(經(jīng)典實(shí)用)設(shè)備控制課件(3)

1、設(shè)備控制課件(3)液壓動(dòng)力元件與執(zhí)行元件（一）液壓動(dòng)力元件與執(zhí)行元件（一）復(fù)習(xí)提問：復(fù)習(xí)提問： 1，靜力學(xué)基本方程？，靜力學(xué)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？設(shè)備控制課件(3)一，能量轉(zhuǎn)化關(guān)系一，能量轉(zhuǎn)化關(guān)系液壓泵作為動(dòng)力元件，將電動(dòng)機(jī)輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐阂簤罕米鳛閯?dòng)力元件，將電動(dòng)機(jī)輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤耗埽蛳到y(tǒng)提供壓力油；液壓馬達(dá)和液壓缸作為執(zhí)行壓能，向系統(tǒng)提供壓力油；液壓馬達(dá)和液壓缸作為執(zhí)行元件，將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，驅(qū)動(dòng)工作部件做功。元件，將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，驅(qū)動(dòng)工作部件做功。也就是說，液

2、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(dòng)力元件，液壓泵由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，將液壓流量和壓力的動(dòng)力元件，液壓泵由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，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(dòng)負(fù)載作功。推動(dòng)負(fù)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(dòng)上原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)凸輪旋轉(zhuǎn)，使柱塞在泵體中作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。機(jī)帶動(dòng)凸輪旋轉(zhuǎn)，使柱塞在泵體中作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 設(shè)備控制課件(3)液壓泵工作原理圖設(shè)備控制課件(3)當(dāng)柱塞向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，當(dāng)柱塞

3、向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，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(jìn)入油腔進(jìn)入油腔4，實(shí)現(xiàn)吸油。，實(shí)現(xiàn)吸油。當(dāng)柱塞向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，當(dāng)柱塞向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，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(nèi)的油液受到擠壓，壓力升高，將單向閥內(nèi)的油液受到擠壓，壓力升高，將單向閥6頂開進(jìn)入系頂開進(jìn)入系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)壓油。統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)壓油。 吸油：密封容積增大，產(chǎn)生真空吸油：密封容積增大，產(chǎn)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，油液被迫壓出 設(shè)備控制課件(3) 注意：注意：液壓泵

4、是密封容積的變化來進(jìn)行液壓泵是密封容積的變化來進(jìn)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(jié)構(gòu)形式的不同分為按結(jié)構(gòu)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(diào)分為按輸出流量是否可調(diào)分為: 定量泵和變量泵定量泵和變量泵設(shè)備控制課件(3)工作過程演示：設(shè)備控制課件(3)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(shí)際工作時(shí)輸出的壓力，】液壓泵的工作壓力：指泵實(shí)際工作時(shí)輸出的壓力，其大小由工作負(fù)載決定。其大小由工作負(fù)載決定?！?/p>

5、2】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(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定能連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的最高壓力，超過此值使泵過實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定能連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)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(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，由其密封容積幾何尺寸變】排量：泵軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，由其密封容積幾何尺寸變化計(jì)算得到的排出的液體體積，稱為排量，用化計(jì)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)設(shè)備控制課件(3)【2】流量：泵在單位時(shí)間內(nèi)排出液體的體積，稱為泵】流量：泵在單位時(shí)間內(nèi)排出液體的體積，稱為泵的流量。的流量。其中由泵密封容

6、積幾何尺寸變化計(jì)算而得到的流量，其中由泵密封容積幾何尺寸變化計(jì)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(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速n 乘積，乘積，即即 qt=Vn泵在工作時(shí)實(shí)際輸出的流量，稱為實(shí)際流量，用泵在工作時(shí)實(shí)際輸出的流量，稱為實(shí)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(biāo)識(shí)用所以標(biāo)識(shí)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(shí)間內(nèi)所作的功，用】功率：單位時(shí)間內(nèi)所作的功，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

7、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。設(shè)備控制課件(3)公式推導(dǎo)：公式推導(dǎo)：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(shí)際輸出液壓泵的工作壓力與實(shí)際輸出流量流量q的乘積。的乘積。 【2】效率：液壓泵在進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換時(shí)，必然存在能量】效率：液壓泵在進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換時(shí)，必然存在能量損失，其能量損失可分為容積損失和機(jī)械損失。容積損失，其能量損失可分為容積損失和機(jī)械損失。容積損失主要由泄漏引起的，使泵實(shí)際輸出流量損失主要由泄漏引起的，使泵實(shí)際輸出流量q 總是小總是小于理論流量于理

8、論流量qt。將泵的實(shí)際輸出流量與理論流量之比值將泵的實(shí)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 設(shè)備控制課件(3)機(jī)械損失主要由液體的粘性和機(jī)械摩擦而引起的能量機(jī)械損失主要由液體的粘性和機(jī)械摩擦而引起的能量損失，即實(shí)際輸入轉(zhuǎn)矩?fù)p失，即實(shí)際輸入轉(zhuǎn)矩Ti總是大于理論輸入轉(zhuǎn)矩總是大于理論輸入轉(zhuǎn)矩Tt 其機(jī)械效率其機(jī)械效率m= Tt / Ti 由公式由公式P=2nT m=Pt /(2nTi) =pqt/(2nTi)= pVn/(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

9、。即=P/Pi=qp/2nTi=vm順口溜：順口溜：理論轉(zhuǎn)矩記住它理論轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速等于排量乘轉(zhuǎn)速 .功率等于功率等于p 乘乘 q , 也等轉(zhuǎn)矩也等轉(zhuǎn)矩乘轉(zhuǎn)速乘轉(zhuǎn)速 .設(shè)備控制課件(3)四，齒輪泵四，齒輪泵1，分類，分類外嚙合外嚙合內(nèi)嚙合內(nèi)嚙合設(shè)備控制課件(3)2，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(duì)齒數(shù)、】組成：前、后泵蓋，泵體，一對(duì)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。設(shè)備控制課件(3) 如圖所示，外嚙合如圖所示，外嚙合

10、齒輪泵在泵體內(nèi)有齒輪泵在泵體內(nèi)有一對(duì)模數(shù)、齒數(shù)相一對(duì)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(gè)齒間形成密封各個(gè)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(gè)分隔成左、右兩個(gè)密封油腔，即吸油密封油腔，即吸油腔和壓油腔。腔和壓油腔。設(shè)備控制課件(3)【2】工作原理】工作原理當(dāng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)主動(dòng)齒輪按圖示方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，吸油腔的當(dāng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)主動(dòng)齒輪按圖示方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，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

11、，形成局部真空，油箱中的油液在大氣壓的作用下，經(jīng)形成局部真空，油箱中的油液在大氣壓的作用下，經(jīng)吸油管、吸油腔吸入到齒間，并隨旋轉(zhuǎn)的輪齒帶到壓吸油管、吸油腔吸入到齒間，并隨旋轉(zhuǎn)的輪齒帶到壓油腔。壓油腔的輪齒進(jìn)入嚙合，使壓油腔的密封容積油腔。壓油腔的輪齒進(jìn)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(jīng)壓油口輸入系統(tǒng)。逐漸減小，齒間的油液被擠出，經(jīng)壓油口輸入系統(tǒng)。齒輪不斷旋轉(zhuǎn)，吸油、壓油過程便連續(xù)進(jìn)行。齒輪不斷旋轉(zhuǎn)，吸油、壓油過程便連續(xù)進(jìn)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(jìn)入嚙合齒輪進(jìn)入嚙合,容積容積壓油壓油設(shè)備控制課件(3)工作原理演示：工作原

12、理演示：設(shè)備控制課件(3)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(zhuǎn)子、定子、葉片、配油盤以及泵體等組成。主要由轉(zhuǎn)子、定子、葉片、配油盤以及泵體等組成。其中定子和轉(zhuǎn)子的中心重合，其內(nèi)表面由其中定子和轉(zhuǎn)子的中心重合，其內(nèi)表面由兩段大半徑兩段大半徑為為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。設(shè)備控制課件(3)葉片可以在轉(zhuǎn)葉片可以在轉(zhuǎn)子槽中靈活滑子槽中靈活滑動(dòng)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)葉片在離心時(shí)葉片

13、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(nèi)表面。于定子內(nèi)表面。轉(zhuǎn)子外圓表面、轉(zhuǎn)子外圓表面、定子內(nèi)表面、定子內(nèi)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(gè)密封油腔。個(gè)密封油腔。 設(shè)備控制課件(3)結(jié)構(gòu)圖演示結(jié)構(gòu)圖演示設(shè)備控制課件(3)3，雙作用葉片泵工作原理，雙作用葉片泵工作原理當(dāng)葉片由小半徑當(dāng)葉片由小半徑r r處向大半徑處向大半徑R R處移動(dòng)時(shí)，兩葉片間的處移動(dòng)時(shí)，兩葉片間的密封容積逐漸增大，形成局部真空而吸油。當(dāng)葉片由密封容積逐漸增大，形成局部真空而吸油。當(dāng)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

14、動(dòng)時(shí)，兩葉片間的密封容積處移動(dòng)時(shí)，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。設(shè)備控制課件(3)4，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(zhuǎn)子、葉片、配油盤等組成，定子內(nèi)表面是由定子、轉(zhuǎn)子、葉片、配油盤等組成，定子內(nèi)表面是一個(gè)圓形；轉(zhuǎn)子與定子間有偏心距一個(gè)圓形；轉(zhuǎn)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(gè)吸油窗口和一個(gè)壓油窗口。有一個(gè)吸油窗口和一個(gè)壓油窗口。工作過程：當(dāng)轉(zhuǎn)子在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)下按圖示箭頭方向旋工作過程：當(dāng)轉(zhuǎn)子在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)下按圖示箭頭方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，在離心力的作用下，從葉片槽中逐漸伸出

15、，轉(zhuǎn)時(shí)，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(shí)現(xiàn)吸油；葉片經(jīng)定子上兩葉片間的密封容積增大，實(shí)現(xiàn)吸油；葉片經(jīng)定子上半部分時(shí)，被定子內(nèi)表面逐漸壓入葉片槽內(nèi)，密封容半部分時(shí)，被定子內(nèi)表面逐漸壓入葉片槽內(nèi)，密封容積減小，實(shí)現(xiàn)壓油。積減小，實(shí)現(xiàn)壓油。注意：泵軸轉(zhuǎn)一周，雙作用葉片泵吸壓油兩次，單注意：泵軸轉(zhuǎn)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。設(shè)備控制課件(3)單作用葉片泵工作原理演示單作用葉片泵工作原理演示設(shè)備控制課件(3)5，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(dāng)當(dāng)pAkx0時(shí)時(shí) 定子相對(duì)于定子相對(duì)于轉(zhuǎn)子的偏向量減小，輸轉(zhuǎn)子的偏向量減小，輸出流量減小；出流量減小； 式中式中pB調(diào)定壓力，調(diào)定壓力，k彈簧彈簧剛度，剛度，x0彈簧的預(yù)壓縮彈簧的預(yù)壓縮量。量。 設(shè)備控制課件(3)各參數(shù)的調(diào)節(jié)方法：各參數(shù)的調(diào)節(jié)方法：a)調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)螺釘可調(diào)節(jié)最大偏向量的大小