泵的工作原理和特性作用：利用泵的出口压力变化自动改变输出流量0分类：根据控制方式，町分为外反馈内反馈（1）外反馈限压式变量叶片泵3转子纟II成：变量泵主体、限 压弹赞、调节机构（