液压泵与液压马达课件

1、液压动力元件第二章 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液压泵的选用 2-1 液压泵概述一、液压泵的作用 二、液压泵工作原理 三、主要性能参数四、液压泵的类型一、 液压泵的作用液压泵是液压系统的动力元件，其作用是把原动机输入的机械能转换为液压能，向系统提供一定压力和流量的液流二、液压泵工作原理 液压泵工作原理:容积式泵: 泵是靠密封容积的变化来实现吸油和压油的，其排油量的大小取决于密封腔的容积变化值基本特点:具有一个或若干个周期性变化的密封容积 具有配流装置 油箱内液体的绝对压力必须恒等于或大于 大气压力 基本工作原理 吸油 压油 偏心向右转，柱塞右移 偏心向

2、左转，柱塞左移 密封容积， 产生局部真空 密封容积 ，油液被迫压出 基本工作条件（必要条件）（1）形成密封容积（2）密封容积变化（根本原因）（3）配流装置（吸、压油口隔开）（4）油箱和大气通（外因）San、液压泵的类型液压泵类型:结构形式:齿轮泵、叶片泵、柱塞泵和螺杆泵等按输油方向能否改变： 单向 双向 泵的输出流量能否调节:定量泵和变量泵泵的额定压力的高低:低压泵、中压泵和高压泵齿轮泵的工作原理5、液压泵的图形符号工作压力和额定压力工作压力额定压力（公称压力、铭牌压力） 最高允许压力 si、 主要性能参数工作压力指泵（或马达）实际工作时输出（或输入） 油液的压力，其值取决于外界负载：管阻、摩

3、擦、外负载*） 额定压力指泵（或马达）在正常工作条件下，按实验标准规定能够连续运转的最高压力（受 泵（或马达）本身泄 漏和结构强度限制） p pn 即泵过载 最高允许压力泵（或马达）在短时间内允许超载使用 (p max) 的极限压力 p p n p max 排量和流量 排量V 理论流量qt 实际流量q 额定流量qn 瞬时流量qm 排量V 排量在没有泄漏的情况下，泵 （或马达）每转一周所排出 的液体的体积。理论流量qt 不考虑泄露的情况下，单位时间内所排出的液体的体积。 qt = Vn 实际流量q 指泵（或马达）工作时实际输出的流量 q = qt-qs 额定流量（公称流量、铭牌流量）qn 指泵在

4、正常工作条件下，按试验标准 规定 必须保证的输出流量。 q qn qt 瞬时流量qm瞬时流量泵在某一瞬 时的几何流量功率和效率 理论功率输入（或输出）功率输出（或输入）功率 结 论理论功率 Pt = pqt 输入（或输出）功率即泵轴的驱动功率或马达的输出功率 PI = T = 2nT 输出（或输入）功率PO = pq 效 率 容积效率 机械效率 总效率 容积效率液压泵：实际流量与理论流量之比值 v = q/qi =（qi-qs）/qi = 1-qs/qi 液压马达：理论流量与实际流量之比值 v = qi/q = 1-qs/q 机械效率液压泵： 理论转矩与实际输 入转矩之比值 m = Ti /

5、T = 1+ Ts / Ti 液压马达：理论转矩与实际输 入转矩之比值 m = T/Ti =（Ti-Ts ）/Ti = 1 -Ts /Ti 总效率输出功率与输入功率之比值= P0/Pi = Pq/2nT = Pvnv/2nT = vm 结论：总效率等于容积效率与机械 效率之乘积。结 论液压传动系统液体所具有的功率，即液压功率等于压力和流量的乘积 若忽略能量损失，则 PO = PI 即 Pt = pqt = pVn = Tt = 2nTt 实际上有能量损失 PO PI泵性能指标公式记忆理论转矩记住它 , 等于排量乘压差 .理论流量记得住 , 等于排量乘转速 .功率等于p 乘 q , 也等转矩乘转

6、速 .能流方向分得清 , 乘除效率不含糊 .计算单位要统一 , 角度一律用弧度.例题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v0.92，总效率0.84，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）泵的理论流量 Qth=q.n.10-3=10120010-312 L/min 2) 泵的实际流量 Qac Qth .v120.9211.04 L/min 3)泵的输出功率 4）驱动电机功率 练习泵的额定流量为100L/min ，额定压力为2.5MPa，当转速为1450r/min时，机械效率

7、为m=0.9。由实验测得，当泵出口压力为零时，流量为106L/min，压力为2.5MPa时，流量为100.7L/min，求：1、泵的容积效率；2、如泵的转速下降到500r/min，在额定压力下工作时，估算泵的流量为多少？3、上述两种转速下泵的驱动力功率。解：1、出口压力为零时的流量为理论流量，即106L/min，所以泵的容积效率v=100.7/106=0.95。2、转速为500r/min时，泵的理论流量为 = 36.55L/min，因压力仍是额定压力，故此时泵的流量为36.550.95L/min=34.72L/min。3、泵的驱动功率在第一种情况下为 =4.91kW， 第二种情况下为 =1.6

8、9kW 2-2 齿轮泵齿轮泵的结构齿轮泵的特点内啮合外啮合一、 齿轮泵的工作原理定量泵(外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵)齿轮泵没有单独的配流 装置，齿轮的啮合线起 配流作用 工作原理1、相互啮合的轮齿逐渐脱开，密封容积 ，形成局部真空，在大气压力作用下吸油2、随着齿轮旋转，油液带到左侧的压油腔，轮齿逐渐啮合，使密封容积 ，齿槽间的油液被挤压排出泵外 压油条件 1、密封容积形成齿轮的齿槽、泵体内表面、前后泵盖围成 2、密封容积变化齿轮退出啮合，容积吸油； 齿轮进入啮合，容积压油3、配流装置两齿轮啮合线及泵盖 （吸压油口隔开）4、油箱和大气通排量和流量排量和流量计算 瞬时流量脉动,齿数愈少，脉动愈大

9、二、 齿轮泵的结构三、 齿轮泵的特点困油:封闭容积减小会使被困油液受挤而产生高压，并从缝隙中流出，导致油液发热，轴承等机件也受到附加的不平衡负载作用。封闭容积增大又会造成局部真空，使溶于油中的气体分离出来，产生气穴，引起噪声、振动和气蚀. 消除困油的方法:通常是在两侧端盖上开卸荷槽，且偏向吸油腔 齿轮泵的困油现象及其消除方法三、 齿轮泵的特点径向作用力不平衡:减小径向不平衡力的办法:缩小压油口 三、 齿轮泵的特点 泄漏: 1.通过齿轮啮合处的间隙； 2.通过泵体内孔和齿顶圆间的径向间隙； 3.通过齿轮两端面和端盖间的端面间隙 结论:齿轮泵由于泄漏大和存在径向不平衡力，因而限制了压力的提高。为使

10、齿轮泵能在高压下工作，常采取的措施为： 减小径向不平衡力， 提高轴与轴承的刚度， 同时对泄漏量最大的端面间隙采用自动补偿装置 提高外啮合齿轮泵压力措施问题：齿轮泵存在间隙 ， p q v 径向不平衡力也p p 径向力提高齿轮泵压力的方法：浮动轴套补偿原理：将压力油引入轴套背面， 使之紧贴齿轮 端面，补 偿磨损，减小间隙。弹性侧板式补偿原理：将泵出口压力油引至 侧板背面，靠侧板自身 的变形来补偿端面间隙。浮动轴套式*3、2、5 内啮合齿轮泵 渐开线齿形 摆线齿形 渐开线齿形内啮合齿轮泵组成:小齿轮、内齿环、月牙形隔板等渐开线齿形内啮合齿轮泵工作原理:小齿轮带动内齿环同向异速旋 转， 左半部分轮齿

11、退出啮合， 形成真空吸油。右半部分轮齿 退出啮合，容积减小，压油。 月牙板同两齿轮将吸压油口隔 开。摆线齿形内啮合齿轮泵（摆线转子泵） 组成:内外转子相差一齿且有一偏心距 吸油左半部分，轮齿脱开啮合容积 工作原理 压油右半部分，轮齿进入啮合容积1 容积式泵工作的必要条件是什么？2 困油现象的实质是什么？ 齿轮泵困油现象是怎样 产生的？ 3 外啮合齿轮泵能否做高压泵？为什么？ 提问作业2-3 叶片泵单作用非卸荷式(变量泵) 双作用卸荷式(定量泵)中低压 工作原理双作用叶片泵的结构和特点限压式变量叶片泵一、单作用式叶片泵(非卸荷式) 工作原理组成：定子、转子、叶片、偏心安装配油盘、传动轴、壳体等工

12、作原理如图所示，单作用叶片泵由转子1、定子2、叶片3和端盖等组成。定子具有圆柱形内表面，定子和转子的间有偏心距e，叶片装在转子槽中，并可在槽内滑动，当转子回转时，由于离心力的作用，使叶片紧靠在定子内壁。一、单作用式叶片泵(非卸荷式) 工作原理改变定子和转子间的偏心量e，就可改变泵的排量(变量泵)转子受有不平衡的径向液压力,且径向不平衡力随泵的工作压力提高而提高，因此这种泵的工作压力不能太高排量和流量: 流量脉动.理论分析表明，叶片数为奇数时脉动率较小，故一般叶片数为13或15 当负荷小时，泵输出流量大，负载可快速移动，当负荷增加时，泵输出流量变少，输出压力增加，负载速度降低，如此可减少能量消耗

13、，避免油温上升。 *外反馈 可分为 限压式变量叶片泵 内反馈限压式变量泵外反馈限压式变量叶片泵工作原理当pA ksx0时，定子右移， e ，q 限压式变量叶片泵的特性曲线当p pb时，pA pb时，pA = ks（x0+x）变量泵 限压式变量叶片泵的调节过程调节螺钉4，可改变qmax，使AB段上下平移调节螺钉3，可改变pB ， 使BC段左右平移 更换弹簧，可改变弹簧刚度，使BC段斜率 k大，曲线平缓 变化 k小，曲线较陡 限压式变量叶片泵的应用 执行机构需要有快、慢速运动的场合， 如：组合机床进给系统实现快进、工进、 快退等 快进或快退： 用AB段 工进： 用BC段 定位夹紧：用AB段 或定位

14、夹紧系统 夹紧结束保压：用C点 限压式变量叶片泵的结构二、双作用式叶片泵(平衡式) 工作原理排量和流量: 无流量脉动.理论分析可知，流量脉动率在叶片数为4的整数倍、且大于8时最小。故双作用叶片泵的叶片数通常取为12 工作原理图三、 双作用叶片泵的结构和特点定子内曲线:等加速等减速曲线配流盘:三角槽 叶片的倾角:前倾角 端面间隙:间隙自动补偿措施高压叶片泵的结构:为了提高压力，必须在结构上采取措施，使吸油区叶片压向定子的作用力减小。 可以采取的措施有多种，一般采用复合叶片结构如双叶片结构和子母叶片结构等 结构动画配流盘2-4 柱塞泵 优点: 容积效率高、只需改变柱塞的工作行程就能改变泵的排量、压

15、应力 应用: 高压大流量 轴向柱塞泵变量轴向柱塞泵径向柱塞泵 一、 轴向柱塞泵斜盘式轴向柱塞泵的工作原理 改变斜盘倾角的大小，就能改变柱塞的行程长度，也就改变了泵的排量 改变斜盘倾角的方向，就能改变吸、压油方向(双向变量轴向柱塞泵) 斜轴式轴向柱塞泵的工作原理 轴向柱塞泵的排量和流量 流量脉动,当柱塞数较多并为奇数时脉动较小，故柱塞泵的柱塞数一般为奇数，常取 7或9 斜盘式轴向柱塞泵的工作原理结构图动画斜轴式轴向柱塞泵的工作原理二、变量轴向柱塞泵 变量轴向柱塞泵:主体+变量机构主体机构特点： 滑履结构 中心弹簧机构 缸体端面间隙的自动补偿 配流盘 变量机构：改变斜盘倾角的大小以调节泵的排量 SCY14-1型斜盘式轴向柱塞泵的结构三、径向柱塞泵 移动定子以改变偏心距的大小，便可改变柱塞的行程，从而改变排量 改变偏心距的方向，则可改变吸、压油的方向。径向柱塞泵可以做成单向或双向变量泵 2-5 液压泵的选用一、性能比较和应用（见教材P46表2-1）二、液压泵选用原则可靠工作情况、要求合理能量使用 实用使用情况 经济价廉 练习一、填空1、液压泵是将原动机输出