第二章 液壓泵(新)

1、液壓傳動課件液壓傳動課件 第二章 液壓動力元件主講教師：徐 鵬本章主要內(nèi)容：第一節(jié)第一節(jié) 液壓泵概述液壓泵概述第二節(jié)第二節(jié) 齒輪泵齒輪泵第三節(jié)第三節(jié) 葉片泵葉片泵第四節(jié)第四節(jié) 柱塞泵柱塞泵第五節(jié)第五節(jié) 液壓泵噪聲及選用（了解）液壓泵噪聲及選用（了解）第一節(jié)液壓泵概述第一節(jié)液壓泵概述一、液壓泵的基本原理一、液壓泵的基本原理1、定義、定義 液壓泵是向液壓系統(tǒng)提供具有一定壓力和流量液壓泵是向液壓系統(tǒng)提供具有一定壓力和流量工作液體的能量轉(zhuǎn)換裝置。工作液體的能量轉(zhuǎn)換裝置。 機械能機械能 液壓能液壓能 液壓泵主要性能參數(shù)是液壓泵主要性能參數(shù)是p和和q。 注注：液壓泵將：液壓泵將旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)軸或或平動軸平動軸

2、的動力轉(zhuǎn)換成流體的動力轉(zhuǎn)換成流體動力的機械動力的機械液壓轉(zhuǎn)換器。液壓轉(zhuǎn)換器。2、液壓泵的工作原理、液壓泵的工作原理 液壓泵是依靠密封容積變化的原理進行工作，是液壓泵是依靠密封容積變化的原理進行工作，是容積式泵容積式泵。3、液壓泵的特點、液壓泵的特點 具有若干個密封且又可以周期性變化的空間。具有若干個密封且又可以周期性變化的空間。 油箱內(nèi)的液壓的絕對壓力必須恒等于或大于大氣油箱內(nèi)的液壓的絕對壓力必須恒等于或大于大氣壓力。壓力。 具有相應(yīng)的配流機構(gòu)。具有相應(yīng)的配流機構(gòu)。4、液壓泵的分類、液壓泵的分類（1）輸出油液體積可否調(diào)節(jié)輸出油液體積可否調(diào)節(jié)：定量、變量；：定量、變量；（2）結(jié)構(gòu)形式結(jié)構(gòu)形式：齒

3、輪、葉片、柱塞、螺桿泵（機床）；：齒輪、葉片、柱塞、螺桿泵（機床）；（3）變量泵的排量調(diào)節(jié)方式變量泵的排量調(diào)節(jié)方式：手動、自動；：手動、自動；（4）自動式自動式：限壓式、恒功率式、恒壓式、穩(wěn)流量式；：限壓式、恒功率式、恒壓式、穩(wěn)流量式；（5）壓力壓力：低、中、高；：低、中、高；5、液壓泵的職能符號、液壓泵的職能符號二、液壓泵的主要性能參數(shù)二、液壓泵的主要性能參數(shù)1、壓力、壓力 工作壓力工作壓力：液壓泵實際工作時的輸出壓力。：液壓泵實際工作時的輸出壓力。 額定壓力額定壓力：液壓泵在正常工作條件下，按試驗標：液壓泵在正常工作條件下，按試驗標準規(guī)定連續(xù)運轉(zhuǎn)的最高壓力。準規(guī)定連續(xù)運轉(zhuǎn)的最高壓力。 最高

4、壓力最高壓力：允許液壓泵短暫運行的最高壓力值。：允許液壓泵短暫運行的最高壓力值。注意注意：后兩者都不是泵實際工作時的壓力，后兩者都不是泵實際工作時的壓力，不要混淆。不要混淆。2、流量和排量、流量和排量 排量排量V：在沒有泄漏時，泵軸每轉(zhuǎn)一整周所排出：在沒有泄漏時，泵軸每轉(zhuǎn)一整周所排出液體的體積。液體的體積。 理論流量（理論流量（qt=Vn）：在沒有泄漏時，單位時間：在沒有泄漏時，單位時間內(nèi)所排出液體的體積。內(nèi)所排出液體的體積。 實際流量實際流量：q=qt-ql。 額定流量額定流量：泵在額定壓力、額定轉(zhuǎn)速下必須保證：泵在額定壓力、額定轉(zhuǎn)速下必須保證的實際流量。的實際流量。 瞬時流量瞬時流量 平均

5、流量平均流量3、功率和效率、功率和效率1）液壓泵的功率損失（機械和容積）液壓泵的功率損失（機械和容積）a)容積損失：液壓泵在流量上的損失容積損失：液壓泵在流量上的損失tltlttVqqqqqqq1VVtVnqqb)機械損失：液壓泵在轉(zhuǎn)矩上的損失機械損失：液壓泵在轉(zhuǎn)矩上的損失tlltttmTTTTTTT112）液壓泵的功率）液壓泵的功率a)輸入功率輸入功率iPiiTP NmT srad /WPib)輸出功率輸出功率PpqPsmqmNp/ /3260pqPkWP min/ LqMPap3）液壓泵的總效率）液壓泵的總效率mvmtvtiiTpqTpqPPpqPi4、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速：額定轉(zhuǎn)速：泵在額

6、定壓力下，連續(xù)長時運轉(zhuǎn)的最泵在額定壓力下，連續(xù)長時運轉(zhuǎn)的最大轉(zhuǎn)速。大轉(zhuǎn)速。最高轉(zhuǎn)速：最高轉(zhuǎn)速：泵在額定壓力下，允許短暫運行的最泵在額定壓力下，允許短暫運行的最大轉(zhuǎn)速。大轉(zhuǎn)速。最低轉(zhuǎn)速：最低轉(zhuǎn)速：允許泵正常運行的最小轉(zhuǎn)速。允許泵正常運行的最小轉(zhuǎn)速。pqTlpq液壓泵的功率流程圖液壓泵的功率流程圖液壓泵的特性曲線液壓泵的特性曲線書后習(xí)題書后習(xí)題2-1 已知已知:r/min1200;9.0;95.0mL/r;10MPa;5mnVpv求:?;iPP解解:9kW. 0900W 60/9 . 010101200105 66vvtpnVpqpqPkW05. 19 . 095. 09 . 0PPi2-2已知已

7、知:0.87L/min;150MPa5 .29mL/r;168r/min;950qpVnp求求:?;?;?;iimvtTPq解解:/sm1066. 2 10168)60/950(336 nVqt書后習(xí)題書后習(xí)題94. 01066. 260/1015033tvqq93. 094. 087. 0vm84.77kWW8477087. 06010150105 .2936pqPimN5 .85260/95014. 321077.8423nPTii第二節(jié)第二節(jié) 齒齒 輪輪 泵泵一、外嚙合齒輪泵一、外嚙合齒輪泵1、齒輪泵的工作原理、齒輪泵的工作原理齒輪泵齒輪泵 2、外齒輪泵的流量計算、外齒輪泵的流量計算 齒

8、輪泵的排量可以近似等于一個齒輪的所有齒輪泵的排量可以近似等于一個齒輪的所有輪齒體積和輪齒體積和齒間容積的總和齒間容積的總和, , 即相當于以有效齒高即相當于以有效齒高( (h=2m)和齒寬構(gòu)成的和齒寬構(gòu)成的平面所掃過的環(huán)形體積平面所掃過的環(huán)形體積, ,即：即： 22VDhBzm B 3、外嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu)特點和優(yōu)缺點、外嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu)特點和優(yōu)缺點 可能產(chǎn)生泄漏的部位可能產(chǎn)生泄漏的部位a)齒輪端面和端蓋間齒輪端面和端蓋間（75%80%）b)齒輪外圓和殼體內(nèi)孔間齒輪外圓和殼體內(nèi)孔間c)兩個齒輪的齒面嚙合處兩個齒輪的齒面嚙合處解決辦法解決辦法浮動軸套浮動軸套1）泄漏）泄漏 2）齒輪泵的）齒輪泵的困

9、油現(xiàn)象困油現(xiàn)象開卸荷槽開卸荷槽3 3）徑向不平衡力）徑向不平衡力 縮小高壓區(qū)范圍縮小高壓區(qū)范圍提高低壓區(qū)壓力提高低壓區(qū)壓力4 4）齒輪泵的特點）齒輪泵的特點優(yōu)點：優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、自吸能力好、對污染不敏感、結(jié)構(gòu)簡單、自吸能力好、對污染不敏感、體積小、重量輕、價格便宜。體積小、重量輕、價格便宜。缺點：缺點：承受不平衡徑向力、磨損嚴重、泄露大、承受不平衡徑向力、磨損嚴重、泄露大、壓力脈動和噪聲大壓力脈動和噪聲大。4、齒輪泵的主要性能、齒輪泵的主要性能1)壓力：壓力：2.5MPa,25MPa,1620MPa；2)排量：排量：0.05800mL/r,2.5250mL/r；3)轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)速：20000r/m

10、in.10003000r/min) ； 工作轉(zhuǎn)速必須大于工作轉(zhuǎn)速必須大于300500r/min.4)效率：效率：0.6,帶補償可達帶補償可達0.80.9；5)壽命：壽命：30005000h。二、螺桿泵和內(nèi)嚙合齒輪泵二、螺桿泵和內(nèi)嚙合齒輪泵1、螺桿泵螺桿泵結(jié)構(gòu)特點結(jié)構(gòu)特點：簡單；緊湊；簡單；緊湊；體積小；運轉(zhuǎn)體積?。贿\轉(zhuǎn)平穩(wěn)；容積效平穩(wěn)；容積效率高。率高。應(yīng)用應(yīng)用：精密機床：精密機床2、內(nèi)嚙合齒輪泵、內(nèi)嚙合齒輪泵漸開線齒輪泵漸開線齒輪泵結(jié)構(gòu)特點：結(jié)構(gòu)特點：內(nèi)嚙合齒輪泵結(jié)構(gòu)緊湊、體內(nèi)嚙合齒輪泵結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、質(zhì)量輕，由于嚙合的積小、質(zhì)量輕，由于嚙合的重合度大，傳動平穩(wěn)，噪聲重合度大，傳動平穩(wěn)，噪

11、聲小，流量脈動小。但齒形加小，流量脈動小。但齒形加工復(fù)雜，價格較高。工復(fù)雜，價格較高。小齒輪與內(nèi)齒之間只相差一個齒，不須設(shè)置小齒輪與內(nèi)齒之間只相差一個齒，不須設(shè)置隔板隔板；小齒輪為主動輪。小齒輪為主動輪。112 ZZ擺線轉(zhuǎn)子泵擺線轉(zhuǎn)子泵第三節(jié)第三節(jié) 葉片泵葉片泵 葉片泵分為葉片泵分為單作用葉片泵（變量泵）單作用葉片泵（變量泵）和和 雙作用葉片泵（定量泵）雙作用葉片泵（定量泵）。在中高壓系統(tǒng)中。在中高壓系統(tǒng)中廣泛使用。廣泛使用。優(yōu)點：優(yōu)點：輸出流量均勻，流量脈動小，噪聲小。輸出流量均勻，流量脈動小，噪聲小。缺點：缺點：結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，對油液污染較敏感等結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，對油液污染較敏感等。1、工作原理工作

12、原理一、單作用葉片泵一、單作用葉片泵v泵由轉(zhuǎn)子、定子、葉片、配泵由轉(zhuǎn)子、定子、葉片、配油盤和端蓋等部件組成；油盤和端蓋等部件組成；v定子的內(nèi)表面是圓柱形孔；定子的內(nèi)表面是圓柱形孔；v轉(zhuǎn)子和定子之間存在偏心；轉(zhuǎn)子和定子之間存在偏心；v葉片在轉(zhuǎn)子的槽內(nèi)可靈活滑葉片在轉(zhuǎn)子的槽內(nèi)可靈活滑動。動。2、單作用葉片泵的排量和流量計算、單作用葉片泵的排量和流量計算vBnqRe43、特點、特點1）改變定子和轉(zhuǎn)子之間的偏心便可改變流量。改變定子和轉(zhuǎn)子之間的偏心便可改變流量。2）通過特殊結(jié)構(gòu)，保證葉片頂部與定子內(nèi)表面通過特殊結(jié)構(gòu)，保證葉片頂部與定子內(nèi)表面相接觸相接觸(壓油腔一側(cè)的葉片底部與壓油腔相通；壓油腔一側(cè)的葉

13、片底部與壓油腔相通；吸油腔一側(cè)的葉片底部與吸油腔相通吸油腔一側(cè)的葉片底部與吸油腔相通)。3）由于轉(zhuǎn)子受有不平衡的徑向不平衡液壓力由于轉(zhuǎn)子受有不平衡的徑向不平衡液壓力作用，不宜用于高壓。作用，不宜用于高壓。4）葉片數(shù)均為奇數(shù)葉片數(shù)均為奇數(shù)(脈動率小脈動率小)，一般為，一般為13或或15片。片。二、雙作用葉片泵二、雙作用葉片泵1、工作原理工作原理結(jié)構(gòu)特點結(jié)構(gòu)特點定子內(nèi)表面是由定子內(nèi)表面是由兩段長半徑園弧、兩段長半徑園弧、兩段短半徑園弧和兩段短半徑園弧和四段過渡曲線四段過渡曲線八部八部分組成分組成；定子和轉(zhuǎn)子同心。定子和轉(zhuǎn)子同心。2、雙作用葉片泵的排量和流量、雙作用葉片泵的排量和流量2222012(

14、)2 ()2VZRrBRrB排量排量注意：注意：葉片底部全部接通壓油腔，不能補償葉片厚葉片底部全部接通壓油腔，不能補償葉片厚度造成的排量減小。度造成的排量減小。流量流量vtnbzrRrRBqcos)(2223、雙作用葉片泵的結(jié)構(gòu)特點、雙作用葉片泵的結(jié)構(gòu)特點1）定量泵定量泵（定子和轉(zhuǎn)子同心）（定子和轉(zhuǎn)子同心）2）吸油區(qū)和壓油區(qū)對稱，液壓力徑向吸油區(qū)和壓油區(qū)對稱，液壓力徑向平衡。平衡。3）葉片傾角向前。葉片傾角向前。4）全部葉片底部與壓油腔相通。全部葉片底部與壓油腔相通。5） 葉片數(shù)為偶數(shù)葉片數(shù)為偶數(shù),一般為一般為12或或16片。片。6）配油盤）配油盤為避免從低壓區(qū)向高壓區(qū)過渡時，因壓力突變引起的

15、為避免從低壓區(qū)向高壓區(qū)過渡時，因壓力突變引起的液壓沖擊和噪音，液壓沖擊和噪音， 配油盤配油盤的壓油窗口在葉片引入的邊的壓油窗口在葉片引入的邊開有開有三角形卸荷槽三角形卸荷槽，使封油區(qū)的油液逐漸和壓油腔相，使封油區(qū)的油液逐漸和壓油腔相通。三角槽的尺寸一般由實驗決定。通。三角槽的尺寸一般由實驗決定。7）定子曲線）定子曲線阿基米德螺旋線阿基米德螺旋線等加速等加速-等減速曲線等減速曲線4、提高雙作用葉片泵壓力，需要采取以下措施、提高雙作用葉片泵壓力，需要采取以下措施1）端面間隙自動補償）端面間隙自動補償 這種方法是這種方法是將配流盤的一側(cè)與壓油腔連通，使配流將配流盤的一側(cè)與壓油腔連通，使配流盤在液壓油

16、推力作用下壓向定子端面盤在液壓油推力作用下壓向定子端面。泵的工作壓力越。泵的工作壓力越高，配流盤就會自動壓緊定子，同時配流盤產(chǎn)生適量的高，配流盤就會自動壓緊定子，同時配流盤產(chǎn)生適量的彈性變形，使轉(zhuǎn)子與配流盤間隙進行自動補償，從而提彈性變形，使轉(zhuǎn)子與配流盤間隙進行自動補償，從而提高雙作用葉片泵輸出壓力。該方法與提高齒輪泵壓力方高雙作用葉片泵輸出壓力。該方法與提高齒輪泵壓力方法中的齒輪端面間隙自動補償相類似。法中的齒輪端面間隙自動補償相類似。2）減少葉片對定子作用力）減少葉片對定子作用力a)減少作用在葉片底部的油壓力減少作用在葉片底部的油壓力(阻尼孔阻尼孔,減壓閥減壓閥)b)減少葉片底部受壓力油作

17、用的面積減少葉片底部受壓力油作用的面積c)使葉片頂部和底部的液壓作用力平衡使葉片頂部和底部的液壓作用力平衡三、雙級葉片泵和雙聯(lián)葉片泵三、雙級葉片泵和雙聯(lián)葉片泵雙級葉片泵雙級葉片泵四、限壓式葉片泵四、限壓式葉片泵1）工作原理）工作原理 限壓式變量葉片泵是利用限壓式變量葉片泵是利用負載負載的變化來實現(xiàn)自動變量的變化來實現(xiàn)自動變量的，根據(jù)控制方式有內(nèi)反饋和外反饋兩種。的，根據(jù)控制方式有內(nèi)反饋和外反饋兩種。Axekps/ )(00當當ppb時，時，定子不動，泵保持最大流量。定子不動，泵保持最大流量。當當ppb時，時，定子受力平衡方程為：定子受力平衡方程為：2）特性曲線）特性曲線AB:定量段定量段BC:

18、變量段，變量段， p ， e ， q當壓力大到泵內(nèi)偏心當壓力大到泵內(nèi)偏心所產(chǎn)生的流量全部用所產(chǎn)生的流量全部用于補償泄漏時，泵的于補償泄漏時，泵的輸出流量為零，不管輸出流量為零，不管外負載怎樣加大，泵外負載怎樣加大，泵的輸出壓力不會再升的輸出壓力不會再升高，所以這種泵稱為高，所以這種泵稱為限壓式變量葉片泵。限壓式變量葉片泵。(1)改變流量調(diào)節(jié)螺釘，可改變改變流量調(diào)節(jié)螺釘，可改變e0，從而改變最大流量的大小，從而改變最大流量的大小，AB段上下平移；段上下平移；(2)改變調(diào)壓彈簧的預(yù)緊力，可改變改變調(diào)壓彈簧的預(yù)緊力，可改變x0，從而改變限定壓力，從而改變限定壓力pB的大小，的大小，BC段左右平移；段左右平移；(3)改變彈簧的剛度，則