第三章液壓泵概述ppt

1、l液壓泵是液壓系統(tǒng)的動力元件，其功用是給液壓系統(tǒng)提供壓力油，從能量轉(zhuǎn)換角度講，它是將原動機（如發(fā)動機）輸出的機械能轉(zhuǎn)換為便于輸送的液體的壓力能。液壓馬達則屬于執(zhí)行元件，它能將輸入液體的壓力能轉(zhuǎn)換為輸出軸轉(zhuǎn)動的機械能，用來拖動負載做功。液壓泵與液壓馬達的圖形符號表示如圖3-1所示。 圖3-1 液壓泵與馬達圖形符號液壓泵與馬達圖形符號 l一、液壓泵的基本原理與分類一、液壓泵的基本原理與分類l1 1、液壓泵的工作原理、液壓泵的工作原理圖圖3-2 單柱塞液壓單柱塞液壓單柱塞泵的原理單柱塞泵的原理.avi.avil單柱塞液壓泵的工作原理：當(dāng)偏心輪1旋轉(zhuǎn)時，柱塞2在偏心輪和彈簧3的作用下在泵體內(nèi)作往復(fù)運動

2、，使密封腔a的容積發(fā)生變化。密封容腔a容積增大時形成真空，油箱中的油在大氣壓力的作用下通過單向閥4進入，實現(xiàn)吸油，此時單向閥5關(guān)閉，系統(tǒng)內(nèi)的高壓油不能倒流；密封腔容積減小時，油受擠壓后被迫通過單向閥5進入液壓系統(tǒng)，完成排油過程，此過程中單向閥4關(guān)閉。這樣，當(dāng)偏心輪連續(xù)轉(zhuǎn)動時，泵便不斷地重復(fù)吸油和排油過程。 l由此可見，液壓泵是靠密封容積的變化實現(xiàn)吸油和排油的，其排油量的大小取決于密封腔的容積變化量，故這種泵又稱為容積式泵。液壓泵工作的基本的條件：l 結(jié)構(gòu)上能形成的互不相通的密封容腔，即吸油腔和排（或壓）油腔。l 密封容腔發(fā)生有規(guī)律的周期性變化。l 密封腔增大時與油箱相通，密封腔容積變小時能與系

3、統(tǒng)壓油管連通。 l2、泵與馬達的分類l根據(jù)結(jié)構(gòu)形式，液壓泵與液壓馬達的具體分類如下： 內(nèi)嚙合齒輪泵與馬達齒輪式外嚙合齒輪泵與馬達雙作用葉片泵與馬達葉片式單作用葉片泵液壓泵（或馬達）斜盤式軸向柱塞泵與馬達柱塞式 斜軸式軸向柱塞泵與馬達徑向柱塞泵與馬達螺桿式l1、 壓力l壓力的國際單位為Pa（帕），常用單位有MPa（兆帕），1MPa=106Pa。l工作壓力p：泵在實際工作時輸出油液的壓力，由外負載決定。l額定壓力pH：在正常工作條件下，按試驗標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定能連續(xù)運轉(zhuǎn)的最高壓力。其大小受泵壽命的限制，若泵超過額定壓力工作，泵的使用壽命將會比設(shè)計的壽命短。當(dāng)工作壓力大于額定壓力時稱泵超載。l最高壓力pmax

4、：按試驗標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，泵在超載狀態(tài)下允許短暫運行的最高壓力。其大小受零件強度及密封能力的限制，若超過此壓力工作，泵可能會立即損壞。 l2、轉(zhuǎn)速（rpm，r/min）l工作轉(zhuǎn)速n：泵在工作時的實際轉(zhuǎn)動速度。l額定轉(zhuǎn)速nH：在額定壓力下，能連續(xù)長時間正常運轉(zhuǎn)的最高轉(zhuǎn)速。在此轉(zhuǎn)速下工作既能保證泵的自吸性能，充分發(fā)揮其工作能力，又不降低總效率。l最高轉(zhuǎn)速nmax：在額定壓力下，超過額定轉(zhuǎn)速而允許短暫運行的最大轉(zhuǎn)速。此時運轉(zhuǎn)泵不應(yīng)產(chǎn)生氣蝕，不產(chǎn)生振動和大的噪聲。若泵超過額定轉(zhuǎn)速工作將會造成吸油不足，產(chǎn)生振動和大的噪聲，零件會遭受氣蝕損傷，壽命降低。 l3 3、排量、流量、容積效率、排量、流量、容積效率l排量

5、q：泵每轉(zhuǎn)一周，由密封容腔幾何尺寸變化而得的排出液體的體積，單位是mL/r（毫升/轉(zhuǎn)）。排量可以通過調(diào)節(jié)發(fā)生變化的稱為變量泵，排量不能變化的稱為定量泵。l理論流量Qt：泵在單位時間內(nèi)由密封容腔幾何尺寸變化計算而得的排出液體的體積。 nqQt（3-1）l額定流量QH：在正常工作條件下，按試驗標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定必須保證的流量。l實際流量Q：泵工作時出口處的流量。由于泵本身存在內(nèi)泄漏，其實際流量小于理論流量。l容積效率V:液壓泵的實際流量與理論流量的比值。即 ttttvQQQQQQQ1（3-2）l式中，Q為液壓泵的泄漏量，它是液壓泵的理論流量與實際流量之差。泄漏量的大小與泵的工作壓力、轉(zhuǎn)速、油液的粘度以及產(chǎn)生

6、泄漏的的縫隙尺寸等有關(guān)，或者說這些因素將直接影響液壓泵的容積效率。vvtqnQQ（3-3）l4、功率、轉(zhuǎn)矩、機械效率l輸出功率P：液壓泵工作時實際輸出的功率，國際單位是W（瓦），常用單位有KW。l以圖3-3的泵-缸系統(tǒng)為例，當(dāng)忽略輸送管路及液壓缸中的能量損失，液壓泵的輸出功率應(yīng)等于液壓缸的輸入功率，也等于液壓缸的輸出功率，即可列出如下表達式：pQAQpApAvFvP（3-4）圖圖3-3 液壓泵的功率液壓泵的功率l在液壓傳動系統(tǒng)中，液體所具有的功率即液壓功率等于壓力和流量的乘積。l實際轉(zhuǎn)矩T：對液壓泵實際輸入的轉(zhuǎn)矩，單位是Nm。l理論轉(zhuǎn)矩Tt：在不考慮泵內(nèi)機械摩擦、液體粘性摩擦等時對泵的輸入轉(zhuǎn)矩

7、。因此驅(qū)動泵所需實際轉(zhuǎn)矩必然要大于理論轉(zhuǎn)矩。l機械效率m：理論轉(zhuǎn)矩與實際輸入轉(zhuǎn)矩的比值，即 TTtm（3-5）l若不考慮摩擦損失，泵的理論輸入功率應(yīng)若不考慮摩擦損失，泵的理論輸入功率應(yīng)等于泵的理論輸出功率，即有下式等于泵的理論輸出功率，即有下式 pqnpQnTtt22pqTt于是有于是有結(jié)合（結(jié)合（3-5）式可以得出實際轉(zhuǎn)矩的表達式：）式可以得出實際轉(zhuǎn)矩的表達式：mpqT2（3-6）l輸入功率Pi：泵工作時對泵實際輸入的功率，即液壓泵的驅(qū)動功率。 mvmtmipQpQnpqnTP222（3-7）5、總效率、總效率泵的輸出功率與輸入功率的比值稱為泵的泵的輸出功率與輸入功率的比值稱為泵的總效率，用

8、總效率，用表示表示。 mviPP（3-8）l有（3-8）式說明，液壓泵的總效率等于容積效率與機械效率的乘積。另外，液壓泵輸入功率的可寫成： pQPi（3-9）l例1 某液壓泵的輸出油壓p=10MPa，轉(zhuǎn)速n=2000r/min ，排量q=10mL/r，容積效率V=0.95，總效率=0.9。求液壓泵的輸出流量、輸出功率、泵的驅(qū)動功率。l解 1）液壓泵的實際輸出流量為9 . 017. 3PPi3.52（KW） Q=qnv=101010-3-3200020000.95=190.95=19（L/minL/min ) 2)2)求液壓泵的輸出功率求液壓泵的輸出功率P P 3 3） 液壓泵的驅(qū)動功率液壓泵的

9、驅(qū)動功率Pi Pi為為601019101036 pQP3.17103（W）=3.17KW 1、壓力（差）l工作壓力pm：液壓馬達在實際工作時輸入油液的壓力，由外負載決定。l額定壓力pHm：在正常工作條件下，按試驗標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定能連續(xù)運轉(zhuǎn)的最高壓力。l最高壓力pmaxm：按試驗標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，允許短暫運行的最高壓力。l壓力差P：液壓馬達輸入壓力和輸出壓力之差值。 l2、轉(zhuǎn)速（rpm，r/min）l工作轉(zhuǎn)速nm：馬達在工作時的實際轉(zhuǎn)動速度。l額定轉(zhuǎn)速nHm：在額定壓力下，能連續(xù)長時間正常運轉(zhuǎn)的最高轉(zhuǎn)速。l最高轉(zhuǎn)速nmaxm：在額定壓力下，超過額定轉(zhuǎn)速而允許短暫運行的最大轉(zhuǎn)速。l最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速：正常運轉(zhuǎn)所允許的最

10、低轉(zhuǎn)速。在此轉(zhuǎn)速下，馬達不出現(xiàn)爬行現(xiàn)象。 l3、排量、流量、容積效率l排量qm：馬達每轉(zhuǎn)一周，由密封容腔幾何尺寸變化計算而需要輸入的液體的體積。l理論流量Qt：在單位時間內(nèi)馬達為形成指定轉(zhuǎn)速，由密封容腔幾何尺寸變化計算的所需液體的體積。即 mmtmqnQ（3-10）實際流量實際流量QQmm：液壓馬達工作時進口處的流量。由液壓馬達工作時進口處的流量。由于馬達本身存在內(nèi)泄漏，要實現(xiàn)指定轉(zhuǎn)速，為補償于馬達本身存在內(nèi)泄漏，要實現(xiàn)指定轉(zhuǎn)速，為補償泄漏量，其輸入實際流量必須大于理論流量。泄漏量，其輸入實際流量必須大于理論流量。 l容積效率mm:液壓馬達的理論流量與實際流量的比值。即 mtmvmQQ=mmm

11、QQQ式中，式中，Qm為液壓馬達的泄漏量，它是液壓馬達為液壓馬達的泄漏量，它是液壓馬達的實際流量與理論流量之差。的實際流量與理論流量之差。由式（由式（3-10）可以導(dǎo)出液壓馬達為輸出轉(zhuǎn)速的表）可以導(dǎo)出液壓馬達為輸出轉(zhuǎn)速的表達式：達式： mQvmmmmtmmqQqQn（3-11）（3-12）l4、功率、轉(zhuǎn)矩、機械效率l輸入功率Pim：對液壓馬達實際輸入的液壓功率即PQ。l理論轉(zhuǎn)矩Ttm：液體壓力作用于馬達轉(zhuǎn)子形成的轉(zhuǎn)矩，即在不考慮馬達內(nèi)機械摩擦、液體粘性摩擦等時可以產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。l實際轉(zhuǎn)矩Tm：液壓馬達軸實際輸出的轉(zhuǎn)矩，即馬達的理論轉(zhuǎn)矩克服摩擦力矩后的轉(zhuǎn)矩。因此馬達實際輸出轉(zhuǎn)矩必然要小于理論轉(zhuǎn)矩。

12、 l機械效率mm：實際輸出轉(zhuǎn)矩與理論轉(zhuǎn)矩的比值，即 tmmmmTT若不考慮摩擦損失，馬達的輸入功率減去泄漏的若不考慮摩擦損失，馬達的輸入功率減去泄漏的液壓功率應(yīng)等于馬達的理論輸出功率，即有下式液壓功率應(yīng)等于馬達的理論輸出功率，即有下式 tmmmmmmTnqpnQQp2)(于是可以導(dǎo)出于是可以導(dǎo)出 2mtmpqT（3-13）（3-14）結(jié)合（結(jié)合（3-133-13）式可以得出實際轉(zhuǎn)矩的表達式：）式可以得出實際轉(zhuǎn)矩的表達式：mmmmpqT2l輸出功率Pm：液壓馬達工作時實際輸出的功率。 mmmmmmmqpnTnP 2mmvmmmmtmpQpQ=5、總效率馬達的輸出功率與輸入功率的比值稱為泵的總效率，用表示 mmvmmmpQP（3-15）（3-16）l例2 某液壓系統(tǒng)中，由液壓泵直接驅(qū)動液壓馬達進行工作，其中液壓泵的排量為10mL/r，輸入轉(zhuǎn)速為2000r/min，液壓馬達的排量為10mL/r，馬達驅(qū)動負載所需轉(zhuǎn)矩為15Nm，馬達的出口壓力為零，液壓泵和馬達的容積效率皆為0.95，總效率皆為0.9，不計管路的壓力損失和泄漏量，求1） 馬達的轉(zhuǎn)速，2）液壓泵的工作壓力和驅(qū)動功率。 l解：液壓泵的輸出流量：32000 10 0.95 1019(/ min)vQnqL則馬達的轉(zhuǎn)速為：319 100.