气压与液压传动

1、二、工作原理二、工作原理 液压传动所用的液压泵都是容积式泵,就是靠 密闭容积的变化来吸油和排油。吸油口和排油口在 泵内被隔开。所以,对这类泵,我们只要能够实现容 积变化就能吸,排液体。 F2 P2 W F1 P1 l1l2 P 三、液压泵分类三、液压泵分类 外啮合 齿轮泵 内啮合 双联齿轮泵 油泵 叶片泵 单作用 双作用 柱塞泵 轴向 直轴（斜盘） 斜轴 径向 从流量（排量）变化分：定量泵，变量泵 四、各油泵代号及职能符号四、各油泵代号及职能符号 代号（铭牌）： 1).齿轮油泵 工程机械 CB CB -齿轮油泵 12345 1-系列 2-压力分级(ABCDE可查液压传动手册) 3-理论排量 m

2、l/r 4-安装形式 5-连接形式(B-板式,F-法兰,L-管式) 2).叶片油泵 YB 3)轴向柱塞油泵 ZB 职能符号(各种都相同): 下面介绍一下油泵的职能符号 1 2 3 1-单向定量泵 2-单向变量泵 3-双向变量泵 五五. .液压泵的基本参数液压泵的基本参数 （1）工作压力 液压泵的工作压力是指泵工作时所输出的油液的实际压力 （指泵出口处的压力pB）。压力大小取决于外载的大小。 （2）额定压力 在泵的铭牌上所标的都是指泵的额定压力，是指液压泵能 够正常工作的最大工作压力，是在正常工作时不允许超过的压 力值。 1.压力 1）工作压力 2）额定压力 3）最高压力 压力分级 A级 低压

3、B级 中压 C级 中高压 D级 高压 E级 超高压 压力范围0-2525-8080-160160-320320 机械工业部,泵压力分级: （3）最高压力 是指液压泵密封能力和结构强度使它达到的最大工作压力 1）理论流量 2）实际流量 3）额定流量： 2.流量 （1）排量：就是它的理论排量（用qB表示）：在不泄漏情况下， 液压泵一转理论上所排出的液体体积。大小取决于泵的密封工 作腔的几何尺寸，也就是它们的结构参数。是一固有值。与速 度等无关。单位:m3/r或l/r （2）理论流量:无泄漏情况下，单位时间内所能输出 （泵）或所能输入（马达）的液体体积(m3/s)。 理论流量QBt=qBnB 、QM

4、t=qM nM 其中,nB 、nM 泵轴及马达轴转速(r/s) （3）实际的流量：就是单位时间内的流量，是由泄漏 等造成的。 QB=QBt-Q=V QBt （4）额定流量：是指在额定转速及额定压力下泵输出 的流量。 3.泵功率: 输出功率:NB=pBQB 输入功率：N Bi =MBwB=2nBMB 理论上的功率：N Bit =MBtwB=2nBMBt 4.泵的输入扭矩 泵每转理论上输出的液压能:pB qB 泵每转理论上输入的机械能:MBt2 所以： pB qB = MBt2 则泵的理论输入扭矩 MBt= pB qB /2 泵的输入扭矩 MB = MBt/ m NB,QB NBit,QBt,MB

5、t NBi,MB 完美的泵 机械损失 容积损失 5.泵的效率 泵的效率分为容积效率和机械效率 容积效率： V=QB/Q Bt （ QB=Q Bt -Q ） 容积效率的大小反应了泵内流量方面的漏失情况。 机械效率： m=M Bt /MB 实际上是由于存在机械摩擦,使得MBM Bt 泵总效率： =NB/N Bi =pBQB/2nBMB = mV 6.泵转速 额定转速是泵正常工作时的转速，保证泵具有 一定的自吸能力和避免气蚀现象产生的转速。 最高转速就是由泵结构强度限定的最大转速。 由前面公式可以看出,M N Q n适合于各式油 泵，唯一变化的仅仅是各种泵的每转排量qB,因此, 以后讲课中,只介绍各

6、种泵的qB排量。 第二节齿轮泵第二节齿轮泵 一、结构及作用原理一、结构及作用原理 、分类： 啮合形式 外啮合形式 内啮合形式 齿 轮 数 两齿轮式 多齿轮式 串联式:增加泵压 并联式:增加泵流量 2.结构 :主要由齿轮,泵体,前盖板,后盖板等组成 3.作用原理 密封工作腔： 齿轮、壳体、端盖、啮合 线组成、吸油腔、排油腔 吸油过程：轮齿脱开啮合V p 吸油； 排油过程：轮齿进入啮合V p 排油。 由盖板,泵壳体和齿轮组成了一个密封腔体,而相啮合的两 个同模数齿轮的啮合线,将此容积分为左,右两部分（吸油区和 压油区）。 当这对齿轮按图示方向旋转时,啮合线右侧脱开接触（开 口）,容积增大，形成部分

7、真空,通过壳体上的吸油孔从油箱吸 油; 而啮合线的另一侧(左侧)的轮齿进入啮合（填充），容 积减小，使这部分密闭容积内的液体受压后,通过壳体排出孔 排液. 齿轮连续运动就完成了一接一次的吸油和排油过程。 二、参数计算二、参数计算 计算排量 外啮合齿轮的每转排量可以看作是一对齿轮的啮合体积 之和(我们把它看作是一齿条),泵工作时凹处部分的液体全部 排出。 qB=2chbz C节园上齿间宽度，h轮齿高度，z齿数，b齿宽 根据齿轮啮合原理有： c=m/2, h=2m m模数 所以：qB=2zbm2 h cc b 修正:由于齿轮的齿间体积大于轮齿体积,故将上 式修正为：qB=（6.667)zbm2 齿

8、少取上限,齿多取下限. 显然,当齿轮泵结构一定,齿轮泵每转排量也就 确定不变了,因此,齿轮油泵是一定量泵. 流量Bt(6.66-7)zbm2 n QB =BVBt 容积效率一般（70-90%） 三、齿轮泵性能分析三、齿轮泵性能分析 主要存在四个方面的问题 1.流量脉动： 上式是齿轮泵的平均流量。实际由于齿轮在啮合过程中压 油腔的容积变化率是变化的，非常数，所以每一刻的流量（瞬 时流量）也是变化的，流量的脉动影响液压执行元件的运动平 稳性，引起振动，对液压系统有不利影响。 在啮合齿轮的设计中，增大啮合角 及齿数，减少重叠度 系数，均可降低脉动性。 在容积式泵中，齿轮泵的流量脉动性最大；在实际工程

9、系 统中可以加蓄能器在泵出口予以调节。 max minmax Q QQ 脉动率： 1) 产生原因： 1，构成闭死容积Vb Vb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. 困油现象 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 吸压 具体描述： 齿轮啮合中，前一对齿轮退出啮合之前，后一对齿已经进 入啮合（既重叠度系数大于1）,保证了吸油区和压油区，既高 低压腔之间总不连通和运动的平稳性，但是这样就会使前一对 齿尚未脱开啮合之前，后面的一对齿就进入了啮合

10、，在很短的 时间内就会有两对齿同时啮合，在两啮合齿之间就形成了一个 封闭腔，当齿轮继续旋转时，封闭腔容积的大小会经历从大到 小，又从小到大这样一个过程，腔体的压力会急剧升高和降低， 这种现象称为困油现象。 困油现象是有害的，被困油液压力周期性的升高和下降会引起 振动、噪音和空穴（气蚀）现象。为了减轻困油现象通常在齿 轮泵两侧端盖上，铣两个卸荷槽，对于中心线而言，有对称开 的，也有不对称开的，还有的开圆形盲孔卸荷槽的，卸荷槽之 间的尺寸a有要求，应保证困油空间在达到最小位之前与压油腔 连通，过了最小位置后与吸油腔连通，a不能过小，否则压油腔 和吸油腔连通，容积效率降低。 3. 径向力不平衡 1）

11、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 向间隙等。 压油口缩小后，安装时注意 不能反转。 4. 泄漏问题 1) 泄漏途径：轴向间隙 80% ql 径向间隙 15% ql 啮合处 5% ql 2) 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 四、齿轮泵的优缺点四、齿轮泵的优缺点 优点:(1).结构简单,紧凑,价格便宜,是同流量泵中体积最 小的一种;(2).吸入性能好,在高,低转速下都能可靠地工作;(3). 对污物不敏感,不易咬死.因此 ,广泛应用于精度要求不很高.不 清洁环境工作的机械上. 缺点:

12、齿轮泵排量压力提高受到限制.因此 ,只适用于低压, 中压,中等转速的液压系统中. 其它，内啮合，转子泵，螺杆泵 五、内啮合齿轮泵 1. 渐开线齿轮泵 特点: n结构紧凑，尺寸小，重量轻 n流量脉动小，噪声小。 2. 摆线齿轮泵（转子泵） 特点: 结构简单，体积小 重叠系数大，传动平稳 吸油条件好 脉动小，噪声小 齿形复杂，加工精度要 求高，造价高。 应用：机床低压系统 六、齿轮泵的常见故障及排除方法 故障现象产 生 原 因排 除 方 法 噪声大 1吸油管接头、泵体与泵盖的接合面、堵头和泵 轴密封圈等处密封不良，有空气被吸入 2泵盖螺钉松动 3泵与联轴器不同心或松动 4齿轮齿形精度太低或接触不良

13、 5齿轮轴向间隙过小 6齿轮内孔与端面垂直度或泵盖上两孔平行度 超差 7泵盖修磨后，两卸荷槽距离增大， 产生困油 8滚针轴承等零件损坏 9装配不良，如主轴转一周有时轻时重现象 1用涂脂法查出泄漏处。用密封胶涂敷管接 头并拧紧；修磨泵体与泵盖结合面保证 平面度不超过0.005mm；用环氧树脂黏 结剂涂敷堵头配合面再压进；更换密封 圈 2适当拧紧 3重新安装，使其同心，紧固连接件 4更换齿轮或研磨修整 5配磨齿轮、泵体和泵盖 6检查并修复有关零件 7修整卸荷槽，保证两槽距离 8拆检，更换损坏件 9拆检，重装调整 流量不足或 压力不 能升高 1齿轮端面与泵盖接合面严重拉伤， 使轴向间隙过大 2径向不

14、平衡力使齿轮轴变形碰擦泵体，增大径 向间隙 3泵盖螺钉过松 4中、高压泵弓形密封圈破坏、或侧板磨损严重 1修磨齿轮及泵盖端面，并清除齿形上毛刺 2校正或更换齿轮轴 3适当拧紧 4更换零件 过热 1轴向间隙与径向间隙过小 2侧板和轴套与齿轮端面严重摩擦 1检测泵体、齿轮，重配间隙 2修理或更换侧板和轴套 第三节叶片泵第三节叶片泵 优点：输出流量 均匀、脉动小、噪声低、 体积小。 缺点：自吸性能差、对油液污染敏感、结 构较复杂。 分类 单作用 双作用 每转排油一次 每转排油两次 一、单作用叶片泵 1. 结构：转子、定子、叶片、配油盘、壳体、端盖等。 特点： 定子和转子偏心； 定子内曲线是圆； 配油

15、盘有二个月牙形 窗口。 叶片靠离心力伸出。 2. 工作原理 密封工作腔（转子、定子、叶片、配油盘组成） 吸油过程：叶片伸出V p 吸油； 排油过程：叶片缩回V p 排油。 旋转一周，完成一次吸油，一次排油单作用泵 径向力不平衡非平衡式叶片泵 （一个吸油区，一个排油区） 3.参数计算 不考虑叶片厚度和叶片倾角或者叶片径向放置无倾角。 qB=zB(A2-B2) 式中: z-叶片数 B-叶片宽度cm =2/z A-长半径=R+e B-短半径=R-e 所以: D、R为定子直径,半径； e为偏心距 BDeB eReR z zBqB 2Re4 )()( 2 1 22 若考虑叶片厚度及倾角 流量也是脉动的

16、叶片为奇数时：脉动率 =（/2z)tg(/4z)1.25/zz 叶片为偶数时：脉动率 =（/z)tg(/2z)5/zz 上式表明，叶片数越多，流量脉动率越小；奇数叶片的脉 动率比偶数液片的脉动率小，所以单作叶片泵的叶片数总取奇 数。 )cos/2zDBeq B （ QBeDzn BBBV 2（/ cos ) 二、双作用叶片泵 1. 结构特点： 定子和转子同心； 定子内曲线由四段圆弧 和四段过渡曲线组成； 配油盘上有四个月牙形 窗口。 2. 工作原理 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） 3、参数计算 qB=2B (R2-r2)z(Rr)/

17、cos B-叶片宽度 R-定子内表面曲线的长半径 r-定子内表面曲线的短半径 -叶片厚度 -叶片倾角 实际流量 QBn 瞬时流量 Q=B (R2-r2)2/cos 角速度，定子曲线过渡区极半径，d为极半径随转角的 变化 通过选择合适的过渡曲线形状和适当的叶片数，即可保 证流量理论上是均匀的。目前，目前的双作用叶片泵的过渡 曲线一般采用等加（等减）速度曲线，叶片数为4的倍数， 一般为12或16。 d i i z 1 3、双作用叶片泵的结构特点 1）构成了两个吸油区和两个压油区，并且是对称的，只要是工 作油腔数（既叶片数）为偶数，则作用在转子上的油压作用力是 完全平衡的 2）定子曲线由四段圆弧和四

18、段过渡曲线组成。 3）配油盘 有两个配油盘，一个为 压油盘，一个为吸油盘，端 面上开有环槽C，它通过四 个小孔与压油腔的压力油相 通，使压力油作用于各叶片 的底部，可以增加叶片对定 子的压紧力，防止漏油。 压油窗口上开有三角槽， 其作用是当两相邻叶片从吸 油口吸满油向压油口过渡时， 首先通过三角槽逐渐与压油 口接通，以避免高低压区突 然接通而产生的液压冲击和 噪音。 4）叶片倾角 双作用叶片泵:叶片倾斜方向与转子的转向相同.而单作 用叶片泵:叶片倾斜方向与转子的转向相反.（双向变量叶片 泵,叶片沿径向,不倾斜.）这与双作用泵过渡曲线的升程有 关，这样可以防止作用在叶片上的切向力过大引起的叶片折

19、 断以及因切向力过大导致的摩擦力过大，使叶片滑动困难甚 至卡死的现象出现，这一点在维修和使用中要注意转动方向 尤为重要。 5）叶片的新式结构 由于把压油口的高压引入到叶片底部，虽然如上所讲，起 到了压力油作用于各叶片的底部，增加叶片对定子的压紧力， 防止漏油的作用，另一方面带来的问题是，虽然当叶片经过压 油腔时，叶片顶部也受到高压的作用，这与根部的高压油的作 用力基本抵消（采取的措施是：叶片顶部斜面，与定子的接触 面积小，可增大压紧力，），但当叶片经过吸油腔时液片顶部 不再有高压油，因此叶片顶部与定子接触处就有很大的作用力， 相对运动时会产生强烈的磨损，影响寿命，为了解决叶片卸荷 问题，目前有

20、以下几种办法： a、采用双叶片结构 叶片分成两部分，两片中间开有槽，使根部的压 力油能通过槽到达顶部，根部压力高时，顶部压力低 时，可起阻尼孔的作用，在根部和顶部形成压力差， 也可推动叶片压在定子上，根部和顶部压力都很高时 压力可以互通抵消。叶片和定子有两个接触面增加了 密封的可靠性。 b、采用母子式结构（又称复合叶片式） c、在叶片根部装弹簧 三三. .叶片泵的特点及应用叶片泵的特点及应用 特点:1)结构紧凑,体积小,重量轻. 2)流量较均匀(比齿轮式泵),噪音小,适用于平稳工作. 3)V高,最高可达95%以上,一般75-85% 4)吸入条件高 5)易于咬死,工作稳定性差. 6)结构复杂(对

21、齿轮泵),零件制造精度高. 7）轻微困油 应用:适用于低,中压,中快速,力中等的条件下,所以,机床行业 应用得较广,工程机械应用较少. 四、单双作用叶片泵结构对照四、单双作用叶片泵结构对照 单作用叶片泵双作用叶片泵 作用数转子一圈，吸排一次转子一圈，吸排两次 叶片安置后倾安置前倾安置 定子内曲线完整的圆四段圆弧、四段过渡曲线，等加（减） 速曲线，此外，阿基米德螺线，正余 弦线，高次曲线 变量改变偏心量e,e到-e时改变了 泵的进出口 不能变量 不平衡的径 向力 存在基本抵消 压力级中低系列，径向不平衡力造成中低压和中压系列轴向及径向泄漏， 定子与叶片在吸油区相互受力大，限 制了压力的升高，解决

22、办法：双层叶 片、子母叶片、弹簧叶片、浮动配流 盘等 五、限压式变量叶片泵五、限压式变量叶片泵 我国的单向变量泵有手动和自动改变偏心的两种。 自动调节的根据流量压力特性的不同分为： 恒压式变量叶片泵 稳流量式变量叶片泵 限压式变量叶片泵 等 较成熟的是限压式变量叶片泵 限压式变量叶片泵利用泵压力（负载压力）的 反馈，达到调节压力的目的，这样做就是功率的合 理利用，节约能源，减少油液发热引起的问题（液 压油不变质，寿命延长等），调节的原理就是定子 与转子的偏心距。 限压式变量泵分外反馈和内反馈式两种。 单作用式叶片泵的转子受到来自压油腔作用的 单向压力,使轴承上所受载荷较大,故称为非卸荷式, 这

23、是单作用式叶片泵的一个缺点。而限压式变量叶 片油泵却正是利用单向压力这一特点来进行压力反 馈以达到调节流量的目的。 限压式变量叶片泵 1.1.结构特点结构特点: : 弹簧、反馈柱塞、 限位螺钉。 e oo 2.工作原理：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。 转子中心固定， 定子可以水平移动 外反馈、限压 3. 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。 内反馈限压式变量叶片油泵的工作原理： ex) 流量压力特性方程及特性曲线 设定子开始移动时的临界压力为PB 定子与转子之间的偏心： )2( ) 1 ( max max B

24、 B x ppxe ppe e )3( esB xkAp 设弹簧的预压缩量未xe，定子刚刚开始移动时的平衡方程： 液压泵的反馈压力（工作压力）为p时，定子的一般平衡方程： )4()(xxkpA es 式中，A活塞面积，ks弹簧常数，x定子位移。 有（1）（2）（3）（4）式： )6()( )5()( )( max max B B s B x ppe pp k ppA e e 液压泵的实际输出流量： )7(pkekQ lxq 由（5）（6）（7）式： )( )() )( ( max max Blq Bl s B q pppkek pppk k ppA ek Q )( )()( max max B

25、lq Bl s q B s q q pppkek pppkA k k Ap k k ek Q 由（3）式： A xk p es B 代入上式 )( )()()( max max Blq Bl s q eq pppkek pppkA k k xek Q pB p Q QBt ex=0 emax 六、叶片泵的常见故障及排除方法 故障现象产 生 原 因排 除 方 法 噪声大 1叶片顶部倒角太小 2叶片各面不垂直 3定子内表面被刮伤或磨损，产生运动 噪声 4由于修磨使配油盘上三角形卸荷槽太 短，不能消除困油现象 5配油盘端面与内孔不垂直，旋转时刮 磨转子端面而产生噪声 6泵轴与原动机不同轴 1重新倒角

26、（不小于145）或修成圆 角 2检查，修磨 3抛光，有的定子可翻转180使用 4锉修卸荷槽 5修磨配油盘端面，保证其与内孔的垂 直度小于0.0050.01mm 6调整连轴器，使同轴度小于0.1mm 容积效率 低或 压力 不能 升高 1个别叶片在转子槽内移动不灵活甚至 卡住 2叶片装反 3叶片顶部与定子内表面接触不良 4叶片与转子叶片槽配合间隙过大 5配油盘端面磨损 6限压式变量泵限定压力调得太小 7限压式变量泵的调压弹簧变形或太软 8变量泵的反馈缸柱塞磨损 1检查，选配叶片或单槽研配保证间隙 2重新装配 3修磨定子内表面或更换叶片 4选配叶片，保证配合间隙 5修磨或更换 6重新调整压力调节螺钉

27、 7更换合适的弹簧 8更换新柱塞 作业： 1.上图中，（1）其它不变，如果弹簧的刚度增加，曲线如何变化？ （2）其它不变，如果弹簧的预紧力增加，曲线如何变化？ （3）其它不变，定子偏心增加，曲线如何变化？ 如果上述各项参数同时增加或缩小，曲线又将如何？ 2 .斜盘式柱塞泵柱塞数Z=7，柱塞直径d=22mm，斜盘倾角=22.5, 柱塞在缸体上的分布圆直径D=68mm，液压泵的转速n=960r/min，泵 的容积效率o=0.95，机械效率m=0.9，输出压力为p=100X105pa， 试计算（1）泵的平均理论流量，（2）实际流量，（3）泵所输入 的功率。 思考题 1 液压传动与其它传动形式比较，其

28、特征是什么？ 2 液压系统有几部分组成？ 3 什么是齿轮泵的困油现象？其消除措施是什么？ 4 推导限量式变量叶片泵理论上的流量压力特性方 程，并画出其流量压力特性曲线；如果增大该变量泵 的偏心矩，同时旋紧压力调节螺栓（即增大压力调节弹 簧的预紧力）和增大弹簧的刚度，曲线又如何？ 5 推倒斜盘式柱塞泵流量计算公式，简述斜盘式柱塞 泵的变量原理，举出几种变量的方式？ 6 何为理论排量？它与泵或马达结构之间的关系是什 么？ 第四节轴向柱塞式液压泵第四节轴向柱塞式液压泵 轴向式 n径向式 按结构分，有斜盘轴向柱塞泵、斜轴轴向柱塞泵和径向柱塞泵 * 缸体转动 * 斜盘、配油盘不动 缸体、柱塞、配油盘、斜

29、盘 * 柱塞伸出 低压油 机械装置 一、斜盘轴向柱塞泵一、斜盘轴向柱塞泵 1、结构 密封工作腔（缸体孔、柱塞底部） 由于斜盘倾斜放置，使得柱塞随缸 体转动时沿轴线作往复运动，底部密封容 积变化，实现吸油、排油。 吸油过程：柱塞伸出Vp吸油； 排油过程：柱塞缩回vp排油。 2 2工作原理工作原理 在油缸体每转中,每一柱塞往复运动一次,完成吸,排油各一 次.因此,每一柱塞是一单缸单作用往复泵. 3 3泵基本参数计算泵基本参数计算( (轴向柱塞式轴向柱塞式) ) 排量: qB=d2zs/4 式中:s柱塞行程s=Dtg Z柱塞个数 d柱塞直径 D柱塞分布园直径 斜盘倾角 所以： qB=d2zDtg /

30、4 当 =0时,qB=0, qB 所以，斜盘式轴向柱塞泵可通过改变斜盘的斜度来改变 柱塞的行程作为变量泵.并且改变斜盘的方向可改变吸油和排 油方向。 流量：QBt=qBnB 瞬时流量： ：柱塞旋转角度 ：相邻柱塞之间的夹角，设柱塞数为Z，则 =2/Z Z 0 ：处于油区的柱塞数，当柱塞数为偶数时 Z0=Z/2,当为奇数是Z0=(Z+1)/2 (0/Z) Z0=(Z-1)/2 ( /Z QMt QM=QMt+QM所以，马达的容积效率 MV=QMt/QM 机械效率： 由于存在摩擦损失,使得MMMMt MM=MMt-MM Mm=MM/MMt 总效率： M=NM/NMi=( 2nMMM)/( pMQM

31、) =(2MVMM )/(pM qM ) =MM/MMtMV=MmMV 6）输出转速 nM 流量决定速度 所以：QM= QMt/ MV =qMnM/ MV nM=QMMV/qM qM-马达的理论排量 QM-实际输入马达的流量 同样由前面公式可以看出,M N Q n适合于各种油马达, 唯一变化的仅仅是各种马达的每转排量qM,因此,以后讲课中, 只介绍各种马达的q排量。 NM,MM NMit,QMt,MMt NMi,QM 完美的马达 容积损失 机械损失 二、齿轮式油马达二、齿轮式油马达 1.结构 齿轮油泵原则上可以用作油马达,也就是说,油泵和油马达 结构相同. 2.工作原理 O a b pB(h-

32、a)和pB(h-b).p h 3.参数计算 齿轮油马达的每转排量: qM=2zBm2 m齿轮模数D=mz 马达其余参数，根据前面讲的公式将qM代入即可. 如扭矩 MM=MMtMm=MmpMqM/2 4.应用 和一般齿轮泵一样,齿轮油马达由于密封性较差,容积效 率低,所以输入的油压不能过高,因而不能产生较大的转矩, 并且,它的转速和转矩都是随着齿轮 的啮合情况而脉 动的. 一般来说,齿轮油马达多用于高转速,低扭矩的情况下. 三、叶片式油马达三、叶片式油马达 ( (以双作用油马达为例以双作用油马达为例) ) 1 结构 :与叶片泵相似,但: (1).叶片无倾角,顶端两边对称倒角，以适应正,反转需要.

33、 (2).槽内加弹簧(燕式弹簧),保证叶片在起动时与定子内表 面紧密接触,形成密封空间,产生足够的转矩. (3).叶片底部仍需通入高压油，马达内装有两个单向阀， 以满足正反转都通高压油。 2.工作原理:起动时,弹簧压出叶片并紧密地与定子内表面 相接触,形成密封空间,由于叶片作用面积不同,产生一扭矩 (相对 于转子轴),从而输出力矩. 3.参数计算 qM=2B (R2-r2)z(Rr)/cos (cos=1) 简化：qM=2B(R2-r2) 扭矩：MM=MMtMm=MmpMqM/2 各符号意义同前. 4.特点及应用范围 特点 :1)能达到很高的换向频率. 2)流量均匀,运转平稳. 3)低转速时,

34、漏失大,不能在低转速下运行，调速 范围小. 应用范围: 适用于低压,中压,中速,快速,中等功率的液压系统, 最好用在转矩低,转速高的场合. 四、柱塞式油马达四、柱塞式油马达 1.轴向柱塞油马达的工作原理 P T N T 通油 出油 T=Ptg = d2p tg /4 M=T.r=TRsin r R 2.马达基本参数计算(轴向柱塞式) 1).排量:根据前面定义有 qM=d2zS/4 式中S:柱塞行程l=Dtg Z:柱塞个数 d:柱塞直径 D:柱塞分布园直径 :斜盘倾角 所以： qB=d2zDtg /4 当 =0时,qM=0, qM， 所以，斜盘式轴向柱塞泵可 通过改变斜盘的斜度来改变柱塞的行程作

35、为变量马达. 输出转速： nM=QMMV/qM 输出扭矩: 理论平均转矩： )sin( 8 sin 24 1 2 1 2 z i i i Z i M Dtgdp tg D dpM DZtg dpqp M MM Mt 422 2 3.特点及应用 轴向柱塞马达应用最广泛，1）容积效率高；2）调速范围大； 而且最低稳定转速低；3）耐冲击振动性能差、油液过滤精 度高，价格高；4）适用于大、小扭矩及高、低速都行。 七、径向柱塞马达七、径向柱塞马达 径向柱塞马达种类也有很多，下面简单的介绍两种： 1、偏心转子径向柱塞马达 和其泵的结构相同，根据其受力力T为能产生的扭矩力。 调节偏心可改变柱塞行程，可作变量

36、马达。 2、内曲线多作用径向柱塞马达 多作用:转子每转一圈柱塞往复次数,柱塞受曲面导 轨反力的切向力产身生扭矩. 径向柱塞马达多用于低速大扭矩的情况下，与柱塞 马达相比，柱塞马达多用于转矩小、转速高的场合。 第六节液压泵的选用 液压泵作为液压系统中的动力元件它输出液压能,它最主 要的性能参数就是输出流量和出口压力。根据前面所讲,流量 对应于负载的运动速度;出口压力则对应于负载力。因此液压 泵的选用,就是依据液压系统对动力源的要求,来确定泵的输 出流量、工作压力和液压泵的型式，同时计算需用电动机的 规格。 1.确定液压泵的输出流量QB 液压泵的输出流量QB,应满足整个液压系统的最大流量， Q系统

37、，也就是应满足整个液压系统中同时工作的执行机构所 需的最大流量之和( ),即 Q工作 QKQ B （） 工作最大 QKQ B 系统最大 式中:K-考虑到系统中漏损的系数(一般取1.11.3)。 K实际上不是只考虑泵容积效率，是考虑了整个液压系统 的泄漏的结果（如管路泄漏）。 在液压泵的产品说明书中,标明了每种泵的额定流量(或 排量)的数值。此值是指额定转速和额定压力下该泵输出的实 际流量。根据系统中的流量选定液压泵时,必须保证该泵对应 于额定流量的规定转速。否则将得不到所需的流量。为了保 证系统的容积效率,尽量避免通过改变转速来实现液压泵的流 量变化。这就是说实现对负载的调速不要通过对液压泵调

38、转 速来完成,可通过选用变量液压泵或通过系统中节流阀来实现。 2.确定液压泵的工作压力 液压泵的工作压力pB,应满足液压系统中执行机构所 需的最大工作压力p最大,即 式中: K-考虑到液压泵到执行机构管路中的各种压力 损失的系数(一般取1.11.5)。 p泵 pKp B 最大 液压泵的产品说明书中,标明了每种泵的额定压力值和最 高工作压力值。算出后,应按额定压力值来选择液压泵。只有 在使用中有短暂超载场合,或产品说明书中特殊说明的范围,才 允许按最高压力值来选择液压泵。额定压力值,是指使用中不 应超过的压力值,否则将影响液压泵的效率和寿命。 前面讲过液压泵的输出压力决定于工作负载,是一个基本

39、概念。这里说液压泵产品说明中标明的额定压力值,是从液压 泵本身的密封和寿命要求而言的。与泵输出压力决定于工作负 载是一致的。 3.选取液压泵拖动电动机 液压泵拖动电动机功率N,即要求的液压泵的输入功率，根 据前面所讲， ,而泵的输出功率 ,所以计算电 机功率的公式: Bi B B N N Np Q BBB BBBBi QpNN/ 在液压泵产品说明书中,往往附有液压泵拖动电动机的功 率数值。这个功率的大小值是指,液压泵在额定压力和额定流 量下所需的数值。实际使用中,液压泵的最大工作压力,有时比 液压泵的额定压力值低得多。因此应按实际工况计算拖动电动 机的功率,不应原搬产品说明书中所写的拖动电动机

40、的功率。 否则将造成浪费。 4、电机的转速 选用的电动机转速应符合选用液压泵所要求的转 速。有前面确定的泵的输出流量: 在多数情况下由于所选择的电机的转速不可能刚 好，通常是通过减速器或皮带传动来实现转速的匹配 的。 nn Q q B B B 电机 5.液压泵类型的选择 一般,齿轮泵多用于低压液压系统(25105Pa以下),叶片 泵用于中压液压系统(63105Pa以下),柱塞泵多用于高压液 压系统(100105Pa以上)。由于柱塞泵价格较贵,所以在某些 平稳性、脉动性、噪声等方面要求不高,或在工作环境较差 的场合,可采用高压齿轮泵,这种泵结构简单、价格低廉,维 修方便。在特殊精密的场合,如镜面

41、磨床等,要求供油脉动很 小,可采用螺杆泵。小功率场合,选用定量泵,大功率场合,选 用变量泵，节约功率，较为合理。 各类液压泵的性能比较,可供选 用液压泵时参考。 液压泵的故障及排除,可供维修时参考。 6、液压泵的性能比较 第七节 液压马达的选用 既是液压泵和液压马达总结又是选用，因液压泵和液压 马达有些可以互换，所以下面是混讲。和液压泵的选择一样， 液压马达参数以前面所讲的计算公式为基础的。 1.液压马达是靠输入压力油来进行启动的,这与液压泵靠电 动机直接拖动是不同的。因此,在结构上必须考虑液压马达 能正常启动,也就是要保证液压马达启动时,工作油腔有可 靠的密封性。如叶片马达为了在启动时能保证

42、叶片能压向 定子表面,在结构上设置了扭力弹簧,作用在叶片根部,使叶 片始终贴紧定子,保证液压马达顺利启动。 2.液压马达往往要求能够双向转动,因此它的配油机构应该 对称（并配有两个单向阀，以满足正反需要）,进出油口的 大小也应相等。而油泵通常是单向转动的。它的配油机构 或困油卸荷槽等做成不对称形式,进出油口直径也不相同。 3.液压马达是靠输入压力油工作的,不需要具备液压泵那样 的自吸能力。轴向柱塞式或径向柱塞式液压泵改作液压马 达使用时,不需要装柱塞回程弹簧（在泵中必须有）。但为 了防止柱塞可能脱空,最好给一定的回油背压。 4.很多液压泵常采用内泄漏形式,即内部泄漏的油孔直接与液 压泵吸油口相通。而液压马达,为了实现双向转动,高低压油 口要能相互变换。使用中也可能会采用出口节流调速,即存在 回油背压,可能使内泄漏孔压力增高,而发生冲坏密封圈的现 象。所以液压泵作液压马达使用时,应采用外泄漏式结构。 5.液压马达的容积效率往往较液压泵为低。所以液压马 达使用转速不宜过低,即向液压马达供油量不能太小。 6.用阀配油式径向柱塞泵因轴流不能换向,故不能做液 压马达用。 上述特点,在液压泵改作液压马达使用时应充分考虑。 一般说来,齿轮液压马达输出