液壓傳動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)

關(guān)于液壓傳動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)2二OO七年十一月第一章液壓傳動(dòng)的原理及特征原理：液壓傳動(dòng)是以液壓油為工作介質(zhì)進(jìn)行能量傳遞和控制的一種傳動(dòng)方式。他通過各種元件組成不同功能的基本回路，再由若干基本回路有機(jī)地組合成具有一定控制功能的傳動(dòng)系統(tǒng)。液壓傳動(dòng)的主要組成：1、能源裝置：把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體壓力能的裝置——液壓泵。2、執(zhí)行元件：將液體壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的元件——液壓缸，液壓馬達(dá)。第2頁,共54頁，2024年2月25日，星期天3二OO七年十一月3、控制元件：通過對(duì)液體的壓力、流量、方向控制，改變執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度、方向、作用力等的元件——閥類元件。4、輔助元件：上述三部分以外的其他元件——油箱、過濾器、管路、接頭和密封等。第3頁,共54頁，2024年2月25日，星期天4二OO七年十一月液壓傳動(dòng)過程：機(jī)械能(電動(dòng)機(jī))→液體壓力能(液壓泵)→機(jī)械能(液壓缸，液壓馬達(dá))第4頁,共54頁，2024年2月25日，星期天5二OO七年十一月液壓傳動(dòng)的存在以下優(yōu)點(diǎn)：1、液壓元件的布置不受嚴(yán)格的空間位置限制，系統(tǒng)中各部分用管道連接，布局安裝有很大的靈活性，能構(gòu)成用其他方法難以完成的復(fù)雜系統(tǒng)；2、可以在運(yùn)行過程中實(shí)現(xiàn)大范圍的無級(jí)調(diào)速，調(diào)速范圍可達(dá)2000:1；3、液壓傳動(dòng)傳遞運(yùn)動(dòng)均勻平穩(wěn)，易于實(shí)現(xiàn)快速啟動(dòng)、制動(dòng)和頻繁換向；4、操作控制方便、省力，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、中遠(yuǎn)程距離控制、過載保護(hù)；5、液壓元件屬于機(jī)械工業(yè)基礎(chǔ)件，標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化程度較高，有利于縮短機(jī)器的設(shè)計(jì)制造周期和降低成本。液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)第5頁,共54頁，2024年2月25日，星期天6二OO七年十一月液壓傳動(dòng)的存在以下缺點(diǎn)：1、在傳動(dòng)過程中，能量需兩次轉(zhuǎn)換，傳動(dòng)效率偏低（傳動(dòng)比不固定）；2、由于傳動(dòng)介質(zhì)的可壓縮性和泄露等因素影響，不能嚴(yán)格保證定比傳動(dòng)（噪音大）；3、液壓傳動(dòng)性能對(duì)溫度比較敏感，不能在高溫下工作，過熱會(huì)降低其工作效率或損壞設(shè)備；4、液壓元件制造精度高（價(jià)格高），系統(tǒng)工作過程中發(fā)生故障不易診斷（維修人員的技能水平要求高）?？偟膩碚f液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是主要的，其缺點(diǎn)會(huì)隨著科技的不斷發(fā)展得到克服。將液壓傳動(dòng)與氣壓傳動(dòng)、電力傳動(dòng)、機(jī)械傳動(dòng)合理聯(lián)合運(yùn)用，進(jìn)一步發(fā)揮各自優(yōu)點(diǎn)，相互補(bǔ)充，彌補(bǔ)各自不足之處。液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)第6頁,共54頁，2024年2月25日，星期天7二OO七年十一月第二章工作介質(zhì)——液壓油液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中傳遞能量的介質(zhì)，潤(rùn)滑、防止銹蝕、沖洗系統(tǒng)內(nèi)污染物并帶走熱量。第一節(jié)液壓油的物理性質(zhì)1.密度單位體積液體具有的質(zhì)量第7頁,共54頁，2024年2月25日，星期天2.可壓縮性

可壓縮性：液體受壓力作用而使體積減小的性質(zhì)。體積為V的液體，當(dāng)壓力增大Δp時(shí)，體積減小ΔV，液體在單位壓力變化下的體積相對(duì)變化量為k——液體的體積壓縮系數(shù)。

壓力增大時(shí)，液體的體積減小，即Δp與ΔV的符號(hào)相反，為保證k為正值，在式右邊加負(fù)號(hào)。第8頁,共54頁，2024年2月25日，星期天

液體的體積壓縮系數(shù)k的倒數(shù)稱為液體的體積彈性模量，以K表示。K表示液體產(chǎn)生單位體積相對(duì)變化量所需要的壓力增量。常溫下，液壓油的體積彈性模量K=(1.4～2)×103MPa，數(shù)值很大，一般認(rèn)為液體是不可壓縮的。若工作液體中混入空氣，其抗壓縮能力會(huì)顯著下降，并將嚴(yán)重影響液壓系統(tǒng)的工作性能。第9頁,共54頁，2024年2月25日，星期天3.粘度液體流動(dòng)時(shí)，液體與固體壁面之間的附著力和液體分子間的內(nèi)聚力的作用，導(dǎo)致液體分子間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在液體內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)摩擦力——液體的粘性。液體流動(dòng)時(shí)相鄰液層間的內(nèi)摩擦力F與液層接觸面積A成正比，與液層間的速度梯度成正比。第10頁,共54頁，2024年2月25日，星期天η——液體粘性的內(nèi)摩擦系數(shù)，稱為動(dòng)力粘度；——液層間單位面積上的內(nèi)摩擦力。

——牛頓液體內(nèi)摩擦定律

靜止液體中，速度梯度=0→內(nèi)摩擦力=0→靜止液體不呈現(xiàn)粘性，液體只有在流動(dòng)時(shí)才顯示出粘性。

第11頁,共54頁，2024年2月25日，星期天

粘性的大小用粘度表示，常用粘度有動(dòng)力粘度、運(yùn)動(dòng)粘度和相對(duì)粘度。1)動(dòng)力粘度(絕對(duì)粘度)根據(jù)牛頓液體內(nèi)摩擦定律

動(dòng)力粘度的物理意義：液體在單位速度梯度下流動(dòng)時(shí)，流動(dòng)液層間單位面積上的內(nèi)摩擦力。單位：N·s/m2或Pa·s第12頁,共54頁，2024年2月25日，星期天2)運(yùn)動(dòng)粘度動(dòng)力粘度與液體密度的比值——運(yùn)動(dòng)粘度

運(yùn)動(dòng)粘度單位：m2/s，mm2/s1m2/s=106mm2/s

規(guī)定：采用40℃時(shí)油液的運(yùn)動(dòng)粘度平均值表示液壓油牌號(hào)。

N32號(hào)液壓油→在40℃時(shí)運(yùn)動(dòng)粘度平均值為32mm2/s。第13頁,共54頁，2024年2月25日，星期天

3)相對(duì)粘度(條件粘度)

采用特定粘度計(jì)在規(guī)定的條件下測(cè)量出來的粘度。測(cè)量條件不同，各國所用相對(duì)粘度不同。中國、德國和俄羅斯等采用恩氏粘度。將200mL被測(cè)液體裝入恩氏粘度計(jì)中，在某一溫度下，測(cè)出液體經(jīng)容器底部直徑為2.8mm小孔流盡所需的時(shí)間t1，與同體積的蒸餾水在20℃時(shí)流過同一小孔所需的時(shí)間t2的比值——被測(cè)液體在該溫度下的恩氏粘度。第14頁,共54頁，2024年2月25日，星期天4)恩氏粘度與運(yùn)動(dòng)粘度關(guān)系

5)粘度與溫度關(guān)系液體的粘度隨溫度變化的性質(zhì)——粘溫特性。粘溫特性較好的液體，粘度隨溫度的變化較小——溫度變化對(duì)液壓系統(tǒng)性能的影響較小。粘度和溫度關(guān)系用粘溫圖查找。

6)粘度與壓力關(guān)系液體所受壓力增大時(shí)，其分子間的距離將減小，內(nèi)摩擦力增大，粘度隨之增大。一般液壓系統(tǒng)壓力在20MPa以下時(shí)，壓力對(duì)粘度的影響不大，可以忽略不計(jì)。壓力較高或壓力變化較大時(shí)，粘度變化不容忽視。第15頁,共54頁，2024年2月25日，星期天二、對(duì)工作液體的要求

在采掘機(jī)械液壓系統(tǒng)中，工作液體的溫度變化較大(40～80℃)，工作壓力一般在12～25MPa之間，甚至在32MPa以上(如液壓支架)，而且井下環(huán)境污染嚴(yán)重。因此，對(duì)工作液體有如下要求：

1．較好的粘溫特性

使工作液體在較大的溫度變化范圍內(nèi)粘度變化盡量小，以保持液壓傳動(dòng)系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性；

2．良好的抗磨性能(即潤(rùn)滑性能)

抗磨性是指減少液壓元件零部件磨損的能力。工作液體的潤(rùn)滑性愈好，油膜強(qiáng)度愈高，抗磨性就愈好。采掘機(jī)械液壓系統(tǒng)壓力高，載荷大，而且還受沖擊載荷，所以必須要用抗磨性好的液壓油；第16頁,共54頁，2024年2月25日，星期天

3．抗氧化性好工作液體抵抗空氣中氧化作用的能力

工作液體被氧化后粘度會(huì)發(fā)生變化，酸值增加，使系統(tǒng)工作性能變壞。工作液體溫度越高，越易被氧化，所以采掘機(jī)械中規(guī)定液壓系統(tǒng)溫度不超過70℃，短期不超過80℃；

4．良好的防銹性礦物油與水接觸時(shí)，延緩金屬銹蝕過程的能力

采掘機(jī)械工作條件潮濕，并且冷卻噴霧系統(tǒng)的水容易進(jìn)入油箱，必須使工作液體有良好的防銹性；

5．良好的抗乳化性礦物油與水接觸時(shí)，抵抗它們生成乳化液的能力

以礦物油為工作介質(zhì)的液壓系統(tǒng)中，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)入水后，在液壓元件的劇烈攪動(dòng)下，就與工作液體形成乳化液，使工作液體變質(zhì)，產(chǎn)生腐蝕性沉淀物，從而降低其潤(rùn)滑性、防銹性和工作壽命；第17頁,共54頁，2024年2月25日，星期天

6．抗泡沫性能好當(dāng)液體內(nèi)混入氣體時(shí)，液體內(nèi)不易生成微小的氣泡或泡沫；即使生成了微小的氣泡或泡沫，它也會(huì)迅速長(zhǎng)大成大氣泡而升出液面自行破滅。

工作液體中混入空氣，對(duì)液壓系統(tǒng)工作性能影響很大。氣體會(huì)使系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能變壞，產(chǎn)生氣穴、氣蝕現(xiàn)象。

在液壓系統(tǒng)中，當(dāng)流動(dòng)液體某處的壓力低于空氣分離壓力時(shí)，原先溶解在液體中的空氣就會(huì)游離出來，使液體中產(chǎn)生大量氣泡，這種現(xiàn)象稱為氣穴現(xiàn)象。因氣穴而對(duì)金屬表面產(chǎn)生腐蝕的現(xiàn)象稱為氣蝕。

氣穴多發(fā)生在閥口和液壓泵進(jìn)口處——閥口的通道狹窄，流速增大，該處的壓力大幅度下降，以致產(chǎn)生氣穴。泵安裝高度過大，吸油管直徑太小，吸油阻力大，過濾器阻塞、油液粘度等因素影響，造成泵進(jìn)口處的真空度過大，亦會(huì)產(chǎn)生氣穴第18頁,共54頁，2024年2月25日，星期天

7．經(jīng)濟(jì)性液壓系統(tǒng)中工作液體的經(jīng)濟(jì)性具有普遍性，在選用時(shí)既要符合性能要求，又要照顧價(jià)格。如在采煤工作面液壓支架中的工作液體，由于使用量極大，一般采用比較廉價(jià)的乳化液作為工作液體。

減少氣穴現(xiàn)象的措施：

1)減小小孔或縫隙處的壓力降，一般希望小孔或縫隙前后的壓力比<3.5。

2)降低液壓泵的吸油高度，適當(dāng)加大吸油管內(nèi)徑，限制吸油管的流速，及時(shí)清洗過濾器。對(duì)高壓泵可采用輔助泵供油

3)管路要有良好的密封，防止空氣進(jìn)入。

4)對(duì)容易產(chǎn)生氣蝕的元件，如泵的配流盤等，要采用抗腐蝕能力強(qiáng)的金屬材料，增強(qiáng)元件的機(jī)械強(qiáng)度。第19頁,共54頁，2024年2月25日，星期天為適應(yīng)液壓技術(shù)的發(fā)展，經(jīng)精煉的礦物油中加入各種改善性能的添加劑——抗氧化、抗泡沫、抗磨損、防銹以及改進(jìn)粘度指數(shù)的添加劑等，以提高其使用性能，這些工作液體又分為普通工作液體、抗磨工作液體，如32、46普通工作液體和68抗磨工作液體等。正確而合理地選用和維護(hù)工作液體，對(duì)于液壓系統(tǒng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求、保障工作能力、滿足環(huán)境條件、延長(zhǎng)使用壽命、提高運(yùn)行可靠性、防止事故發(fā)生等方面都有重要影響注：機(jī)械油、汽輪機(jī)油和柴油機(jī)油均屬機(jī)械傳動(dòng)中的潤(rùn)滑油，將潤(rùn)滑油用于液壓傳動(dòng)中是不合理的。

第二節(jié)液壓油的要求和選用第20頁,共54頁，2024年2月25日，星期天

1．液壓油的選擇液壓油的選擇包含品種和粘度兩個(gè)方面，通常包含四個(gè)基本步驟：(1)列出液壓系統(tǒng)對(duì)工作液體性能變化范圍的要求：粘度、密度、體積模量、飽和蒸氣壓、空氣溶解度、溫度界限、壓力界限、阻燃性、潤(rùn)滑性、相容性、污染性等；(2)查閱產(chǎn)品說明書，選出符合或基本符合上述各項(xiàng)要求的工作液體品種；(3)進(jìn)行綜合、權(quán)衡，調(diào)整各方面的要求和參數(shù)；(4)與供貨廠商聯(lián)系，最終決定所采用的合適工作液體。第21頁,共54頁，2024年2月25日，星期天選擇工作液體時(shí)要考慮的因素考慮方面內(nèi)容系統(tǒng)工作環(huán)境是否阻燃(閃點(diǎn)，燃點(diǎn))抑制噪聲能力(空氣溶解度，消泡性)廢液再生處理及環(huán)保要求系統(tǒng)工作條件壓力范圍(潤(rùn)滑性，承載能力)溫度范圍(粘度，粘-溫特性，熱穩(wěn)定性，揮發(fā)度，低溫流動(dòng)性)轉(zhuǎn)速(氣蝕，對(duì)支承面侵潤(rùn)能力)工作液體品質(zhì)物理化學(xué)指標(biāo)對(duì)金屬和密封件等的相容性過濾能力、吸氣情況、去垢能力銹蝕性抗氧化穩(wěn)定性剪切穩(wěn)定性經(jīng)濟(jì)性價(jià)格及使用壽命貨源情況維護(hù)、更換難易程度第22頁,共54頁，2024年2月25日，星期天

在液壓系統(tǒng)所有元件中，液壓泵的工作條件最為嚴(yán)格，不但壓力、轉(zhuǎn)速和溫度高，而且工作液體在被液壓泵吸入和排出時(shí)要受到剪切作用，所以一般根據(jù)液壓泵的要求來確定工作液體的粘度。

在選擇工作液體的粘度時(shí)，還應(yīng)考慮環(huán)境溫度、系統(tǒng)工作壓力、執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)類型和速度以及泄漏量等因素。當(dāng)環(huán)境溫度高、壓力高，往復(fù)運(yùn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)速度低時(shí)，或泄漏量大，而運(yùn)動(dòng)速度不高時(shí)，宜采用粘度較高的工作液體，以減少系統(tǒng)泄漏；當(dāng)環(huán)境溫度低、壓力低，往復(fù)運(yùn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)速度高時(shí)，宜采用粘度低的工作液體，以減少液流功率損失。第23頁,共54頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)液壓油的要求和選用幾種常見液壓油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)第24頁,共54頁，2024年2月25日，星期天

2．液壓油的使用和維護(hù)選擇合適的液壓油僅是保障液壓系統(tǒng)正常工作的先決條件，而要保持液壓裝置長(zhǎng)期高效而可靠地運(yùn)行，則必須對(duì)液壓油進(jìn)行合理的使用和正確的維護(hù)。液壓油的維護(hù)關(guān)鍵是控制污染。實(shí)際工作當(dāng)中，液壓油被污染是系統(tǒng)發(fā)生故障的主要原因，它嚴(yán)重影響著液壓系統(tǒng)的可靠性及元件的壽命。

1)污染物種類及其危害液壓系統(tǒng)中的污染物，是指混在工作液體中的各種雜物，如固體顆粒、水、空氣、化學(xué)物質(zhì)、微生物和污染能量等工作液體被污染后，將對(duì)系統(tǒng)及元件產(chǎn)生不良后果：

第25頁,共54頁，2024年2月25日，星期天(1)固體顆粒會(huì)加速元件磨損，堵塞縫隙及過濾器，使液壓泵和閥性能下降，產(chǎn)生噪聲

(2)水侵人液壓油會(huì)加速工作液體的氧化，并與添加劑起作用產(chǎn)生粘性膠質(zhì)，堵塞濾心

(3)空氣的混入會(huì)降低工作液體的體積模量，引起氣蝕，降低潤(rùn)滑性能

(4)溶劑、表面活性化合物等化學(xué)物質(zhì)使金屬腐蝕

(5)微生物的生成使工作液體變質(zhì)，降低潤(rùn)滑性能，加速元件腐蝕。對(duì)高水基工作液體的危害更大

2)污染原因

液壓裝置組裝時(shí)殘留下來的污染物，主要有切屑、毛刺、型砂、磨粒、焊渣、鐵銹等；從周圍環(huán)境混入的污染物，主要有空氣、塵埃、水滴等；

在工作過程中產(chǎn)生的污染有金屬微粒、銹斑、涂料和密封件的剝離片、水分、氣泡以及工作液體變質(zhì)后的膠狀生成物等

第26頁,共54頁，2024年2月25日，星期天

3)工作液體的污染控制

措施：

(1)嚴(yán)格清洗元件和系統(tǒng)液壓元件在加工的每道工序后都應(yīng)凈化，裝配后再仔細(xì)清洗，以清除在加工和組裝過程中殘留的污染物。系統(tǒng)在組裝前，先清洗油箱和管道，組裝后再進(jìn)行全面徹底的沖洗；(2)防止污染物從外界侵入在貯存、搬運(yùn)及加工的各個(gè)階段都應(yīng)防止工作液體被污染。工作液體必須經(jīng)過過濾器注入系統(tǒng)。設(shè)計(jì)時(shí)可在油箱呼吸孔上裝設(shè)空氣濾清器或采用密封油箱，防止運(yùn)行時(shí)塵土、磨料和冷卻物侵入系統(tǒng)。另外，在液壓缸活塞桿端應(yīng)裝防塵密封，并經(jīng)常檢查定期更換；

(3)采用高性能的過濾器這是控制工作液體污染度的重要手段，它可使系統(tǒng)在工作中不斷濾除內(nèi)部產(chǎn)生的和外部侵入的污染物。過濾器必須定期檢查、清洗和更換濾芯；第27頁,共54頁，2024年2月25日，星期天

(4)控制工作液體的溫度工作液體的抗氧化、熱穩(wěn)定性決定了其工作溫度的界限。因此，液壓裝置必須設(shè)立良好的散熱條件，使工作液體長(zhǎng)期處在低于它開始氧化的溫度下工作。一般液壓系統(tǒng)的工作溫度最好控制在65℃以下；

(5)保持系統(tǒng)所有部位良好的密封性空氣侵入系統(tǒng)將直接影響工作液體的物理化學(xué)性能。一旦發(fā)生泄漏，應(yīng)立即排除；

(6)定期檢查和更換工作液體每隔一定時(shí)間，對(duì)系統(tǒng)中的工作液體進(jìn)行抽樣分析。如發(fā)現(xiàn)污染度已超過標(biāo)準(zhǔn)，必須立即更換。在更換新工作液體前，整個(gè)系統(tǒng)必須先清洗。

第28頁,共54頁，2024年2月25日，星期天第四章液壓泵液壓泵作為液壓系統(tǒng)的動(dòng)力元件，將原動(dòng)機(jī)（電機(jī)、柴油機(jī)）輸出的機(jī)械能(輸出軸上的轉(zhuǎn)矩T和角速度w的乘積)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤耗?液壓泵的輸出壓力p和輸出流量q的乘積)的能量轉(zhuǎn)換裝置，為系統(tǒng)提供一定流量和壓力的油液，以推動(dòng)執(zhí)行元件工作。

第一節(jié)液壓泵概述第29頁,共54頁，2024年2月25日，星期天

單柱塞泵組成：偏心輪、柱塞、彈簧、缸體、兩個(gè)單向閥。柱塞與缸體孔之間形成密閉容積。柱塞直徑為d，偏心輪偏心距為e。偏心輪旋轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，柱塞上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次，向下運(yùn)動(dòng)吸油，向上運(yùn)動(dòng)排油。泵每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)排出的油液體積稱為排量，排量只與泵的結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)。

V=Sπd2/4=eπd2/2單柱塞泵工作原理圖第30頁,共54頁，2024年2月25日，星期天

液壓泵工作原理歸納如下：1.具有密封而又可以變化的容積——液壓泵必須具備的基本結(jié)構(gòu)；2.具有隔離吸排液腔(隔離低壓和高壓液體)的裝置——配流裝置；

3.油箱內(nèi)的工作液體具有不低于一個(gè)大氣壓的絕對(duì)壓力。第31頁,共54頁，2024年2月25日，星期天

液壓泵類型

按構(gòu)成密封而可變化容積的零件結(jié)構(gòu)形狀分：齒輪泵、葉片泵和柱塞泵等。按其每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)所能輸出油液體積可否調(diào)節(jié)分：定量泵和變量泵。

一個(gè)三角形尖頭向外，表示單向定量排液——;單向定量泵兩個(gè)三角形代表雙向定量泵；450斜箭頭代表變量泵。

液壓泵圖形符號(hào)第32頁,共54頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)液壓泵技術(shù)性能參數(shù)一、排量、流量和容積效率排量：液壓泵主軸每旋轉(zhuǎn)一周所排出的液體體積。理論排量V(不計(jì)泄漏)，單位mL/r排量可以調(diào)節(jié)—變量泵，固定不變—定量泵。排量的大小僅與泵的幾何尺寸有關(guān)。平均理論流量q

t：泵在單位時(shí)間內(nèi)理論上排出的油液體積，q

t=nV，單位m3/s或L/min。實(shí)際流量q

：泵在單位時(shí)間內(nèi)實(shí)際排出的油液體積。泵出口壓力≠0時(shí)，存在泄漏流量Δqq=q

t-Δq

第33頁,共54頁，2024年2月25日，星期天瞬時(shí)理論流量qsh：任一瞬時(shí)理論輸出的流量，一般泵的瞬時(shí)理論流量是脈動(dòng)的，即qsh≠q

t。額定流量qn

：泵在額定壓力、額定轉(zhuǎn)速下允許連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的流量。容積效率ηV

ηV=q/q

t=(q

t–Δq)/q

t=1-Δq/qt=1-kp/nV

式中，

k

為泄漏系數(shù)。液壓泵內(nèi)零件間的間隙很小，泄漏油液的流態(tài)可以看作是層流→泄漏量和液壓泵工作壓力成正比。

柱塞泵ηV=0.85～0.98,葉片泵ηV=0.8～0.95,齒輪泵ηV=0.9～0.95第34頁,共54頁，2024年2月25日，星期天二、壓力和轉(zhuǎn)速額定壓力：泵在額定轉(zhuǎn)速和最大排量下能連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的工作壓力。工作壓力：在實(shí)際工作中輸出油液的壓力值(泵出口處的壓力值)。最大壓力：在短時(shí)間內(nèi)超載所允許的極限壓力。實(shí)際壓力：大小取決于執(zhí)行元件的負(fù)載。額定轉(zhuǎn)速nn：額定壓力下能連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間正常運(yùn)轉(zhuǎn)的最高轉(zhuǎn)速。最高轉(zhuǎn)速nmax：額定壓力下允許短時(shí)間運(yùn)行的最高轉(zhuǎn)速。最低轉(zhuǎn)速nmin：正常運(yùn)轉(zhuǎn)允許的最低轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速范圍：最低轉(zhuǎn)速和最高轉(zhuǎn)速之間的轉(zhuǎn)速。

轉(zhuǎn)速：齒輪泵：1000～1800r/min

葉片泵：1000～1800r/min

軸向柱塞泵：1000～2200r/min第35頁,共54頁，2024年2月25日，星期天三、輸出功率、輸入功率和總效率已知輸出壓力p，流量q，實(shí)際輸出功率輸入功率(泵的傳動(dòng)功率)M—輸入扭矩Nm；ω—泵主軸的角速度rad/s理論輸出功率第36頁,共54頁，2024年2月25日，星期天輸出壓力p、流量q時(shí)，所需電動(dòng)機(jī)功率p—泵的實(shí)際工作壓力,Pa;q—泵的實(shí)際工作流量,m3/s

考慮到電機(jī)本身效率并使電機(jī)容量有一定裕度，實(shí)際所選電機(jī)功率應(yīng)當(dāng)大于此計(jì)算值.液壓泵總效率η值

η柱=0.8～0.9

η齒=0.6～0.8

η葉=0.75～0.85第37頁,共54頁，2024年2月25日，星期天第三節(jié)齒輪泵齒輪泵利用齒輪嚙合原理工作。根據(jù)嚙合形式不同分外嚙合齒輪泵和內(nèi)嚙合齒輪泵。1、工作原理

傳動(dòng)軸帶動(dòng)主動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在嚙合點(diǎn)逐漸脫開的一側(cè)容積增大，經(jīng)吸液口吸入油液，利用兩齒輪的齒谷將油液帶至嚙合點(diǎn)另一側(cè)。輪齒逐漸進(jìn)入嚙合使容積變小→油液擠出排液口。齒輪不斷運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)吸、排油液。組成：一對(duì)幾何參數(shù)完全相同的齒輪，齒寬為B，齒數(shù)為z泵體，前后蓋板，長(zhǎng)短軸。第38頁,共54頁，2024年2月25日，星期天2.排量和流量

齒輪泵理論排量，齒輪分度圓直徑、輪齒有效工作高度、齒寬、模數(shù)。mL/r近似計(jì)算認(rèn)為排量等于兩個(gè)齒輪的齒槽容積之和。流量，

齒輪泵的流量不均勻，具有脈動(dòng)性，且齒數(shù)愈少，流量的脈動(dòng)性愈嚴(yán)重。設(shè)qmax，qmin表示最大、最小瞬時(shí)流量，流量脈動(dòng)率

第39頁,共54頁，2024年2月25日，星期天3.困油現(xiàn)象

困油現(xiàn)象產(chǎn)生原因齒輪重迭系數(shù)ε＞1，在兩對(duì)輪齒同時(shí)嚙合時(shí)，它們之間將形成一個(gè)與吸、壓油腔均不相通的閉死容積，此閉死容積隨齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)其大小發(fā)生變化，先由大變小，后由小變大。

困油現(xiàn)象危害閉死容積由大變小時(shí)油液受擠壓，導(dǎo)致壓力沖擊和油液發(fā)熱，閉死容積由小變大時(shí)，會(huì)引起汽蝕和噪聲。第40頁,共54頁，2024年2月25日，星期天

4.徑向不平衡液壓力齒輪泵工作原理知，排液腔側(cè)壓力高，吸液腔側(cè)壓力低——齒輪從吸液腔至排液腔沿齒輪頂圓的壓力分布，近似認(rèn)為逐漸升高→齒輪和軸承受不平衡徑向液壓力P(壓力越高，P越大)→增加從動(dòng)齒輪軸及軸承負(fù)荷→軸承提前損壞。第41頁,共54頁，2024年2月25日，星期天

液壓徑向力的平衡措施之一：通過在蓋板上開設(shè)平衡槽，使其分別與低、高壓腔相通，產(chǎn)生一個(gè)與液壓徑向力平衡的作用。平衡徑向力的措施都是以增加徑向泄漏為代價(jià)。

齒輪順利轉(zhuǎn)動(dòng)→側(cè)面(軸向)和頂圓(徑向)與泵體之間留有間隙→泄漏。減少泄漏量，泵體內(nèi)開挖通道，將泄漏油液直接從內(nèi)部引向泵進(jìn)液口。第42頁,共54頁，2024年2月25日，星期天泄漏與間隙補(bǔ)償措施齒輪泵存在端面泄漏、徑向泄漏和輪齒嚙合處泄漏。端面泄漏占80％～85％。端面間隙補(bǔ)償采用靜壓平衡措施：在齒輪和蓋板之間增加一個(gè)補(bǔ)償零件，如浮動(dòng)軸套或浮動(dòng)側(cè)板，在浮動(dòng)零件的背面引入壓力油，讓作用在背面的液壓力稍大于正面的液壓力，其差值由一層很薄的油膜承受。第43頁,共54頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)柱塞泵原理：利用柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)，改變柱塞缸內(nèi)的容積實(shí)現(xiàn)吸、排油液。加工方便，壓力和容積效率高。

根據(jù)柱塞排列形式分軸向柱塞泵、徑向柱塞泵

第44頁,共54頁，2024年2月25日，星期天

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。第45頁,共54頁，2024年2月25日，星期天二、柱塞泵排量計(jì)算柱塞泵類型排量計(jì)算單柱塞泵三柱塞泵軸向泵斜盤式斜軸式徑向泵

柱塞直徑d，柱塞行程

h，偏心距e，柱塞數(shù)

Z，柱塞分布圓直徑D，主軸盤球鉸分布圓直徑D1，柱塞排數(shù)Y，斜盤或擺缸的傾角γ

第46頁,共54頁，2024年2月25日，星期天配流軸式徑向柱塞泵工作原理缸體均布有奇數(shù)柱塞孔，柱塞底部空間為密閉工作腔。柱塞頭部滑履與定子內(nèi)圓接觸。定子與缸體存在偏心。配流軸傳動(dòng)軸第47頁,共54頁，2024年2月25日，星期天第五節(jié)選擇液壓泵的原則是否要求變量徑向柱塞泵、軸向柱塞泵、單作用葉片泵可以是變量泵。工作壓力柱塞泵壓力31.5MPa；葉片泵壓力6.3MPa，高壓化以后可達(dá)16MPa；齒輪泵壓力2.5MPa，高壓化以后可達(dá)21MPa。工作環(huán)境齒輪泵的抗污染能力最好。噪聲指標(biāo)低噪聲泵有內(nèi)嚙合齒輪泵、雙作用葉片泵和螺桿泵，雙作用葉片泵和螺桿泵的瞬時(shí)流量均勻。效率軸向柱塞泵的總效率最高；同一結(jié)構(gòu)的泵，排量大的泵總效率高；同一排量的泵在額定工況下總效率最高。第48頁,共54頁，2024年2月25日，星期天執(zhí)