液壓動(dòng)力元件資料課件

第3章液壓動(dòng)力元件3.1液壓泵概述3.2齒輪泵3.3葉片泵3.4柱塞泵3.5液壓泵選用小結(jié)第3章液壓動(dòng)力元件3.1液壓泵概述單柱塞泵的工作原理1-偏心輪2-柱塞3-泵體4-彈簧5-排油單向閥6-吸油單向閥7-油箱3.1液壓泵概述3.1.1液壓泵的工作原理液壓泵的工作條件必須有容積大小可交替變化的密閉工作腔；合理的配流裝置。保證密閉工作腔在吸油時(shí)與油箱相通，在排油時(shí)，與供油管道相通。液壓泵每一次工作循環(huán)過(guò)程所吸入和排出油液的理論體積取決于密閉工作腔的容積變化量，而與排油壓力無(wú)關(guān)，這是液壓泵的一個(gè)重要特性。10/9/2023第3章液壓動(dòng)力元件單柱塞泵的工作原理1-偏心輪2-柱塞3-泵體4-彈簧容積式液壓泵的種類(lèi)很多。按結(jié)構(gòu)形式：齒輪泵、葉片泵、柱塞泵和螺桿泵等。按排量是否可調(diào)節(jié)：定量泵和變量泵。1.泵的種類(lèi)2.液壓泵的圖形符號(hào)3.1.2液壓泵的種類(lèi)與圖形符號(hào)10/9/2023第3章液壓動(dòng)力元件容積式液壓泵的種類(lèi)很多。1.泵的種類(lèi)2.液壓泵的圖形符號(hào)3.

工作壓力

pp（MPa）：液壓泵實(shí)際工作時(shí)的輸出壓力。

額定壓力

pn（MPa）：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。

最大壓力

pmax（MPa）：按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，允許泵短暫運(yùn)行的最高壓力。1.壓力p（MPa）2.排量和流量q（m3/s,L/min）3.1.3液壓泵的主要性能參數(shù)—泵的轉(zhuǎn)數(shù)（r/s，r/min）。額定流量qpn實(shí)際流量qp：泵在單位時(shí)間內(nèi)輸出液體的體積(m3/s,L/min)。

排量Vp（m3/r,mL/r）；理論流量qpt10/9/2023第3章液壓動(dòng)力元件工作壓力pp（MPa）：液壓泵實(shí)際工作時(shí)的輸出壓力3.功率與效率容積效率機(jī)械效率輸入功率輸出功率總效率10/9/2023第3章液壓動(dòng)力元件3.功率與效率容積效率機(jī)械效率輸入功率輸出功率總效率10/8實(shí)際流量和理論流量的關(guān)系實(shí)際流量小于理論流量，因?yàn)楸玫母髅芊忾g隙有泄漏。即泄漏損失與泵的密封程度、工作壓力和液壓油粘度有關(guān)。所以泵的實(shí)際流量是隨泵的輸出壓力變化而變化的，輸出壓力升高，泵的實(shí)際流量減小，而泵的理論流量與泵的輸出壓力無(wú)關(guān)。液壓泵的理論轉(zhuǎn)矩和實(shí)際轉(zhuǎn)矩液壓泵的實(shí)際輸入轉(zhuǎn)矩比理論輸入轉(zhuǎn)矩大，因液壓泵體內(nèi)相對(duì)運(yùn)動(dòng)部件之間機(jī)械摩擦而引起的摩擦轉(zhuǎn)矩?fù)p失，以及液體的粘性而引起的摩擦損失。10/9/2023第3章液壓動(dòng)力元件實(shí)際流量和理論流量的關(guān)系實(shí)際流量小于理論流量，液壓泵的輸出功率為:解:（1）求泵的輸出功率液壓泵的實(shí)際輸出流量qp為:（2）所需電動(dòng)機(jī)的功率為【例3.1】已知中高壓齒輪泵CBG2040的排量為40.6mL/r，該泵在1450r/min轉(zhuǎn)速、10MPa的壓力工況下工作，泵的容積效率ηpv=0.95，總效率ηp=0.9，求驅(qū)動(dòng)該泵所需電動(dòng)機(jī)的功率Ppi和泵的輸出功率Ppo？

10/9/2023第3章液壓動(dòng)力元件液壓泵的輸出功率為:解:（2）所需電動(dòng)機(jī)的功率為【例3.1返回分類(lèi)3.2齒輪泵3.2.1齒輪泵的工作原理10/9/2023第3章液壓動(dòng)力元件返回分類(lèi)3.2齒輪泵3.2.1齒輪泵的工作原理10/齒輪泵工作原理3.2.1齒輪泵的工作原理10/9/2023第3章液壓動(dòng)力元件齒輪泵工作原理3.2.1齒輪泵的工作原理10/8/202吸排油腔判斷練習(xí)判斷下面兩圖中油口1、2、3、4、5、6中哪些是進(jìn)油口10/9/2023第3章液壓動(dòng)力元件吸排油腔判斷練習(xí)判斷下面兩圖中油口1、2、3、4、5、6中哪qpmin、qpmax分別表示最小、最大瞬時(shí)流量，qp為平均流量，σp為流量脈動(dòng)率。3.2.2齒輪泵存在的問(wèn)題與解決措施1.齒輪泵的流量脈動(dòng)10/9/2023第3章液壓動(dòng)力元件qpmin、qpmax分別表示最小、最大瞬時(shí)流量，qp為平2.困油現(xiàn)象為了使一對(duì)互相嚙合的齒輪運(yùn)行平穩(wěn)，要求重疊系數(shù)大于1,也就是當(dāng)前一對(duì)輪齒尚未脫開(kāi)嚙合時(shí),后一對(duì)輪齒已進(jìn)入嚙合,兩嚙合線、齒輪的齒廓以及端蓋（或側(cè)板）形成一封閉容積，如果它即不與吸油腔相通，也不與排油腔相通，這一封閉容積在齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，容積縮小時(shí)，容腔內(nèi)壓力急劇上升，形成瞬時(shí)高壓；當(dāng)封閉容積逐漸增大時(shí),出現(xiàn)短暫的局部超低壓。這種困油現(xiàn)象極為嚴(yán)重地影響著泵的工作平穩(wěn)性和使用壽命。解決措施：在端蓋或側(cè)板上開(kāi)泄荷槽，如圖3-5(d)所示。圖3-5齒輪泵困油現(xiàn)象10/9/2023第3章液壓動(dòng)力元件2.困油現(xiàn)象為了使一對(duì)互相嚙合的齒輪運(yùn)行平穩(wěn)，要求重3.齒輪泵的徑向不平衡力

圖3-6齒輪泵徑向受力圖10/9/2023第3章液壓動(dòng)力元件3.齒輪泵的徑向不平衡力圖3-6齒輪泵徑向受力圖1外嚙合齒輪泵內(nèi)泄漏途徑:(1)泵體的內(nèi)圓和齒頂徑向間隙的泄漏(2)齒面嚙合處間隙的泄漏(3)齒輪端面間隙的泄漏齒輪端面與前后蓋之間的端面間隙較大，此端面間隙封油長(zhǎng)度短，所以泄漏量最大，占總泄漏量的75%-80%。減小端面泄漏是提高齒輪泵容積效率的主要途徑。4.泄漏問(wèn)題這里所說(shuō)的泄漏是指液壓泵的內(nèi)部泄漏，即一部分液壓油從壓油腔流回吸油腔，沒(méi)有輸送到系統(tǒng)中去。泄漏降低了液壓泵的容積效率。保持合適端面間隙的方法：浮動(dòng)軸套浮動(dòng)側(cè)板撓性側(cè)板

10/9/2023第3章液壓動(dòng)力元件外嚙合齒輪泵內(nèi)泄漏途徑:4.泄漏問(wèn)題這里所說(shuō)的泄漏是齒輪泵是一種常用的液壓泵，其主要特點(diǎn)是：抗油液污染能力強(qiáng)，體積小，價(jià)格低廉；內(nèi)部泄漏比較大，噪聲大，流量脈動(dòng)大，排量不能調(diào)節(jié)。上述特點(diǎn)使得齒輪泵通常被用于工作環(huán)境比較惡劣的各種低壓、中壓系統(tǒng)中。齒輪泵中齒輪的齒形以漸開(kāi)線為多。在結(jié)構(gòu)上可分為外嚙合齒輪泵和內(nèi)嚙合齒輪泵，外嚙合齒輪泵應(yīng)用廣泛。

CBY型齒輪泵雙聯(lián)泵三聯(lián)泵3.2.3齒輪泵實(shí)例10/9/2023第3章液壓動(dòng)力元件齒輪泵是一種常用的液壓泵，其主要特點(diǎn)是：CBY型齒輪泵雙聯(lián)泵3.3葉片泵按照轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周密閉工作腔吸排油次數(shù)不同，分為雙作用葉片泵和單作用葉片泵。圖3-13單作用葉片泵工作原理1-轉(zhuǎn)子；2-定子；3-葉片；4-配油盤(pán)；5-殼體10/9/2023第3章液壓動(dòng)力元件3.3葉片泵按照轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周密閉工作腔吸排油次數(shù)雙作用葉片泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（1)配油盤(pán)。雙作用葉片泵的配油盤(pán)上有兩個(gè)吸油窗口和兩個(gè)壓油窗口，窗口之間為封油區(qū)，通常應(yīng)使封油區(qū)對(duì)應(yīng)的中心角稍大于或等于兩個(gè)葉片之間的夾角，保證吸油腔和壓油腔隔離，以免造成泄漏。（2)定子曲線。定子曲線是由四段圓弧和四段過(guò)渡曲線組成的。過(guò)渡曲線應(yīng)保證葉片貼緊在定子內(nèi)表面上，保證葉片在轉(zhuǎn)子槽中徑向運(yùn)動(dòng)時(shí)速度和加速度的變化均勻，使葉片對(duì)定子的內(nèi)表面的沖擊盡可能小。返回泵種類(lèi)3.3.1雙作用葉片泵10/9/2023第3章液壓動(dòng)力元件雙作用葉片泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)返回泵種類(lèi)3.3.1雙作用葉片泵1圖3-13單作用葉片泵工作原理1-轉(zhuǎn)子；2-定子；3-葉片；4-配油盤(pán)；5-殼體單作用葉片泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)⑴當(dāng)單作用葉片泵葉片處在壓油腔時(shí)，葉片底部通壓力油，保證葉片頂部可靠地和定子內(nèi)表面相接觸。葉片處于吸油腔時(shí)，葉片底部和吸油腔相通，葉片靠離心力的作用頂在定子內(nèi)表面上。葉片的頂部與底部的液壓力基本平衡，避免了葉片與定子內(nèi)表面嚴(yán)重磨損問(wèn)題。⑵單作用葉片泵的軸上承受不平衡的徑向力作用，因此額定壓力不高。但通過(guò)改變定子和轉(zhuǎn)子之間的偏心便可改變流量。3.3.2單作用葉片泵10/9/2023第3章液壓動(dòng)力元件圖3-13單作用葉片泵工作原理單作用葉片泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)3.33.3.3限壓式變量葉片泵圖3-14外反饋限壓式變量泵的工作原理1-轉(zhuǎn)子2-定子3-吸油窗口4-活塞5-螺釘6-活塞腔7-通道8-吸壓油窗口9-調(diào)壓彈簧10-調(diào)壓螺釘1.限壓式變量葉片泵工作原理10/9/2023第3章液壓動(dòng)力元件3.3.3限壓式變量葉片泵圖3-14外反饋限壓式變量2.限壓式變量葉片泵的特性曲線

圖3-15限壓式變量葉片泵的特性曲線調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)螺釘5(見(jiàn)圖3-14)可調(diào)節(jié)最大偏心量(初始偏心量)的大小，從而改變泵的最大輸出流量qA，使特性曲線AB段上下平移。調(diào)節(jié)調(diào)壓彈簧10可改變限定壓力pB的大小，這時(shí)特性曲線BC段左右平移。當(dāng)改變調(diào)壓彈簧的剛度時(shí)，可以改變BC段的斜率。當(dāng)定子和轉(zhuǎn)子之間的偏心量為零時(shí)，系統(tǒng)壓力達(dá)到最大值，該壓力稱(chēng)為截止壓力，實(shí)際上由于泵的泄漏存在，當(dāng)偏心量尚未達(dá)到零時(shí)，泵向系統(tǒng)的輸出流量已經(jīng)為零。限壓式變量葉片泵可隨系統(tǒng)負(fù)載的變化自動(dòng)改變輸出流量，具有降低能耗，限制油液溫升的特點(diǎn)。10/9/2023第3章液壓動(dòng)力元件2.限壓式變量葉片泵的特性曲線圖3-15限壓式變量葉片圖3-16YB型葉片泵結(jié)構(gòu)示意圖1-左配油盤(pán)2、8-軸承3-傳動(dòng)軸4-定子5-右配油盤(pán)6-后泵體7-前泵體9-密封圈10-蓋板11-葉片12-轉(zhuǎn)子13-定位銷(xiāo)3.3.4葉片泵實(shí)例10/9/2023第3章液壓動(dòng)力元件圖3-16YB型葉片泵結(jié)構(gòu)示意圖3.3.4葉片泵實(shí)例3.4柱塞泵按照柱塞的排列和運(yùn)動(dòng)方向不同可分為：軸向柱塞泵和徑向柱塞泵；軸向柱塞泵柱塞與缸體的軸線相平行，分為斜盤(pán)式軸向柱塞泵和斜軸式軸向柱塞泵。軸向柱塞泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖徑向柱塞泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖10/9/2023第3章液壓動(dòng)力元件3.4柱塞泵按照柱塞的排列和運(yùn)動(dòng)方向不同可分為：軸圖3-17直軸式(斜盤(pán)式)軸向柱塞泵的工作原理1-斜盤(pán)2-注塞3-缸體4-配油盤(pán)5-傳動(dòng)軸6-彈簧3.4.1軸向柱塞泵1.工作原理10/9/2023第3章液壓動(dòng)力元件圖3-17直軸式(斜盤(pán)式)軸向柱塞泵的工作原理3.4圖3-18SCY14-1B型軸式向柱塞泵結(jié)構(gòu)1-轉(zhuǎn)動(dòng)手輪2-斜盤(pán)3-回程盤(pán)4-滑履5-柱塞6-缸體7-配油盤(pán)8-傳動(dòng)軸主體結(jié)構(gòu)講解變量機(jī)構(gòu)講解返回泵種類(lèi)軸向柱塞泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(1)直軸式柱塞泵結(jié)構(gòu)10/9/2023第3章液壓動(dòng)力元件圖3-18SCY14-1B型軸式向柱塞泵結(jié)構(gòu)主體結(jié)構(gòu)講解圖3-19A7V型斜軸式柱塞泵結(jié)構(gòu)圖1-傳動(dòng)軸2-缸體3-配油盤(pán)4-變量機(jī)構(gòu)5-柱塞6-連桿主體結(jié)構(gòu)變量機(jī)構(gòu)⑵斜軸式柱塞泵結(jié)構(gòu)10/9/2023第3章液壓動(dòng)力元件圖3-19A7V型斜軸式柱塞泵結(jié)構(gòu)圖主體結(jié)構(gòu)變量機(jī)構(gòu)⑵軸向柱塞泵特點(diǎn)：容積效率高，可達(dá)92％－98％，額定工作壓力高，可達(dá)35MPa易于改變排量流量壓力脈動(dòng)小，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)工作轉(zhuǎn)速高，功率重量比是所有泵中最大的零件制造精密，成本高；使用時(shí)對(duì)油液的清潔度要求高廣泛應(yīng)用于高壓、大流量、大功率的液壓系統(tǒng)中，如工程機(jī)械、航空、武器裝備、冶金、船舶等各個(gè)工業(yè)部門(mén)。柱塞泵是依靠柱塞在其缸體內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)泵內(nèi)的密封工作腔發(fā)生容積變化來(lái)實(shí)現(xiàn)吸油和壓油的。柱塞與缸體內(nèi)孔均為圓柱表面，容易得到高精度的配合。10/9/2023第3章液壓動(dòng)力元件軸向柱塞泵特點(diǎn)：容積效率高，可達(dá)92％－98％，額定工作壓力圖3-20徑向柱塞泵的工作原理1-柱塞2-缸體3-襯套4-定子5-配油軸徑向尺寸大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，自吸能力差，徑向力不平衡，配油軸尺寸大，配油軸與襯套之間磨損后不能自動(dòng)補(bǔ)償，泄漏較大，轉(zhuǎn)速和工作壓力受到了限制。3.4.2徑向柱塞泵1.工作原理2.結(jié)構(gòu)特點(diǎn)10/9/2023第3章液壓動(dòng)力元件圖3-20徑向柱塞泵的工作原理3.4.2徑向柱塞3.5液壓泵的選用3.5.1液壓泵的性能比較類(lèi)型性能參數(shù)齒輪泵葉片泵柱塞泵單作用（變量）雙作用軸向徑向工作壓力MPa2.5-252.5-6.36.3-2121-4010-20排量范圍m3/r0.3-6501-3200.5--4800.2-360020-720轉(zhuǎn)