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1、第五節(jié)第五節(jié) 液壓馬達液壓馬達 第四節(jié)第四節(jié) 柱塞泵柱塞泵 第三節(jié)第三節(jié) 葉片泵葉片泵 第二節(jié)第二節(jié) 齒輪泵齒輪泵 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 第六節(jié)第六節(jié) 擺動液壓馬達擺動液壓馬達 第九節(jié)第九節(jié) 液壓泵的選用液壓泵的選用 第八節(jié)第八節(jié) 液壓泵的噪聲液壓泵的噪聲 第七節(jié)第七節(jié) 液壓泵的氣穴現(xiàn)象液壓泵的氣穴現(xiàn)象 將驅(qū)動電機的機將驅(qū)動電機的機械能轉(zhuǎn)換成液體械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能的壓力能,向系向系統(tǒng)供油。統(tǒng)供油。 將液體的壓力能將液體的壓力能轉(zhuǎn)換成機械能,轉(zhuǎn)換成機械能,使主機工作部件使主機工作部件產(chǎn)生運動產(chǎn)生運動泵是靠泵是靠來實現(xiàn)吸油和壓油的;來實現(xiàn)吸油和壓油的;其排油量的大小取決于密封工作腔的容積變化

2、值。其排油量的大小取決于密封工作腔的容積變化值。按流量是按流量是否可調(diào)節(jié)否可調(diào)節(jié)按結構按結構形式形式壓力壓力效率效率功率功率流量流量排量排量1指泵指泵( (馬達馬達) )實實際工作時的壓際工作時的壓力,其值取決力,其值取決于外界負載于外界負載2指泵指泵( (馬達馬達) )在在正常工作條件正常工作條件下按試驗標準下按試驗標準規(guī)定的連續(xù)運規(guī)定的連續(xù)運轉(zhuǎn)的最高壓力轉(zhuǎn)的最高壓力3泵在短時間內(nèi)泵在短時間內(nèi)允許超載使用允許超載使用 (p(pmaxmax) ) 的極限的極限壓力壓力l幾何幾何排量排量V: 是指泵(馬達)軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn),由其是指泵(馬達)軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn),由其封閉容腔封閉容腔幾何尺寸變化計算而得的排出(

3、輸入)排出(輸入)的液體體積。的液體體積。l幾何幾何流量流量qt(不考慮泄漏不考慮泄漏):是指泵(馬達)在):是指泵(馬達)在單位時間內(nèi)由其封閉容腔單位時間內(nèi)由其封閉容腔幾何尺寸變化計算而得的排出(輸入)的液體體積。排出(輸入)的液體體積。 qt=Vnl額定流量:額定轉(zhuǎn)速和額定壓力下由泵輸出(或額定流量:額定轉(zhuǎn)速和額定壓力下由泵輸出(或輸入到馬達中去)的實際流量。輸入到馬達中去)的實際流量。幾何流量幾何流量 額定流量額定流量 不考慮能量轉(zhuǎn)換損失,液壓泵(馬達)不考慮能量轉(zhuǎn)換損失,液壓泵(馬達)tttPpqTpqpq 實際存在能量轉(zhuǎn)換損失(可分為容積損失和實際存在能量轉(zhuǎn)換損失(可分為容積損失和機

4、械損失),機械損失),Tt為幾何轉(zhuǎn)矩為幾何轉(zhuǎn)矩液壓泵液壓泵 液壓馬達液壓馬達T T 轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速 (角速度(角速度)壓力壓力流量流量由于存在由于存在,TTt,機械效率為機械效率為mtttTTTTT由于存在由于存在, qtq,容積效率為容積效率為tvttqqqqq為為vmoutttinttPPTpqpqpqPTPTpqT 轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速 (角速度(角速度)壓力壓力流量流量由于存在由于存在, TtT,機械效率為機械效率為mtttTTTTT由于存在由于存在, qqt,容積效率為容積效率為tvqqqqq為為vmoutttinttPPpqTTTPpqpqPpq T 轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速 (角速度(角速

5、度 )壓力壓力流量流量轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速 (角速度(角速度 )壓力壓力流量流量例例1 1:某液壓泵銘牌上的壓力:某液壓泵銘牌上的壓力p pH H=6.3MPa=6.3MPa,工作阻力,工作阻力F=45KNF=45KN,液壓,液壓缸的有效工作面積缸的有效工作面積A=90cmA=90cm2 2,管路較短,壓力損失,管路較短,壓力損失p=0.5MPap=0.5MPa。問。問該泵的輸出壓力為多少?所選的液壓泵是否滿足要求?該泵的輸出壓力為多少?所選的液壓泵是否滿足要求?液壓缸的工作壓力:液壓缸的工作壓力:MPaPaPaAFp510510901045643液壓泵的輸出壓力:液壓泵的輸出壓力:MPaMPaM

6、Papppp5 . 55 . 05Hppp 所以液壓泵能滿足系統(tǒng)的工作要求。所以液壓泵能滿足系統(tǒng)的工作要求。例例2:某液壓泵輸出油壓:某液壓泵輸出油壓p=10MPa,轉(zhuǎn)速,轉(zhuǎn)速n=1450r/min,泵的排,泵的排量量Vp=46.2ml/r,容積效率,容積效率 v=0.95,總效率,總效率 =0.9。求驅(qū)動該泵。求驅(qū)動該泵所需電動機的功率所需電動機的功率P電電和泵的輸出功率和泵的輸出功率P?(1)求液壓泵的輸出功率)求液壓泵的輸出功率液壓泵的實際輸出流量液壓泵的實際輸出流量qmin/64.6395. 01450102 .463lnVqqvpvt液壓泵的輸出功率液壓泵的輸出功率PKWpqP6 .

7、1010664.631010106767(2)求所需的電動機功率)求所需的電動機功率KWPP77.119 . 06 .10電例例3:某液壓泵的銘牌上標有額定壓力:某液壓泵的銘牌上標有額定壓力PH=2.5MPa,額定流量,額定流量qH=25l/min,泵的總效率,泵的總效率 =0.75,容積效率,容積效率 v=0.8。試求液壓泵。試求液壓泵的泄漏損失量和所需要的電動機功率?若要求液壓泵的工作壓力的泄漏損失量和所需要的電動機功率?若要求液壓泵的工作壓力p=1.2MPa時,需要多大的電動機功率?時,需要多大的電動機功率?(1)液壓泵的泄漏損失量)液壓泵的泄漏損失量min/25. 6258 . 025

8、lqqqHvH(2)計算所需的電動機功率)計算所需的電動機功率KWqppHH38. 1106075. 01025105 . 2336電(3)計算所需的電動機功率)計算所需的電動機功率KWpqpH67. 0106075. 01025102 . 1336電l4-1l4-3l4-8l優(yōu)點:齒輪泵是液壓泵中優(yōu)點:齒輪泵是液壓泵中結構最簡單結構最簡單的一種泵,的一種泵,抗污染能力強抗污染能力強,價格最便宜價格最便宜。l缺點:一般齒輪泵缺點:一般齒輪泵容積效率較低容積效率較低,軸承上不平,軸承上不平衡力大,衡力大,工作壓力不高工作壓力不高;齒輪泵的另一個重要;齒輪泵的另一個重要缺點是缺點是流量脈動大流量脈

9、動大,運行時,運行時噪聲噪聲較高,在高壓較高,在高壓下運行時尤為突出。下運行時尤為突出。l應用場合:齒輪泵主要用于低壓或噪聲水平限應用場合:齒輪泵主要用于低壓或噪聲水平限制不嚴的場合。一般機械的潤滑泵以及非自吸制不嚴的場合。一般機械的潤滑泵以及非自吸式泵的輔助泵都采用齒輪泵。式泵的輔助泵都采用齒輪泵。 從結構上看齒輪泵可分為從結構上看齒輪泵可分為和和兩類,兩類,其中以外嚙合齒輪泵應用更廣泛。其中以外嚙合齒輪泵應用更廣泛。外嚙合齒輪泵的結構組成外嚙合齒輪泵的結構組成: : ,齒齒數(shù)、數(shù)、 模數(shù)、齒形完全相同的漸開線模數(shù)、齒形完全相同的漸開線。外嚙合齒輪泵結構組成外嚙合齒輪泵結構組成齒輪、殼齒輪、

10、殼體內(nèi)表面、體內(nèi)表面、前后端蓋前后端蓋圍成圍成齒輪退出齒輪退出嚙合嚙合,容容積積吸油吸油齒輪進入嚙齒輪進入嚙合合,容積容積壓壓油油兩嚙合的齒兩嚙合的齒輪及端蓋輪及端蓋外嚙合齒輪泵工作原理外嚙合齒輪泵工作原理 V=(1.061.115)2zm2b 式中式中z齒輪齒數(shù);齒輪齒數(shù);D分度圓直徑分度圓直徑(mz) m模數(shù);模數(shù); hw工作齒高工作齒高(2m); b齒寬齒寬理論流量:理論流量: qt=Vn=(1.061.115)2zm2b 實際流量:實際流量: q=qtv=(1.061.115)zm2b v結論:結論:1、齒輪泵的、齒輪泵的qt 是齒輪幾何參數(shù)和轉(zhuǎn)速的函數(shù)。是齒輪幾何參數(shù)和轉(zhuǎn)速的函數(shù)。2

11、、因為轉(zhuǎn)速等于常數(shù),流量等于常數(shù),所以齒輪、因為轉(zhuǎn)速等于常數(shù),流量等于常數(shù),所以齒輪泵是定量泵。泵是定量泵。3、理論流量與出口壓力無關。、理論流量與出口壓力無關。 每一對輪齒嚙合時,嚙合點位置變化(容積每一對輪齒嚙合時,嚙合點位置變化(容積變化率不均勻)引起瞬時流量變化變化率不均勻)引起瞬時流量變化 流量脈動結果:引起系統(tǒng)的壓力脈動,流量脈動結果:引起系統(tǒng)的壓力脈動, 產(chǎn)生振動和噪聲,產(chǎn)生振動和噪聲, 影響傳動的平穩(wěn)性。影響傳動的平穩(wěn)性。%100minmaxqqq外嚙合齒輪外嚙合齒輪泵結構特點泵結構特點徑向不平徑向不平衡力衡力泄漏泄漏困油困油 齒輪泵要平穩(wěn)工作,齒輪嚙合的重齒輪泵要平穩(wěn)工作,齒

12、輪嚙合的重合度必須大于合度必須大于1,于是總有兩對齒輪同,于是總有兩對齒輪同時嚙合的瞬間,在兩對齒輪的齒向嚙合時嚙合的瞬間,在兩對齒輪的齒向嚙合線之間線之間。 一部分油液也就一部分油液也就在這一封閉容在這一封閉容積中見圖積中見圖(a),齒輪連續(xù)旋轉(zhuǎn)時,齒輪連續(xù)旋轉(zhuǎn)時,這一封這一封閉容積便逐漸減小閉容積便逐漸減小,到兩嚙合點處于節(jié)點到兩嚙合點處于節(jié)點兩側(cè)的對稱位置時見圖兩側(cè)的對稱位置時見圖(b),齒輪再繼續(xù)轉(zhuǎn)動時,封閉容積又,齒輪再繼續(xù)轉(zhuǎn)動時,封閉容積又逐漸增大,直到圖逐漸增大,直到圖(c)所示位置時所示位置時,。 容積縮小容積縮小 高壓油從一切可能泄漏的縫隙強行擠高壓油從一切可能泄漏的縫隙強行

13、擠出,使軸和軸承受很大沖擊載荷,泵劇烈出,使軸和軸承受很大沖擊載荷,泵劇烈振動,同時無功損耗增大,油液發(fā)熱。振動,同時無功損耗增大,油液發(fā)熱。 容積增大容積增大 形成局部真空,產(chǎn)生氣穴,引起振動、形成局部真空,產(chǎn)生氣穴,引起振動、噪聲、汽蝕等。噪聲、汽蝕等??傊河捎诶в同F(xiàn)象,使泵工作性能不穩(wěn)總之:由于困油現(xiàn)象,使泵工作性能不穩(wěn)定,產(chǎn)生振動、噪聲等,直接影響泵的工定,產(chǎn)生振動、噪聲等,直接影響泵的工作壽命。作壽命。 齒輪泵的兩側(cè)蓋板上銑出齒輪泵的兩側(cè)蓋板上銑出,如圖中虛線所,如圖中虛線所示。使封閉腔容積減小時通過右邊的卸荷槽與壓油腔相示。使封閉腔容積減小時通過右邊的卸荷槽與壓油腔相通通(圖圖a

14、),容積增大時通過左邊的卸荷槽與吸油腔相通,容積增大時通過左邊的卸荷槽與吸油腔相通(圖圖c)。兩卸荷槽之間的距離必須保證在任何時候都不能。兩卸荷槽之間的距離必須保證在任何時候都不能使壓油腔和吸油腔互通。使壓油腔和吸油腔互通。 在液壓泵中,運動件間的密封是在液壓泵中,運動件間的密封是的,這些的,這些微小間隙從運動學上形成摩擦副,同時,高壓腔的油液通過間微小間隙從運動學上形成摩擦副,同時,高壓腔的油液通過間隙向低壓腔的隙向低壓腔的的;齒輪泵壓油腔的壓力油可通的;齒輪泵壓油腔的壓力油可通過三條途經(jīng)泄漏到吸油腔去:過三條途經(jīng)泄漏到吸油腔去:l 通過齒輪嚙合線處的間隙,約占齒輪泵總通過齒輪嚙合線處的間隙

15、,約占齒輪泵總泄漏量的泄漏量的5%5%;l 通過泵體定子環(huán)內(nèi)孔和齒頂間的徑向通過泵體定子環(huán)內(nèi)孔和齒頂間的徑向間隙,約占齒輪泵總泄漏量的間隙,約占齒輪泵總泄漏量的20%20%25%25%;l 通過齒輪兩端面和側(cè)板間的間隙,約通過齒輪兩端面和側(cè)板間的間隙,約占齒輪泵總泄漏量的占齒輪泵總泄漏量的75%75%80%80%??傊罕脡毫τ?,泄漏愈大。總之:泵壓力愈高,泄漏愈大。徑向不平衡力的徑向不平衡力的:液壓力:液壓力 液體分布液體分布:沿圓周從高壓:沿圓周從高壓腔到低壓腔,壓力沿齒輪外圓腔到低壓腔,壓力沿齒輪外圓逐齒降低。逐齒降低。pp,徑向不平衡,徑向不平衡力增大,齒輪和軸承受到很大力增大,齒輪

16、和軸承受到很大的沖擊載荷,產(chǎn)生振動和噪聲。的沖擊載荷,產(chǎn)生振動和噪聲。 縮小壓油口,以減小壓力油作用面積;縮小壓油口,以減小壓力油作用面積; 擴大泵體內(nèi)腔高壓區(qū)徑向間隙;擴大泵體內(nèi)腔高壓區(qū)徑向間隙; 開壓力平衡槽,會使容積效率減小。開壓力平衡槽,會使容積效率減小。 l結構簡單,制造方便,價格低廉結構簡單,制造方便,價格低廉l結構緊湊,體積小,重量輕結構緊湊,體積小,重量輕l自吸性能好,對油污不敏感自吸性能好,對油污不敏感l(wèi)工作可靠,便于維護工作可靠,便于維護(1)外嚙合齒輪泵的優(yōu)點:)外嚙合齒輪泵的優(yōu)點:(2 2)外嚙合齒輪泵的缺點:)外嚙合齒輪泵的缺點:l流量脈動大流量脈動大l壓力脈動和噪聲

17、大壓力脈動和噪聲大l排量不可調(diào)排量不可調(diào) 齒輪泵由于齒輪泵由于和存在和存在,因,因而限制了壓力的提高。為使齒輪泵能在高壓下工而限制了壓力的提高。為使齒輪泵能在高壓下工作,常采取的措施為:作,常采取的措施為:l對泄漏量最大的端面軸向間隙采用自動補償?shù)膶π孤┝孔畲蟮亩嗣孑S向間隙采用自動補償?shù)霓k法,如浮動軸套、浮動側(cè)板或彈性側(cè)板;辦法,如浮動軸套、浮動側(cè)板或彈性側(cè)板;l減小徑向不平衡力;減小徑向不平衡力;l提高軸與軸承的剛度。提高軸與軸承的剛度。l 端面軸向間隙的補償裝置端面軸向間隙的補償裝置浮動軸套浮動軸套 利用泵的出口壓力油,引利用泵的出口壓力油,引入齒輪軸上的浮動軸套入齒輪軸上的浮動軸套1的外

18、側(cè)的外側(cè)A腔,在液體壓力作用下,使腔,在液體壓力作用下,使軸套緊貼齒輪軸套緊貼齒輪3的側(cè)面,從而保的側(cè)面,從而保證了兩者之間的間隙值與工作證了兩者之間的間隙值與工作壓力相適應且長期適應。在泵壓力相適應且長期適應。在泵起動時,靠彈簧起動時,靠彈簧4來產(chǎn)生預緊力,來產(chǎn)生預緊力,保證了軸向間隙的密封。保證了軸向間隙的密封。 將泵出口壓力油引至側(cè)板將泵出口壓力油引至側(cè)板背面,靠側(cè)板自身的變形來補背面,靠側(cè)板自身的變形來補償端面間隙。償端面間隙。l 端面軸向間隙的補償裝置端面軸向間隙的補償裝置彈性側(cè)板彈性側(cè)板螺桿泵螺桿泵漸開線內(nèi)嚙合齒輪泵漸開線內(nèi)嚙合齒輪泵漸開線內(nèi)嚙合齒輪泵漸開線內(nèi)嚙合齒輪泵擺線內(nèi)嚙合齒

19、輪泵擺線內(nèi)嚙合齒輪泵(非平衡式,(非平衡式,變量泵)變量泵) (平衡式,定(平衡式,定量泵)量泵) 結構較齒輪泵復雜,但結構較齒輪泵復雜,但,小小,工作平穩(wěn),工作平穩(wěn),壽命較長。被廣泛應用于機械制造,壽命較長。被廣泛應用于機械制造中的專用機床、自動線等中低壓液壓系統(tǒng)中,但其中的專用機床、自動線等中低壓液壓系統(tǒng)中,但其,對油液的,對油液的也比較也比較。組成:定子、轉(zhuǎn)子、葉片、配油盤、傳動軸、殼體等。組成:定子、轉(zhuǎn)子、葉片、配油盤、傳動軸、殼體等。定子定子2 2具有圓柱形內(nèi)表面,定子具有圓柱形內(nèi)表面,定子和轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)子1 1間有間有。葉片。葉片3 3裝裝在轉(zhuǎn)子槽中,并可在槽內(nèi)滑動,在轉(zhuǎn)子槽中,并可在

20、槽內(nèi)滑動,當轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)時,由于離心力或當轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)時,由于離心力或壓力油的作用,使葉片緊靠在壓力油的作用,使葉片緊靠在定子內(nèi)壁,這樣在定子、轉(zhuǎn)子、定子內(nèi)壁,這樣在定子、轉(zhuǎn)子、葉片和兩側(cè)配油盤間就形成若葉片和兩側(cè)配油盤間就形成若干個干個。l 密封容積的變化,轉(zhuǎn)子密封容積的變化,轉(zhuǎn)子逆時針轉(zhuǎn)動時:逆時針轉(zhuǎn)動時:v葉片伸出,葉片伸出,v v密密,v葉片縮回,葉片縮回,v v密密,l :配油盤上封油區(qū)和葉片:配油盤上封油區(qū)和葉片l 轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn),每個工作空間完成一次吸油和轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn),每個工作空間完成一次吸油和壓油,因此稱為壓油,因此稱為。l 單作用葉片泵的排量單作用葉片泵的排量兩葉片處于定子最右邊,兩葉

21、片處于定子最右邊,v密密max=V1兩葉片處于定子最左邊,兩葉片處于定子最左邊,v密密min =V2(V1-V2)Z,即一轉(zhuǎn)壓出油液的體,即一轉(zhuǎn)壓出油液的體積,即等于一環(huán)形體積積,即等于一環(huán)形體積V = (R+e)2-( R-e)2 b = 4beR = 2beDl 單作用葉片泵的排量單作用葉片泵的排量理論流量:理論流量: qt = Vn = 2beDn實際流量:實際流量: q = qtv = 2beDnv:1) qt = f (幾何參數(shù),幾何參數(shù), n,e)2) n =常量常量 e變化變化 q 常量常量 變量泵變量泵當當 e = 0 q = 0當當 e大小變化,流量大小變化大小變化,流量大小

22、變化 當當 e方向變化,輸油方向變化方向變化,輸油方向變化故故 單作用葉片泵可做雙向變量泵單作用葉片泵可做雙向變量泵l 單作用葉片泵的流量單作用葉片泵的流量l 改變定子和轉(zhuǎn)子之間的偏心便改變定子和轉(zhuǎn)子之間的偏心便。偏心反向。偏心反向時,吸油壓油方向也相反。時,吸油壓油方向也相反。l 處在壓油腔的葉片頂部受到壓力油的作用處在壓油腔的葉片頂部受到壓力油的作用,該作用要把該作用要把葉片推入轉(zhuǎn)子槽內(nèi)。為了使葉片推入轉(zhuǎn)子槽內(nèi)。為了使可靠地可靠地,壓油腔一側(cè)的葉片底部要通過特殊的溝槽和,壓油腔一側(cè)的葉片底部要通過特殊的溝槽和壓油腔相通。吸油腔一側(cè)的葉片底部要和吸油腔相通,壓油腔相通。吸油腔一側(cè)的葉片底部要

23、和吸油腔相通,這里的葉片僅靠離心力的作用頂在定子內(nèi)表面上。這里的葉片僅靠離心力的作用頂在定子內(nèi)表面上。l 由于轉(zhuǎn)子受到由于轉(zhuǎn)子受到的徑向液壓作用力,所以這種泵的徑向液壓作用力,所以這種泵一般不宜用于高壓。一般不宜用于高壓。組成:定子、轉(zhuǎn)子、葉片、配油盤、傳動軸、殼體等組成:定子、轉(zhuǎn)子、葉片、配油盤、傳動軸、殼體等l 密封容積的形成密封容積的形成:定子、轉(zhuǎn):定子、轉(zhuǎn)子和相鄰兩葉片、配流盤圍成子和相鄰兩葉片、配流盤圍成l 密封容積的變化密封容積的變化,轉(zhuǎn)子順,轉(zhuǎn)子順時針轉(zhuǎn)動時:時針轉(zhuǎn)動時:v左上、右下,葉片伸出,左上、右下,葉片伸出,V V密密吸油吸油v右上、左下,葉片縮回,右上、左下,葉片縮回,

24、V V密密壓油壓油l 吸壓油腔隔開吸壓油腔隔開:配油盤上封:配油盤上封油區(qū)和葉片油區(qū)和葉片l 當兩葉片從當兩葉片從a,b轉(zhuǎn)到轉(zhuǎn)到c,d時,排出容積為時,排出容積為M的油液;的油液;l 從從c,d轉(zhuǎn)到轉(zhuǎn)到e,f時,吸進時,吸進容積為容積為M的油液;的油液;l 從從e,f轉(zhuǎn)到轉(zhuǎn)到g,h時又排出時又排出了容積為了容積為M的油液;的油液;l 再從再從g,h轉(zhuǎn)回到轉(zhuǎn)回到a,b時又時又吸進了容積為吸進了容積為M的油液。的油液。當葉片數(shù)為當葉片數(shù)為Z時,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一周,所有葉片的排量為時,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一周,所有葉片的排量為2Z個個M容積,此值正好為環(huán)行體積的兩倍。容積,此值正好為環(huán)行體積的兩倍。排量計算原理圖排量計算

25、原理圖l 雙作用葉片泵的理論排量為雙作用葉片泵的理論排量為brRV)(222R 定子長半徑;定子長半徑;r 定子短半徑;定子短半徑;b 轉(zhuǎn)子厚度。轉(zhuǎn)子厚度。 一般雙作用葉片泵,在葉片底一般雙作用葉片泵,在葉片底部都通以壓力油,葉片底部容積不部都通以壓力油,葉片底部容積不參加泵的吸油和排油。因此在精確參加泵的吸油和排油。因此在精確計算葉片泵的排量時,還應該考慮計算葉片泵的排量時,還應該考慮對排量的影響。對排量的影響。每轉(zhuǎn)不參加排油的葉片總?cè)莘e為每轉(zhuǎn)不參加排油的葉片總?cè)莘e為: :bszrRVbcos)(2s 葉片厚度;葉片厚度;z 葉片數(shù);葉片數(shù); 葉片相對于轉(zhuǎn)子半徑的傾角。葉片相對于轉(zhuǎn)子半徑的傾

26、角。l 雙作用葉片泵精確排量計算公式為雙作用葉片泵精確排量計算公式為 22()2()cosRrVbRrsz結論:結論:v q = f(幾何參數(shù),幾何參數(shù),n) v n = 常量即常量即 q = 常量常量 雙作用葉片泵為定量泵,雙作用葉片泵仍存在微雙作用葉片泵為定量泵,雙作用葉片泵仍存在微小流量脈動,當葉片數(shù)為小流量脈動,當葉片數(shù)為4的整數(shù)倍、且大于的整數(shù)倍、且大于8時的流量時的流量,故通常取葉片數(shù)為,故通常取葉片數(shù)為12或或16。 定子曲線是由四段圓弧和四段過定子曲線是由四段圓弧和四段過渡曲線組成的。渡曲線組成的。 過渡曲線應保證葉片貼緊在定子過渡曲線應保證葉片貼緊在定子內(nèi)表面上內(nèi)表面上, ,

27、保證葉片在轉(zhuǎn)子槽中保證葉片在轉(zhuǎn)子槽中時速度和加速度的變化均勻時速度和加速度的變化均勻, ,使使葉片對定子的內(nèi)表面的沖擊盡可能小。葉片對定子的內(nèi)表面的沖擊盡可能小。 1)1)定子曲線定子曲線l 等加速等加速等減速過渡曲線等減速過渡曲線 1)1)定子曲線定子曲線2)2)葉片的傾角葉片的傾角 在雙作用葉片泵中在雙作用葉片泵中, ,將葉片順著轉(zhuǎn)子將葉片順著轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)方向前傾一個回轉(zhuǎn)方向前傾一個角,使壓力角減小角,使壓力角減小 = = - - , ,這樣就可以這樣就可以,使葉片在壓油腔的槽中容易使葉片在壓油腔的槽中容易, ,不會卡不會卡住甚至折斷,并可減少磨損。住甚至折斷,并可減少磨損。葉片泵葉片的前傾角

28、葉片泵葉片的前傾角一般一般10101414 由于葉片的傾斜安裝,只允許轉(zhuǎn)子朝傾斜的方向旋轉(zhuǎn)由于葉片的傾斜安裝,只允許轉(zhuǎn)子朝傾斜的方向旋轉(zhuǎn),不得隨意反轉(zhuǎn),否則會將葉片折斷。,不得隨意反轉(zhuǎn),否則會將葉片折斷。定子對葉片定子對葉片的作用力的作用力 雙作用葉片泵的配油雙作用葉片泵的配油盤上有兩個吸油窗口和兩盤上有兩個吸油窗口和兩個壓油窗口個壓油窗口, ,窗口之間為窗口之間為, ,通常應使封油區(qū)通常應使封油區(qū)對應的中心角對應的中心角稍大于或稍大于或等于兩個葉片之間的夾角,等于兩個葉片之間的夾角,否則會使吸油腔和壓油腔否則會使吸油腔和壓油腔連通,造成泄漏。連通,造成泄漏。3)3)配油盤配油盤 在配油盤的壓

29、油窗口在配油盤的壓油窗口靠葉片從封油區(qū)進入壓油靠葉片從封油區(qū)進入壓油區(qū)的一邊開有一個截面形區(qū)的一邊開有一個截面形狀為三角形的狀為三角形的( (又稱又稱眉毛槽眉毛槽),),使兩葉片之間的使兩葉片之間的封閉油液在未進入壓油區(qū)封閉油液在未進入壓油區(qū)之前就通過該三角槽與壓之前就通過該三角槽與壓力油相連力油相連, ,其壓力逐漸上升其壓力逐漸上升, ,因而緩減了流量和壓力脈因而緩減了流量和壓力脈動,并降低了噪聲。動,并降低了噪聲。3)3)配油盤配油盤 環(huán)形槽環(huán)形槽c c與壓油腔相與壓油腔相通并與轉(zhuǎn)子葉片槽底部通并與轉(zhuǎn)子葉片槽底部相通相通, ,使葉片的底部作用使葉片的底部作用有壓力油,增加葉片對有壓力油,增

30、加葉片對定子表面的壓緊力,防定子表面的壓緊力,防止漏油。止漏油。3)3)配油盤配油盤a a)子母葉片)子母葉片b b)階梯葉片)階梯葉片c c)柱銷葉片)柱銷葉片d d)雙葉片)雙葉片改善吸油腔的改善吸油腔的葉片受力狀況葉片受力狀況l 限壓式變量葉片泵(屬于單作用葉片泵)限壓式變量葉片泵(屬于單作用葉片泵):當壓力升高到預調(diào)的限定壓力后,流量自動減小。:當壓力升高到預調(diào)的限定壓力后,流量自動減小。 限壓式變量葉片泵對既要實現(xiàn)快速行程,又要實現(xiàn)保限壓式變量葉片泵對既要實現(xiàn)快速行程,又要實現(xiàn)保壓和工作進給的執(zhí)行元件來說是一種合適的油源;快速行壓和工作進給的執(zhí)行元件來說是一種合適的油源;快速行程需要

31、大的流量,負載壓力較低;保壓和工作進給時負載程需要大的流量,負載壓力較低;保壓和工作進給時負載壓力升高,需要流量減小。壓力升高,需要流量減小。l 限壓式變量葉片泵的分類限壓式變量葉片泵的分類限壓式變量泵利用壓力反饋作用實現(xiàn)變量限壓式變量泵利用壓力反饋作用實現(xiàn)變量主要組成部件:變量泵主體、限壓彈簧、調(diào)節(jié)機構(螺主要組成部件:變量泵主體、限壓彈簧、調(diào)節(jié)機構(螺釘)、反饋液壓缸釘)、反饋液壓缸 柱塞泵是通過柱塞在柱塞孔內(nèi)往復運動時密柱塞泵是通過柱塞在柱塞孔內(nèi)往復運動時密封工作容積的變化來實現(xiàn)吸油和排油的。封工作容積的變化來實現(xiàn)吸油和排油的。 1.2 柱塞泵分類柱塞泵分類軸向柱塞泵軸向柱塞泵:柱塞軸向

32、布置:柱塞軸向布置直軸式(又稱斜盤式)直軸式(又稱斜盤式)斜軸式斜軸式徑向柱塞泵徑向柱塞泵:柱塞沿徑向放置:柱塞沿徑向放置與齒輪泵和葉片泵相比,這種泵有以下特點:與齒輪泵和葉片泵相比,這種泵有以下特點:l 。構成密封容積的零件為圓柱形的柱塞和缸。構成密封容積的零件為圓柱形的柱塞和缸孔,加工方便,可得到較高的配合精度,密封性能好,在高孔,加工方便,可得到較高的配合精度,密封性能好,在高壓工作仍有較高的容積效率,工作壓力一般是壓工作仍有較高的容積效率,工作壓力一般是2040MPa2040MPa;l 。因為只要適當?shù)丶哟笾睆交蛟黾又R驗橹灰m當?shù)丶哟笾睆交蛟黾又麛?shù)目,流量便增大。塞數(shù)目,

33、流量便增大。l : :只需改變柱塞的工作行程就能改變流量。只需改變柱塞的工作行程就能改變流量。l 柱塞泵中的主要零件均受壓應力作用,材料強度性能可柱塞泵中的主要零件均受壓應力作用,材料強度性能可得到充分利用,得到充分利用,。l 結構組成:泵由斜盤結構組成:泵由斜盤1 1、柱塞、柱塞2 2、缸體、缸體3 3、配油盤、配油盤4 4、傳動軸、傳動軸5 5等主要零件組成。傳動軸中心線與缸等主要零件組成。傳動軸中心線與缸體中心線重合。體中心線重合。缸體缸體柱塞滑履組柱塞滑履組配流盤配流盤l 工作原理:缸體旋轉(zhuǎn),斜盤迫使柱塞做往復運工作原理:缸體旋轉(zhuǎn),斜盤迫使柱塞做往復運動,使密封容積增大或減小,實現(xiàn)吸油

34、或壓油。動,使密封容積增大或減小,實現(xiàn)吸油或壓油。l 排量計算排量計算 若柱塞數(shù)為若柱塞數(shù)為z z,柱塞直徑,柱塞直徑為為d d,柱塞孔的分布圓直徑為,柱塞孔的分布圓直徑為D D ,斜盤傾角為斜盤傾角為 ,則柱塞的行程為:,則柱塞的行程為:Dtgh 故缸體轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn),泵的排量為:故缸體轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn),泵的排量為:zDtgdhzdV4422理論流量:理論流量:qt=Vn實際流量:實際流量: 柱塞泵的排量是轉(zhuǎn)角的函數(shù),其輸出流量是脈動的,柱塞泵的排量是轉(zhuǎn)角的函數(shù),其輸出流量是脈動的,就柱塞數(shù)而言,柱塞數(shù)為奇數(shù)時的脈動率比偶數(shù)柱塞小,就柱塞數(shù)而言,柱塞數(shù)為奇數(shù)時的脈動率比偶數(shù)柱塞小,且柱塞數(shù)越多,脈動越小,故柱

35、塞泵的柱塞數(shù)一般都為且柱塞數(shù)越多,脈動越小,故柱塞泵的柱塞數(shù)一般都為奇數(shù)。從結構工藝性和脈動率綜合考慮,常取奇數(shù)。從結構工藝性和脈動率綜合考慮,常取Z=7或或Z=9。l 流量計算流量計算2vv4dqVnDtg zn1) 柱塞頭部結構柱塞頭部結構 :和斜盤接觸為點接觸,接觸應大,易磨損。:和斜盤接觸為點接觸,接觸應大,易磨損。 :滑靴是按靜壓支撐原理設計的,缸體中的壓滑靴是按靜壓支撐原理設計的,缸體中的壓力油經(jīng)過柱塞球頭中間小孔流入滑靴油室,使滑靴和斜力油經(jīng)過柱塞球頭中間小孔流入滑靴油室,使滑靴和斜盤間形成液體潤滑,改善了柱塞頭部和斜盤的接觸情況,盤間形成液體潤滑,改善了柱塞頭部和斜盤的接觸情況

36、,和斜盤接觸為面接觸,大大降低了磨損。和斜盤接觸為面接觸,大大降低了磨損。l 結構特點結構特點 通過改變斜盤傾角通過改變斜盤傾角 的大小就可的大小就可,從而達到改變泵的輸出,從而達到改變泵的輸出流量。流量。 活塞活塞2 2的內(nèi)腔構成了伺服閥的閥體,的內(nèi)腔構成了伺服閥的閥體,并有并有c c、d d和和e e三個孔道分別溝通缸筒三個孔道分別溝通缸筒1 1下下腔腔a a、上腔、上腔b b和油箱。泵上的斜盤和油箱。泵上的斜盤4 4通過通過撥叉機構與活塞撥叉機構與活塞2 2下端鉸接,利用活塞下端鉸接,利用活塞2 2的上下移動來的上下移動來 。2) 變量機構變量機構l 結構特點結構特點 當用手柄使伺服閥芯

37、當用手柄使伺服閥芯3 3向下移動時,上向下移動時,上面的閥口打開,面的閥口打開,a a腔中的壓力油經(jīng)孔道腔中的壓力油經(jīng)孔道c c通通向向b b腔,活塞因上腔有效面積大于下腔的有腔,活塞因上腔有效面積大于下腔的有效面積而移動,活塞效面積而移動,活塞2 2移動時又使伺服閥上移動時又使伺服閥上的閥口關閉,最終使活塞的閥口關閉,最終使活塞2 2自身停止運動。自身停止運動。 當手柄使伺服閥芯當手柄使伺服閥芯3 3向上移動時,下面向上移動時,下面的閥口打開,的閥口打開,b b和和e e接通油箱,活塞接通油箱,活塞2 2在在a a腔腔壓力油的作用下向上移動,并在該閥口關壓力油的作用下向上移動,并在該閥口關閉

38、時自行停止運動。變量控制機構就是這閉時自行停止運動。變量控制機構就是這樣依照伺服閥的動作來實現(xiàn)其控制的。樣依照伺服閥的動作來實現(xiàn)其控制的。2) 變量機構變量機構l 結構特點結構特點 使缸體緊壓配流盤端面的使缸體緊壓配流盤端面的作用力,除機械裝置或彈簧作作用力,除機械裝置或彈簧作為預密封的推力外,還有柱塞為預密封的推力外,還有柱塞孔底部臺階面上所受的液壓力,孔底部臺階面上所受的液壓力,此液壓力比彈簧力大得多,而此液壓力比彈簧力大得多,而且隨泵的工作壓力增大而增大。且隨泵的工作壓力增大而增大。由于缸體始終受液壓力緊貼著由于缸體始終受液壓力緊貼著配流盤,就使端面間隙得到了配流盤,就使端面間隙得到了自

39、動補償。自動補償。 3) 端面間隙的自動補償端面間隙的自動補償l 結構特點結構特點l 結構組成結構組成l 工作原理工作原理柱塞側(cè)向力小,摩擦損失??;柱塞側(cè)向力小,摩擦損失??;可增大擺角來增大流量,變量范圍大;可增大擺角來增大流量,變量范圍大;連桿球頭和主軸盤連接比較牢靠,自吸能力強;連桿球頭和主軸盤連接比較牢靠,自吸能力強;轉(zhuǎn)動慣量小,起動特性好,起動效率高。轉(zhuǎn)動慣量小,起動特性好,起動效率高。l 與直軸式軸向柱塞泵相比:與直軸式軸向柱塞泵相比:手動控制手動控制 液壓控制液壓控制 電氣控制電氣控制l 按控制方式可分為:按控制方式可分為:恒壓控制恒壓控制 恒流量控制恒流量控制 恒功率控制恒功率控

40、制l 按控制目的可分為:按控制目的可分為:轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子/ /缸體缸體2 2(轉(zhuǎn)動)(轉(zhuǎn)動)柱塞柱塞5 5(相對缸體往復運動)(相對缸體往復運動)定子定子1 1(不動)(不動)配流軸配流軸3 3(不動)(不動)l 結構組成結構組成l 工作原理工作原理 當轉(zhuǎn)子當轉(zhuǎn)子2 2旋轉(zhuǎn)時,柱塞旋轉(zhuǎn)時,柱塞5 5在離心力及機械回程力作用在離心力及機械回程力作用下,它的頭部與定子下,它的頭部與定子1 1的內(nèi)表面緊緊接觸,由于轉(zhuǎn)子的內(nèi)表面緊緊接觸,由于轉(zhuǎn)子2 2與與定子定子1 1存在偏心,所以柱塞存在偏心,所以柱塞5 5在隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時,又在柱塞在隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時,又在柱塞孔內(nèi)作徑向往復滑動,當轉(zhuǎn)子孔內(nèi)作徑向往復滑動,當轉(zhuǎn)

41、子2 2按圖示箭頭方向旋轉(zhuǎn)時,按圖示箭頭方向旋轉(zhuǎn)時,上半周的柱塞皆往外滑動,柱塞孔的密封容積增大,通上半周的柱塞皆往外滑動,柱塞孔的密封容積增大,通過軸向孔吸油;下半周的柱塞皆往里滑動,柱塞孔內(nèi)的過軸向孔吸油;下半周的柱塞皆往里滑動,柱塞孔內(nèi)的密封工作容積縮小,通過配流盤向外排油。密封工作容積縮小,通過配流盤向外排油。NoImagel 轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn),柱塞在缸孔內(nèi)轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn),柱塞在缸孔內(nèi)吸油、壓油各一次;吸油、壓油各一次; l 通過變量機構改變定子和轉(zhuǎn)子通過變量機構改變定子和轉(zhuǎn)子間的偏心距,可改變泵的排量和間的偏心距,可改變泵的排量和工作方向,因此徑向柱塞泵可以工作方向,因此徑向柱塞泵可以是單向或是單向或l 為了流量脈動率盡可能小,通為了流量脈動率盡可能小,通常采用奇數(shù)柱塞數(shù)。常采用奇數(shù)柱塞數(shù)。l 特點特點泵的平均排量為泵的平均排量為ezdezdV22224泵的輸出流量泵的輸出流量vezndq22l 排量和流量計算排量和流量計算l高速小轉(zhuǎn)矩高速小轉(zhuǎn)矩 :500r/min 齒輪式齒輪式 葉片式葉片式 軸向柱塞式軸向柱塞式l低速大轉(zhuǎn)矩:低速大轉(zhuǎn)矩:500r/min 徑向柱塞式徑向柱塞式 液壓馬達是將液體壓力能轉(zhuǎn)換為機械能的裝液壓馬達是將液體壓力能轉(zhuǎn)換為機械能的裝置,輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速,是液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件

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