液压泵与液压马达.ppt

3.4 柱塞泵,柱塞泵是依靠柱塞在缸体中的往复运动，使密封工作容积发生变化，来实现吸、排油的。,与叶片泵相比较，轴向柱塞泵的特点为：,（1）密封性好，容积效率高，工作压力高； （2）易于变量； （3）流量范围大； （4）对油污染敏感； （5）滤油精度要求高； （6）加工工艺复杂、价格高。,3.4 柱塞泵,柱塞泵按柱塞排列方式分为：,径向柱塞泵,轴向柱塞泵,轴向柱塞泵分为：,斜盘式,斜轴式,分类：,3.4 柱塞泵,按柱塞的排列和运动方式的不同分 轴向柱塞泵 径向柱塞泵,轴向柱塞泵,柱塞的轴线和传动轴的轴线平行,径向柱塞泵,柱塞的轴线和传动轴的轴线垂直,轴向柱塞泵按其结构不同可分为斜盘式和斜轴式两大类，目前我国生产的三个基本系列为CY14-1型、ZB型、Z*B型,并且结构上容易实现无级变量等优点。 不论在国防工业，民用工业都广泛得到应用，一般在液压系统若需高压时，均用它来发挥作用，如龙门刨床、拉床、液压机、起重机械等设备的液压系统。,3.4 柱塞泵,缸体 均布有五七个柱塞孔，柱塞底部空间为密闭工作腔。 柱塞 其头部滑履与定子内圆接触。 定子 与缸体存在偏心。 配流轴 传动轴,3.4.1径向柱塞泵,1.径向柱塞泵的工作原理,3.4 柱塞泵,配流轴配流，因配流轴上与吸、压油窗口对应的方向开有平衡油槽，使液压径向力得到平衡，容积效率较高。 柱塞头部装有滑履，滑履与定子内圆为面接触，接触面比压很小。 可以实现多泵同轴串联，液压装置结构紧凑。 改变定子相对缸体的偏心距可以改变排量，且变量方式多样。,排量,流量,由于柱塞在缸体中移动的速度是变化的，各个柱塞在缸中移动的速度也不相同，所以径向柱塞泵的瞬时流量是脉动的。 柱塞数为奇数要比柱塞数为偶数时的瞬时流量脉动小得多，因此，径向柱塞泵的柱塞数为奇数，且大于等于3。,3.4.1径向柱塞泵,2.径向柱塞泵的特点、排量及流量计算,图3-18 直轴式轴向柱塞泵的工作原理 1传动轴 2斜盘 3柱塞 4缸体 5配流盘,缸体直接安装在传动轴上，通过斜盘使柱塞相对缸体往复运动。压力和功率较小者，以柱塞的球端直接与斜盘做点接触；压力和功率较大者，柱塞通常是通过滑履与斜盘接触。,依靠柱塞在缸体内作往复运动，使得密封油腔容积变化而实现吸油和压油,当传动轴带着缸体和柱塞一起旋转时（图示逆时针），柱塞在缸体内作往复运动，在自下而上回转的半周内，柱塞逐渐向外伸出，使缸体内密封油腔容积增加，形成局部真空，于是油液就通过配油盘的吸油窗口a进入缸体中。在自上而下的半周内，柱塞被斜盘推着逐渐向里缩回，使密封油腔容积减小，将液体从配油窗口b排出去。,缸体每转动一周，完成一次吸油和一次压油。,3.4 柱塞泵,3.4.2轴向柱塞泵,1.直轴式轴向柱塞泵的工作原理,3.4 柱塞泵,柱塞行程,柱塞泵排量,实际 输出流量,柱塞数为奇数时，脉动较小，当柱塞数愈多，则脉动率q愈小。,3.4.2轴向柱塞泵,2.轴向柱塞泵的流量,斜盘有一倾角：,轴向柱塞泵的工作特点,(2) 缸体端面间隙的自动补偿。使缸体紧压配流盘端面的作用力，除机械装置或弹簧的推力外，还有柱塞孔底部台阶面上所受的液压力，它比弹簧力大很多，而且随泵的工作压力增大而增大。由于缸体始终受力紧贴着配油盘，就使端面间隙得到了补偿。,(3) 滑履结构。在柱塞头部装一滑履。滑履按静压原理设计，缸体中的压力油经柱塞球头中间小孔流入滑履油室，致使滑履和斜盘间形成液体润滑，因此改善了接触应力。 使用这种结构的轴向柱塞泵压力可达32MPa以上，流量也可以很大。 (4) 轴向柱塞泵没有自吸能力。靠加设辅助设备，采用回程盘或在每个柱塞后加返回弹簧，也可在柱塞泵前安装一个辅助泵提供低压油液强行将柱塞推出，以便吸油充分。,(1) 柱塞和柱塞孔的加工、装配精度高。柱塞上开设均压槽，以保证轴孔的最小间隙和良好的同心度，使泄漏流量减小。,缸体,柱塞滑履组,配流盘,变量机构,变量轴向柱塞泵中的主体部分大致相同，其变量机构有各种结构型式，有手动、手动伺服、恒功率、恒流量、恒压变量等。,斜盘式轴向柱塞泵的结构特点,三对磨擦副：柱塞与缸体孔，缸体与配流盘，滑履与斜盘。容积效率较高，额定压力可达31.5MPa。 泵体上有泄漏油口。 传动轴是悬臂梁，缸体外有大轴承支承。 为减小瞬时理论流量的脉动性，取柱塞数为奇数：5，7，9。,为防止密闭容积在吸、压油转换时因压力突变引起的压力冲击，在配流盘的配流窗口前端开有减振槽或减振孔。,斜轴式无铰轴向柱塞泵,工作原理与斜盘式轴向柱塞泵类似，只是缸体轴线与传动轴不在一条直线上，它们之间存在一个摆角，柱塞与传动轴之间通过连杆连接。传动轴旋转通过连杆拨动缸体旋转，强制带动柱塞在缸体孔内作往复运动。 特点：柱塞受力状态较斜盘式好，不仅可增大摆角来增大流量，且耐冲击、寿命长。,3.5 液压泵的选用,按运动部件的形状和运动方式分为齿轮泵，叶片泵，柱塞泵，螺杆泵。 齿轮泵又分外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵 叶片泵又分双作用叶片泵，单作用叶片泵和凸轮转子泵 柱塞泵又分径向柱塞泵和轴向柱塞泵 按排量能否变量分定量泵和变量泵。 单作用叶片泵，径向柱塞泵和轴向柱塞泵可以作变量泵 按工作特点选用： 是否要求变量 要求变量选用变量泵。 工作压力 柱塞泵的额定压力最高。 工作环境 齿轮泵的抗污能力最好。 噪声指标 双作用叶片泵和螺杆泵属低噪声泵。 效率 轴向柱塞泵的总效率最高。,液压泵是液压系统的动力元件，也是液压系统的核心元件。合理地选择液压泵对于降低能耗、提高效率、降低噪声、改善工作性能和保证系统的可靠工作十分重要。,3.5 液压泵的选用,应根据主机工况选择用定量泵还是变量泵；,液压泵选用原则,根据功率大小和系统对工作性能的要求，确定液压泵的结构类型；,按系统的压力、流量、性能、特点、价格确定规格型号。,3.6 液压马达,液压马达是一种把液压能转变为机械能的一种能量转变装置。,从能量互相转换的观点看，泵和马达是统一体的矛盾着的两个方面，它们可以依一定条件而变化。当电动机带动其转动时，即为泵，输出压力油（流量和压力）；当向其通入压力油时，即为马达，输出机械能（扭矩和转速）。,从工作原理上讲，它们是可逆的，但由于用途不同，故在结构上各有其特点。因此，在实际工作中大部分泵和马达是不可逆的。,3.6 液压马达,进出油口相等，有单独的泄油口； 叶片径向放置，叶片底部设置有燕式弹簧； 在高低压油腔通入叶片底部的通路上装有梭阀。,工作原理,3.6.1 叶片马达,3.6 液压马达,进出油口相等，有单独的泄油口； 叶片底部设置有燕式弹簧； 叶片径向放置，叶片的倾角等于零； 在高低压油腔通入叶片底部的通路上装有梭阀。,转动惯量小，反应灵敏，能适应较高频率的换向。但泄漏大，低速时不够稳定。适用于转矩小、转速高、机械性能要求不严格的场合。,应用,结构特点,3.6.1 叶片马达,3.6 液压马达,结构特点 轴向柱塞泵和轴向柱塞马达是互逆的。 配流盘为对称结构。 改变斜盘倾角，不仅影响马达的转矩，而且影响它的转速和转向。 斜盘倾角越大，产生的转矩越大，转速越低。,3.6.2 轴向柱塞马达,低速大扭矩马达单作用连杆型径向柱塞马达,结构原理 呈五星状（或七星状）的壳体内均匀分布着柱塞缸。 柱塞与连杆铰接，连杆的另一端与曲轴偏心轮外圆接触。高压油进入部分柱塞缸头部，高压油作用在柱塞上的作用力对曲轴旋转中心形成转矩。另外部分柱塞缸与回油口相通。 曲轴为输出轴。 配流轴随曲轴同步旋转，各柱塞缸依次与高压进油和低压回油相通（配流套不转），保证曲轴连续旋转。 排量公式 v =d 2e z / 2 d 为柱塞直径；e 为曲轴偏心距；z 为柱塞数。 应用 结构简单，工作可靠，可以是壳体固定曲轴旋转，也可以是曲轴固定壳体旋转（可驱动车轮或卷筒），但体积重量较大，转矩脉动，低速稳定性较差。采用静压支承或静压平衡后最低转速可达3 r/min。,低速大扭矩马达多作用内曲线径向柱塞马达,结构原理 壳体内环由x 个导轨曲面组成，每个曲面分为a、b两个区段； 缸体径向均布有z 个柱塞孔，柱塞球面头部顶在滚轮组横梁上，使之在缸体径向槽内滑动 ；,柱塞、滚轮组组成柱塞组件， a段导轨对柱塞组件的法向反力的切向分力对缸体产生转矩； 配流轴圆周均布2x 个配流窗口，其中x 个窗口对应于a段，通高压油，x 个窗口对应于b段，通回油（xz )； 输出轴 ，缸体与输出轴连成一体。,排量公式 v =（d 2/4）sxyz s 为柱塞行程； x 为作用次数； y 为柱塞排数； z 为每排柱塞数 。 应用 转矩脉动小，径向力平衡，启动转矩大，能在低速下稳定运转，普遍用于工程、建筑、起重运输、煤矿、船舶、农业等机械中。,第3章 内容小结,一 泵、马达的工作原理； 吸、排油原理密封容积的形成和变化 变量原理改变工作腔容积改变定子偏心、改变柱塞行程 二 基本参数概念； 三 液压功率、液压转矩公式； 四 效率计算机械效率、容积效率； 五 泵的结构特点分析齿轮泵和叶片泵； 六 定量泵和变量泵的流量压力特性，调整方法。,第3章内容小结,工作原理,变量原理,基本参数,效率计算,流压特性曲线 调整方法,流压特性,限压式变量泵,结构特点分析,