第三章：液压泵和液压马达(含习题答案).pdf

第三章第三章 液压泵和液压马达液压泵和液压马达 第一节第一节 液压泵液压泵 第二节第二节 齿轮泵齿轮泵 第三节第三节 叶片泵叶片泵 第四节第四节 柱塞泵柱塞泵 第五节第五节 液压马达液压马达 3838 1 1 第六节第六节 液压泵和液压马达的选用液压泵和液压马达的选用 重点重点 液压泵和液压马达的工作原理液压泵和液压马达的工作原理 效率功率计算效率功率计算 难点难点 结构结构 教学目的教学目的 理解原理理解原理 熟悉结构熟悉结构 在液压系统中在液压系统中 液压泵和液压马达都是能量转换装置液压泵和液压马达都是能量转换装置 液压泵液压泵 把驱动电动机的机械能转换成液压系统中油液的压力能把驱动电动机的机械能转换成液压系统中油液的压力能 供供 系统使用系统使用 液压马达液压马达 把输来的油液的压力能转换成机械能把输来的油液的压力能转换成机械能 使工作部件克服负使工作部件克服负 载而对外做功载而对外做功 第一节第一节 液压泵液压泵 3838 2 2 工作原理上工作原理上 大部分液压泵和液压马达是可逆的大部分液压泵和液压马达是可逆的 一一 液压泵的工作原理液压泵的工作原理 二二 液压泵的性能参数液压泵的性能参数 三三 液压泵的分类液压泵的分类 容积式液压泵容积式液压泵 靠密封工作腔的容积变化进行工作靠密封工作腔的容积变化进行工作 其输出流量的大小由密封工作其输出流量的大小由密封工作 容积变化的大小来决定容积变化的大小来决定 一一 液压泵的工作原理液压泵的工作原理 第一节第一节 液压泵液压泵 3838 3 3 1 工作压力和额定压力工作压力和额定压力 输出压力输出压力 泵工作时的压力 额定压力额定压力 泵在正常工作条件下 按试验标准 能连续运转的最高压力 2 排量和流量排量和流量 排量排量V 泵轴转一转时 密封容积的变化量 流量流量单位时间内输出的油液体积 二二 液压泵的性能参数液压泵的性能参数 第一节第一节 液压泵液压泵 3838 4 4 流量流量 单位时间内输出的油液体积 理论流量理论流量qvt 泵在单位时间内理论上可排出的液体体积 qVt Vn 实际流量实际流量qv 泵在单位时间内实际可排出的液体体积 由于存在泄漏 qV qVt 额定流量额定流量 额定转速和额定压力下泵的输出流量 容积效率容积效率 V 实际流量与理论流量的比值 即 tVVV qq t tt 1 VVVV V VtVV qqqq qqq 注意注意 一定范围内一定范围内 泄漏量随泵工作压力的增高而线性增大泄漏量随泵工作压力的增高而线性增大 所以容积效率所以容积效率 随泵工作压力升高而降低随泵工作压力升高而降低 3 液压泵的功率和总效率液压泵的功率和总效率 理论输入功率理论输入功率Pit 液压泵液压泵理论转矩理论转矩Tt与角速度与角速度 的乘积的乘积 Pit Tt 理论输出功率理论输出功率Pot 理论流量理论流量qVt与液压泵输出压力与液压泵输出压力p的乘积的乘积 Pot qVt p 理论转矩理论转矩Tt 机械能全部转化为液压能机械能全部转化为液压能 即理论输入功率即理论输入功率Pit Pot的理想情况下的理想情况下 泵的输入转矩泵的输入转矩 VtVt q pq ppV Tq pT 第一节第一节 液压泵液压泵 3838 5 5 t m 1 TTTT TTT 机械效率机械效率 m 由于泵内存在各种机械和液压摩擦损失由于泵内存在各种机械和液压摩擦损失 泵的理论转矩泵的理论转矩Tt小于小于输输 入的实际转矩入的实际转矩T 两者的比值称为液压泵的机械效率两者的比值称为液压泵的机械效率 ttt 22 VtVt V q pq ppV Tq pT n 泵的总效率泵的总效率 泵的实际输出功率与输入功率之比泵的实际输出功率与输入功率之比 ot m t i m VVV V Pq pq p T PT 习题和例题习题和例题 例题例题 某液压泵输出油压p 10MPA 转速n 1450r min 排量V 200mL r 泵的容积效率 V 0 95 总效率为 0 9 求 1 泵的实际输出流量qV 2 泵在上述工况下的机械效率 m 3 上述工况下驱动泵所需的电动机功率Pi 4 驱动此泵的理论转矩Tt和实际转矩T 1 泵的实际输出流量 3 tVV 1450 200 100 95275 5 L min VV qqnV 2 泵在上述工况下的机械效率 0 9 0 95 解解 根据题意 第一节第一节 液压泵液压泵 3838 6 6 2 泵在上述工况下的机械效率 m V 0 95 0 95 3 驱动泵所需的电动机功率 63 o i 10 10275 5 1060 51 02 KW 0 9 V Ppq P 4 驱动此泵实际转矩 3 i 51 02 10 336 00 N m 2145060 P T 驱动此泵理论转矩 66 t 10 10200 10 318 31 N m 22 pV T i PT oV Ppq V m 按结构形式分为按结构形式分为 齿轮式齿轮式 叶片式叶片式 柱塞式三大类柱塞式三大类 按输出按输出 输入输入 流量分为流量分为 定量液压泵和变量液压泵定量液压泵和变量液压泵 第一节第一节 液压泵液压泵 三三 液压泵的分类液压泵的分类 3838 7 7 a 单向定量液压泵 b 双向定量液压泵 c 单向变量液压泵 d 双向变量液压泵 液压泵的图形符号液压泵的图形符号 作业作业 3 2 5757 8 8 齿轮泵优点齿轮泵优点 结构简单紧凑结构简单紧凑 体积小体积小 质量轻质量轻 工艺性好工艺性好 价格便宜价格便宜 自自 吸能力强吸能力强 对油液污染不灵敏对油液污染不灵敏 维修方便及工作可靠维修方便及工作可靠 因此在汽车上得到因此在汽车上得到 了广泛的应用了广泛的应用 齿轮泵缺点齿轮泵缺点 泄漏较大泄漏较大 流量脉动大流量脉动大 噪声较高噪声较高 径向不平衡力大径向不平衡力大 所能所能 达到的额定压力不够高达到的额定压力不够高 目前其最高工作压力目前其最高工作压力30MPa 齿轮泵按结构形式分为齿轮泵按结构形式分为 第二节第二节 齿轮泵齿轮泵 3838 9 9 齿轮泵按结构形式分为齿轮泵按结构形式分为 外啮合齿轮泵外啮合齿轮泵 内啮合齿轮泵内啮合齿轮泵 泵的泵体内装有一对相同的外泵的泵体内装有一对相同的外 啮合齿轮啮合齿轮 齿轮两侧靠端盖密封齿轮两侧靠端盖密封 泵体泵体 端盖和齿轮的各个齿间端盖和齿轮的各个齿间 槽组成了许多密封的工作腔槽组成了许多密封的工作腔 一一 外啮合齿轮泵外啮合齿轮泵 1 外啮合齿轮泵工作原理外啮合齿轮泵工作原理 第二节第二节 齿轮泵齿轮泵 3838 1010 槽组成了许多密封的工作腔槽组成了许多密封的工作腔 bzmDhbV 2 2 排量排量 bzmV 2 66 6 排量修正排量修正 2 6 66 VV qzm bn 实际流量实际流量 排量近似计算排量近似计算 假设齿间的工作容假设齿间的工作容 积与轮齿的有效体积相等积与轮齿的有效体积相等 则齿轮则齿轮 每转排量等于主动齿轮的所有齿间每转排量等于主动齿轮的所有齿间 容积及其所有轮齿的有效体积之和容积及其所有轮齿的有效体积之和 1 困油现象困油现象 齿轮泵要平稳而连续地工作齿轮泵要平稳而连续地工作 齿轮啮合的重合度系数必须大于齿轮啮合的重合度系数必须大于1 1 因此总有两对轮齿同时啮合因此总有两对轮齿同时啮合 并有一部分油液被围困在两对轮齿所形成的封闭容积并有一部分油液被围困在两对轮齿所形成的封闭容积 之间之间 困油容积由大变小困油容积由大变小 再由小变大再由小变大 使油压变化使油压变化 产生振动和噪声产生振动和噪声 2 外啮合外啮合齿轮泵结构上存在的几个问题齿轮泵结构上存在的几个问题 第二节第二节 齿轮泵齿轮泵 3838 1111 消除困油现象的方法消除困油现象的方法 在两侧盖板上开卸荷槽 使 困油容积达到最小之前 与排油腔 高压区 相通 困油容积过了最小位置后吸油腔 低压区 相通 困油容积最小时即不与排油腔相通 也不与吸油腔相通 AB间的困油容 积逐步减小 AB间的死容积 逐步增大 AB间的困油容 积达到最小 压压 油油 腔腔 吸吸 油油 腔腔 2 径向不平衡力径向不平衡力 齿轮泵工作时齿轮泵工作时 作用在齿轮外圆上的压力不均匀作用在齿轮外圆上的压力不均匀 液体压液体压 力综合作用的合力力综合作用的合力 相当于给齿轮一个径向不平衡作用力相当于给齿轮一个径向不平衡作用力 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 齿轮齿顶圆与泵体内孔的径向间隙中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可以认为油液压力由高压腔压力 逐级下降到吸油腔压力逐级下降到吸油腔压力 第二节第二节 齿轮泵齿轮泵 危害危害 径向不平衡力使齿轮和轴承受径向不平衡力使齿轮和轴承受 3838 1212 措施措施 缩小排油口缩小排油口 使高压油仅作用使高压油仅作用 在一到两个齿的范围内在一到两个齿的范围内 危害危害 径向不平衡力使齿轮和轴承受径向不平衡力使齿轮和轴承受 载载 工作压力越大工作压力越大 径向不平衡力越径向不平衡力越 大大 严重时会造成齿顶与泵体接触而严重时会造成齿顶与泵体接触而 产生磨损产生磨损 3 泄漏泄漏 泵体通过齿轮啮合处的间隙 内表面与齿顶圆间的径向间隙 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 减小泄漏的措施减小泄漏的措施 减小端面轴向间隙 第二节第二节 齿轮泵齿轮泵 3838 1313 减小端面轴向间隙 采用的自动补偿端面间隙装置 浮动轴套式和弹性侧板式 4 提高外啮合齿轮泵压力的提高外啮合齿轮泵压力的措施措施 齿轮端面间隙自动补偿原理齿轮端面间隙自动补偿原理 利用特制通道把泵内排油腔的压力利用特制通道把泵内排油腔的压力 油引到轴承外侧油引到轴承外侧 作用在一定形状和作用在一定形状和 大小的面积上大小的面积上 产生液压作用力产生液压作用力 使使 浮动轴套压向齿轮端面浮动轴套压向齿轮端面 第二节第二节 齿轮泵齿轮泵 3838 1414 浮动轴套压向齿轮端面浮动轴套压向齿轮端面 液压作用力必须大于齿轮端面作用液压作用力必须大于齿轮端面作用 在轴套内侧的作用力在轴套内侧的作用力 才能保证在各才能保证在各 种压力下种压力下 轴套始终贴紧齿轮端面轴套始终贴紧齿轮端面 采用采用轴向轴向 径向双向间隙补偿径向双向间隙补偿 特点特点 压力高压力高 可达可达31 5MPa 效率高效率高 容积效率容积效率94 总效率总效率85 寿命长寿命长 采用径向间隙补偿采用径向间隙补偿 扩大吸油区扩大吸油区 缩小高压区缩小高压区 径向力减小径向力减小 CB Z2型高压齿轮泵型高压齿轮泵 第二节第二节 齿轮泵齿轮泵 径向间隙补偿径向间隙补偿 轴向间隙补偿轴向间隙补偿 3838 1515 1 主动齿轮轴主动齿轮轴 2 骨架油封骨架油封 3 前泵盖前泵盖 4 轴承轴承 5 定位销定位销 6 泵体泵体 7 浮动侧板浮动侧板 8 垫板垫板 9 支承套支承套 10 后泵盖后泵盖 11 螺栓螺栓 12 径向密封块径向密封块 13 密封密封圈圈 径向间隙补偿径向间隙补偿 渐开线齿轮泵渐开线齿轮泵 摆线齿轮泵摆线齿轮泵 摆线转子泵摆线转子泵 二二 内啮合齿轮泵内啮合齿轮泵 第二节第二节 齿轮泵齿轮泵 优点优点 a 结构紧凑 尺寸小 质量轻 b 齿轮转向相同相对滑动速度 3838 1616 b 齿轮转向相同 相对滑动速度 小 磨损小 寿命长 c 流量脉动和噪声小 d 容许使用高转速 可获得较大 的容积效率 缺点缺点 加工精度高 造价高 汽车上的应用汽车上的应用 自动变速器 第二节第二节 齿轮泵齿轮泵 渐开线齿轮泵渐开线齿轮泵 3838 1717 第二节第二节 齿轮泵齿轮泵 汽车自动变速器上的内啮合齿轮泵汽车自动变速器上的内啮合齿轮泵 3838 1818 摆线转子泵摆线转子泵 第二节第二节 齿轮泵齿轮泵 外转子齿廓外转子齿廓 圆弧圆弧 内转子齿廓内转子齿廓 等距外摆线等距外摆线 3838 1919 摆线转子泵摆线转子泵 第二节第二节 齿轮泵齿轮泵 摆线转子泵小齿轮和 内齿轮只相差一齿 压油窗口 吸油窗口 3838 2020 内齿轮只相差一齿 因而不需设置隔板 摆线转子泵的额定压力一般为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这种泵作为补油泵和润滑泵 使用使用 广泛应用于大广泛应用于大 中型车辆的液压转向系统中中型车辆的液压转向系统中 摆线转子泵摆线转子泵 第二节第二节 齿轮泵齿轮泵 3838 2121 摆线转子泵结构简图摆线转子泵结构简图 1 内转子内转子 2 外转子外转子 3 前盖前盖 4 泵体泵体 5 后盖后盖 6 滚珠轴承滚珠轴承 7 主动轴主动轴 分类分类 1 单作用叶片泵单作用叶片泵 泵每转一周泵每转一周 每个工作腔吸油每个工作腔吸油 排油的排油的1次次 常作变量泵使用常作变量泵使用 2 双作用叶片泵双作用叶片泵 泵每转一周泵每转一周 每个工作腔吸油每个工作腔吸油 排油的排油的2次次 双作用式双作用式 只能作定量泵使用只能作定量泵使用 第三节第三节 叶片泵叶片泵 特点特点 结构紧凑结构紧凑运动平稳运动平稳噪声小噪声小输油均匀输油均匀寿命长等优点寿命长等优点 3838 2222 特点特点 结构紧凑结构紧凑 运动平稳运动平稳 噪声小噪声小 输油均匀输油均匀 寿命长等优点寿命长等优点 广泛应用于中广泛应用于中 低压液压系统中低压液压系统中 其工作压力为其工作压力为6 21MPa 1 工作原理工作原理 一一 单作用叶片泵单作用叶片泵 第三节第三节 叶片泵叶片泵 3838 2323 1 排油口排油口 2 转子转子 3 定子定子 4 叶片叶片 5 吸油口吸油口 非平衡泵 变量泵 2 流量计算流量计算 第三节第三节 叶片泵叶片泵 两相邻叶片形成的工作容积在转子旋转一周后所排出的油液体积 22 21 2 eReRbVVV beR Z V 4 Z 2 eR R V1 3838 2424 单作用泵排量 等于转子旋转一周后各密封容 积所排出的油液体积 beRVZV 4 单作用泵实际流量 VVVV 42qnVZ VbeRnbeDn 注意注意 单作用叶片泵的流量是脉动的单作用叶片泵的流量是脉动的 泵内叶片数越多泵内叶片数越多 流量脉动越小流量脉动越小 奇奇 数叶片的泵比偶数叶片的泵的脉动率小数叶片的泵比偶数叶片的泵的脉动率小 所以所以一般单作用叶片泵的叶片数总一般单作用叶片泵的叶片数总 取奇数取奇数 13或或15 eR e V2 结构和工作原理结构和工作原理 第三节第三节 叶片泵叶片泵 3 限压式变量叶片泵限压式变量叶片泵 3838 2525 1 最大流量调节螺钉最大流量调节螺钉 2 变量活塞变量活塞 3 调压弹簧调压弹簧 4 调节螺钉调节螺钉 限压式变量叶片泵工作原理图限压式变量叶片泵工作原理图 3 限压式变量叶片泵限压式变量叶片泵 第三节第三节 叶片泵叶片泵 活塞推力pAFs e减小 变量段 p A pBA Fs 调压弹簧预紧力Fs 3838 2626 1 最大流量调节螺钉最大流量调节螺钉 2 变量活塞变量活塞 3 调压弹簧调压弹簧 4 调节螺钉调节螺钉 限压式变量叶片泵工作原理图限压式变量叶片泵工作原理图外反馈限压式变量的流量外反馈限压式变量的流量 压力特性曲线压力特性曲线 改变流量改变流量 压力特性的方法压力特性的方法 调节最大流量调节螺钉1 可改变其最大偏心距 从而改变泵输出的 最大流量 则对应的流量 压力特性曲线AB段上下平移 调节泵的调压螺钉4 即调节弹簧的预紧力 可改变pB的大小 使曲 线BC段左右平移 若改变调压弹簧刚度 可改变BC段斜率 pB s 限压式变量叶片泵与定量叶片泵相比限压式变量叶片泵与定量叶片泵相比 结构复杂结构复杂 作相对运动的机件多作相对运动的机件多 泄漏较大泄漏较大 轴上受有不平衡的径向液压力轴上受有不平衡的径向液压力 噪声较大噪声较大 容积效率和机械效容积效率和机械效 率都没有定量叶片泵高率都没有定量叶片泵高 它它能按负载压力自动调节流量能按负载压力自动调节流量 在功率使用上较为合理在功率使用上较为合理 可减少油液发热可减少油液发热 因此把它因此把它用在液压系统中要求执行元件有快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慢速和保压阶段的场合 有有 限压式变量叶片泵的特点及应用场合限压式变量叶片泵的特点及应用场合 第三节第三节 叶片泵叶片泵 3838 2727 因此把它因此把它用在液压系统中要求执行元件有快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慢速和保压阶段的场合 有有 利于节能和简化液压系统利于节能和简化液压系统 外反馈限压式变量的流量外反馈限压式变量的流量 压力特性曲线压力特性曲线 泵的转子转一转泵的转子转一转 每个密封工作腔完成吸油和排油动作各两次每个密封工作腔完成吸油和排油动作各两次 所以称为双作用所以称为双作用 叶片泵叶片泵 另外作用在转子上的液压力径向平衡另外作用在转子上的液压力径向平衡 故又称为平衡式叶片泵故又称为平衡式叶片泵 第三节第三节 叶片泵叶片泵 二二 双作用叶片泵双作用叶片泵 1 工作原理工作原理 吸油窗口吸油窗口排油窗口排油窗口 3838 2828 1 定子定子 2 排油口排油口 3 转子转子 4 叶片叶片 5 吸油口吸油口 双作用叶片泵工作原理双作用叶片泵工作原理 吸油窗口吸油窗口排油窗口排油窗口 2 流量计算流量计算 第三节第三节 叶片泵叶片泵 双作用叶片泵输出的实际流量双作用叶片泵输出的实际流量 22 2 cos VV Rr qbRrsz n 式中 R r 定子圆弧部分的长 短半径 叶片的倾角 按转子旋转方向向 3838 2929 叶片的倾角 按转子旋转方向向 前倾斜一角度 h 叶片的高度 Z 叶片数 注意注意 双作用叶片泵瞬时流量是脉动的 当叶片数为4的倍数时最小 双作用 叶片泵的叶片数一般取12或16 1 保证叶片紧贴定子内表面保证叶片紧贴定子内表面 靠离心力和叶片底部的液压力紧靠离心力和叶片底部的液压力紧 贴定子内表面贴定子内表面 3 双作用叶片泵在结构上的特点双作用叶片泵在结构上的特点 第三节第三节 叶片泵叶片泵 叶片所叶片所 在油腔在油腔 3838 3030 a 子母叶片子母叶片b 双叶片双叶片 1 转子转子 2 定子定子 3 母叶片母叶片 4 子叶片子叶片 5 6 叶片叶片 高 压 腔 双作用叶片泵叶片安装角度双作用叶片泵叶片安装角度 按转子旋转方向向前倾斜一角度 第三节第三节 叶片泵叶片泵 单作用叶片泵叶片安装角度单作用叶片泵叶片安装角度 按转子旋转方向向后倾斜一角度 3838 3131 2 双作用叶片定子内曲线双作用叶片定子内曲线 四段圆弧四段圆弧 四段过渡曲线四段过渡曲线 常采用等加速常采用等加速 等减速曲线等减速曲线 使叶片在转子槽使叶片在转子槽 中作径向运动时速度没有突变中作径向运动时速度没有突变 3 双作用叶片泵在结构上的特点双作用叶片泵在结构上的特点 第三节第三节 叶片泵叶片泵 3838 3232 4 YB型叶片泵的结构型叶片泵的结构 第三节第三节 叶片泵叶片泵 3838 3333 叶片根部叶片根部b通过配油盘的环槽通过配油盘的环槽c与高压区相通与高压区相通 以保证叶片顶部与定子内表面紧密接触以保证叶片顶部与定子内表面紧密接触 右配油盘是浮动的右配油盘是浮动的 可自动补偿与转子之间的轴向间隙可自动补偿与转子之间的轴向间隙 从而保证可靠密封从而保证可靠密封 为了减小磨损为了减小磨损 避免叶片发生卡死现象避免叶片发生卡死现象 叶片槽按转子旋转方向前倾一个角度叶片槽按转子旋转方向前倾一个角度 1 左配油盘左配油盘 2 8 滚子轴承滚子轴承 3 传动轴传动轴 4 定子定子 5 右配油盘右配油盘 6 后泵体后泵体 7 前泵体前泵体 9 油封油封 10 压盖压盖 11 叶片叶片 12 转子转子 13 螺钉螺钉 第三节第三节 叶片泵叶片泵 优点优点 与常规齿条齿轮式液 压助力转向机构相比 主动 转向系统可以提高车轮角速 度 高车轮角速度要求液压 系统的功率必须较高 大尺 寸的常规叶片泵通常功率损 失较大 会提高耗油量 改 进方案是采用可调式液压泵 主动转向系统主动转向系统 Active Front Steering 以助力转向系统的瞬时助力为基础 借 助可变的转向传 动比为驾驶员提供助力 在紧急状况下紧急状况下 可以有针对性地改变驾可以有针对性地改变驾 驶员所转到的车轮转向角并因此使车辆快速稳定下来驶员所转到的车轮转向角并因此使车辆快速稳定下来 与驾驶员相比与驾驶员相比 3838 3434 ECO阀输入电流最大时 泵可提供15L min的流量 ECO阀输入电流最小时 泵可提供7L min的流量 进方案是采用可调式液压泵 带有ECO阀的液压泵可以 根据需要调节泵的流量 并 降低转向系统内的动态压力 第四节第四节 柱塞泵柱塞泵 一一 斜盘式轴向柱塞泵的工作原理斜盘式轴向柱塞泵的工作原理 3838 3535 优点优点 结构紧凑结构紧凑 加工方便加工方便 单位功率体积小单位功率体积小 容积效率高容积效率高 工作压工作压 力高力高 易实现变量易实现变量 可在高压系统中使用可在高压系统中使用 在起重运输车辆在起重运输车辆 工程机工程机 械的液压系统中应用广泛械的液压系统中应用广泛 缺点缺点 结构复杂结构复杂 造价高造价高 对油液污染敏感对油液污染敏感 使用和维修要求严格使用和维修要求严格 分类分类 第四节第四节 柱塞泵柱塞泵 3838 3636 1 1 轴向柱塞泵轴向柱塞泵 直轴式 斜盘式 斜轴式 2 2 径向柱塞泵径向柱塞泵 一一 斜盘式轴向柱塞泵的工作原理斜盘式轴向柱塞泵的工作原理 二二 斜盘式轴向柱塞泵的结构斜盘式轴向柱塞泵的结构 一一 斜盘式轴向柱塞泵的工作原理斜盘式轴向柱塞泵的工作原理 第四节第四节 柱塞泵柱塞泵 a 3838 3737 柱塞2在自下而上回转半周内逐渐向外伸出 使缸体内密封容积不断增加形成局 部真空 从而油液经配油盘4上的配油口a吸入 柱塞2在自上而下回转半周内逐渐向内推入 使缸体内密封容积不断减小 将油 液从配油盘4上的配油口b向外排出 改变斜盘倾角 可以改变柱塞往复行程大小 从而改变泵的排量 1 斜盘斜盘 2 柱塞柱塞 3 缸体缸体 4 配油盘配油盘 5 传动轴传动轴 b 二二 斜盘式轴向柱塞泵流量计算斜盘式轴向柱塞泵流量计算 第四节第四节 柱塞泵柱塞泵 3838 3838 1 斜盘斜盘 2 柱塞柱塞 3 缸体缸体 4 配油盘配油盘 5 传动轴传动轴 2 tan 4 VV qd Dzn d 柱塞直径 D 柱塞分布圆直径 z 柱塞数 斜盘轴线与缸体轴线间的夹角 柱塞数为单数时柱塞数为单数时 流量脉动小流量脉动小 一般常用的柱塞数为一般常用的柱塞数为7 9 11 1 中间泵体中间泵体 2 内套内套 3 弹簧弹簧 4 缸套缸套 5 缸体缸体 6 配油盘配油盘 7 前泵体前泵体 8 传动轴传动轴 9 柱塞柱塞 10 外套外套 11 轴承轴承 12 滑靴滑靴 三三 斜盘式轴向柱塞泵的结构斜盘式轴向柱塞泵的结构 第四节第四节 柱塞泵柱塞泵 3838 3939 11 轴承轴承 12 滑靴滑靴 13 钢球钢球 14 回程盘回程盘 15 斜盘斜盘 16 轴销轴销 17 变量活塞变量活塞 18 丝杆丝杆 19 手轮手轮 20 变量变量机构壳体机构壳体 第四节第四节 柱塞泵柱塞泵 外套 滑靴 柱塞 弹簧 轴 回程盘 斜盘 内套 钢球 弹簧 柱塞结构图 第四节第四节 柱塞泵柱塞泵 3838 4141 特点特点 通过柱塞和滑靴上的小通过柱塞和滑靴上的小 孔孔a b将压力油引入盘形腔将压力油引入盘形腔c中中 使使滑靴和斜盘间滑靴和斜盘间形成一定厚度形成一定厚度 的油膜的油膜 即即形成静压支承形成静压支承 滑滑靴的结构的结构 第四节第四节 柱塞泵柱塞泵 3838 4242 目的目的 滑靴和斜盘平面间的高滑靴和斜盘平面间的高 速滑动摩擦变为液体摩擦速滑动摩擦变为液体摩擦 减减 小了磨损小了磨损 提高了使用寿命提高了使用寿命 1 斜盘斜盘 2 滑靴滑靴 3 柱塞柱塞 四四 斜盘式轴向柱塞泵的变量控制机构斜盘式轴向柱塞泵的变量控制机构 第四节第四节 柱塞泵柱塞泵 目的 调节流量 分类 方式方式 手动控制 液压控制 3838 4343 电子控制 目的目的 恒压力控制 恒流量控制 恒功率控制 控制信息控制信息 负载传感控制 速度传感控制 压力传感控制 第四节第四节 柱塞泵柱塞泵 3838 4444 druckreguler flow regulating 第四节第四节 柱塞泵柱塞泵 3838 4545 液压马达液压马达 将液压能转换为机械能的元件将液压能转换为机械能的元件 一一 液压马达的工作原理液压马达的工作原理 以轴向柱塞马达为例说明液压马达的工作原理以轴向柱塞马达为例说明液压马达的工作原理 二二 液压马达的性能参数液压马达的性能参数 三三 液压马达的分类液压马达的分类 第五节第五节 液压马达液压马达 3838 4646 三三 液压马达的分类液压马达的分类 四四 典型液压马达的结构和工作原理典型液压马达的结构和工作原理 第五节第五节 液压马达液压马达 一一 液压马达的工作原理液压马达的工作原理 3838 4747 斜盘式轴向柱塞马达工作原理斜盘式轴向柱塞马达工作原理 1 斜盘斜盘 2 缸体缸体 3 柱塞柱塞 4 配油盘配油盘 p 转矩转矩 理论流量理论流量 tV qVn 容积效率容积效率 tt t VV V VVV qq qqq 第五节第五节 液压马达液压马达 二二 液压马达的性能参数液压马达的性能参数 1 转速转速 排量排量V V 液压马达转一圈理论上所需的液体量 实际转速实际转速 tVVV qq n VV 考虑泄漏 为 使马达获得转 速n实际所需 的流量 理论转矩理论转矩 不考虑机械损失不考虑机械损失 ttV pqT 2 转矩转矩 t m ttt 1 TTTT TTT 机械效率机械效率 tmm 2 pV TT 实际转矩实际转矩 t t 22 V pqpVnpV T n 3 总效率总效率 omt Vm Vt iV V PTT q Ppq p 的流量 第五节第五节 液压马达液压马达 三三 液压马达的分类液压马达的分类 按排量是否可调按排量是否可调 和图形符号和图形符号 3838 4949 a 单向定量液压马达单向定量液压马达 b 单向变量液压马达单向变量液压马达 c 双向定量液压马达双向定量液压马达 d 双向变量液压马达双向变量液压马达 e 摆动式液压马达摆动式液压马达 第五节第五节 液压马达液压马达 四四 液压马达的分类液压马达的分类 按结构按结构 1 齿轮式液压马达齿轮式液压马达 起动力矩小 低速稳定性差 3838 5050 第五节第五节 液压马达液压马达 四四 液压马达的分类液压马达的分类 2 叶片叶片式液压马达式液压马达 3838 5151 定子长短径差值越大定子长短径差值越大 转子直径越小转子直径越小 转子的轴向尺寸越大转子的轴向尺寸越大 输输 入的油压越高时入的油压越高时 马达的输出转矩越大马达的输出转矩越大 改变输油方向时改变输油方向时 液压马达反转液压马达反转 第五节第五节 液压马达液压马达 四四 液压马达的分类液压马达的分类 3 摆动摆动式液压马达式液压马达 3838 5252 a 单叶片摆动式液压马达单叶片摆动式液压马达b 双叶片摆动式液压马达双叶片摆动式液压马达 1 定子块定子块 2 叶片叶片 3 缸体缸体 第五节第五节 液压马达液压马达 3838 5353 曲柄连杆低速大扭矩液压马达 第五节第五节 液压马达液压马达 3838 5454 静力平衡式低速大扭矩液压马达 罗斯通 Roston 马达 缸体 定子 第五节第五节 液压马达液压马达 3838 5555 压油口 配油轴 柱塞 回油口 多作用内曲线马达 作业作业 3 1 第五节第五节 液压马达液压马达 5757 5656 第六节第六节 液压泵和液压马达的选用液压泵和液压马达的选用 一一 液压泵的选型液压泵的选型 二二 液压马达的选型液压马达的选型 三三 液压泵和液压马达的使用液压泵和液压马达的使用 3838 5757 液压泵规格和结构形式选用依据液压泵规格和结构形式选用依据 主机工况 功率大小 系统要求 第六节第六节 液压泵和液压马达的选用液压泵和液压马达的选用 一一 液压泵的选用液压泵的选用 3838 5858 系统要求 元件技术性能及可靠性 要求要求 泵具有一定的压力储备泵具有一定的压力储备 额定压力要比系统压力高一些额定压力要比系统压力高一些 1 齿轮泵齿轮泵 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 叶片泵叶片泵输油量均匀压力脉动较小容积效率较高目前仅在 各种液压泵的主要特点和应用场合各种液压泵的主要特点和应用场合 第六节第六节 液压泵和液压马达的选用液压泵和液压马达的选用 3838 5959 2 叶片泵叶片泵 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 3 轴向柱塞泵轴向柱塞泵 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 一般在起重运输机械上用斜盘式轴向 柱塞泵 中小型挖掘机中多选用斜轴式轴向柱塞泵 汽车柴油机 中常用柱塞泵来输送高压燃油 选择液压马达的主要依据选择液压马达的主要依据 设备对液压系统的工作要求设备对液压系统的工作要求 包括工作包括工作 压力压力 工作介质工作介质 转矩转矩 转速转速 体积体积 重量重量 价格等的要求价格等的要求 据此据此 确定液压马达的结构类型确定液压马达的结构类型 性能参数和变量方式等性能参数和变量方式等 1 齿轮式液压马达齿轮式液压马达 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 第六节第六节 液压泵和液压马达的选用液压泵和液压马达的选用 二二 液压马达的选型液压马达的选型 3838 6060 和运动平稳性要求不高的场合 如驱动研磨机 风扇等 2 叶片式液压马达叶片式液压马达 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 3 轴向柱塞式马达轴向柱塞式马达 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 液压泵和液压马达与其他机械装置连接时要对中液压泵和液压马达与其他机械装置连接时要对中 液压泵和液压马达轴端一般不得承受径向力液压泵和液压马达轴端一般不得承受径向力 不得将带轮不得将带轮 齿轮等齿轮等 传动零件直接安装在液压泵和液压马达的轴上传动零件直接安装在液压泵和液压马达的轴上 第六节第六节 液压泵和液压马达的选用液压泵和液压马达的选用 1 液压泵和液压马达的安装要求液压泵和液压马达的安装要求 三三 液压泵和液压马达