第三章 液压传动装置课件

1、 第三章 液压动力装置 液压泵目的任务：目的任务：n了解液压泵主要性能参数分类了解液压泵主要性能参数分类n掌握泵原理、必要条件、排流量、齿轮泵原理、困油掌握泵原理、必要条件、排流量、齿轮泵原理、困油液压泵重点难点重点难点: 容积式泵工作原理、必要条件容积式泵工作原理、必要条件, , 泵工作原理、排流量泵工作原理、排流量 计算计算 容积式泵的共同弊病、容积式泵的共同弊病、 困油现困油现 象的实质及解决方法。象的实质及解决方法。 第一节 液压泵概述液压泵液压泵: : 将电动机或其它原动机输入的机械能转换为液将电动机或其它原动机输入的机械能转换为液体的压力能体的压力能, ,向系统供油。向系统供油。一

2、、液压泵的工作原理及种类容积泵工作原理液压泵工作原理 液压泵是通过密封容积的变化来液压泵是通过密封容积的变化来完成吸油和压油完成吸油和压油 ，又称容积泵。，又称容积泵。液压泵工作的必要条件：（1）必须有一个大小能作周期性变化的封闭容积； （2）应有配流装置 （3）吸油过程中，油箱必须与大气相通2.分类和符号按结构分按结构分齿轮泵齿轮泵柱塞泵柱塞泵螺杆泵螺杆泵叶片泵叶片泵变量泵变量泵定量泵定量泵按输出流量是按输出流量是否变化否变化1.1.液压泵实际工作时的输出油液的压力称为液压泵实际工作时的输出油液的压力称为工作压工作压。（PaPa，MPaMPa表示）表示） 2.2.液压泵在正常工作条件下液压泵

3、在正常工作条件下, ,按试验标准规定连续运转按试验标准规定连续运转的最高压力称为液压泵的的最高压力称为液压泵的额定压力额定压力。 3.3.吸入压力：指液压泵进口处的压力。吸入压力：指液压泵进口处的压力。二、液压泵的主要性能参数1.1.液压泵的压力液压泵的压力按压力分按压力分低低 压：压：2.5MPa中中 压：压：2.58MPa 高高 压：压：1632MPa 超高压超高压： 32MPa 中高压：中高压：816MPa 按压力分级按压力分级2、排量和流量、排量和流量 1）排量排量V V ：是泵主轴每转一周所排出液体体积的理论值主轴每转一周所排出液体体积的理论值，如泵排量固定，则为定量泵；排量可变则为

4、变量泵。常用单位为mL/r。 2）理论流量理论流量 ：无内外泄漏时，单位时间内泵排出液无内外泄漏时，单位时间内泵排出液体的体积体的体积。泵、马达的流量为其转速与排量的乘积，即 。tqVnqt 3）实际流量实际流量 ：泵工作时实际输出的流量泵工作时实际输出的流量。 qqqqt 4）额定流量额定流量 ：在额定转速和额定压力下泵输出的流在额定转速和额定压力下泵输出的流量，量，也是按试验标准规定必须保证的流量。由于泵存在内泄漏，油液具有压缩性，所以额定流量和理论流量是不同的。 nq2）输入功率输入功率 ：iPpqAqpApAFP0iiinTTP23）输出功率输出功率 ：oP3.液压泵的功率和效率液压泵

5、的功率和效率4、效率、效率1、容积效率容积效率 ：泵的实际流量与理论流量之比。pv2)机械效率机械效率 ：泵所需要的理论转矩Tt与实际转矩T的比值称为机械效率。pmitttPPnTnTTT22mp(3-10)Vnqqqqqqqqttttvp11（3-7）3)总效率总效率 ：是泵输出功率与输入功率之比。pmpvp22ittttiopPPqqnTpqqqnTpqPP例3.1 某液压系统，泵的排量V10m L/r，电机转速n1200rpm，泵的输出压力p=5Mpa，泵容积效率pv0.92，总效率p0.84，求 1）泵的理论流量；2）泵的实际流量；3）泵的输出功率；4）驱动电机功率。解：1）泵的理论流

6、量 12120010103Vnqt2) 泵的实际流量04.1192.012pvtqq 3)泵的输出功率)(9 . 06004.115kwpqPo 4）驱动电机功率 )(07. 184. 09 . 0kwPPpOi第二节 齿轮泵 分类、组成、工作原理、分类、组成、工作原理、 结构特点结构特点齿轮泵的分类 外啮合外啮合 内啮合内啮合一、齿轮泵的工作原理一、齿轮泵的工作原理工作原理：工作原理： 密封容积形成：齿轮、泵体内表面、前后泵盖围成密封容积形成：齿轮、泵体内表面、前后泵盖围成 齿轮退出啮合齿轮退出啮合, ,容积容积吸油吸油密封容积变化密封容积变化 齿轮进入啮合齿轮进入啮合, ,容积容积压油压油

7、吸压油口隔开：两齿轮啮合线及泵盖吸压油口隔开：两齿轮啮合线及泵盖 二、齿轮泵的结构组成组成: : 前、后泵盖，前、后泵盖，泵体，一对齿数、泵体，一对齿数、 模数、齿形完全相模数、齿形完全相同的渐开线外啮合同的渐开线外啮合。三是通过齿轮两端面和侧板间的间隙端面间隙端面间隙 二是通过泵体定子环内孔和齿顶间的径向间隙齿顶间隙齿顶间隙 一是通过齿轮啮合线处的间隙齿侧间隙齿侧间隙 1.泄漏泄漏2.2.径向力不平衡径向力不平衡 在齿轮泵中，油液作用在轮外缘的在齿轮泵中，油液作用在轮外缘的压力是不均匀的，从低压腔到高压压力是不均匀的，从低压腔到高压腔，压力沿齿轮旋转的方向逐齿递腔，压力沿齿轮旋转的方向逐齿递

8、增，因此，齿轮和轴受到径向不平增，因此，齿轮和轴受到径向不平衡力的作用。衡力的作用。 常采取缩小压油口的办法减小径常采取缩小压油口的办法减小径向不平衡力。向不平衡力。压力越高，径向不平衡力越大，它能使泵压力越高，径向不平衡力越大，它能使泵轴弯曲，使定子偏磨，加速轴承的磨损，轴弯曲，使定子偏磨，加速轴承的磨损，降低轴承使用寿命。降低轴承使用寿命。3.困油现象产生原因 为保证齿轮连续平稳运转，又能够使吸压油口隔为保证齿轮连续平稳运转，又能够使吸压油口隔开，齿轮啮合时的重合度必须大于开，齿轮啮合时的重合度必须大于1 1 有时会出现两对轮齿同时啮合的情况，在齿向啮有时会出现两对轮齿同时啮合的情况，在齿

9、向啮合线间形成一个封闭容积合线间形成一个封闭容积困油现象产生原因 ab ab 容积容积缩小缩小 困油现象产生原因b c b c 容积容积增大增大困油引起的结果ab ab 容积缩小容积缩小 p p 高压油从一切可能泄漏的缝隙强行挤出，使轴和轴高压油从一切可能泄漏的缝隙强行挤出，使轴和轴承受很大冲击载荷，泵剧烈振动，同时无功损耗增大，承受很大冲击载荷，泵剧烈振动，同时无功损耗增大，油液发热。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，引起振动、噪声、汽蚀等形成局部真空，产生气穴，引起振动、噪声、汽蚀等总之：由于困油现象，使泵工作性能不稳定，产生振动、总之：由于困油现象，

10、使泵工作性能不稳定，产生振动、噪声等，直接影响泵的工作寿命。噪声等，直接影响泵的工作寿命。消除困油的方法原则：原则：ab ab 密封容积减小，使之通压油口密封容积减小，使之通压油口 bc bc 密封容积增大，使之通吸油口密封容积增大，使之通吸油口 在在b b点密封容积最小，隔开吸压油点密封容积最小，隔开吸压油方法：方法：在泵盖（或轴承座）上开卸荷槽以消除困在泵盖（或轴承座）上开卸荷槽以消除困油，油，CB-BCB-B形泵将卸荷槽整个向吸油腔侧平移一段形泵将卸荷槽整个向吸油腔侧平移一段距离，效果更好距离，效果更好外啮合齿轮泵的优点w结构简单，制造方便，价格低廉结构简单，制造方便，价格低廉w结构紧凑

11、，体积小，重量轻结构紧凑，体积小，重量轻w自吸性能好，对油污不敏感自吸性能好，对油污不敏感w工作可靠，便于维护工作可靠，便于维护外啮合齿轮泵的缺点n流量脉动大流量脉动大n噪声大噪声大n排量不可调排量不可调第三节 叶片泵目的任务目的任务:n了解叶片泵的分类、结构了解叶片泵的分类、结构 n掌握叶片泵的工作原理和特性曲线掌握叶片泵的工作原理和特性曲线重点难点:n双作用叶片泵的工作原理双作用叶片泵的工作原理 n限压式变量叶片泵的工作原理、特性曲线和应限压式变量叶片泵的工作原理、特性曲线和应用用叶片泵的分类单作用叶片泵双作用叶片泵一、双作用叶片泵一、双作用叶片泵双作用叶片泵的工作原理双作用叶片泵的工作原

12、理 1）组成）组成 组成：组成：定子、转子、叶片、配油盘、定子、转子、叶片、配油盘、 传动轴、壳体等传动轴、壳体等工作原理：工作原理：图2.12 双作用叶片泵工作原理1定子；2 压油口；3 转子；4 叶片；5 吸油口图中，当转子顺时针方向旋转时，密封工作腔的容积在左上角和右下角处逐渐增大，为吸油区，在左下角和右上角处逐渐减小，为压油区；吸油区和压油区之间有一段封油区将吸、压油区隔开。 图2.12 双作用叶片泵工作原理1定子；2 压油口；3 转子；4 叶片；5 吸油口 这种泵的转子每转这种泵的转子每转一转，每个密封工一转，每个密封工作腔完成吸油和压作腔完成吸油和压油动作各两次，所油动作各两次，所

13、以称为以称为双作用叶片双作用叶片泵泵。 配流盘的作用是给泵进行配油。配流盘的作用是给泵进行配油。为了保证配流盘的吸、压油口在工作为了保证配流盘的吸、压油口在工作中能隔开，就必须使配流盘上封油区中能隔开，就必须使配流盘上封油区夹角夹角(即吸油窗口和压油窗口之间的夹即吸油窗口和压油窗口之间的夹角角)大于或等于两个相邻叶片间的夹角。大于或等于两个相邻叶片间的夹角。 封油区所对应的夹角必须等于或稍大于两个叶片之间的夹角。封油区所对应的夹角必须等于或稍大于两个叶片之间的夹角。 b) 叶片根部与高压油腔相通，保证叶片紧压在定子内表面上。叶片根部与高压油腔相通，保证叶片紧压在定子内表面上。 c) 在配油盘上

14、开三角槽。在配油盘上开三角槽。 （1）配流装置）配流装置（2 2）定子工作表面曲线）定子工作表面曲线 定子内表面的曲线由定子内表面的曲线由四段圆弧四段圆弧和和四段过渡曲线四段过渡曲线组成，应使叶片转到过渡组成，应使叶片转到过渡曲线和圆弧段交接点处的曲线和圆弧段交接点处的加速度突变不大，以减小加速度突变不大，以减小冲击和噪声，同时，还应冲击和噪声，同时，还应使泵的瞬时流量的脉动最使泵的瞬时流量的脉动最小小(3)叶片倾角叶片倾角 设置叶片安放角有利于叶设置叶片安放角有利于叶片在槽内滑动。为了保证叶片在槽内滑动。为了保证叶片顺利的从叶片槽滑出，减片顺利的从叶片槽滑出，减小叶片的压力角，根据过渡小叶片

15、的压力角，根据过渡曲线的动力学特性，双作用曲线的动力学特性，双作用叶片泵转子的叶片槽常做成叶片泵转子的叶片槽常做成沿旋转方向向前倾斜一个安沿旋转方向向前倾斜一个安放角。当叶片有安放角时，放角。当叶片有安放角时，叶片泵就不允许反转叶片泵就不允许反转。二、双联叶片泵二、双联叶片泵 组成：组成： 两个双作用叶片泵的主体装在同一泵体内，同轴驱动，两个双作用叶片泵的主体装在同一泵体内，同轴驱动，共用一个吸油口，各自油自己的出油口。共用一个吸油口，各自油自己的出油口。 工作原理工作原理 分开使用，如两个独立的叶片泵，但结构紧凑分开使用，如两个独立的叶片泵，但结构紧凑 合并使用，可增大流量合并使用，可增大流

16、量 应用情况应用情况 轻载快速时，双泵同时供油轻载快速时，双泵同时供油 重载慢速时，小泵供油，大泵卸荷重载慢速时，小泵供油，大泵卸荷 特点：特点： 降低功率损耗，减少油液发热。降低功率损耗，减少油液发热。 三、三、单作用叶片泵单作用叶片泵工作原理工作原理 单作用叶片泵工作原理1压油口;2 转子;3 定子;4 叶片;5 吸油口 定子的内表面是圆柱面，转子和定子中心之间存在着偏心，叶片在转子的槽内可灵活滑动，在转子转动时的离心力以及叶片根部油压力作用下，叶片顶部贴紧在定子内表面上，于是两相邻叶片、配油盘、定子和转子便形成了一个密封的工作腔。 51243e 泵在转子转一转的过程中，吸油、压油各一次，

17、故称单作用叶片泵。转子单方向受力，轴承负载大。改变偏心距，可改变泵排量，形成变量叶片泵。 2.2.外反馈限压式变量叶片泵外反馈限压式变量叶片泵1 1、外反馈限压式变量叶片泵工作原理、外反馈限压式变量叶片泵工作原理组成：组成：变量活塞变量活塞1 调压调簧调压调簧2调压螺钉调压螺钉3流量调节螺钉流量调节螺钉4 4外反馈限压式变量叶片泵组成组成：组成：变量泵主体、限压弹簧、调节机构（螺钉）、变量泵主体、限压弹簧、调节机构（螺钉）、 反馈液压缸。反馈液压缸。pAkxpAkx pAkx e e q q 流量和压力特性曲线及特点：流量和压力特性曲线及特点：调整螺钉调整螺钉4 4可改变原始偏心量可改变原始偏心量e e0 0，即调节泵的最大输出流量，亦，即调节泵的最大输出流量，亦即改变即改变A A点的位置，使点的位置，使 ABAB线段上下平移线段上下平移 （2 2