液压动力元件

,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第三章 液压动力元件,液压泵,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,液压泵,重点难点,:,容积式泵工作原理、必要条件,泵工作原理、排流量 计算,容积式泵的共同弊病、 困油现,象的实质及解决方法。,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,3.1,液压泵概述,功 用,液压泵,:,将电动机或其它原动机输入的机械能转换为液体的压力能,向系统供油。,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,液压泵的功用,液压泵,:,将电动机或其它原动机输入的机械能转换为液体的压力能,向系统供油。,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,3.1.1,液压泵的工作原理及分类,液压泵的基本原理,吸油：密封容积增大，产生真空,容积式,压油：密封容积减小，油液被迫压出,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,液压泵基本工作条件（必要条件）,1.,形成密封容积,2.,密封容积变化,3.,吸压油腔隔开（配流装置）,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,液压泵分类,按输出流量能否调节： 定量 变量,按结构形式 ：齿轮式 叶片式 柱塞式,按输油方向能否改变：单向 双向,按使用压力：低压 中压 中高压 高压,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,3.1.2,液压泵的主要工作参数,工作压力和额定压力,排量和流量,功率和效率,效率,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,工作压力和额定压力,工作压力,额定压力,（公称压力、铭牌压力）,最高允许压力,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,工作压力,指泵（或马达）实际工作时输出（或输入）,油液的压力，其值取决于外界负载,(,管阻、摩擦、外负载*）,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,额定压力,指泵（或马达）在正常工作条件下，按实验标准规定能够连续运转的最高压力（受,泵（或马达）本身泄 漏和结构强度限制）,p ,p,n,即泵过载,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,最高允许压力,泵（或马达）在短时间内允许超载使用,(p,max,),的极限压力,p p,n, p,max,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,排量和流量,排量,V,理论流量,q,t,实际流量,q,额定流量,q,n,瞬时流量,q,m,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,排量,V,排量,:,在没有泄漏的情况下，泵（或马达）每转一周所排出的液体的体积。,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,理论流量,q,t,不考虑泄露的情况下，单位时间内所排出的液体的体积。,q,t,=,Vn,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,实际流量,q,指泵工作时实际输出的流量,q = q,t,-,q,s,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,额定流量（公称流量、铭牌流量）,q,n,指泵在正常工作条件下，按试验标准 规定,必须保证的输出流量。,q ,q,n, q,t,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,瞬时流量,q,m,瞬时流量,：,泵在某一瞬 时的几何流量,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,功率和效率,理论功率,输入（或输出）功率,输出（或输入）功率,结 论,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,理论功率,P,t,=,pq,t,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,输入（或输出）功率,即泵轴的驱动功率或马达的输出功率,P,I,= T = 2nT,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,输出（或输入）功率,P,O,=,pq,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,结 论,液压传动系统液体所具有的功率，即液压功率等于压力和流量的乘积,若忽略能量损失，则,P,O,= P,I,即,P,t,=,pq,t,=,pVn,=,T,t,= 2nT,t,实际上有能量损失,P,O, P,I,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,效 率,容积效率,机械效率,总效率,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,容积效率,液压泵：,实际流量与理论流量之比值,v,= q/q,t,=,（,q,t,-,q,s,）,/q,t,= 1-q,s,/q,t,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,机械效率,液压泵：,理论转矩与实际输 入转矩之比值,m,=,T,t,/ T = 1+ T,s,/,T,t,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,总效率,输出功率与输入功率之比值,= P,0,/P,i,= Pq/2nT,= Pvn,v,/2nT = ,v,m,结论：,总效率等于容积效率与机械 效率之乘积。,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,3.2,齿轮泵,分类、组成、工作原理、,参数计算、结构特点,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,齿轮泵的分类,内啮合,外啮合,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,3.2,齿轮泵,3,、,2,、,1,外啮合齿轮泵的工作原理,3,、,2,、,2,齿轮泵的流量计算,3,、,2,、,3,齿轮泵的结构,3,、,2,、,4,提高外啮合齿轮泵压力的措施,*,3,、,2,、,5,内啮合齿轮泵,*,3,、,2,、,6,螺杆泵,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,3.2.1,外啮合,齿轮泵的工作原理,组成,:,前、后泵盖，泵体，一对齿数、 模数、齿形完全相同的渐开线外啮合,。,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,3.2.1,外啮合,齿轮泵的工作原理,工作原理：,密封容积形成：齿轮、泵体内表面、前后泵盖围成,齿轮退出啮合,容积吸油,密封容积变化,轮齿体积, 取,V=6.66zm,2,b,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,流量计算,理论流量：,q,t,=,Vn,=6.66zm,2,bn,实际流量：,q=q,t,v,=6.66zm,2,bn,v,结 论：,1,齿轮泵的,q,t,是齿轮几何参数和转速的函数,2 ,转速等于常数，流量等于常数, 定量泵,3,理论流量与出口压力无关,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,瞬时流量, 每一对轮齿啮合时，啮合点位置变化引起瞬时流量变化, 出现流量脉动流量脉动结果：引起系统的压力脉动，产生振动和噪声，影响传动的平稳性。,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,3.2.,3,外啮合齿轮泵结构要点,困油现象及其消除措施,径向作用力不平衡,泄漏,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,困油现象及其消除措施,产生原因,引起结果,消除困油的方法,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,困油现象产生原因,为保证齿轮连续平稳运转，又能够使吸压油口隔开，齿轮啮合时的重合度必须大于,1,有时会出现两对轮齿同时啮合的情况，在齿向啮合线间形成一个封闭容积,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,困油现象产生原因,ab,容积,缩小,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,困油现象产生原因,b c,容积,增大,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,困油引起的结果,ab,容积缩小,p,高压油从一切可能泄漏的缝隙强行挤出，使轴和轴承受很大冲击载荷，泵剧烈振动，同时无功损耗增大，油液发热。,bc,容积增大,p,形成局部真空，产生气穴，引起振动、噪声、汽蚀等,总之：由于困油现象，使泵工作性能不稳定，产生振动、噪声等，直接影响泵的工作寿命。,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,消除困油的方法,原则：,ab,密封容积减小，使之通压油口,bc,密封容积增大，使之通吸油口,在,b,点密封容积最小，隔开吸压油,方法：,在泵盖（或轴承座）上开卸荷槽以消除困油，,CB-B,形泵将卸荷槽整个向吸油腔侧平移一段距离，效果更好,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,径向作用力不平衡,径向不平衡力的产生：,液压力,液体分布规律：,沿圆周从高压腔到低压腔， 压力沿齿轮外圆逐齿降低。,p,，径向不平衡力增大齿轮和轴承受到很大的冲击载荷，产生振动 和噪声。,改善措施：,缩小压油口，以减小压力油作用面积。增大泵体内表面和齿顶间隙开压力平衡槽，会使容积效率减小,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,径向不平衡力图示,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,泄 漏,齿侧泄漏：约占齿轮泵总泄漏量的,5%,径向泄漏：约占齿轮泵总泄漏量的,20%,25%,端面泄漏*：约占齿轮泵总泄漏量的,75%,80%,总之：泵压力愈高，泄漏愈大,。,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,3.2.,4,提高外啮合齿轮泵压力措施,问题：齿轮泵存在间隙，,p,q,v,径向不平衡力也,p p,径向力,提高齿轮泵压力的方法：,浮动轴套补偿原理：将压力油引入轴套背面，,使之紧贴齿轮 端面，补偿磨损，减小间 隙。,弹性侧板式补偿原理：将泵出口压力油引至侧板背面，靠侧板自身的变形来补偿端面间隙。,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,浮动轴套式,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,外啮合,齿轮泵的优点,结构简单，制造方便，价格低廉,结构紧凑，体积小，重量轻,自吸性能好，对油污不敏感,工作可靠，便于维护,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,外啮合,齿轮泵的缺点,流量脉动大,噪声大,排量不可调,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,小 结,工作原理（三个必要条件）,流量计算,结构要点（四个共同弊病）,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,*,3.2.5,内啮合齿轮泵,渐开线齿形内啮合齿轮泵,摆线齿形内啮合齿轮泵（摆线转子泵）,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,*,3.2.5,内啮合齿轮,泵,渐开线齿形,分类,摆线齿形,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,渐开线齿形内啮合齿轮泵,组成,:,小齿轮、内齿环、月牙形隔板等,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,渐开线齿形内啮合齿轮泵,工作原理,:,小齿轮带动内齿环同向异速旋转， 左半部分轮齿退出啮合，形成真空吸油。右半部分轮齿退出啮合，容积减小，压油。月牙板同两齿轮将吸压油口隔开。,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,摆线齿形内啮合齿轮泵（摆线转子泵）,组成,工作原理,特点,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,摆线齿形内啮合齿轮泵组成,组成,:,内外转子相差一齿且有一偏心距,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,摆线齿形内啮合齿轮泵工作原理,吸油,左半部分，轮齿脱开啮合容积,工作原理,压油,右半部分，轮齿进入啮合容积,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,摆线齿形内啮合齿轮泵特点,结构紧凑，尺寸小，重量轻，运转平稳，噪声小,流量脉动小。但齿形复杂，加工困难，价格昂贵,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,*,3.2.6,螺杆,泵,组成,工作原理,特点,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,螺杆泵组成,一根主动螺杆：双头、右旋、凸螺杆,两根从动螺杆：双头、左旋、凹螺杆，装在泵体内，和其它零件组成螺杆泵。,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,螺杆泵工作原理,V,密,形成,V,密,变化,吸压油口隔开,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,V,密,形成,必须满足四个密封条件，才能形成空间八字形密封容积：,1,主从动螺杆共扼,2,螺杆根数和螺纹头数必须满足一 定关系,3,泵体最小长度应大于螺杆的导程,4,保证最小径向间隙,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,V,密,变化,当主动螺杆逆时针方向旋转时：,左面吸油,右面压油,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,吸压油口隔开,满足上述四个密封条件,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,特 点,结构简单，体积小，重量轻，运转平稳，噪声小，寿命长，流量均匀，自吸能力强，容积效率高，无困油现象；但螺杆齿形复杂，不易加工，精度难以保证。,液压与气动,电子课件,第三章 液压泵和液压马达,