液压泵的工作原理与齿轮泵结构.ppt

液压与气动技术 学习任务 1 掌握液压泵的工作原理2 掌握齿轮泵的结构与工作原理3 掌握外啮合齿轮泵的几个问题 液压系统的能量使用情况图 动力元件 是指液压系统的液压泵 由电动机驱动 把输入的机械能转换成油液的压力能输入到系统中去 为系统的工作提供动力 下面将介绍液压系统中的动力元件 液压泵 液压泵 泵的工作视频 1 液压泵的工作原理 工作原理 液压泵是靠密封容腔容积的变化来工作的 原动机带动泵旋转时 通过一定机构使泵内的密封工作腔的容积发生变化 由配流装置使密封工作容积轮流和吸油口或压油口相通 从而使泵进行吸油和排油 基于上述工作原理的液压泵叫做容积式液压泵 液压传动中用到的都是容积式液压泵 例如 工作原理 下图中当凸轮1旋转时 柱塞2在凸轮1和弹簧4的作用下在缸体3内往复运动 当柱塞右移时 密封工作腔a的容积变大 产生真空 油箱中的油液在大气压力作用下通过单向阀5吸入缸体内 实现泵吸油 当柱塞左移时 密封工作腔a的容积变小 油液受到挤压便通过单向阀6输送到系统中去 实现泵压油 如果偏心轮不断地旋转 泵就会不断地完成吸油和压油动作 因此就会连续不断地向液压系统供油 动画 泵是靠密封工作腔的容积变化进行工作的输出流量的大小是由密封工作腔的容积变化量的大小来决定的单向阀5 6起配流装置的作用 结论1 液压泵的工作原理结论 液压泵的工作原理小结 有若干个作周期变化的密封工作容积 其容积变化能完成吸油和压油过程 有相应的配流装置能分开吸 压油腔且有良好密封性吸油时 油箱必须与大气相通 压油时泵的压力决定于油液排出时所遇到的阻力 结论2 液压泵的基本工作条件 2 泵的分类 按结构形式分 齿轮式液压泵 叶片式 液压泵 柱塞式液压泵按输出流量能否调节分 定量式和变量式液压泵 3 泵的职能符号 表3 3液压泵的职能符号 4 液压泵的性能参数 4 液压泵的性能参数 工作压力P 指液压泵出口处的实际压力值 工作压力值取决于液压泵输出到系统中的液体在流动过程中所受的阻力 阻力 负载 增大 则工作压力升高 反之则工作压力降低额定工作压力 指液压泵在连续工作过程中允许达到的最高压力 额定压力值的大小由液压泵零部件的结构强度和密封性来决定 超过这个压力值 液压泵有可能发生机械或密封方面的损坏 压力 低压小于2 5MPa 中压2 5 8MPa 中高压8 16MPa 高压16 32MPa 超高压大于32MPa 压力分级 排量V 指在无泄漏情况下 液压泵转一转所能排出的油液体积 可见 排量的大小只与液压泵中密封工作容腔的几何尺寸和个数有关 排量的常用单位是 ml r 排量 流量 实际流量q指单位时间内液压泵实际输出油液体积 由于工作中泵的出口压力不等于零 因而存在泄漏量 q klp工作压力越高 泄漏量越大 使得泵的实际流量小于泵的理论流量 即 理论流量qt指在无泄漏情况下 液压泵单位时间内输出的油液体积 其值等于泵的排量V和泵轴转数n的乘积 即 额定流量qn泵在额定转数和额定压力下输出的实际流量 显然当液压泵处于卸荷 非工作 状态时 这时输出的实际流量近似为理论流量 实际上泵在能量转换过程中有容积损失和机械损失容积损失主要是液压泵内部泄漏造成的流量损失 其大小用容积效率来表示 效率 机械损失指液压泵内流体粘性和机械摩擦造成的转矩损失其大小用机械效率来表示 反应泵泄露量大小 能表述泵性能的好坏 液压泵的总效率 泵的总效率是泵的输出功率与输入功率之比 即 液压泵的总效率为容积效率和机械效率的乘积 齿轮泵按照齿轮的啮合形式可分为外啮合式和内啮合式两种 按照齿形曲线有渐开线形 圆弧齿形和摆线齿形 属于结构简单 纳污能力强 工作压力相对较低 成本较低的一种 广泛用于农业机械 拖拉机 收割机等 工程机械 叉车 自卸车等 下面介绍 外啮合齿轮泵的结构与原理 学习单元二常用液压元件介绍 1 外啮合齿轮泵的结构 如图3 32所示为外啮合齿轮泵的结构 主要由主动齿轮 从动齿轮 壳体 前后泵体 密封圈和轴承等组成 动画 学习单元二常用液压元件介绍 1 壳体2 前端盖3 传动轴4 5 轴承套6 后端盖7 主动齿轮8 从动齿轮9 密封圈 学习单元二常用液压元件介绍 2 外啮合齿轮泵的工作原理密封容腔由壳体 端盖和两对齿轮的啮合部位组成 配流装置由齿轮啮合线将吸油区和压油区隔开 起配流作用 工作原理如图3 33所示 图3 33外啮合齿轮泵工作原理图 外齿轮泵原理动画 学习单元二常用液压元件介绍 3 外啮合齿轮泵的几个问题 泄漏问题端面泄露 齿轮端面和轴承套端面之间间隙占80 径向泄露 齿顶与壳体之间间隙15 啮合线泄露 两个齿轮互相啮合部位之间间隙 5 减小端面泄漏的方法 采用端面间隙自动补偿 其工作原理如图3 34所示 轴承套1可以轴向浮动 油腔中的油利用间隙跑到2外面时 会形成压力 把轴套反过来压向齿轮 学习单元二常用液压元件介绍 径向不平衡力 泵内压力腔的油液经过径向间隙逐渐渗漏到吸油腔 其压力逐渐减小 如图3 35所示 液压力作用在齿轮上的合力大致为图中力F的方向 此力由轴承来承受 因而影响了轴承的寿命 往往成为提高泵工作压力的限制因素 图3 35径向力的分布图 消除方法 1 缩小压油口即压力的作用面积减小径向不平衡力2 增泵体内表面与齿轮顶圆的间隙 使在径向不平衡力作用时齿顶和泵体不接触 3 开压力平衡槽 但泄漏大 很少用 学习单元二常用液压元件介绍 流量脉动 随着啮合点位置的不断变化 吸 压油腔在每一瞬间的容积变化率是不均匀的 因此齿轮泵的瞬时流量是脉动的 qmax qmin分别为最大 最小瞬时流量 q为平均流量 为流量脉动率 可用下式表示 qmax qmin q齿数越少 流量脉动率越大 学习单元二常用液压元件介绍 困油现象及消除措施 由图3 36 a 旋转到图3 36 b 所示位置时 闭死容积由大变到小 由图3 36 b 旋转到图3 36 c 所示位置时 闭死容积从小变到大 这种现象称之为困油现象 危害 减小时使被困油挤出产生高压 增大时会造成真空产生气穴现象 消除措施 在轴承套上开卸荷槽 见图3 36中的虚线部分 当闭死容积由大变小时 借助卸荷槽与压油腔相通 当闭死容积由小变大时 借助卸荷槽与吸油腔相通 图3 36齿轮泵中的困油现象 齿轮泵优缺点 结构简单 尺寸小 重量轻 价格低 工作可靠自吸能力强 对油液污染不敏感 泄漏量大 工作压力低 流量脉动大 提高工作压力的措施 减小端面泄漏 齿轮端面间隙自动补偿 Thankyou