液压课件第三章

第3章液压动力元件 3 1液压泵概述3 2齿轮泵3 3叶片泵3 4柱塞泵3 5液压泵的选用 3 1液压泵的概述 液压泵的原理概述液压传动系统中使用的液压泵都是容积式的 其工作原理如图所示 液压泵的特点 也是液压泵正常工作的必要条件 1 具有若干个可以周期性变化的密封容积 2 油箱内液体的绝对变化必须恒等于或大于大气压 3 具有相应的配流机构 液压泵的分类及图形符号 液压泵的性能参数 1 压力1 工作压力 液压泵实际工作时输出压力为工作压力 工作压力取决于负载 2 额定压力 液压泵在正常工作条件下 按试验标准规定连续运转的最高压力称为液压泵的额定压力 3 最高允许压力 在超过额定压力的条件下 根据试验标准规定 允许液压泵短暂运行的最高压力值 称为液压泵的最高允许压力 2 排量和流量1 排量V 液压泵每转一周 由其密封容积几何尺寸变化计算而得的排出液体的体积叫液压泵的排量 2 理论流量qt 理论流量是指在不考虑液压泵的泄漏流量的情况下 在单位时间内所排出的液体体积的平均值 3 实际流量q 液压泵在某一具体工况下 单位时间内所排出的液体体积称为实际流量 它等于理论流量qt减去泄漏流量 q4 额定流量qn 液压泵在正常工作条件下 按试验标准规定 如在额定压力和额定转速下 必须保证的流量 3 功率和效率功率损失包括容积损失和机械损失1 容积损失 容积损失是指液压泵流量上的损失 液压泵的实际输出流量总是小于其理论流量 v q qt实际输出流量 q qt v vn v2 机械损失 机械损失是指液压泵在转矩上的损失 液压泵的实际输入转矩T0总是大于理论上所需要的转矩Tt m Tt T0 pv 2 T总效率 v m 3 2齿轮泵 齿轮泵是液压系统中广泛采用的一种液压泵 它一般做成定量泵 按结构不同 齿轮泵分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵 而以外啮合齿轮泵应用最广 下面以外啮合齿轮泵为例来剖析齿轮泵 齿轮泵工作原理 齿轮泵排量和流量计算 流量 排量 V是一个定值 故齿轮泵为定量泵 外啮合齿轮泵的结构特点和优缺点 1 泄露问题 1 泄漏途径 轴向间隙80 ql径向间隙15 ql啮合处5 ql2 危害 v 3 防泄措施 a 减小轴向间隙b 轴向间隙补偿装置浮动侧板浮动轴套 2 困油现象 1 产生原因 1 构成闭死容积VbVb由大 小 p 油液发热 轴承磨损 Vb由小 大 p 汽蚀 噪声 振动 金属表面剥蚀 2 危害 影响工作 缩短寿命 3 措施 开卸荷槽原则 Vb由大 小 与压油腔相通Vb由小 大 与吸油腔相通保证吸 压油腔始终不通 3 径向不平衡力问题 1 原因 径向液压力分布不均啮合力2 危害 轴承磨损 刮壳 3 措施 缩小压油口 增加径向间隙 注意 压油口缩小后 安装时注意不能反转 优缺点和用途 优点 体积小 重量轻 结构紧凑 工作可靠 自吸性能好 对油液污染不敏感 便于制造 维修 缺点 效率低 流量脉动大 噪声高 用途 工程机械 机床低压系统 内啮合齿轮泵 摆线齿轮泵 齿轮泵常见问题及排除方法 3 3叶片泵 叶片泵的结构较齿轮泵复杂 但其工作压力较高 且流量脉动小 工作平稳 噪声较小 寿命较长 所以它被广泛应用于机械制造中的专用机床 自动线等中低液压系统中 但其结构复杂 吸油特性不太好 对油液的污染也比较敏感 叶片泵分为两类 单作用叶片泵 转子转一周完成一次吸 排油液 单作用叶片泵多为变量泵 双作用叶片泵 转子转一周完成两次吸 排油液 双作用叶片泵均为定量泵 单作用叶片泵工作原理 特点 1 定子和转子偏心 2 定子内曲线是圆 3 配油盘有二个月牙形窗口 4 叶片靠离心力伸出 5 叶片后倾 一般24 改变定子和转子间的偏心量e 就可改变泵的排量 变量泵 转子受有不平衡的径向液压力 且径向不平衡力随泵的工作压力提高而提高 因此这种泵的工作压力不能太高 排量和流量计算 排量 流量 式中 B 叶片宽度e 偏心距R 定子半径 z 脉动 叶片数奇数的脉动率小 双作用叶片泵工作原理 结构特点 1 定子和转子同心 2 定子内曲线由四段圆弧和四段过渡曲线组成 3 配油盘上有四个月牙形窗口 4 叶片前倾10 14 旋转一周 完成二次吸油 二次排油 双作用泵径向力平衡 平衡式叶片泵 两个吸油区 两个排油区 流量计算 流量 式中 B 定子宽度R 定子长半径圆弧r 定子短半径圆弧z 叶片数 取偶数4的倍数 12 16 叶片安放倾角 配有盘上开三角槽 三角槽 使两叶片之间的封闭油液在未进入压油区之前就通过该三角槽与压力油相连 其压力逐渐上升 因而缓减了流量和压力脉动 并降低了噪声 限压式变量泵 1 结构特点 弹簧 反馈柱塞 限位螺钉 转子中心固定 定子可以水平移动外反馈 限压 2 工作原理 靠反馈力和弹簧力平衡 控制偏心距的大小 来改变流量 流量 压力特性曲线 调节限位螺钉 qmax变 改变弹簧刚度 pmax变 BC斜率变 3 4柱塞泵 优点 容积效率高 只需改变柱塞的工作行程就能改变泵的排量 压应力应用 高压大流量种类 轴向柱塞泵 变量轴向柱塞泵 定量轴向柱塞泵 径向柱塞泵 变量轴向柱塞泵 定量轴向柱塞泵 径向柱塞泵 移动定子以改变偏心距的大小 便可改变柱塞的行程 从而改变排量改变偏心距的方向 则可改变吸 压油的方向 径向柱塞泵可以做成单向或双向变量泵 由于径向柱塞泵径向尺寸大 结构复杂 自吸能力差 且配油轴受到径向不平衡液压力的作用 易于磨损 从而限制了转速和压力的提高 轴向柱塞泵 缸体旋转 斜盘和配油盘不动 改变斜盘倾角 的大小 就能改变柱塞的行程长度 也就改变了泵的排量改变斜盘倾角的方向 就能改变吸 压油方向 双向变量轴向柱塞泵 排量计算 轴向柱塞泵结构紧凑 径向尺寸小 惯性小 容积效率高 工作压力大 但其轴向尺寸较大 轴向作用力大 结构比较复杂 应用于高压高转速场合 典型结构 轴向柱塞泵常见故障及排除方法 液压泵的性能比较及选用 小结 1 从能量转化角度看 液压泵是将机械能转换为压力能的一种能量