液压传动 第二章课件

1、2022-6-24第二章 液压动力元件2-1 液压泵概述2-2 齿轮泵2-3 叶片泵2-4 柱塞泵2-5 液压泵性能比较2022-6-242-1 概述概述 一、液压泵、液压马达和液压缸的功能一、液压泵、液压马达和液压缸的功能 图2-1 能量转换示意图2022-6-24动画二、液压泵的工作原理及特点二、液压泵的工作原理及特点单柱塞泵的工作原理1-偏心轮 2- 柱塞 3-泵体 4-弹簧 5-排油单向阀 6-吸油单向阀 7-油箱液压泵必须有容积大小可交替变化的密闭工作腔；合理的配流装置。保证密闭工作腔在吸油时与油箱相通，在排油时，与供油管道相通。液压泵每一次工作循环过程所吸入和排出油液的理论体积取决

2、于密闭工作腔的容积变化量，而与排油压力无关，这是液压泵的一个重要特性。2022-6-242022-6-24 二、液压泵的主要性能参数二、液压泵的主要性能参数工作压力工作压力 pp（MPa）：）： 额定压力额定压力 pn（MPa）：）： 最大压力最大压力 pmax（MPa）：）：1. 1. 压力压力p p（PaPa，MPa） 液压系统中的压力就是指压强，液体压力通常有绝液压系统中的压力就是指压强，液体压力通常有绝对压力、相对压力对压力、相对压力(表压力表压力)、真空度三种表示方法。、真空度三种表示方法。 相对压力相对压力(表压力表压力)是相对于大气压是相对于大气压(即以大气压为基即以大气压为基准

3、零值时准零值时)所测量到的一种压力。所测量到的一种压力。 绝对压力是以绝对真空为基准零值时所测得的压力。绝对压力是以绝对真空为基准零值时所测得的压力。当绝对压力低于大气压时，习惯上称为出现真空。当绝对压力低于大气压时，习惯上称为出现真空。 2022-6-242.排量排量V和和流量流量q（m3/s , L/min）实际流量和理论流量的关系？实际流量和理论流量的关系？ 实际流量小于理论流量实际流量小于理论流量,因为泵的各密封间隙有泄漏，其泄漏因为泵的各密封间隙有泄漏，其泄漏量为量为qpl，泵的泄漏量与泵的输出压力有关，压力越高，泄漏量增加，泵的泄漏量与泵的输出压力有关，压力越高，泄漏量增加，即泄漏

4、损失与泵的密封程度、工作压力和液压油粘度有关。即泄漏损失与泵的密封程度、工作压力和液压油粘度有关。所以泵的实际流量是随泵的输出压力变化而变化的，而泵的理所以泵的实际流量是随泵的输出压力变化而变化的，而泵的理论流量与泵的输出压力无关。论流量与泵的输出压力无关。排量排量Vp （m3/r, mL/r）；理论流量理论流量qpt实际流量实际流量qp p：泵在单位时间内输出液体的体积泵在单位时间内输出液体的体积 (m3/s, L/min)。 额定流量额定流量qpnpnppptnVq泵的转数（r/s， r/min）。pnpvpppvptpnVqq2022-6-243.功率与效率功率与效率pvptplptpl

5、ptptppv1qqqqqqq 容积效率容积效率pmpptptpptpmTTTTT 机械效率机械效率pppppi2 nTTPpiP 输入功率输入功率 输出功率输出功率poPp p poq p P 总效率总效率pvpmpipopPPp2022-6-24 泵的自吸能力，是指泵在额定转数下，从低于泵以泵的自吸能力，是指泵在额定转数下，从低于泵以下的开式油箱中自行吸油的能力。自吸能力的大小常常以下的开式油箱中自行吸油的能力。自吸能力的大小常常以吸油高度表示，或者用真空度表示。吸油高度表示，或者用真空度表示。高位油箱高位油箱压力油箱压力油箱 补油泵供油补油泵供油 4.自吸能力自吸能力2022-6-24三

6、、 液压泵的种类与图形符号容积式液压泵的种类很多。容积式液压泵的种类很多。按结构形式：按结构形式：齿轮泵齿轮泵、叶片泵叶片泵、柱塞泵柱塞泵和螺杆泵等。和螺杆泵等。按排量是否可调节：定量泵和变量泵。按排量是否可调节：定量泵和变量泵。1.泵的种类泵的种类2.液压泵的图形符号液压泵的图形符号2022-6-242022-6-242022-6-24图3-18 SCY14-1B型轴式向柱塞泵结构1-转动手轮 2-斜盘 3-回程盘 4-滑履 5-柱塞 6-缸体 7-配油盘 8-传动轴2022-6-24【例【例2.1 】已知中高压齿轮泵】已知中高压齿轮泵CBG2040的排量为的排量为40.6mL/r，该泵在，

7、该泵在1450r/min转速、转速、10MPa的压力工况下工作，泵的容积效率的压力工况下工作，泵的容积效率pv=0.95，总，总效率效率p=0.9，求驱动该泵所需电动机的功率，求驱动该泵所需电动机的功率Ppi和泵的输出功率和泵的输出功率Ppo ？液压泵的输出功率为液压泵的输出功率为: :)L/min(927.55L/min95. 01450106 .403pvpppvtnVqqpkW37. 9kW6010927.55101066pppoqpPkW357.10kW9 . 037. 9ppopiPP解解:（1）求泵的输出功率）求泵的输出功率 液压泵的实际输出流量液压泵的实际输出流量qp 为为:（2

8、）所需电动机的功率为）所需电动机的功率为2022-6-24 1.某泵输出压力为10MPa， 转速为1450r/min， 排量为200mL/r， 泵的容积效率为pv0.95， 总效率为p0.9。 求泵的输出功率及驱动该泵的电机所需功率。2022-6-243.某泵额定压力为p=10Mpa，在压力为5Mpa，转速n=1500r/min时流量Q=100L/min，泵的机械效率pm=0.95，泵空载流量为107 L/min，求：（1）泵在此时的容积效率pv；（2）若泵的转速变为n1=1000r/min，求在压力为5Mpa下该转速时的容积效率；（3）在两种不同转速下，泵所需的驱动功率。2022-6-24齿

9、轮泵是一种常用的液压泵，其主要特点是：齿轮泵是一种常用的液压泵，其主要特点是： 抗油液污染能力强，体积小，价格低廉；抗油液污染能力强，体积小，价格低廉；u内部泄漏比较大，噪声大，流量脉动大，排量不能调节。内部泄漏比较大，噪声大，流量脉动大，排量不能调节。 上述特点使得齿轮泵通常被用于工作环境比较恶劣的各种低压、中上述特点使得齿轮泵通常被用于工作环境比较恶劣的各种低压、中压系统中。压系统中。 齿轮泵中齿轮的齿形以渐开线为多。在结构上可分为外啮合齿轮泵齿轮泵中齿轮的齿形以渐开线为多。在结构上可分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵，外啮合齿轮泵应用广泛。和内啮合齿轮泵，外啮合齿轮泵应用广泛。2-2 齿轮泵

10、一、一、 齿轮泵的工作原理齿轮泵的工作原理外啮合齿轮泵的典型结构外啮合齿轮泵的典型结构齿轮泵工作原理齿轮泵工作原理2022-6-242022-6-242022-6-24吸吸排排油油腔腔判判断断2022-6-24二、齿轮泵存在的问题与解决措施 qpmin、qpmax分别表示最小、最大瞬时流量，分别表示最小、最大瞬时流量， qp为为平均流量，平均流量， p为为流量脉动率。流量脉动率。pminpmaxppqqq1.1.齿轮泵的流量脉动齿轮泵的流量脉动Z68101214162034.726.321.217.815.313.410.72022-6-24二、齿轮泵存在的一些问题二、齿轮泵存在的一些问题 1

11、内泄漏 这里所说的泄漏是指液压泵的内部泄漏，即一部分液压油从压油腔流回吸油腔， 没有输送到系统中去。泄漏降低了液压泵的容积效率。 （1）轴向间隙齿轮端面与侧板之间的间隙泄漏， 这部分泄漏量约占总泄漏量的70%-75%。减小端面泄漏是提高齿轮泵容积效率的主要途径。 轴向间隙补偿原则。间隙补偿方法： （2）径向间隙齿轮齿顶圆与泵体之间间隙 （3）啮合线2022-6-24保持合适端面间隙的方法：保持合适端面间隙的方法：浮动轴套浮动侧板挠性侧板2022-6-242.困油现象图2-7 齿轮泵的困油现象主动主动主动a)b)c)影片2022-6-243.径向力不平衡径向力不平衡 图2-8 齿轮泵的齿轮受力图

12、1212主动112影片2022-6-24液压与气压传动三、齿轮泵实例CBY型齿轮泵双联泵三联泵2022-6-24作 业1.液压传动的概念2.液压传动装置的组成3.液压传动系统中压力和执行元件的速度由什么来决定？4.容积式液压泵的工作条件如何？5.计算：2022-6-24液压与气压传动第二次课2022-6-24第二章 液压动力元件2-1 液压泵概述2-2 齿轮泵2-3 叶片泵2-4 柱塞泵2-5 液压泵选用2022-6-242-3 叶片泵叶片泵双作用叶片泵单作用叶片泵2022-6-24一、双作用叶片泵一、双作用叶片泵2022-6-24动画1、双作用叶片泵的工作原理、双作用叶片泵的工作原理 123

13、45图 2-11 双作用式叶片油泵的工作原理吸油压油1转子 2定子 3叶片 4配油盘 5泵体2022-6-24图2-16 双作用叶片泵的流量计算120031221cos)(2222pszrRrRbVzVvvszrRrRbnqnqcos)(222p2、双作用式叶片泵排量和流量计算、双作用式叶片泵排量和流量计算 叶片底部全叶片底部全部接压力油，不部接压力油，不能补偿厚度影响能补偿厚度影响2022-6-243、双作用叶片泵的结构特点、双作用叶片泵的结构特点叶片倾角定子曲线：阿基米德、等加等减速等配油盘结构配油盘结构2022-6-24配油盘结构配油盘结构2022-6-24双作用叶片泵倾角图2-17 双

14、作用叶片油泵的倾斜角2022-6-24图2-16 双作用叶片泵的流量计算120031221定子曲线：阿基米德、等加等减速等定子曲线：阿基米德、等加等减速等2022-6-24影片2022-6-244、提高双作用叶片泵压力的措施(a) 子母叶片(b)阶梯叶片(c)双叶片(d)弹簧结构减小受压面积减小受压面积液压作用力平衡液压作用力平衡2022-6-24动画二、单作用叶片泵二、单作用叶片泵排量排量流量脉动流量脉动叶片数：叶片数：1313或或15151、工作原理、工作原理2022-6-24222222111111图2-15 单作用叶片泵流量计算dDDebVVZVZVP221vpDebnq22、单作用式

15、叶片泵的流量计算、单作用式叶片泵的流量计算2022-6-24图2-18 变量叶片油泵的转子和马达a)转子 b)配流盘摩擦力哥氏力离心力高压腔配油口低压腔叶片底部通油槽3. 单作用叶片泵倾角单作用叶片泵倾角有利于叶片伸出有利于叶片伸出2022-6-241、限压式变量泵的典型结构、限压式变量泵的典型结构2、工作原理、工作原理动画三、限压式变量叶片泵三、限压式变量叶片泵2022-6-24 优点：流量均匀，压力脉动小，噪声较低，结构紧凑。优点：流量均匀，压力脉动小，噪声较低，结构紧凑。 缺点：结构复杂，吸油特性不太好；抗污染能力较差，缺点：结构复杂，吸油特性不太好；抗污染能力较差，对油液的清洁度要求较

16、高，转速不能太高，一般均在对油液的清洁度要求较高，转速不能太高，一般均在2000r/min2000r/min下工作。下工作。 广泛应用于中低压液压系统中，如机床、注塑机、船舶广泛应用于中低压液压系统中，如机床、注塑机、船舶等工程领域。等工程领域。四、叶片泵的选用四、叶片泵的选用2022-6-242-4 柱塞泵柱塞泵1-斜盘2柱塞3缸体4配油盘5传动轴1-柱塞2转子3衬套4定子5配流轴径向轴向柱塞泵轴向柱塞泵2022-6-24单柱塞一、斜盘式轴向柱塞泵一、斜盘式轴向柱塞泵柱塞泵.exe1、工作原理工作原理2022-6-242、直轴式（斜盘式）轴向柱塞泵的结构、直轴式（斜盘式）轴向柱塞泵的结构1-

17、变量柱塞变量柱塞2-斜盘斜盘3-压盘压盘4-滑靴滑靴5-柱塞柱塞6-缸体缸体7-配油盘配油盘8-传动轴传动轴9-环面套环面套10-变量控制阀变量控制阀2022-6-242022-6-241.柱塞与滑靴柱塞与滑靴2022-6-24采用回程盘回程采用回程盘回程2022-6-24配油盘结构配油盘结构 配油盘是液压泵的关键零件，盘上的两个弧形透配油盘是液压泵的关键零件，盘上的两个弧形透槽是为缸体配油的吸、排油窗口。为了增强本油盘的槽是为缸体配油的吸、排油窗口。为了增强本油盘的结构刚性，弧形透槽的中部保留薄片相连。两槽之间结构刚性，弧形透槽的中部保留薄片相连。两槽之间的过渡处有阻尼孔，以消除柱塞孔中油液

18、的液压冲击。的过渡处有阻尼孔，以消除柱塞孔中油液的液压冲击。过渡区上还有若干盲孔，用以贮油润滑。此外，在配过渡区上还有若干盲孔，用以贮油润滑。此外，在配油盘上还有几道环形槽，称为均压槽，可以使配油盘油盘上还有几道环形槽，称为均压槽，可以使配油盘上各点受到的液压力保持均衡，以减少磨损。上各点受到的液压力保持均衡，以减少磨损。2022-6-242022-6-24三、轴向柱塞泵的流量计算2022-6-24ZDtgdlZdq2244vZnDtgdQ242022-6-242022-6-24z567891011Q（）4.982.531.531.0213.97.85.02022-6-243.4.2 径向柱塞

19、泵径向柱塞泵 图3-20 径向柱塞泵的工作原理1-柱塞 2-缸体 3-衬套 4-定子 5-配油轴1.1.工作原理工作原理2.结构特点结构特点径向尺寸大，径向尺寸大，结构复杂，结构复杂，自吸能力差，自吸能力差，径向力不平衡，径向力不平衡，配油轴尺寸大，配油轴尺寸大，配油轴与衬套之间配油轴与衬套之间磨损后不能自动补磨损后不能自动补偿，泄漏较大，转偿，泄漏较大，转速和工作压力受到速和工作压力受到了限制。了限制。2022-6-24阀配流径向泵阀配流径向泵2022-6-24柱塞泵的选用 柱塞泵是依靠柱塞在其缸体内往复运动时泵内的密封工作腔发生柱塞泵是依靠柱塞在其缸体内往复运动时泵内的密封工作腔发生容积变

20、化来实现吸油和压油的。由于柱塞与缸体内孔均为圆柱表面，容积变化来实现吸油和压油的。由于柱塞与缸体内孔均为圆柱表面，容易得到高精度的配合，所以这类泵的特点是容易得到高精度的配合，所以这类泵的特点是 ：优点：优点：容积效率高，可达容积效率高，可达92929898，额定工作压力高，可达，额定工作压力高，可达35MPa35MPa易于改变排量易于改变排量流量压力脉动小，运转平稳流量压力脉动小，运转平稳工作转速高，功率重量比是所有泵中最大的工作转速高，功率重量比是所有泵中最大的缺点：缺点：零件制造精密，成本高；使用时对油液的清洁度要求高零件制造精密，成本高；使用时对油液的清洁度要求高应用：应用：广泛应用于

21、高压、大流量、大功率的液压系统中，如工程机械、广泛应用于高压、大流量、大功率的液压系统中，如工程机械、航空、武器装备、冶金、船舶等各个工业部门。航空、武器装备、冶金、船舶等各个工业部门。2022-6-242-5 几种液压泵的性能比较 类型性能参数齿 轮 泵叶 片 泵柱 塞 泵单作用（变量）双作用轴 向径 向工作压力MPa2.5-252.5-6.36.3-2121-4010-20排量范围m3/r0.3-6501-3200.5-4800.2-360020-720转速范围r/min300-7000500-2000500-4000600-6000700-1800容积效率 %70-9585-9280-9488-9380-90总效率 %63-8771-8565-8281-8881-83流量脉动大中等小中等中等抗污染能力强较强较强差差噪声