設備控制課件(3)

1、2021/3/10講解：XX1液壓動力元件與執(zhí)行元件（一）液壓動力元件與執(zhí)行元件（一）復習提問：復習提問： 1，靜力學基本方程？，靜力學基本方程？2，液壓系統(tǒng)的工作壓力取決，液壓系統(tǒng)的工作壓力取決于什么？于什么？3，連續(xù)性方程？伯努力方程？，連續(xù)性方程？伯努力方程？2021/3/10講解：XX2一，能量轉化關系一，能量轉化關系液壓泵作為動力元件，將電動機輸入的機械能轉變?yōu)橐阂簤罕米鳛閯恿υ?，將電動機輸入的機械能轉變?yōu)橐簤耗?，向系統(tǒng)提供壓力油；液壓馬達和液壓缸作為執(zhí)行壓能，向系統(tǒng)提供壓力油；液壓馬達和液壓缸作為執(zhí)行元件，將液壓能轉變?yōu)闄C械能，驅動工作部件做功。元件，將液壓能轉變?yōu)闄C械能，驅動工

2、作部件做功。也就是說，液壓系統(tǒng)是以液壓泵作為向系統(tǒng)提供一定的也就是說，液壓系統(tǒng)是以液壓泵作為向系統(tǒng)提供一定的流量和壓力的動力元件，液壓泵由電動機帶動，將液壓流量和壓力的動力元件，液壓泵由電動機帶動，將液壓油從油箱吸上來并以一定的壓力輸送出去，使執(zhí)行元件油從油箱吸上來并以一定的壓力輸送出去，使執(zhí)行元件推動負載作功。推動負載作功。二，液壓泵的工作原理二，液壓泵的工作原理工作原理：工作原理：柱塞柱塞2在彈簧在彈簧3的作用下緊壓在凸輪的作用下緊壓在凸輪1上原動上原動機帶動凸輪旋轉，使柱塞在泵體中作往復運動。機帶動凸輪旋轉，使柱塞在泵體中作往復運動。 2021/3/10講解：XX3液壓泵工作原理圖202

3、1/3/10講解：XX4當柱塞向右運動時，當柱塞向右運動時，密封油腔密封油腔4的容積由小變大，形成的容積由小變大，形成真空，油箱中的油液在大氣壓力作用下，頂開單向閥真空，油箱中的油液在大氣壓力作用下，頂開單向閥5進入油腔進入油腔4，實現(xiàn)吸油。，實現(xiàn)吸油。當柱塞向左運動時，當柱塞向左運動時，密封油腔密封油腔4的容積由大變小，容腔的容積由大變小，容腔內的油液受到擠壓，壓力升高，將單向閥內的油液受到擠壓，壓力升高，將單向閥6頂開進入系頂開進入系統(tǒng)，實現(xiàn)壓油。統(tǒng)，實現(xiàn)壓油。 吸油：密封容積增大，產生真空吸油：密封容積增大，產生真空 容積式容積式 壓油：密封容積減小，油液被迫壓出壓油：密封容積減小，油液

4、被迫壓出 2021/3/10講解：XX5 注意：注意：液壓泵是密封容積的變化來進行液壓泵是密封容積的變化來進行工作的，所以稱為容積式泵。工作的，所以稱為容積式泵。容積式液壓泵分類：容積式液壓泵分類：按結構形式的不同分為按結構形式的不同分為齒輪泵、葉片泵、柱塞泵等齒輪泵、葉片泵、柱塞泵等按輸出流量是否可調分為按輸出流量是否可調分為: 定量泵和變量泵定量泵和變量泵2021/3/10講解：XX6工作過程演示：2021/3/10講解：XX7三，液壓泵的主要性能參數(shù)三，液壓泵的主要性能參數(shù)1，液壓泵的工作壓力和額定壓力，液壓泵的工作壓力和額定壓力【1】液壓泵的工作壓力：指泵實際工作時輸出的壓力，】液壓泵

5、的工作壓力：指泵實際工作時輸出的壓力，其大小由工作負載決定。其大小由工作負載決定?！?】液壓泵的額定壓力：指泵在正常工作條件下，按】液壓泵的額定壓力：指泵在正常工作條件下，按實驗標準規(guī)定能連續(xù)運轉的最高壓力，超過此值使泵過實驗標準規(guī)定能連續(xù)運轉的最高壓力，超過此值使泵過載。載。2，液壓泵的排量和流量，液壓泵的排量和流量【1】排量：泵軸轉一轉，由其密封容積幾何尺寸變】排量：泵軸轉一轉，由其密封容積幾何尺寸變化計算得到的排出的液體體積，稱為排量，用化計算得到的排出的液體體積，稱為排量，用V表示，表示，常用單位為常用單位為cm3/r(mL/r)2021/3/10講解：XX8【2】流量：泵在單位時間內

6、排出液體的體積，稱為泵】流量：泵在單位時間內排出液體的體積，稱為泵的流量。的流量。其中由泵密封容積幾何尺寸變化計算而得到的流量，其中由泵密封容積幾何尺寸變化計算而得到的流量，稱為理論流量，用稱為理論流量，用qt表示，它等于排量表示，它等于排量V和轉速和轉速n 乘積，乘積，即即 qt=Vn泵在工作時實際輸出的流量，稱為實際流量，用泵在工作時實際輸出的流量，稱為實際流量，用q 表表示，由于泵存在泄漏，故示，由于泵存在泄漏，故qqt 理論的英文單詞為理論的英文單詞為theory 所以標識用所以標識用qt3，液壓泵的功率和效率，液壓泵的功率和效率【1】功率：單位時間內所作的功，用】功率：單位時間內所作

7、的功，用P 表示表示 如圖如圖所示忽略液壓缸和管路的功率損失，則液壓泵輸出所示忽略液壓缸和管路的功率損失，則液壓泵輸出的功率的功率P就等于液壓缸輸出的功率。就等于液壓缸輸出的功率。2021/3/10講解：XX9公式推導：公式推導：P=Fv F=pA所以：所以： P=Fv =pAv=pq即推出液壓泵的輸出功率等于即推出液壓泵的輸出功率等于液壓泵的工作壓力與實際輸出液壓泵的工作壓力與實際輸出流量流量q的乘積。的乘積。 【2】效率：液壓泵在進行能量轉換時，必然存在能量】效率：液壓泵在進行能量轉換時，必然存在能量損失，其能量損失可分為容積損失和機械損失。容積損失，其能量損失可分為容積損失和機械損失。容

8、積損失主要由泄漏引起的，使泵實際輸出流量損失主要由泄漏引起的，使泵實際輸出流量q 總是小總是小于理論流量于理論流量qt。將泵的實際輸出流量與理論流量之比值將泵的實際輸出流量與理論流量之比值稱為容積效率用稱為容積效率用V 表示即表示即 V=q/qt=q/Vn 2021/3/10講解：XX10機械損失主要由液體的粘性和機械摩擦而引起的能量機械損失主要由液體的粘性和機械摩擦而引起的能量損失，即實際輸入轉矩損失，即實際輸入轉矩Ti總是大于理論輸入轉矩總是大于理論輸入轉矩Tt 其機械效率其機械效率m= Tt / Ti 由公式由公式P=2nT m=Pt /(2nTi) =pqt/(2nTi)= pVn/(

9、2nTi)=pV/2Ti泵的總效率為輸出功率泵的總效率為輸出功率P與輸入功率與輸入功率Pi之比值，用之比值，用表表示。即示。即=P/Pi=qp/2nTi=vm順口溜：順口溜：理論轉矩記住它理論轉矩記住它 , 等于排量乘壓差等于排量乘壓差 .理論流量理論流量記得住記得住 , 等于排量乘轉速等于排量乘轉速 .功率等于功率等于p 乘乘 q , 也等轉矩也等轉矩乘轉速乘轉速 .2021/3/10講解：XX11四，齒輪泵四，齒輪泵1，分類，分類外嚙合外嚙合內嚙合內嚙合2021/3/10講解：XX122，外嚙合齒輪泵的工作原理，外嚙合齒輪泵的工作原理【1】組成：前、后泵蓋，泵體，一對齒數(shù)、】組成：前、后泵

10、蓋，泵體，一對齒數(shù)、 模數(shù)、模數(shù)、齒形完全相同的漸開線外嚙合齒輪。齒形完全相同的漸開線外嚙合齒輪。2021/3/10講解：XX13 如圖所示，外嚙合如圖所示，外嚙合齒輪泵在泵體內有齒輪泵在泵體內有一對模數(shù)、齒數(shù)相一對模數(shù)、齒數(shù)相等的齒輪，齒輪兩等的齒輪，齒輪兩端靠端蓋密封，齒端靠端蓋密封，齒頂靠泵體的圓弧表頂靠泵體的圓弧表面密封，使齒輪的面密封，使齒輪的各個齒間形成密封各個齒間形成密封的工作容積，而齒的工作容積，而齒輪嚙合線又把它們輪嚙合線又把它們分隔成左、右兩個分隔成左、右兩個密封油腔，即吸油密封油腔，即吸油腔和壓油腔。腔和壓油腔。2021/3/10講解：XX14【2】工作原理】工作原理當電

11、動機驅動主動齒輪按圖示方向旋轉時，吸油腔的當電動機驅動主動齒輪按圖示方向旋轉時，吸油腔的輪齒逐漸退出嚙合，使吸油腔的密封容積逐漸增大，輪齒逐漸退出嚙合，使吸油腔的密封容積逐漸增大，形成局部真空，油箱中的油液在大氣壓的作用下，經形成局部真空，油箱中的油液在大氣壓的作用下，經吸油管、吸油腔吸入到齒間，并隨旋轉的輪齒帶到壓吸油管、吸油腔吸入到齒間，并隨旋轉的輪齒帶到壓油腔。壓油腔的輪齒進入嚙合，使壓油腔的密封容積油腔。壓油腔的輪齒進入嚙合，使壓油腔的密封容積逐漸減小，齒間的油液被擠出，經壓油口輸入系統(tǒng)。逐漸減小，齒間的油液被擠出，經壓油口輸入系統(tǒng)。齒輪不斷旋轉，吸油、壓油過程便連續(xù)進行。齒輪不斷旋轉

12、，吸油、壓油過程便連續(xù)進行。 齒輪退出嚙合齒輪退出嚙合,容積容積吸油吸油密封容積變化密封容積變化 齒輪進入嚙合齒輪進入嚙合,容積容積壓油壓油2021/3/10講解：XX15工作原理演示：工作原理演示：2021/3/10講解：XX16五，葉片泵五，葉片泵1，葉片泵的分類，葉片泵的分類 單作用（變量泵）單作用（變量泵）按工作原理分按工作原理分 雙作用（定量泵）雙作用（定量泵）2，雙作用葉片泵組成，雙作用葉片泵組成主要由轉子、定子、葉片、配油盤以及泵體等組成。主要由轉子、定子、葉片、配油盤以及泵體等組成。其中定子和轉子的中心重合，其內表面由其中定子和轉子的中心重合，其內表面由兩段大半徑兩段大半徑為為

13、R的圓弧，兩段小半徑為的圓弧，兩段小半徑為r 的圓弧和四段過渡曲線的圓弧和四段過渡曲線組成。組成。2021/3/10講解：XX17葉片可以在轉葉片可以在轉子槽中靈活滑子槽中靈活滑動，轉子轉動動，轉子轉動時葉片在離心時葉片在離心力和葉片底部力和葉片底部引入的壓力油引入的壓力油作用下，緊貼作用下，緊貼于定子內表面。于定子內表面。轉子外圓表面、轉子外圓表面、定子內表面、定子內表面、兩葉片之間以兩葉片之間以及前后配油盤及前后配油盤一起組成若干一起組成若干個密封油腔。個密封油腔。 2021/3/10講解：XX18結構圖演示結構圖演示2021/3/10講解：XX193，雙作用葉片泵工作原理，雙作用葉片泵工

14、作原理當葉片由小半徑當葉片由小半徑r r處向大半徑處向大半徑R R處移動時，兩葉片間的處移動時，兩葉片間的密封容積逐漸增大，形成局部真空而吸油。當葉片由密封容積逐漸增大，形成局部真空而吸油。當葉片由大半徑大半徑R R處向小半徑處向小半徑r r 處移動時，兩葉片間的密封容積處移動時，兩葉片間的密封容積逐漸減小，油液受壓，通過壓油窗口從壓油口排出。逐漸減小，油液受壓，通過壓油窗口從壓油口排出。2021/3/10講解：XX204，單作用葉片泵組成及工作原理，單作用葉片泵組成及工作原理由定子、轉子、葉片、配油盤等組成，定子內表面是由定子、轉子、葉片、配油盤等組成，定子內表面是一個圓形；轉子與定子間有偏

15、心距一個圓形；轉子與定子間有偏心距e；在配油盤上只開；在配油盤上只開有一個吸油窗口和一個壓油窗口。有一個吸油窗口和一個壓油窗口。工作過程：當轉子在電動機驅動下按圖示箭頭方向旋工作過程：當轉子在電動機驅動下按圖示箭頭方向旋轉時，在離心力的作用下，從葉片槽中逐漸伸出，轉時，在離心力的作用下，從葉片槽中逐漸伸出，兩葉片間的密封容積增大，實現(xiàn)吸油；葉片經定子上兩葉片間的密封容積增大，實現(xiàn)吸油；葉片經定子上半部分時，被定子內表面逐漸壓入葉片槽內，密封容半部分時，被定子內表面逐漸壓入葉片槽內，密封容積減小，實現(xiàn)壓油。積減小，實現(xiàn)壓油。注意：泵軸轉一周，雙作用葉片泵吸壓油兩次，單注意：泵軸轉一周，雙作用葉片泵吸壓油兩次，單作用葉片泵吸壓油一次。作用葉片泵吸壓油一次。2021/3/10講解：XX21單作用葉片泵工作原理演示單作用葉片泵工作原理演示2021/3/10講解：XX225，外反饋限壓式變量葉片泵工作分析，外反饋限壓式變量葉片泵工作分析當當pAkx0時時 定子相對于定子相對于轉子的偏向量減小，輸轉子的偏向量減小，輸出流量減小；出流量減小； 式中式中pB調定壓力，調定壓力，k彈簧彈簧剛度，剛度，x0彈簧的預壓縮彈簧的預壓縮量。量。 2021/