第3章液压动力元

1、第第3章章 液压动力元件液压动力元件1齿轮泵3.2叶片泵3.3柱塞泵3.4液压泵基本概念3.1液压泵的使用3.53.1液压泵基本概念 3.1.1 液压泵的用途和分类 作用：是将原动机输入的机械能转化成液压能，给系统提供具有一定压力和流速的工作液体。 按结构形式分：齿轮泵、叶片泵、柱塞泵和螺杆泵； 按排量能否调节分：定量泵和变量泵； 按吸、排油方向能否改变分：单向泵和双向泵； 按压力大小分：低压泵、中压泵、中高压泵高压泵和超高压泵。返回3.2 齿轮泵 3.2.1 外啮合齿轮泵的结构和工作原理 1.结构 主要由泵体、两个参数相同并啮合的渐开线齿轮、两侧端盖以及传动轴等零件组成。 2.工作原理 如图

2、3-3 返回3.3 叶片泵 3.3.1 单作用叶片泵.单作用叶片泵的工作原理 主要结构：转子、定子、叶片、配油盘 。 工作原理：如图3-12 返回返回3.1.2 液压泵的工作原理返回液压泵基本工作原理：1.液压泵在结构上必须具有一个或多个密封且又可以随泵的运转而周期性变化的工作空间。2.必须具有相应的配油装置。3.油箱内液体的绝对压力必须恒等于或大于大气压力。 压力 （1）工作压力：液压泵在某一工况下输出油液的实际压力称为工作压力。 （2）额定压力：额定压力是泵在铭牌上标定的压力。 （3）最高允许压力：根据试验标准规定，允许液压泵短暂运行的最高压力值。 排量和流量 （1）排量V ： 液压泵主轴

3、每转一周理论上应该排除的油液体积，即一个循环当中其密封工作容积的变化量（/r）。 3.1.3 液压泵的主要性能参数返回 （2）理论流量：在不考虑泄漏量的前提下，液压泵单位时间内所排出的液体体积（/min ）。实际工作中，为方便起见，一般可用液压泵的空载流量代替理论流量。 （3）实际流量 ：液压泵在某一具体工况下，单位时间内排出液体体积称为实际流量。 （4）额定流量：即泵的铭牌上标定的流量 .功率 （1）输入功率：指液压泵主轴上实际输入的机械功率 。 PiTiTi n （2）理论输出功率：不考虑液压泵的容积损失时，其输出液体所具有的液压功率。 Ptpqt/60 返回 （3）实际输出功率 剔除因泄

4、漏及机械磨损引起的容积损失和机械损失后，液压泵实际输出的液压功率。 Popqp/60 4效率 （1）容积效率v （2）机械效率m totpppttpvPPqpqpqqqq1itititmPPTTTT返回 vmmtvtioPPPP60ppoiqpPP返回（3）总效率3.2 齿轮泵 3.2.1 外啮合齿轮泵的结构和工作原理 1.结构 主要由泵体、两个参数相同并啮合的渐开线齿轮、两侧端盖以及传动轴等零件组成。 2.工作原理 如图3-3 返回返回返回1.泄漏 齿轮泵的泄漏途径有三： 齿轮端面与两侧端盖之间的轴向间隙；（泄漏泄漏量最大量最大） 齿顶圆与泵体之间的径向间隙； 齿轮啮合处的啮合间隙。解决措施

5、：设计和制造时必须严格控制泵的轴向间隙。 3.2.2 外啮合齿轮泵的结构特性分析返回2.困油现象 原因：齿轮啮合的重叠系数大于1。 概念：闭死容积发生周期性变化而产生对泵有害影响的现象 。 产生困油现象必须具备的条件： 1.形成密封空间； 2.密封空间的容积发生变化。解决措施：在两侧端盖上铣两条卸荷槽 。返回. .径向力不平衡问题径向力不平衡问题 产生原因：从排液腔到吸液腔，齿顶圆圆周径向液压力是呈线性阶梯式递减的。 解决措施：（1）缩小排液口尺寸 ； （2）适当增大径向间隙 ； （3）在端盖上开平衡槽。 3.2.3 外啮合齿轮泵的排量和流量计算 1排量计算： V 6.66zm 2B 2流量计

6、算： qt6.66 z m 2B n 返回3.3 叶片泵 3.3.1 单作用叶片泵 1.单作用叶片泵的工作原理 2.主要结构：转子、定子、叶片、配油盘 。 返回返回 .单作用叶片泵的特点 （1）改变偏心距e，即可改变泵的排量（如何实现双向泵？）。 （2）存在困油现象 。 （3）无论是高压侧还是低压侧叶片底部和顶部所受的液压力平衡 。 （4）叶片沿着旋转方向后倾安装 。 （5）转子承受径向力。 返回3.单作用叶片泵的排量和流量计算 )(21VVzVp)()(2122eReRBz)()(2(2122eReRzBzBRe4 BnnVqPtRe4返回3.3.3 双作用叶片泵 1.双作用叶片泵的工作原理

7、 2.主要结构：定子、转子、叶片、配油盘。 返回单作用叶片泵双作用叶片泵 .双作用叶片泵的特点 （1）作用在转子上的液压径向力相互平衡 。 （2）叶片前倾布置。 （3）定子曲线由两段大圆弧、两段小圆弧和把它们连接起来的四段过渡曲线组成。 （4）困油现象可以避免。 （5）配油盘的压油窗口靠叶片从封油区进入压油区的一边开有一个截面形状为三角形的减振槽。另外还开有环形槽c 同时与压油腔和转子叶片槽底部相通，使得压油腔的压力油作用到叶片的底部 。 返回3.双作用叶片泵的排量和流量计算 双作用叶片泵由于转子在一周的过程中，每个密封空间完成两次吸油和压油，若不考虑叶片厚度和倾角的影响，双作用叶片泵的排量为

8、：BrRBrRzV)(2)(2122222BnrRnVqPt)(222返回3.3.2 限压式变量叶片泵 .限压式变量叶片泵的工作原理 主要结构：定子转子、调压弹簧、调压螺钉、控制活塞、限位螺钉、配油盘等。 工作原理：如图314返回返回.限压式变量叶片泵的调节特性 当工作压力Pp小于预先调定的压力PB时 ：如图AB段所示 。 当泵的工作压力Pp超过预先调整的压力PB时：其变化规律如特性曲线BC段所示。 调节调压弹簧10可改变限定压力PB的大小这时特性曲线BC段左右平移。 改变调压弹簧的刚度k时，可以改变BC段的斜率 返回 叶片泵和齿轮泵受使用寿命或容积效率的影响，一般只宜作中、低压泵。 柱塞泵是

9、靠柱塞在缸体中作往复运动，使密封容积发生变化来实现吸油与压油的。 1.柱塞和缸孔均为圆柱表面，因此加工方便，配柱塞和缸孔均为圆柱表面，因此加工方便，配合精度高，密封性能好，有较高的容积效率。合精度高，密封性能好，有较高的容积效率。 2.柱塞压油处于受压状态，能使材料的强度性能柱塞压油处于受压状态，能使材料的强度性能充分发挥。充分发挥。 3.只要改变柱塞的工作行程就能改变排量。只要改变柱塞的工作行程就能改变排量。 所以，柱塞泵应用于高压，大功率，大流量系统中。3.4 3.4 柱塞泵柱塞泵 返回柱塞泵的分类返回一、 轴向柱塞泵 1.轴向柱塞泵的工作原理 （1）直轴式轴向柱塞泵返回返回（2）斜轴式轴

10、向柱塞泵返回 2.轴向柱塞泵的排量和流量计算 3.轴向柱塞泵的结构特点 优点：结构紧凑，径向尺寸小，惯性小，容积效率高 缺点：轴向尺寸较大，轴向作用力大，结构比较复杂。 4.轴向柱塞泵的流量脉动的控制 zDdVptan42znDdqttan42返回3.4.2 径向柱塞泵1.径向柱塞泵的工作原理2.主要结构：转子、定子、柱塞 、配油轴及衬套。 返回返回 .径向柱塞泵的排量和流量计算 3.径向柱塞泵的结构特点 径向尺寸大,结构较复杂,自吸能力差,且配油轴受到径向力不平衡压力的作用,易于磨损,从而限制了其转速和压力的提高。 4.径向柱塞泵的流量脉动的控制 ezdV242vvezndezndq2242

11、2返回3.5 液压泵的使用 3.5.1 液压泵的选用 1.液压泵的选用原则 根据主机工况、功率大小和系统对工作性能的要求，首先确定液压泵的类型，然后按系统所要求的压力、流量大小确定其规格型号。 通常要考虑以下几个方面因素： （1）是否要求变量。 （2）工作压力 。 （3）工作环境 （4）噪声指标 。 （5）效率 。返回 2.确定泵的额定流量 3.确定泵的额定压力 4.选择泵的结构形式 各种泵的性能及应用见表3-2 。3.5.2 液压泵所需的电动机功率计算 1.在工作循环中，泵的压力和流量比较恒定时的功率： maxqK Pq pp1Pp PPqpP 返回 2.限压式变量叶片泵的驱动功率，可按泵的

12、实际压力流量特性曲线拐点处功率来计算。 3.在工作循环中，泵的压力和流量变化较大时的功率： 在确定液压泵的原动机时，一定要同时考虑功率和转速两个因素。对电动机来说，除电动机功率满足泵的需要外，电动机的同步转速不应高出泵的额定转速。 nnnCPttttPtPtPP212222121返回小 结 本章主要介绍了容积式液压泵的工作原理、主要性能参数、常见液压泵的结构特点及液压泵的使用。 通过学习，要深刻理解容积式液压泵基本工作原理以及基于此原理而广泛应用的各类不同结构形式的液压泵，明确液压泵的基本原理在不同结构中的实现手段；要掌握液压泵的压力、流量、功率、效率等主要性能参数的意义及其计算方法；掌握齿轮泵、叶片泵、柱塞泵等各类型液压泵的性能特点及应用范围