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38 1 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 液压泵和液压马达的工作原理难点 结构教学目的 理解原理 熟悉结构 38 2 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 38 3 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 38 4 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 实际流量 二 液压泵的性能参数 38 5 机械效率 总效率 理论功率 输入功率 容积效率 输出功率 液压泵的功率和效率 38 6 按输出 输入 流量分为 定量液压泵和变量液压泵 按结构分为 齿轮式 叶片式 柱塞式三大类 三 液压泵的分类 38 7 齿轮泵由于结构简单紧凑 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 维修方便及工作可靠等优点 在汽车上得到了广泛的应用 其缺点是泄漏较大 流量脉动大 噪声较高 径向不平衡力大 所达到的额定压力还不够高 但通过结构上的改进后 也可以达到较高的工作压力 目前其最高工作压力可达30MPa 齿轮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 38 8 1 外啮合齿轮泵工作原理 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 38 9 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 2 外啮合齿轮泵存在的几个问题 38 10 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 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 工作压力越大 径向不平衡力越大 严重时会造成齿顶与泵体接触而产生磨损 措施 缩小排油口 使高压油仅作用在一到两个齿的范围内 38 11 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 主要问题 减小端面轴向间隙 38 12 4 提高外啮合齿轮泵压力的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 38 13 CB Z2型高压齿轮泵 此泵是采用双向补偿 其压力高 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11 螺栓12 径向密封块13 密封圈 38 14 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 38 15 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 38 16 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6 21MPa 一 单作用叶片泵二 双作用叶片泵 第三节叶片泵 38 17 1 单作用叶片泵工作原理 泵由转子 定子 叶片 配油盘和端盖 图中未示 等件所组成 38 18 2 限压式变量叶片泵 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 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 38 19 限压式叶片泵工作原理 38 20 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 1 双作用叶片泵工作原理 38 21 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 38 22 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 38 23 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 柱塞泵分轴向和径向两类 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 38 24 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 38 25 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 38 26 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 38 27 一 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 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 38 28 一 液压马达工作原理 轴向柱塞马达工作原理1 斜盘2 缸体3 柱塞4 配油盘 38 29 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 38 30 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 38 31 1 齿轮式液压马达 38 32 2 叶片式液压马达 38 33 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 34 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 38 35 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 38 36 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 38 37 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