第2章 能源装置

1、第二章 能源装置2.1 概述2.2 齿轮泵与齿轮马达2.3 叶片泵2.4 柱塞泵与柱塞马达2.5 气源装置第二章 能源装置2.1.1 容积式泵（压缩机）、马达的工作原理1234561凸轮2柱塞3弹簧4密封工作空间5吸油阀6压油阀第一节第一节 概述概述靠密封工作空间的容积变化工作第二章 能源装置2.1.2 容积式泵、马达的性能参数及计算1.压力液压系统的工作压力是由载荷决定的液压泵出口压力液压马达进口压力额定压力在规定的温度、转速、寿命等条件下 可以长时间运转的最高压力工作压力允许短时间超载工作的压力0.5-1.0小时取决于元件的强度、密封件性能、效率最大压力实际工作时的压力第一节第一节 概述概

2、述第二章 能源装置2.流量和排量流量理论流量单位时间排出(输入)流体的理论值实际流量 单位时间排出(输入)流体的实际值符号: q单位:m3/s l/min单位时间内,泵或马达平均输出或输入的流体体积泄漏流量压差作用下由高压区漏到低压区的流量pkqll用 表示thqlthqqq理论流量与实际流量的关系第一节第一节 概述概述第二章 能源装置排量泵(马达)每转一周工作腔几何容积的变化量符号:DV单位:ml/rnDqVth产品铭牌上的流量是泵或马达在额定工况下的实际流量对于泵plpthpqqq对于马达MlMthMqqq排量取决于泵、马达的几何结构参数理论流量第一节第一节 概述概述第二章 能源装置3.转

3、速n(r/min)额定转速在额定工况下可以长时间运转的转速最高转速泵不吸空的最大转速马达可以正常运转的最大转速最低转速泵有稳定的流量输出的最低转速马达不产生爬行的最低转速产品铭牌上通常给出泵或马达的额定转速和最高转速第一节第一节 概述概述第二章 能源装置第一节第一节 概述概述第二章 能源装置4.功率和效率功率液压马达液 压 泵 输入机械能、输出液压能输入液压能、输出机械能功率计算液压泵输入功率输出功率泵的总效率pppppin2nTTPp0p0pppoutqpqpPppp0p0pppinpoutp2nTqpqpPPpppppinpoutp2nTqpPP一般 有0p0p第一节第一节 概述概述第二章

4、 能源装置液压马达输入功率输出功率马达的总效率MMMinqpPMMMout2nTPMMMMMinMoutM2qpnTPP当背压 有0M0pMM0MMMM0M0MinMoutM)(2qppnTqpPP第一节第一节 概述概述第二章 能源装置效率容积效率v设工作时从高压腔到低压腔的泄漏量为lq泵pthppvqqpthplpthqqqpVpppl1nDpk马达MMthMvqqMlMthMthqqqMthMMl/11qpk1)工作时,容积效率将随着工作压力、转速、油液 的粘度的变化而变化2)产品铭牌上的容积效率是元件在额定工况下的值第一节第一节 概述概述第二章 能源装置设工作时机械扭矩损失,实际扭矩,理

5、论扭矩分别为thl , ,TTT泵TTthpmlththTTTthl/11TT马达thMmTTthlthTTT thl1TT机械效率m第一节第一节 概述概述第二章 能源装置泵或马达输出功率与输入功率的比总效率mv泵pinpoutPPpppp2TnqppmthpvVppp/2TnDnppmpVpppvVppp/nDpDnppmpv马达MinMoutPPMMMM2qpTnMvVMMMMmMth/2DnpnTMvMVMMMmVMMM/nDpDnpMmMv第一节第一节 概述概述第二章 能源装置5.液压马达的输出转速和输出转矩输出转速MnVMMvMMDqn输出转矩MTMmVMM0MM2DppT第一节第一

6、节 概述概述第二章 能源装置泵pthTpwpppqpthqpppTpwpmpv小结马达MthTMwMqMthqMpMTMwMmMvMpnDqVthnw2M速度取决于流量,压力取决于负载第一节第一节 概述概述第二章 能源装置泵T qp0qtqvTtT马达T qp0qtqvTtT第一节第一节 概述概述第二章 能源装置液压泵作用和分类1.作用液压泵和液压马达都是能量转换元件液压泵输入机械能 输出液压能 动力元件液压马达输入液压能输出机械能执行元件2.分类按结构齿轮式叶片式柱塞式按排量定量泵(马达)变量泵(马达)第一节第一节 概述概述第二章 能源装置1泵体2齿轮3转子4吸油腔5压油腔12345M 具备

7、密封的工作空间吸油：吸油腔体积周期性由小到大;轮齿脱开排油：排油腔体积周期性由大到小;轮齿啮合配油：轮齿的顺序啮合。2.2.1 工作原理第二节第二节 齿轮泵与齿轮马达齿轮泵与齿轮马达第二章 能源装置排量DhbDvp 22zm b式中,D节圆直径; h齿高;b齿宽; m模数;z齿数.通常bzmD2vp66. 6实际流量pvp2p66. 6bnzmq 平均流量流量脉动率pminpmaxpqqq理论流量pvppnDq 第二节第二节 齿轮泵与齿轮马达齿轮泵与齿轮马达第二章 能源装置第二节第二节 齿轮泵与齿轮马达齿轮泵与齿轮马达第二章 能源装置第二节第二节 齿轮泵与齿轮马达齿轮泵与齿轮马达第二章 能源装

8、置第二节第二节 齿轮泵与齿轮马达齿轮泵与齿轮马达第二章 能源装置第二节第二节 齿轮泵与齿轮马达齿轮泵与齿轮马达第二章 能源装置2.2.2 结构特点1）.困油产生原因:1123412341234危害封闭腔容积的减小使其压力升高,径向力增大;封闭腔容积的增大使其压力下降,产生气穴。引起振动和噪音减小困油方法在泵体两侧盖板上开对称卸荷槽第二节第二节 齿轮泵与齿轮马达齿轮泵与齿轮马达第二章 能源装置2）.泄漏（1)啮合线间隙1（2)齿顶与泵体内孔的间隙2（3)齿轮两侧端面与 两侧盖板的间隙 75%80%pvp措施使减小端面间隙第二节第二节 齿轮泵与齿轮马达齿轮泵与齿轮马达第二章 能源装置3）.径向不平

9、衡力产生原因吸油腔压油腔压力不等靠近吸油腔p靠近压油腔p危害轴弯曲 加速轴承磨损措施缩小压油口,增大径向间隙第二节第二节 齿轮泵与齿轮马达齿轮泵与齿轮马达第二章 能源装置2.2.3 优缺点1)结构简单,紧凑,允许转速高;2)重量轻,可以制成多联;3)成本低;4)工作可靠,维修方便;5)对污物不敏感;6)流量波动大,噪音大,排量不可变。第二节第二节 齿轮泵与齿轮马达齿轮泵与齿轮马达第二章 能源装置2.2.4 内啮合齿轮泵渐开线齿轮泵摆线齿轮泵(转子泵)12345671吸油腔2压油腔3隔板4转子5小齿轮6内齿轮7壳体124567第二节第二节 齿轮泵与齿轮马达齿轮泵与齿轮马达第二章 能源装置内啮合齿

10、轮泵内啮合齿轮泵内啮合齿轮泵内啮合齿轮泵EscEscS S结束结束暂停暂停 / 重新启动重新启动江苏大学第二节第二节 齿轮泵与齿轮马达齿轮泵与齿轮马达第二章 能源装置结构特点:1)结构紧凑,尺寸小,重量轻;2)磨损小,使用寿命长;3)流量脉动率小,噪声和冲击小;4)齿型复杂,加工精度高;第二节第二节 齿轮泵与齿轮马达齿轮泵与齿轮马达第二章 能源装置1.工作原理齿受力面积不同,产生扭矩,带动齿轮转动2.结构特点1)进回油口相同,卸荷槽对称 实现马达正反转2)有外泄口齿轮马达第二节第二节 齿轮泵与齿轮马达齿轮泵与齿轮马达第二章 能源装置2.2.5 齿轮马达第二节第二节 齿轮泵与齿轮马达齿轮泵与齿轮

11、马达第二章 能源装置摆线液压马达第二节第二节 齿轮泵与齿轮马达齿轮泵与齿轮马达第二章 能源装置1）. 工作原理1234652转子 3定子5轴6吸油口1压油口4叶片密封工作空间由相邻叶片,配油盘,定子和转子间组成的空间转子和定子不同心单作用转子每转一周,每个叶片伸缩一次完成一次吸油压油叶片底部通压力油变量泵通过改变偏心距2.3.1 单作用叶片泵第三节第三节 叶片泵和叶片马达叶片泵和叶片马达第二章 能源装置单作用叶片泵单作用叶片泵单作用叶片泵单作用叶片泵EscEscS S结束结束暂停暂停 / 重新启动重新启动江苏大学凌智勇第三节第三节 叶片泵和叶片马达叶片泵和叶片马达第二章 能源装置2).流量计算

12、qbeDnv 2式中,b叶片宽度;e转子偏心距;D定子内径。3).流量的脉动性设为两相邻叶片夹角q242222sin ()sin ()奇数叶片偶数叶片单作用叶片泵的叶片数为奇数第三节第三节 叶片泵和叶片马达叶片泵和叶片马达第二章 能源装置4).叶片安放角为了方便叶片向外伸出,使叶片紧贴定子内表面,将叶片向后倾斜放置，一般为24度5).特点1)可作变量泵;2)叶片底部通压力油;3)径向力不平衡。第三节第三节 叶片泵和叶片马达叶片泵和叶片马达第二章 能源装置2.3.2 双作用叶片泵1）. 工作原理转子和定子同心放置定子内表面由 4条封闭曲线(圆弧曲线)4条工作曲线(过渡曲线)双作用转子转一周,叶片

13、伸缩两次完成两次吸油压油转子所受径向力平衡第三节第三节 叶片泵和叶片马达叶片泵和叶片马达第二章 能源装置双作用叶片泵双作用叶片泵双作用叶片泵双作用叶片泵EscEscS S结束结束暂停暂停 / 重新启动重新启动江苏大学凌智勇第三节第三节 叶片泵和叶片马达叶片泵和叶片马达第二章 能源装置2）.流量计算qb Rr222()式中,b叶片宽度;R定子长轴半径;r定子短轴半径。流量的脉动性q 03）.结构特点（1)定子过渡曲线等加速曲线第三节第三节 叶片泵和叶片马达叶片泵和叶片马达第二章 能源装置（2)叶片安放角为减小切向力,叶片沿转子旋转方向倾斜放置一般为13度（3)叶片卸荷结构减小叶片与定子内表面作用

14、力双叶片,阶梯叶片,子母叶片结构（4)定量泵定子与转子同心,不能改变排量第三节第三节 叶片泵和叶片马达叶片泵和叶片马达第二章 能源装置双作用叶片泵第三节第三节 叶片泵和叶片马达叶片泵和叶片马达第二章 能源装置双联叶片泵第三节第三节 叶片泵和叶片马达叶片泵和叶片马达第二章 能源装置2.3.3 限压式变量叶片泵FsF结构:转子中心固定 定子可以水平移动原理:peDp工作过程:无外负载,定子最右端DmaxPFFFs,定子左移 Dp第三节第三节 叶片泵和叶片马达叶片泵和叶片马达第二章 能源装置第三节第三节 叶片泵和叶片马达叶片泵和叶片马达第二章 能源装置性能曲线qp0qtqpmaxpC第三节第三节 叶

15、片泵和叶片马达叶片泵和叶片马达第二章 能源装置限压式变量叶片泵第三节第三节 叶片泵和叶片马达叶片泵和叶片马达第二章 能源装置限压式变量叶片泵第三节第三节 叶片泵和叶片马达叶片泵和叶片马达第二章 能源装置2.3.4 叶片泵的特点流量均匀,运转平稳,噪音小,可制成多联;容积效率高;可以变量(单作用);无困油(双作用);自吸能力差;对污物敏感;结构复杂，加工精度要求高。第三节第三节 叶片泵和叶片马达叶片泵和叶片马达第二章 能源装置第三节第三节 叶片泵和叶片马达叶片泵和叶片马达第二章 能源装置2.3.5 双作用叶片马达1）.工作原理叶片受力面积不同,产生扭矩,使叶片带动转子转动2）.结构特点（1)叶片

16、两侧有环形槽,内置弹簧, 保证足够的启动力矩（2)叶片径向布置,实现马达正反转（3)叶片底部通高压油（4)有外泄口第三节第三节 叶片泵和叶片马达叶片泵和叶片马达第二章 能源装置工作原理: 柱塞在缸体内往复运动实现密封工作容积的变化分类按结构轴向柱塞泵径向柱塞泵斜盘式斜轴式第四节第四节 柱塞泵与柱塞马达柱塞泵与柱塞马达第二章 能源装置1.斜盘式工作原理12354AAA-Ar1斜盘2柱塞3缸体4传动轴5配油盘传动轴转运柱塞直线运动密封容积变化斜盘,配油盘固定配油盘: 吸油吸油腔压油压油腔第四节第四节 柱塞泵与柱塞马达柱塞泵与柱塞马达第二章 能源装置rr不变定量泵可变变量泵r单向变量泵(0ra)双向

17、变量泵(-ard隔开吸油腔和压油腔产生困油上方体积小小大下方体积大大小振动,噪音卸荷方法:()ad第四节第四节 柱塞泵与柱塞马达柱塞泵与柱塞马达第二章 能源装置第四节第四节 柱塞泵与柱塞马达柱塞泵与柱塞马达第二章 能源装置第四节第四节 柱塞泵与柱塞马达柱塞泵与柱塞马达第二章 能源装置第四节第四节 柱塞泵与柱塞马达柱塞泵与柱塞马达第二章 能源装置第四节第四节 柱塞泵与柱塞马达柱塞泵与柱塞马达第二章 能源装置第四节第四节 柱塞泵与柱塞马达柱塞泵与柱塞马达第二章 能源装置4.特点柱塞和缸体均为圆柱体,易加工,内泄小;缸体为厚壁孔,耐高压;体积小,重量轻;易实现变量;波动系数小, 若z=7,=2.52

18、%;构造复杂,成本高.第四节第四节 柱塞泵与柱塞马达柱塞泵与柱塞马达第二章 能源装置5.斜轴式轴向柱塞泵第四节第四节 柱塞泵与柱塞马达柱塞泵与柱塞马达第二章 能源装置A-AAAr传动轴转运柱塞直线运动密封容积变化配油盘固定r不变定量泵; 可变变量泵r第四节第四节 柱塞泵与柱塞马达柱塞泵与柱塞马达第二章 能源装置1)结构特点r柱塞不受径向力(与斜盘泵不同)球面配油,自动定心,自吸能力强改变角度可以变量耐冲击性强第四节第四节 柱塞泵与柱塞马达柱塞泵与柱塞马达第二章 能源装置2)流量计算rL2R柱塞行程sin2RL 每转排出的体积sin2422RzdLzdVVnq 0每转排出的体积流量qVnv第四节

19、第四节 柱塞泵与柱塞马达柱塞泵与柱塞马达第二章 能源装置斜轴式轴向柱塞泵第四节第四节 柱塞泵与柱塞马达柱塞泵与柱塞马达第二章 能源装置6.变量控制机构调整斜盘或斜轴角度,控制排量种类控制方式手动控制液压控制电气控制控制目的恒压力控制恒流量控制恒功率控制第四节第四节 柱塞泵与柱塞马达柱塞泵与柱塞马达第二章 能源装置第四节第四节 柱塞泵与柱塞马达柱塞泵与柱塞马达第二章 能源装置1).工作原理7.液压马达tgdpT42力sinRr 力臂第四节第四节 柱塞泵与柱塞马达柱塞泵与柱塞马达第二章 能源装置一个柱塞产生的力矩MTrdpRtgrii24sin总力矩ininiipRtgdMM121sin2所以力矩

20、随斜盘倾角的变化而变化;力矩是脉动的,波动的性质与泵相同。第四节第四节 柱塞泵与柱塞马达柱塞泵与柱塞马达第二章 能源装置曲轴连杆径向柱塞液压马达第四节第四节 柱塞泵与柱塞马达柱塞泵与柱塞马达第二章 能源装置INMINM型液压马达型液压马达第四节第四节 柱塞泵与柱塞马达柱塞泵与柱塞马达第二章 能源装置8.泵的选用1).压力齿轮泵低压叶片泵中压 柱塞泵高压2).排量定量齿轮泵,叶片泵,柱塞泵变量单作用叶片泵,柱塞泵变量方式单作用叶片泵改变偏心距柱塞泵改变斜盘或斜轴角度3).单双向单向泵齿轮泵,叶片泵,柱塞泵(r0)双向泵柱塞泵()r4).成本第四节第四节 柱塞泵与柱塞马达柱塞泵与柱塞马达第二章 能

21、源装置1、空气压缩机活塞式空气压缩机第五节第五节 气源装置及气动辅件气源装置及气动辅件第二章 能源装置第五节第五节 气源装置及气动辅件气源装置及气动辅件第二章 能源装置第五节第五节 气源装置及气动辅件气源装置及气动辅件第二章 能源装置第五节第五节 气源装置及气动辅件气源装置及气动辅件第二章 能源装置2、气动系统的主要辅助元件空气压缩机冷却油水分离贮气罐除水过滤系统（消声）（润滑剂）第五节第五节 气源装置及气动辅件气源装置及气动辅件第二章 能源装置1.分水滤气器作用清除气源中的水分、油分、灰尘等压缩空气旋风叶片空气高速旋转离心力分离杂质滤芯过滤清洁空气第五节第五节 气源装置及气动辅件气源装置及气

22、动辅件第二章 能源装置第五节第五节 气源装置及气动辅件气源装置及气动辅件第二章 能源装置第五节第五节 气源装置及气动辅件气源装置及气动辅件第二章 能源装置空气滤清器第五节第五节 气源装置及气动辅件气源装置及气动辅件第二章 能源装置空气滤清器第五节第五节 气源装置及气动辅件气源装置及气动辅件第二章 能源装置2.油雾器作用将润滑油雾化，对元件润滑第五节第五节 气源装置及气动辅件气源装置及气动辅件第二章 能源装置第五节第五节 气源装置及气动辅件气源装置及气动辅件第二章 能源装置油雾器第五节第五节 气源装置及气动辅件气源装置及气动辅件第二章 能源装置油雾器第五节第五节 气源装置及气动辅件气源装置及气动辅件