液压泵和液压马达

38-1,第三章 液压泵和液压马达,第一节 液压泵 第二节 齿轮泵 第三节 叶片泵 第四节 柱塞泵 第五节 液压马达 第六节 液压泵和液压马达的选用 重点：液压泵工作原理；齿轮泵。 难点： 教学目的：掌握常用液压泵、液压马达的选用。,38-2,在液压系统中，液压泵和液压马达都是能量转换装置。液压泵是把驱动电动机的机械能转换成液压系统中油液的压力能，供系统使用；液压马达是把输来的油液的压力能转换成机械能，使工作部件克服负载而对外做功。因此，从工作原理上来讲，大部分液压泵和液压马达是可逆的。 一、液压泵的工作原理 二、液压泵的性能参数 三、液压泵的分类,第一节 液压泵,38-3,容积式液压泵，利用改变封闭容积的大小来输出压力油。液压马达的工作原理与液压泵的相同。,一、液压泵的工作原理,38-4,(1)工作压力和额定压力 工作压力：泵的输出压力。 额定压力：工作稳定时的最高压力。 (2)排量和流量： 排量V ：一转输出的量。 流量 ：单位时间内输出的量。 理论流量： 公式,二、液压泵的性能参数,38-5,理论流量： 实际流量： 机械效率： 理论功率： 输入功率： 总效率：,容积效率：,输出功率：,液压泵的功率和效率,38-6,例题1,例1： 某液压系统，泵的排量V=10mL/r，电机转速n=1200rpm，泵的输出压力p=5Mpa，泵的容积效率V=0.92，总效率=0.84，求： （1）泵的理论流量； （2）泵的实际流量； （3）泵的输出功率； （4）驱动电机功率。,V,38-7,解： （1）泵的理论流量： qVt=Vn10-3=12 L/min （2）泵的实际流量： qV=qVtV=11.04 L/min （3）泵的输出功率： P出=pqV/60=0.9 Kw （4）驱动电机功率： P入= P出/=1.07Kw,38-8,按输出（输入）流量分为： 定量和变量。 按结构分为：齿轮式、叶片式、柱塞式三大类。,三、液压泵的分类,38-9,齿轮泵由于结构简单，价格便宜，故在一般机械上被广泛应用。齿轮泵为定量泵，按结构形式分为外啮合和内啮合两种。 一、外啮合齿轮泵 二、内啮合齿轮泵,第二节 齿轮泵,38-10,一、外啮合齿轮泵,1.工作原理 泵的泵体内装有一对相同的外啮合齿轮，齿轮两侧靠端盖密封。 泵体、端盖和齿轮的各个齿间槽组成了许多密封的工作腔。,38-11,(1)困油现象 封闭的容积由大变小，再由小变大，使油压变化，产生振动和噪声。*开卸荷槽解决*,2.外啮合齿轮泵存在的几个问题,38-12,(2)径向不平衡力 齿轮泵工作时，作用在齿轮外圆上的压力是不均匀的，在排油腔和吸油腔齿轮外圆分别承受着系统工作压力和吸油压力；在齿轮齿顶圆与泵体内孔的径向间隙中，可以认为油液压力由高压腔压力逐级下降到吸油腔压力。这些液体压力综合作用的合力，相当于给齿轮一个径向不平衡作用力，使齿轮和轴承受载。工作压力愈大，径向不平衡力越大，严重时会造成齿顶与泵体接触，产生磨损。 *开径向平衡槽方法解决*,38-13,(3)泄漏 泄漏有三条途径： 一是通过齿轮啮合处的间隙； 二是泵体内表面与齿顶圆间的径向间隙； 三是通过齿轮两端面与两侧端盖间的端面轴向间隙，泄漏量最大，占总泄漏量的70%80%。,38-14,(4)措施 减小端面轴向间隙，一般采用齿轮端面间隙自动补偿的办法来解决。 *静压平衡措施！,38-15,齿轮泵的优缺点及应用,优点：结构简单紧凑、体积小、质量轻、工艺性好、价格便宜、自吸能力强、对油液污染不灵敏、耐冲击载荷、维修方便及工作可靠等优点，在汽车上得到了广泛的应用。 缺点：泄漏较大，流量脉动大，噪声较高，零件磨损后不易修复、径向不平衡力大，所达到的额定压力还不够高。 应用：用于环境差，精度要求不高的场合，通常P10MPa，如工程机械、建筑机械、农用机械。,38-16,3.CBZ2型高压齿轮泵,此泵是采用双向补偿。压力高、效率高、寿命长。,1主动齿轮轴 2骨架油封 3前泵盖 4轴承 5定位销 6泵体 7浮动侧板 8垫板 9支承套 10后泵盖 1螺栓 12径向密封块 13密封圈,38-17,二、内啮合齿轮泵,内啮合齿轮泵有渐开线齿轮泵和摆线齿轮泵(摆线转子泵)两种。,38-18,摆线转子泵,摆线转子泵的额定压力一般为2.5MPa、4MPa。这种泵作为补油泵和润滑泵使用，广泛应用于大、中型车辆的液压转向系统中。,1-内转子；2-外转子；3-前盖；4-泵体；5-后盖；6-滚针轴承；7-主动轴,38-19,叶片泵按其每个工作腔在泵每转一周时吸油、排油的次数，分为单作用式和双作用式两类。单作用式常作变量泵使用，双作用式只能作定量泵使用。 叶片泵具有结构紧凑、运动平稳、噪声小、输油均匀、寿命长等优点，广泛应用于中、低压液压系统中。其工作压力为621MPa。 一、单作用叶片泵 二、双作用叶片泵,第三节 叶片泵,38-20,一、单作用叶片泵,1.工作原理：泵由转子、定子、叶片、配油盘和端盖（图中未示）等件所组成。,38-21,2.限压式叶片泵工作原理,38-22,限压式变量叶片泵优缺点,限压式变量叶片泵与定量叶片泵相比，结构复杂，作相对运动的机件多，泄漏较大，轴上受有不平衡的径向液压力，噪声较大，容积效率和机械效率都没有定量叶片泵高。 但是，它能按负载压力自动调节流量，在功率使用上较为合理，可减少油液发热；因此把它用在液压系统中要求执行元件有快、慢速和保压阶段的场合，有利于节能和简化液压系统。,38-23,1.双作用叶片泵工作原理 转子转一转泵吸油压油各两次，作用在转子上的液压力径向平衡，故又称为平衡式叶片泵。,二、双作用叶片泵,38-24,2.双作用叶片泵在结构上的特点,保证叶片紧贴定子内表面；定子内曲线 。,a)子母叶片 b)双叶片 1转子 2定子 3母叶片 4子叶片 5、6叶片,38-25,3.YB型叶片泵的结构,1左配油盘 2、8滚子轴承 3传动轴 4定子 5右配油盘 6后泵体 7前泵体 9油封 10压盖 11叶片 12转子 13螺钉,38-26,叶片泵的应用,1.用于中低压、要求较高的系统中； 2.油液粘度要合适，转速不能太低，5001500rpm； 3.要注意油液的清洁，否则容易使叶片卡死； 4.通常只能单方向旋转，旋向错误，会造成叶片折断。,38-27,柱塞泵具有结构紧凑、加工方便、单位功率体积小、容积效率高、工作压力高、易实现变量等优点，故可在高压系统中使用；其缺点是结构复杂、造价高、对油液的污染敏感、使用和维修要求严格。在起重运输车辆、工程机械的液压系统中应用广泛。 分轴向柱塞泵和径向柱塞泵两类。轴向柱塞泵又分为直轴式(斜盘式)和斜轴式两种。其中直轴式应用较广。 一、斜盘式轴向柱塞泵的工作原理 二、斜盘式轴向柱塞泵的结构,第四节 柱塞泵,38-28,一、斜盘式轴向柱塞泵的工作原理,泵由斜盘1、柱塞2、缸体3、配油盘4等主要零件组成。,1斜盘 2柱塞 3缸体 4配油盘 5传动轴,38-29,二、斜盘式轴向柱塞泵的结构,1中间泵体 2内套 3弹簧 4缸套 5缸体 6配油盘 7前泵体 8传动轴 9柱塞 10外套 11轴承 12滑靴 13钢球 14回程盘 15斜盘 16轴销 17变量活塞 18丝杆 19手轮 20变量机构壳体,38-30,滑靴结构,通过柱塞和滑靴上的小孔a、b将压力油引入盘形腔c中，使滑靴和斜盘间形成一定厚度的油膜，即形成静压支承。这样使滑靴和斜盘平面间的高速滑动摩擦变为液体摩擦，减小了磨损，提高了使用寿命。,1斜盘 2滑靴 3柱塞,38-31,柱塞泵特点,工作压力高，容积效率高，p=2040MPa，Pmax可到100MPa； 2. 流量大，易于实现变量； 3.主要零件均受压，使材料的强度得以充分利用，寿命长，单位功率重量小。,38-32,一、液压马达工作原理 以轴向柱塞马达为例说明液压马达的工作原理 二、液压马达的性能参数 三、液压马达的分类 四、典型液压马达的结构和工作原理,第五节 液压马达,38-33,一、液压马达工作原理,1斜盘 2缸体 3柱塞 4配油盘 轴向柱塞马达工作原理,38-34,二、液压马达的性能参数,理论流量： 转速： 理论转矩： 机械效率： 实际转矩：,容积效率,38-35,三、液压马达的分类,a)单向定量液压马达 b)单向变量液压马达 c)双向定量液压马达 d)双向变量液压马达 e)摆动式液压马达,38-36,四、典型液压马达,1.齿轮式液压马达 齿轮式液压马达起动力矩小，低速度稳定性差。适用于汽车液压系统中的回转运动机构中。,38-37,2.叶片式液压马达,38-38,3.摆动式液压马达,a)单叶片摆动式液压马达 b)双叶片摆动式液压马达 1定子块 2叶片 3缸体,38-39,第六节 液压泵和液压马达的选用,一、液压泵的选型 二、液压马达的选型 三、液压泵和液压马达的使用,38-40,一、液压泵的选型,齿轮泵结构简单、体积小、价格便宜、工作可靠、维修方便，可以适应多尘、高温和剧烈冲击这样恶劣的使用条件。运输车辆和工程机械多选用双联或三联齿轮泵。缺点是寿命短、流量较小、不能变量。 叶片泵的输油量均匀，压力脉动较小，容积效率较高。目前仅在起重运输车辆、工程机械的液压系统中选用中、高压叶片泵。 轴向柱塞泵结构紧凑，径向尺寸小，在高压系统中应用较多。但其结构复杂，价格较贵。汽车柴油机中常用柱塞泵来输送高压燃油。,38-41,二、液压马达的选型,选择液压马达的主要依据应该是设备对液压系统的工作要求、转矩、转速、体积、重量、价格等要求，以确定液压马达的类型、性能参数等。 一般来讲，齿轮式液压马达结构简单，价格便宜，常用于高转速、低转矩和运动平稳性要求不高的场合。如驱动研磨机、风扇等。 叶片式液压马达转动惯量小，动作灵敏，容积效率低，机械特性软，适用于中速以上，转矩不大，要求起动、换向频繁的场合。 轴向柱塞式马达容积效率高，调整范围大，且低速稳定性好，耐冲击性能差，常用于要求较高的高压系统。,38-42,1.液压泵和液压马达的安装要求,1)液压泵和液压马达与其他机械装置连接时要对中。 2)液压泵和液压马达轴端一般不得承受径向力，不得将皮带轮、齿轮等传动零件直接安装在液压泵和液压马达的轴上。 3)液压泵和液压马达对系统滤油精度有一定要求。 4)对于某些马达，在回油路要安装背压阀，以使马达回油口具有足够的背压来保证正常工作。 5)泵的进油口和出油口可各安装一段胶管。,38-43,2.使用液压泵和液压马达时的注意事项,1)工作压力、转速不能超过规定值。 2)规定了旋转方向的泵，不得反向旋转；泵的进、出油口不得接反。 3)液压泵和液压马达工作介质的正常工作温度为2060。 4)避免液压泵带负荷起动及在有负荷情况下停车；低温起动后先轻负荷运转，待温度上升后再进入正常运转；注意不要将热油突然输入冷元件，以免发生配合面“咬伤”事故。,38-44,一、选择液压泵的原则 1、是否要求变量：叶片泵、柱塞泵为变量泵； 2、工作压力：柱塞泵31.5MPa；叶片泵6.3MPa，高压以后可达16MPa；齿轮泵2.5MPa，高压以后可达21MPa。 3、工作环境：齿轮泵的抗污染能力最好； 4、噪声指标：内啮合齿轮泵、双作用叶片泵； 5、效率：轴向柱塞泵最高；同一结构的泵，排量越大，效率越高；同排量的泵，额定工况下效率最高。,补充：液压泵与电动机参数的选择,38-45,一、选择液压泵的参数选择 1、泵的最大压力选择： 2、泵的排量选择： 3、电机的功率选择：,补充：液压泵与电动机参数的选择,