32液壓與氣壓傳動動力元件ppt課件

1、北京科技大學(xué)第第3 3章章 液壓與氣壓動力元件液壓與氣壓動力元件2019年修訂版年修訂版2019年修訂版年修訂版北京科技大學(xué)3.1 容積式液壓泵的工作原理容積式液壓泵的工作原理偏心輪偏心輪柱塞柱塞缸體缸體單向閥單向閥油箱油箱系統(tǒng)系統(tǒng)北京科技大學(xué)容積式與非容積式泵容積式與非容積式泵 容積式泵：依靠密封容積式泵：依靠密封容積的反復(fù)變化吸排容積的反復(fù)變化吸排液體的泵。液體的泵。 非容積式泵：依靠提非容積式泵：依靠提高液體動能的方式提高液體動能的方式提高液體位能的泵。高液體位能的泵。北京科技大學(xué)容積泵的工作三要素容積泵的工作三要素具有可靠的工作密封容腔；具有可靠的工作密封容腔；容腔的容積周期性的變化；

2、容腔的容積周期性的變化；吸壓油腔相互分開，且有良好的密封性。吸壓油腔相互分開，且有良好的密封性。液壓泵中執(zhí)行這一功能的部件被稱為配油液壓泵中執(zhí)行這一功能的部件被稱為配油裝置。裝置。北京科技大學(xué)容積式泵的分類容積式泵的分類北京科技大學(xué)液壓泵的主要性能參數(shù)液壓泵的主要性能參數(shù)1. 1. 壓力壓力工作壓力工作壓力 ：指液壓泵在實(shí)際工作時輸出油液的壓力值：指液壓泵在實(shí)際工作時輸出油液的壓力值, ,即泵口處壓力值即泵口處壓力值. .它取決于負(fù)荷及系統(tǒng)的泄漏等。它取決于負(fù)荷及系統(tǒng)的泄漏等。額定壓力額定壓力 ：指油泵在使用中推薦的最高使用壓力：指油泵在使用中推薦的最高使用壓力, ,正正常工作時的最大壓力。常

3、工作時的最大壓力。 吸入壓力吸入壓力: : 泵的吸入口壓力。泵的吸入口壓力。最高壓力最高壓力: : 泵的極限壓力，極限承載能力；它取決于泵的極限壓力，極限承載能力；它取決于泵中各元件的機(jī)械強(qiáng)度和密封。泵中各元件的機(jī)械強(qiáng)度和密封。北京科技大學(xué)2. 2. 流量流量排量排量V :V :液壓泵轉(zhuǎn)一周理論上排出的油液體積，又稱液壓泵轉(zhuǎn)一周理論上排出的油液體積，又稱理論排量或幾何排量，其大小僅與液壓泵的幾何理論排量或幾何排量，其大小僅與液壓泵的幾何尺寸有關(guān)，常用單位為尺寸有關(guān)，常用單位為 mL/r mL/r。理論流量理論流量qt:qt:泵在單位時間內(nèi)排出油液的體積，它與泵在單位時間內(nèi)排出油液的體積，它與泵

4、的排量泵的排量 V V 和轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速 n n成正比，成正比，qt=Vnqt=Vn，常用單位，常用單位為為 m3/s m3/s和和 L/min L/min。在工作壓力為零時流量。在工作壓力為零時流量。北京科技大學(xué) V 排量； n 泵轉(zhuǎn)速；v 泄漏系數(shù) 瞬時流量qin:指泵在每一瞬時的流量. 實(shí)際流量實(shí)際流量q:q:它是指泵工作時的輸出流量它是指泵工作時的輸出流量, ,它考慮到它考慮到泵的泄漏。泵的泄漏。 q= qt -q q= qt -q q q流量損耗流量損耗, ,由于泄漏引起流量的損失，由于泄漏引起流量的損失，與壓力成正比。與壓力成正比。 額定流量額定流量qn qn ：指泵在額定轉(zhuǎn)速和額定壓

5、力下輸出：指泵在額定轉(zhuǎn)速和額定壓力下輸出的流量的流量. .nVqvn北京科技大學(xué) 流量損耗流量損耗q q 隨泵隨泵的工作壓力增加而增的工作壓力增加而增加加 實(shí)際流量實(shí)際流量qn qn 隨泵的隨泵的工作壓力增加而減少工作壓力增加而減少 理論流量理論流量qtqt可以表可以表示為油泵工作壓力為示為油泵工作壓力為零時的流量零時的流量 q3.3.流量與壓力關(guān)系流量與壓力關(guān)系北京科技大學(xué)理論功率理論功率PtPt：泵的進(jìn)出口壓：泵的進(jìn)出口壓力差力差(Pa,(Pa,常用常用MPa)MPa)和理論流和理論流量量(m3/s) (m3/s) 之積之積輸入功率輸入功率Pi Pi ：轉(zhuǎn)動泵的所需：轉(zhuǎn)動泵的所需機(jī)械功率機(jī)

6、械功率 輸出功率輸出功率Po Po ：泵的進(jìn)出口壓：泵的進(jìn)出口壓力差力差(Pa)(Pa)和實(shí)際流量和實(shí)際流量(m3/s)(m3/s)之積之積nTTPi2pqPo4.4.泵的功率：泵的功率：tttTpqP北京科技大學(xué)容積效率容積效率vv：泵的實(shí)際流量和理論流量之比；由于泵：泵的實(shí)際流量和理論流量之比；由于泵的泄漏造成的能量損失。的泄漏造成的能量損失。機(jī)械效率機(jī)械效率pm pm ：轉(zhuǎn)動泵的所需理論扭矩與實(shí)際所需扭：轉(zhuǎn)動泵的所需理論扭矩與實(shí)際所需扭矩之比。由于泵的機(jī)械摩擦造成的能量損失。矩之比。由于泵的機(jī)械摩擦造成的能量損失?？傂士傂蕄 p ：實(shí)際輸出功率比驅(qū)動功率。：實(shí)際輸出功率比驅(qū)動功率。)

7、1(tltlttpvqqqqqqqpmvppmvpttpmtpvtiopTpqTpqTpqPP)/(5. 5. 泵的效率泵的效率)1(TTTTTTTlltpm北京科技大學(xué)泵的性能曲線：泵的性能曲線：泵的泄漏量隨壓力升高而增大泵的泄漏量隨壓力升高而增大泵的容積效率隨泵的工作壓力的泵的容積效率隨泵的工作壓力的升高而降低升高而降低機(jī)械效率隨泵工作壓力升高而提機(jī)械效率隨泵工作壓力升高而提高。在達(dá)到某一值后，機(jī)械效率高。在達(dá)到某一值后，機(jī)械效率大致保持不變。大致保持不變。總效率在數(shù)值上等于容積效率和總效率在數(shù)值上等于容積效率和機(jī)械效率的乘積。總效率機(jī)械效率的乘積?？傂蕄p開始開始隨壓力增大很快上升，接

8、近液壓隨壓力增大很快上升，接近液壓泵額定壓力時總效率最大，之后泵額定壓力時總效率最大，之后又逐步降低。又逐步降低。北京科技大學(xué)油泵職能符號油泵職能符號單向定量泵雙向定量泵單向變量泵雙向變量泵泵與電動機(jī)的連接北京科技大學(xué)3.2 3.2 齒輪泵齒輪泵北京科技大學(xué)齒輪泵種類齒輪泵種類 1 1外嚙合齒輪外嚙合齒輪泵泵2 2內(nèi)嚙合齒輪內(nèi)嚙合齒輪泵泵3 3螺桿泵螺桿泵北京科技大學(xué)外嚙合齒輪泵典型結(jié)構(gòu)外嚙合齒輪泵典型結(jié)構(gòu)北京科技大學(xué)外嚙合齒輪泵外嚙合齒輪泵1-后泵蓋后泵蓋 ，2-滾針軸承，滾針軸承，3-泵體，泵體，4-主動齒輪，主動齒輪，5-前泵蓋，前泵蓋，6-傳動軸，傳動軸，7-鍵，鍵，8-從動齒輪從動齒

9、輪1.1.外嚙合齒輪泵結(jié)構(gòu)外嚙合齒輪泵結(jié)構(gòu)北京科技大學(xué)2.2.外嚙合齒輪泵工作原理外嚙合齒輪泵工作原理密封容腔的構(gòu)成：齒密封容腔的構(gòu)成：齒面嚙合線、泵兩端面、面嚙合線、泵兩端面、泵體內(nèi)曲線泵體內(nèi)曲線齒的嚙合和分開，工齒的嚙合和分開，工作容腔周期性的變化作容腔周期性的變化齒輪嚙合線形成配油齒輪嚙合線形成配油裝置裝置北京科技大學(xué) 1 1齒輪泵排量：齒輪泵排量： 2 2齒輪泵的理論流量：齒輪泵的理論流量： 其中：其中：n-n-轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速 3 3影響流量的因素修正系數(shù)影響流量的因素修正系數(shù) 齒數(shù)；模數(shù)；齒輪寬度；轉(zhuǎn)速。齒數(shù)；模數(shù)；齒輪寬度；轉(zhuǎn)速。BzmBmzmBhDV22)2()(BmzV26 . 6n

10、Vq3.3.齒輪泵流量齒輪泵流量北京科技大學(xué)4.4.流量的脈動流量的脈動齒輪密封容積的變化率齒輪密封容積的變化率在齒輪轉(zhuǎn)動過程中，不在齒輪轉(zhuǎn)動過程中，不斷變化引起輸出流量的斷變化引起輸出流量的周期性的變動。周期性的變動。流量的脈動引起液壓系流量的脈動引起液壓系統(tǒng)流量變動，執(zhí)行元件統(tǒng)流量變動，執(zhí)行元件運(yùn)動不穩(wěn)定。運(yùn)動不穩(wěn)定。北京科技大學(xué)5.5.外嚙合齒輪泵的主要問題外嚙合齒輪泵的主要問題1 1徑向受力不平衡：徑向受力不平衡：北京科技大學(xué)改善措施改善措施縮小壓油口；縮小壓油口；擴(kuò)大徑向間隙擴(kuò)大徑向間隙-引起徑向泄漏；引起徑向泄漏；高壓油引入低壓區(qū)，高壓油引入低壓區(qū)，開壓力平衡槽，開壓力平衡槽，工藝

11、性不好，泄工藝性不好，泄漏大。漏大?？刂讫X輪寬度?？刂讫X輪寬度。北京科技大學(xué)2困油現(xiàn)象困油現(xiàn)象開始進(jìn)入嚙合開始進(jìn)入嚙合北京科技大學(xué)北京科技大學(xué)開始退出嚙合開始退出嚙合北京科技大學(xué)困油現(xiàn)象產(chǎn)生原因困油現(xiàn)象產(chǎn)生原因 a）b） 容積縮小，閉死容積產(chǎn)生高壓 2 2困油現(xiàn)象困油現(xiàn)象北京科技大學(xué) b） c） 容積增大，產(chǎn)生局部真空困油現(xiàn)象產(chǎn)生原因困油現(xiàn)象產(chǎn)生原因北京科技大學(xué)困油引起的結(jié)果困油引起的結(jié)果ab ab 容積縮小容積縮小 p p 高壓油從一切可能泄漏的高壓油從一切可能泄漏的縫隙強(qiáng)行擠出，使軸和軸縫隙強(qiáng)行擠出，使軸和軸承受很大沖擊載荷，泵劇承受很大沖擊載荷，泵劇烈振動，同時無功損耗增烈振動，同時無功

12、損耗增大，油液發(fā)熱。大，油液發(fā)熱。bc bc 容積增大容積增大 p p 形成局部真空，產(chǎn)生氣穴，形成局部真空，產(chǎn)生氣穴，引起振動、噪聲、汽蝕等。引起振動、噪聲、汽蝕等。北京科技大學(xué)消除困油的方法消除困油的方法準(zhǔn)繩：準(zhǔn)繩： ab密封容積減小，使之通密封容積減小，使之通壓油口壓油口bc 密封容積增大，使之密封容積增大，使之通吸油口通吸油口b 密封容積最小，隔開吸壓密封容積最小，隔開吸壓油油方法：方法： 在泵蓋或軸承座上開在泵蓋或軸承座上開卸荷槽以消除困油現(xiàn)象。卸荷槽以消除困油現(xiàn)象。壓油口壓油口吸油口吸油口北京科技大學(xué)道路：道路：（1 1齒輪端面與端蓋，占總泄漏量齒輪端面與端蓋，占總泄漏量75-80

13、%75-80%；（2 2齒頂和泵體，占總泄漏量齒頂和泵體，占總泄漏量15-20%15-20%；（3 3嚙合線，占總泄漏量嚙合線，占總泄漏量4-5%4-5%；3 3走漏走漏 ：改善措施：改善措施： 采用軸向自動補(bǔ)償裝置，消除齒輪采用軸向自動補(bǔ)償裝置，消除齒輪端面與端蓋間的間隙。端面與端蓋間的間隙。北京科技大學(xué)北京科技大學(xué)優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1 1結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、價格便宜；結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、價格便宜；2 2自吸力強(qiáng)，抗污染，工作可靠，耐沖擊載荷；自吸力強(qiáng)，抗污染，工作可靠，耐沖擊載荷；3 3使用壽命長，維修容易，不互換，應(yīng)分組組使用壽命長，維修容易，不互換，應(yīng)分組組裝。裝。缺陷：缺陷：1 1效率低，泄漏大；

14、效率低，泄漏大；2 2流量脈動大，噪音大；流量脈動大，噪音大；3 3不能改變流量；不能改變流量；4 4一般轉(zhuǎn)向一定，由配油結(jié)構(gòu)、泵體結(jié)構(gòu)決定。一般轉(zhuǎn)向一定，由配油結(jié)構(gòu)、泵體結(jié)構(gòu)決定。 6.6.外嚙合齒輪泵的優(yōu)缺點(diǎn)：外嚙合齒輪泵的優(yōu)缺點(diǎn)：北京科技大學(xué)內(nèi)嚙合齒輪泵內(nèi)嚙合齒輪泵北京科技大學(xué)內(nèi)嚙合齒輪泵典型結(jié)構(gòu)內(nèi)嚙合齒輪泵典型結(jié)構(gòu)北京科技大學(xué)優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 1 1、結(jié)構(gòu)簡單、緊湊；、結(jié)構(gòu)簡單、緊湊； 2 2、同向旋轉(zhuǎn)，相對滑動小，磨損小，、同向旋轉(zhuǎn)，相對滑動小，磨損小，使使 用壽命長；用壽命長； 3 3、壓力脈動小；、壓力脈動??； 4 4、噪音小。、噪音小。缺陷：加工精度高，成本高缺陷：加工精度高，成本高北京科技大學(xué)螺桿泵螺桿泵優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，自吸能力強(qiáng)，優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，自吸能力強(qiáng)，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，流量無脈動，噪聲小，對油液污染不敏運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，流量無脈動，噪聲小