液压与气压之动力元件..ppt

1、第四章 液压系统动力元件及装置,4-1 液压泵的基本概念 4-2 齿轮油泵 4-3 叶片式油泵 4-4 柱塞式液压泵 4-5 蓄能器,4-1 液压泵的基本概念,1、液压泵的工作原理 2、液压泵的主要性能参数 3、液压泵的分类和符号,液压泵的工作原理,动力装置,液压泵,执行装置,机械能,压力能,机械能,液压泵的工作原理流程图,液压泵的工作原理,液压泵的工作原理,1、有一个（或几个）周期变化的密闭容器； 2、在吸油过程中，油箱应和大气压接通（吸油条件） 3、有配流装置；（如单向阀等）,液压泵正常工作的三个工作条件,必须具有一个由运动件和非运动件所构成的吸油和压油密闭容积前提条件 密闭容积的大小随运

2、动件的运动作周期性的变化，容积由小变大吸油，由大变小压油基本条件 密闭容积增大到极限时，先要与吸油腔隔开，然后才转为排油；密闭容积减小到极限时，先要与排油腔隔开，然后才转为吸油必要条件,液压泵的性能参数压力,工作压力定义：液压泵输出油液的压力,其大小取决于负载,包括工作压力和额定压力,液压泵的性能参数压力,额定压力定义：液压泵正常工作条件下，按试验标准规定能连续运转的最高压力。其大小与泵本身的泄漏和结构强度有关。,最高压力：按试验标准规定，液压泵允许短暂运行的最高压力。,液压泵的性能参数排量,1）排量（V)：液压泵每转输出油液的体积，单位为(ml/r)，其大小取决于结构参数,液压泵的性能参数流

3、量,2）理论流量（q）：单位时间内输出油液的体积，其单位为(l/min),排量V与流量q的关系：,其中：n为液压泵的转速（rpm),油泵的性能参数流量,3）实际流量（qp）：液压泵工作时，泵出口输出的实际流量。其单位为(l/min),压力P,流量q,q理,q实,q,液压泵的性能参数容积效率,容积效率：,泵的实际流量与理论流量的比值,机械效率：,泵的理论转矩与实际输入转矩的比值,液压泵的性能参数功率,p的单位（MPa) q的单位（l/min),输出功率,输入功率,油泵的性能参数功率,其中：,实际输出功率,实际输入功率,例4-1,例4-1：已知泵输出油压力p = 100 105 pa；转速n=14

4、50rpm；排量V = 46.2ml/r；容 = 0.95； 总 = 0.9；求：泵的输出功率P0 ；驱动泵的电动机的功率P,解：泵输出实际流量：,例4-1,则泵的输出功率：,电机功率即泵的输入功率：,液压泵的分类,齿轮式 叶片式 柱塞式,容积式,非容积式,液压泵,结构形式,排油体积是否可调,定量泵,变量泵,液压泵的图形符号,单向定量液压泵,双向定量液压泵,单向变量液压泵,双向变量液压泵,4.2 齿轮式液压泵,1、齿轮泵的工作原理 2、齿轮泵的流量 3、低压齿轮泵的结构 4、齿轮泵的优缺点及使用,齿轮油泵的工作原理,齿轮泵的流量,齿轮泵的排量：,D,D0,2h1,b,齿轮泵的流量,对于标准齿轮

5、而言：,则齿轮泵的实际流量为：,例4-2,某齿轮泵其额定流量q =100l/min，额定压力p=25 105 Pa，泵的转速n=1450r/min,泵的机械效率 机 = 0.9，由试验测得，当泵的出口压力为p = 0时，其流量q0 =107l/min,试求：（1）该泵的容积效率？（2）当泵的转速n1 =500r/min时计算泵在额定压力下工作时的流量q1 是多少？该转速下泵的容积效率容 ？ （3）两种不同转速下，泵所需驱动功率？,例4-2,解： （1）通常将压力为零时泵的输出流量认为是理论流量。所以该泵的容积效率为：,（2）泵的排量与转速无关，即,例4-2,所以，当n1 =500r/min时：

6、,泵的泄漏量与转速无关，即q不变,则，当 n1 =500r/min时，泵在额定压力下的流量为：,例4-2,（3）求泵所需的功率,n=1450r/min时：,其容积效率为：,例4-2,n=500r/min时：,外啮合低压齿轮泵的结构,外啮合齿轮泵,外啮合齿轮泵,内啮合齿轮泵,三个结构问题,困油现象 径向力不平衡 密封与泄露,困油现象,径向力不平衡,解决办法： 缩小排油口直径 开压力平衡槽,密封与泄露轴向、径向间隙及其补偿,轴向间隙端面与端盖 径向间隙齿顶圆处、啮合点处 端面间隙自动补偿措施浮动轴套、浮动侧板、弹性侧板,高压齿轮泵,轴向间隙补偿原理,齿轮泵的优缺点,优点：结构简单，具有良好的自吸能

7、力，对油液污染不敏感，耐冲击性负荷 缺点：零件损坏后不易修复，互换性差,作业,33 36,4.3 叶片式液压泵,单作用式叶片泵 双作用叶片泵 叶片油泵的使用要点,单作用式叶片泵,工作原理 排量的计算 变量叶片泵,单作用式叶片泵工作原理,非卸荷式叶片泵,排量计算,改变偏心距，即可改变排量,外反馈式变量叶片泵原理,泵的工作压力与偏心量的关系,变量叶片泵的流量压力曲线,调节螺钉5，AB上下平移 调节螺钉10，BC左右平移 改变弹簧刚度，BC段斜率改变。,变量叶片泵结构图,双作用叶片泵,工作原理 排量计算 结构特点 使用要点,双作用叶片泵工作原理,双作用叶片泵的排量计算,双作用叶片泵的结构,双作用叶片

8、泵的结构特点,定子曲线 配油盘 叶片倾角,定子曲线,压油盘结构,吸油盘结构,叶片倾角,叶片油泵的使用要点,要求转速适当 对油液污染敏感 只允许单向旋转,4.4 柱塞式液压泵,柱塞式液压泵的分类,柱塞式油泵,斜轴轴向,斜盘轴向,径向,接触方式,运动关系,配油方式,点接触,滑靴接触,阀式配油,配油阀配油,缸动盘固,盘动缸固,斜盘轴向柱塞式液压泵 径向柱塞式液压泵,斜盘轴向柱塞式液压泵,工作原理 排量计算 主体结构 结构特点,工作原理,排量计算,可见，可通过改变改变泵的排量,CY141系列液压泵主体结构,作业,38 310,静压轴承结构,配油盘,吸油孔 排油孔 盲孔 阻尼孔,柱塞式液压泵的特点,1、

9、精度高，故工作压力高，容积效率高 2、流量范围大且可调 3、主要零件受压，故寿命长、材料利用充分,轴向柱塞泵的手动变量机构,轴向柱塞泵的伺服变量机构,径向柱塞式液压泵工作原理,与轴向柱塞泵相比：体积和重量较大，工作压力、容积效率较低。,径向柱塞式液压泵实物,柱塞式油泵优缺点,1、工作压力高 2、流量范围大且可调 3、寿命长、材料利用充分,缺点： 结构复杂、精度高、价格高、噪音大、流量脉动大。,优点：,三种液压泵的比较,液压泵的选用,负载小、功率小的机械设备多用齿轮泵、双作用叶片泵； 精度较高的机械设备（如镜面磨床）可用螺杆泵、双作用叶片泵； 负载较大又有速度换接的机械设备（如组合机床）可用限压

10、式变量叶片泵； 负载大、功率大的机械设备（如龙门刨床）可使用柱塞泵； 辅助装置送料、夹紧等液压装置可使用齿轮泵。,例4.2,某液压系统采用限压式变量叶片泵，该泵出厂的压力流量特性曲线为ABC，如图所示。已知泵的总效率总0.7，系统工作进给时，泵输出压力p4.5MPa，输出流量q2.5L/min；系统空程快进，压力p12MPa，流量q1=20L/min。试求限压式变量叶片泵要满足上述要求，应如何调节其压力流量特性曲线；在此工况下，求泵的最大驱动功率。,例4.3,某液压泵排量V50cm3/r，其总泄漏量q与输出压力p的关系式为qCp，式中 C=29105cm3/(Pamin)，泵的转速n=1450

11、r/min。试计算该泵输出压力p=0.25MPa、5MPa、7.5MPa、10MPa时液压液压泵的实际流量q实和容积效率容；若泵的摩擦损失（与压力无关）扭矩M=2Nm，试计算该泵在上述几种压力下运行时的总效率；计算驱动该泵工作的电机功率P。,4.5 蓄能器,用途 种类及结构 容积计算 安装及使用,蓄能器的用途,储存液压能做能源使用 缓冲 消除压力脉动 保压、停电应急,蓄能器的种类和结构,蓄能器的种类和结构,气囊式蓄能器的容积计算,气囊式蓄能器的容积计算,t3min时，k=1（等温）,例4.4,有一系统拟使用输油量为25l/min的泵，系统所需要的最大工作压力为7MPa，执行装置作间歇运动，在0.1s内需油量为0.8l，执行装置运动最短间隔时间为30s，试确定合适的蓄能器的