液壓與氣壓傳動 第5版 教案 第4周 液壓泵概述

教師課堂教學備課紙首頁，共頁授課班級授課時間出勤情況課題名稱授課方式理論章節(jié)課題第二章液壓泵和液壓馬達第一節(jié)液壓泵概述第二節(jié)齒輪泵第三節(jié)葉片泵（一）教學目的1掌握液壓泵正常工作必備的條件2掌握液壓泵的性能參數(shù)的計算3會分析齒輪泵的結(jié)構(gòu)和原理4雙作用葉片泵的結(jié)構(gòu)和原理教具、掛圖、課件多媒體重點與難點重點：液壓泵的性能參數(shù)計算，齒輪的原理難點：液壓泵性能參數(shù)課后作業(yè)課后回顧任課教師簽名：教研室主任審閱簽名：第二章液壓泵和液壓馬達第一節(jié)液壓泵概述一、液壓泵的工作原理及分類1．液壓泵的工作原理圖2-1所示為液壓泵的工作原理圖，柱塞2在彈簧4的作用下緊壓在偏心輪1上，當電動機帶動偏心輪轉(zhuǎn)動時，柱塞2與泵體3形成的密封腔V的容積交替變化。液壓泵是通過密封腔的變化來實現(xiàn)吸油和壓油的。其排油量的大小取決于密封腔的變化量，因而又稱容積泵。圖2-1[要點]液壓泵正常工作必備的條件是：（1）具有密封容積；（2）密封容積能交替變化；（3）應有配油裝置；（4）吸油時油箱表面與大氣相通。2．液壓泵的類型和圖形符號液壓泵和按輸出流量是否可調(diào)節(jié)分為定量泵和變量泵兩類；按結(jié)構(gòu)形式可分為齒輪式、葉片式、柱塞式三大類。圖2-2二、液壓泵的主要工作參數(shù)1．工作壓力和額定壓力液壓泵的工作壓力是指泵實際工作時輸出油液的壓力。液壓泵的額定壓力是指泵在正常工作條件下按試驗標準規(guī)定連續(xù)運轉(zhuǎn)的最高工作壓力。2．排量和流量液壓泵的排量（用V表示）是指泵每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，由其密封油腔幾何尺寸變化所計算得出的輸出液體的體積，即在無泄漏的情況下，其每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)所能輸出的液體體積。液壓泵的理論流量（用表示）是指泵在單位時間內(nèi)由其密封油腔幾何尺寸變化計算而得出的輸出的液體體積，泵的轉(zhuǎn)速為n時，泵的理論流量為（2－1）液壓泵的額定流量是指在正常工作條件下，按試驗標準規(guī)定必須保證的流量。即在額定轉(zhuǎn)速和額定壓力下由泵輸出的流量。液壓泵的有效流量（用表示）是液壓泵工作時實際輸出的流量，由于泵存在內(nèi)泄漏，所以有效流量小于理論流量。3．功率和效率液壓泵由電機驅(qū)動，輸入量是轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，輸出量是液體的壓力和流量。如果不考慮液壓泵在能量轉(zhuǎn)換過程中的損失，則輸出功率等于輸入功率，也就是它們的理論功率（2－2）液壓泵的輸出功率等于有效輸出流量與工作壓力的乘積（2－3）液壓泵在能量轉(zhuǎn)換過程中是有損失的，兩者之差值即是功率損失，功率損失可以分為容積損失和機械損失兩部分，容積損失是因為內(nèi)泄漏而造成的流量上的損失。液壓泵輸出壓力增大時內(nèi)泄漏加大，泵實際輸出有效流量減小。設泵的內(nèi)泄漏為Δq，泵的容積效率為：（2－4）機械損失是指因摩擦而造成的轉(zhuǎn)矩上的損失。用機械效率來表示泵的機械損失時，（2－5）液壓泵總效率是輸出功率與輸入功率之比，（2－6）例2-1某液壓系統(tǒng)，泵的排量V＝15mL/r，電機轉(zhuǎn)速n＝1450r/min，泵的輸出壓力p=10Mpa，泵容積效率＝0.95，總效率＝0.9，求：（1）泵的有效輸出流量；（2）泵的輸出功率；（3）電機的驅(qū)動功率。解：（1）泵的有效輸出流量（2)泵的輸出功率107×0.344×10-6=3.44kw

（3）電機驅(qū)動功率第二節(jié)齒輪泵一、外嚙合齒輪泵1．齒輪泵的工作原理圖2-3所示為外嚙合齒輪泵的工作原理。當齒輪按圖示方向旋轉(zhuǎn)時，右側(cè)吸油腔由于相互嚙合的輪齒逐漸脫開，密封工作腔容積增大，形成部分真空，油箱中的油液被吸進來，將齒間槽充滿，并隨著齒輪旋轉(zhuǎn)，把油液帶到左側(cè)壓油腔去。在壓油區(qū)一側(cè)，由于輪齒逐漸進入嚙合，密封工作腔容積不斷減小，油液便被擠出去。吸油腔和壓油腔由相互嚙合的輪齒以及泵體分隔開的。圖2－3齒輪泵工作原理圖2．CB—B型齒輪泵的結(jié)構(gòu)CB—B型齒輪泵是三片式結(jié)構(gòu)的低壓齒輪泵，其結(jié)構(gòu)如圖2-4所示。三片是指泵體7和泵蓋4、8，主動軸10裝有主動軸齒輪，從動軸1裝有從動齒輪。圖2－4CB－B型齒輪泵齒輪泵工作時，壓油腔的壓力高，吸油腔的壓力很低，這樣對齒輪產(chǎn)生不平衡徑向力，使軸彎曲變形，軸承磨損加快。為了減小徑向力對泵帶來的不良影響，CB型泵采取了縮小壓油口的辦法。3．齒輪泵的流量計算實際輸出流量的近似計算為=6.66Zm2Bnηv（2-7）式中：m為齒輪的模數(shù)；Z為齒數(shù)；B為齒寬；n為齒輪泵轉(zhuǎn)速；ηv為齒輪泵容積效率4．外嚙合齒輪泵的三大問題（1）泄漏問題一般的齒輪泵泄漏大，齒輪泵壓油腔的壓力油向吸油腔泄漏有三條路徑。一是通過齒輪嚙合處的間隙；二是泵體內(nèi)表面與齒頂圓間的徑向間隙；三是通過齒輪兩端面的軸向間隙。其中通過端面泄漏約占75%～85%，而且泄漏量隨工作壓力的提高而增大。在高壓齒輪泵中，采用自動補償端面間隙裝置，常用的有浮動軸套式和彈性側(cè)板式兩種。（2）徑向力不平衡齒輪泵在工作時，徑向力由兩部分組成，一是油液壓力沿齒頂圓作用而產(chǎn)生的徑向力，由于壓油腔的油壓高、吸油腔的油壓低而形成兩腔壓差大；二是泵體內(nèi)表面與齒頂外圓面之間存在徑向間隙，所以壓力油經(jīng)此間隙泄漏形成壓力變化。這兩個力的合力是沿吸油腔到壓油腔逐漸升高的，使齒輪和軸承受到的徑向力不平衡。為減小徑向不平衡力的影響，CB型齒輪泵采取縮小壓油口的方法，使壓油腔的壓力油僅作用在一個到兩個齒的范圍內(nèi)以減小作用面積。（3）困油現(xiàn)象齒輪泵在平穩(wěn)工作，齒輪嚙合的重疊系數(shù)必須大于1，于是總有兩對輪齒同時嚙合，并有一部分油液被圍困在兩對輪齒所形成的封閉空腔之間，如圖2-7所示。這個封閉的容積隨著齒輪的轉(zhuǎn)動在不斷地發(fā)生變化。封閉容積由大變小時，被封閉的油液受擠壓并從縫隙中擠出而產(chǎn)生很高的壓力，油液發(fā)熱，并使軸承受到額外負載；而封閉容積由小變大，又會造成局部真空，使溶解在油中的氣體分離出來，產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象。這些都將使泵產(chǎn)生強烈的振動和噪聲，這就是齒輪泵的困油現(xiàn)象。消除困油的方法，通常是在兩側(cè)蓋板上開卸荷槽，封閉容積減少時與壓油腔相通，封閉容積增大時與吸油腔相通。二、內(nèi)嚙合齒輪泵內(nèi)嚙合齒輪泵有漸開線齒形和擺線齒形兩種，其工作原理見圖2-6，當小齒輪按圖示