《液压气压传动与控制》由会员分享，可在线阅读，更多相关《液压气压传动与控制（49页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 本章重点： 1、齿轮泵、叶片泵、柱塞泵是重点，其它型式的液压泵仅作一般性了解；2、熟悉各类液压泵的工作原理、性能特点及应用范围；3、掌握液压泵和液压马达的工作压力、排量、流量概念及计算方法；熟悉液压泵和液压马达的功率、效率及其计算方法；5、熟知限压式变量叶片泵的工作原理及泵的流量压力特性曲线。本章难点：1、液压泵和液压马达的功率、效率及其计算方法；2、齿轮泵的困油现象、原因以及消除的方法；3、限压式变量叶片泵的工作原理。液压泵和液压马达都是能量转换装置。液压 泵把机械能转换成油液的压力能，是系统的 第一能量转换装置；而液压马达则把油液的 压力能转换成机械能，是系统的第二能量转 换装置。注意：
2、第一节第一节 液压泵的概述液压泵的概述 一、液压泵的工作原理及特点1、液压泵的工作原理 以单柱塞液压泵为例进行说明。 工作原理：利用密封容积的周期性变化而完成吸、压油 。 2、液压泵的工作特点（工作基本要素）： (1)具有周期性密封容积的变化； (3)对自吸式液压泵，油箱液面保持必要的压力是 保证容积式液压泵能够吸油的外部条件。(2)有配流装置，以将吸油腔和排液腔隔开，保证液 压泵有规律的、连续的吸、排液体。a.油箱与大气相通； b.对密封油箱的液面需充入高于大气压的惰 性气体。 二、液压泵的主要性能参数 1.压力参数(1)工作压力 p 液压泵实际工作时的输出油液的压力称为工作压力。 （Pa，
3、MPa表示） (2)额定压力 ps 液压泵在正常工作条件下,按试验标准规定连续运转的最高 压力称为液压泵的额定压力。 (3)最高允许压力 pmax 在超过额定压力的条件下,根据试验标准规定,允许液压泵短 暂运行的最高压力值,称为液压泵的最高允许压力。例： 【结论】 a.无论何种状态下，泵的额定压力均不发生变化，即与泵的 工作条件无关； b.泵工作压力取决于负载，而与ps及q无关，且ppspmax. 已知ps=6.3 MPa，求压力表读数为多少？(a )RA(b )RA(c )c.当某处有几个负载并联时，系统压力取决于克服各负载压力 值中的最小值。 2.流量参数(1)排量V 在不考虑泄漏情况下，
4、泵轴每转一周所排出油液的体积。 (2) 理论流量qt 排量不可调的液压泵则称为定量泵；排量可调的液压泵称为 变量泵。在不考虑泄漏情况下,液压泵在单位时间内所排出的液体 体积。 （单位为m3/s , l/min ） 转速n的单位：r/min （单位为m3/r , l/r ）(3)实际流量q 考虑泄漏损失时，泵在单位时间内所排出的油液体积称为 实际流量. 它等于理论流量qt减去泄漏流量q (4)额定流量qs 液压泵在正常工作条件下,按试验标准规定(如在额定压力 和额定转速下)必须保证的流量。 pqqtqq03.功率参数 (1)输入功率Pi 指作用在液压泵主轴上的机械功率（电机的输出功率） 。 当输
5、入转矩为T0，角速度为时,不考虑机械损失时，有：式中2n n-电机转速（r/s）；电机角速度（1/s）；T0-电机输出转矩（Nm）；Pi -泵的输入功率（W） (2)泵的理论输出功率Pt 不考虑泄漏，只考虑机械摩擦损失时，泵的输出功率。 Tt为泵的理论转矩，T0=Tt+Tm; n为泵的转速；为泵的角速度。 泵的理论转矩： (3)泵的实际输出功率 P 考虑损失（泄漏、机械摩擦等）时，泵的输出功率。 如果泵不是自行从油箱吸油，则 4.效率参数（1）机械效率m 液压泵在转矩上的损失。液压泵的实际输入转矩T0总是大于理论上所需要的转矩Tt T0=Tt+Tm (2)容积效率V 指液压泵流量上的损失，液压
6、泵的实际输出流量总是小于其理 论流量。 因此液压泵的实际输出流量q为 (3)总效率 指液压泵的实际输出功率与其输入功率的比值 液压泵的总效率等于其容积效率与机械效率的乘积，所以液 压泵的输入功率也可写成：三、液压泵的类型和图形符号1、分类按结构分齿轮泵叶片泵柱塞泵螺杆泵按压力分低压：2.5MPa 中压：2.58MPa 中高压：816MPa 高压：1632MPa 超高压： 32MPa 按流量是否可调分 定量泵 变量泵 手动变量泵 自动变量泵 限压式 恒功率 恒压式 稳流量式 2、图形符号（GB/T786.1-93参照ISO1219-1977）第二节第二节 齿轮泵齿轮泵 类型：外啮合齿轮泵、内啮合
7、齿轮泵 一、齿轮泵的工作原理和结构 外啮合齿轮泵工作原理动画 演示1、工作原理通过齿轮的啮合与脱离，造成密封容积的周期性变化完成吸、压油。轮齿脱离啮合的一侧，由于密封容积增大是吸油腔；轮齿进入啮合的一侧，由于密封容积减小是压油腔。 2、结构 二、CBB型齿轮泵存在的问题1、困油现象【产生原因】 为保证齿轮泵连续平稳地供油所必然 引起的结果。油液处在困油区中，需要排油时无处可排 ，需要吸油时无处可吸的现象。 【定义】 【危害性】（1）受挤油液,强行从一切可能泄漏的缝隙中挤出, 造成功率损失,使油液发热； （2）使系统压力急剧上升, 轴承上突然受到很大的 冲击载荷,使泵产生振动和噪音； （3）使系
8、统的瞬时流量脉动性加大。 【消除措施】 在齿轮泵的前后端盖上各 开两个卸荷槽. 压吸卸荷槽2、径向不平衡力 径向液压力 轮齿啮合力 压力越大，径向不平衡力越大。（从动齿轮的轴承磨损快！ ） 减小措施：压油口孔径比吸油口孔径要小 F液F啮主动轮F主 F从3、泄漏 外啮合齿轮泵主要存在三种泄漏途径： （1）径向泄漏 通过齿轮外圆与泵体配合处径向间隙的泄漏。 0.13-0.16mm，泄漏量占15-20。 （2）轴向泄漏 通过齿轮端面与端盖之间轴向间隙的泄漏。 0.03-0.04mm ，占80 。 （3）啮合线泄漏 由于有齿向误差，通过两个齿轮的啮合线处的 泄漏。占4-5。 三、齿轮泵特点（1）结构简
9、单、价格低廉、工作可靠、自吸性好；（2）噪音大、流量脉动性大；（3）效率低、漏油现象严重；（4）存在径向不平衡力问题。（5）一般用在低压系统中或作为辅助液压泵供油。自吸性：在额定转速下，液压泵从低于其以下的开式油箱中自行吸油的能力。用吸油高度来表示（一般h = 0.5 m）第三节第三节 叶片泵叶片泵 叶片泵类型：定量叶片泵、变量叶片泵 一、定量叶片泵（双作用叶片泵）1、组成与结构特点 组成：由定子、转 子、叶片、配油盘( 图中未画出)和泵体 等组成。结构特点： （1）转子和定子中心重合,定子内表面近似为椭圆柱 形。（2）叶片沿着旋转方向前倾100130,叶片数为偶 数，较少，不少于6片。2、工
10、作原理 利用定子、转子、 叶片、配油盘所形 成的密封容积的周 期性变化完成吸、 压油。 3、工作特点（1）转子每转一周,完成两次吸油和压油,所以称 之为双作用叶片泵；（2）由于有两个吸油腔和两个压油腔,且对称布置, 所以作用在转子上的油液压力相互平衡,因此双作用 叶片泵又称为卸荷式叶片泵。 二、变量叶片泵（单作用叶片泵） 1、组成与结构特点 组成：由定子、转子、 叶片、配油盘(图中未 画出)和泵体等组成。结构特点： （1）转子和定子中心存在一偏心距e,定子内表面为 圆形。（2）叶片沿着旋转方向后倾240,叶片数为奇数，较 多，达15片。2、工作原理：同定量叶片泵 3、工作特点 （1）转子每转一
11、周,完成一次吸油和压油,所以称 之为单作用叶片泵；（2）由于吸压油腔不对称布置,所以作用在转子上 的油液压力不平衡,因此单作用叶片泵又称为非卸荷 式叶片泵。 4、类型双向变量泵：q可调，输油方向可变 单向变量泵：q 可调，输油方向不变5、限压式变量叶片泵（1）工作特点 根据负载大小，利用压力反馈作用自动改变偏心 距e的大小来实现流量的自动调节。（2）结构特点 转子中心固定，定子中心受调节螺钉调定，即最大 偏心距emax由调节螺钉调定，它决定了泵的最大流量 qmax； 配油盘上吸压油窗口不对称布置，定子右侧柱塞受 到一个向左的液压力pA。当pAksx0时，e=emax, q=qmax; 当pA=
12、ksx0时， e=emax, q=qmax; 令 pc=ppc称为限定压力泵在最大流量下所能达到的最高压力。 当pAksx0时，e q ;当p=pmax时，e=0, q=0。 此时的压力pmax称为截止压力。 pAksx0（3）特性曲线 调节流量调节螺钉，可调节 emax即qmax，使AB线上下平移； ks一定，调节弹簧预压缩量x0 ，使BC线左右平移； 弹簧预压缩量x0一定，改变ks， 可改变BC线的斜率：kBC变平坦 。即弹簧越“软”(ks值越小),BC段 越陡,pmax值越小；反之,弹簧越“硬 ”(ks值越大),BC段越平坦,pmax值亦 越大。q调节p调节三、双级叶片泵和双联叶片泵 1
13、.双级叶片泵 两个普通压力的单级叶片泵装在一个泵体内，在油路上串接 而成的,如果单级泵的压力可达7.0MPa,双级泵的工作压力就 可达14.0MPa。2.双联叶片泵 两个单级叶片泵装在一个泵体内，在油路上并联组 成。两个叶片泵的转子由同一传动轴带动旋转,有 各自独立的出油口,两个泵可以是相等流量的,也可 以是不等流量的。第四节第四节 柱塞泵柱塞泵工作原理： 类 型： 依靠柱塞在缸体中的往复运动造 成密封容积的周期性变化来实现 吸油与压油。 按柱塞的排列和运动方向不同，可 分为径向柱塞泵和轴向柱塞泵。柱塞轴线和缸体轴线垂直柱塞轴线和缸体轴线平行一、径向柱塞泵 （1）改变偏心距e的大小，流量可变；
14、改变偏心距方 向，输油方向可变，所以，从理论上说，可成为双向 变量泵；（2）径向尺寸大，结构复杂，自吸能力差。特点：柱塞转子衬套定 子配油轴吸油腔排油腔二、轴向柱塞泵1、类型： 斜盘式和斜轴式2、组成 泵主体部分、变量机构（手动、伺服变量机构） 3、斜盘式轴向柱塞泵的工作原理 以手动变量机构为例说明 4、特点 （1）改变斜盘倾角的大小，流量可变；改变斜盘 倾角的方向，输油方向可变，所以，可成为双向 变量泵； （2）结构紧凑，径向尺寸小，惯性小，容积效率高；（3）存在流量脉动性。 第五节第五节 液压马达液压马达 将液体的压力能转换为机械能的能量转换装置 ，是系统的执行元件。 一、液压马达的特点及
15、分类（一）特点（与泵比较） 相同点：1、从能量转换角度看，二者可逆； 2、从结构上看，二者相似； 3、从工作原理上看，均是利用密封容积的变化完成 进、排油。 不同点：1、泵：密封容积增大，吸入低压油；密封容积减小，输出 高压油（p,q）。将机械能压力能，是动力元件，希望容积 效率高。马达：密封容积增大，进入高压油；密封容积减小，输出 低压油（T,n）。将压力能机械能，是执行元件，希望机械 效率高。 2、马达输出轴一般需要正反转，所以在内部结构上应具有对 称性，而液压泵一般具有明确的旋转方向。如叶片泵，叶片必 须倾斜安装，而对叶片马达，叶片必须垂直（径向）安装。3、为了减小吸油阻力，减小径向力，
16、一般液压泵的吸油口比 压油口的尺寸大。而液压马达吸压油口尺寸相同。4、液压泵在结构上需保证具有自吸能力，而液压马达不必具 备自吸能力。（二）类型按结构分： 齿轮式、叶片式、螺杆式和柱塞式等。 按额定转速分： 高速和低速 按排量分： 定量马达、变量马达。 二、液压马达性能参数 1.排量、流量和容积效率 排量： 不考虑泄漏情况下，马达每转一周所需要 的油液体积，称为马达的排量V。 理论流量: 不考虑泄漏情况下，马达旋转时达到要 求的转速所需油液的体积，称为马达的 理论流量qt。式中：qt为理论流量(m3/s);n为转速(r/s)；V为排量(m3/r)。实际流量： 考虑泄漏损失时，为了满足转速要求，马 达需要实际输入的流量，用q表示。q= qt+q式中：q为泄漏流量 容积效率： 液压马达转速： 2.液压马达输出的理论转矩当进、出油口压力差为P，如果不计损失，液压 马达输入的液压功率液压马达输出的机械功率，
