流體傳動(dòng)與控制基礎(chǔ)（第3版）課件：液壓動(dòng)力元件 5

流體傳動(dòng)及控制基礎(chǔ)（

液壓動(dòng)力元件5）3.4.2

徑向柱塞泵2徑向柱塞泵工作原理缸體中心線定子中心線排油口配流軸泵殼體柱塞缸體吸油口定子環(huán)徑向柱塞泵的排量n

設(shè)柱塞的直徑為d

，柱塞數(shù)為z

。由于徑向柱塞泵的定子和轉(zhuǎn)子存在偏心距e

，則缸體每轉(zhuǎn)一周時(shí)，各柱塞吸、排油各一次，完成一個(gè)往復(fù)行程，其行程長(zhǎng)度等于偏心距的2倍。因此，泵的理論排量

為3.4.3

柱塞式變量泵的控制方式n

軸向柱塞泵通過改變斜盤傾角或缸體擺角、徑向柱塞泵改變定子偏心距，可改變泵的排量，即調(diào)節(jié)泵的輸出流量，這是柱塞式液壓泵的重要特性。5柱塞式變量泵的控制方式n

柱塞式液壓泵變量方式靈活、形式多樣，如n

手動(dòng)變量n

比例變量n

恒壓變量n

恒功率變量6手動(dòng)變量泵變量手柄變量手輪7手動(dòng)雙向變量泵圖形符號(hào)及變量特性8比例變量泵裝置n

通過電信號(hào)控制變量機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)，使泵的輸出流量與給定電信號(hào)大小成比例。比例變量泵控制器比例變量泵及放大器比例變量泵控制器10恒壓變量機(jī)構(gòu)控制原理及特性曲線變量缸控制閥113.4.4

柱塞泵的特點(diǎn)及應(yīng)用n

容積效率高，可達(dá)92～98％以上，因而額定工作壓力高，可達(dá)35-40MPa。n

工作轉(zhuǎn)速高，功率與質(zhì)量之比是所有液壓泵中最大的。n

易于改變排量，可制成各種類型的變量泵。n

流量、壓力脈動(dòng)小，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。n

零件制造精密，成本高；使用時(shí)對(duì)油液的清潔度要求高。3.4.4柱塞泵的應(yīng)用n

由于柱塞泵綜合性能好，廣泛應(yīng)用于高壓、大流量、大功率的液壓系統(tǒng)中，如冶金、工程機(jī)械、船舶、航空、武器裝備等各個(gè)工業(yè)部門。3.5液壓泵的功率和效率n

液壓泵的功率和效率n

液壓泵的輸入功率n

液壓泵的輸出功率n

液壓泵的容積效率n

液壓泵的機(jī)械效率n

液壓泵的總效率3.5.1

液壓泵的功率n

液壓泵的輸入功率n

液壓泵的輸出功率15液壓泵的輸入功率

(W)排油吸油；—

實(shí)際輸入轉(zhuǎn)矩—

泵軸角速度，液壓泵的輸出功率

(W)排油吸油—

進(jìn)排壓力差，—

輸出流量，；。3.5.2

液壓泵的效率泄漏油柱塞與缸體之間泄漏缸體與配流盤之間泄漏排油吸油18液壓泵的容積效率n

由于液壓泵的排油是高壓，而吸油是低壓，因而必然存在通過間隙的泄漏，使得實(shí)際輸出流量小于理論輸出流量。實(shí)際輸出流量與理論輸出流量之比，稱為液壓泵的容積效率。19理論輸入轉(zhuǎn)矩n

理論輸入轉(zhuǎn)矩

(

)為—泵進(jìn)出口壓力差，

；—泵的理論排量，

。20液壓泵機(jī)械摩擦損失球頭鉸接摩擦柱塞滑動(dòng)摩擦軸承轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦缸體轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦21液壓泵機(jī)械效率n

由于液壓泵內(nèi)有機(jī)械的摩擦損失，因此，在液壓泵進(jìn)、出口壓力差一定時(shí)，其實(shí)際輸入轉(zhuǎn)矩大于理論輸入轉(zhuǎn)矩。理論輸入轉(zhuǎn)矩與實(shí)際輸入轉(zhuǎn)矩之比，稱為液壓泵的機(jī)械效率。磨損總效率n

液壓泵的輸出功率與輸入機(jī)械功率之比，稱為液壓泵的總效率，它也等于容積效率與機(jī)械效率的乘積。磨損液壓泵特性曲線24液壓泵計(jì)算舉例1【例3-2】液壓泵計(jì)算舉例2【例3-3】液壓泵計(jì)算舉例3【例3-4】3.6液壓泵的性能比較及選用n

液壓泵性能比較n

齒輪泵價(jià)格最低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，抗污染能力強(qiáng)，但是性能差；端面磨損后，容積效率大大降低，影響泵的性能。齒輪泵廣泛應(yīng)用于移動(dòng)設(shè)備和機(jī)床領(lǐng)域等。n

葉片泵價(jià)格和性能介于齒輪泵與柱塞泵之間，但是對(duì)液壓油的清潔度和潤滑性有較高要求，其最高轉(zhuǎn)速較齒輪泵和軸向柱塞泵低，而且端面磨損后容積效率降低。n

柱塞液壓泵綜合性能最好，功率與重量之比最大；由于容積效率高，可以達(dá)到很高的額定工作壓力，但是價(jià)格最貴，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，現(xiàn)場(chǎng)維修困難。3.6液壓泵的性能比較及選用性能齒輪泵外嚙合

內(nèi)嚙合葉片泵單作用

雙作用軸向柱塞泵斜盤式

斜軸軸式徑向柱塞泵壓力范圍/<21<25<16<2514-4014-80MPa轉(zhuǎn)速范圍500-4000

200-3600600-1800600-3000700-1800/(r/min)排量范圍/(cm3/r)<22770-90<50<150<250<100090-95<100085-90容積效率/80-9070-8588-98%總效率/%80-9080-8890-98大85-95中噪聲大小中中抗污染能力

強(qiáng)一般較低一般一般弱一般一般價(jià)格低中高較高3.6液壓泵的性能比較及選用n

液壓泵噪聲n

與泵的類型有關(guān)，齒輪泵噪聲大，柱塞泵噪聲大n

各類液壓泵，轉(zhuǎn)速高，噪聲大n

液壓泵工作壓力高，噪聲大n

液壓泵的安裝、連接、吸油條件有關(guān)液壓泵的選用n

經(jīng)濟(jì)因素n

液壓泵的基本類型柱塞泵、葉片泵、齒輪泵n

定量液壓泵、變量液壓泵n

排量與轉(zhuǎn)速選擇n

安全、可靠性因素n

工作壓力：80%額定工作壓力31液壓泵的選用n

環(huán)境因素(【例如潛艇上的液壓泵】低噪聲運(yùn)行)n

降低運(yùn)行轉(zhuǎn)速、改善吸油條件n

降低工作壓力n

安裝、使用方面措施國產(chǎn)液壓泵主要生產(chǎn)廠n

齒輪泵：榆次液壓工業(yè)有限公司、瀘州液壓件廠n

葉片泵：榆次液壓工業(yè)有限公司n

柱塞泵：北京華德液壓工業(yè)集團(tuán)有限公司、貴州力源液壓國產(chǎn)液壓泵與國外品牌產(chǎn)品相比，在工作壓力、噪聲、性能、壽命方面等方面有較大差距。關(guān)鍵設(shè)備的液壓元件依靠進(jìn)口?！景咐抗こ添?xiàng)目應(yīng)用中的問題【案例】某鋼廠中板軋機(jī)軋輥平衡液壓系統(tǒng)泵的排量：160cm3/r工作轉(zhuǎn)速：1500r/min工作壓力：16MPa工作介質(zhì)：水—乙二醇油溫范圍：40±1℃運(yùn)行一段時(shí)間，液壓泵容積效率降低，輸出流量減少。分析原因？【案例】工程應(yīng)用中的問題n

烏魯木齊德匯國際廣場(chǎng)批發(fā)市場(chǎng)火災(zāi)2008年1月2日，烏