第3章：液壓泵和液壓馬達(dá).ppt

1、38-1,第三章 液壓泵和液壓馬達(dá),第一節(jié) 液壓泵 第二節(jié) 齒輪泵 第三節(jié) 葉片泵 第四節(jié) 柱塞泵 第五節(jié) 液壓馬達(dá) 第六節(jié) 液壓泵和液壓馬達(dá)的選用 重點(diǎn)：液壓泵工作原理；齒輪泵。 難點(diǎn)： 教學(xué)目的：掌握常用液壓泵、液壓馬達(dá)的選用。,38-2,在液壓系統(tǒng)中，液壓泵和液壓馬達(dá)都是能量轉(zhuǎn)換裝置。液壓泵是把驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液壓系統(tǒng)中油液的壓力能，供系統(tǒng)使用；液壓馬達(dá)是把輸來的油液的壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，使工作部件克服負(fù)載而對(duì)外做功。因此，從工作原理上來講，大部分液壓泵和液壓馬達(dá)是可逆的。 一、液壓泵的工作原理 二、液壓泵的性能參數(shù) 三、液壓泵的分類,第一節(jié) 液壓泵,38-3,容積式液壓泵，利用

2、改變封閉容積的大小來輸出壓力油。液壓馬達(dá)的工作原理與液壓泵的相同。,一、液壓泵的工作原理,38-4,(1)工作壓力和額定壓力 工作壓力：泵的輸出壓力。 額定壓力：工作穩(wěn)定時(shí)的最高壓力。 (2)排量和流量： 排量V ：一轉(zhuǎn)輸出的量。 流量 ：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)輸出的量。 理論流量： 公式,二、液壓泵的性能參數(shù),38-5,理論流量： 實(shí)際流量： 機(jī)械效率： 理論功率： 輸入功率： 總效率：,容積效率：,輸出功率：,液壓泵的功率和效率,38-6,例題1,例1： 某液壓系統(tǒng)，泵的排量V=10mL/r，電機(jī)轉(zhuǎn)速n=1200rpm，泵的輸出壓力p=5Mpa，泵的容積效率V=0.92，總效率=0.84，求： （1）

3、泵的理論流量； （2）泵的實(shí)際流量； （3）泵的輸出功率； （4）驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率。,V,38-7,解： （1）泵的理論流量： qVt=Vn10-3=12 L/min （2）泵的實(shí)際流量： qV=qVtV=11.04 L/min （3）泵的輸出功率： P出=pqV/60=0.9 Kw （4）驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率： P入= P出/=1.07Kw,38-8,按輸出（輸入）流量分為： 定量和變量。 按結(jié)構(gòu)分為：齒輪式、葉片式、柱塞式三大類。,三、液壓泵的分類,38-9,齒輪泵由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，故在一般機(jī)械上被廣泛應(yīng)用。齒輪泵為定量泵，按結(jié)構(gòu)形式分為外嚙合和內(nèi)嚙合兩種。 一、外嚙合齒輪泵 二、內(nèi)嚙合齒輪泵,

4、第二節(jié) 齒輪泵,38-10,一、外嚙合齒輪泵,1.工作原理 泵的泵體內(nèi)裝有一對(duì)相同的外嚙合齒輪，齒輪兩側(cè)靠端蓋密封。 泵體、端蓋和齒輪的各個(gè)齒間槽組成了許多密封的工作腔。,38-11,(1)困油現(xiàn)象 封閉的容積由大變小，再由小變大，使油壓變化，產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲。*開卸荷槽解決*,2.外嚙合齒輪泵存在的幾個(gè)問題,38-12,(2)徑向不平衡力 齒輪泵工作時(shí)，作用在齒輪外圓上的壓力是不均勻的，在排油腔和吸油腔齒輪外圓分別承受著系統(tǒng)工作壓力和吸油壓力；在齒輪齒頂圓與泵體內(nèi)孔的徑向間隙中，可以認(rèn)為油液壓力由高壓腔壓力逐級(jí)下降到吸油腔壓力。這些液體壓力綜合作用的合力，相當(dāng)于給齒輪一個(gè)徑向不平衡作用力，使齒

5、輪和軸承受載。工作壓力愈大，徑向不平衡力越大，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成齒頂與泵體接觸，產(chǎn)生磨損。 *開徑向平衡槽方法解決*,38-13,(3)泄漏 泄漏有三條途徑： 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與兩側(cè)端蓋間的端面軸向間隙，泄漏量最大，占總泄漏量的70%80%。,38-14,(4)措施 減小端面軸向間隙，一般采用齒輪端面間隙自動(dòng)補(bǔ)償?shù)霓k法來解決。 *靜壓平衡措施！,38-15,齒輪泵的優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用,優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、體積小、質(zhì)量輕、工藝性好、價(jià)格便宜、自吸能力強(qiáng)、對(duì)油液污染不靈敏、耐沖擊載荷、維修方便及工作可靠等優(yōu)點(diǎn)，在汽車上得到了廣泛的應(yīng)用。 缺點(diǎn)

6、：泄漏較大，流量脈動(dòng)大，噪聲較高，零件磨損后不易修復(fù)、徑向不平衡力大，所達(dá)到的額定壓力還不夠高。 應(yīng)用：用于環(huán)境差，精度要求不高的場(chǎng)合，通常P10MPa，如工程機(jī)械、建筑機(jī)械、農(nóng)用機(jī)械。,38-16,3.CBZ2型高壓齒輪泵,此泵是采用雙向補(bǔ)償。壓力高、效率高、壽命長(zhǎng)。,1主動(dòng)齒輪軸 2骨架油封 3前泵蓋 4軸承 5定位銷 6泵體 7浮動(dòng)側(cè)板 8墊板 9支承套 10后泵蓋 1螺栓 12徑向密封塊 13密封圈,38-17,二、內(nèi)嚙合齒輪泵,內(nèi)嚙合齒輪泵有漸開線齒輪泵和擺線齒輪泵(擺線轉(zhuǎn)子泵)兩種。,38-18,擺線轉(zhuǎn)子泵,擺線轉(zhuǎn)子泵的額定壓力一般為2.5MPa、4MPa。這種泵作為補(bǔ)油泵和潤(rùn)滑泵

7、使用，廣泛應(yīng)用于大、中型車輛的液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中。,1-內(nèi)轉(zhuǎn)子；2-外轉(zhuǎn)子；3-前蓋；4-泵體；5-后蓋；6-滾針軸承；7-主動(dòng)軸,38-19,葉片泵按其每個(gè)工作腔在泵每轉(zhuǎn)一周時(shí)吸油、排油的次數(shù)，分為單作用式和雙作用式兩類。單作用式常作變量泵使用，雙作用式只能作定量泵使用。 葉片泵具有結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、噪聲小、輸油均勻、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于中、低壓液壓系統(tǒng)中。其工作壓力為621MPa。 一、單作用葉片泵 二、雙作用葉片泵,第三節(jié) 葉片泵,38-20,一、單作用葉片泵,1.工作原理：泵由轉(zhuǎn)子、定子、葉片、配油盤和端蓋（圖中未示）等件所組成。,38-21,2.限壓式葉片泵工作原理,38-22,限

8、壓式變量葉片泵優(yōu)缺點(diǎn),限壓式變量葉片泵與定量葉片泵相比，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的機(jī)件多，泄漏較大，軸上受有不平衡的徑向液壓力，噪聲較大，容積效率和機(jī)械效率都沒有定量葉片泵高。 但是，它能按負(fù)載壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)流量，在功率使用上較為合理，可減少油液發(fā)熱；因此把它用在液壓系統(tǒng)中要求執(zhí)行元件有快、慢速和保壓階段的場(chǎng)合，有利于節(jié)能和簡(jiǎn)化液壓系統(tǒng)。,38-23,1.雙作用葉片泵工作原理 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)泵吸油壓油各兩次，作用在轉(zhuǎn)子上的液壓力徑向平衡，故又稱為平衡式葉片泵。,二、雙作用葉片泵,38-24,2.雙作用葉片泵在結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn),保證葉片緊貼定子內(nèi)表面；定子內(nèi)曲線 。,a)子母葉片 b)雙葉片 1轉(zhuǎn)子 2定子

9、3母葉片 4子葉片 5、6葉片,38-25,3.YB型葉片泵的結(jié)構(gòu),1左配油盤 2、8滾子軸承 3傳動(dòng)軸 4定子 5右配油盤 6后泵體 7前泵體 9油封 10壓蓋 11葉片 12轉(zhuǎn)子 13螺釘,38-26,葉片泵的應(yīng)用,1.用于中低壓、要求較高的系統(tǒng)中； 2.油液粘度要合適，轉(zhuǎn)速不能太低，5001500rpm； 3.要注意油液的清潔，否則容易使葉片卡死； 4.通常只能單方向旋轉(zhuǎn)，旋向錯(cuò)誤，會(huì)造成葉片折斷。,38-27,柱塞泵具有結(jié)構(gòu)緊湊、加工方便、單位功率體積小、容積效率高、工作壓力高、易實(shí)現(xiàn)變量等優(yōu)點(diǎn)，故可在高壓系統(tǒng)中使用；其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)高、對(duì)油液的污染敏感、使用和維修要求嚴(yán)格。在起

10、重運(yùn)輸車輛、工程機(jī)械的液壓系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛。 分軸向柱塞泵和徑向柱塞泵兩類。軸向柱塞泵又分為直軸式(斜盤式)和斜軸式兩種。其中直軸式應(yīng)用較廣。 一、斜盤式軸向柱塞泵的工作原理 二、斜盤式軸向柱塞泵的結(jié)構(gòu),第四節(jié) 柱塞泵,38-28,一、斜盤式軸向柱塞泵的工作原理,泵由斜盤1、柱塞2、缸體3、配油盤4等主要零件組成。,1斜盤 2柱塞 3缸體 4配油盤 5傳動(dòng)軸,38-29,二、斜盤式軸向柱塞泵的結(jié)構(gòu),1中間泵體 2內(nèi)套 3彈簧 4缸套 5缸體 6配油盤 7前泵體 8傳動(dòng)軸 9柱塞 10外套 11軸承 12滑靴 13鋼球 14回程盤 15斜盤 16軸銷 17變量活塞 18絲桿 19手輪 20變量機(jī)構(gòu)

11、殼體,38-30,滑靴結(jié)構(gòu),通過柱塞和滑靴上的小孔a、b將壓力油引入盤形腔c中，使滑靴和斜盤間形成一定厚度的油膜，即形成靜壓支承。這樣使滑靴和斜盤平面間的高速滑動(dòng)摩擦變?yōu)橐后w摩擦，減小了磨損，提高了使用壽命。,1斜盤 2滑靴 3柱塞,38-31,柱塞泵特點(diǎn),工作壓力高，容積效率高，p=2040MPa，Pmax可到100MPa； 2. 流量大，易于實(shí)現(xiàn)變量； 3.主要零件均受壓，使材料的強(qiáng)度得以充分利用，壽命長(zhǎng)，單位功率重量小。,38-32,一、液壓馬達(dá)工作原理 以軸向柱塞馬達(dá)為例說明液壓馬達(dá)的工作原理 二、液壓馬達(dá)的性能參數(shù) 三、液壓馬達(dá)的分類 四、典型液壓馬達(dá)的結(jié)構(gòu)和工作原理,第五節(jié) 液壓馬

12、達(dá),38-33,一、液壓馬達(dá)工作原理,1斜盤 2缸體 3柱塞 4配油盤 軸向柱塞馬達(dá)工作原理,38-34,二、液壓馬達(dá)的性能參數(shù),理論流量： 轉(zhuǎn)速： 理論轉(zhuǎn)矩： 機(jī)械效率： 實(shí)際轉(zhuǎn)矩：,容積效率,38-35,三、液壓馬達(dá)的分類,a)單向定量液壓馬達(dá) b)單向變量液壓馬達(dá) c)雙向定量液壓馬達(dá) d)雙向變量液壓馬達(dá) e)擺動(dòng)式液壓馬達(dá),38-36,四、典型液壓馬達(dá),1.齒輪式液壓馬達(dá) 齒輪式液壓馬達(dá)起動(dòng)力矩小，低速度穩(wěn)定性差。適用于汽車液壓系統(tǒng)中的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中。,38-37,2.葉片式液壓馬達(dá),38-38,3.擺動(dòng)式液壓馬達(dá),a)單葉片擺動(dòng)式液壓馬達(dá) b)雙葉片擺動(dòng)式液壓馬達(dá) 1定子塊 2葉片

13、 3缸體,38-39,第六節(jié) 液壓泵和液壓馬達(dá)的選用,一、液壓泵的選型 二、液壓馬達(dá)的選型 三、液壓泵和液壓馬達(dá)的使用,38-40,一、液壓泵的選型,齒輪泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、價(jià)格便宜、工作可靠、維修方便，可以適應(yīng)多塵、高溫和劇烈沖擊這樣惡劣的使用條件。運(yùn)輸車輛和工程機(jī)械多選用雙聯(lián)或三聯(lián)齒輪泵。缺點(diǎn)是壽命短、流量較小、不能變量。 葉片泵的輸油量均勻，壓力脈動(dòng)較小，容積效率較高。目前僅在起重運(yùn)輸車輛、工程機(jī)械的液壓系統(tǒng)中選用中、高壓葉片泵。 軸向柱塞泵結(jié)構(gòu)緊湊，徑向尺寸小，在高壓系統(tǒng)中應(yīng)用較多。但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格較貴。汽車柴油機(jī)中常用柱塞泵來輸送高壓燃油。,38-41,二、液壓馬達(dá)的選型,選擇液壓

14、馬達(dá)的主要依據(jù)應(yīng)該是設(shè)備對(duì)液壓系統(tǒng)的工作要求、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、體積、重量、價(jià)格等要求，以確定液壓馬達(dá)的類型、性能參數(shù)等。 一般來講，齒輪式液壓馬達(dá)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，常用于高轉(zhuǎn)速、低轉(zhuǎn)矩和運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性要求不高的場(chǎng)合。如驅(qū)動(dòng)研磨機(jī)、風(fēng)扇等。 葉片式液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，動(dòng)作靈敏，容積效率低，機(jī)械特性軟，適用于中速以上，轉(zhuǎn)矩不大，要求起動(dòng)、換向頻繁的場(chǎng)合。 軸向柱塞式馬達(dá)容積效率高，調(diào)整范圍大，且低速穩(wěn)定性好，耐沖擊性能差，常用于要求較高的高壓系統(tǒng)。,38-42,1.液壓泵和液壓馬達(dá)的安裝要求,1)液壓泵和液壓馬達(dá)與其他機(jī)械裝置連接時(shí)要對(duì)中。 2)液壓泵和液壓馬達(dá)軸端一般不得承受徑向力，不得將皮帶輪、齒輪

15、等傳動(dòng)零件直接安裝在液壓泵和液壓馬達(dá)的軸上。 3)液壓泵和液壓馬達(dá)對(duì)系統(tǒng)濾油精度有一定要求。 4)對(duì)于某些馬達(dá)，在回油路要安裝背壓閥，以使馬達(dá)回油口具有足夠的背壓來保證正常工作。 5)泵的進(jìn)油口和出油口可各安裝一段膠管。,38-43,2.使用液壓泵和液壓馬達(dá)時(shí)的注意事項(xiàng),1)工作壓力、轉(zhuǎn)速不能超過規(guī)定值。 2)規(guī)定了旋轉(zhuǎn)方向的泵，不得反向旋轉(zhuǎn)；泵的進(jìn)、出油口不得接反。 3)液壓泵和液壓馬達(dá)工作介質(zhì)的正常工作溫度為2060。 4)避免液壓泵帶負(fù)荷起動(dòng)及在有負(fù)荷情況下停車；低溫起動(dòng)后先輕負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，待溫度上升后再進(jìn)入正常運(yùn)轉(zhuǎn)；注意不要將熱油突然輸入冷元件，以免發(fā)生配合面“咬傷”事故。,38-44,一、選擇液壓泵的原則 1、是否要求變量：葉片泵、柱塞泵為變量泵