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液壓泵概述及柱塞泵 第4講 液壓泵是液壓系統(tǒng)的動力元件 將原動機輸入的機械能轉(zhuǎn)換為壓力能輸出 為執(zhí)行元件提供壓力油 液壓泵的性能好壞直接影響到液壓系統(tǒng)的工作性能和可靠性 液壓泵的基本工作原理液壓泵的主要性能參數(shù)液壓泵的分類和選用液壓泵的圖形符號 液壓泵概述 液壓泵基本工作原理 以單柱塞泵為例組成 偏心輪 柱塞 彈簧 缸體 兩個單向閥 柱塞與缸體孔之間形成密閉容積 柱塞直徑為d 偏心輪偏心距為e 偏心輪旋轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn) 柱塞上下往復運動一次 向下運動吸油 向上運動排油 泵每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)排出的油液體積稱為排量 排量只與泵的結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān) V S d2 4 e d2 2液壓泵正常工作的三個必備條件 必須具有一個由運動件和非運動件所構(gòu)成的密閉容積 密閉容積的大小隨運動件的運動作周期性的變化 容積由小變大 吸油 由大變小 壓油 密閉容積增大到極限時 先要與吸油腔隔開 然后才轉(zhuǎn)為排油 密閉容積減小到極限時 先要與排油腔隔開 然后才轉(zhuǎn)為吸油 單柱塞泵是通過兩個單向閥來實現(xiàn)這一要求的 液壓泵的主要性能參數(shù) 液壓泵的壓力工作壓力p 泵工作時的出口壓力 大小取決于負載 額定壓力ps 正常工作條件下按實驗標準連續(xù)運轉(zhuǎn)的最高壓力 吸入壓力 泵的進口處的壓力 液壓泵的排量 流量和容積效率排量V 液壓泵每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)理論上應(yīng)排出的油液體積 又稱為理論排量或幾何排量 常用單位為cm3 r 排量的大小僅與泵的幾何尺寸有關(guān) 平均理論流量qt 泵在單位時間內(nèi)理論上排出的油液體積 qt nv 單位為m3 s或L min 實際流量q 泵在單位時間內(nèi)實際排出的油液體積 在泵的出口壓力 0時 因存在泄漏流量 q 因此q qt q 瞬時理論流量qsh 任一瞬時理論輸出的流量 一般泵的瞬時理論流量是脈動的 即qsh qt 額定流量qs 泵在額定壓力 額定轉(zhuǎn)速下允許連續(xù)運轉(zhuǎn)的流量 容積效率 v v q qt qt q qt 1 q qt 1 kp nV式中k為泄漏系數(shù) 泵的功率和效率輸入功率Pr 驅(qū)動泵軸的機械功率為泵的輸入功率 Pr T 輸出功率P 泵輸出的液壓功率 P pq總效率 P Pr pq T v m式中 m為機械效率 泵的轉(zhuǎn)速 額定轉(zhuǎn)速ns 額定壓力下能連續(xù)長時間正常運轉(zhuǎn)的最高轉(zhuǎn)速 最高轉(zhuǎn)速nmax 額定壓力下允許短時間運行的最高轉(zhuǎn)速 最低轉(zhuǎn)速nmin 正常運轉(zhuǎn)允許的最低轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)速范圍 最低轉(zhuǎn)速和最高轉(zhuǎn)速之間的轉(zhuǎn)速 液壓泵的分類和選用 分類 按運動部件的形狀和運動方式分為 齒輪泵 葉片泵 柱塞泵 螺桿泵 齒輪泵又分為 外嚙合齒輪泵和內(nèi)嚙合齒輪泵葉片泵又分為 雙作用葉片泵 單作用葉片泵和凸輪轉(zhuǎn)子泵柱塞泵又分為 徑向柱塞泵和軸向柱塞泵按排量能否變量分為 定量泵和變量泵 單作用葉片泵 徑向柱塞泵和軸向柱塞泵可以作變量泵選用原則 是否要求變量 要求變量選用變量泵 工作壓力 柱塞泵的額定壓力最高 工作環(huán)境 齒輪泵的抗污能力最好 噪聲指標 雙作用葉片泵和螺桿泵屬低噪聲泵 效率 軸向柱塞泵的總效率最高 液壓泵的圖形符號 柱塞泵概述 柱塞沿徑向放置的泵稱為徑向柱塞泵 徑向柱塞泵分為 配流軸式徑向柱塞泵閥配流徑向柱塞泵柱塞沿軸向布置的泵稱為軸向柱塞泵 軸向柱塞泵分為 斜盤式軸向柱塞泵斜軸式無鉸軸向柱塞泵為了連續(xù)吸油和壓油 柱塞數(shù)必須大于等于3 1 配流軸配流 因配流軸上與吸 壓油窗口對應(yīng)的方向開有平衡油槽 使液壓徑向力得到平衡 容積效率較高 2 柱塞頭部裝有滑履 滑履與定子內(nèi)圓為面接觸 接觸面比壓很小 3 可以實現(xiàn)多泵同軸串聯(lián) 液壓裝置結(jié)構(gòu)緊湊 4 改變定子相對缸體的偏心距可以改變排量 且變量方式多樣 配流軸式徑向柱塞泵結(jié)構(gòu)特點 配流軸式徑向柱塞泵工作原理 工作原理缸體 均布有七個柱塞孔 柱塞底部空間為密閉工作腔 柱塞 其頭部滑履與定子內(nèi)圓接觸 定子 與缸體存在偏心 配流軸 傳動軸 排量公式V d2 2 eze 定子與缸體之間的偏心距 Z 柱塞數(shù) 缸體 柱塞滑履組 配流盤 斜盤式軸向柱塞泵工作原理 工作原理缸體 均布Z個柱塞孔 分布圓直徑為D柱塞滑履組 柱塞直徑為d斜盤 相對傳動軸傾角為 配流盤傳動軸排量公式 V d2 4 Dztg 改變斜盤傾角可以改變泵的排量 斜盤式軸向柱塞泵的結(jié)構(gòu)特點 三對磨擦副 柱塞與缸體孔 缸體與配流盤 滑履與斜盤 容積效率較高 額定壓力可達31 5MPa 泵體上有泄漏油口 傳動軸是懸臂梁 缸體外有大軸承支承 為減小瞬時理論流量的脈動性 取柱塞數(shù)為奇數(shù) 5 7 9 為防止密閉容積在吸 壓油轉(zhuǎn)換時因壓力突變引起的壓力沖擊 在配流盤的配流窗口前端開有減振槽或減振孔 斜軸式無鉸軸向柱塞泵 工作原理 與斜盤式軸向柱塞泵類似 只是缸體軸線與傳動軸不在