第2章 液压泵和液压马达(续)

1、第2章 液压泵和液压马达（续）一、工作原理（单作用式） 组成：定子、转子、叶片、配油盘、传动轴、组成：定子、转子、叶片、配油盘、传动轴、壳体等。壳体等。叶片泵工作必要条件解析1、吸排油腔由叶片、转子、定子和端盖构成。随着转子的转动，叶片在转子的径向槽内往复运动，朝偏心大的方向运动时容积增大，朝偏心小的方向运动时则反之。2、叶片、转子、定子和端盖把吸排油腔隔开；3、吸排油腔之间有叶片包围的运动容积，保证油液进入排油腔前完成离开吸油腔，反之亦然。单作用叶片泵特点单作用叶片泵特点1 转子转一转，吸压油各一次。转子转一转，吸压油各一次。 称单作用式称单作用式 2 吸压油口各半，径向力不平衡。吸压油口各

2、半，径向力不平衡。 称非卸荷式称非卸荷式结构特点：结构特点： 定子右边控制活塞作用着泵的出口压力油，左边作用着定子右边控制活塞作用着泵的出口压力油，左边作用着调压弹簧力。当调压弹簧力。当F F F Fs s，定子将向偏心减小的，定子将向偏心减小的方向移动。方向移动。限压式变量叶片泵限压式变量叶片泵工作原理：工作原理：当当PAPAx x F Fs s时时e=ee=emaxmaxq=qq=qmaxmax定定量泵量泵当当PAxPAxFsFs时时e=ee=emaxmaxx xq = qq = qm a xm a x p fp f(x(x) )变量泵变量泵FsPAX当当P PP Pc c时时 q q=f

3、(e=f(e) ) p p q q减小减小 BCBC段段当当P PP Pc c时时 q q=0=0调节定子右边的螺钉，改变调节定子右边的螺钉，改变e emaxmax AB线上下平移线上下平移调节压力调节螺钉的预压缩量调节压力调节螺钉的预压缩量x x0 0 BC线左右平移线左右平移更换弹簧更换弹簧 BC线线斜率变化斜率变化peqkkq1泵实际输出流量关系式：泵实际输出流量关系式： kqkq泵的流量常数，泵的流量常数，k1k1泵的泄漏常数泵的泄漏常数 当当pApAx x F Fs s时，定子左移，泵的流量减小，流量为：时，定子左移，泵的流量减小，流量为：pqkekq1maxpqkkkAkkexkq

4、sxsqq)()(1max0kkkAexkpqsxs1max0max)(二、双作用叶片泵（平衡式） 排量和流量V=2B(R2-r2)-2ZSB(R-r)/cos叶片泵流量的均匀性取决于定子曲线的形状与泵的叶片数；叶片泵的流量脉动性较小；对双作用叶片泵，为保证密封，必须使油窗孔的间隔角大于叶片的间距角。定量泵在转速不变的情况下，其平均理论流量不变；变量泵在转速不变的情况下，其平均理论流量可在一定范围内发生变化；变量泵的变量实质改变泵的几何结构尺寸，从而改变泵的排量；变量叶片泵通常是指单作用式叶片泵。三、定量和变量四、主要性能特点1、结构较齿轮泵复杂2、价格适中3、噪声小4、自吸能力适中5、流量脉

5、动较小6、工作效率一般1、避免叶片“脱空”现象； 否则，叶片和定子撞击并产生噪声，造成严重流量脉动。2、使叶片的受力状况良好，避免软硬冲点； 否则，因摩擦自锁而折断，易产生撞击和噪声。3、选择合适的叶片数和定子曲线的形状。 否则，造成流量的脉动性较大。五、主要技术要点1、叶片泵的高压化主要针对双作用式，这是因为它的径向液压力基本上是平衡的；六、叶片泵的高压化2、叶片泵的高压化主要是限制叶片和定子内表面的磨损；3、减小接触应力常用的三种方法。 减小叶片在吸油区的受压面积； 用弹簧力代替吸油区叶片底部的液压力； 降低在吸油区叶片底部的液压力。Double-vanesingle-vane七、小结（一

6、）单作用式1、主要用作变量泵，一般不作高压泵；2、叶片数一般为奇数；3、定转子均为圆形，偏心安装；4、叶片槽相对转向往后倾斜(130)。（二）双作用式1、主要用作定量泵，可作高压泵；2、叶片数一般为偶数；3、定转子同心安装，定子内表面由长圆弧面、短圆弧面和过渡曲面组成；4、叶片槽相对转向往前倾斜。unbalancedBalanced一、概述轴向柱塞泵缸体固定式缸体旋转式斜盘式斜轴式径向柱塞泵多行程式偏心式缸体固定式缸体旋转式往复柱塞式凸轮式曲轴式往复式主要性能特点柱塞泵在高压下的容积效率非常高，故主要用在高压场合；柱塞泵结构复杂，成本较高；变量能力很强；自吸能力不如其它液压泵好；噪声较大。 二

7、、轴向柱塞泵（一）斜盘式（缸体旋转）滑靴柱塞轴缸体斜盘配流盘吸油口出油口aDZdPiVtan*2*4/排量的计算V-泵的排量d-柱塞的直径Z-柱塞的个数D-柱塞在刚体上的分布圆直径 关键研究技术1、柱塞与缸体柱塞孔的润滑特性；2、柱塞与滑靴；3、滑靴与斜盘的润滑特性；4、缸体与配流盘的润滑特性；5、配流盘的结构设计；降噪气蚀研究（二）斜轴式（缸体旋转）轴柱塞缸体主要特点优点:斜轴式轴向柱塞泵由于连杆与传动盘之间采用球铰链连接,没有斜盘式轴向柱塞泵滑靴这样的薄弱环节,所以具有耐冲击、寿命长、工作可靠、自吸能力强等优点。缺点：流量调节机构比较复杂，外形尺寸和质量较大，柱塞连杆副和传动盘的加工较斜盘

8、式难度大。应用场合：工程机械及冶金、矿山、起重、运输、船舶等机械的液压系统中。（三）缸体固定式（斜盘旋转）1、缸体旋转式的容易变量，同样的结构可用作马达；2、斜盘式的结构最紧凑；3、斜盘式的排量不如斜轴式大（斜盘角一般最大为180，斜轴角一般最大可达300），容积效率不如斜轴式的高；（四）特点比较4、缸体固定式柱塞泵的结构较缸体旋转式的简单，前者的工作压力可更高；5、缸体固定式变量困难，不能用作马达。三、径向柱塞泵主要特点1、比轴向柱塞式复杂，体积大，变量困难；2、工作压力高，可达70MPa；3、阀配流式柱塞泵的压力高，高速时阀的滞后对容积效率影响较大，一般转速限定在10001500r/min

9、；4、配流阀一般有锥阀、球阀和平板阀三种，平板式的结构简单，惯性小，比较常用。四、往复柱塞泵五、小结1、柱塞泵主要用于高压、高效率的场合；2、轴向柱塞泵（缸体旋转式）变量容易，结构紧凑；3、径向柱塞泵和往复柱塞泵变量困难，工作压力很高，转速不宜过大；4、配流盘和配油阀是影响柱塞泵工作性能（噪声、气蚀和效率等）的关键部件；5、对油液的精度要求较高。液压马达一、总述（一）液压马达符号（二）马达与泵的差异1、马达需要正反转，要求结构对称，而泵一般是单向旋转；2、为改善泵的吸油能力，通常把吸油口做得比排油口大，而马达没这一要求；3、确定马达的轴承结构和润滑方式时，应保证较宽的工作转速范围；4、泵要求具

10、有自吸能力，马达则不要求；5、要求马达有较大的起动扭矩，尽量使起动扭矩接近工作状态下的扭矩。（三）主要参数及计算1. 输入参数 流量Q(L/min) 进出口压差p(MPa) 输入功率Ni= pQ (kW)2. 理论转速nt nt=Q / V（r/min) 式中,V为马达的排量,mL/r。3. 理论输出扭矩Tt Tt= pQ /2n= pV /2 （N.m）4. 容积损失Q和容积效率v Q = Q- Qt Q=CVp / v= Qt / Q=(Q- Q)/ Q5. 机械损失 T与机械效率m T = T t T T =V(C1 n+C2p ) / 2 m= T / T t = (T t T )/

11、T t 6.实际转速n n=Qt / V7.实际输出扭矩T T= Tt . m 8.实际输出功率No No=T.2n9.总效率 Ni /No= v . m （四）特性曲线QtQQTtTT p1vm1、液压马达的起动性能主要由起动扭矩T0和起动机械效率m0来描述；2、起动机械效率是指马达由静止状态起动时，马达实际输出的扭矩与它在同一工作压差时的理论扭矩之比，即m0= T0 / Tt；（五）起动性能3、起动扭矩和起机械效率的大小不仅与摩擦力矩有关，而且还受扭矩脉动性及轴的位置状态的影响。（六）最低稳定转速1、最低稳定转速是指液压马达在额定负载下，不出现爬行现象的最低转速；2、爬行产生的原因如下：

12、摩擦力的大小不稳定； 马达理论扭矩的不均匀性； 泄漏量大小不稳定。3、多作用内曲线马达的低速性能最好，可达0.11rpm，齿轮马达的低速性能最差，其最低稳定转速一般在200300rpm。（七）最高使用转速 液压马达的转速不能任意提高，它主要受以下因素限制： 1.使用寿命的限制； 2.机械效率的限制； 3.背压的限制。 制动性能是衡量液压马达的进出油口切断后，转动完全停止的程度和效果的一种能力。 制动性能以柱塞式马达为最佳，其中端面配流的柱塞马达比径向配流的柱塞马达好。（八）制动性能 液压马达不能完全避免泄漏现象，因此无法保证绝对的制动性，如需长时间制动时，应该另设其它制动装置。（九）液压马达的

13、分类液压马达可分为： 高速（HSLT）：额定转速高于500rpm，其基本型式有齿轮式、螺杆式、叶片式和轴向柱塞式； 低速（LSHT）：额定转速低于500rpm，其基本型式是径向柱塞式。二、几种液压马达（一）齿轮马达 要点1、必须有单独的泄漏油口；2、齿数一般大于14，多齿数对改善低速稳定性、提高起高起动性能、减振和降噪都有好处。（二）叶片马达 要点1、马达叶片用弹簧将其推出,以防起动时造成高低压串通；2、叶片安放角为0度，顶端对称倒角，以适应正反转的要求。（三 ）轴向柱塞马达（四）径向柱塞马达三、马达的应用（一 ）浮动控制 利用外加单向阀把马达的进出油口连接起来，实现浮动控制。（二 ）减速控制 提高马达的工作背压可准确控制马达减速。另外，也可利用制动阀的节流作用来控制马达的减速速率。（三）反向控制 对于驱动大负载的马达反向控制，应保证消除压力冲击和低压口的及时补油，从而避免元件的振动、气蚀和损坏。（四）速度控制 通过设置不同的流量阀回路