液压-第02章液压泵和液压马达.ppt

1、1、2、本章概述，本章主要内容有：液压泵和液压马达的工作原理和性能参数。齿轮式、叶片式和柱塞式液压泵。高速液压马达和低速高扭矩马达。通过本章的学习，要求掌握这些泵和电机的工作原理(泵如何吸油、压油和配流，电机如何产生速度和扭矩)，结构特点和主要性能特点；了解不同类型泵电机的性能差异和适用范围，为今后正确选择奠定基础。3，2.1液压泵和马达概述，泵符号，4，2.1液压泵和马达概述，5，2.1液压泵和马达概述，2.1.1容积式泵和马达的工作原理，以及6。因此，可以看出，泵通过密封工作室的体积变化来工作。液压泵和液压马达运行的必要条件是：(1)必须有一个大小可以周期性变化的封闭容积；(2)必须有匹配

2、的流量操作，即当封闭容积增加时，低压油被吸入，而封闭容积减少，当封闭容积增加而封闭容积减少时，高压油被排出。液压泵和液压马达都是液压传动系统中的能量转换元件。液压泵由原动机驱动，原动机将输入的机械能转化为油的压力能，然后以压力和流量的形式将其输入系统。它是液压系统的动力源。液压马达将输入的压力能转换成机械能，并将其传递给致动器，以扭矩和速度的形式做功，致动器是液压传动系统的致动器。液压输出、机械输出、液压输入、机械输出、液压输入、机械输出、液压马达是实现连续旋转运动的执行机构。原则上，它变成一个液压马达，将压力油输入正排量泵，迫使其旋转轴旋转，也就是说，正排量泵可以用作液压马达。然而，在实践中

3、，由于性能和结构对称性的不同要求，液压泵和液压马达一般不能互换。10。液压泵的共同特点是根据工作腔的容积变化来吸排油，所以这种泵也称为容积泵。液压泵根据单位时间输出的油量是否可调，可分为固定泵和可变泵两种；根据结构，它可以分为三类：齿轮式，叶片式和柱塞式。液压马达具有相同的形式。从工作过程中可以看出，在不考虑漏油的情况下，液压泵在每个工作循环中吸入或排出的油量仅取决于工作部件的几何尺寸，如柱塞泵的柱塞直径和工作行程。11、2.1.2液压泵和马达的基本性能参数。液压泵的基本性能参数主要是指液压泵的压力、排量、流量、功率和效率。工作压力：指泵(马达)的实际工作压力。泵指的输出压力；电机指的是输入压

4、力。实际工作压力取决于相应的外部载荷。额定压力：根据试验标准，泵(马达)在额定工况下连续运行的最大压力，超过该值即为过载。每弧度排量：泵(马达)每弧度排出(吸入)的液体量，也称为角位移。每转排量：泵(马达)每转排出(吸入)的液体量，无内外泄漏。12，(2.1)，理论流量：每单位时间内泵(马达)排出(吸入)的液体量，无内外泄漏。泵和马达的流量是其转速和排量的乘积，即额定流量：泵在额定速度和压力下输出的流量(马达输入的流量)也是根据试验标准必须保证的流量。由于泵和马达的内部泄漏以及油的可压缩性，额定流量和理论流量不同。功率和效率：液压泵由原动机驱动，输入是扭矩和角速度，输出是液体的压力和流量；如果

5、液压泵和马达在能量转换过程中损失功率损耗可分为两部分：体积损耗和机械损耗。容积损失是在高压下由泄漏、气蚀和油压缩引起的流量损失。机械损失是指摩擦造成的扭矩损失。(2.1)，14，对于液压泵，当输出压力增加时，泵的实际输出流量减少。那么，让泵的流量损失为。泵的容积损失可以用容积效率来表征。泵的容积损失，15，泵的容积损失，t，16，对于液压马达，输入到液压马达的实际流量必须大于其理论流量，即其容积效率为：(2.3)，马达容积损失，17，马达容积损失，18，机械损失是指摩擦引起的扭矩损失。对于液压泵，泵的驱动扭矩总是大于理论上所需的驱动扭矩。如果扭矩损失为，理论扭矩为，泵的实际输入扭矩为，泵的机械

6、损失以机械效率为特征，那么，机械损失，19，泵的机械损失，液压泵的总效率等于其容积效率和机械效率的乘积：(2.6)，20，对于液压马达，马达的机械损失。它的实际输出扭矩小于理论扭矩，它的机械效率为(2.5)，21，马达的机械损耗，而液压马达的总效率等于它的容积效率和机械效率的乘积。液压泵和马达的容积效率和机械效率通常与油泄漏和摩擦副的摩擦损失有关。(2.6)，22，图2.2液压泵和马达的能量传递框图，23，22齿轮泵是一种常用的液压泵，其主要优点是结构简单，制造方便，价格低廉，体积小，重量轻，自吸性好，对油液污染不敏感，运行可靠；其主要缺点是流量和压力脉动大，噪音大，排量不可调。齿轮泵广泛应用

7、于矿山设备、冶金设备、建筑机械、工程机械、农林机械等行业。根据啮合形式的不同，齿轮泵有两种类型：外啮合和内啮合。外啮合齿轮泵应用广泛，而内啮合齿轮泵大多是辅助泵。24、221外齿轮泵的结构和工作原理，外齿轮泵的工作原理；排量和流量；外齿轮泵的流量脉动：外齿轮泵的问题和结构特点。25，221外齿轮泵的结构和工作原理该泵主要由主、从动齿轮、驱动轴、泵体和侧板等主要部件组成。图2.3外齿轮泵1泵体的工作原理；2个主动齿轮；3个从动齿轮，在泵体内相互啮合的主动齿轮和从动齿轮与两个端盖和泵体一起形成一个密封的工作容积，齿轮的啮合点将左右腔室分开，形成一个吸油和压力腔室。26，当齿轮沿图中所示的方向旋转时

8、，右侧吸油腔中的齿轮齿脱离，密封腔的容积持续增加，从而形成一个油压腔，该油压腔吸收油并通过旋转的齿轮齿被带入左侧。27，左油压室中的齿轮齿持续啮合，使得密封室的容积减小，并且油被挤压并排放到系统中，这是齿轮泵的吸油和加压过程。齿轮泵的流量和脉动率以及外齿轮泵的排量可近似视为两个啮合齿轮的齿谷体积之和。如果假设齿谷体积等于齿轮齿体积，当齿轮齿数为、模数为、节径为、有效齿高为、齿宽为时，根据齿轮参数计算公式，齿轮泵的排量约为(2.7)。实际上，齿谷体积略大于齿轮齿体积，齿数越少，误差越大。因此，在实际计算中用3.333.50代替。(2.8)，因此齿轮泵的输出流量为，(2.9)，29，大，30。齿轮

9、泵的流量脉动率为(2.10) if，用于表示最大和最小瞬时流量以及平均流量。事实上，在齿轮啮合过程中，位移是转角的周期函数，所以瞬时流量是脉动的。脉动的大小用脉动率来表示。(2.9)，流pu在容积式泵中，齿轮泵的流量脉动最大，齿数越少，脉动率越大，这是外啮合齿轮泵的一个弱点。流量脉动会直接影响系统的稳定性，引起压力脉动，并使管道系统产生振动和噪声。齿轮泵的流量脉动、齿轮泵32、223的结构特点、困油现象33、2.2.3.1、齿轮啮合的重叠系数必须大于1，因此在两对齿轮齿啮合时形成的封闭油腔中会截留一些油，并且这种密封容积的大小随着齿轮的转动而变化，从而形成困油。34、油滞留现象，齿轮齿间的密封

10、容积周期性地增加和减少。截留的油被挤压产生瞬时高压。如果密封腔中截留的油不与排油口连通，油将从间隙中挤出，导致油升温，轴承等部件也会受到附加冲击载荷的影响；如果密封容积增加，将没有油补充，这将导致局部真空，这将分离溶解在油中的气体并产生气穴。35、2.2.3.1陷油现象，图2.5齿轮泵的陷油现象及其消除措施。当体积减小时，它与油压侧连通，而当体积增大时，它与吸油侧连通。36、2.2.3.2径向不平衡力，在齿轮泵中，油施加在车轮外缘上的压力不均匀。从低压室到高压室，压力由齿轮旋转方向上的齿驱动。压力越高，径向不平衡力越大，会使泵轴弯曲，使定子偏心磨损，加速轴承的磨损，降低轴承的使用寿命。径向不平

11、衡力通常通过减小压力端口来减小。37、2.2.3.3齿轮泵泄漏通道和端面间隙的自动补偿，齿轮泵油压室中的压力油可以通过三种方式泄漏到吸油室：在这三种间隙中，端面间隙的泄漏量最大，压力越高，从间隙中泄漏的液压油越多。38、为了提高齿轮泵的压力和容积效率，实现齿轮泵的高压，有必要采取结构措施自动补偿端面间隙。常用的端部间隙自动补偿装置有：浮动轴套式和弹性侧板式。39，224内齿轮泵，具有渐开线齿廓和摆线齿廓。其结构示意图见图2.6。图2.6内齿轮泵1吸油室，2油压室，3隔板，40。在渐开线齿内齿轮泵中，应在小齿轮和内齿轮之间安装一个月牙形隔板，将吸油室和油压室分开，如图2.6(a)所示。在内齿轮泵

12、中，小齿轮是主动轮，大齿轮是从动轮。工作时，大齿轮与小齿轮同向旋转。图2.6内齿轮泵1吸油室，2油压室，3隔板，油压窗，吸油窗，41；图2.6内齿轮泵1吸油室、2油压室、3隔板、油压窗、吸油窗，摆线齿轮泵又称摆线转子泵。在这种泵中，小齿轮和内齿轮之间只有一个齿，所以不需要设置隔板。见图2.6(b)。内齿轮泵结构紧凑、体积小、重量轻、运行稳定、噪音低；然而，当在低速和高压下工作时，压力脉动大，容积效率低；一般用于中低压系统，或作为辅助油泵。内齿轮泵的缺点是齿形复杂、加工困难、价格高、不适合高压工况。43、2.3叶片泵、单作用叶片泵、双作用叶片泵、44、2.3.1单作用叶片泵、2.3.1.1工作原

13、理，图2.7显示单作用叶片泵的工作原理。该泵由转子2、定子3、叶片4和配流盘组成。图2.7单作用叶片泵1油压口的工作原理；2转子；3定子；4片叶子；吸油口，定子，45。定子内表面为圆柱形，转子与定子中心之间存在偏心。叶片可以在转子的槽中灵活滑动。在转子旋转和油压的离心力作用下，46，2.3.1.2单作用叶片泵平均流量的计算，47，2.3.1.3单作用叶片泵和变量原理，变量叶片泵有内反馈型和外反馈型两种。(1)限压内反馈变量叶片泵。内部反馈可变叶片泵的操作力来自泵本身的排油压力。内反馈变量叶片泵阀板吸排油窗口的布置如图2.9所示。图2.9可变原理1最大流量调节螺钉；2个弹簧预压缩调节螺钉；3片叶

14、子；4转子；5定子48，由于偏转角，由排油压力施加在定子环上的力可以分解成垂直于轴线的分量F1和平行于轴线的调节分量F2，调节分量F2与调节弹簧的压缩恢复力、定子运动的摩擦力和定子运动的惯性力相平衡。定子相对于转子的偏心率和泵的排量可以通过力的相对平衡来确定，可变特性曲线如图2.10所示。49所示，当由泵的工作压力形成的调节部件F2小于弹簧的预紧力时，泵的定子环相对于转子的偏心率保持在最大值，并且不会随着工作压力的变化而变化。由于泄漏，泵的实际输出流量随着其压力的增加而略有下降，如上图中的AB部分所示。50，图2.10，当泵的工作压力P超过PB时，调节部件F2大于弹簧的预紧力，从而定子环向减小

15、偏心的方向移动，泵的排量开始减小(可变)。改变弹簧的预紧力可以改变曲线的B点；调节最大流量调节螺钉，以调节曲线的点A。51，(2)外反馈变量叶片泵，图2.11外反馈变量叶片泵1的转子；2春天；3定子；4滑块滚针支撑；5反馈柱塞；6流量调节螺钉，52，限压外反馈变量叶片泵，53，让泵转子与定子之间的最大偏心量为，此时，弹簧的预压缩量为，弹簧刚度为，泵的偏心预设值为，当压力逐渐增加时，压力为，(2.13)，54，当泵压力为时，定子移动一段距离，即弹簧压缩。(2.15)、(2.14)、(2.16)、55、2.3.2双作用叶片泵，2.3.2.1工作原理，双作用叶片泵的原理与单作用叶片泵相似，只是定子内

16、表面由两个长半径圆弧、两个短半径圆弧和四个过渡曲线组成，定子和转子同心。双作用叶片泵，56，2.3.2.1工作原理，在图中，当转子顺时针旋转时，密封工作腔的容积在左上角和右下角(即吸油区域)逐渐增大，在左下角和右上角(即油压缩区域)逐渐减小；在吸油区和油压区之间有一个油封区，将吸油区和油压区分开。图2.12双作用叶片泵1定子的工作原理；2油压口；3转子；4片叶子；5吸油口，57，2.3.2.1工作原理。这种泵的转子每转动一次，每个密封的工作腔就完成两次吸油和油压，因此称为双作用叶片泵。图2.12双作用叶片泵1定子的工作原理；2油压口；3转子；4片叶子；5吸油口，58，2.3.2.2双作用叶片泵平均流量的计算，当两个叶片从位置A、B转到位置C、D时，排出容积为m的油；从c、d转到e、f，体积为m的油被吸入。当从E、F转到G、H时，体积为m的