液壓動(dòng)力元件,三龍液壓 深圳市三龍液壓泵有限公司,第二章 液壓動(dòng)力元件,2-1液壓泵概述 2-2齒輪泵 2-3葉片泵 2-4柱塞泵 2-5液壓泵的選用 , 2-1 液壓泵概述,一、液壓泵的作用 二、液壓泵工作原理 三、主要性能參數(shù) 四、液壓泵的類型 ,一、 液壓泵的作用,液壓泵是液壓系統(tǒng)的動(dòng)力元件，其作用是把原動(dòng)機(jī)輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓能，向系統(tǒng)提供一定壓力和流量的液流,二、液壓泵工作原理,液壓泵工作原理: 容積式泵: 泵是靠密封容積的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)吸油和壓油的，其排油量的大小取決于密封腔的容積變化值 基本特點(diǎn): 具有一個(gè)或若干個(gè)周期性變化的密封容積 具有配流裝置 油箱內(nèi)液體的絕對(duì)壓力必須恒等于或大于 大氣壓力,基本工作原理,吸油 壓油 偏心向右轉(zhuǎn)，柱塞右移 偏心向左轉(zhuǎn)，柱塞左移 密封容積， 產(chǎn)生局部真空 密封容積 ，油液被迫壓出,基本工作條件（必要條件）,（1）形成密封容積 （2）密封容積變化（根本原因） （3）配流裝置（吸、壓油口隔開(kāi)） （4）油箱和大氣通（外因）,三、 主要性能參數(shù),壓力: 工作壓力p 額定壓力pn 工作壓力p額定壓力pn 排量和流量: 排量 V:液壓泵軸轉(zhuǎn)一周，由其密封容腔幾何尺寸變化計(jì)算而得的排出液體的體積,單位(m3/r)或 (mL/r) 理論流量qt:單位時(shí)間內(nèi)理論上可排出的液體體積. 等于排量和轉(zhuǎn)速的乘積 V:液壓泵的排量（m3/r）；n:主軸轉(zhuǎn)速（r/s）；qt:液壓泵理論排量（m3/s） 實(shí)際流量q 額定流量qn,容積效率v: q=qt-q =qt-Kip 機(jī)械效率m: 泵的輸出功率:,四、液壓泵的類型,液壓泵類型: 結(jié)構(gòu)形式:齒輪泵、葉片泵、柱塞泵和螺桿泵等 泵的輸出流量能否調(diào)節(jié):定量泵和變量泵 泵的額定壓力的高低:低壓泵、中壓泵和高壓泵 齒輪泵的工作原理, 2-2 齒輪泵,齒輪泵的結(jié)構(gòu) 齒輪泵的特點(diǎn),一、 齒輪泵的工作原理,定量泵(外嚙合齒輪泵和內(nèi)嚙合齒輪泵) 齒輪泵沒(méi)有單獨(dú)的配流 裝置，齒輪的嚙合線起 配流作用,工作原理 1、相互嚙合的輪齒逐漸脫開(kāi)，密封容積 ，形成局部真空，在大氣壓力作用下吸油 2、隨著齒輪旋轉(zhuǎn)，油液帶到左側(cè)的壓油腔，輪齒逐漸嚙合，使密封容積 ，齒槽間的油液被擠壓排出泵外 壓油,條件,1、密封容積形成齒輪的齒槽、泵體內(nèi)表面、前后泵蓋圍成 2、密封容積變化齒輪退出嚙合，容積吸油； 齒輪進(jìn)入嚙合，容積壓油 3、配流裝置兩齒輪嚙合線及泵蓋 （吸壓油口隔開(kāi)） 4、油箱和大氣通,排量和流量,排量和流量計(jì)算 瞬時(shí)流量脈動(dòng),齒數(shù)愈少，脈動(dòng)愈大,二、 齒輪泵的結(jié)構(gòu),三、 齒輪泵的特點(diǎn),困油:封閉容積減小會(huì)使被困油液受擠而產(chǎn)生高壓，并從縫隙中流出，導(dǎo)致油液發(fā)熱，軸承等機(jī)件也受到附加的不平衡負(fù)載作用。封閉容積增大又會(huì)造成局部真空，使溶于油中的氣體分離出來(lái)，產(chǎn)生氣穴，引起噪聲、振動(dòng)和氣蝕. 消除困油的方法:通常是在兩側(cè)端蓋上開(kāi)卸荷槽，且偏向吸油腔,齒輪泵的困油現(xiàn)象及其消除方法,三、 齒輪泵的特點(diǎn),徑向作用力不平衡: 減小徑向不平衡力的辦法:縮小壓油口 ,三、 齒輪泵的特點(diǎn),泄漏: 1.通過(guò)齒輪嚙合處的間隙； 2.通過(guò)泵體內(nèi)孔和齒頂圓間的徑向間隙； 3.通過(guò)齒輪兩端面和端蓋間的端面間隙 結(jié)論:齒輪泵由于泄漏大和存在徑向不平衡力，因而限制了壓力的提高。為使齒輪泵能在高壓下工作，常采取的措施為： 減小徑向不平衡力， 提高軸與軸承的剛度， 同時(shí)對(duì)泄漏量最大的端面間隙采用自動(dòng)補(bǔ)償裝置 ,練習(xí),泵的額定流量為100L/min ，額定壓力為2.5MPa，當(dāng)轉(zhuǎn)速為1450r/min時(shí)，機(jī)械效率為m=0.9。由實(shí)驗(yàn)測(cè)得，當(dāng)泵出口壓力為零時(shí)，流量為106L/min，壓力為2.5MPa時(shí)，流量為100.7L/min，求： 1、泵的容積效率； 2、如泵的轉(zhuǎn)速下降到500r/min，在額定壓力下工作時(shí)，估算泵的流量為多少？ 3、上述兩種轉(zhuǎn)速下泵的驅(qū)動(dòng)力功率。,解：1、出口壓力為零時(shí)的流量為理論流量，即106L/min，所以泵的容積效率v=100.7/106=0.95。 2、轉(zhuǎn)速為500r/min時(shí)，泵的理論流量為 = 36.55L/min，因壓力仍是額定壓力，故 此時(shí)泵的流量為36.550.95L/min=34.72L/min。 3、泵的驅(qū)動(dòng)功率在第一種情況下為 =4.91kW， 第二種情況下為 =1.69kW,2-3 葉片泵,單作用式(變量泵) 雙作用式(定量泵) 中低壓 工作原理 雙作用葉片泵的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn) 限壓式變量葉片泵 ,一、單作用式葉片泵(非平衡式) 工作原理,改變定子和轉(zhuǎn)子間的偏心量e，就可改變泵的排量(變量泵) 轉(zhuǎn)子受有不平衡的徑向液壓力,且徑向不平衡力隨泵的工作壓力提高而提高，因此這種泵的工作壓力不能太高 排量和流量: 流量脈動(dòng).理論分析表明，葉片數(shù)為奇數(shù)時(shí)脈動(dòng)率較小，故一般葉片數(shù)為13或15,二、雙作用式葉片泵(平衡式) 工作原理,排量和流量: 無(wú)流量脈動(dòng).理論分析可知，流量脈動(dòng)率在葉片數(shù)為4的整數(shù)倍、且大于8時(shí)最小。故雙作用葉片泵的葉片數(shù)通常取為12,三、 雙作用葉片泵的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn),定子內(nèi)曲線:等加速等減速曲線 配流盤:三角槽 葉片的傾角:前傾角 端面間隙:間隙自動(dòng)補(bǔ)償措施 高壓葉片泵的結(jié)構(gòu):為了提高壓力，必須在結(jié)構(gòu)上采取措施，使吸油區(qū)葉片壓向定子的作用力減小。 可以采取的措施有多種，一般采用復(fù)合葉片結(jié)構(gòu)如雙葉片結(jié)構(gòu)和子母葉片結(jié)構(gòu)等,配流盤,四、 限壓式變量葉片泵,限壓式變量葉片泵的流量改變是利用壓力的反饋?zhàn)饔脤?shí)現(xiàn)的(外反饋和內(nèi)反饋) 外反饋限壓式變量葉片泵的工作原理 限壓式變量葉片泵的特性曲線 限壓式變量葉片泵的結(jié)構(gòu),外反饋限壓式變量葉片泵的工作原理,pBA=PB) p e q 當(dāng)pc=K(e0+x0)/A, e=0 q=0,限壓式變量葉片泵的特性曲線,限定壓力pB:泵在保持最大輸出流量不變時(shí)，可達(dá)到的最高壓力 極限壓力pc:外載進(jìn)一步加大時(shí)泵的工作壓力不再升高，這時(shí)定子和轉(zhuǎn)子間的偏心量為零，泵的實(shí)際輸出流量為零 調(diào)整: 調(diào)整螺釘1可改變?cè)计牧縠0，即調(diào)節(jié)泵的最大輸出流量， 亦即改變A點(diǎn)的位置，使 AB線段上下平移 調(diào)整螺釘4可改變彈簧預(yù)壓縮量，即調(diào)節(jié)限定壓力pB大小， 亦即改變B點(diǎn)的位置，使BC線段左右平移 改變彈簧剛度k，則可改變BC線段的斜率， 彈簧越“軟”（k值越?。?，BC線段越陡，pc值越?。?反之，彈簧越“硬”（k值越大），BC線段越平坦，pc值越大 ,限壓式變量葉片泵的結(jié)構(gòu),限壓式變量葉片泵與雙作用葉片泵的區(qū)別： 定子和轉(zhuǎn)子偏心安置，泵的出口壓力可改變偏心距，從而調(diào)節(jié)泵的輸出流量(外反饋) 在限壓式變量葉片泵中，壓油腔一側(cè)的葉片底部油槽和壓油腔相通，吸油腔一側(cè)的葉片底部油槽與吸油腔相通，這樣，葉片的底部和頂部所受的液壓力是平衡的。這就避免了雙作用葉片泵在吸油區(qū)的定子內(nèi)表面出現(xiàn)磨損嚴(yán)重的問(wèn)題 限壓式變量葉片泵中葉片后傾 最高調(diào)定壓力一般在7MPa左右,限壓式變量葉片泵的結(jié)構(gòu),2-4 柱塞泵,優(yōu)點(diǎn): 容積效率高、只需改變柱塞的工作行程就能改變泵的排量、壓應(yīng)力 應(yīng)用: 高壓大流量 軸向柱塞泵 變量軸向柱塞泵 徑向柱塞泵,一、 軸向柱塞泵,斜盤式軸向柱塞泵的工作原理 改變斜盤傾角的大小，就能改變柱塞的行程長(zhǎng)度，也就改變了泵的排量 改變斜盤傾角的方向，就能改變吸、壓油方向(雙向變量軸向柱塞泵) 斜軸式軸向柱塞泵的工作原理 軸向柱塞泵的排量和流量 流量脈動(dòng),當(dāng)柱塞數(shù)較多并為奇數(shù)時(shí)脈動(dòng)較小，故柱塞泵的柱塞數(shù)一般為奇數(shù)，常取 7或9 ,斜盤式軸向柱塞泵的工作原理,斜軸式軸向柱塞泵的工作原理,二、變量軸向柱塞泵,變量軸向柱塞泵:主體+變量機(jī)構(gòu) 主體機(jī)構(gòu)特點(diǎn)： 滑履結(jié)構(gòu) 中心彈簧機(jī)構(gòu) 缸體端面間隙的自動(dòng)補(bǔ)償 配流盤 變量機(jī)構(gòu)：改變斜盤傾角的大小以調(diào)節(jié)泵的排量,SCY14-1型斜盤式軸向柱塞泵的結(jié)構(gòu),三、徑向柱塞泵,移動(dòng)定子以改變偏心距的大小，便可改變柱塞的行程，從而改變排量 改變偏心距的方向，則可改變吸、壓油的方向。徑向柱塞泵可以做成單向或雙向變量泵 ,2-5 液壓泵的選用,一、性能比較和應(yīng)用 （見(jiàn)教材P46表2-1） 二、液壓泵選用原則 可靠工作情況、要求 合理能量使用 實(shí)用使用情況 經(jīng)濟(jì)價(jià)廉 ,練習(xí),一、填空 1、液壓泵是將原動(dòng)機(jī)輸出的 轉(zhuǎn)換為 的能量轉(zhuǎn)換裝置，它是靠 的變化來(lái)實(shí)現(xiàn) 吸油和 的，所以又稱為容積泵。 2、齒輪泵按結(jié)構(gòu)不同可分為 和 兩類，它是用 實(shí)現(xiàn)配流的。 3、外嚙合齒輪泵的密封容積由 、 和 組成。兩齒輪的 把密封工作腔分成 和 壓油腔。 二、判斷 1、運(yùn)動(dòng)過(guò)程中密封容積不斷變化的液壓泵是變量泵。（ ） 2、齒輪泵的工作壓力不宜提高的主要原因是泵的轉(zhuǎn)速低。（ ） 3、為了防止油液被污染，常把泵的油箱密封。（ ） 三、簡(jiǎn)答 1、試析齒輪泵是怎樣具備液壓泵的基本工作條件的？ 2、外嚙合齒輪泵有何特點(diǎn)？主要用在哪些場(chǎng)合？ 如有不明白的可以去 了解,