液壓泵與液壓馬達(dá)課時(shí)授課計(jì)劃

1、課時(shí)授課計(jì)劃課時(shí)分配：14節(jié)編寫日期：2010年2月20日課題第二章液壓泵和液壓馬達(dá)目的和要求1.掌握齒輪泵、柱塞泵和葉片泵的工作原理、特點(diǎn)，了解液壓泵和液壓馬達(dá)的區(qū)別。2.認(rèn)識(shí)個(gè)二種液壓泵的結(jié)構(gòu)。3.掌握三種液壓泵各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，了解其適用的場(chǎng)合。重難百百八、八、齒輪泵、柱塞條和葉片泵的工作原理。齒輪泵的困油現(xiàn)象和側(cè)板結(jié)構(gòu)；柱塞泵的結(jié)構(gòu)；葉片泵的調(diào)節(jié)裝置；組織教學(xué)1包括教學(xué)環(huán)節(jié)，內(nèi)容提綱，時(shí)間分配，教具等>一、復(fù)習(xí)舊課二、新課導(dǎo)入三、講授內(nèi)容：1、齒輪泵的工作原理和結(jié)構(gòu)；2、柱塞宗的工作原理和結(jié)構(gòu)；3、葉片泵的工作原理和結(jié)構(gòu)；4、液壓泵的選用、液壓馬達(dá)；教具：課件，模型（或?qū)嵨铮?.

2、什么是齒輪泵的困油現(xiàn)象，如何解決；如何區(qū)別變量泵和定量泵？課夕卜作業(yè)2.3-8;3-9;3-10;3-11;3-12;3第T指液腰泵、液壓馬臉述作業(yè)與補(bǔ)充液壓泵是液壓系統(tǒng)的動(dòng)力元件，其作用是將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能。液壓馬達(dá)則是液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件，它把輸入油液的壓力能轉(zhuǎn)換為輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械能，用來(lái)推動(dòng)負(fù)載作功、液壓泵的工作原理和分類圖3-2液壓泵工作原理圖工作原理：在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中，液壓泵和液壓馬達(dá)都是容積式的，依靠容積變化進(jìn)行工作。圖2.1為容積式泵的工作原理簡(jiǎn)圖，凸輪1旋轉(zhuǎn)時(shí)，柱塞2在凸輪和彈簧3的作用下，在缸體的柱塞孔內(nèi)左、右往復(fù)移動(dòng)，缸體與柱塞之間構(gòu)成了容積可變的密封工作腔4

3、。柱塞向右移動(dòng)時(shí)，工作腔容積變大，產(chǎn)生真空，油液便通過吸油閥5吸入；柱塞2向左移動(dòng)時(shí)，工作腔容積變小，已吸入的油液便通過壓油閥6排到系統(tǒng)中去。在工作過程中。吸、排油閥5、6在邏輯上互逆，不會(huì)同時(shí)開啟。由此可見，泵是靠密封工作腔的容積變化進(jìn)行工作的。液壓馬達(dá)是實(shí)現(xiàn)連續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行元件，從原理上講，向容積式泵中輸入壓力油，迫使其轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，就成為液壓馬達(dá)，即容積式泵都可作液壓馬達(dá)使用。但在實(shí)際中由于性能及結(jié)構(gòu)對(duì)稱性等要求不同，一般情況下，液壓泵和液壓馬達(dá)不能互換。分類：按結(jié)構(gòu)分：齒輪泵、葉片泵、柱塞泵、螺桿泵；按按其在單位時(shí)間內(nèi)所能輸出油液體積能否調(diào)節(jié)：變量泵和定量泵液壓馬達(dá)同上符號(hào)：3)<

4、:)(,/)圖1-3液壓裂的也潞符號(hào)C-）曲向定后橫比翼3雙向定量筑（）單就受*液壓蒙權(quán)向變液擾泵二、液壓泵的性能參數(shù)液壓泵的基本性能參數(shù)主要是指液壓泵的壓力、排量、流量、功率和效率等工作壓力：指泵、馬達(dá)實(shí)際工作時(shí)的壓力，對(duì)泵來(lái)說，工作壓力是指它的輸出壓力；對(duì)馬達(dá)來(lái)講，則是指它的輸入壓力。實(shí)際工作壓力取決于相應(yīng)的外負(fù)載。額定壓力：泵、馬達(dá)在額定工況條件下按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的最高壓力，超過此值就是過載。排量：泵、馬達(dá)的軸每轉(zhuǎn)一周，由其密封容腔幾何體積變化所排出、吸入液體的體積，亦即在無(wú)泄漏的情況下，其軸轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)油液體積的有效變化量。理論流量：在單位時(shí)間內(nèi)由其密封容腔幾何體積變化而排出、吸

5、入的液體體積。泵、馬達(dá)的流量為其轉(zhuǎn)速與排量的乘積。額定流量：指在正常工作條件下，按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定必須保證的流量，亦即在額定轉(zhuǎn)速和額定壓力下泵輸出的流量。因?yàn)楸煤婉R達(dá)存在內(nèi)泄漏,油液具有壓縮性，所以額定流量和理論流量是不同的。功率和效率：液壓泵由原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，輸入量是轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，輸出量是液體的壓力和流量；如果不考慮液壓泵、馬達(dá)在能量轉(zhuǎn)換過程中的損失，則輸出功率等于輸入功率，也就是它們的理論功率是：N=pq=2刈n（2.1）式中：Tt,n液壓泵、馬達(dá)的理論轉(zhuǎn)矩（N.m）和轉(zhuǎn)速（r/min）。3p，q液壓泵、馬達(dá)的壓力（Pa）和流量（m/s）第二節(jié)齒輪泵齒輪泵是一種常用的液壓泵，它的主要特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，

6、制造方便,價(jià)格低廉，體積小，重量輕，自吸性好，對(duì)油液污染不敏感，工作可靠;其主要缺點(diǎn)是流量和壓力脈動(dòng)大，噪聲大，排量不可調(diào)。齒輪泵被廣泛地應(yīng)用于采礦設(shè)備，冶金設(shè)備，建筑機(jī)械，工程機(jī)械，農(nóng)林機(jī)械等各個(gè)行業(yè)。一：齒輪泵的工作原理外嚙合齒輪泵的工作原理泵主要由主、從動(dòng)齒輪，驅(qū)動(dòng)軸，泵體及側(cè)板等主要零件構(gòu)成。泵體內(nèi)相互嚙合的主、從動(dòng)齒輪2和3與兩端蓋及泵體一起構(gòu)成密封工作容積，齒輪的嚙合點(diǎn)將左、右兩腔隔開，形成了吸、壓油腔，當(dāng)齒輪按圖示方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，右側(cè)吸油腔內(nèi)的輪齒脫離嚙合，密封工作腔容積不斷增大，形成部分真空，油液在大氣壓力作用下從油箱經(jīng)吸油管進(jìn)入吸油腔，并被旋轉(zhuǎn)的輪齒帶入左側(cè)的壓油腔。左側(cè)壓油腔內(nèi)

7、的輪齒不斷進(jìn)入嚙合，使密封工作腔容積減小，油液受到擠壓被排往系統(tǒng)，這就是齒輪泵的吸油和壓油過程。在齒輪泵的嚙合過程中，嚙合點(diǎn)沿嚙合線，把吸油區(qū)和壓油區(qū)分開。講 授 內(nèi) 容作業(yè)與補(bǔ)充二、齒輪泵的排量和流量外嚙合齒輪泵的排量可近似看作是兩個(gè)嚙合齒輪的齒谷容積之和，若假設(shè)齒谷容積等于輪齒體積，則當(dāng)齒輪齒數(shù)為z,模數(shù)為m,節(jié)圓直經(jīng)為d,有效齒高為h,齒寬為b時(shí)，根據(jù)齒輪參數(shù)方t算公式有d=mz,h=2m,齒輪泵的排量近似為式中：DQ度朝豳?gòu)?2mmnBnX06L/minm模數(shù)（m=D/z,z為齒數(shù)），mmBpmJal,mmn轉(zhuǎn)速，r/min;,K修正系數(shù)，一般為1.051.15實(shí)際上，由于齒輪泵在工作

8、過程中，排量是轉(zhuǎn)角的周期函數(shù)，存在排量脈動(dòng)，瞬時(shí)流量也是脈動(dòng)的。流量脈動(dòng)會(huì)直接影響到系統(tǒng)工作的平穩(wěn)性，引起壓力脈動(dòng)，使管路系統(tǒng)產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲。如果脈動(dòng)頻率與系統(tǒng)的固有頻率一致，還將引起共振，加劇振動(dòng)和噪聲。三、齒輪泵的結(jié)構(gòu)圖孔KLH川廿輪疏站構(gòu)L.5前后郎茶，小事th3街軸小聚體$?會(huì)當(dāng)忡I：H定MfTb9"動(dòng)他11口濯轉(zhuǎn)承I】一堵安四、齒輪泵的困油1、困油現(xiàn)象：封閉容積壓力周期性升高和下降會(huì)引起振動(dòng)、噪聲和空穴現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為困油現(xiàn)象。封閉容積減小會(huì)使被困油液受擠而產(chǎn)生高壓，并從縫隙中流出，導(dǎo)致油液發(fā)熱，軸承等機(jī)件也受到附加的不平衡負(fù)載作用。封閉容積增大又會(huì)造成局部真空，使溶于油

9、中的氣體分離出來(lái)，產(chǎn)生氣穴，引起噪聲、振動(dòng)和氣蝕2、消除困油的方法：通常是在兩側(cè)端蓋上開卸荷槽，且偏向吸油腔五、中tWj壓齒輪泵泄漏：1、齒側(cè)泄漏一約占齒輪泵總泄漏量的5%2、徑向泄漏一約占齒輪泵總泄漏量的20%25%3、端面泄漏一約占齒輪泵總泄漏量的75%80%總之，泵壓力愈高，泄漏愈大。六、內(nèi)嚙合齒輪泵內(nèi)嚙合齒輪泵有漸開線齒形和擺線齒形兩種，其結(jié)構(gòu)示意可見圖。這兩種內(nèi)嚙合齒輪泵工作原理和主要特點(diǎn)皆同于外嚙合齒輪泵。在漸開線齒形內(nèi)嚙合齒輪泵中，小齒輪和內(nèi)齒輪之間要裝一塊月牙隔板，以便把吸油腔和壓油腔隔開，如圖3-12(a);擺線齒形嚙合齒輪泵又稱擺線轉(zhuǎn)子泵，在這種泵中，小齒輪和內(nèi)齒輪只相差一

10、齒，因而不需設(shè)置隔板，如圖3-12(b)。內(nèi)嚙合齒輪泵中的小齒輪是主動(dòng)輪，大齒輪為從動(dòng)輪，在工作時(shí)大齒輪隨小齒輪同向旋轉(zhuǎn)。13a)b)圖3-12內(nèi)嚙合齒輪泵第三節(jié)葉片泵葉片泵優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、壓力脈動(dòng)小，噪音小、結(jié)構(gòu)緊湊、尺寸小流量大。其缺點(diǎn)是：對(duì)油液要求高，如油液中有雜質(zhì)，則葉片容易卡死：和齒輪泵相比結(jié)構(gòu)較復(fù)雜.它廠泛的應(yīng)用于機(jī)械制造中的專用機(jī)床、自動(dòng)線等中、低壓液壓系統(tǒng)中。該泵有兩種結(jié)構(gòu)形式：一種是單作用葉片泵（變量泵），另一種是雙作用式葉片泵（定量泵）。一'、定量葉片泵1、工作原理：圖3*13雙作用葉片泵的工作原理1一定子；2一轉(zhuǎn)子13一葉片單作用葉片泵工作原理泵由定子1、轉(zhuǎn)子2、

11、葉片3和配流盤等件組成。定子的內(nèi)表面是圓柱面，轉(zhuǎn)子和定子中心之間存在著偏心，葉片在轉(zhuǎn)子的槽內(nèi)可靈活滑動(dòng)，在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的離心力以及葉片根部油壓力作用下，葉片頂部貼緊在定子內(nèi)表面上，于是，兩相鄰葉片、配油盤、定子和轉(zhuǎn)子便形成了一個(gè)密封的工作腔。當(dāng)轉(zhuǎn)子按圖示方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，圖右側(cè)的葉片向外伸出，密封工作腔容積逐漸增大，產(chǎn)生真空，油液通過吸油口、配油盤上的吸油窗口進(jìn)入密封工作腔；而在圖的左側(cè)，葉片往里縮進(jìn)，密封腔的容積逐漸縮小，密封腔中的油液排往配油盤排油窗口，經(jīng)排油口1被輸送到系統(tǒng)中去。這種泵在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)的過程中，吸油、壓油各一次，故稱單作用葉片泵。從力學(xué)上講，轉(zhuǎn)子上受有單方向的液壓不平衡作用力，故又稱

12、非平衡式泵，其軸承負(fù)載大。若改變定子和轉(zhuǎn)子間的偏心距的大小，便可改變泵的排量，形成變量葉片泵。2、分類轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周，完成一次吸油和壓油，所以稱之為單作用葉片泵（變量泵）；轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周，完成兩次吸油和壓油，所以稱之為雙作用葉片泵（定量泵）；3、定量葉片泵的排量和流量葉片每伸縮一次，每?jī)扇~片間油液的排出量為V密max-V密min （V密max-V密min）Z即一轉(zhuǎn)壓出油液的體積，即等于一環(huán)形體積 雙作用式應(yīng)為兩倍的環(huán)形體積即V0=2兀（R2-r2）B 葉片有一定厚度 葉片所占體積為V'=2Bbz（R-r）/COS故雙作用葉片泵的實(shí)際排量 =V0-V=2B兀（R2-r2）-（R-r）bz/C

13、OS0雙作用葉片泵的理論流量為qt=2B兀（R2-r2）-（R-r）bz/COS0泵輸出的實(shí)際流量為q=2B兀（R2-r2）-（R-r）bz/COS。刀pv理論上：若不考慮葉片厚度，雙作用葉片泵無(wú)流量脈動(dòng)實(shí)際上：由于存在制造工藝誤差，定子大小圓弧不同心，造成了少量流量脈動(dòng)。但脈動(dòng)率比較小。減小脈動(dòng)措施：葉片數(shù)應(yīng)為4的整數(shù)倍、且大于8時(shí)最小，故通常取葉片數(shù)為12或164、YB1型葉片泵的結(jié)構(gòu)圖3H型葉片泵的結(jié)構(gòu)1-在奉體t左盟就旗34一定子*X時(shí)片，-右配湎比；？-右泉體+&箱蕙+9傳動(dòng)棺IW防空懵封播t3-WfT結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：吸油口與壓油口有四個(gè)相對(duì)位置采用組合裝配和壓力補(bǔ)償配油盤配油盤上

14、的三角槽原因：pTTVJ油液倒流。影響：流量脈動(dòng)，噪聲。措施：開三角槽作用：緩沖，避免壓力突變，減小流量脈動(dòng)和噪聲。定子工作表面曲線組成：四段圓弧+四段過渡曲線等加速等減速曲線：v徑T,a=c,J剛沖，但有柔性沖擊，R/rT,qT我國(guó)YB型葉片泵采用等加速等減速曲線作為過渡曲線葉片傾角作用：減小切向分力，減輕葉片和槽的磨損，避免卡死。一般取0=1014OYB型葉片泵取0=13O雙作用葉片泵前傾，單作用葉片后傾。冰葉片傾斜放置的泵不能反轉(zhuǎn)二、雙聯(lián)葉片泵組成：兩套雙作用葉片泵的定子、轉(zhuǎn)子、配有盤在一個(gè)泵體內(nèi)組成，通過一根轉(zhuǎn)動(dòng)軸帶動(dòng)兩個(gè)泵同時(shí)工作，它有一個(gè)共同的進(jìn)油口和兩個(gè)獨(dú)立的出油口。分開使用，如

15、兩個(gè)獨(dú)立的葉片泵，但結(jié)構(gòu)緊湊；合并使用，可增大流量?jī)?yōu)點(diǎn)：可以節(jié)省功率損耗，減小油液發(fā)熱，提高系統(tǒng)的總效率，所以得到了廣泛的應(yīng)用。常用于：運(yùn)動(dòng)部件既需要輕載高速，又需要重載慢速的場(chǎng)所。輕載快速時(shí)，雙泵同時(shí)供油；重載慢速時(shí)，小泵供油，大泵卸荷三、高壓葉片泵的特點(diǎn)1、雙葉片結(jié)構(gòu)四、變量葉片泵1、工作原理靠反饋力和彈簧力平衡，控制偏心距的大小，來(lái)改變流量。2、變量葉片泵的排量和流量(1)排量?jī)扇~片處于定子最右邊，密封容積最大處于定子最左邊，密封容積最小V1=兀(D/2+e)2-(d/2)23B/2兀=兀(D/2+e)2-(d/2)2B/zV2=兀(D/2-e)2-(d/2)23B/2=兀(D/2-e)

16、2-(d/2)2B/z故排量v=(v1-v2)zv=2兀BeD(2)流量理論流量：qt=vn=2兀beDn實(shí)際流量：q=vnrpv=2兀beDnpv單作用葉片泵定、轉(zhuǎn)子偏心安裝，.改變轉(zhuǎn)子和定子的偏心距，即可改變排量，故可做變量泵，但其容積變化不均勻，故有流量脈動(dòng)，葉片應(yīng)取奇數(shù)，一般為13到15。3、限壓式變量泵作用：當(dāng)壓力升高到預(yù)調(diào)的限定壓力后，流量自動(dòng)減小分類：利用壓力的反饋?zhàn)饔脤?shí)現(xiàn)，可分為外反饋和內(nèi)反饋第四節(jié)柱塞泵柱塞泵是通過柱塞在柱塞孔內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)密封工作容積的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)吸油和排油的。由于柱塞與缸體內(nèi)孔均為圓柱表面，滑動(dòng)表面配合精度高，所以這類泵的特點(diǎn)是泄漏小，容積效率高，可以在高壓下

17、工作。一、徑向柱塞泵1、柱塞；2、轉(zhuǎn)子；3、襯套；4、定子；5、配有盤1、工作原理徑向柱塞泵的柱塞徑向布置在缸體上，在轉(zhuǎn)子2上徑向均勻分布著數(shù)個(gè)柱塞孔，孔中裝有柱塞1;轉(zhuǎn)子2的中心與定子4的中心之間有一個(gè)偏心量e。在固定不動(dòng)的配流軸5上，相對(duì)于柱塞孔的部位有相互隔開的上下兩個(gè)配流窗口，該配流窗口又分別通過所在部位的二個(gè)軸向孔與泵的吸、排油口連通。當(dāng)轉(zhuǎn)子2旋轉(zhuǎn)時(shí)，柱塞1在離心力及機(jī)械回程力作用下，它的頭部與定子4的內(nèi)表面緊緊接觸，由于轉(zhuǎn)子2與定子4存在偏心，所以柱塞1在隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，又在柱塞孔內(nèi)作徑向往復(fù)滑動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)子2按圖示箭頭方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，上半周的柱塞皆往外滑動(dòng)，柱塞孔的密封容積增大，通過軸向孔

18、吸油；下半周的柱塞皆往里滑動(dòng)，柱塞孔內(nèi)的密封工作容積縮小，通過配流盤向外排油。2、特點(diǎn)改變偏心距e的大小，流量可變；改變偏心距方向，輸油方向可變，所以，從理論上說，可成為雙向變量泵；徑向尺寸大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，自吸能力差。且配油軸受到不平衡液壓力的作用，易于磨損，這些都限制了它的轉(zhuǎn)速和壓力的提高。3、組成：泵主體部分、變量機(jī)構(gòu)（手動(dòng)、伺服變量機(jī)構(gòu)）講授內(nèi)容作業(yè)與補(bǔ)充、軸向柱塞泵1、工作原理軸向柱塞泵工作原理1-轉(zhuǎn)動(dòng)軸2-斜盤3-衽亳4-缸體卜配油盤泵由轉(zhuǎn)動(dòng)軸1、斜盤2、柱塞3、缸體4、配油盤5等主要零件組成，斜盤2和配油盤5是不動(dòng)的，傳動(dòng)軸1帶動(dòng)缸體4,柱塞3一起轉(zhuǎn)動(dòng)，柱塞3靠機(jī)械裝置或在低壓油作用

19、壓緊在斜盤上。當(dāng)傳動(dòng)軸按圖示方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，柱塞3在其沿斜盤自下而上回轉(zhuǎn)的半周內(nèi)逐漸向缸體外伸出，使缸體孔內(nèi)密封工作腔容積不斷增加，產(chǎn)生局部真空，從而將油液經(jīng)配油盤5上的配油窗口吸入；柱塞在其自上而下回轉(zhuǎn)的半周內(nèi)又逐漸向里推入，使密封工作腔容積不斷減小，將油液從配油盤窗口向外排出，缸體每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，每個(gè)柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次，完成一次吸油動(dòng)作。改變斜盤的傾角%就可以改變密封工作容積的有效變化量，實(shí)現(xiàn)泵的變量。2、分類：斜盤式和斜軸式3、流量若柱塞數(shù)為z,柱塞直徑為d,柱塞孔的分布圓直徑為D,斜盤傾角為丫，則柱塞的行程為：h=Dtan丫故缸體轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，泵的排量為：V=Zh兀d2/4=兀d2ZD（tan丫）/4理論流量：qT=Vn=D（tan丫）z兀d2/4實(shí)際流量：q=qTrpv=D（tan丫