第二節(jié) 液壓傳動(dòng)的定義及工作原理

第二節(jié)液壓傳動(dòng)的定義及工作原理一、定義液壓傳動(dòng)系統(tǒng)是由一些功能不同的液壓元件與輔助元件組成，在封閉系統(tǒng)中依靠運(yùn)動(dòng)液體的液壓能（壓力、流量）來(lái)進(jìn)行能量傳遞，通過(guò)對(duì)該液體相關(guān)參數(shù)（壓力、流量、方向）的調(diào)節(jié)與控制，以滿足工作裝置所輸出的動(dòng)力與動(dòng)作要求（力、速度或轉(zhuǎn)速、扭矩）的一種傳動(dòng)裝置。二、液壓千斤頂?shù)墓ぷ髟硪簤簜鲃?dòng)系統(tǒng)的類(lèi)型和應(yīng)用范圍十分廣泛，液壓千斤頂就是其中的一種應(yīng)用，其工作原理如圖1—1所示。千斤頂動(dòng)畫(huà)液壓千斤頂2圖1-1液壓千斤頂工作原圖1-小液壓缸2-排油單向閥3-吸油單向閥4-油箱5-截止閥6-大液壓缸三、磨床工作臺(tái)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的工作原理磨床液壓傳動(dòng)系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)磨床工作臺(tái)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)及運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的換向、調(diào)速與磨削進(jìn)給力的調(diào)節(jié)控制。其工作原理如圖1-2a所示。

8791012圖8791012圖1-2a典型液壓系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)示意圖1-油箱2-過(guò)濾器3-液壓泵4-流量控制閥5-換向閥6、9、10、12-管道7-液壓缸8-工作臺(tái)11溢流閥四、液壓傳動(dòng)中的壓力、流量和液壓功率1壓力與負(fù)載的關(guān)系在圖1-1中，設(shè)缸6的活塞面積為A2,負(fù)載力為七，缸6產(chǎn)生的液體壓力（壓強(qiáng)）為P2=F2,A2°由帕斯卡原理知，缸1的壓力p1應(yīng)等于缸6中的壓力召2，即p1=p2=p°為了克服負(fù)載F2使缸6的大活塞能向上運(yùn)動(dòng)，作用在缸1小活塞上的力F1和壓力p1與作用在缸6大活塞上的負(fù)載力F2和壓力p2之間分別應(yīng)有如下關(guān)系F=pA=pAF=pA=pA液體的壓力可以表示為FFp=A=-A2-2在A1、A2一定時(shí)，負(fù)載F2越大，系統(tǒng)中所需要的壓力p也越高，所以液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的工作壓力取決于外負(fù)載。2速度與流量的關(guān)系當(dāng)圖1-1所示的液壓系統(tǒng)工作時(shí)，缸1中排出的液體體積必然等于進(jìn)入缸6中的液體體積。設(shè)缸1活塞的位移為叩缸6活塞的位移為％，則有5A=sA1122

將上式兩邊同除以運(yùn)動(dòng)時(shí)間房得q=vA=vA=q111222此時(shí)缸6上升的速度為u=烏2A2由上述可見(jiàn)，液壓傳動(dòng)是靠密閉工作容腔容積變化相等的原則實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)傳遞的。所以液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)速度快慢取決于輸入其流量的大小。3液壓功率由圖1-1可知，缸6工作時(shí)的瞬時(shí)輸出功率等于速度與負(fù)載力的乘積，即P=vF=4F=q烏=qp22A22A2222因此，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的液壓輸出功率等于系統(tǒng)輸出流量和壓力兩個(gè)基本參數(shù)的乘積。第五節(jié)柱塞泵一、柱塞泵的分類(lèi)（產(chǎn)品圖片）1、按缸體與泵軸的相對(duì)位置關(guān)系，可分為軸向柱塞泵和徑向柱塞泵兩大類(lèi)。2、按配流裝置的型式可分為帶間隙密封型配流副柱塞泵和閥配流裝置柱塞泵兩大類(lèi)。3、按排量是否可變分為定量柱塞泵和變量柱塞泵。二、軸向柱塞泵1.二、軸向柱塞泵1.1.直軸式軸向柱塞泵的組成及工作原理1-傳圖松一35軸新軸式軸向柱塞泵基本站構(gòu)體6-配流盤(pán)1—轉(zhuǎn)動(dòng)軸2一殼體3一斜盤(pán)4一柱塞5一缸體6一配流盤(pán)22.排量和流量計(jì)算泵的排量V和流量q分別為直軸式軸向柱塞泵基本結(jié)構(gòu)如圖3-35所示。斜盤(pán)式柱塞泵原理動(dòng)畫(huà)圖

兀V=-d2ZDtg/（2兀）兀，q=V0.門(mén)=彳d2ZD①?門(mén)tgy/（2兀）3.典型結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)斜盤(pán)式柱塞泵三維實(shí)體圖1-中間泵體2-內(nèi)套31-中間泵體2-內(nèi)套3-彈簧圖3-36CY系列直軸式軸向柱塞泵結(jié)構(gòu)圖4-鋼套5-缸體6-配流盤(pán)7-前泵體8-傳動(dòng)軸9-柱塞10-外套11-軸承12-滑靴13-鋼珠14-回程盤(pán)15-斜盤(pán)16-軸銷(xiāo)17-變量活塞18-絲杠19-手輪20-變量機(jī)構(gòu)殼體圖3-36所示為國(guó)產(chǎn)CY系列直軸式軸向柱塞泵的結(jié)構(gòu)原理圖。該泵由主泵體結(jié)構(gòu)和變量機(jī)構(gòu)兩部分組成。該泵結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下采用7個(gè)柱塞，其流量不均勻系較小，結(jié)構(gòu)緊湊。

彈簧3一方面通過(guò)內(nèi)套筒，鋼珠和回程盤(pán)，將滑靴壓緊在斜盤(pán)上，另一方面通過(guò)外套筒使缸體壓緊在配流盤(pán)上。配流盤(pán)如圖3-37所示，它由配流窗口1，密封帶(R]?R2之間和人3?人4之間)，環(huán)形泄油槽(R1以?xún)?nèi)及R4?R5之間)和徑向泄油槽5組成。圖3-37配流盤(pán)1-配流窗口2-內(nèi)密封帶3-外密封帶4-輔助支承5-泄油槽圖3-35所示為點(diǎn)接觸式柱塞結(jié)構(gòu)，當(dāng)工作壓力較高時(shí)，柱塞與斜盤(pán)接觸的擠壓應(yīng)力過(guò)大，造成柱塞頭和斜盤(pán)工作面磨損過(guò)大、發(fā)熱嚴(yán)重。圖3-36所示為CY系列直軸式軸向柱塞泵結(jié)構(gòu)圖，其采取柱塞滑靴結(jié)構(gòu)改善柱塞的受力狀況。如圖3-38所示，當(dāng)柱塞3底部受高壓作用時(shí)，液壓力通過(guò)柱塞將滑靴2緊壓在斜盤(pán)1上，若此壓力過(guò)大，123圖3-38滑靴與斜盤(pán)的靜力平衡1-斜盤(pán)2-滑靴3-柱塞a-柱塞中心孔b-滑靴中心孔c-滑靴底部等壓腔形成數(shù)值不斷發(fā)生變化的傾覆力矩。平衡該傾覆力矩主要依靠軸承11及配流盤(pán)上的

熱楔支承。變量機(jī)構(gòu)(產(chǎn)品圖片)(1)手動(dòng)變量機(jī)構(gòu)圖3-36所示為手動(dòng)變量泵。(2)伺服變量機(jī)構(gòu)圖3-39所示(3)恒功率變量機(jī)構(gòu)傳統(tǒng)的復(fù)合彈簧控制恒功率變量機(jī)構(gòu)如圖3-40所示。圖3-40恒功率變量機(jī)構(gòu)1-限位螺釘2-彈簧套3、4-彈簧5-伺服滑閥6-變量活塞7-變量殼體8-單向閥9-軸銷(xiāo)10-導(dǎo))恒功率變量機(jī)構(gòu)動(dòng)畫(huà)圖通軸泵的原理及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)圖3-42所示的TZ型通軸軸向柱塞泵

接變量機(jī)構(gòu)圖3-42TZ型通軸泵1-缸體2-傳動(dòng)軸3-聯(lián)軸節(jié)4、5-輔助泵內(nèi)、外轉(zhuǎn)子6-斜盤(pán)6.斜軸泵的原理及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)斜軸式軸向柱塞泵原理如圖3-43所示1-傳動(dòng)軸2-連桿3-柱塞4-缸體5-配流盤(pán)6-中心軸7-蝶形彈簧斜軸式軸向柱塞泵的結(jié)構(gòu)有以下特點(diǎn)(1)(1)由于連桿軸線與柱塞軸線的夾角基2°(見(jiàn)圖3-44),柱塞所受側(cè)向力可以忽略，改善了柱塞磨損情況。1-法蘭盤(pán)2-連桿3-柱塞4-缸體5-配流盤(pán)(2)由于柱塞受力條件較好，允許缸體有較大的傾角(一般匕=25°?40°),承載能max力大，結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，耐沖擊，壽命長(zhǎng)。(3)由柱塞連桿傳給傳動(dòng)軸的軸向力很大，傳動(dòng)軸采用向心推力圓錐滾子軸承支承形式。(4)采用球面配流盤(pán)結(jié)構(gòu)，使缸體具有自位性能，保證缸體和配流盤(pán)的密合性。三、徑向柱塞泵1、向柱塞泵工作原理及其組成如圖3-45所示為軸配流徑向柱塞泵的工作原理圖。泵的排量V和流量q分別為V=-d2-2e?Z/(2兀)4(m3/rad)兀，q=^v?門(mén)=—d2-2e-Z?①?門(mén)/(2k)兀=-^d2?e?Z?①?門(mén)/(2兀)(m3/s)改變偏心距e的大小和方向，即可改變泵輸出流量的大小和方向。圖3-45軸配流徑向柱塞泵工作原理圖1-配流軸2-柱塞3-缸體4-定子環(huán)2.徑向柱塞泵典型結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)圖3-46所示為連桿型閥式徑向柱塞泵結(jié)構(gòu)圖。1—偏心輪和主軸2一連桿3一連接環(huán)4一銷(xiāo)子5一殼體6一柱塞7一缸體8一閥體9一錐形吸油閥10—排氣螺釘11—壓油閥圖3-46連桿型閥式徑向柱塞泵第六節(jié)液壓泵的噪聲及其控制一般認(rèn)為距離液壓設(shè)備1m處的噪聲在56?70db最為理想，最高極限為90db.噪聲造成環(huán)境污染，使人在精神上和健康上產(chǎn)生不良影響。一、液壓泵噪聲產(chǎn)生的原因1）液壓泵輸出流量脈動(dòng)引起輸出壓力脈動(dòng)而產(chǎn)生噪聲。2）液壓泵困油時(shí)產(chǎn)生的液壓沖擊而產(chǎn)生噪聲。3）液中混有過(guò)量的空氣而導(dǎo)致氣蝕，由氣蝕產(chǎn)生噪聲。4）泄漏增加了泵的流量和壓力的脈動(dòng)從而產(chǎn)生噪聲。5）泵排油與吸油的互相轉(zhuǎn)換產(chǎn)生壓力沖擊，從而產(chǎn)生噪聲。6）旋轉(zhuǎn)體（如葉片泵的轉(zhuǎn)子，柱塞泵的缸體等）不平衡產(chǎn)生振動(dòng)，從而產(chǎn)生噪聲。7）傳動(dòng)軸承產(chǎn)生振動(dòng)，從而產(chǎn)生噪聲。二、降低液壓泵噪聲的措施1）增加殼體壁厚和提高零部件的剛性。2）提高零部件尺寸精度和降低表面粗糙度