动力元件课件

1、动力元件第二章第二章 液压动力元件液压动力元件研究意义：研究意义：1、向液压系统提供动力源（压力能）；2、能量转换的核心元件。研究内容：研究内容：1、齿轮泵的结构及原理 （内、外啮合）2、叶片泵的结构及原理 （单、双作用）3、柱塞泵的结构及原理 （径向、轴向）4、泵的选用动力元件 泵的分类泵的分类 动力元件第一节第一节 液压泵概述液压泵概述一、液压泵的工作原理及特点一、液压泵的工作原理及特点1、工作原理、工作原理 以单柱塞液压泵原理为例： 偏心轮旋转，柱塞往复运动 向右 空间由小到大（吸油） 向左 空间由大到小（压油）将原动机输入的机械能 液体的压力能；原动机不停旋转，实现不断的吸、压油过程。

2、123456动力元件2、液压泵工作特点、液压泵工作特点（1）具有密封空间且能产生变化；（2）油箱的液体压力必须等于或大于大气压；（3）具有配油机构（隔开吸、压油腔，保证有规律吸排液体）。 容积式液压泵：容积式液压泵：依靠密封容积变化的原理进行工作。 油腔 吸油腔 压力决定于吸油高度和吸油管道阻力 压油腔 压力决定于外负载和排油管道阻力动力元件二、液压泵的主要性能参数二、液压泵的主要性能参数1、压力、压力 pa(n/m2 ) mpa bar 1mpa =10bar = 10.2kgf/ cm2 = 106 pa （1）工作压力工作压力 实际工作时输出压力 p = f(f) = （与外负载及排油压

3、力损失有关）（2）额定压力额定压力 正常连续运转时承受的最高压力（3）最高允许压力最高允许压力 泵短时间工作时的最高压力值 一般超过额定压力1025%af动力元件2、排量与流量、排量与流量（1）排量v ml/r 泵转一周，排出液体的体积 定量泵 （排量不可调节） 变量泵 （排量可以调节）（2）流量q m3 /s l/min 单位时间内泵所排出的液体体积。 理论流量q t q t =vn (无泄漏） 实际流量q q= q t q l 额定流量q n 在额定压力和额定转速下必须保证的流量。动力元件3、功率和效率、功率和效率（1）泵的功率损失）泵的功率损失 1）容积损失）容积损失 指泵流量上的损失（

4、 q t q ） 原因：原因：泵高压腔泄漏 油液压缩 吸油阻力大 油液粘度大等 表示方法：表示方法： vtqqtltqqq tlqq1q = q t =vnvv动力元件2）机械损失）机械损失 指泵在转矩上的损失 ttt 原因：原因：机械摩擦 液体粘性 表示方法：表示方法：（2）泵的功率）泵的功率 1）输入功率 （t输入转矩 角速度 ） 2）输出功率tttmlttttttltt /11ptnti2pqppfvpavpq动力元件（3）泵的总效率ipppqnt2pnvntvtm2/pnvpvnvm/vmtintpnvpqp2)(tpvt2动力元件（4）泵的特性曲线ttqtt qp0qvt动力元件第二

5、节第二节 齿轮泵齿轮泵动力元件一、外啮合齿轮泵一、外啮合齿轮泵 （低压泵p=2.5mpa)（一）工作原理（一）工作原理 根据容积泵工作条件：（1）密封容积空间（2）空间变化右侧啮合脱开容积由小 大 （吸油过程）左侧逐渐啮合容积由大 小 （压油过程）（3）配流机构啮合处齿面啮合线分隔成高、低压腔动力元件（二）排量和流量计算（二）排量和流量计算 （1）排量v 等于两齿轮齿间槽容积之和。 考虑齿间槽比齿体积大，取 （2）流量q q=vnvdhb 22zm bvzm b 6662.vbnzmq266. 6动力元件（三）结构特点及优缺点（三）结构特点及优缺点1、泄漏 由于相互运动需要和制造精度问题，泄漏

6、有三条途径： 1）轴向间隙（端隙）一般0.030.04 占7580% 2）径向间隙（径隙）一般0.130.16 占1520% 3）侧向间隙（侧隙） 占5%一般 间隙 泄漏 v 摩擦 m 动力元件2、困油 产生原因：1困死空间体积：变小 油压 p 径向力变大 局部真空 产生气穴现象 都会产生噪音。解决方法： 在端盖上开卸荷槽，a=2.78m。密封容积 与压油腔相通密封容积 与吸油腔相通动力元件3、径向不平衡力、径向不平衡力产生原因： 吸压油腔压力综合作用产生径向不平衡力。危害： 轴弯曲 轴承磨损解决方法：缩小压油口增大径向间隙动力元件4、优缺点、优缺点优点：1）结构简单 尺寸小 制造方便2）价格

7、低廉3）工作可靠 自吸力强4）对油污染不敏感缺点：1）承受径向不平衡力 摩擦严重2）泄漏大 工作压力提高受到限制3）压力、流量脉动大 噪音大动力元件（四）提高外啮合齿轮泵压力的措施（四）提高外啮合齿轮泵压力的措施方法：端面间隙自动补偿法 （浮动轴套法）动力元件二、螺杆泵和内啮合齿轮泵二、螺杆泵和内啮合齿轮泵1、螺杆泵、螺杆泵（1）基本组成）基本组成 泵体 三螺杆 1凸螺杆（主动螺杆） 2凹螺杆（被动螺杆）（2）工作原理）工作原理 实质是一种外啮合的摆线齿轮泵。密封空间 螺杆啮合线分割成多个空间 空间变化 左端形成 （吸油） 向右移动 右端消失（压油）配流机构 啮合线隔开高低压腔动力元件（3）结

8、构特点 螺杆直径d 槽深 排量v 螺杆长度l 密封层次 压力p（4）优缺点输油均匀、平稳（基本无脉动）容积效率最高（达9095%）摩擦损失小，使用寿命长对油污染不敏感制造困难（5）应用范围精密机床、设备作输送泵动力元件2、内啮合齿轮泵、内啮合齿轮泵按齿轮齿形可分 渐开线齿轮泵 摆线齿轮泵（转子泵）渐开线齿轮泵渐开线齿轮泵摆线齿轮泵摆线齿轮泵( (转子泵转子泵) )1 12 23 34 45 56 67 71吸油腔2压油腔 3隔板 4转子5小齿轮 6内齿轮 7壳体1 12 24 45 56 67 7动力元件（1）摆线泵工作原理）摆线泵工作原理 一对摆线齿轮啮合密封空间 啮合形成 外齿轮 凹齿 齿

9、数7、9、11 内齿轮 凸齿 齿数6、8、10空间变化 偏心e=25mm e q配流机构 端盖上有配流槽（2）特性）特性结构小巧q、p脉动小 噪音小运动件磨损小 寿命长齿形复杂 制造困难（3）应用）应用较多用于汽车、拖拉机润滑系统（曲轴等）。1 12 24 45 56 67 7动力元件第三节第三节 叶片泵叶片泵动力元件一、双作用式叶片泵一、双作用式叶片泵（一）基本结构（一）基本结构动力轴定子（外：圆 内：八段曲线）转子（开有径向槽 叶片可以 自由伸缩）叶片配油盘动力元件（二）工作原理（二）工作原理密封空间 叶片、转子、定子、配油盘等围成空间变化 轴转动（2、4象限吸油，1、3象限压油）配流机构

10、 配油盘（2、4象限吸油口，1、3象限压油口）动力元件动力元件（三）具体结构（三）具体结构1、转子2、滑动轴承3、左泵体4、吸油支承盘5、母叶片6、子叶片7、定子8、配油盘9、右泵体10、排油支承盘11、滚动轴承12、轴动力元件（四）结构特点（四）结构特点1、双作用式 2次/转吸、压油 特点：轴上无载 ，无径向力（卸荷泵）2、叶片伸缩 伸 离心力（不够大） 液压力（接高压油到叶片底部） 缩 四段过渡曲线压回3、定子曲线 四段圆弧曲线 封油曲线 四段过渡曲线 工作曲线 过渡曲线采用：等加速 等减速曲线动力元件4、叶片数与安装角 叶片数：为4倍数 12、16 安装角：前倾=1014（减少切向力，防

11、止叶片折断）5、流量计算 一般q=6100l/min n=10001500r/min动力元件（四）提高双作用叶片泵压力的措施（四）提高双作用叶片泵压力的措施1、压力提不高的原因 叶片处于 高压区 上下油压平衡 低压区 上小下大不平衡 叶片易折断2、采取措施降低叶片底部压力 （装阻尼槽、减压阀）减小叶片承压面积 子母叶片 阶梯叶片动力元件使叶片顶底部力平衡 双叶片结构 叶片弹簧结构动力元件二、单作用式叶片泵二、单作用式叶片泵（一）结构（一）结构 与双作用式相比差异之处： 1）定子内表面 圆表面 2）定子、转子偏置e 3）配油盘上两个槽（二）工作原理（二）工作原理 1）密封空间 同双作用式 2）空

12、间变化 偏置e 3）配流机构 配油盘动力元件二、单作用式叶片泵二、单作用式叶片泵（一）结构（一）结构 与双作用式相比差异之处： 1）定子内表面 圆表面 2）定子、转子偏置e 3）配油盘上两个槽（二）工作原理（二）工作原理 1）密封空间 同双作用式 2）空间变化 偏置e 3）配流机构 配油盘（三）结构特性（三）结构特性 1）单作用式 1次/转吸压油 造成：径向力不平衡 p额 7mpa53241单作用叶片泵.exe动力元件2）吸压油原理 偏心e e q (变量泵） e反向 吸压油口反向（双向泵）3）叶片数与安装角 叶片数：奇数13、15 脉动小 安装角：后倾=24 （利于叶片摔出与定子接触）4）流

13、量计算 可知：e 0 q 0 动力元件三、双级叶片泵和双联叶片泵三、双级叶片泵和双联叶片泵1、双级叶片泵、双级叶片泵 由两个单级叶片泵串接而成，转子装在一根动力轴上。工作压力：为单级的两倍职能符号：2、双联叶片泵、双联叶片泵 由两个单级叶片泵串接而成，转子装在一根动力轴上。流量：可得两种不同流量，可用于需要两种互不影响的独立油路中。职能符号：动力元件四、外反馈式限压变量叶片泵四、外反馈式限压变量叶片泵（一）结构（一）结构 在单作用式叶片泵的基础上，增加了三个装置：1）调压弹簧2）反馈活塞3）滑块滚针支承动力元件四、外反馈式限压变量叶片泵四、外反馈式限压变量叶片泵（一）结构（一）结构 在单作用式

14、叶片泵的基础上，增加了三个装置：1）调压弹簧2）反馈活塞3）滑块滚针支承（二）工作原理（二）工作原理 当弹簧选定时，ks一定，fs =ks x0 （x0预压缩量） 柱塞的液压力 f=pa (a柱塞底面积）动力元件动力元件1）pa fs 时 e=emax q=qmax 2） pa= fs 时 e=emax q= qmax 此时： pb = = (pb为泵的限定压力）3） pa fs 时 e q e 0 q 0 pa = ks （ x0 +x） x为附加压缩量 e= emax afsaxks0sbkppa动力元件（三）特征曲线（三）特征曲线 在使用过程中，可以调整改变泵的流量 - 压力特性： （1

15、）调节柱塞的限位螺钉，可以调节emax， 使ab段上下平移，从而调节了泵的最大输出流量和pmax值； （2）调节弹簧的预紧力fs ，可以使bc段左右平移，改变pc和 pmax值； （3）更换弹簧，可以改变弹簧的刚度k，从而可以改变bc段的斜率（pc不变，pmax随之变化）。动力元件第四节 柱塞泵动力元件一、径向柱塞泵一、径向柱塞泵1、结构 定子 转子 衬套 柱塞 配油轴动力元件2、工作原理密封空间空间变化 e形成 上部 空间小 大 吸油 下部 空间大 小 压油 配流机构 配油轴动力元件3、特性1）吸压油原理 e e q （变量泵） e反向 吸压油口反向（双向泵）2）柱塞原理 p pmax =25mpa3）柱塞数 奇数5、7、9 脉动小4）流量计算动力元件5）缺陷柱塞与定子点摩擦 限制了n配油轴使用（径向力不平衡、轴与套间泄漏）结构体积大动力元件二、轴向柱塞泵二、轴向柱塞泵动力元件（一）斜盘式柱塞泵结构1、传动轴2、斜盘3、柱塞4、缸体5、配油盘 动力元件（二）工作原理密封空间空间变化 形成 内部 空间小 大 吸油 外部 空间大 小 压油 配流机构 配油盘动力元件（三）特性及结构特点1）吸压油原理 q （变量泵） 反向 吸压油口反向（双向泵）2）柱塞数 奇数5、7、9 脉动小3）流量计算动力元件4）“滑履”结构改善了柱塞与斜盘接触情况 改为面接触 应力 摩擦 静压轴承作用 摩擦