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1、课程内容XXXXXX内容内容第1章XXXXXX内容内容第2章教学目标：掌握液压系统组成元件的结构、工作原理及故障分析。教学内容：动力元件、执行元件、控制调节元件和辅助动力元件、执行元件、控制调节元件和辅助元件结构、工作原理及故障分析。元件结构、工作原理及故障分析。教学要求：能识别且会绘制液压元件的职能符号，掌握它在液压回路中的作用。本章概述模块二液压系统元件模块二液压系统元件本环节的学习思路是液压元件本环节的学习思路是液压元件-典型基本液压典型基本液压回路回路-复杂的液压系统。任何一个液压系统复杂的液压系统。任何一个液压系统都是有基本的液压元件组成的，液压系统都是有基本的液压元件组成的，液压系
2、统的元件包括动力元件、执行元件、控制调的元件包括动力元件、执行元件、控制调节元件和辅助元件，下面我们就来学习液节元件和辅助元件，下面我们就来学习液压系统的各种液压元件。压系统的各种液压元件。2.1液压动力元件液液压压泵泵是液压系统的是液压系统的动力元件动力元件，将原动机输入的，将原动机输入的机械能转换为液体的压力能机械能转换为液体的压力能, ,向系统提供具向系统提供具有有一定压力和流量一定压力和流量的液体。的液体。液压泵站液压泵站一般由一般由泵、油箱泵、油箱和和一些液压附件一些液压附件（过滤器、热交换器、（过滤器、热交换器、蓄能器、压力表及管件等）组成。蓄能器、压力表及管件等）组成。(1)液压
3、泵将机械能转换为液压能；(2)建立足够的压力以克服负载；液压泵的作用液压泵的作用(3)提供稳定的流量以满足执行元件运动速度的要求。 抓住密封容积的形成和变化是研究了解泵结构特点和泵工作原理的关键2.1.1液压泵工作原理、分类及图形符号液压泵的分类液压泵种类繁多1、按泵的排量可否调节，可分为定量泵定量泵和变量泵变量泵。其中变量泵变量泵有单作用叶片泵单作用叶片泵、径向柱塞泵径向柱塞泵、轴向柱塞泵轴向柱塞泵等。2、按结构形式，可分为柱塞泵柱塞泵、叶片泵叶片泵、齿轮泵齿轮泵和螺杆泵螺杆泵等。3、按使用压力：低压中压中高压高压每类中还有多种型式，例如u柱塞泵有径向式径向式和轴向式轴向式之分；u叶片泵有单
4、作用式单作用式、双作用式双作用式和凸轮转子式凸轮转子式之分；u齿轮泵有外啮合式外啮合式和内啮合式内啮合式之分；u螺杆泵有双螺杆泵双螺杆泵和单螺杆泵单螺杆泵之分；等等。2.1.1液压泵工作原理、分类及图形符号一、液压泵的工作原理一、液压泵的工作原理结构密封容积是如何形成的？工作过程密封容积是如何变化的？密封容积逐渐增大形成真空吸油过程；密封容积逐渐变小排出油液排油过程。2.1.1液压泵工作原理、分类及图形符号容积式液压泵的基本特点：（1）具有若干个密封且又可以周期性变化空间。液压泵输出流量与此空间的容积变化量和单位时间内的变化次数成正比，与其他因素无关。这是容积式液压泵的一个重要特性。（2）油箱
5、内液体的绝对压力必须恒等于或大于大气压力。这是容积式液压泵能够吸入油液的外部条件。因此，为保证液压泵正常吸油，油箱必须与大气相通，或采用密闭的充压油箱。（3）具有相应的配流机构，将吸油腔和排油腔隔开，保证液压泵有规律地、连续地吸、排液体。液压泵的结构原理不同，其配油机构也不相同。如图3-1中的单向阀5、6就是配流机构。2.1.1液压泵工作原理、分类及图形符号工作原理工作原理必要条件必要条件密封容积的形成密封容积的形成充分条件充分条件密封容积的变化密封容积的变化吸油过程吸油过程: :密封容积增大密封容积增大排油过程排油过程: :密封容积减小密封容积减小两个条件两个条件: :油箱通大气油箱通大气配
6、油装置配油装置泵的结构分析基础泵的结构分析基础2.1.1液压泵工作原理、分类及图形符号液压泵的图形符号2.1.1液压泵工作原理、分类及图形符号二、液压泵性能参数压力排量流量功率效率2.1.1液压泵工作原理、分类及图形符号3.3.3.最高允许最高允许最高允许压力压力压力pp pmaxmaxmax 指泵短时间内所允许超载使用的极限压力，一般为额定压力的1.1倍。压力分级低压中压中高压高压超高压压力（MPa）2.52.58816 163232压力分级压力分级2.1.1液压泵工作原理、分类及图形符号（二）液压泵的排量和流量1.排量V：指在无泄漏情况下，液压泵转一转所能排出的油液体积。2.1.1液压泵工
7、作原理、分类及图形符号2.理论流量理论流量指在无泄漏情况下，液压泵指在无泄漏情况下，液压泵单位时单位时间间内输出油液的内输出油液的体积体积。指单位时间内液压泵实际输出油液指单位时间内液压泵实际输出油液的体积。的体积。3.实际流量实际流量4.额定流量额定流量泵在额定转数和额定压力下输出泵在额定转数和额定压力下输出的实际流量。的实际流量。2.1.1液压泵工作原理、分类及图形符号（三）液压泵的功率输入功率：指作用在液压泵主轴上的机械功率输入功率：指作用在液压泵主轴上的机械功率。输出功率：液压泵输出的液压功率，是泵的工输出功率：液压泵输出的液压功率，是泵的工作压力与输出流量乘积。作压力与输出流量乘积。
8、 若不考虑泄漏和损失若不考虑泄漏和损失，则输入功率等于输出功率。，则输入功率等于输出功率。2.1.1液压泵工作原理、分类及图形符号产生机械损失的原因产生机械损失的原因产生机械损失的原因产生机械损失的原因 机械摩擦、粘性摩擦，转矩有机械摩擦、粘性摩擦，转矩有损失，与损失，与p p、n np p有关有关 产生容积损失的原因产生容积损失的原因产生容积损失的原因产生容积损失的原因 高压腔向低压腔的内泄漏，压高压腔向低压腔的内泄漏，压力越高，泄漏量越大，与力越高，泄漏量越大，与p p、n np p有关；空穴、吸空。有关；空穴、吸空。 机械机械效率效率 容积容积效率效率 （2）液压泵的效率）液压泵的效率2
9、.1.1液压泵工作原理、分类及图形符号容积效率容积效率（2）液压泵的效率）液压泵的效率机械效率机械效率2.1.1液压泵工作原理、分类及图形符号总效率 实际输出功率出功率输入功率2.1.1液压泵工作原理、分类及图形符号例题:某液压系统，泵的排量V10mL/r，电机转速n1200r/min，泵的输出压力p=5Mpa泵容积效率v0.92，总效率0.84，求：1）泵的理论流量；2）泵的实际流量；3）泵的输出功率；4）驱动电机功率。解：解：1 1）泵的理论流量）泵的理论流量 q qt t=V =V n n1010-3-3=10=10120012001010-3-312 12 L/minL/min 2)
10、2) 泵的实际流量泵的实际流量 q q q qt tv v12120.920.9211.04 11.04 L/minL/min3) 3) 泵的输出功率泵的输出功率4）驱动电机功率）驱动电机功率 2.1.1液压泵工作原理、分类及图形符号2.1.2齿轮泵由两个参数相同的齿轮相互啮合在一起而构成的泵称为齿轮泵。它是依靠齿轮的轮齿啮合空间的容积变化来输送液体的，它属于容积泵。啮合的齿轮泵为其核心部件，按啮合形式不同，可以分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵。现在我们以外啮合式齿轮泵为例来介绍齿轮泵的特点。图2-4齿轮泵结构图一、齿轮泵结构及工作原理一、齿轮泵结构及工作原理外啮合齿轮泵结构如图外啮合齿轮泵结构
11、如图2-4、2-5所示。外啮合齿轮泵由装在泵所示。外啮合齿轮泵由装在泵体内一对几何参数都相同的互体内一对几何参数都相同的互相啮合的齿轮组成，齿轮两侧相啮合的齿轮组成，齿轮两侧有端盖。泵体、两端盖和齿轮有端盖。泵体、两端盖和齿轮的各个齿间槽形成许多密封腔，的各个齿间槽形成许多密封腔，并由齿轮啮合线把密封腔划分并由齿轮啮合线把密封腔划分为两部分，即吸油腔和压油腔。为两部分，即吸油腔和压油腔。2.1.2齿轮泵图2-5外啮合齿轮泵的工作原理两齿轮分别用键固定在由滚针轴承支两齿轮分别用键固定在由滚针轴承支承的主动轴和从动轴上，主动轴由承的主动轴和从动轴上，主动轴由电动机带动旋转。主动齿轮随电动电动机带动
12、旋转。主动齿轮随电动机一起旋转并带动从动轮跟着旋转。机一起旋转并带动从动轮跟着旋转。当吸油腔一侧的啮合齿逐渐分开时，当吸油腔一侧的啮合齿逐渐分开时，吸油腔容积增大，压力降低，便将吸油腔容积增大，压力降低，便将吸油管中的油液吸入泵内；吸入油吸油管中的油液吸入泵内；吸入油液分两路在齿槽内被齿轮推送到排液分两路在齿槽内被齿轮推送到排出室。液体进入排出室后，由于两出室。液体进入排出室后，由于两个齿轮的轮齿不断啮合，便油液受个齿轮的轮齿不断啮合，便油液受挤压而从压油腔进入排油管中，进挤压而从压油腔进入排油管中，进入液压系统中。主动齿轮和从动齿入液压系统中。主动齿轮和从动齿轮不停地旋转，泵就能连续不断地轮
13、不停地旋转，泵就能连续不断地吸入和排出油液。吸入和排出油液。2.1.2齿轮泵二、齿轮泵的特点及应用齿轮泵具有结构简单，转速高，制造方便，造价低，外形尺寸小，重量轻，自吸能力好，对油液污染不敏感，工作可靠等优点，但有流量不均匀和困油现象等缺点，噪声高，排量不可调节等缺点。齿轮泵应用比较广泛，主要用于负载小和功率小的液压设备以及机床润滑和夹紧等精度要求不高及环境恶劣的场合。2.1.2齿轮泵2.1.3叶片泵叶片泵较齿轮泵复杂，根据各密封工作容积在转子旋转一周吸、排油次数的不同，叶片泵分为两类，即完成一次吸、排油的单作用叶片泵和完成两次吸、排油的双作用叶片泵，单作用叶片泵多用于变量泵，双作用叶片泵均为
14、定量泵。图2-6单作用叶片泵的工作原理1转子2定子3叶片一、单作用叶片泵一、单作用叶片泵1单作用叶片泵结构及工作原理2单作用叶片泵特点及应用单作用叶片泵结构复杂、轮廓尺寸大、相对运动部件多、泄露量大、噪声大、效率低和存在径向不平衡力，但是单作用叶片泵能够根据负载大小进行变量调节。一般用于负载较大并有快速和慢速工作行程的液压设备中，如组合机床、工程机械等液压系统。2.1.3叶片泵二、双作用叶片泵1双作用叶片泵的工作原理2双作用叶片泵特点及应用双作用叶片泵结构紧凑、流量均匀、冲动平稳、噪声小，但是结构复杂、自吸能力差、对油液污染敏感。目前多用于功率较小、精度较高的液压设备，如磨床液压系统。图2-7
15、双作用叶片泵的工作原理1定子2转子3叶片2.1.3叶片泵2.1.4柱塞泵柱塞泵是依靠柱塞在缸体内往复运动，使密封工作容腔容积发生变化来实现吸、压油的。由于柱塞与缸体内孔均为圆柱表面，因此加工方便，配合精度高，密封性能好。同时，柱塞泵主要零件处于受压状态，使材料强度性能得到充分利用，故柱塞泵常做成高压泵。此外，只要改变柱塞的工作行程，就能改变泵的排量，易于实现单向或双向变量。柱塞泵按柱塞排列方向的不同，可分为轴向柱塞泵和径向柱塞泵两类。柱塞轴向布置的泵称为轴向柱塞泵，柱塞沿径向放置的泵称为径向柱塞泵。轴向柱塞泵应用比较广泛，本文主要介绍轴向柱塞泵。一、轴向柱塞泵工作原理二、轴向柱塞泵的特点及应用
16、柱塞泵具有压力高、结构紧凑、效率高及流量调节方便等优点，常用于需要高压大流量和流量需要调节的液压传动系统中，如龙门刨床、拉床、液压机、起重机械等设备的液压传动系统。2.1.4柱塞泵图2-8轴向柱塞泵的工作原理1缸体2配油盘3柱塞4斜盘5传动轴6弹簧2.1.5螺杆泵一、螺杆泵工作原理二、螺杆柱塞泵的特点及应用螺杆泵结构简单、紧凑，体积小，重量轻，运动平稳，输油均匀，噪声小，容许采用高转速，容积效率较高（达90%95%），对油液的污染不敏感，因此它在一些精密车床的液压系统中得到了应用。螺杆泵的主要缺点是螺杆形状复杂，加工较困难，不易保证精度。图2-9螺杆泵工作原理图1端盖2铜垫3、8铜套4凸螺杆5凹螺杆6泵体7透盖2.1.6液压泵常见故障诊断与排除一、齿轮泵常见故障诊断与排除1齿轮泵不出油2油封被冲出3建立不起压力或压力不够4流量输出达不到标准5齿轮泵温度较高6噪声大及压力波动大二、叶片泵常见故障诊断与排除1叶片泵不上油或无压力2流量输出达不到标准3叶片泵压力达不到标准4叶片泵噪声过大5叶片泵温度过高6叶片泵振动过大7叶片泵外泄漏2.1.6液压泵常见故障诊断与排除三、轴向柱塞泵常见故障诊断
