第2章 液壓泵和液壓馬達(續(xù))

1、第2章 液壓泵和液壓馬達（續(xù)）一、工作原理（單作用式） 組成：定子、轉(zhuǎn)子、葉片、配油盤、傳動軸、組成：定子、轉(zhuǎn)子、葉片、配油盤、傳動軸、殼體等。殼體等。葉片泵工作必要條件解析1、吸排油腔由葉片、轉(zhuǎn)子、定子和端蓋構(gòu)成。隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動，葉片在轉(zhuǎn)子的徑向槽內(nèi)往復(fù)運動，朝偏心大的方向運動時容積增大，朝偏心小的方向運動時則反之。2、葉片、轉(zhuǎn)子、定子和端蓋把吸排油腔隔開；3、吸排油腔之間有葉片包圍的運動容積，保證油液進入排油腔前完成離開吸油腔，反之亦然。單作用葉片泵特點單作用葉片泵特點1 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，吸壓油各一次。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，吸壓油各一次。 稱單作用式稱單作用式 2 吸壓油口各半，徑向力不平衡。吸壓油口各

2、半，徑向力不平衡。 稱非卸荷式稱非卸荷式結(jié)構(gòu)特點：結(jié)構(gòu)特點： 定子右邊控制活塞作用著泵的出口壓力油，左邊作用著定子右邊控制活塞作用著泵的出口壓力油，左邊作用著調(diào)壓彈簧力。當(dāng)調(diào)壓彈簧力。當(dāng)F F F Fs s，定子將向偏心減小的，定子將向偏心減小的方向移動。方向移動。限壓式變量葉片泵限壓式變量葉片泵工作原理：工作原理：當(dāng)當(dāng)PAPAx x F Fs s時時e=ee=emaxmaxq=qq=qmaxmax定定量泵量泵當(dāng)當(dāng)PAxPAxFsFs時時e=ee=emaxmaxx xq = qq = qm a xm a x p fp f(x(x) )變量泵變量泵FsPAX當(dāng)當(dāng)P PP Pc c時時 q q=f

3、(e=f(e) ) p p q q減小減小 BCBC段段當(dāng)當(dāng)P PP Pc c時時 q q=0=0調(diào)節(jié)定子右邊的螺釘，改變調(diào)節(jié)定子右邊的螺釘，改變e emaxmax AB線上下平移線上下平移調(diào)節(jié)壓力調(diào)節(jié)螺釘?shù)念A(yù)壓縮量調(diào)節(jié)壓力調(diào)節(jié)螺釘?shù)念A(yù)壓縮量x x0 0 BC線左右平移線左右平移更換彈簧更換彈簧 BC線線斜率變化斜率變化peqkkq1泵實際輸出流量關(guān)系式：泵實際輸出流量關(guān)系式： kqkq泵的流量常數(shù)，泵的流量常數(shù)，k1k1泵的泄漏常數(shù)泵的泄漏常數(shù) 當(dāng)當(dāng)pApAx x F Fs s時，定子左移，泵的流量減小，流量為：時，定子左移，泵的流量減小，流量為：pqkekq1maxpqkkkAkkexkq

4、sxsqq)()(1max0kkkAexkpqsxs1max0max)(二、雙作用葉片泵（平衡式） 排量和流量V=2B(R2-r2)-2ZSB(R-r)/cos葉片泵流量的均勻性取決于定子曲線的形狀與泵的葉片數(shù)；葉片泵的流量脈動性較小；對雙作用葉片泵，為保證密封，必須使油窗孔的間隔角大于葉片的間距角。定量泵在轉(zhuǎn)速不變的情況下，其平均理論流量不變；變量泵在轉(zhuǎn)速不變的情況下，其平均理論流量可在一定范圍內(nèi)發(fā)生變化；變量泵的變量實質(zhì)改變泵的幾何結(jié)構(gòu)尺寸，從而改變泵的排量；變量葉片泵通常是指單作用式葉片泵。三、定量和變量四、主要性能特點1、結(jié)構(gòu)較齒輪泵復(fù)雜2、價格適中3、噪聲小4、自吸能力適中5、流量脈

5、動較小6、工作效率一般1、避免葉片“脫空”現(xiàn)象； 否則，葉片和定子撞擊并產(chǎn)生噪聲，造成嚴(yán)重流量脈動。2、使葉片的受力狀況良好，避免軟硬沖點； 否則，因摩擦自鎖而折斷，易產(chǎn)生撞擊和噪聲。3、選擇合適的葉片數(shù)和定子曲線的形狀。 否則，造成流量的脈動性較大。五、主要技術(shù)要點1、葉片泵的高壓化主要針對雙作用式，這是因為它的徑向液壓力基本上是平衡的；六、葉片泵的高壓化2、葉片泵的高壓化主要是限制葉片和定子內(nèi)表面的磨損；3、減小接觸應(yīng)力常用的三種方法。 減小葉片在吸油區(qū)的受壓面積； 用彈簧力代替吸油區(qū)葉片底部的液壓力； 降低在吸油區(qū)葉片底部的液壓力。Double-vanesingle-vane七、小結(jié)（一

6、）單作用式1、主要用作變量泵，一般不作高壓泵；2、葉片數(shù)一般為奇數(shù)；3、定轉(zhuǎn)子均為圓形，偏心安裝；4、葉片槽相對轉(zhuǎn)向往后傾斜(130)。（二）雙作用式1、主要用作定量泵，可作高壓泵；2、葉片數(shù)一般為偶數(shù)；3、定轉(zhuǎn)子同心安裝，定子內(nèi)表面由長圓弧面、短圓弧面和過渡曲面組成；4、葉片槽相對轉(zhuǎn)向往前傾斜。unbalancedBalanced一、概述軸向柱塞泵缸體固定式缸體旋轉(zhuǎn)式斜盤式斜軸式徑向柱塞泵多行程式偏心式缸體固定式缸體旋轉(zhuǎn)式往復(fù)柱塞式凸輪式曲軸式往復(fù)式主要性能特點柱塞泵在高壓下的容積效率非常高，故主要用在高壓場合；柱塞泵結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高；變量能力很強；自吸能力不如其它液壓泵好；噪聲較大。 二

7、、軸向柱塞泵（一）斜盤式（缸體旋轉(zhuǎn)）滑靴柱塞軸缸體斜盤配流盤吸油口出油口aDZdPiVtan*2*4/排量的計算V-泵的排量d-柱塞的直徑Z-柱塞的個數(shù)D-柱塞在剛體上的分布圓直徑 關(guān)鍵研究技術(shù)1、柱塞與缸體柱塞孔的潤滑特性；2、柱塞與滑靴；3、滑靴與斜盤的潤滑特性；4、缸體與配流盤的潤滑特性；5、配流盤的結(jié)構(gòu)設(shè)計；降噪氣蝕研究（二）斜軸式（缸體旋轉(zhuǎn)）軸柱塞缸體主要特點優(yōu)點:斜軸式軸向柱塞泵由于連桿與傳動盤之間采用球鉸鏈連接,沒有斜盤式軸向柱塞泵滑靴這樣的薄弱環(huán)節(jié),所以具有耐沖擊、壽命長、工作可靠、自吸能力強等優(yōu)點。缺點：流量調(diào)節(jié)機構(gòu)比較復(fù)雜，外形尺寸和質(zhì)量較大，柱塞連桿副和傳動盤的加工較斜盤

8、式難度大。應(yīng)用場合：工程機械及冶金、礦山、起重、運輸、船舶等機械的液壓系統(tǒng)中。（三）缸體固定式（斜盤旋轉(zhuǎn)）1、缸體旋轉(zhuǎn)式的容易變量，同樣的結(jié)構(gòu)可用作馬達；2、斜盤式的結(jié)構(gòu)最緊湊；3、斜盤式的排量不如斜軸式大（斜盤角一般最大為180，斜軸角一般最大可達300），容積效率不如斜軸式的高；（四）特點比較4、缸體固定式柱塞泵的結(jié)構(gòu)較缸體旋轉(zhuǎn)式的簡單，前者的工作壓力可更高；5、缸體固定式變量困難，不能用作馬達。三、徑向柱塞泵主要特點1、比軸向柱塞式復(fù)雜，體積大，變量困難；2、工作壓力高，可達70MPa；3、閥配流式柱塞泵的壓力高，高速時閥的滯后對容積效率影響較大，一般轉(zhuǎn)速限定在10001500r/min

9、；4、配流閥一般有錐閥、球閥和平板閥三種，平板式的結(jié)構(gòu)簡單，慣性小，比較常用。四、往復(fù)柱塞泵五、小結(jié)1、柱塞泵主要用于高壓、高效率的場合；2、軸向柱塞泵（缸體旋轉(zhuǎn)式）變量容易，結(jié)構(gòu)緊湊；3、徑向柱塞泵和往復(fù)柱塞泵變量困難，工作壓力很高，轉(zhuǎn)速不宜過大；4、配流盤和配油閥是影響柱塞泵工作性能（噪聲、氣蝕和效率等）的關(guān)鍵部件；5、對油液的精度要求較高。液壓馬達一、總述（一）液壓馬達符號（二）馬達與泵的差異1、馬達需要正反轉(zhuǎn)，要求結(jié)構(gòu)對稱，而泵一般是單向旋轉(zhuǎn)；2、為改善泵的吸油能力，通常把吸油口做得比排油口大，而馬達沒這一要求；3、確定馬達的軸承結(jié)構(gòu)和潤滑方式時，應(yīng)保證較寬的工作轉(zhuǎn)速范圍；4、泵要求具

10、有自吸能力，馬達則不要求；5、要求馬達有較大的起動扭矩，盡量使起動扭矩接近工作狀態(tài)下的扭矩。（三）主要參數(shù)及計算1. 輸入?yún)?shù) 流量Q(L/min) 進出口壓差p(MPa) 輸入功率Ni= pQ (kW)2. 理論轉(zhuǎn)速nt nt=Q / V（r/min) 式中,V為馬達的排量,mL/r。3. 理論輸出扭矩Tt Tt= pQ /2n= pV /2 （N.m）4. 容積損失Q和容積效率v Q = Q- Qt Q=CVp / v= Qt / Q=(Q- Q)/ Q5. 機械損失 T與機械效率m T = T t T T =V(C1 n+C2p ) / 2 m= T / T t = (T t T )/

11、T t 6.實際轉(zhuǎn)速n n=Qt / V7.實際輸出扭矩T T= Tt . m 8.實際輸出功率No No=T.2n9.總效率 Ni /No= v . m （四）特性曲線QtQQTtTT p1vm1、液壓馬達的起動性能主要由起動扭矩T0和起動機械效率m0來描述；2、起動機械效率是指馬達由靜止?fàn)顟B(tài)起動時，馬達實際輸出的扭矩與它在同一工作壓差時的理論扭矩之比，即m0= T0 / Tt；（五）起動性能3、起動扭矩和起機械效率的大小不僅與摩擦力矩有關(guān)，而且還受扭矩脈動性及軸的位置狀態(tài)的影響。（六）最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速1、最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速是指液壓馬達在額定負(fù)載下，不出現(xiàn)爬行現(xiàn)象的最低轉(zhuǎn)速；2、爬行產(chǎn)生的原因如下：

12、摩擦力的大小不穩(wěn)定； 馬達理論扭矩的不均勻性； 泄漏量大小不穩(wěn)定。3、多作用內(nèi)曲線馬達的低速性能最好，可達0.11rpm，齒輪馬達的低速性能最差，其最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速一般在200300rpm。（七）最高使用轉(zhuǎn)速 液壓馬達的轉(zhuǎn)速不能任意提高，它主要受以下因素限制： 1.使用壽命的限制； 2.機械效率的限制； 3.背壓的限制。 制動性能是衡量液壓馬達的進出油口切斷后，轉(zhuǎn)動完全停止的程度和效果的一種能力。 制動性能以柱塞式馬達為最佳，其中端面配流的柱塞馬達比徑向配流的柱塞馬達好。（八）制動性能 液壓馬達不能完全避免泄漏現(xiàn)象，因此無法保證絕對的制動性，如需長時間制動時，應(yīng)該另設(shè)其它制動裝置。（九）液壓馬達的

13、分類液壓馬達可分為： 高速（HSLT）：額定轉(zhuǎn)速高于500rpm，其基本型式有齒輪式、螺桿式、葉片式和軸向柱塞式； 低速（LSHT）：額定轉(zhuǎn)速低于500rpm，其基本型式是徑向柱塞式。二、幾種液壓馬達（一）齒輪馬達 要點1、必須有單獨的泄漏油口；2、齒數(shù)一般大于14，多齒數(shù)對改善低速穩(wěn)定性、提高起高起動性能、減振和降噪都有好處。（二）葉片馬達 要點1、馬達葉片用彈簧將其推出,以防起動時造成高低壓串通；2、葉片安放角為0度，頂端對稱倒角，以適應(yīng)正反轉(zhuǎn)的要求。（三 ）軸向柱塞馬達（四）徑向柱塞馬達三、馬達的應(yīng)用（一 ）浮動控制 利用外加單向閥把馬達的進出油口連接起來，實現(xiàn)浮動控制。（二 ）減速控制 提高馬達的工作背壓可準(zhǔn)確控制馬達減速。另外，也可利用制動閥的節(jié)流作用來控制馬達的減速速率。（三）反向控制 對于驅(qū)動大負(fù)載的馬達反向控制，應(yīng)保證消除壓力沖擊和低壓口的及時補油，從而避免元件的振動、氣蝕和損壞。（四）速度控制 通過設(shè)置不同的流量閥回路