第三章 液壓泵概述ppt

第三章液壓泵與液壓馬達

液壓泵是液壓系統(tǒng)的動力元件，其功用是給液壓系統(tǒng)提供壓力油，從能量轉換角度講，它是將原動機（如發(fā)動機）輸出的機械能轉換為便于輸送的液體的壓力能。液壓馬達則屬于執(zhí)行元件，它能將輸入液體的壓力能轉換為輸出軸轉動的機械能，用來拖動負載做功。液壓泵與液壓馬達的圖形符號表示如圖3-1所示。液壓泵與液壓馬達圖形符號圖3-1液壓泵與馬達圖形符號

§3-1液壓泵與液壓馬達概述

一、液壓泵的基本原理與分類1、液壓泵的工作原理圖3-2單柱塞液壓單柱塞泵的原理.avi單柱塞液壓泵的工作原理：當偏心輪1旋轉時，柱塞2在偏心輪和彈簧3的作用下在泵體內作往復運動，使密封腔a的容積發(fā)生變化。密封容腔a容積增大時形成真空，油箱中的油在大氣壓力的作用下通過單向閥4進入，實現(xiàn)吸油，此時單向閥5關閉，系統(tǒng)內的高壓油不能倒流；密封腔容積減小時，油受擠壓后被迫通過單向閥5進入液壓系統(tǒng)，完成排油過程，此過程中單向閥4關閉。這樣，當偏心輪連續(xù)轉動時，泵便不斷地重復吸油和排油過程。由此可見，液壓泵是靠密封容積的變化實現(xiàn)吸油和排油的，其排油量的大小取決于密封腔的容積變化量，故這種泵又稱為容積式泵。液壓泵工作的基本的條件：①結構上能形成的互不相通的密封容腔，即吸油腔和排（或壓）油腔。②密封容腔發(fā)生有規(guī)律的周期性變化。③密封腔增大時與油箱相通，密封腔容積變小時能與系統(tǒng)壓油管連通。

2、泵與馬達的分類根據(jù)結構形式，液壓泵與液壓馬達的具體分類如下：

二、液壓泵的主要性能參數(shù)

1、

壓力壓力的國際單位為Pa（帕），常用單位有MPa（兆帕），1MPa=106Pa。工作壓力p：泵在實際工作時輸出油液的壓力，由外負載決定。額定壓力pH：在正常工作條件下，按試驗標準規(guī)定能連續(xù)運轉的最高壓力。其大小受泵壽命的限制，若泵超過額定壓力工作，泵的使用壽命將會比設計的壽命短。當工作壓力大于額定壓力時稱泵超載。最高壓力pmax：按試驗標準規(guī)定，泵在超載狀態(tài)下允許短暫運行的最高壓力。其大小受零件強度及密封能力的限制，若超過此壓力工作，泵可能會立即損壞。2、轉速（rpm，r/min）工作轉速n：泵在工作時的實際轉動速度。額定轉速nH：在額定壓力下，能連續(xù)長時間正常運轉的最高轉速。在此轉速下工作既能保證泵的自吸性能，充分發(fā)揮其工作能力，又不降低總效率。最高轉速nmax：在額定壓力下，超過額定轉速而允許短暫運行的最大轉速。此時運轉泵不應產生氣蝕，不產生振動和大的噪聲。若泵超過額定轉速工作將會造成吸油不足，產生振動和大的噪聲，零件會遭受氣蝕損傷，壽命降低。

3、排量、流量、容積效率排量q：泵每轉一周，由密封容腔幾何尺寸變化而得的排出液體的體積，單位是mL/r（毫升/轉）。排量可以通過調節(jié)發(fā)生變化的稱為變量泵，排量不能變化的稱為定量泵。理論流量Qt：泵在單位時間內由密封容腔幾何尺寸變化計算而得的排出液體的體積。

（3-1）額定流量QH：在正常工作條件下，按試驗標準規(guī)定必須保證的流量。實際流量Q：泵工作時出口處的流量。由于泵本身存在內泄漏，其實際流量小于理論流量。容積效率ηV:液壓泵的實際流量與理論流量的比值。即

（3-2）式中，ΔQ為液壓泵的泄漏量，它是液壓泵的理論流量與實際流量之差。泄漏量的大小與泵的工作壓力、轉速、油液的粘度以及產生泄漏的的縫隙尺寸等有關，或者說這些因素將直接影響液壓泵的容積效率。（3-3）4、功率、轉矩、機械效率輸出功率P：液壓泵工作時實際輸出的功率，國際單位是W（瓦），常用單位有KW。以圖3-3的泵-缸系統(tǒng)為例，當忽略輸送管路及液壓缸中的能量損失，液壓泵的輸出功率應等于液壓缸的輸入功率，也等于液壓缸的輸出功率，即可列出如下表達式：（3-4）圖3-3液壓泵的功率在液壓傳動系統(tǒng)中，液體所具有的功率即液壓功率等于壓力和流量的乘積。實際轉矩T：對液壓泵實際輸入的轉矩，單位是Nm。理論轉矩Tt：在不考慮泵內機械摩擦、液體粘性摩擦等時對泵的輸入轉矩。因此驅動泵所需實際轉矩必然要大于理論轉矩。機械效率ηm：理論轉矩與實際輸入轉矩的比值，即

（3-5）若不考慮摩擦損失，泵的理論輸入功率應等于泵的理論輸出功率，即有下式于是有結合（3-5）式可以得出實際轉矩的表達式：（3-6）輸入功率Pi：泵工作時對泵實際輸入的功率，即液壓泵的驅動功率。（3-7）5、總效率泵的輸出功率與輸入功率的比值稱為泵的總效率，用η表示。

（3-8）有（3-8）式說明，液壓泵的總效率等于容積效率與機械效率的乘積。另外，液壓泵輸入功率的可寫成：

（3-9）例1某液壓泵的輸出油壓p=10MPa，轉速n=2000r/min，排量q=10mL/r，容積效率ηV=0.95，總效率η=0.9。求液壓泵的輸出流量、輸出功率、泵的驅動功率。解1）液壓泵的實際輸出流量為≈3.52（KW）

Q=qnηv=10×10-3×2000×0.95=19（L/min)

2)求液壓泵的輸出功率P

3）液壓泵的驅動功率Pi為≈3.17×103（W）=3.17KW

三、液壓馬達的主要性能參數(shù)

1、壓力（差）工作壓力pm：液壓馬達在實際工作時輸入油液的壓力，由外負載決定。額定壓力pHm：在正常工作條件下，按試驗標準規(guī)定能連續(xù)運轉的最高壓力。最高壓力pmaxm：按試驗標準規(guī)定，允許短暫運行的最高壓力。壓力差△P：液壓馬達輸入壓力和輸出壓力之差值。2、轉速（rpm，r/min）工作轉速nm：馬達在工作時的實際轉動速度。額定轉速nHm：在額定壓力下，能連續(xù)長時間正常運轉的最高轉速。最高轉速nmaxm：在額定壓力下，超過額定轉速而允許短暫運行的最大轉速。最低穩(wěn)定轉速：正常運轉所允許的最低轉速。在此轉速下，馬達不出現(xiàn)爬行現(xiàn)象。3、排量、流量、容積效率排量qm：馬達每轉一周，由密封容腔幾何尺寸變化計算而需要輸入的液體的體積。理論流量Qt：在單位時間內馬達為形成指定轉速，由密封容腔幾何尺寸變化計算的所需液體的體積。即（3-10）實際流量Qm：液壓馬達工作時進口處的流量。由于馬達本身存在內泄漏，要實現(xiàn)指定轉速，為補償泄漏量，其輸入實際流量必須大于理論流量。

容積效率ηmm:液壓馬達的理論流量與實際流量的比值。即=式中，ΔQm為液壓馬達的泄漏量，它是液壓馬達的實際流量與理論流量之差。由式（3-10）可以導出液壓馬達為輸出轉速的表達式：

（3-11）（3-12）4、功率、轉矩、機械效率輸入功率Pim：對液壓馬達實際輸入的液壓功率即ΔPQ。理論轉矩Ttm：液體壓力作用于馬達轉子形成的轉矩，即在不考慮馬達內機械摩擦、液體粘性摩擦等時可以產生的轉矩。實際轉矩Tm：液壓馬達軸實際輸出的轉矩，即馬達的理論轉矩克服摩擦力矩后的轉矩。因此馬達實際輸出轉矩必然要小于理論轉矩。機械效率ηmm：實際輸出轉矩與理論轉矩的比值，即若不考慮摩擦損失，馬達的輸入功率減去泄漏的液壓功率應等于馬達的理論輸出功率，即有下式

于是可以導出

（3-13）（3-14）結合（3-13）式可以得出實際轉矩的表達式：輸出功率Pm：液壓馬達工作時實際輸出的功率。=5、總效率馬達的輸出功率與輸入功率的比值稱為泵的總效率，用η表示

（3-15）（3-16）例2某液壓系統(tǒng)中，由液壓泵直接驅動液壓馬達進行工作，其中液壓泵的排量為10mL/r，輸入轉速為2000r/min，液壓馬達的排量為10mL/r，馬達驅動負載所需轉矩為15Nm，馬達的出口壓力為零，液壓泵和馬達的容積效率皆為0.95，總效率皆為0.9，不計管路的壓力損失和泄漏量，求1）馬達的轉速，2）液壓泵的工作壓力和驅動功率。

解：液壓泵的輸出流量：則馬達的轉速為：作業(yè)1、解釋名詞：液壓泵的額定