液壓泵概述及齒輪泵

《液壓與氣壓傳動》第二章液壓動力元件第一頁，共二十八頁。液壓泵概述齒輪泵葉片泵柱塞泵液壓泵的噪聲液壓泵的選用習(xí)題Home第二頁，共二十八頁。液壓泵的工作原理及特點

液壓泵的分類液壓泵的主要性能參數(shù)Home第一節(jié)液壓泵概述第三頁，共二十八頁。單柱塞液壓泵的工作原理及特點特點：1.具有若干個容積不斷變化的密封工作腔;2.油箱油液絕對壓力≧大氣壓力；3.具有配流機(jī)構(gòu)。Home第四頁，共二十八頁。液壓泵的分類1.根據(jù)泵輸出油液體積是否可調(diào)變量泵定量泵Go第五頁，共二十八頁。液壓泵的分類2.根據(jù)泵的結(jié)構(gòu)形式液壓泵齒輪泵

葉片泵

柱塞泵單作用葉片泵雙作用葉片泵軸向柱塞泵徑向柱塞泵內(nèi)嚙合齒輪泵外嚙合齒輪泵Go第六頁，共二十八頁。液壓泵的分類3.按輸油方向能否改變單向雙向4.按使用壓力中壓中高壓高壓低壓≦2.5MPa2.5~8MPa8~16MPa≧16MPaHome第七頁，共二十八頁。液壓泵的主要性能參數(shù)1.壓力工作壓力(p)泵實際工作時輸出油液的壓力?！朔夂奢d需要壓力）額定壓力(pn)最高允許壓力(pmax)最大工作壓力

泵在短時間內(nèi)允許超載使用的極限壓力。如果p>pn

即泵過載p≤pn≤pmax

Go第八頁，共二十八頁。2.排量和流量排量(V

)

在沒有泄露的情況下，泵每轉(zhuǎn)一周所排出的液體的體積。實際流量(q)理論流量

(qt)額定流量(qn)不考慮泄露的情況下，單位時間內(nèi)所排出液體的體積。qt=Vnq=qt-ql指泵工作時實際輸出的流量。

泵在額定轉(zhuǎn)數(shù)和額定壓力下輸出的實際流量。

q≤qn≤qt

Go第九頁，共二十八頁。3.功率和效率

輸入功率1)液壓泵的功率輸出功率(Po)(Pi)——電動機(jī)的輸出功率Pi

=Tiω=2πnTiPo=△pq

——△p

(Pa);q(m3/s);Po(W)Po=△pq/60

——△p

(MPa);q(L/min);Po(kW)若忽略能量損失，則Po

=Pi

∵實際上有能量損失∴Po

<

Pi

Go第十頁，共二十八頁。3.功率和效率容積損失2)液壓泵的功率損失產(chǎn)生的主要原因：1.高壓產(chǎn)生泄漏2.油液有粘性，當(dāng)泵高速旋轉(zhuǎn)而導(dǎo)致油液不能全部充滿密封工作腔容積效率(ηv

)——液壓泵實際流量與理論流量之比值

Go第十一頁，共二十八頁。3.功率和效率機(jī)械損失2)液壓泵的功率損失產(chǎn)生的主要原因：1.運動部件摩擦

2.粘性摩擦Go機(jī)械效率(ηm

)——理論轉(zhuǎn)矩與實際輸入轉(zhuǎn)矩之比值第十二頁，共二十八頁。3.功率和效率3)液壓泵的總效率Go總效率——輸出功率與輸入功率之比值結(jié)論：總效率等于容積效率與機(jī)械效率之乘積。第十三頁，共二十八頁。液壓泵的各個參數(shù)和壓力之間的關(guān)系液壓泵的特性曲線

Home第十四頁，共二十八頁。第二節(jié)齒輪泵特點：1.

抗油液污染能力強(qiáng)，體積小，價格低廉；2.

內(nèi)部泄漏比較大，噪聲大，流量脈動大，排量不能調(diào)節(jié)。分類：外嚙合齒輪泵

螺桿泵

內(nèi)嚙合齒輪泵

內(nèi)嚙合齒輪泵與外嚙合齒輪泵比較有：體積小，流量脈動小，噪聲小，但加工困難，使用受到限制。

Home第十五頁，共二十八頁。工作原理排量和流量計算外嚙合齒輪泵結(jié)構(gòu)上存在的幾個問題提高外嚙合齒輪泵壓力的措施Home外嚙合齒輪泵第十六頁，共二十八頁。外嚙合齒輪泵的組成組成：分離三片式，前、后泵蓋，泵體，一對齒數(shù)、模數(shù)、齒形完全相同的漸開線外嚙合齒輪裝在泵體內(nèi)，將密封工作腔分為兩部分（吸油腔和壓油腔）。Go第十七頁，共二十八頁。工作原理：1.密封容積的形成——齒輪的齒槽、泵體內(nèi)表面、前后泵蓋等圍成。2.密封容積變化3.吸壓油口隔開——兩齒輪嚙合線及泵蓋齒輪脫開嚙合，V密↑，產(chǎn)生真空，吸油

齒輪進(jìn)入嚙合，V密↓，油被迫壓出壓油Home第十八頁，共二十八頁。排量和流量計算

∵齒輪嚙合時，嚙合點位置瞬間變化，其工作容積變化率不等∴瞬時流量不均勻——即脈動，計算瞬時流量時須積分計算才精確，比較麻煩，一般用近似計算法。Go第十九頁，共二十八頁。排量的計算假設(shè)：V齒槽=V輪齒排量=V齒槽+V輪齒

B—齒輪齒寬；Z—齒輪齒數(shù)；m—齒輪模數(shù)。V=π/4｛[(z+2)m]2-

[(z-2)m]2

｝B=2π

m2zB實際上：∵V齒槽>V輪齒∴

V=6.66zm2B

Go第二十頁，共二十八頁。流量的計算理論流量：n—齒輪泵的轉(zhuǎn)速；ηv—齒輪泵的容積效率qt

=Vn=6.66zm2Bn實際流量：q=qtηv

=6.66zm2Bnηv

結(jié)論：1）q=f（齒輪幾何參數(shù)、n）3）∵n=C，q=C，∴定量泵2）理論流量與出口壓力無關(guān)；實際流量隨出口壓力的升高而降低。Go第二十一頁，共二十八頁。瞬時流量∵每一對輪齒嚙合時，嚙合點位置變化

∴瞬時流量也變化

出現(xiàn)流量脈動設(shè)qmax和qmin分別表示齒輪泵的最大、最小瞬時流量流量脈動率δ為結(jié)論：齒數(shù)越少，脈動率越大，最大可達(dá)20%以上。

既會引起系統(tǒng)的壓力脈動，產(chǎn)生振動和噪聲，又會影響傳動的平穩(wěn)性。Home第二十二頁，共二十八頁。外嚙合齒輪泵結(jié)構(gòu)上存在的問題(1)(1)

泄漏端面泄漏*:齒側(cè)泄漏:徑向泄漏:占齒輪泵總泄漏量的75%—80%

20%—25%

5%∵齒輪泵存在間隙∴p↑

△q↑

Go第二十三頁，共二十八頁。(2)困油產(chǎn)生原因：齒輪嚙合的ε>1，兩對輪齒同時嚙合時，兩對輪齒和前后泵蓋形成一個封閉容積，且大小發(fā)生變化。Go第二十四頁，共二十八頁。(2)困油產(chǎn)生結(jié)果：V封↓→p↑→高壓油從一切可能泄漏的縫隙強(qiáng)行擠出，使軸和軸承受很大沖擊載荷，泵劇烈振動，同時損耗增大，油液發(fā)熱。V封↑→p↓→形成局部真空，產(chǎn)生氣穴，引起振動噪聲、汽蝕等消除困油的方法：原則：V封↓，通→壓油腔V封↑，通→吸油腔隔開吸壓油口

在兩側(cè)泵蓋上開卸荷槽，將卸荷槽向吸油腔側(cè)偏移。方法：Go第二十五頁，共二十八頁。(3)徑向不平衡力液體沿圓周分布規(guī)律：從高壓腔到低壓腔，壓力沿齒輪圓周逐齒分級降低。∴p↑，徑向不平衡力增大。結(jié)果：軸承壽命，還可能使齒輪軸彎曲，導(dǎo)致齒頂與泵體摩擦加劇，使泵不能正常工作。加速軸承磨損，降低改善措施：1）縮小壓油口，以減小壓力油作用面積；2）適當(dāng)增大徑向間隙。Home第二十六頁，共二十八頁。提高外嚙合齒輪泵壓力的方法減小徑向力

增大軸與軸承剛度

*自動補(bǔ)償端面間隙

可采用如下方法

Home原理：將壓力油引到浮動軸套的外側(cè)，使軸套緊貼齒輪端面，補(bǔ)償磨損，減小間隙。齒輪泵端間隙自動補(bǔ)償?shù)诙唔?，共二十八頁。?nèi)容梗概《液壓與氣壓傳動》。第一節(jié)液壓泵概述。2.5~8MPa?！朔夂奢d需要壓力）。最高允許壓力(pmax)。的液體的體積。額定流量(qn)。不考慮泄露的情況下，單位時間內(nèi)所排出液體的體積。qt=Vn。q=qt-ql。泵在額定轉(zhuǎn)數(shù)和額定壓力下輸出的實際流量。(Pi)?！妱訖C(jī)的輸出功率?！鱬(MPa)。若忽略能量損失，則Po=Pi。容積效率(ηv)——液壓泵實際流量與理論?！碚撧D(zhuǎn)矩與實際?？傂省敵龉β逝c輸入功率之比值。結(jié)論：總效率等于容積效率與機(jī)械。液壓泵的各個參數(shù)和壓力之間的關(guān)系。第二節(jié)齒輪泵。1.

抗油液污染能力強(qiáng)，體積小，價格低廉。組成：分離三片式，前、后泵蓋，泵體，一對齒數(shù)、模數(shù)、齒形完全相同的漸開線外嚙合齒輪裝在泵體內(nèi)，將密封工作腔分為兩部分（吸油腔和壓油腔）。3.吸壓油口隔開——兩齒輪嚙合線及泵蓋