3液压泵和液压马达ojh.pptx
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1、液压传动第三章第三章 液压泵和液压马达液压泵和液压马达 第一节第一节 液压泵、液压马达概述液压泵、液压马达概述 第二节第二节 齿轮泵齿轮泵 第三节第三节 叶片泵叶片泵 第四节第四节 柱塞泵柱塞泵 第五节第五节 液压泵和液压马达的选用液压泵和液压马达的选用 重点重点:液压泵工作原理;齿轮泵。:液压泵工作原理;齿轮泵。v液压泵是液压系统的动力元件,它将原动机输入的机械能转换为油液的压力能输出,为执行元件提供压力油液。v液压马达是液压系统中的执行元件,将液体的压力能转换为旋转形式的机械能、从而拖动负载作功。液压泵液压泵液压马达液压马达v液压泵和液压马达的工作原理液压泵和液压马达的工作原理v分类分类v
2、基本参数基本参数第一节第一节 概述概述 1 1、液压泵的基本工作原理、液压泵的基本工作原理 一、基本工作原理一、基本工作原理 液压泵正常工作的基本条件:液压泵正常工作的基本条件:在结构上具有一个或多个密封且可以周期性变化的工作容积;当工作容积增大时,完成吸油过程;当工作容积减小时,完成排油过程。具有相应的配油机构,将吸油过程与排油过程分开;油箱内液体的绝对压力必须恒等于或大于大气压力。2 2、液压马达的基本工作原理、液压马达的基本工作原理 从从能能量量转转换换的的观观点点来来看看,液液压压马马达达与与液液压压泵泵是是可可逆逆工工作作的的液液压压元元件件,向向任任何何一一种种液液压压泵泵输输入入
3、工工作作液液体体,都都可可以以使使液液压压泵泵变变成成液液压压马马达达工工况况;反反之之,当当液液压压马马达达的的输输出出部部件件由由外外力力矩矩驱驱动动旋旋转转时,也可变为液压泵工况。时,也可变为液压泵工况。它它们们具具有有同同样样的的基基本本条条件件:密密闭闭而而又又可可以以周周期变化的容积和相应的配油机构。期变化的容积和相应的配油机构。二、液压泵和液压马达基本参数(一)液压泵的基本参数v 液压泵是由原动机驱动,输入量是转矩和转速,输出量是液体的压力和流量。v 液压泵是输出液压能量的元件,压力p和流量q是它的主要性能参数。1、压力:工作压力:指泵实际工作时的压力,其大小取决于外负载。额定压
4、力:指泵正常工作条件下(按试验标准规定、保证一定的容积效率和使用寿命条件下)连续运转允许的最高压力。最大压力:指泵在短时间内超载所允许承受的极限压力。2、排量 液压泵排量V:指泵每转一转密封工作容积的变化量。泵主轴每转一周所排出液体体积的理论值。泵的排量只取决于泵的结构参数。泵排量固定,则为定量泵;排量可变,则为变量泵。3、流量:理论流量:指单位时间内,由密封容腔几何尺寸变化而计算得到的排出的液体体积,用qt表示。不考虑泄漏,液压泵排出的液体体积。实际流量:指单位时间内液压泵实际排出的液体的体积,用q表示。额定流量:指在正常工作条件下,按试验标准必须保证的流量,亦即在额定转速和额定压力下由泵输
5、出的流量,用qn表示。因为泵存在内泄漏,所以额定流量和理论流量是不同的。4、转速 额定转速:保持液压泵在正常工作情况下(额定压力下)连续运转最高的转速。最高转速:在额定压力下,超过额定转速而允许短暂运行的最高转速。齿轮泵转速300r/min-3000r/min,国外可达4000r/min。叶片泵转速600-2800r/min。轴向柱塞泵转速600-7500r/min。5、液压泵的功率和效率(1)输入功率p 理论输入功率理论输入功率p 实际输入功率实际输入功率p 理论转矩理论转矩p 实际转矩实际转矩(2)输出功率p 理论输出功率理论输出功率p 实际输出功率实际输出功率v容积损失:因内泄漏、气穴和
6、油液在高压下的压缩造成流量上的损失,容积损失用容积效率表征;v机械损失:因摩擦而造成转矩上的损失,机械损失用机械效率表征。v机械效率:机械效率:v理论转矩与实际输入转矩的比值。理论转矩与实际输入转矩的比值。v容积效率:容积效率:v实际输出流量和理论流量比值。实际输出流量和理论流量比值。(3)效率:液压泵的总效率是输出的液压功率与输入功率之比。6、自吸能力 液压泵的自吸能力是指泵在额定转速下,从低于吸油口以下的开式油箱中自行吸油的能力。这种能力的大小,常以吸油高度或真空度表示。各种液压泵的自吸能力是不同的,一般泵的吸油高度不超过500mm。1、转矩p 理论转矩理论转矩p 实际转矩实际转矩(二)液
7、压马达基本参数(二)液压马达基本参数p 液压马达输入的是压力和流量,输出的是转矩和液压马达输入的是压力和流量,输出的是转矩和转速,这是它的主要性能参数。转速,这是它的主要性能参数。2、转速液压马达常规定有最高转速和最低稳定转速。不液压马达常规定有最高转速和最低稳定转速。不液压马达常规定有最高转速和最低稳定转速。不液压马达常规定有最高转速和最低稳定转速。不同形式和排量的马达最高和最低稳定转速不同。同形式和排量的马达最高和最低稳定转速不同。同形式和排量的马达最高和最低稳定转速不同。同形式和排量的马达最高和最低稳定转速不同。3、液压马达的功率和效率 三、液压泵、液压马达的分类v液压泵分类 液压马达分
8、类液压泵和液压马达的工作原理液压泵和液压马达的工作原理齿轮泵和齿轮马达齿轮泵和齿轮马达叶片泵和叶片式马达叶片泵和叶片式马达柱塞泵和柱塞式液压马达柱塞泵和柱塞式液压马达四、液压泵和液压马达的职能符号四、液压泵和液压马达的职能符号第二节 齿轮泵v齿轮泵是液压泵中结构最简单的一种,液压系统中常用的液压泵。v按啮合形式可分为:v 外啮合齿轮泵;v 内啮合齿轮泵。齿轮泵的分类内啮合内啮合外啮合外啮合外啮合齿轮泵实物结构外啮合齿轮泵实物结构一一外外啮啮合合齿齿轮轮泵泵工工作作原原理理吸排方向取吸排方向取决于转向,决于转向,脱开啮合的脱开啮合的一侧与吸入一侧与吸入管连通,插管连通,插入啮合的一入啮合的一侧与
9、排出管侧与排出管连通。连通。二、流量计算和流量脉动v齿轮泵的实际输出流量为:v由于齿轮啮合过程中压油腔的容积变化不均匀,因此齿轮泵的瞬时流量是脉动的。v外啮合齿轮泵齿数越少,脉动率就越大。三、外啮合齿轮泵的结构特点v1.困油v2.泄露v3.径向不平衡力困油困油闭死容积:闭死容积:留在两对啮合齿间留在两对啮合齿间的液体既不与低压腔通的液体既不与低压腔通也不与高压腔通,称这也不与高压腔通,称这两对啮合齿间所形成的两对啮合齿间所形成的封闭空间为封闭空间为“闭死容积闭死容积”。困油困油p困油现象:困油现象:p 在闭死容积中造成油在闭死容积中造成油压急剧变化的现象。压急剧变化的现象。v危害:困油现象使泵
10、工作时产生振动和噪声,产生气穴,并影响泵的工作平稳性和寿命。v解决办法:v为消除困油现象,应使闭死容积变化时不全然闭死。卸荷措施:卸荷措施:在前后盖板或浮动轴套上开卸荷槽在前后盖板或浮动轴套上开卸荷槽泄漏v外啮合齿轮泵高压腔的压力油可通过三种途径泄漏到低压腔中去:v一是通过齿轮啮合线处间隙;v二是通过泵体和齿顶圆间的径向间隙;v三是通过齿轮两侧和侧盖板间的端面间隙。v通过端面间隙的泄漏量最大,可占总泄漏量的75%80%。径向不平衡力 主、从动齿轮所主、从动齿轮所受径向力大小不等受径向力大小不等(从动齿轮受力较大从动齿轮受力较大),方向不同。,方向不同。v具体措施:v 为了减小径向不平衡力的影响
11、,常采用缩小压油口的办法,使压力油径向作用于齿轮上的面积减小。四、齿轮泵的优缺点及其应用1、齿轮泵体积小,重量轻,结构简单,制造方便,维修容易,价格低廉;2、齿轮泵可靠性好,因此可用于飞机上;3、齿轮泵对油液污染不敏感,因此可以用在工程机械、矿山机械等外界条件差的地方;4、齿轮泵自吸性能好,转速低至300400r/min 时仍能稳定、可靠地实现自吸;5、齿轮泵流量和压力有脉动,因此一般不用于加工精度高的精密机床上。五、五、齿轮马达齿轮马达 1 1、齿轮马达的工作原理、齿轮马达的工作原理 齿轮马达和齿轮泵在结构上的主要区别如下:齿轮马达和齿轮泵在结构上的主要区别如下:(1 1)为为满满足足正正、
12、反反转转的的要要求求,液液压压马马达达的的结结构构应应完完全全对对称称,包包括括进进、出出油油口口,卸卸荷荷结结构构和和轴轴向向间间隙自动补偿结构隙自动补偿结构;(2 2)液液压压马马达达泄泄漏漏的的油油必必须须用用泄泄漏漏管管道道引引至至油油箱箱,而而不不能能象象泵泵那那样样引引到到吸吸油油口口,故故称称液液压压马马达达为为外泄,而称液压泵为内泄外泄,而称液压泵为内泄:(3 3)为为了了减减少少磨磨擦擦损损失失,改改善善起起动动性性能能,一一般般液压马达均用滚动轴承。液压马达均用滚动轴承。(4 4)齿齿轮轮液液压压马马达达的的齿齿数数较较液液压压泵泵的的齿齿数数多多,以减小转矩脉动幅度。以减
13、小转矩脉动幅度。2 2、结构特点、结构特点第三节 叶片泵优优点点是是:运运转转平平稳稳、压压力力脉脉动动小小,噪噪音音小小;结构紧凑、尺寸小、流量大;结构紧凑、尺寸小、流量大;缺缺点点是是:对对油油液液要要求求高高,如如油油液液中中有有杂杂质质,则叶片容易卡死;与齿轮泵相比结构较复杂。则叶片容易卡死;与齿轮泵相比结构较复杂。它它广广泛泛的的应应用用于于机机械械制制造造中中的的专专用用机机床床、自动线等中、低压液压系统中。自动线等中、低压液压系统中。叶片泵的结构v根据各密封工作容积在根据各密封工作容积在转子旋转一周吸、排油液转子旋转一周吸、排油液次数的不同,叶片泵分为次数的不同,叶片泵分为两类:
14、两类:v完成一次吸、排油液的完成一次吸、排油液的 单作用叶片泵;单作用叶片泵;v完成两次吸、排油液的完成两次吸、排油液的 双作用叶片泵双作用叶片泵单作用叶片泵的组成组成:组成:定子、转子、叶片、定子、转子、叶片、偏心安装、偏心安装、配油盘、传动轴、壳体等。配油盘、传动轴、壳体等。一、单作用叶片泵工作原理单作用叶片泵的工作原理v v密密形成:定子、转子、叶片、配流盘围成形成:定子、转子、叶片、配流盘围成 下半周,叶片伸出,下半周,叶片伸出,v v密密,吸油,吸油 v v密密变化,转子顺转变化,转子顺转 上半周,叶片缩回,上半周,叶片缩回,v v密密,压油,压油 吸压油腔隔开:配油盘上封油区和叶片
15、吸压油腔隔开:配油盘上封油区和叶片 单作用叶片泵的流量v 理论流量:v 实际流量:v结论:1)qT=f(几何参数、n、e)v2)n=c e变化 q C v变量泵 e=0 q=0 ve:大小变化,流量大小变化 v方向变化,输油方向变化 v故 单作用叶片泵可做双向变量泵 单作用叶片泵特点1.1.转子转一转,吸压油各一次。转子转一转,吸压油各一次。称单作用式称单作用式 2.2.吸压油口各半,径向力不平衡。吸压油口各半,径向力不平衡。称非卸荷式称非卸荷式单作用叶片泵的结构特征v1、定子内表面为圆柱面,转子相对于定子有一偏心距。v改变定子和转子间的偏心量e,就可改变泵的排量(变量泵)。v2、叶片泵圆周方
16、向上划分为一个压油腔和一个吸油腔,转子轴及其轴承受到很大的不平衡径向力作用。单作用叶片泵的结构特征v3、要使叶片顶部可靠地和定子内表面相接触,压油腔一侧的叶片底部可通过特殊的沟槽和压油腔相通;吸油腔一侧的叶片底部则要和吸油腔相通,以平衡叶片上下的液压力。v叶片是靠离心力甩出,顶在定子内表面上与定子内表面接触,保证密封。单作用叶片泵的结构特征v4、容积变化不均匀,流量也有脉动。v理论分析表明,泵内叶片数越多,流量脉动率越小,此外,奇数叶片的泵的脉动率比偶数叶片的泵的脉动率小,所以单作用叶片泵的叶片数均为奇数,一般为13或15片。v5、普通中、低压非平衡式叶片泵的叶片通常倾斜安放,且倾斜方向与转子
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