液壓與氣動(dòng)控制技術(shù)(辛連學(xué))2液壓動(dòng)力元件

1、第二章 液壓動(dòng)力元件第一節(jié)第一節(jié) 液壓泵的工作原理液壓泵的工作原理 第二節(jié)第二節(jié) 液壓泵的主要性能和參數(shù)液壓泵的主要性能和參數(shù) 第三節(jié)第三節(jié) 液壓泵的分類和結(jié)構(gòu)液壓泵的分類和結(jié)構(gòu) 第四節(jié)第四節(jié) 液壓泵和電動(dòng)機(jī)參數(shù)的選用液壓泵和電動(dòng)機(jī)參數(shù)的選用 實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目本章小結(jié)本章小結(jié)思考題與習(xí)題思考題與習(xí)題第一節(jié)第一節(jié) 液壓泵的工作原理液壓泵的工作原理 第二章 液壓動(dòng)力元件由于液壓泵是依靠泵的密封工作腔的容積變化來(lái)實(shí)現(xiàn)吸油和壓油的，因而稱之為容積式泵。容積式泵的流量大小取決于密封工作腔容積變化的大小和次數(shù)。若不計(jì)泄漏，則流量與壓力無(wú)關(guān)。液壓泵的分類方式很多，它可按壓力的大小分為低壓泵、中壓泵和高壓泵；

2、也可按流量是否可調(diào)節(jié)分為定量泵和變量泵；還可按泵的結(jié)構(gòu)分為齒輪泵、葉片泵和柱塞泵，其中，齒輪泵和葉片泵多用于中、低壓系統(tǒng)，柱塞泵多用于高壓系統(tǒng)。第二章 液壓動(dòng)力元件第二節(jié)第二節(jié) 液壓泵的主要性能和參數(shù)液壓泵的主要性能和參數(shù) 一壓力一壓力1工作壓力液壓泵實(shí)際工作時(shí)的輸出壓力稱為液壓泵的工作壓力。工作壓力取決于外負(fù)載的大小和排油管路上的壓力損失，而與液壓泵的流量無(wú)關(guān)。 2額定壓力 液壓泵在正常工作條件下，按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的最高壓力稱為液壓泵的額定壓力。3最高允許壓力在超過(guò)額定壓力的條件下，根據(jù)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，允許液壓泵短暫運(yùn)行的最高壓力值稱為液壓泵的最高允許壓力，超過(guò)此壓力，泵的泄漏會(huì)迅速增加

3、。二排量二排量排量是泵主軸每轉(zhuǎn)一周所排出液體體積的理論值，如泵排量固定，則為定量泵；排量可變，則為變量泵。一般定量泵因密封性較好，泄漏小，故在高壓時(shí)效率較高。三流量三流量流量為泵單位時(shí)間內(nèi)排出的液體體積(Lmin)，有理論流量qth和實(shí)際流量qac兩種。qth=qn 式中，V表示泵的排量(Lr)；n表示泵的轉(zhuǎn)速(rmin)。 qac= qth一q 式中，q表示泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，油會(huì)從高壓區(qū)泄漏到低壓區(qū)的泄漏損失。第二章 液壓動(dòng)力元件第二節(jié)第二節(jié) 液壓泵的主要性能和參數(shù)液壓泵的主要性能和參數(shù) 四容積效率和機(jī)械效率四容積效率和機(jī)械效率 液壓泵的容積效率v的計(jì)算公式為 v= qac/qth 液壓泵的機(jī)械效率

4、m的計(jì)算公式為 m= Tth/Tac 式中，Tth表示泵的理論輸入扭矩；Tac表示泵的實(shí)際輸入扭矩。 五泵的總效率和功率五泵的總效率和功率 泵的總效率的計(jì)算公式為 =vm =Pac/PM 式中，Pac表示泵實(shí)際輸出功率；PM表示電動(dòng)機(jī)輸出功率。 泵的功率Pac的計(jì)算公式為 Pac =px qac /60 (kW) 【例21】某液壓系統(tǒng)，泵的排量V=10 mLr，電機(jī)轉(zhuǎn)速n=1200 rmin，泵的輸出壓力p=5 MPa，泵容積效率v=0.92，總效率=0.84，求：（1）泵的理論流量；(2)泵的實(shí)際流量;(3)泵的輸出功率;(4)驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率。 第二章 液壓動(dòng)力元件第三節(jié)第三節(jié) 液壓泵的分類和

5、結(jié)構(gòu)液壓泵的分類和結(jié)構(gòu)一、齒輪泵一、齒輪泵齒輪泵按結(jié)構(gòu)形式可分為外嚙合和內(nèi)嚙合兩種，內(nèi)嚙合齒輪泵應(yīng)用較少，故我們只介紹外嚙合齒輪泵。外嚙合齒輪泵具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、容易制造、成本低，對(duì)油液污染不敏感，工作可靠、維護(hù)方便、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，故廣泛應(yīng)用于各種低壓系統(tǒng)中。隨著齒輪泵在結(jié)構(gòu)上的不斷完善，中、高壓齒輪泵的應(yīng)用逐漸增多。目前高壓齒輪泵的工作壓力可達(dá)14 MPa21 MPa。1 1、 齒輪泵的工作原理齒輪泵的工作原理第二章 液壓動(dòng)力元件一、齒輪泵一、齒輪泵1 1、 齒輪泵的工作原理齒輪泵的工作原理外嚙合齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)泄漏途徑有二：一為齒頂與齒輪殼內(nèi)壁的間隙，二為齒端面與側(cè)板之間的間隙，當(dāng)壓力增加時(shí)，

6、前者不會(huì)改變，但后者撓度大增，此為外嚙合齒輪泵泄漏最主要的原因，故不適合用作高壓泵。為解決外嚙合齒輪泵的內(nèi)泄漏問(wèn)題，提高其壓力，逐步開發(fā)出固定側(cè)板式齒輪泵，其最高壓力長(zhǎng)期均為710 MPa，可動(dòng)側(cè)板式齒輪泵在高壓時(shí)側(cè)板被往內(nèi)推，以減少高壓時(shí)的內(nèi)漏，其最高壓力可達(dá)1417 MPa。液壓油在漸開線齒輪泵運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，因齒輪相交處的封閉體積隨時(shí)問(wèn)而改變，常有一部分液壓油被封閉在齒間，如圖23所示，我們稱之為圖23 困油現(xiàn)象困油現(xiàn)象。因?yàn)橐簤河筒豢蓧嚎s而使外接齒輪泵在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生極大的震動(dòng)和噪音，所以必須在側(cè)板上開設(shè)卸荷槽，以防止震動(dòng)和噪音的發(fā)生。第三節(jié)第三節(jié) 液壓泵的分類和結(jié)構(gòu)液壓泵的分類和結(jié)構(gòu)第二

7、章 液壓動(dòng)力元件一、齒輪泵一、齒輪泵2 2、齒輪泵的結(jié)構(gòu)、齒輪泵的結(jié)構(gòu)齒輪泵外形大致相同，而內(nèi)部結(jié)構(gòu)確不同，可分為：無(wú)側(cè)板型，浮動(dòng)側(cè)板型和浮動(dòng)軸套型。CBB型齒輪泵為無(wú)側(cè)板型，其結(jié)構(gòu)如圖24所示，它是分離三片式結(jié)構(gòu)，三片是指泵體7和泵蓋4、8，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不能承受較高的壓力。 第三節(jié)第三節(jié) 液壓泵的分類和結(jié)構(gòu)液壓泵的分類和結(jié)構(gòu)第二章 液壓動(dòng)力元件二、葉片泵二、葉片泵1 1單作用葉片泵單作用葉片泵改變轉(zhuǎn)子與定子的偏心量，即可改變泵的流量，偏心量越大，流量越大，若調(diào)成幾乎是同心的，則流量接近于零。因此單作用葉片泵大多為變量泵。圖26雙作用葉片泵工作原理另外還有一種限壓式變量泵，當(dāng)負(fù)荷小時(shí)，泵輸出流量

8、大，負(fù)載可快速移動(dòng)；當(dāng)負(fù)荷增加時(shí)，泵輸出流量變少，輸出壓力增加，負(fù)載速度降低。如此可減少能量消耗，避免油溫上升。第三節(jié)第三節(jié) 液壓泵的分類和結(jié)構(gòu)液壓泵的分類和結(jié)構(gòu)第二章 液壓動(dòng)力元件二、葉片泵二、葉片泵 2 2雙作用葉片泵雙作用葉片泵 雙作用葉片泵的工作原理如圖26所示，定子內(nèi)表面近似橢圓，轉(zhuǎn)子和定子同心安裝，有兩個(gè)吸油區(qū)和兩個(gè)壓油區(qū)對(duì)稱布置。轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周，完成兩次吸油和壓油。雙作用葉片泵大多是定量泵。第三節(jié)第三節(jié) 液壓泵的分類和結(jié)構(gòu)液壓泵的分類和結(jié)構(gòu)第二章 液壓動(dòng)力元件二、葉片泵二、葉片泵 3 3YB1YB1型葉片泵的結(jié)構(gòu)型葉片泵的結(jié)構(gòu)第三節(jié)第三節(jié) 液壓泵的分類和結(jié)構(gòu)液壓泵的分類和結(jié)構(gòu)第二章

9、 液壓動(dòng)力元件三、柱塞泵三、柱塞泵柱塞泵工作原理是通過(guò)柱塞在液壓缸內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)吸油和壓油。與齒輪泵和葉片泵相比，該泵能以最小的尺寸和最小的重量供給最大的動(dòng)力，為一種高效率的泵，但制造成本相對(duì)較高，該泵用于高壓、大流量、大功率的場(chǎng)合。 第三節(jié)第三節(jié) 液壓泵的分類和結(jié)構(gòu)液壓泵的分類和結(jié)構(gòu)第二章 液壓動(dòng)力元件四、液壓泵的職能符號(hào)四、液壓泵的職能符號(hào)第三節(jié)第三節(jié) 液壓泵的分類和結(jié)構(gòu)液壓泵的分類和結(jié)構(gòu)第二章 液壓動(dòng)力元件第四節(jié)第四節(jié) 液壓泵和電動(dòng)機(jī)參數(shù)的選用液壓泵和電動(dòng)機(jī)參數(shù)的選用 選擇液壓泵的原則是：根據(jù)主機(jī)工況、功率大小和系統(tǒng)對(duì)工作性能的要求，首先確定液壓泵的類型，然后按系統(tǒng)所要求的壓力、流量

10、大小確定其規(guī)格型號(hào)。 第二章 液壓動(dòng)力元件 一、工作任務(wù)汽車的升降是由液壓缸帶動(dòng)升降臺(tái)上下運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。那么如何使液壓缸實(shí)現(xiàn)這一運(yùn)動(dòng)?通過(guò)什么元件來(lái)實(shí)現(xiàn)這一運(yùn)動(dòng)?如何選擇這些元件？這些元件結(jié)構(gòu)如何？二、任務(wù)分析在壓力機(jī)上液壓泵將原動(dòng)機(jī)(電動(dòng)機(jī)或內(nèi)燃機(jī))輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為工作液體的壓力能，是一種能量轉(zhuǎn)換裝置。液壓泵有很多種，其中，齒輪泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、造價(jià)低，對(duì)工作環(huán)境的適應(yīng)性較好，而升降臺(tái)上的液壓泵要求維護(hù)和保養(yǎng)簡(jiǎn)單，成本低，所以齒輪泵能很好地滿足其使用要求，為此這里選用齒輪泵作為動(dòng)力元件。實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目一實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目一. .汽車修理升降臺(tái)動(dòng)力元件的選擇和拆裝汽車修理升降臺(tái)動(dòng)力元件的選擇和拆裝第二章

11、液壓動(dòng)力元件三、任務(wù)實(shí)施1.在升降臺(tái)上的液壓動(dòng)力元件可以選擇齒輪泵。2. 通過(guò)對(duì)液壓泵的拆裝可加深對(duì)泵結(jié)構(gòu)及工作原理的了解。并能對(duì)液壓泵的加工及裝配工藝有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)。CBB型齒輪泵是分離三片式結(jié)構(gòu)，三片是指泵體和前后泵蓋，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，泵體內(nèi)裝一對(duì)齒數(shù)相等又相互嚙合的齒輪，長(zhǎng)軸和短軸通過(guò)鍵與齒輪相連接，兩根軸借助滾針軸承支承在前后端蓋中。四、操作步驟1、根據(jù)任務(wù)，正確選用液壓泵。2、教師示范拆裝齒輪泵，學(xué)生分組拆解齒輪泵，觀察及了解各零件的結(jié)構(gòu)及在齒輪泵中的作用，了解各種齒輪泵的工作原理，按一定的步驟裝配齒輪泵。3、正確檢測(cè)齒輪泵的工作壓力。4、分析齒輪泵工作時(shí)出油口壓力與負(fù)載之間的關(guān)系。實(shí)訓(xùn)

12、項(xiàng)目一實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目一. .汽車修理升降臺(tái)動(dòng)力元件的選擇和拆裝汽車修理升降臺(tái)動(dòng)力元件的選擇和拆裝第二章 液壓動(dòng)力元件實(shí)訓(xùn)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目二項(xiàng)目二. .加工中心液壓系統(tǒng)動(dòng)力元件的選擇和拆裝加工中心液壓系統(tǒng)動(dòng)力元件的選擇和拆裝一、任務(wù)引入一、任務(wù)引入數(shù)控加工中心的主軸進(jìn)給運(yùn)動(dòng)采用微電子伺服控制,而其它輔助運(yùn)動(dòng)則采用液壓驅(qū)動(dòng),如圖212所示，液壓泵作為動(dòng)力元件向各分支提供穩(wěn)定的液壓能源。由于工作的特殊性，所以，正確選擇動(dòng)力元件是保證整個(gè)液壓系統(tǒng)可靠工作的關(guān)鍵。試根據(jù)具體要求，選擇液壓系統(tǒng)的動(dòng)力元件。二、任務(wù)分析二、任務(wù)分析在加工中心的液壓系統(tǒng)中，經(jīng)常采用液壓泵作為動(dòng)力元件自動(dòng)向向各分支提供穩(wěn)定的液壓能源,如夾緊回

13、路、滑楔移動(dòng)回路、機(jī)械手回轉(zhuǎn)缸、刀庫(kù)移動(dòng)換刀等。由于工作的特殊性，所以，正確選擇動(dòng)力元件是保證整個(gè)液壓系統(tǒng)可靠工作的關(guān)鍵。因?yàn)榧庸ぶ行牡囊簤合到y(tǒng)工作時(shí)，不同于液壓機(jī)，它不需要液壓泵輸出較大的流量，也不需要液壓泵輸出很高的壓力，但是要求液壓泵在工作中噪聲小，工作平穩(wěn)，而齒輪泵工作時(shí)噪聲大，小流量供油不穩(wěn)定，因此，齒輪泵用在加工中心中不能很好地滿足工作要求，故在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，我們常選擇限壓式變量葉片泵或雙作用葉片泵配蓄能器作為動(dòng)力元件，大型加工中心則采用柱塞泵為動(dòng)力元件。第二章 液壓動(dòng)力元件三、任務(wù)實(shí)施三、任務(wù)實(shí)施在選用葉片泵和柱塞泵作為液壓系統(tǒng)動(dòng)力元件時(shí)，應(yīng)根據(jù)各自的工作特點(diǎn)合理地選擇和應(yīng)用。1葉

14、片泵的選用2柱塞泵的選用3葉片泵的拆裝四、操作步驟四、操作步驟1、熟悉葉片泵、柱塞泵結(jié)構(gòu)。2、拆解葉片泵，觀察及了解各零件在葉片泵中的作用，了解各種葉片泵的工作原理，按一定的步驟裝配葉片泵。3、觀察葉片泵結(jié)構(gòu)的能正確檢測(cè)葉片泵的工作壓力。4、正確分析葉片泵工作時(shí)出油口壓力與負(fù)載之間的關(guān)系。實(shí)訓(xùn)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目二項(xiàng)目二. .加工中心液壓系統(tǒng)動(dòng)力元件的選擇和拆裝加工中心液壓系統(tǒng)動(dòng)力元件的選擇和拆裝第二章 液壓動(dòng)力元件本章小結(jié)知識(shí)要點(diǎn)液壓泵的工作原理液壓泵的主要性能和參數(shù)液壓泵的分類和結(jié)構(gòu)液壓泵與電機(jī)參數(shù)的選用技能要點(diǎn)能夠正確地選用液壓泵能夠正確地拆裝液壓泵第二章 液壓動(dòng)力元件本章小結(jié) 液壓泵是能量轉(zhuǎn)換裝置

15、，把機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤耗?，液壓泵必須具有周期變化的密封容積和配流裝置才能正常工作。根據(jù)這兩條來(lái)認(rèn)識(shí)各種泵，就比較容易掌握它們的工作原理和特點(diǎn)。對(duì)泵來(lái)說(shuō)，原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)泵旋轉(zhuǎn)，使泵的密封容積發(fā)生變化，并用配流裝置使密封容積輪流與壓力油管和油箱相通。對(duì)泵來(lái)說(shuō)，最重要的結(jié)構(gòu)參數(shù)都是排量。另外，不同類型的泵有不同的額定壓力。在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，泵的工作壓力是隨外界負(fù)載變化的。使用時(shí)要注意泵的各種效率。其中容積效率反映泄漏的影響，機(jī)械效率反映摩擦損失的影響，而總效率則為這兩個(gè)效率的乘積。容積效率影響泵的實(shí)際流量，機(jī)械效率影響泵的輸入轉(zhuǎn)矩。效率是輸出和輸入之比。 本章介紹了柱塞泵、葉片泵和齒輪泵三類泵。應(yīng)注意它們?cè)诠?/p>

16、作原理、性能和應(yīng)用范圍方面的異同。從使用性能來(lái)看，其優(yōu)劣次序大致為柱塞泵、葉片泵和齒輪泵。從結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度、價(jià)格以及抗污染能力等方面來(lái)看，則齒輪泵為最好，而柱塞泵最復(fù)雜、價(jià)格最高、對(duì)油的清潔度要求也最苛刻。每種泵都有它的特點(diǎn)和合理的使用范圍，必須根據(jù)具體要求，全面權(quán)衡利弊來(lái)選用。近年來(lái)，為了節(jié)約能量，在液壓系統(tǒng)中廣泛采用各種變量泵，如限壓式、恒壓式和恒功率式等。由于柱塞泵容積效率高，額定壓力高，可以變量，并有多種變量形式，因此柱塞泵的需求量較大，它的開發(fā)研究更得到重視。第二章 液壓動(dòng)力元件思考題與習(xí)題思考題與習(xí)題一、填空題一、填空題1、液壓泵是一種能量轉(zhuǎn)換裝置，它將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為 _，是液壓傳動(dòng)系

17、統(tǒng)中的動(dòng)力元件。2、液壓傳動(dòng)中所用的液壓泵都是依靠泵的密封工作腔的容積變化來(lái)實(shí)現(xiàn)_的，因而稱之為_ _泵。3液壓泵實(shí)際工作時(shí)的輸出壓力稱為液壓泵的_壓力。液壓泵在正常工作條件下，按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的最高壓力稱為液壓泵的_壓力。4泵主軸每轉(zhuǎn)一周所排出液體體積的理論值稱為 _。5、液壓泵按結(jié)構(gòu)不同分為 、 、 三種。6、單作用葉片泵往往做成 的，而雙作用葉片泵是 的。第二章 液壓動(dòng)力元件思考題與習(xí)題思考題與習(xí)題二、選擇題二、選擇題1.液壓傳動(dòng)是依靠密封容積中液體靜壓力來(lái)傳遞力的，如（ ）A.萬(wàn)噸水壓機(jī)B.離心式水泵C.水輪機(jī)D.液壓變矩器2、為了使齒輪泵能連續(xù)供油，要求重疊系統(tǒng)（ ）。A、大于

18、1 B、等于l C、小于13齒輪泵泵體的磨損一般發(fā)生在（ ）。A壓油腔 B吸油腔 C連心線兩端4、下列屬于定量泵的是（ ）A齒輪泵 B單作用式葉片泵 C徑向柱塞泵 D軸向柱塞泵5、柱塞泵中的柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次，完成一次（ ）。A、進(jìn)油 B、壓油 C、進(jìn)油和壓油6.泵常用的壓力中，（ ）是隨外負(fù)載變化而變化的A.泵的工作壓力 B.泵的最高允許壓力 C.泵的額定壓力7機(jī)床的液壓系統(tǒng)中，常用（ ）泵，其特點(diǎn)是：壓力中等，流量和壓力脈動(dòng)小，輸送均勻，工作平穩(wěn)可靠。A. 齒輪 B葉片 C柱塞8、改變軸向柱塞變量泵傾斜盤傾斜角的大小和方向，可改變（ ）。A、流量大小 B、油流方向 C、流量大小和油流方向9.

19、 液壓泵在正常工作條件下，按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的最高壓力稱為（ ）A.實(shí)際流量 B.理論流量 C.額定流量 10.在沒(méi)有泄漏的情況下，根據(jù)泵的幾何尺寸計(jì)算得到的流量稱為（ ）A.實(shí)際流量 B.理論流量 C.額定流量 11. 驅(qū)動(dòng)液壓泵的電機(jī)功率應(yīng)比液壓泵的輸出功率大，是因?yàn)椋?）。A、泄漏損失； B、摩擦損失； C、溢流損失； D、前兩種損失。第二章 液壓動(dòng)力元件思考題與習(xí)題三、判斷題 （ ）1 . 容積式液壓泵輸油量的大小取決于密封容積的大小。 （ ）2. 齒輪泵的吸油口制造比壓油口大，是為了減小徑向不平衡力。 （ ）3葉片泵的轉(zhuǎn)子能正反方向旋轉(zhuǎn)。（ ）4單作用泵如果反接就可以成為雙作用泵。（ ）5. 外嚙合齒輪泵中，輪齒不斷進(jìn)入嚙合的一側(cè)的油腔是吸油腔。（ ）6.理論流量是指考慮液壓泵泄漏損失時(shí)，液壓泵在單位時(shí)間內(nèi)實(shí)際輸出的油液體積。（ ）7.雙作用葉片泵可以做成變量泵。（ ）8、定子與轉(zhuǎn)子偏心安裝，改變偏心距值可改變泵的排量，因此