32液压与气压传动动力元件ppt课件

1、北京科技大学第第3 3章章 液压与气压动力元件液压与气压动力元件2019年修订版年修订版2019年修订版年修订版北京科技大学3.1 容积式液压泵的工作原理容积式液压泵的工作原理偏心轮偏心轮柱塞柱塞缸体缸体单向阀单向阀油箱油箱系统系统北京科技大学容积式与非容积式泵容积式与非容积式泵 容积式泵：依靠密封容积式泵：依靠密封容积的反复变化吸排容积的反复变化吸排液体的泵。液体的泵。 非容积式泵：依靠提非容积式泵：依靠提高液体动能的方式提高液体动能的方式提高液体位能的泵。高液体位能的泵。北京科技大学容积泵的工作三要素容积泵的工作三要素具有可靠的工作密封容腔；具有可靠的工作密封容腔；容腔的容积周期性的变化；

2、容腔的容积周期性的变化；吸压油腔相互分开，且有良好的密封性。吸压油腔相互分开，且有良好的密封性。液压泵中执行这一功能的部件被称为配油液压泵中执行这一功能的部件被称为配油装置。装置。北京科技大学容积式泵的分类容积式泵的分类北京科技大学液压泵的主要性能参数液压泵的主要性能参数1. 1. 压力压力工作压力工作压力 ：指液压泵在实际工作时输出油液的压力值：指液压泵在实际工作时输出油液的压力值, ,即泵口处压力值即泵口处压力值. .它取决于负荷及系统的泄漏等。它取决于负荷及系统的泄漏等。额定压力额定压力 ：指油泵在使用中推荐的最高使用压力：指油泵在使用中推荐的最高使用压力, ,正正常工作时的最大压力。常

3、工作时的最大压力。 吸入压力吸入压力: : 泵的吸入口压力。泵的吸入口压力。最高压力最高压力: : 泵的极限压力，极限承载能力；它取决于泵的极限压力，极限承载能力；它取决于泵中各元件的机械强度和密封。泵中各元件的机械强度和密封。北京科技大学2. 2. 流量流量排量排量V :V :液压泵转一周理论上排出的油液体积，又称液压泵转一周理论上排出的油液体积，又称理论排量或几何排量，其大小仅与液压泵的几何理论排量或几何排量，其大小仅与液压泵的几何尺寸有关，常用单位为尺寸有关，常用单位为 mL/r mL/r。理论流量理论流量qt:qt:泵在单位时间内排出油液的体积，它与泵在单位时间内排出油液的体积，它与泵

4、的排量泵的排量 V V 和转速和转速 n n成正比，成正比，qt=Vnqt=Vn，常用单位，常用单位为为 m3/s m3/s和和 L/min L/min。在工作压力为零时流量。在工作压力为零时流量。北京科技大学 V 排量； n 泵转速；v 泄漏系数 瞬时流量qin:指泵在每一瞬时的流量. 实际流量实际流量q:q:它是指泵工作时的输出流量它是指泵工作时的输出流量, ,它考虑到它考虑到泵的泄漏。泵的泄漏。 q= qt -q q= qt -q q q流量损耗流量损耗, ,由于泄漏引起流量的损失，由于泄漏引起流量的损失，与压力成正比。与压力成正比。 额定流量额定流量qn qn ：指泵在额定转速和额定压

5、力下输出：指泵在额定转速和额定压力下输出的流量的流量. .nVqvn北京科技大学 流量损耗流量损耗q q 随泵随泵的工作压力增加而增的工作压力增加而增加加 实际流量实际流量qn qn 随泵的随泵的工作压力增加而减少工作压力增加而减少 理论流量理论流量qtqt可以表可以表示为油泵工作压力为示为油泵工作压力为零时的流量零时的流量 q3.3.流量与压力关系流量与压力关系北京科技大学理论功率理论功率PtPt：泵的进出口压：泵的进出口压力差力差(Pa,(Pa,常用常用MPa)MPa)和理论流和理论流量量(m3/s) (m3/s) 之积之积输入功率输入功率Pi Pi ：转动泵的所需：转动泵的所需机械功率机

6、械功率 输出功率输出功率Po Po ：泵的进出口压：泵的进出口压力差力差(Pa)(Pa)和实际流量和实际流量(m3/s)(m3/s)之积之积nTTPi2pqPo4.4.泵的功率：泵的功率：tttTpqP北京科技大学容积效率容积效率vv：泵的实际流量和理论流量之比；由于泵：泵的实际流量和理论流量之比；由于泵的泄漏造成的能量损失。的泄漏造成的能量损失。机械效率机械效率pm pm ：转动泵的所需理论扭矩与实际所需扭：转动泵的所需理论扭矩与实际所需扭矩之比。由于泵的机械摩擦造成的能量损失。矩之比。由于泵的机械摩擦造成的能量损失。总效率总效率p p ：实际输出功率比驱动功率。：实际输出功率比驱动功率。)

7、1(tltlttpvqqqqqqqpmvppmvpttpmtpvtiopTpqTpqTpqPP)/(5. 5. 泵的效率泵的效率)1(TTTTTTTlltpm北京科技大学泵的性能曲线：泵的性能曲线：泵的泄漏量随压力升高而增大泵的泄漏量随压力升高而增大泵的容积效率随泵的工作压力的泵的容积效率随泵的工作压力的升高而降低升高而降低机械效率随泵工作压力升高而提机械效率随泵工作压力升高而提高。在达到某一值后，机械效率高。在达到某一值后，机械效率大致保持不变。大致保持不变。总效率在数值上等于容积效率和总效率在数值上等于容积效率和机械效率的乘积。总效率机械效率的乘积。总效率pp开始开始随压力增大很快上升，接

8、近液压随压力增大很快上升，接近液压泵额定压力时总效率最大，之后泵额定压力时总效率最大，之后又逐步降低。又逐步降低。北京科技大学油泵职能符号油泵职能符号单向定量泵双向定量泵单向变量泵双向变量泵泵与电动机的连接北京科技大学3.2 3.2 齿轮泵齿轮泵北京科技大学齿轮泵种类齿轮泵种类 1 1外啮合齿轮外啮合齿轮泵泵2 2内啮合齿轮内啮合齿轮泵泵3 3螺杆泵螺杆泵北京科技大学外啮合齿轮泵典型结构外啮合齿轮泵典型结构北京科技大学外啮合齿轮泵外啮合齿轮泵1-后泵盖后泵盖 ，2-滚针轴承，滚针轴承，3-泵体，泵体，4-主动齿轮，主动齿轮，5-前泵盖，前泵盖，6-传动轴，传动轴，7-键，键，8-从动齿轮从动齿

9、轮1.1.外啮合齿轮泵结构外啮合齿轮泵结构北京科技大学2.2.外啮合齿轮泵工作原理外啮合齿轮泵工作原理密封容腔的构成：齿密封容腔的构成：齿面啮合线、泵两端面、面啮合线、泵两端面、泵体内曲线泵体内曲线齿的啮合和分开，工齿的啮合和分开，工作容腔周期性的变化作容腔周期性的变化齿轮啮合线形成配油齿轮啮合线形成配油装置装置北京科技大学 1 1齿轮泵排量：齿轮泵排量： 2 2齿轮泵的理论流量：齿轮泵的理论流量： 其中：其中：n-n-转速转速 3 3影响流量的因素修正系数影响流量的因素修正系数 齿数；模数；齿轮宽度；转速。齿数；模数；齿轮宽度；转速。BzmBmzmBhDV22)2()(BmzV26 . 6n

10、Vq3.3.齿轮泵流量齿轮泵流量北京科技大学4.4.流量的脉动流量的脉动齿轮密封容积的变化率齿轮密封容积的变化率在齿轮转动过程中，不在齿轮转动过程中，不断变化引起输出流量的断变化引起输出流量的周期性的变动。周期性的变动。流量的脉动引起液压系流量的脉动引起液压系统流量变动，执行元件统流量变动，执行元件运动不稳定。运动不稳定。北京科技大学5.5.外啮合齿轮泵的主要问题外啮合齿轮泵的主要问题1 1径向受力不平衡：径向受力不平衡：北京科技大学改善措施改善措施缩小压油口；缩小压油口；扩大径向间隙扩大径向间隙-引起径向泄漏；引起径向泄漏；高压油引入低压区，高压油引入低压区，开压力平衡槽，开压力平衡槽，工艺

11、性不好，泄工艺性不好，泄漏大。漏大。控制齿轮宽度。控制齿轮宽度。北京科技大学2困油现象困油现象开始进入啮合开始进入啮合北京科技大学北京科技大学开始退出啮合开始退出啮合北京科技大学困油现象产生原因困油现象产生原因 a）b） 容积缩小，闭死容积产生高压 2 2困油现象困油现象北京科技大学 b） c） 容积增大，产生局部真空困油现象产生原因困油现象产生原因北京科技大学困油引起的结果困油引起的结果ab ab 容积缩小容积缩小 p p 高压油从一切可能泄漏的高压油从一切可能泄漏的缝隙强行挤出，使轴和轴缝隙强行挤出，使轴和轴承受很大冲击载荷，泵剧承受很大冲击载荷，泵剧烈振动，同时无功损耗增烈振动，同时无功

12、损耗增大，油液发热。大，油液发热。bc bc 容积增大容积增大 p p 形成局部真空，产生气穴，形成局部真空，产生气穴，引起振动、噪声、汽蚀等。引起振动、噪声、汽蚀等。北京科技大学消除困油的方法消除困油的方法准绳：准绳： ab密封容积减小，使之通密封容积减小，使之通压油口压油口bc 密封容积增大，使之密封容积增大，使之通吸油口通吸油口b 密封容积最小，隔开吸压密封容积最小，隔开吸压油油方法：方法： 在泵盖或轴承座上开在泵盖或轴承座上开卸荷槽以消除困油现象。卸荷槽以消除困油现象。压油口压油口吸油口吸油口北京科技大学道路：道路：（1 1齿轮端面与端盖，占总泄漏量齿轮端面与端盖，占总泄漏量75-80

13、%75-80%；（2 2齿顶和泵体，占总泄漏量齿顶和泵体，占总泄漏量15-20%15-20%；（3 3啮合线，占总泄漏量啮合线，占总泄漏量4-5%4-5%；3 3走漏走漏 ：改善措施：改善措施： 采用轴向自动补偿装置，消除齿轮采用轴向自动补偿装置，消除齿轮端面与端盖间的间隙。端面与端盖间的间隙。北京科技大学北京科技大学优点：优点：1 1结构简单、紧凑、价格便宜；结构简单、紧凑、价格便宜；2 2自吸力强，抗污染，工作可靠，耐冲击载荷；自吸力强，抗污染，工作可靠，耐冲击载荷；3 3使用寿命长，维修容易，不互换，应分组组使用寿命长，维修容易，不互换，应分组组装。装。缺陷：缺陷：1 1效率低，泄漏大；

14、效率低，泄漏大；2 2流量脉动大，噪音大；流量脉动大，噪音大；3 3不能改变流量；不能改变流量；4 4一般转向一定，由配油结构、泵体结构决定。一般转向一定，由配油结构、泵体结构决定。 6.6.外啮合齿轮泵的优缺点：外啮合齿轮泵的优缺点：北京科技大学内啮合齿轮泵内啮合齿轮泵北京科技大学内啮合齿轮泵典型结构内啮合齿轮泵典型结构北京科技大学优点：优点： 1 1、结构简单、紧凑；、结构简单、紧凑； 2 2、同向旋转，相对滑动小，磨损小，、同向旋转，相对滑动小，磨损小，使使 用寿命长；用寿命长； 3 3、压力脉动小；、压力脉动小； 4 4、噪音小。、噪音小。缺陷：加工精度高，成本高缺陷：加工精度高，成本高北京科技大学螺杆泵螺杆泵优点：结构紧凑，体积小，重量轻，自吸能力强，优点：结构紧凑，体积小，重量轻，自吸能力强，运转平稳，流量无脉动，噪声小，对油液污染不敏运转平稳，流量无脉动，噪声小