液壓動(dòng)力元件講解材料

1、單柱塞泵工作原理

液壓泵是把機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓能的能量轉(zhuǎn)換元件。

第三章、液壓動(dòng)力元件容積式液壓元件

3-1、液壓泵概述

容積式液壓元件正常工作的條件（工作要素）：1）能夠形成可以周期性變化的密閉容積2）具有相應(yīng)的配油機(jī)構(gòu)

3）要滿足一定的吸、排油條件

3-1、液壓泵概述

1、齒輪泵的結(jié)構(gòu)及工作原理第二節(jié)、齒輪泵1-軸承外環(huán)2-堵頭3-滾子4-后泵蓋5-鍵6-齒輪7-泵體8-前泵蓋9-螺釘10-壓環(huán)11-密封環(huán)12-主動(dòng)軸13-鍵14-瀉油孔15-從動(dòng)軸16-瀉油槽17-定位銷圖為外嚙合齒輪泵實(shí)物結(jié)構(gòu)第二節(jié)、齒輪泵1、齒輪泵的結(jié)構(gòu)及工作原理（2）排量V（Displacement)第二節(jié)、齒輪泵2、齒輪泵的重要參數(shù)泵軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，由其密封容腔幾何尺寸變化所算得的排出液體的體積。假設(shè)齒間槽的容積等于輪齒的體積，則當(dāng)齒數(shù)為z、節(jié)圓直徑為D、齒高為h、模數(shù)為m、齒寬為B時(shí)，泵的排量為：（3）流量

q(Flowrate)第二節(jié)、齒輪泵2、齒輪泵的重要參數(shù)是指泵在單位時(shí)間內(nèi)由其密封容腔幾何尺寸變化計(jì)算而得的排出的液體體積。理論流量qt

—考慮泄漏損失時(shí)，泵在單位時(shí)間內(nèi)所排出的油液體積稱為實(shí)際流量。實(shí)際流量q—液壓泵在正常工作條件下,按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定(如在額定壓力和額定轉(zhuǎn)速下)必須保證的輸出流量。

額定流量qn

—（4）流量脈動(dòng)(Deliveryfluctuation)流量脈動(dòng)率:齒輪泵工作時(shí)，在壓油腔輪齒逐漸嚙合，使工作空間的容積逐漸減小，將齒間的工作液擠出而向管路輸出壓力油。但是，齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，輪齒的不同嚙合點(diǎn)工作空間容積的變化率是不一樣的，故在每一瞬間所壓出的工作液的多少也不相同，這就是齒輪泵瞬時(shí)輸出流量和壓力有脈動(dòng)的主要原因?？梢?，要詳細(xì)而嚴(yán)密地計(jì)算齒輪泵的輸出流量是比較復(fù)雜的。第二節(jié)、齒輪泵2、齒輪泵的重要參數(shù)8（5）功率

P(Power)第二節(jié)、齒輪泵2、齒輪泵的重要參數(shù)是指作用在液壓泵主軸上的機(jī)械功率。輸入功率Pi

—液壓泵在工作過程中，壓油口與吸油口之間的壓差Δp與泵的輸出流量q

的乘積。輸出功率P

o

—（6）效率

η(Efficiency)第二節(jié)、齒輪泵2、齒輪泵的重要參數(shù)液壓泵理論上需要的扭矩Mt

與實(shí)際輸入的扭矩M的比值。機(jī)械效率

ηm

—液壓泵的實(shí)際輸出流量q與理論輸出流量qt的比值在。容積效率ηV

—總效率10（1）困油現(xiàn)象第二節(jié)、齒輪泵3、外嚙合齒輪泵的存在的問題及解決措施產(chǎn)生原因－齒輪嚙合的重疊系數(shù)大于1解決措施－開卸荷槽危害性－（1）受擠油液,強(qiáng)行從一切可能泄漏的縫隙中擠出,造成功率損失,使油液發(fā)熱；

（2）使系統(tǒng)壓力急劇上升,軸承上突然受到很大的沖擊載荷,使泵產(chǎn)生振動(dòng)和噪音；

（3）使系統(tǒng)的瞬時(shí)流量脈動(dòng)性加大。

11（2）徑向不平衡力第二節(jié)、齒輪泵3、外嚙合齒輪泵的存在的問題及解決措施解決措施－產(chǎn)生原因－（1）液壓壓力產(chǎn)生徑向力；

（2）齒輪嚙合傳遞扭矩時(shí)產(chǎn)生徑力；

（3）困油現(xiàn)象產(chǎn)生的徑向力。

壓油口孔徑比吸油口孔徑要小12（3）泄漏第二節(jié)、齒輪泵3、外嚙合齒輪泵的存在的問題及解決措施（1）徑向泄漏—通過齒輪外圓與泵體配合處徑向間隙的泄漏。0.13-0.16mm，泄漏量占15-20％。

外嚙合齒輪泵主要存在三種泄漏途徑：

（2）嚙合線泄漏—由于有齒向誤差，通過兩個(gè)齒輪的嚙合線處的泄漏。占4-5％。

（3）軸向泄漏—通過齒輪外圓與泵體配合處徑向間隙的泄漏。0.13-0.16mm，泄漏量占80％。

解決措施：提高加工精度，減小間隙，采用特殊結(jié)構(gòu)13第二節(jié)、齒輪泵4、齒輪泵的特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低廉、工作可靠、對(duì)油液污染不敏感、吸性好；自吸性：在額定轉(zhuǎn)速下，液壓泵從低于其以下的開式油箱中自行吸油的能力。用吸油高度來表示（一般h=0.5m）優(yōu)點(diǎn)：（1）噪音大、流量脈動(dòng)性大；（2）效率低、漏油現(xiàn)象嚴(yán)重；（3）存在徑向不平衡力問題。缺點(diǎn)：一般用在低壓系統(tǒng)中或作為輔助液壓泵供油。14第二節(jié)、齒輪泵5、提高齒輪泵壓力的方法1．浮動(dòng)軸套式2．浮動(dòng)側(cè)板式3．撓性側(cè)板式15第二節(jié)、齒輪泵6、內(nèi)嚙合齒輪泵（2）工作原理（1）種類：漸開線齒輪泵擺線轉(zhuǎn)子泵（3）優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊壓力脈動(dòng)小傳動(dòng)平穩(wěn)噪聲小容積效率高自吸能力強(qiáng)缺點(diǎn)：齒形復(fù)雜，加工精度要求高16第二節(jié)、齒輪泵6、內(nèi)嚙合齒輪泵171、單作用葉片泵的結(jié)構(gòu)及工作原理第三節(jié)、葉片泵（1）結(jié)構(gòu)：主要零部件有定子、轉(zhuǎn)子、葉片、配油盤和端蓋葉片泵分為單作用葉片泵和雙作用葉片泵兩類（2）工作原理轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，只完成一次吸排油動(dòng)作，所以叫單作用葉片泵；轉(zhuǎn)子受力不平衡，所以又叫非平衡式泵。2、單作用葉片泵的排量為：第三節(jié)、葉片泵3、單作用葉片泵的實(shí)際流量為：4、單作用葉片泵的特點(diǎn)：第三節(jié)、葉片泵（1）改變偏心距e可改變排量及流量，可以做成變量泵；偏心反向，吸排油口換向，可以做成雙向泵；（2）葉片底部與吸排油腔相通；（3）轉(zhuǎn)子受不平衡徑向液壓作用力。1、雙作用葉片泵的結(jié)構(gòu)及工作原理第三節(jié)、葉片泵（1）結(jié)構(gòu)：主要零部件有定子、轉(zhuǎn)子、葉片、配油盤和端蓋（2）工作原理轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，完成兩次吸排油動(dòng)作，所以叫雙作用葉片泵；轉(zhuǎn)子受力平衡，所以又叫平衡式泵。(2)工作原理泵軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，每個(gè)密封工作腔完成兩次吸排油動(dòng)作，所以被稱為雙作用葉片泵；因?yàn)檗D(zhuǎn)子受力平衡，所以又稱為平衡式葉片泵。25（3）雙作用葉片泵的排量為：（4）雙作用葉片泵的實(shí)際流量為：3、限壓式變量葉片泵（1）結(jié)構(gòu)壓力調(diào)節(jié)螺釘、泵體、轉(zhuǎn)子、定子、傳動(dòng)軸、反饋柱塞、最大流量調(diào)節(jié)螺釘、配流盤等（2）工作原理（3）應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)低壓大流量，高壓小流量的工況，并有自我保護(hù)功能。

缺點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)復(fù)雜泄漏量大，軸上受不平衡力作用。三、柱塞泵分為軸向柱塞泵和徑向柱塞泵兩類。1、軸向柱塞泵(1)結(jié)構(gòu)：包括軸、配流盤、缸體、柱塞、滑靴、斜盤等。（2）工作原理缸體每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，每個(gè)柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次，完成一次吸排油動(dòng)作。改變斜盤傾角，可改變柱塞的行程，因而改變泵的排量。（2）柱塞泵的排量（3）實(shí)際流量：（4）斜軸式柱塞泵（6）柱塞泵的變量控制機(jī)構(gòu)（5）柱塞泵的滑靴結(jié)構(gòu)2、徑向柱塞泵(1)結(jié)構(gòu)：包括定子、轉(zhuǎn)子、配油軸、柱塞、襯套等四、液壓馬達(dá)包括齒輪式、葉片式、柱塞式等1、軸向柱塞式液壓馬達(dá)2、主要參數(shù)（1）理論轉(zhuǎn)矩（2）實(shí)際轉(zhuǎn)矩（3）馬達(dá)轉(zhuǎn)速大大小較大大噪音很敏感很敏感較敏感較敏感不敏感油污染的敏感度較差差較差較差較好自吸性能一般一般很小一般很大輸出流量脈動(dòng)高高較高較高低效率能能不能能不能流量調(diào)節(jié)高壓高壓中壓中壓低壓輸出壓力P(MPa)柱塞泵徑向軸向葉片泵雙作用限壓式螺桿泵齒輪泵低壓不能較高最小好不敏感最小性能液壓泵五、液壓泵的選用液壓系統(tǒng)常用液壓泵的性能比較在設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)時(shí),根據(jù)所要求的工作情況,合理的選用適宜的液壓泵.38練習(xí)題:

某泵排量,總泄漏量,

，泵以1450r/min的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，分別計(jì)算p=0、2.5、5和10MPa時(shí)泵的實(shí)際流量和容積效率。如果泵的摩擦損失轉(zhuǎn)矩為2Nm，且與壓力無關(guān)，試計(jì)算上述各壓力下的總效率。當(dāng)用電機(jī)帶動(dòng)時(shí)，電機(jī)功率應(yīng)多大