第三章1+液压泵知识+.ppt

本章目录 总目录 退出 第一节液压泵知识 液压泵是一种能量转换装置 它把驱动它的原动机 一般为电动机 的机械能转换成输送到系统中去的油液的压力能 而液压马达则把输入油液的压力能转换成机械能 使其驱动的工作部件作旋转运动 液压泵和液压马达都是容积式的 教学要求 重点难点 教学要求 液压泵是液压系统的动力元件 将原动机输入的机械能转换为压力能输出 为执行元件提供压力油 液压泵的性能好坏直接影响到液压系统的工作性能和可靠性 本章要求掌握 液压泵的基本工作原理液压泵的主要性能参数液压泵的分类和选用液压泵的图形符号 重点难点 容积式泵的三个工作条件液压泵的基本工作原理液压泵排量及效率的计算齿轮泵的三大问题及解决措施双作用叶片泵与单作用叶片泵的异同点各类液压泵的比较及选用 本章目录 第一节概述 第二节齿轮泵 第三节叶片泵 第四节柱塞泵 第五节液压泵的选用 第六节液压马达 第一节概述 液压泵工作原理 液压泵主要性能参数 液压泵的分类和选用 液压泵的图形符号 液压泵的工作条件 液压泵基本工作原理 组成 偏心轮 柱塞 弹簧 缸体 两个单向阀 柱塞与缸体孔之间形成密闭容积 柱塞直径为d 偏心轮偏心距为e 偏心轮旋转一转 柱塞上下往复运动一次 向下运动吸油 向上运动排油 泵每转一转排出的油液体积称为排量 排量只与泵的结构参数有关 以单柱塞泵为例 单柱塞泵工作原理 液压泵的三个工作条件 必须具有一个由运动件和非运动件所构成的密闭容积 密闭容积的大小随运动件的运动作周期性的变化 容积由小变大 吸油 由大变小 压油 要有相应的配油机构 注 密闭容积增大到极限时 先要与吸油腔隔开 然后才转为排油 密闭容积减小到极限时 先要与排油腔隔开 然后才转为吸油 单柱塞泵是通过两个单向阀来实现这一要求的 液压泵的主要性能参数 液压泵的压力工作压力p 泵工作时的出口压力 其大小取决于负载 额定压力ps 正常工作条件下按实验标准连续运转的最高压力 吸入压力 泵进口处的压力 液压泵的排量 流量和容积效率排量V 液压泵每转一转理论上应排除的油液体积 又称为理论排量或几何排量 常用单位为cm3 r 排量的大小仅与泵的几何尺寸有关 平均理论流量qt 泵在单位时间内理论上排出的油液体积 qt nv 单位为m3 s或L min 实际流量q 泵在单位时间内实际排出的油液体积 在泵的出口压力 0时 因存在泄漏流量 q 因此q qt q 瞬时理论流量qsh 任一瞬时理论输出的流量 一般泵的瞬时理论流量是脉动的 即qsh qt 额定流量qs 泵在额定压力 额定转速下允许连续运转的流量 容积效率 v v q qt qt q qt 1 q qt 1 kp nV式中k为泄漏系数 泵的功率和效率输入功率Pt 驱动泵轴的机械功率为泵的输入功率 Pt T 输出功率P 泵输出液压功率 P pq总效率 p p P Pt pq T v m式中 m为机械效率 泵的转速 额定转速ns 额定压力下能连续长时间正常运转的最高转速 最高转速nmax 额定压力下允许短时间运行的最高转速 最低转速nmin 正常运转允许的最低转速 转速范围 最低转速和最高转速之间的转速 液压泵的分类和选用 按运动部件的形状和运动方式分为齿轮泵 叶片泵 柱塞泵 螺杆泵齿轮泵又分外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵叶片泵又分双作用叶片泵 单作用叶片泵和凸轮转子泵柱塞泵又分径向柱塞泵和轴向柱塞泵按排量能否变量分定量泵和变量泵单作用叶片泵 径向柱塞泵和轴向柱塞泵可以作变量泵选用原则 是否要求变量要求变量选用变量泵工作压力柱塞泵的额定压力最高工作环境齿轮泵的抗污能力最好噪声指标双作用叶片泵和螺杆泵属低噪声泵效率轴向柱塞泵的总效率最高 液压泵的图形符号 液压泵的功率和效率推导 不考虑损失时 第二节齿轮泵 外啮合齿轮泵的工作原理外啮合齿轮泵的流量外啮合齿轮泵的三个问题其他类型的齿轮泵齿轮泵的结构 齿轮泵是利用齿轮啮合原理工作的 根据啮合形式不同分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵 因螺杆的螺旋面可视为齿轮曲线作螺旋运动而形成的表面 螺杆的啮合相当于无数个无限薄的齿轮曲线的啮合 因此将螺杆泵与齿轮泵放在一起介绍 外啮合齿轮泵的工作原理 结构组成一对几何参数完全相同的齿轮 齿宽为B 齿数为z泵体 前后盖板 长短轴工作原理两啮合的轮齿将泵体 前后盖板和齿轮包围的密闭容积分成两部分 轮齿进入啮合的一侧密闭容积减小 经压油口排油 退出啮合的一侧密闭容积增大 经吸油口吸油 齿轮泵结构 外啮合齿轮泵 1 后盖2 轴承3 泵体4 主动齿轮5 前盖6 泵轴7 键8 从动齿轮 外啮合齿轮泵的流量 流量计算 式中 z 齿数 m 齿数 b 齿宽齿轮节圆直径一定时 为增大泵的排量 应增大模数 减小齿数 齿轮泵的齿轮多为修正齿轮 流量脉动 瞬态流量正比于容积变化率流量脉动率 齿轮泵的瞬时理论流量是脉动的 这是齿轮泵产生噪声的主要根源 为减少脉动 可同轴安装两套齿轮 每套齿轮之间错开半个齿距 组成供压油口和吸油口的两个分离的齿轮泵 齿轮泵的三个问题 困油现象与卸荷措施困油现象产生原因 齿轮重迭系数 1 在两对轮齿同时啮合时 它们之间将形成一个与吸 压油腔均不相通的闭死容积 此闭死容积随齿轮转动其大小发生变化 先由大变小 后由小变大 困油现象的危害 闭死容积由大变小时油液受挤压 导致压力冲击和油液发热 闭死容积由小变大时 会引起汽蚀和噪声 卸荷措施 在前后盖板或浮动轴套上开卸荷槽开设卸荷槽的原则 两槽间距 为最小闭死容积 而使闭死容积由大变小时与压油腔相通 闭死容积由小变大时与吸油腔相通 泄漏与间隙补偿措施 齿轮泵存在端面泄漏 径向泄漏和轮齿啮合处泄漏 端面泄漏q泄 75 80 径向间隙泄漏q泄 15 20 啮合线泄漏q泄 5 端面间隙补偿采用静压平衡措施 在齿轮和盖板之间增加一个补偿零件 如浮动轴套或浮动侧板 在浮动零件的背面引入压力油 让作用在背面的液压力稍大于正面的液压力 其差值由一层很薄的油膜承受 液压径向力及平衡措施产生原因 齿槽内的油液由油区的低压逐步增压到压油区的高压 作用在齿轮轴上液压径向力和轮齿啮合力的合力F KpBDe 式中K为系数 主动齿轮K 0 75 从动齿轮K 0 85 危害 轴承载荷增加 轴受径向力而变形 平衡措施 开压力平衡槽即 通过在盖板上开设平衡槽 使它们分别与低 高压腔相通 产生一个与液压径向力平衡的作用力 但是 它是以增加径向泄漏为代价的 减小压油孔 常用方式 增大径向间隙加径向浮动块这也是以增加径向泄漏为代价的增加轴承承载能力 其他类型齿轮泵 高压齿轮泵提高压力措施 减小轴向泄漏提高轴承强度减小径向泄漏方法 浮动轴套式浮动侧板式挠性侧板式 内啮合齿轮泵原理 一对相互啮合的小齿轮和内齿轮与侧板所围成的密闭容积被齿啮合线分割成两部分 当传动轴带动小齿轮旋转时 轮齿脱开啮合的一侧密闭容积增大 为吸油腔 轮齿进入啮合的一侧密闭容积减小 为压油腔 特点 无困油现象 流量脉动小 噪声低 采取间隙补偿措施后 泵的额定压力可达30MPa 摆线泵原理 结构 螺杆泵 依螺杆数分类 单螺杆 双螺杆 三螺杆 四螺杆 五螺杆结构 工作原理 1 后盖2 壳体3 主动螺杆4 从动螺杆5 前盖 螺杆泵工作原理与特点 原理 相互啮合的螺杆与壳体之间形成多个密闭容积 每个密闭容积为一级 当传动轴带动主螺杆顺时针旋转时 左端密闭容积逐渐形成 容积增大为吸油腔 右端密闭容积逐渐消失 容积减小为压油腔 特点 流量均匀 噪声低 自吸性能好 第三节叶片泵 双作用叶片泵单作用叶片泵变量叶片泵 叶片泵又分为双作用叶片泵和单作用叶片泵 双作用叶片泵因转子旋转一周 叶片在转子叶片槽内滑动两次 完成两次吸油和压油而得名 单作用叶片泵转子每转一周 吸 压油各一次 故称为单作用 双作用叶片泵只能作定量叶片泵 单作用叶片泵可用作变量泵 结构组成 定子 其内环由两段大半径圆弧 两段小半径圆弧 和四段过渡曲线组成转子 转子内有Z个叶片槽 且与定子同心 宽度为B叶片 在叶片槽内能自由滑动左 右配流盘 开有对称布置的吸 压油窗口传动轴 带有花键槽 由轴承支撑 双作用叶片泵 工作原理 由定子内环 转子外圆和左右配流盘组成的密闭工作容积被叶片分割为四部分 传动轴带动转子旋转 叶片在离心力作用下紧贴于定子内表面 因定子内环由两段大半径圆弧 两段小半径圆弧和四段过渡曲线组成 故有两部分密闭容积将减小 受挤压的油液经配流窗口排出 两部分密闭容积将增大形成真空 经配流窗口从油箱吸油 双作用叶片泵的流量计算 注 式中 为叶片的倾角 双作用叶片泵的结构特点 定子曲线 由八段弧线组成 两段半径为r的圆弧 两段长半径为R的圆弧 四段夹角为 的过渡曲线 等加 减 速曲线阿基米德螺旋线叶片倾角 为保证叶片所受合力与运动方向一致 减少叶片受弯的力 叶片前倾 角径向力 转轴所受径向力平衡 无径向不平衡力根部通油 为保证叶片自由滑动且始终紧贴定子内表面 叶片槽根部全部通压力油叶片数 合理设计叶片数 Z 8 偶数 可使理论流量均匀 噪声低定量泵 双作用叶片泵转子转一转 吸 压油各两次 为