《液压泵和液压马达》PPT课件.ppt

第三章 液压泵和液压马达 第一节 液压泵 第二节 齿轮泵 第三节 叶片泵 第四节 柱塞泵 第五节 液压马达 第六节 液压泵和液压马达的选用 重点：液压泵工作原理；齿轮泵。 难点： 教学目的：掌握常用液压泵、液压马达的选用。 1 在液压系统中，液压泵和液压马达都是能量转换装置 。液压泵是把驱动电动机的机械能转换成液压系统中油 液的压力能，供系统使用；液压马达是把输来的油液的 压力能转换成机械能，使工作部件克服负载而对外做功 。因此，从工作原理上来讲，大部分液压泵和液压马达 是可逆的。 一、液压泵的工作原理 二、液压泵的性能参数 三、液压泵的分类 第一节 液压泵 2 容积式液压泵，利用改变封闭容积的大小来输出压力 油。液压马达的工作原理与液压泵的相同。 一、液压泵的工作原理 3 (1)工作压力和额定压力 工作压力：泵的输出压力。 额定压力：工作稳定时的最高压力。 (2)排量和流量： 排量V ：一转输出的量。 流量 ：单位时间内输出的量。 理论流量： 公式 二、液压泵的性能参数 4 理论流量： 实际流量： 机械效率： 理论功率： 输入功率： 总效率： 容积效率： 输出功率： 液压泵的功率和效率 5 例题1 例1： 某液压系统，泵的排量V=10mL/r，电机转速 n=1200rpm，泵的输出压力p=5Mpa，泵的容积效率 V=0.92，总效率=0.84，求： （1）泵的理论流量； （2）泵的实际流量； （3）泵的输出功率； （4）驱动电机功率。 V 6 解： （1）泵的理论流量： qVt=Vn10-3=12 L/min （2）泵的实际流量： qV=qVtV=11.04 L/min （3）泵的输出功率： P出=pqV/60=0.9 Kw （4）驱动电机功率： P入= P出/=1.07Kw 7 按输出（输入）流量分为： 定量和变量。 按结构分为：齿轮式、叶片式、柱塞式三大类。 三、液压泵的分类 8 齿轮泵由于结构简单，价格便宜，故在一般机械上被 广泛应用。齿轮泵为定量泵，按结构形式分为外啮合和 内啮合两种。 一、外啮合齿轮泵 二、内啮合齿轮泵 第二节 齿轮泵 9 一、外啮合齿轮泵 1.工作原理 泵的泵体内装有一对相 同的外啮合齿轮，齿轮两侧 靠端盖密封。 泵体、端盖和齿轮的各个 齿间槽组成了许多密封的工 作腔。 10 (1)困油现象 封闭的容积由大变小，再由小变大，使 油压变化，产生振动和噪声。*开卸荷槽解决* 2.外啮合齿轮泵存在的几个问题 11 (2)径向不平衡力 齿轮泵工作时，作用在齿轮外圆 上的压力是不均匀的，在排油腔和吸油腔齿轮外圆分 别承受着系统工作压力和吸油压力；在齿轮齿顶圆与 泵体内孔的径向间隙中，可以认为油液压力由高压腔 压力逐级下降到吸油腔压力。这些液体压力综合作用 的合力，相当于给齿轮一个径向不平衡作用力，使齿 轮和轴承受载。工作压力愈大，径向不平衡力越大， 严重时会造成齿顶与泵体接触，产生磨损。 *开径向 平衡槽方法解决* 12 (3)泄漏 泄漏有三条途径： 一是通过齿轮啮合处的间隙； 二是泵体内表面与齿顶圆间的径向间隙； 三是通过齿轮两端面与两侧端盖间的端面轴向间隙 ，泄漏量最大，占总泄漏量的70%80%。 13 (4)措施 减小端面轴向间隙，一般采用齿轮端面间 隙自动补偿的办法来解决。 *静压平衡措施！ 14 齿轮泵的优缺点及应用 优点：结构简单紧凑、体积小、质量轻、工艺性好、 价格便宜、自吸能力强、对油液污染不灵敏、耐冲击 载荷、维修方便及工作可靠等优点，在汽车上得到了 广泛的应用。 缺点：泄漏较大，流量脉动大，噪声较高，零件磨损 后不易修复、径向不平衡力大，所达到的额定压力还 不够高。 应用：用于环境差，精度要求不高的场合，通常 P10MPa，如工程机械、建筑机械、农用机械。 15 3.CBZ2型高压齿轮泵 此泵是采用双向补偿。压力高、效率高、寿命长。 1主动齿轮轴 2骨架油封 3前泵盖 4轴承 5定位销 6泵体 7浮动侧板 8垫板 9支承套 10后泵盖 1螺栓 12径向密封块 13密封圈 16 二、内啮合齿轮泵 内啮合齿轮泵有渐开线齿轮泵和摆线齿轮泵(摆线 转子泵)两种。 17 摆线转子泵 摆线转子泵的额定压力一般为2.5MPa、4MPa。这 种泵作为补油泵和润滑泵使用，广泛应用于大、中型 车辆的液压转向系统中。 1-内转子；2-外转子；3-前盖；4-泵体；5-后盖；6-滚针轴承； 7-主动轴 18 叶片泵按其每个工作腔在泵每转一周时吸油、排油的 次数，分为单作用式和双作用式两类。单作用式常作变 量泵使用，双作用式只能作定量泵使用。 叶片泵具有结构紧凑、运动平稳、噪声小、输油均匀 、寿命长等优点，广泛应用于中、低压液压系统中。其 工作压力为621MPa。 一、单作用叶片泵 二、双作用叶片泵 第三节 叶片泵 19 一、单作用叶片泵 1.工作原理：泵由转子、定子、叶片、配油盘和端 盖（图中未示）等件所组成。 20 2.限压式叶片泵工作原理 21 限压式变量叶片泵优缺点 限压式变量叶片泵与定量叶片泵相比，结构复杂， 作相对运动的机件多，泄漏较大，轴上受有不平衡的 径向液压力，噪声较大，容积效率和机械效率都没有 定量叶片泵高。 但是，它能按负载压力自动调节流量，在功率使用 上较为合理，可减少油液发热；因此把它用在液压系 统中要求执行元件有快、慢速和保压阶段的场合，有 利于节能和简化液压系统。 22 1.双作用叶 片泵工作原理 转子转一转 泵吸油压油各两 次，作用在转子 上的液压力径向 平衡，故又称为 平衡式叶片泵。 二、双作用叶片泵 23 2.双作用叶片泵在结构上的特点 保证叶片紧贴定子内表面；定子内曲线 。 a)子母叶片 b)双叶片 1转子 2定子 3母叶片 4子叶片 5、6叶片 24 3.YB型叶片泵的结构 1左配油盘 2、8滚子轴承 3传动轴 4定子 5右配 油盘 6后泵体 7前泵体 9油封 10压盖 11叶片 12转子 13螺钉 25 叶片泵的应用 1.用于中低压、要求较高的系统中； 2.油液粘度要合适，转速不能太低，5001500rpm； 3.要注意油液的清洁，否则容易使叶片卡死； 4.通常只能单方向旋转，旋向错误，会造成叶片折断 。 26 柱塞泵具有结构紧凑、加工方便、单位功率体积小、 容积效率高、工作压力高、易实现变量等优点，故可在 高压系统中使用；其缺点是结构复杂、造价高、对油液 的污染敏感、使用和维修要求严格。在起重运输车辆、 工程机械的液压系统中应用广泛。 分轴向柱塞泵和径向柱塞泵两类。轴向柱塞泵又分为 直轴式(斜盘式)和斜轴式两种。其中直轴式应用较广。 一、斜盘式轴向柱塞泵的工作原理 二、斜盘式轴向柱塞泵的结构 第四节 柱塞泵 27 一、斜盘式轴向柱塞泵的工作原理 泵由斜盘1、柱塞2、缸体3、配油盘4等主要零件组成 。 1斜盘 2柱塞 3缸体 4配油盘 5传动轴 28 二、斜盘式轴向柱塞泵的结构 1中间泵体 2内套 3 弹簧 4缸套 5缸体 6 配油盘 7前 泵体 8传动 轴 9柱塞 10外套 11 轴承 12 滑靴 13钢 球 14回程 盘 15斜盘 16轴销 17 变量活塞 18丝杆 19 手轮 20 变量机构壳体 29 滑靴结构 通过柱塞和滑靴上 的小孔a、b将压力油 引入盘形腔c中，使滑 靴和斜盘间形成一定 厚度的油膜，即形成 静压支承。这样使滑 靴和斜盘平面间的高 速滑动摩擦变为液体 摩擦，减小了磨损， 提高了使用寿命。 1斜盘 2滑靴 3柱塞 30 柱塞泵特点 工作压力高，容积效率高，p=2040MPa，Pmax可 到100MPa； 2. 流量大，易于实现变量； 3.主要零件均受压，使材料的强度得以充分利用，寿 命长，单位功率重量小。 31 一、液压马达工作原理 以轴向柱塞马达为例说明液压马达的工作原理 二、液压马达的性能参数 三、液压马达的分类 四、典型液压马达的结构和工作原理 第五节 液压马达 32 一、液压马达工作原理 1斜盘 2缸体 3柱塞 4配油盘 轴向柱塞马达工作原理 33 二、液压马达的性能参数 理论流量： 转速： 理论转矩： 机械效率： 实际转矩： 容积效率 34 三、液压马达的分类 a)单向定量液压马达 b)单向变量液压马达 c)双向定量液压马 达 d)双向变量液压马达 e)摆动式液压马达 35 四、典型液压马达 1.齿轮式液压马 达 齿轮式液压马达 起动力矩小，低速 度稳定性差。适用 于汽车液压系统中 的回转运动机构中 。 36 2.叶片式液压马达 37 3.摆动式液压马达 a)单叶片摆动式液压马达 b)双叶片摆动式液压马达 1定子块 2叶片 3缸体 38 第六节 液压泵和液压马达的选用 一、液压泵的选型 二、液压马达的选型 三、液压泵和液压马达的使用 39 一、液压泵的选型 齿轮泵结构简单、体积小、价格便宜、工作可靠、 维修方便，可以适应多尘、高温和剧烈冲击这样恶劣的 使用条件。运输车辆和工程机械多选用双联或三联齿轮 泵。缺点是寿命短、流量较小、不能变量。 叶片泵的输油量均匀，压力脉动较小，容积效率较 高。目前仅在起重运输车辆、工程机械的液压系统中选 用中、高压叶片泵。 轴向柱塞泵结构紧凑，径向尺寸小，在高压系统中 应用较多。但其结构复杂，价格较贵。汽车柴油机中常 用柱塞泵来输送高压燃油。 40 二、液压马达的选型 选择液压马达的主要依据应该是设备对液压系统的 工作要求、转矩、转速、体积、重量、价格等要求，以 确定液压马达的类型、性能参数等。 一般来讲，齿轮式液压马达结构简单，价格便宜， 常用于高转速、低转矩和运动平稳性要求不高的场合。 如驱动研磨机、风扇等。 叶片式液压马达转动惯量小，动作灵敏，容积效率 低，机械特性软，适用于中速以上，转矩不大，要求起 动、换向频繁的场合。 轴向柱塞式马达容积效率高，调整范围大，且低速 稳定性好，耐冲击性能差，常用于要求较高的高压系统 。 41 1.液压泵和液压马达的安装要求 1)液压泵和液压马达与其他机械装置连接时要对中 。 2)液压泵和液压马达轴端一般不得承受径向力，不 得将皮带轮、齿轮等传动零件直接安装在液压泵和液 压马达的轴上。 3)液压泵和液压马达对系统滤油精度有一定要求。 4)对于某些马达，在回油路要安装背压阀，以使马 达回油口具有足够的背压来保证正常工作。 5)泵的进油口和出油口可各安装一段胶管。 42 2.使用液压泵和液压马达时的注意事项 1)工作压力、转速不能超过规定值。 2)规定了旋转方向的泵，不得反向旋转；泵的进、出油 口不得接反。 3)液压泵和液压马达工作介质的正常工作温度为 2060。 4)避免液压泵带负荷起动及在有负荷情况下停车；低温 起动后先轻负荷运转，待温度上升后再进入正常运转；注 意不要将热油突然输入冷元件，以免发生配合面“咬伤”事 故。 43 一、选择液压泵的原则 1、是否要求变量：叶片泵、柱塞泵为变量泵； 2