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北京科技大学,第三章液压系统动力能源,31液压泵的基本概念一、定义:液压泵是将机械能转换为液压能的机械装置,是液压系统的动力元件。液压泵分为两大类:1、容积式泵:依靠密封容积的反复变化吸排液体的泵。2、非容积式泵:依靠提高液体动能的方式提高液体位能的泵。,北京科技大学,二、容积式泵的分类:,北京科技大学,三、容积式泵的工作原理,偏心轮,柱塞,缸体,单向阀,油箱,系统,北京科技大学,四、容积泵的工作三要素,1、具有可靠的工作密封容腔;2、密封工作容腔的容积能周期性的变化;3、有配油装置,吸油腔与进油口相通;压油口与出油腔相通;吸压油口永不相通。,北京科技大学,身边的例子?,液压千斤顶,重物下落?,F1,F2,截止阀,A2,A1,北京科技大学,液压千斤顶是容积式泵?,动力元件,执行元件,北京科技大学,五、液压泵的主要性能参数:,1、压力1)工作压力:指液压泵在实际工作时输出油液的压力值,即泵口处压力值.它取决于负荷及系统的泄漏等.2)额定压力:指油泵在使用中推荐的最高使用压力,正常工作时的最大压力;3)吸入压力:泵的吸入口压力.4)最高压力:泵的极限压力,极限承载能力;它取决于泵中各元件的机械强度和密封;,北京科技大学,2)理论流量qt:泵在单位时间内排出油液的体积,它与泵的排量V和转速n成正比,常用单位为m3/s和L/min。,2、流量1)排量V:液压泵转一周理论上排出的油液体积,又称理论排量或几何排量,其大小仅与液压泵的几何尺寸有关,常用单位为mL/r。,北京科技大学,V排量;n泵转速;v泄漏系数,5)瞬时流量qin:指泵在每一瞬时的流量.,3)实际流量q:它是指泵工作时的输出流量,它考虑到泵的泄漏.q=qt-qq流量损耗,由于泄漏引起流量的损失,与压力成正比。4)额定流量qn:指泵在额定转速和额定压力下输出的流量.,北京科技大学,流量损耗q随泵的工作压力增加而增加;实际流量qn随泵的工作压力增加而减少;理论流量qt可以表示为油泵工作压力为零时的流量;,3、流量与压力关系,北京科技大学,1、理论功率Pt:泵的进出口压力差(Pa,常用MPa)和理论流量(m3/s)之积;2、输入功率Pi:转动泵的所需机械功率。3、输出功率Po:泵的进出口压力差(Pa)和实际流量(m3/s)之积;,4、泵的功率:,北京科技大学,1、容积效率v:泵的实际流量和理论流量之比;由于泵的泄漏造成的能量损失。2、机械效率m:转动泵的所需理论扭矩与实际所需扭矩之比。由于泵的机械摩擦造成的能量损失。3、总效率p:实际输出功率比驱动功率。,5、泵的效率,北京科技大学,泵的性能曲线:,北京科技大学,1、泵的泄漏量随压力升高而增大;2、由于泵的泄漏量随压力升高而增大,所以泵的容积效率随泵的工作压力的升高而降低;3、泵在低压时,机械摩擦损失在总损失中所占比重较大,机械效率很低。随着工作压力升高,机械效率上升。在达到某一值后,机械效率大致保持不变。4、总效率在数值上等于容积效率和机械效率的乘积。总效率p开始随压力增大很快上升,接近液压泵额定压力时总效率最大,之后又逐步降低。,泵的性能曲线分析:,北京科技大学,六、油泵职能符号:,北京科技大学,1、齿轮泵种类1)外啮合齿轮泵分为:低压、中压、高压2)内啮合齿轮泵摆线齿轮泵、渐开线齿轮泵3)螺杆泵特殊的齿轮泵,一、概述,32齿轮泵,北京科技大学,螺杆泵优点:结构紧凑,体积小,重量轻,自吸能力强,运转平稳,流量无脉动,噪声小,对油液污染不敏感,工作寿命长。缺点:加工工艺复杂,加工精度高,应用受到限制。,北京科技大学,二、齿轮泵型号标准,CBB2.5C齿轮,B泵,B表示工作压力为B级,低压流量2.5L/minBBCB摆线NBEN内啮合,北京科技大学,三、外啮合齿轮泵1、外啮合齿轮泵外形图,基本结构:由一对啮合齿轮表面和泵体内表面形成密封容腔,当齿轮旋转时,使密封容腔发生周期性变化。,北京科技大学,2、外啮合齿轮泵工作原理:,1)密封容腔的构成:齿面啮合线、泵两端面、泵体内曲线;2)齿面啮合密封工作容腔周期性的变化:容积变化:齿的啮合和分开,容腔的变化。3)配油装置齿轮啮合线,北京科技大学,1-后泵盖,2-滚针轴承,3-泵体,4-主动齿轮,5-前泵盖,6-传动轴,7-键,8-从动齿轮,3、外啮合齿轮泵结构,北京科技大学,1)齿轮泵排量:2)齿轮泵的理论流量:其中:n-转速3)影响流量的因素修正系数齿数;模数;齿轮宽度;转速。,4、齿轮泵流量,北京科技大学,5、流量的脉动,1)齿轮密封容积的变化率在齿轮转动过程中,不断变化引起输出流量的周期性的变动。2)流量的脉动引起液压系统流量变动,执行元件运动不稳定。,北京科技大学,改善措施:缩小压油口;扩大径向间隙-引起径向泄漏;高压油引入低压区,开压力平衡槽,工艺性不好,泄漏大。控制齿轮宽度。,6、外啮合齿轮泵的主要问题1)径向受力不平衡:,北京科技大学,2)困油现象,齿轮泵要平稳地工作,齿轮啮合的重叠系数必须大于1,即总有两对轮齿同时啮合。因此,就有一部分油液被围困在两对轮齿所形成的封闭腔之内。封闭腔容积减小会使被困油液受挤而产生高压,导致油液发热,轴承等机件也受到附加的不平衡负载作用。封闭腔容积增大又会造成局部真空,使溶于油中的气体分离,产生气穴,引起噪声、振动,这就是困油现象。,北京科技大学,困油现象产生原因,ab容积缩小,闭死容积产生高压,北京科技大学,bc容积增大,产生局部真空,困油现象产生原因,北京科技大学,困油引起的结果,ab容积缩小p高压油从一切可能泄漏的缝隙强行挤出,使轴和轴承受很大冲击载荷,泵剧烈振动,同时无功损耗增大,油液发热。bc容积增大p形成局部真空,产生气穴,引起振动、噪声、汽蚀等,北京科技大学,消除困油的方法,原则:ab密封容积减小,使之通压油口bc密封容积增大,使之通吸油口b密封容积最小,隔开吸压油方法:在泵盖(或轴承座)上开卸荷槽以消除困油,北京科技大学,路线:(1)齿轮端面与端盖,占总泄漏量75-80%;(2)齿顶和泵体,占总泄漏量15-20%;(3)啮合线,占总泄漏量4-5%;,3)泄漏:,改善措施:(1)在齿轮泵体上开卸荷槽防止外泄漏。(2)采用轴向自动补油装置。,北京科技大学,优点:1)结构简单、紧凑、价格便宜;2)自吸力强,抗污染,工作可靠,耐冲击载荷;3)使用寿命长,维修容易,不互换,应分组组装。缺点:1)效率低,泄漏大;2)流量脉

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