《液壓與氣壓傳動(dòng)》課件2 液壓泵

概要液壓泵概述齒輪泵葉片泵柱塞泵液壓泵的選用1液壓泵概述2液壓泵基本工作原理必須具有一個(gè)由運(yùn)動(dòng)件和非運(yùn)動(dòng)件所構(gòu)成的密閉容積；密閉容積的大小隨運(yùn)動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)作周期性的變化，容積由小變大——吸油，由大變小——壓油；要有相應(yīng)的配油機(jī)構(gòu)；液壓泵工作條件液壓泵概述3液壓泵的主要性能參數(shù)液壓泵的壓力工作壓力p

：泵工作時(shí)的出口壓力，其大小取決于負(fù)載。額定壓力ps

：正常工作條件下按實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的最高壓力。吸入壓力：泵進(jìn)口處的壓力。液壓泵的排量、流量和容積效率排量V：液壓泵每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)理論上應(yīng)排出的油液體積，又稱為理論排量或幾何排量。常用單位為cm3/r。排量的大小僅與泵的幾何尺寸有關(guān)。液壓泵概述4平均理論流量qt：泵在單位時(shí)間內(nèi)理論上排出的油液體積，qt=nv

，單位為m3/s或

L/min

。實(shí)際流量q

：泵在單位時(shí)間內(nèi)實(shí)際排出的油液體積。在泵的出口壓力≠0時(shí)，因存在泄漏流量Δq，因此q=q

t–Δq

。瞬時(shí)理論流量

qsh：任一瞬時(shí)理論輸出的流量，一般泵的瞬時(shí)理論流量是脈動(dòng)的，即qsh≠q

t。額定流量q

s

：泵在額定壓力，額定轉(zhuǎn)速下允許連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的流量。容積效率ηv：ηv=q/q

t=（q

t–Δq）/q

t=1–Δq/qt=1-kp/nV

式中

k

為泄漏系數(shù)液壓泵概述5泵的功率和效率輸入功率Pt：驅(qū)動(dòng)泵軸的機(jī)械功率為泵的輸入功率，Pt=Tω輸出功率P：泵輸出液壓功率，

P=pq總效率ηp

：ηp=P/Pt=pq/Tω=ηvηm

式中ηm為機(jī)械效率。泵的轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速n

s：額定壓力下能連續(xù)長時(shí)間正常運(yùn)轉(zhuǎn)的最高轉(zhuǎn)速。最高轉(zhuǎn)速n

max：額定壓力下允許短時(shí)間運(yùn)行的最高轉(zhuǎn)速。最低轉(zhuǎn)速n

min：正常運(yùn)轉(zhuǎn)允許的最低轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速范圍：最低轉(zhuǎn)速和最高轉(zhuǎn)速之間的轉(zhuǎn)速。液壓泵概述6液壓泵的分類和選用按運(yùn)動(dòng)部件的形狀和運(yùn)動(dòng)方式分為齒輪泵、葉片泵、柱塞泵等齒輪泵：外嚙合齒輪泵，內(nèi)嚙合齒輪泵葉片泵：雙作用葉片泵，單作用葉片泵柱塞泵：徑向柱塞泵，軸向柱塞泵按排量能否變量分定量泵和變量泵選用原則：是否要求變量

要求變量選用變量泵工作壓力

柱塞泵的額定壓力最高工作環(huán)境

齒輪泵的抗污能力最好噪聲指標(biāo)

雙作用葉片泵和螺桿泵屬低噪聲泵效率

軸向柱塞泵的總效率最高液壓泵概述7液壓泵的圖形符號(hào)齒輪泵8

外嚙合齒輪泵的工作原理外嚙合齒輪泵的流量外嚙合齒輪泵的三個(gè)問題其他類型的齒輪泵齒輪泵外嚙合齒輪泵的工作原理利用齒輪嚙合原理工作9齒輪泵10外嚙合齒輪泵1—后蓋2—軸承3—泵體4—主動(dòng)齒輪5—前蓋6—泵軸7—鍵8—從動(dòng)齒輪

結(jié)構(gòu)組成一對(duì)幾何參數(shù)完全相同的齒輪、齒寬為B、齒數(shù)為z泵體、前后蓋板、長短軸齒輪泵11外嚙合齒輪泵的排量式中：z齒數(shù)，m模數(shù)，b齒寬，D分度圓直徑，h工作齒高外嚙合齒輪泵的流量脈動(dòng)產(chǎn)生原因：齒輪嚙合過程中工作腔容積變化率不是常數(shù)。后果：產(chǎn)生噪聲定量泵齒輪泵12齒輪泵的三個(gè)問題泄漏：影響壓力提高的首要因素端面泄漏q泄1=75%~80%；徑向間隙泄漏q泄2=15%~20%；嚙合線泄漏q泄3=5%。端面間隙補(bǔ)償措施：靜壓平衡，在齒輪和蓋板之間增加一個(gè)補(bǔ)償零件，如浮動(dòng)軸套或浮動(dòng)側(cè)板，在浮動(dòng)零件的背面引入壓力油，讓作用在背面的液壓力稍大于正面的液壓力，其差值由一層很薄的油膜承受。13齒輪泵徑向不平衡力產(chǎn)生原因：壓力隨徑向位置而不同。危害：軸承載荷增加；軸受徑向力而變形。平衡措施：開壓力平衡槽，通過在蓋板上開設(shè)平衡槽，使它們分別與低、高壓腔相通，產(chǎn)生一個(gè)與液壓徑向力平衡的作用力，但是，它是以增加徑向泄漏為代價(jià)的。

14齒輪泵困油現(xiàn)象與卸荷措施產(chǎn)生原因：齒輪重迭系數(shù)ε＞1，存在閉死容積，隨齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)其大小發(fā)生變化，先由大變小，后由小變大。困油現(xiàn)象的危害：閉死容積由大變小時(shí)油液受擠壓，導(dǎo)致壓力沖擊和油液發(fā)熱；閉死容積由小變大時(shí)，會(huì)引起汽蝕和噪聲。卸荷措施：在前后蓋板或浮動(dòng)軸套上開卸荷槽齒輪泵15內(nèi)嚙合齒輪泵特點(diǎn):無困油現(xiàn)象;流量脈動(dòng)小，噪聲低;采取間隙補(bǔ)償措施后，泵的額定壓力可達(dá)30MPa。造價(jià)也比外嚙合齒輪泵高。齒輪泵16螺桿泵螺旋面可視為齒輪曲線作螺旋運(yùn)動(dòng)而形成的表面，螺桿的嚙合相當(dāng)于無數(shù)個(gè)無限薄的齒輪曲線的嚙合。特點(diǎn)：流量均勻，噪聲低；自吸性能好。葉片泵17雙作用葉片泵單作用葉片泵限壓式變量葉片泵葉片泵18雙作用葉片泵密閉工作容積被葉片分割為四部分；葉片在離心力作用下緊貼于定子內(nèi)表面；兩部分密閉容積將減小，受擠壓的油液經(jīng)配流窗口排出，兩部分密閉容積將增大形成真空，經(jīng)配流窗口從油箱吸油。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周，葉片在轉(zhuǎn)子葉片槽內(nèi)滑動(dòng)兩次，完成兩次吸油和壓油：雙作用葉片泵葉片泵19雙作用葉片泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)定子曲線：由八段弧線組成葉片傾角：為保證葉片所受合力與運(yùn)動(dòng)方向一致，減少葉片受彎的力，葉片前傾θ角徑向力：轉(zhuǎn)軸所受徑向力平衡，無徑向不平衡力葉片數(shù)：合理設(shè)計(jì)葉片數(shù)（Z≥8，偶數(shù)），可使理論流量均勻，噪聲低定量泵：雙作用葉片泵轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，吸、壓油各兩次，為定量泵葉片伸出主要靠離心力和壓力油作用葉片泵20

單作用葉片泵傳動(dòng)軸帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，葉片在離心力作用下緊貼定子內(nèi)表面，因定子與轉(zhuǎn)子之間有偏心，故有一部分密閉容積將減小，受擠壓的油液經(jīng)配流窗口排出，一部分密閉容積將增大形成真空，經(jīng)配流窗口從油箱吸油。葉片泵21單作用葉片泵的特點(diǎn)定子曲線：單作用葉片泵定子內(nèi)表面為圓面;葉片傾角：為保證葉片所受合力與運(yùn)動(dòng)方向一致，減少葉片受彎的力，葉片前傾θ角;徑向力：轉(zhuǎn)軸所受徑向力不平衡，有徑向不平衡力;葉片數(shù)：因葉片矢徑是轉(zhuǎn)角的函數(shù)，瞬時(shí)理論流量是脈動(dòng)的。葉片數(shù)取為奇數(shù)，以減小流量的脈動(dòng);變量泵：可以通過改變定子的偏心距

e來調(diào)節(jié)泵的排量和流量;葉片伸出：主要靠離心力作用。葉片泵22限壓式變量葉片泵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)PAx<Fs時(shí)

e=emax

q=qmax……定量泵當(dāng)PAx＞Fs時(shí)

e=emax–x

q=qmax–pf(x)……變量泵→Fs←PAX柱塞泵23

柱塞沿徑向放置的泵稱為徑向柱塞泵，柱塞軸向布置的泵稱為軸向柱塞泵。徑向柱塞泵軸向柱塞泵柱塞泵24配流軸式徑向柱塞泵缸體均布有七個(gè)柱塞孔，柱塞底部空間為密閉工作腔柱塞其頭部滑履與定子內(nèi)圓接觸定子與缸體間存在偏心配流軸不轉(zhuǎn)動(dòng),分為吸油和壓油兩個(gè)部分傳動(dòng)軸帶動(dòng)缸體轉(zhuǎn)動(dòng)柱塞泵25配流軸式徑向柱塞泵的流量計(jì)算e——定子與缸體之間的偏心距

Z——柱塞數(shù)空間：柱塞缸體內(nèi)變化：柱塞外伸—吸油柱塞內(nèi)縮—壓油配油：配油軸配油26柱塞泵斜盤式軸向柱塞泵缸體均布Z個(gè)柱塞孔，分布圓直徑為D柱塞滑履組柱塞直徑為d斜盤相對(duì)傳動(dòng)軸傾角為α配流盤傳動(dòng)軸柱塞泵27缸體柱塞滑履組配流盤柱塞泵28空間：柱塞缸體內(nèi)變化：柱塞外伸—吸油柱塞內(nèi)縮—壓油配油：端面配油斜盤式軸向柱塞泵的流量計(jì)算改變斜盤傾角可以改變泵的排量液壓泵的選用29齒輪泵優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，維護(hù)方便，價(jià)格低，自吸性強(qiáng)缺點(diǎn)：易產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲，泄露大，容積效率低，徑向液壓力不平衡，流量不可調(diào)工作壓力：一般用于低壓。液壓泵的選用30葉片泵優(yōu)點(diǎn)：輸油量均勻，壓力脈動(dòng)小，容積效率高缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以加工，葉片易被臟物卡死工作壓力：中壓液壓泵的選用31柱塞泵優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，徑向尺寸小，容積效率高缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格較貴工作壓力：高壓液壓泵的選用32螺桿泵優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，體積小，質(zhì)量輕，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲小，使用壽命長，自吸能力強(qiáng)，容積效率高。缺點(diǎn)：螺桿齒形復(fù)雜，不易加工，精度難以保證。工作壓力：4~40MPa液壓泵的選用33各類液壓泵的特點(diǎn)齒輪泵外嚙：對(duì)油不敏感，結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低，脈動(dòng)大，噪聲大內(nèi)嚙：對(duì)油不敏感，結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)高，脈動(dòng)小，噪聲小葉片泵雙作用：對(duì)油敏感，結(jié)構(gòu)緊湊，不可變量，不受徑向不平衡力，噪聲