液壓與氣動(dòng)技術(shù)

液壓與氣動(dòng)技術(shù)主講：李壘棗莊學(xué)院2.1.1液壓泵概述一.液壓泵的工作原理液壓泵是一種能量轉(zhuǎn)換裝置，它將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓能，是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的動(dòng)力元件，為系統(tǒng)提供壓力油液。2.1.1液壓泵的概述液壓泵正常工作的基本條件：

⑴在結(jié)構(gòu)上具有一個(gè)或多個(gè)密封且可以周期性變化的工作容積；當(dāng)工作容積增大時(shí)，完成吸油過程；當(dāng)工作容積減小時(shí)，完成排油過程。液壓泵的輸出流量與此空間的容積變化量和單位時(shí)間內(nèi)的變化次數(shù)成正比，與其它因素?zé)o關(guān)。

⑵具有相應(yīng)的配油機(jī)構(gòu)，將吸油過程與排油過程分開；

⑶油箱內(nèi)液體的絕對壓力必須恒等于或大于大氣壓力2.1.1液壓泵的主要性能參數(shù)1.壓力(1)工作壓力。液壓泵實(shí)際工作時(shí)的輸出壓力稱為工作壓力。工作壓力的大小取決于外負(fù)載的大小和排油管路上的壓力損失,而與液壓泵的流量無關(guān)。(2)額定壓力。液壓泵在正常工作條件下,按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的最高壓力稱為液壓泵的額定壓力。(3)最高允許壓力。在超過額定壓力的條件下,根據(jù)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,允許液壓泵短暫運(yùn)行的最高壓力值,稱為液壓泵的最高允許壓力。

2.排量和流量(1)排量V。(2)理論流量(3)實(shí)際流量q。(4)額定流量qn。2.1.2液壓泵的主要工作參數(shù)三、功率和效率(1)液壓泵的功率損失。①容積損失。②機(jī)械損失。(2)液壓泵的功率。①輸入功率Pi。②輸出功率Po。(3)液壓泵的總效率。液壓泵的總效率是指液壓泵的實(shí)際輸出功率與其輸入功率的比值2.2齒輪泵

2.2齒輪泵的工作原理

構(gòu)造1.一對互相嚙合的齒輪2.主動(dòng)輪由原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)回轉(zhuǎn)，齒頂和端面被泵體和前后端蓋包圍由于相嚙合齒的分隔，吸入腔和排出腔隔開結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1.泵如果反轉(zhuǎn)，吸排方向相反2.嚙合緊密，齒頂和端面間隙都小，液體不會(huì)大量漏回吸入腔磨擦面較多，只用來排送有潤滑性的油液2.2齒輪泵的工作原理吸油過程：輪齒脫開嚙合→V↑→p↓→吸油；排油過程：輪齒進(jìn)入嚙合→V↓→p↑→排油。1)產(chǎn)生原因：齒輪泵結(jié)構(gòu)上存在的問題1.

困油現(xiàn)象2)危害：影響工作、縮短壽命3)措施：開卸荷槽，原則：Vb由大→小，與壓油腔相通Vb由小→大，與吸油腔相通保證吸、壓油腔始終不通吸壓2.徑向力不平衡1）原因：徑向液壓力分布不均嚙合力2）危害：軸承磨損、刮殼。3）措施：縮小壓油口

齒輪泵結(jié)構(gòu)上存在的問題3.

泄漏問題1)泄漏途徑:2)危害：ηv↓3)防泄措施：

a)

減小軸向間隙

b)

軸向間隙補(bǔ)償裝置浮動(dòng)側(cè)板浮動(dòng)軸套齒輪泵結(jié)構(gòu)上存在的問題b)軸向間隙補(bǔ)償裝置浮動(dòng)側(cè)板浮動(dòng)軸套a)減小軸向間隙小流量：間隙0.025-0.04mm

大流量：間隙0.04-0.06mm齒輪泵結(jié)構(gòu)上存在的問題內(nèi)嚙合齒輪泵2.3葉片泵2.3.1單作用葉片泵特點(diǎn)：

●定子和轉(zhuǎn)子偏心；

●定子內(nèi)曲線是圓；

●配油盤有二個(gè)月牙形窗口。

●葉片靠離心力伸出。工作原理密封工作腔（轉(zhuǎn)子、定子、葉片、配油盤組成）吸油過程：葉片伸出→V↑→p↓→吸油；排油過程：葉片縮回→V↓→p↑→排油。旋轉(zhuǎn)一周，完成一次吸油，一次排油——單作用泵徑向力不平衡——非平衡式葉片泵（一個(gè)吸油區(qū)，一個(gè)排油區(qū)）2.3.2雙作用葉片泵結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

●定子和轉(zhuǎn)子同心；

●定子內(nèi)曲線由四段圓弧和四段過渡曲線組成；

●配油盤上有四個(gè)月牙形窗口。2.工作原理旋轉(zhuǎn)一周，完成二次吸油，二次排油——雙作用泵徑向力平衡——平衡式葉片泵（兩個(gè)吸油區(qū)，兩個(gè)排油區(qū)）3.流量計(jì)算和流量脈動(dòng)其中：B-葉片寬度

R

-定子長軸半徑

r

-定子短軸半徑

θ–葉片傾角

b

–葉片厚度1）流量：一般取z=12、16片(取4的倍數(shù)）4.雙作用葉片泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)配油盤5.提高雙作用葉片泵壓力的措施（1）.減小作用在葉片底部的油液壓力（2）.減小葉片底部承受壓力油作用的面積（3）.使葉片頂部和底部的液壓作用力平衡2.4雙級葉片泵和雙聯(lián)葉片泵4、限壓式變量葉片泵結(jié)構(gòu)特點(diǎn):

彈簧、反饋柱塞、限位螺釘。工作原理：靠反饋力和彈簧力平衡，控制偏心距的大小，來改變流量。轉(zhuǎn)子中心固定，定子可以水平移動(dòng)外反饋、限壓流量-壓力特性曲線調(diào)節(jié)限位螺釘，qmax

變;改變彈簧剛度，pmax變，BC斜率變。5、限壓式變量葉片泵2.4柱塞泵定義柱塞沿徑向放置的泵稱為徑向柱塞泵，柱塞軸向布置的泵稱為軸向柱塞泵。為了連續(xù)吸油和壓油，柱塞數(shù)必須大于等于3。徑向柱塞泵軸向柱塞泵柱塞泵軸向式徑向式一、徑向柱塞泵1、徑向柱塞泵工作原理2、徑向柱塞泵排量公式式中：e——定子與缸體之間的偏心距

z——柱塞數(shù)二、軸向柱塞泵1、軸向柱塞泵工作原理2、斜盤式軸向柱塞泵的排量公式改變斜盤傾角α可以改變泵的排量。αmax一般小于180～200。實(shí)際上,由于柱塞在缸體孔中運(yùn)動(dòng)的速度不是恒速的，因而輸出流量是有脈動(dòng)的3、軸向柱塞泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1）主體部分：①回程彈簧：保證缸體與配流盤，滑履與斜盤緊密接觸，端面間隙自動(dòng)補(bǔ)償，提高了容積效率②傳動(dòng)軸是懸臂梁，缸體外有大軸承支承。避免了缸體和配流盤之間的偏磨現(xiàn)象。③柱塞、滑履中間的小孔，把壓力油引入滑履底部，形成了靜壓油膜，減小滑履、斜盤間的磨損。2）變量機(jī)構(gòu)：改變斜盤的傾角，可改變軸向柱塞泵的排量和輸出流量。柱塞泵的變量方式有：手動(dòng)S，電動(dòng)D，伺服C，壓力補(bǔ)償Y等。①手動(dòng)變量機(jī)構(gòu)

轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)變量活塞作用軸向移動(dòng)，通過軸銷使斜盤傾角改變，達(dá)到變量的目的。這種變量機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，但操縱不輕便，且不能在工作過程中變量。②伺服變量機(jī)構(gòu)。伺服變量機(jī)構(gòu)是通過操作液壓伺服閥動(dòng)作,利用泵輸出的壓力油推動(dòng)變量活塞來實(shí)現(xiàn)變量的。故加在拉桿上的力很小,控制靈敏。

三、柱塞泵的應(yīng)用：由于軸向柱塞泵的密封容積是利用圓柱表面形成的：

1、圓柱加工方便，配合精度高，容積效率為95％左右，總效率為90％左右；

2、只需改變柱塞的工作行程就能改變流量，易于實(shí)現(xiàn)變量。

3、主要零件均受壓應(yīng)力，材料強(qiáng)度性能可得以充分利用。

軸向柱塞泵被廣泛用于高壓、大流量、大功率的系統(tǒng)中和流量需要調(diào)節(jié)的場合，如龍門刨床、拉床、液壓機(jī)、工程機(jī)械、礦山冶金機(jī)械、船舶等得到廣泛的應(yīng)用。2.5液壓泵的噪聲一、產(chǎn)生噪聲的原因(1)泵的流量脈動(dòng)和壓力脈動(dòng),造成泵構(gòu)件的振動(dòng)。(2)泵的工作腔從吸油腔突然和壓油腔相通,或從壓油腔突然和吸油腔相通時(shí),產(chǎn)生的油液流量和壓力突變,對噪聲的影響甚大。(3)空穴現(xiàn)象(4)泵內(nèi)流道具有截面突然擴(kuò)大和收縮、急拐彎,通道截面過小而導(dǎo)致液體紊流、旋渦及噴流,使噪聲加大。(5)由于機(jī)械原因,如轉(zhuǎn)動(dòng)部分不平衡、軸承不良、泵軸的彎曲等機(jī)械振動(dòng)引起的機(jī)械噪聲。2.5液壓泵的噪聲二、降低噪聲的措施(1)消除液壓泵內(nèi)部油液壓力的急劇變化。(2)為吸收液壓泵流量及壓力脈動(dòng),可在液壓泵的出口裝置消音器。(3)裝在油箱上的泵應(yīng)使用橡膠墊減振。(4)壓油管的一段用橡膠軟管,對泵和管路的連接進(jìn)行隔振。(5)防止泵產(chǎn)生空穴現(xiàn)象,可采用直徑較大的吸油管,減小管道局部阻力;采用大容量的吸油濾油器,防止油液中混入空氣;合理設(shè)計(jì)液壓泵,提高零件剛度。

2.6液壓泵的選用液壓泵是液壓系統(tǒng)提供一定流量和壓力的油液動(dòng)力元件,它是每個(gè)液壓系統(tǒng)不可缺少的核心元件,合理的選擇液壓泵對于降低液壓系統(tǒng)的能耗、提高系統(tǒng)的效率、降低噪聲、改善工作性能和保證系統(tǒng)的可靠工作都十分重要