液压与气压传动2_王积伟教授_东南大学（课件材料）

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1、School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动Chapter 2 Chapter 2 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件 本章主要内容：本章主要内容：本章主要内容：本章主要内容： 2.12.12.12.1 能源装置能源装置能源装置能源装置的组成的组成的组成的组成 2.22.22.22.2 液压泵液压泵液压泵液压泵与与与与液压马达液压马达液压马达液压马达 2.32.32.32.3 齿轮泵齿轮泵齿轮泵齿轮泵的结

2、构和工作原理的结构和工作原理的结构和工作原理的结构和工作原理 2.42.42.42.4 叶片泵叶片泵叶片泵叶片泵、叶片马达叶片马达叶片马达叶片马达的结构和工作原理的结构和工作原理的结构和工作原理的结构和工作原理 2.52.52.52.5 柱塞泵柱塞泵柱塞泵柱塞泵、柱塞马达柱塞马达柱塞马达柱塞马达的结构和工作原理的结构和工作原理的结构和工作原理的结构和工作原理 2.62.62.62.6 液压泵液压泵液压泵液压泵的气穴、噪声的气穴、噪声的气穴、噪声的气穴、噪声 2.72.72.72.7 液压泵液压泵液压泵液压泵的选用的选用的选用的选用 2.82.82.82.8 油箱油箱油箱油箱与与与与液压辅件液压

3、辅件液压辅件液压辅件 2.92.92.92.9 气源装置气源装置气源装置气源装置及及及及气动辅件气动辅件气动辅件气动辅件 School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动了解液压泵主要性能参数、分类了解液压泵主要性能参数、分类了解常用液压泵的结构及工作原理了解常用液压泵的结构及工作原理掌握泵原理、必要条件、排流量、齿轮泵原理、困油掌握泵原理、必要条件、排流量、齿轮泵原理、困油了解气源装置与气动三联件工作原理了解气源装置与气动三联件

4、工作原理了解常用的液压与气动辅件了解常用的液压与气动辅件容积式泵工作原理、必要条件容积式泵工作原理、必要条件齿轮泵工作原理、排流量计算齿轮泵工作原理、排流量计算容积式泵的共同弊病、容积式泵的共同弊病、 困油现象的实质困油现象的实质目的任务目的任务: : 重点难点重点难点: : School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动Part 2.1Part 2.1 能源装置能源装置能源装置能源装置的组成的组成能源装置有两大类：液压能源装置

5、和气源装置。能源装置有两大类：液压能源装置和气源装置。u 液压能源装置液压能源装置液压能源装置液压能源装置：向液压系统输送具有一定压力和：向液压系统输送具有一定压力和流量的清洁的工作介质；流量的清洁的工作介质；u 气源装置：气源装置：气源装置：气源装置：向气动系统输送一定压力和流量洁净向气动系统输送一定压力和流量洁净的压缩空气。的压缩空气。 液压能源装置可以是和主机分离的单独的液压泵液压能源装置可以是和主机分离的单独的液压泵站，也可以是和主机在一起的液压泵组；站，也可以是和主机在一起的液压泵组； 气源装置一般都是单独的。气源装置一般都是单独的。School of Mechanical Engi

6、neering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动液压泵站液压泵站液压泵站液压泵站一般一般由由由由泵泵泵泵、油箱油箱油箱油箱和一些和一些液压辅件液压辅件液压辅件液压辅件（过滤器、温（过滤器、温控元件、热交换器、蓄能器、压力表及管件等）控元件、热交换器、蓄能器、压力表及管件等）组成组成组成组成，这些辅件是相对独立的，可根据系统的不同要求而取这些辅件是相对独立的，可根据系统的不同要求而取舍，一些液压控制元件（各种控制阀）有时也以集成舍，一些液压控制元件（各种控制阀）有时也以集成的形式安

7、装在液压泵站上。的形式安装在液压泵站上。 气源装置气源装置气源装置气源装置则则由由由由空压机空压机空压机空压机、压缩空气的净化储存设备压缩空气的净化储存设备压缩空气的净化储存设备压缩空气的净化储存设备（后（后冷却器、油水分离器、储气罐、干燥器及输送管道）、冷却器、油水分离器、储气罐、干燥器及输送管道）、气动三联件气动三联件气动三联件气动三联件（分水过滤器、油雾器及减压阀）（分水过滤器、油雾器及减压阀）组成组成组成组成，还有一些还有一些必要的辅件必要的辅件必要的辅件必要的辅件，如自动排水器、消声器、缓冲，如自动排水器、消声器、缓冲器等，这些辅件是向系统输送洁净的压缩空气所必不器等，这些辅件是向系

8、统输送洁净的压缩空气所必不可少的。可少的。 School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动Part 2.2 液压泵液压泵液压泵液压泵与与与与液压马达液压马达液压马达液压马达 液压泵液压泵液压泵液压泵：将电动机或其它原动机输入的机械将电动机或其它原动机输入的机械将电动机或其它原动机输入的机械将电动机或其它原动机输入的机械能转换为液压能的能量转换装置能转换为液压能的能量转换装置能转换为液压能的能量转换装置能转换为液压能的能量转换装置

9、。 液压泵液压泵液压泵液压泵：其为液压系统提供具有一定压力和：其为液压系统提供具有一定压力和流量的液压液，是液压系统的重要组成部流量的液压液，是液压系统的重要组成部分。分。 液压泵液压泵液压泵液压泵：其性能好坏直接影响液压系统工作：其性能好坏直接影响液压系统工作的可靠性和稳定性。的可靠性和稳定性。 液压马达液压马达液压马达液压马达：是：是液压系统液压系统液压系统液压系统中中中中实现连续旋转或摆实现连续旋转或摆动动的执行元件的执行元件的执行元件的执行元件，它把输入油液的压力能转，它把输入油液的压力能转换为输出轴转动的机械能，用来推动负载换为输出轴转动的机械能，用来推动负载作功。作功。School

10、 of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动Part 2.2.1Part 2.2.1 液压泵液压泵液压泵液压泵的工作原理的工作原理的工作原理的工作原理液压系统中所用的各种液压泵，其液压系统中所用的各种液压泵，其工工工工作原理作原理作原理作原理都是都是依靠液压泵密封工作腔容依靠液压泵密封工作腔容依靠液压泵密封工作腔容依靠液压泵密封工作腔容积积积积大小交替大小交替大小交替大小交替变化来实现变化来实现变化来实现变化来实现的。的。凸轮凸轮凸轮凸轮

11、1 1 1 1旋转时，旋转时，柱塞柱塞柱塞柱塞2 2 2 2在在凸凸凸凸轮轮轮轮1 1 1 1和和弹簧弹簧弹簧弹簧3 3 3 3作用下在缸体作用下在缸体中左右移动。中左右移动。柱塞右移柱塞右移柱塞右移柱塞右移时，时，缸体中的缸体中的密封工作腔密封工作腔密封工作腔密封工作腔4 4 4 4容积容积增大，产生真空，油液通增大，产生真空，油液通过过吸油阀吸油阀吸油阀吸油阀5 5 5 5吸入，此时吸入，此时压油压油压油压油阀阀阀阀6 6 6 6关闭；关闭；柱塞左移柱塞左移柱塞左移柱塞左移时，缸时，缸体体密封工作腔密封工作腔密封工作腔密封工作腔4 4 4 4的容积变小，的容积变小，将吸入的油液通过将吸入的

12、油液通过压油阀压油阀压油阀压油阀6 6 6 6输入液压系统中去，此时，输入液压系统中去，此时，吸油阀吸油阀吸油阀吸油阀5 5 5 5关闭。关闭。液压泵就是依靠其液压泵就是依靠其液压泵就是依靠其液压泵就是依靠其密封工密封工密封工密封工作腔容积不断的变化作腔容积不断的变化作腔容积不断的变化作腔容积不断的变化，实，实，实，实现吸入和输出液体的现吸入和输出液体的现吸入和输出液体的现吸入和输出液体的。图图图图2-12-1 单柱塞式液压泵工作原理单柱塞式液压泵工作原理1 1凸轮凸轮 2 2柱塞柱塞 3 3弹簧弹簧 4 4密封工作腔密封工作腔 5 5吸油阀吸油阀 6 6压油阀压油阀School of Mec

13、hanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动液压泵液压泵吸油吸油吸油吸油时，油箱的油液在大气压作用下使吸油阀开启，而时，油箱的油液在大气压作用下使吸油阀开启，而压油阀在阀的弹簧作用下关闭；压油阀在阀的弹簧作用下关闭；液压泵液压泵输油输油时，吸油阀在液压和弹簧作用下关闭，而压油阀在时，吸油阀在液压和弹簧作用下关闭，而压油阀在液压作用下开启。液压作用下开启。这种这种吸入和输出油液的转换吸入和输出油液的转换吸入和输出油液的转换吸入和输出油液的转换，称为，称为

14、配流配流配流配流。液压泵的配流方式：液压泵的配流方式：液压泵的配流方式：液压泵的配流方式：u 确定式配流确定式配流确定式配流确定式配流（如叶片泵的配流盘、径向柱塞泵的配流轴）（如叶片泵的配流盘、径向柱塞泵的配流轴）u 阀式配流阀式配流阀式配流阀式配流 （如逆止阀等）（如逆止阀等）School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动液压泵的密封工作腔处于吸油时称为液压泵的密封工作腔处于吸油时称为吸油腔吸油腔吸油腔吸油腔，处于输油时称，处

15、于输油时称为为压油腔压油腔压油腔压油腔。吸油腔压力吸油腔压力吸油腔压力吸油腔压力取决于取决于取决于取决于液压泵吸油口至油箱液面高度和吸油管路液压泵吸油口至油箱液面高度和吸油管路压力损失；压力损失；压油腔压力压油腔压力压油腔压力压油腔压力决定于决定于决定于决定于负载和压油管路压力损失。输出的负载和压油管路压力损失。输出的理论流理论流理论流理论流量量量量只只决定于工作腔的几何尺寸决定于工作腔的几何尺寸决定于工作腔的几何尺寸决定于工作腔的几何尺寸和和柱塞的往复次数柱塞的往复次数柱塞的往复次数柱塞的往复次数（或角速度）（或角速度），而，而与压油腔压力无关与压油腔压力无关与压油腔压力无关与压油腔压力无关

16、。液压泵的基本原理液压泵的基本原理液压泵的基本原理液压泵的基本原理吸油：吸油：吸油：吸油：密封容积增大，产生真空密封容积增大，产生真空 压油：压油：压油：压油：密封容积减小，油液被迫压出密封容积减小，油液被迫压出 容积式容积式School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动构成液压泵的基本条件（必要条件）1 1 1 1）形成密封工作腔；形成密封工作腔；2 2 2 2）密封工作腔容积大小交替变化；密封工作腔容积大小交替变化；（变大时

17、与吸油口相通，变小时与压油口相通）（变大时与吸油口相通，变小时与压油口相通）3 3 3 3）吸压油腔隔开（配流装置）。吸压油腔隔开（配流装置）。液压泵的基本特点1 1 1 1）具有一个或若干个周期性变化的密封容积；具有一个或若干个周期性变化的密封容积；2 2 2 2）具有配流装置；具有配流装置； 3 3 3 3）油箱内液体的绝对压力必须恒等于或大于大气压力。油箱内液体的绝对压力必须恒等于或大于大气压力。School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气

18、压传动液压与气压传动Part 2.2.1Part 2.2.1 液压马达液压马达液压马达液压马达的工作原理的工作原理的工作原理的工作原理下图下图所示为轴向柱塞式液压马达的工作原理。所示为轴向柱塞式液压马达的工作原理。斜盘斜盘斜盘斜盘1 1和和配油盘配油盘配油盘配油盘4 4固定固定不动，不动，柱塞柱塞柱塞柱塞3 3可在可在缸体缸体缸体缸体2 2的孔内移动，斜盘中心线与缸体中心线相交的孔内移动，斜盘中心线与缸体中心线相交一个倾角一个倾角 。高压油经配油盘的窗口进入缸体的柱塞孔时，处在高。高压油经配油盘的窗口进入缸体的柱塞孔时，处在高压腔中的柱塞被顶出，压在斜盘上，斜盘对柱塞的反作用力压腔中的柱塞被顶

19、出，压在斜盘上，斜盘对柱塞的反作用力F F可分可分解为两个分力，轴向分力解为两个分力，轴向分力F Fx x和作用在柱塞上的液压力平衡，垂直分和作用在柱塞上的液压力平衡，垂直分力力F Fy y使缸体产生转矩，带动使缸体产生转矩，带动马达轴马达轴马达轴马达轴5 5转动。转动。图图3-26 3-26 轴向柱塞式液压轴向柱塞式液压马达的工作原理马达的工作原理1 1斜盘斜盘 2 2缸体缸体 3 3柱柱塞塞 4 4配油盘配油盘 5 5马达马达轴轴设第设第i i个柱塞和缸体的垂直中心线夹角为个柱塞和缸体的垂直中心线夹角为，则在柱塞上产生，则在柱塞上产生的转矩为的转矩为式中式中 R R柱塞在缸体中的分布圆半径

20、。柱塞在缸体中的分布圆半径。液压马达产生的转矩应是处于高压腔柱塞产生转矩的总和，即液压马达产生的转矩应是处于高压腔柱塞产生转矩的总和，即 随着角随着角的变化，每个柱塞产生的转矩也发生变化，故液压马达产的变化，每个柱塞产生的转矩也发生变化，故液压马达产生的总转矩也是脉动的，它的脉动情况和讨论液压泵流量脉动时的生的总转矩也是脉动的，它的脉动情况和讨论液压泵流量脉动时的情况相似。情况相似。School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动

21、液压马达工作原理液压马达工作原理液压马达工作原理液压马达工作原理: : : :u 转矩脉动转矩脉动; ; u 马达的进、回油口互换时，马达将反向转动马达的进、回油口互换时，马达将反向转动; ;u 改变斜盘倾角改变斜盘倾角 的大小，既改变了马达的排量，也使的大小，既改变了马达的排量，也使 输出转矩输出转矩T T 发生变化；发生变化；u 改变斜盘倾角改变斜盘倾角 的方向，就改变了马达的旋转方向。的方向，就改变了马达的旋转方向。液压马达与液压泵在原理上互逆，结构上类似，功用上液压马达与液压泵在原理上互逆，结构上类似，功用上液压马达与液压泵在原理上互逆，结构上类似，功用上液压马达与液压泵在原理上互逆，

22、结构上类似，功用上相反。相反。相反。相反。 School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动Part 2.2.2Part 2.2.2 液压泵液压泵液压泵液压泵的主要性能参数的主要性能参数的主要性能参数的主要性能参数1.1.1.1.液压泵的压力液压泵的压力液压泵的压力液压泵的压力 工作压力工作压力工作压力工作压力是指是指液压泵出口处的实际压力液压泵出口处的实际压力液压泵出口处的实际压力液压泵出口处的实际压力，其大小取决于负载其大小取

23、决于负载其大小取决于负载其大小取决于负载。 额定压力额定压力额定压力额定压力p pS S是指液压泵在连续使用中允许达到的最高压力。是指液压泵在连续使用中允许达到的最高压力。2.2.2.2.液压泵的排量、流量液压泵的排量、流量液压泵的排量、流量液压泵的排量、流量排量排量排量排量V V V V是指在没有泄漏情况下，泵轴转过一转时所能排出的油是指在没有泄漏情况下，泵轴转过一转时所能排出的油液体积。液体积。排量的大小仅与液压泵的几何尺寸有关排量的大小仅与液压泵的几何尺寸有关排量的大小仅与液压泵的几何尺寸有关排量的大小仅与液压泵的几何尺寸有关。 额定压力额定压力额定压力额定压力p pS S （公称压力、

24、铭牌压力）（公称压力、铭牌压力）School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动额定流量额定流量额定流量额定流量q qs s s s：在额定转速和额定压力下输出的流量。：在额定转速和额定压力下输出的流量。理论流量理论流量理论流量理论流量q qt t t t：在没有泄漏情况下，单位时间内所输出的油液在没有泄漏情况下，单位时间内所输出的油液体积。体积。其大小与泵轴转速其大小与泵轴转速其大小与泵轴转速其大小与泵轴转速n n和排量和排量和

25、排量和排量V V有关有关有关有关，即，即 q qt t t t= = = =VnVn 常用单位为常用单位为m m3 3/s/s和和L/minL/min。实际流量实际流量实际流量实际流量q q：单位时间内实际输出的油液体积。：单位时间内实际输出的油液体积。液压泵在运行时，泵的出口压力不等于零，因而存在部分油液压泵在运行时，泵的出口压力不等于零，因而存在部分油液泄漏，使实际流量小于理论流量。液泄漏，使实际流量小于理论流量。 液压泵的流量液压泵的流量可分为可分为理论流量理论流量理论流量理论流量、实际流量实际流量实际流量实际流量和和额定流量额定流量额定流量额定流量。School of Mechanic

26、al Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动3. 3. 3. 3. 功率与效率功率与效率功率与效率功率与效率如果不考虑液压泵在能量转换过程中的损失，则如果不考虑液压泵在能量转换过程中的损失，则输入功率等输入功率等输入功率等输入功率等于输出功率于输出功率于输出功率于输出功率，即是它们的，即是它们的理论功率：理论功率：理论功率：理论功率：Pt=pVn=Tt=2nTt (2-1)(2-1)(2-1)(2-1) 1）输入功率输入功率输入功率输入功率P Pi i为驱动液压

27、泵轴的机械功率。为驱动液压泵轴的机械功率。2）输出功率输出功率输出功率输出功率P Po o为液压泵输出的液压功率。为液压泵输出的液压功率。式中式中 Tt液压泵的理论转矩；液压泵的理论转矩； 泵的角速度；泵的角速度； n泵的转速。泵的转速。School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动3. 3. 3. 3. 功率与效率功率与效率功率与效率功率与效率（1 1 1 1）容积损失）容积损失）容积损失）容积损失 因因内泄漏内泄漏内泄漏内泄

28、漏、气穴气穴气穴气穴和和油液油液油液油液在高压下受压缩而造成的流量上的在高压下受压缩而造成的流量上的损失。损失。由于液压泵内工作构件之间存在间隙所造成的内泄漏是主由于液压泵内工作构件之间存在间隙所造成的内泄漏是主要原因，因而泵的压力增高，输出的实际流量就减小。要原因，因而泵的压力增高，输出的实际流量就减小。功率损失可分为功率损失可分为容积损失容积损失容积损失容积损失和和机械损失机械损失机械损失机械损失。实际上，液压泵在能量转换过程中是有损失的，因此输出功实际上，液压泵在能量转换过程中是有损失的，因此输出功率总是比输入功率小，即率总是比输入功率小，即P POO 轮齿体积轮齿体积 所以所以 通常取

29、通常取 V=6.66zm2bu流量计算流量计算 理论流量：理论流量： qt=Vn=6.66zm2bn 实际流量：实际流量： q=qtv=6.66zm2bnv结结结结 论论论论 1.1.1.1. 齿轮泵的齿轮泵的qt是是齿轮几何参数齿轮几何参数齿轮几何参数齿轮几何参数和和转速的函数转速的函数转速的函数转速的函数。 2. 2. 2. 2. 因为转速等于常数，流量等于常数因为转速等于常数，流量等于常数 所以定量泵。所以定量泵。 3.3.3.3. 理论流量与出口压力无关。理论流量与出口压力无关。（2-72-72-72-7）School of Mechanical Engineering东南大学机械工程

30、学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动3. 流量脉动流量脉动因为齿轮啮合过程中，啮合点位置瞬间变化，工作腔容积变因为齿轮啮合过程中，啮合点位置瞬间变化，工作腔容积变化率不是常数化率不是常数所以齿轮泵的瞬时流量是脉动的所以齿轮泵的瞬时流量是脉动的 一般，运用一般，运用流量脉动率流量脉动率流量脉动率流量脉动率 来评价瞬时流量的脉动。来评价瞬时流量的脉动。 设设qmax、qmin表示最大瞬时流量和最小瞬时流量，表示最大瞬时流量和最小瞬时流量，q表示平均表示平均流量，则流量脉动率可以用式流量，则流量脉动率可

31、以用式 表示表示（2-82-82-82-8）外啮合齿轮泵齿数越少，脉动率就越大，外啮合齿轮泵齿数越少，脉动率就越大，其值最高可达其值最高可达0.20以上；以上；而内啮合齿轮而内啮合齿轮而内啮合齿轮而内啮合齿轮泵的脉动率要小得多泵的脉动率要小得多泵的脉动率要小得多泵的脉动率要小得多。 School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动4. 几个突出问题几个突出问题u困油现象及其消除措施困油现象及其消除措施u径向作用力不平衡径向作用力不

32、平衡u泄漏泄漏School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动u困油现象及其消除措施困油现象及其消除措施l 何谓困油现象何谓困油现象 l 产生原因产生原因 l 引起结果引起结果 l 消除困油的方法消除困油的方法School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动l 困油现

33、象困油现象为了使齿轮泵能连续平稳地供油，必须使齿轮啮合的重叠系为了使齿轮泵能连续平稳地供油，必须使齿轮啮合的重叠系数数大于大于1。这样，齿轮在啮合过程中，前一对轮齿尚未脱离。这样，齿轮在啮合过程中，前一对轮齿尚未脱离啮合，后一对轮齿已进入啮合。啮合，后一对轮齿已进入啮合。因为因为两对轮齿同时啮合两对轮齿同时啮合 所以所以就有一部分油液被围困在两对轮齿所形成的独立的封闭就有一部分油液被围困在两对轮齿所形成的独立的封闭腔内，这一封闭腔和泵的吸、压油腔相互间不连通。腔内，这一封闭腔和泵的吸、压油腔相互间不连通。当齿轮旋转时，此封闭腔容积发生变化，使油液受压缩或膨当齿轮旋转时，此封闭腔容积发生变化，使

34、油液受压缩或膨胀，这种现象称为胀，这种现象称为困油现象困油现象困油现象困油现象。 School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动l 困油现象产生原因困油现象产生原因ab 容积逐渐减小容积逐渐减小 b c 容积逐渐增大容积逐渐增大 School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液

35、压与气压传动l 困油引起的后果困油引起的后果ab ab 容积逐渐减小容积逐渐减小容积逐渐减小容积逐渐减小 p p 高压油从一切可能泄漏的缝隙强行挤出，使轴和轴承受很大高压油从一切可能泄漏的缝隙强行挤出，使轴和轴承受很大冲击载荷，泵剧烈振动，同时无功损耗增大，油液发热。冲击载荷，泵剧烈振动，同时无功损耗增大，油液发热。bc bc 容积逐渐增大容积逐渐增大容积逐渐增大容积逐渐增大 p p 形成局部真空，使溶于油液中的气体析出，形成气泡，产生形成局部真空，使溶于油液中的气体析出，形成气泡，产生气穴，引起振动、噪声、汽蚀等。气穴，引起振动、噪声、汽蚀等。总之：总之：总之：总之：由于困油现象，使泵工作性

36、能不稳定，产生振动、噪由于困油现象，使泵工作性能不稳定，产生振动、噪声等，直接影响泵的工作寿命。声等，直接影响泵的工作寿命。School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动l 消除困油的办法消除困油的办法原则原则原则原则 ：ab 密封容积减小，使之通压油口密封容积减小，使之通压油口(图图a)，避免压力急剧升高，避免压力急剧升高 bc 密封容积增大，使之通吸油口密封容积增大，使之通吸油口(图图c) ，避免形成局部真空，避免形成局部真

37、空 b 密封容积最小，隔开吸压油密封容积最小，隔开吸压油方法：方法：方法：方法：在两侧端盖上分别开卸荷槽以消除困油。在两侧端盖上分别开卸荷槽以消除困油。困油现象在其他液压泵中同样存在，是个共性困油现象在其他液压泵中同样存在，是个共性问题。在设计与制造液压泵时应竭力避免。问题。在设计与制造液压泵时应竭力避免。 School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动u径向作用力不平衡径向作用力不平衡径向不平衡力的产生：径向不平衡力的产生：径

38、向不平衡力的产生：径向不平衡力的产生：液压力。液压力。液体压力分布规律：液体压力分布规律：液体压力分布规律：液体压力分布规律：齿轮泵中，从压油齿轮泵中，从压油腔经过泵体内孔和齿顶圆间的径向间隙腔经过泵体内孔和齿顶圆间的径向间隙向吸油腔泄漏的油液，其压力随径向位向吸油腔泄漏的油液，其压力随径向位置而不同。经过分析发现，从压油腔到置而不同。经过分析发现，从压油腔到吸油腔的压力是逐级下降的。其合力相吸油腔的压力是逐级下降的。其合力相当于给齿轮轴一个径向作用力，此力称当于给齿轮轴一个径向作用力，此力称为为径向不平衡力径向不平衡力径向不平衡力径向不平衡力。工作压力越高，径向不平衡力也越大，工作压力越高，

39、径向不平衡力也越大，直接影响轴承的寿命。直接影响轴承的寿命。径向不平衡力很大时能使轴弯曲、齿顶径向不平衡力很大时能使轴弯曲、齿顶和壳体内表面产生摩擦。和壳体内表面产生摩擦。 齿轮泵的径向不平衡力齿轮泵的径向不平衡力 School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动u径向作用力不平衡径向作用力不平衡改善措施：改善措施：改善措施：改善措施：u缩小压油口，以减小压力油缩小压油口，以减小压力油作用面积作用面积u增大泵体内表面和齿顶间隙增大

40、泵体内表面和齿顶间隙u开压力平衡槽，会使容积效开压力平衡槽，会使容积效率减小率减小齿轮泵的压力平衡槽齿轮泵的压力平衡槽1 1、2 2压力平衡槽压力平衡槽 School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动u泄漏泄漏外啮合齿轮泵高压腔的压外啮合齿轮泵高压腔的压外啮合齿轮泵高压腔的压外啮合齿轮泵高压腔的压力油可通过齿轮两侧面和力油可通过齿轮两侧面和力油可通过齿轮两侧面和力油可通过齿轮两侧面和两端盖间轴向间隙、泵体两端盖间轴向间隙、泵体两

41、端盖间轴向间隙、泵体两端盖间轴向间隙、泵体内孔和齿顶圆间的径向间内孔和齿顶圆间的径向间内孔和齿顶圆间的径向间内孔和齿顶圆间的径向间隙及齿轮啮合线处的间隙隙及齿轮啮合线处的间隙隙及齿轮啮合线处的间隙隙及齿轮啮合线处的间隙泄漏到低压腔中去。泄漏到低压腔中去。泄漏到低压腔中去。泄漏到低压腔中去。其中对泄漏影响最大的是其中对泄漏影响最大的是其中对泄漏影响最大的是其中对泄漏影响最大的是轴向间隙，可占总泄漏量轴向间隙，可占总泄漏量轴向间隙，可占总泄漏量轴向间隙，可占总泄漏量的的的的75%80%75%80%75%80%75%80%。它是影响齿轮它是影响齿轮它是影响齿轮它是影响齿轮泵压力提高的首要因素泵压力提

42、高的首要因素泵压力提高的首要因素泵压力提高的首要因素。齿侧泄漏齿侧泄漏齿侧泄漏齿侧泄漏 约占齿轮泵总约占齿轮泵总泄漏量的泄漏量的 5%径向泄漏径向泄漏径向泄漏径向泄漏约占齿轮泵总约占齿轮泵总泄漏量的泄漏量的 20%25%端面泄漏端面泄漏端面泄漏端面泄漏* * 约占齿轮泵约占齿轮泵总泄漏量的总泄漏量的 75%80%总之：总之：总之：总之：泵压力愈高，泄漏泵压力愈高，泄漏愈大愈大。School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动5.

43、5. 提高外啮合齿轮泵压力的措施提高外啮合齿轮泵压力的措施问题：问题：问题：问题：齿轮泵存在间隙齿轮泵存在间隙 ， p q v 径向不平衡力也径向不平衡力也p p 径向力径向力 提高齿轮泵压力的方法：提高齿轮泵压力的方法：提高齿轮泵压力的方法：提高齿轮泵压力的方法： 浮动轴套补偿原理：浮动轴套补偿原理：浮动轴套补偿原理：浮动轴套补偿原理： 将压力油引入轴套将压力油引入轴套背面，使之紧贴齿轮背面，使之紧贴齿轮端面，补偿磨损，减端面，补偿磨损，减小间隙。小间隙。图图图图2-72-72-72-7 带浮动轴套的齿轮泵带浮动轴套的齿轮泵School of Mechanical Engineering东南

44、大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动 弹性侧板式弹性侧板式弹性侧板式弹性侧板式补偿原理：补偿原理：补偿原理：补偿原理： 将泵出将泵出口压力油引口压力油引至侧板背面，至侧板背面，靠侧板自身靠侧板自身的变形来补的变形来补偿端面间隙。偿端面间隙。 提高齿轮泵压力的方法：提高齿轮泵压力的方法：提高齿轮泵压力的方法：提高齿轮泵压力的方法：图图图图2-8 2-8 2-8 2-8 带浮动侧板的齿轮泵带浮动侧板的齿轮泵School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院

45、东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动5. 5. 提高外啮合齿轮泵压力的措施提高外啮合齿轮泵压力的措施齿轮泵的齿轮泵的不平衡径向力不平衡径向力不平衡径向力不平衡径向力也是影响其压力提高的另一个重要问题。也是影响其压力提高的另一个重要问题。 解决办法：解决办法：解决办法：解决办法： 缩小压油口缩小压油口缩小压油口缩小压油口并用扩大泵体内腔高并用扩大泵体内腔高并用扩大泵体内腔高并用扩大泵体内腔高压区径向间隙来实现径向补偿。压区径向间隙来实现径向补偿。压区径向间隙来实现径向补偿。压区径向间隙来实现径向补偿。

46、优点：优点：优点：优点：在用浮动轴套产生轴向在用浮动轴套产生轴向补偿的同时，由于齿顶处高压补偿的同时，由于齿顶处高压油的作用，可使轴套与齿轮副油的作用，可使轴套与齿轮副一起在泵体内浮动，从而自动一起在泵体内浮动，从而自动地将齿顶圆压紧在泵体的吸油地将齿顶圆压紧在泵体的吸油腔侧内壁上，不仅结构简单，腔侧内壁上，不仅结构简单，且能使轴承的受力有所减轻。且能使轴承的受力有所减轻。 图图图图2-9 2-9 2-9 2-9 扩大高压区径向间隙的扩大高压区径向间隙的齿轮泵齿轮泵School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章

47、能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动6. 6. 外啮合齿轮泵的优点外啮合齿轮泵的优点结构简单，制造方便，价格结构简单，制造方便，价格低廉低廉结构紧凑，体积小，重量轻结构紧凑，体积小，重量轻自吸性能好，对油污不敏感自吸性能好，对油污不敏感工作可靠，便于维护工作可靠，便于维护流量脉动大流量脉动大噪声大噪声大排量不可调排量不可调7. 7. 外啮合齿轮泵的缺点外啮合齿轮泵的缺点School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件

48、件件件液压与气压传动液压与气压传动8. 8. 小结小结工作原理（三个必要条件）工作原理（三个必要条件）排量、流量计算排量、流量计算几个突出问题及其解决措施几个突出问题及其解决措施School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动Part 2.3.2Part 2.3.2 内啮合内啮合内啮合内啮合齿齿齿齿轮泵轮泵轮泵轮泵内啮合齿轮泵有内啮合齿轮泵有u渐开线齿轮泵渐开线齿轮泵u摆线齿轮泵摆线齿轮泵（又名转子泵）（又名转子泵）两种。两种。

49、School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动小齿轮小齿轮小齿轮小齿轮、内齿轮内齿轮内齿轮内齿轮和和月牙形隔板月牙形隔板月牙形隔板月牙形隔板等等渐开线内啮合齿轮泵渐开线内啮合齿轮泵结构组成：结构组成：当小齿轮按逆时针方向绕中心当小齿轮按逆时针方向绕中心O O1 1旋转时，旋转时，驱动内齿轮绕驱动内齿轮绕O O2 2同向旋转。月牙形隔板同向旋转。月牙形隔板把把吸油腔吸油腔吸油腔吸油腔1 1 1 1和和压油腔压油腔压油腔压油腔2 2

50、 2 2隔开。隔开。uu在泵的左边在泵的左边在泵的左边在泵的左边，轮齿脱离啮合，形，轮齿脱离啮合，形成局部真空，油液从吸油窗口吸入，成局部真空，油液从吸油窗口吸入，进入齿槽，并被带到压油腔。进入齿槽，并被带到压油腔。uu在泵的右边，在泵的右边，在泵的右边，在泵的右边，轮齿进入啮合，工轮齿进入啮合，工作腔容积逐渐变小，将油液经压油作腔容积逐渐变小，将油液经压油窗口压出。窗口压出。 工作原理：工作原理：渐开线齿形内啮合渐开线齿形内啮合渐开线齿形内啮合渐开线齿形内啮合齿轮泵齿轮泵齿轮泵齿轮泵School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章

51、第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动摆线齿形内啮合摆线齿形内啮合摆线齿形内啮合摆线齿形内啮合齿轮泵齿轮泵齿轮泵齿轮泵由由小齿轮小齿轮小齿轮小齿轮和和内齿轮内齿轮内齿轮内齿轮（均为摆线齿轮）（均为摆线齿轮）组成。组成。小齿轮比内齿轮少一个齿小齿轮比内齿轮少一个齿小齿轮比内齿轮少一个齿小齿轮比内齿轮少一个齿且有且有一偏心距，一偏心距，不须设置隔板不须设置隔板不须设置隔板不须设置隔板。 结构组成：结构组成：当小齿轮绕中心当小齿轮绕中心O O1 1旋转时，内齿轮被驱旋转时，内齿轮被驱动，并绕动，并绕O O2 2同向旋转。同向旋转。uu

52、泵的左边泵的左边泵的左边泵的左边，轮齿脱离啮合，形成，轮齿脱离啮合，形成局部真空，进行吸油。局部真空，进行吸油。uu泵的右边泵的右边泵的右边泵的右边，轮齿进入啮合，进行，轮齿进入啮合，进行压油。压油。 工作原理：工作原理：摆线齿形内啮合齿轮泵摆线齿形内啮合齿轮泵School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动内啮合内啮合内啮合内啮合齿轮泵的优点齿轮泵的优点齿轮泵的优点齿轮泵的优点内啮合内啮合内啮合内啮合齿轮泵的齿轮泵的齿轮泵的齿轮

53、泵的缺点缺点缺点缺点u 结构紧凑，尺寸小，质量轻；结构紧凑，尺寸小，质量轻；u 因齿轮同向旋转，相对滑动速度小，磨损小，使用寿命长；因齿轮同向旋转，相对滑动速度小，磨损小，使用寿命长；u 流量脉动小，因而压力脉动和噪声都较小；流量脉动小，因而压力脉动和噪声都较小；u 油液在离心力作用下易充满齿间槽，故允许高速旋转，容油液在离心力作用下易充满齿间槽，故允许高速旋转，容积效率高。积效率高。 摆线内啮合齿轮泵结构更简单，啮合重叠系数大，传动摆线内啮合齿轮泵结构更简单，啮合重叠系数大，传动平稳，吸油条件更为良好。平稳，吸油条件更为良好。 齿形复杂，加工精度要求高，因此造价较贵。齿形复杂，加工精度要求高

54、，因此造价较贵。 School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动Part 2.3.3Part 2.3.3 齿轮泵齿轮泵齿轮泵齿轮泵的主要性能的主要性能的主要性能的主要性能（1 1 1 1）压力）压力）压力）压力 具有良好的轴向和径向补偿措施的中、小排量的齿轮泵的最高具有良好的轴向和径向补偿措施的中、小排量的齿轮泵的最高工作压力目前均超过了工作压力目前均超过了25MPa25MPa，最高达，最高达32MPa32MPa以上。大排量齿轮

55、泵的许用压力以上。大排量齿轮泵的许用压力亦可达亦可达1620MPa1620MPa；（2 2 2 2）排量）排量）排量）排量 液压工程用的齿轮泵的排量范围很宽从液压工程用的齿轮泵的排量范围很宽从0.05800mL/r0.05800mL/r，但常用，但常用者为者为2.5250mL/r2.5250mL/r。（3 3 3 3）转速）转速）转速）转速 微型齿轮泵的最高转速可达微型齿轮泵的最高转速可达20000r/min20000r/min以上，常用者为以上，常用者为10003000r/min10003000r/min。必须指出，齿轮泵的工作转速亦有下限，一般为。必须指出，齿轮泵的工作转速亦有下限，一般为

56、300500r/min300500r/min。（4 4 4 4）寿命）寿命）寿命）寿命 低压齿轮泵的寿命为低压齿轮泵的寿命为30005000h30005000h，高压外齿轮泵额定压力下的，高压外齿轮泵额定压力下的寿命一般却只有几百小时，高压内齿轮泵的寿命可达寿命一般却只有几百小时，高压内齿轮泵的寿命可达20003000h20003000h。School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动Part 2.3.3Part 2.3.3 螺

57、螺螺螺杆泵杆泵杆泵杆泵当主动螺杆带动从动螺杆旋转时，各密封当主动螺杆带动从动螺杆旋转时，各密封工作腔沿着轴向从左向右移动。工作腔沿着轴向从左向右移动。u左端形成密封工作腔容积逐渐增大，左端形成密封工作腔容积逐渐增大，进行吸油；进行吸油；u右端工作腔容积逐渐缩小，将油压右端工作腔容积逐渐缩小，将油压出。出。工作原理：工作原理：uu螺杆直径越大螺杆直径越大螺杆直径越大螺杆直径越大，螺旋槽越深，螺旋槽越深，排量也越大。排量也越大。uu螺杆越长螺杆越长螺杆越长螺杆越长，吸油口和压油口，吸油口和压油口之间密封层次越多，密封越之间密封层次越多，密封越好，可提高泵的额定压力。好，可提高泵的额定压力。图图图图

58、2-112-11 螺杆泵的工作原理螺杆泵的工作原理在泵的壳体里有三根互相啮合的双头螺杆，在泵的壳体里有三根互相啮合的双头螺杆，主主主主动螺杆动螺杆动螺杆动螺杆1 1 1 1是凸螺杆，是凸螺杆，从动螺杆从动螺杆从动螺杆从动螺杆2 2 2 2是凹螺杆。在横是凹螺杆。在横截面内，其齿廓由几对摆线共轭曲线组成，截面内，其齿廓由几对摆线共轭曲线组成，螺螺螺螺杆的啮合线把各螺杆的螺旋槽分割成若干密封杆的啮合线把各螺杆的螺旋槽分割成若干密封杆的啮合线把各螺杆的螺旋槽分割成若干密封杆的啮合线把各螺杆的螺旋槽分割成若干密封工作腔工作腔工作腔工作腔。结构组成：结构组成：School of Mechanical E

59、ngineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动必须满足四个密封条件，才能形成空间八字形密封容积：必须满足四个密封条件，才能形成空间八字形密封容积： 1.1. 主从动螺杆共扼；主从动螺杆共扼；2.2. 螺杆根数和螺纹头数必须满足一定关系；螺杆根数和螺纹头数必须满足一定关系；3.3. 泵体最小长度应大于螺杆的导程；泵体最小长度应大于螺杆的导程；4.4. 保证最小径向间隙。保证最小径向间隙。V V V V密密密密形成形成形成形成School of Mechanical Engi

60、neering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动uu螺杆泵结构简单，紧凑，体积小，重量轻，运转平稳，螺杆泵结构简单，紧凑，体积小，重量轻，运转平稳，螺杆泵结构简单，紧凑，体积小，重量轻，运转平稳，螺杆泵结构简单，紧凑，体积小，重量轻，运转平稳，输油均匀，噪声小，容积效率高，允许采用高转速，输油均匀，噪声小，容积效率高，允许采用高转速，输油均匀，噪声小，容积效率高，允许采用高转速，输油均匀，噪声小，容积效率高，允许采用高转速，对油液污染不敏感。对油液污染不敏感。对油液污染不敏感。对

61、油液污染不敏感。uu主要缺点是加工较困难，不易保证精度。主要缺点是加工较困难，不易保证精度。主要缺点是加工较困难，不易保证精度。主要缺点是加工较困难，不易保证精度。螺杆泵的性能特点螺杆泵的性能特点：School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动 （1 1）压力）压力）压力）压力 三螺杆泵的常用工作压力为三螺杆泵的常用工作压力为三螺杆泵的常用工作压力为三螺杆泵的常用工作压力为2.520MPa2.520MPa，个别可高达个别可高达个

62、别可高达个别可高达3540MPa3540MPa。 （2 2）流量）流量）流量）流量 螺杆式液压泵的流量范围为螺杆式液压泵的流量范围为螺杆式液压泵的流量范围为螺杆式液压泵的流量范围为310000L/min310000L/min，输送物料的螺杆泵的流量可达，输送物料的螺杆泵的流量可达，输送物料的螺杆泵的流量可达，输送物料的螺杆泵的流量可达200m200m3 3/min/min。 （3 3）转速）转速）转速）转速 小排量螺杆泵的转速可高达小排量螺杆泵的转速可高达小排量螺杆泵的转速可高达小排量螺杆泵的转速可高达6000r/min6000r/min，大，大，大，大规格的亦在规格的亦在规格的亦在规格的亦在

63、10001500r/min10001500r/min以上。以上。以上。以上。 （4 4）功率）功率）功率）功率 各种螺杆泵中最大的功率超过各种螺杆泵中最大的功率超过各种螺杆泵中最大的功率超过各种螺杆泵中最大的功率超过600kW600kW。螺杆泵的主要性能螺杆泵的主要性能：School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动1.1. 容积式泵工作的必要条件是什么？容积式泵工作的必要条件是什么？2.2.2.2. 困油现象的实质是什么？困油

64、现象的实质是什么？ 齿轮泵困油现象是怎样产生的？齿轮泵困油现象是怎样产生的？ 3.3.3.3. 外啮合齿轮泵能否做高压泵？为什么？外啮合齿轮泵能否做高压泵？为什么？练习与思考练习与思考School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动Part 2.4 叶片泵叶片泵叶片泵叶片泵、叶片马达叶片马达叶片马达叶片马达的结构和工作原理的结构和工作原理的结构和工作原理的结构和工作原理 uu输出流量均匀、运转平稳、噪声小；输出流量均匀、运转平稳、

65、噪声小；输出流量均匀、运转平稳、噪声小；输出流量均匀、运转平稳、噪声小；uu中低压叶片泵工作压力一般为中低压叶片泵工作压力一般为中低压叶片泵工作压力一般为中低压叶片泵工作压力一般为6.3MPa6.3MPa6.3MPa6.3MPa，高压叶片泵的工作，高压叶片泵的工作，高压叶片泵的工作，高压叶片泵的工作 压力可达压力可达压力可达压力可达2525252532MPa32MPa32MPa32MPa；uu叶片泵对油液的清洁度要求较高。叶片泵对油液的清洁度要求较高。叶片泵对油液的清洁度要求较高。叶片泵对油液的清洁度要求较高。叶片液压泵的特点叶片液压泵的特点按泵的排量是否可调按泵的排量是否可调按泵的排量是否可

66、调按泵的排量是否可调，主要分，主要分单作用非卸荷式单作用非卸荷式单作用非卸荷式单作用非卸荷式（变量泵变量泵变量泵变量泵）和和双作用卸荷式双作用卸荷式双作用卸荷式双作用卸荷式（定量泵定量泵定量泵定量泵）两大类。两大类。叶片液压泵的种类叶片液压泵的种类School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动Part 2.4.1Part 2.4.1 单作用单作用单作用单作用叶叶叶叶片泵片泵片泵片泵当转子按逆时针方向转动时，当转子按逆时针方向转动

67、时，右半周，叶片向右半周，叶片向右半周，叶片向右半周，叶片向外伸出外伸出外伸出外伸出，密封工作腔，密封工作腔容积逐渐增大容积逐渐增大容积逐渐增大容积逐渐增大，形成局部，形成局部真空，于是通过吸油口和配油盘上的吸油窗口真空，于是通过吸油口和配油盘上的吸油窗口将油吸入将油吸入将油吸入将油吸入；左半周，叶片向转子里缩进左半周，叶片向转子里缩进左半周，叶片向转子里缩进左半周，叶片向转子里缩进，密封，密封工作腔工作腔容积逐渐缩小容积逐渐缩小容积逐渐缩小容积逐渐缩小，工作腔内的油液经配油，工作腔内的油液经配油盘压油窗口和泵的压油口盘压油窗口和泵的压油口输到系统中输到系统中输到系统中输到系统中。工作原理：工

68、作原理：由由转子转子转子转子1 1 1 1、定子定子定子定子2 2 2 2、叶片叶片叶片叶片3 3 3 3、配油盘配油盘配油盘配油盘和和端盖端盖端盖端盖等主要等主要零件组成。定子的内表面是圆柱形孔，定子和零件组成。定子的内表面是圆柱形孔，定子和转子中心不重合，相距一偏心距转子中心不重合，相距一偏心距e e。叶片可以在。叶片可以在转子槽内灵活滑动（当转子转动时，叶片由离转子槽内灵活滑动（当转子转动时，叶片由离心力或液压力作用使其顶部和定子内表面产生心力或液压力作用使其顶部和定子内表面产生可靠接触）。配油盘上各有一个腰形的可靠接触）。配油盘上各有一个腰形的吸油窗吸油窗吸油窗吸油窗口口口口和和压油窗

69、口压油窗口压油窗口压油窗口。由。由定子定子定子定子、转子转子转子转子、两相邻叶片两相邻叶片两相邻叶片两相邻叶片和和配油盘配油盘配油盘配油盘组成组成密封工作腔密封工作腔密封工作腔密封工作腔。结构组成：结构组成：图图图图2-122-12 单作用叶片泵工作原理单作用叶片泵工作原理 1 1转子转子 2 2定子定子 3 3叶片叶片泵的转子每旋转一周，叶片在槽中泵的转子每旋转一周，叶片在槽中往复滑动一次，密封工作腔容积增往复滑动一次，密封工作腔容积增大和缩小各一次，完成一次吸油和大和缩小各一次，完成一次吸油和压油，故称压油，故称单作用泵单作用泵单作用泵单作用泵。吸压油口各半吸压油口各半吸压油口各半吸压油口

70、各半 径向力不平衡径向力不平衡径向力不平衡径向力不平衡称非卸荷式称非卸荷式称非卸荷式称非卸荷式吸压油腔隔开吸压油腔隔开吸压油腔隔开吸压油腔隔开：配油盘上封油区和叶片：配油盘上封油区和叶片School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动单作用叶片泵的排量单作用叶片泵的排量 转子转一转，每个工作腔容积变化为转子转一转，每个工作腔容积变化为 V=V1-V2 叶片泵每转输出的油液体积为叶片泵每转输出的油液体积为Vz，z为叶片数。为叶片数。

71、（2-112-112-112-11）式中式中: : b转子宽度；转子宽度； e转子和定子间的偏心距；转子和定子间的偏心距； D定子内圆直径。定子内圆直径。图图图图2-132-13 单作用叶片泵单作用叶片泵排量计算排量计算由此可得单作用叶片泵的排量近似为：由此可得单作用叶片泵的排量近似为：由此可得单作用叶片泵的排量近似为：由此可得单作用叶片泵的排量近似为：School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动单作用叶片泵的流量单作用叶片泵

72、的流量理论流量：理论流量：理论流量：理论流量： qt = Vn = 2bDen 实际流量：实际流量：实际流量：实际流量： q = qtv = 2bDenv结结结结 论论论论 1 1 1 1 qt = f(几何参数、几何参数、 n、e) 2 2 2 2 n = c e变化变化 q C 变量泵变量泵 e = 0 q = 0e大小变化，流量大小变化大小变化，流量大小变化方向变化，输油方向变化方向变化，输油方向变化单作用叶片单作用叶片泵可做双向泵可做双向变量泵！变量泵！School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源

73、装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动单作用叶片泵性能特点单作用叶片泵性能特点uu单作用叶片泵的单作用叶片泵的单作用叶片泵的单作用叶片泵的转子上受有单方向的液压不平衡作用力转子上受有单方向的液压不平衡作用力转子上受有单方向的液压不平衡作用力转子上受有单方向的液压不平衡作用力， 轴承负载较大。轴承负载较大。轴承负载较大。轴承负载较大。uu通过变量机构通过变量机构通过变量机构通过变量机构改变改变改变改变定子和转子间的定子和转子间的定子和转子间的定子和转子间的偏心距偏心距偏心距偏心距e e，就，就，就，就可改变泵的可改变泵的可改变泵的可改变泵的 排量排量排量

74、排量使其成为一种使其成为一种使其成为一种使其成为一种变量泵变量泵变量泵变量泵。uu为了使叶片在离心力作用下可靠地压紧在定子内圆表面上为了使叶片在离心力作用下可靠地压紧在定子内圆表面上为了使叶片在离心力作用下可靠地压紧在定子内圆表面上为了使叶片在离心力作用下可靠地压紧在定子内圆表面上 可采用特殊沟槽使压油一侧的叶片底部和压油腔相通，吸可采用特殊沟槽使压油一侧的叶片底部和压油腔相通，吸可采用特殊沟槽使压油一侧的叶片底部和压油腔相通，吸可采用特殊沟槽使压油一侧的叶片底部和压油腔相通，吸 油腔一侧的叶片底部和吸油腔相通。油腔一侧的叶片底部和吸油腔相通。油腔一侧的叶片底部和吸油腔相通。油腔一侧的叶片底部

75、和吸油腔相通。uu单作用叶片泵单作用叶片泵单作用叶片泵单作用叶片泵定子、转子偏心安装定子、转子偏心安装定子、转子偏心安装定子、转子偏心安装，其容积变化不均匀其容积变化不均匀其容积变化不均匀其容积变化不均匀，故，故，故，故 其其其其流量是有脉动的流量是有脉动的流量是有脉动的流量是有脉动的。但是泵内叶片数越多，流量脉动率越。但是泵内叶片数越多，流量脉动率越。但是泵内叶片数越多，流量脉动率越。但是泵内叶片数越多，流量脉动率越小。小。小。小。 此外，奇数叶片泵的脉动率比偶数叶片泵的脉动率小，一此外，奇数叶片泵的脉动率比偶数叶片泵的脉动率小，一此外，奇数叶片泵的脉动率比偶数叶片泵的脉动率小，一此外，奇数

76、叶片泵的脉动率比偶数叶片泵的脉动率小，一 般般般般取取取取1313131315151515片叶片片叶片片叶片片叶片。School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动Part 2.4.2Part 2.4.2 双作用双作用双作用双作用叶叶叶叶片泵片泵片泵片泵双作用叶片泵的作用原理和单作用叶双作用叶片泵的作用原理和单作用叶片泵相似，片泵相似，不同之处不同之处不同之处不同之处只在于定子内表只在于定子内表面由面由两段长半径圆弧两段长半径圆弧

77、两段长半径圆弧两段长半径圆弧、两段短半径圆两段短半径圆两段短半径圆两段短半径圆弧弧弧弧和和四段过渡曲线四段过渡曲线四段过渡曲线四段过渡曲线组成。且组成。且定子和转定子和转定子和转定子和转子是同心的子是同心的子是同心的子是同心的。u当转子当转子顺时针方向旋转顺时针方向旋转顺时针方向旋转顺时针方向旋转时，密时，密封工作腔容积在封工作腔容积在左上角左上角左上角左上角和和右下角右下角右下角右下角处处逐渐增大逐渐增大逐渐增大逐渐增大，为，为吸油区吸油区吸油区吸油区；u在在左下角左下角左下角左下角和和右上角逐渐减小右上角逐渐减小右上角逐渐减小右上角逐渐减小，为为压油区压油区压油区压油区。在吸油区和压油区之

78、间有一段封油区在吸油区和压油区之间有一段封油区将它们隔开。将它们隔开。工作原理：工作原理：图图图图2-142-14 双作用叶片泵的工作原理双作用叶片泵的工作原理泵的转子每转一转，完成泵的转子每转一转，完成两次吸油两次吸油两次吸油两次吸油和压油和压油和压油和压油，所以称，所以称双作用叶片泵双作用叶片泵双作用叶片泵双作用叶片泵。由于泵的吸油区和压油区对称布置，由于泵的吸油区和压油区对称布置，因此，转子所受径向力是平衡的，因此，转子所受径向力是平衡的，所以，又称所以，又称卸荷式液压泵卸荷式液压泵卸荷式液压泵卸荷式液压泵。 双作用叶片泵也存在流量脉双作用叶片泵也存在流量脉双作用叶片泵也存在流量脉双作用

79、叶片泵也存在流量脉动，但比其它形式的泵要求动，但比其它形式的泵要求动，但比其它形式的泵要求动，但比其它形式的泵要求小得多，且在叶片数为小得多，且在叶片数为小得多，且在叶片数为小得多，且在叶片数为4 4 4 4的整的整的整的整数倍、且大于数倍、且大于数倍、且大于数倍、且大于8 8 8 8时最小，一般时最小，一般时最小，一般时最小，一般都取都取都取都取12121212或或或或16161616片。片。片。片。School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气

80、压传动液压与气压传动双作用叶片泵的排量双作用叶片泵的排量由图由图2-15所示，所示，V V1 1为为吸油后吸油后吸油后吸油后封油区内的油液封油区内的油液体积，体积，V V2 2为为压油后压油后压油后压油后封油区内的油液体积，泵封油区内的油液体积，泵轴一转完成二次吸油和压油轴一转完成二次吸油和压油轴一转完成二次吸油和压油轴一转完成二次吸油和压油，考虑到叶片厚，考虑到叶片厚度度s s对吸油和压油时油液体积的影响。对吸油和压油时油液体积的影响。（2-122-122-122-12）式中式中 R、r叶片泵定子内表面圆弧部分长、短半径；叶片泵定子内表面圆弧部分长、短半径； z叶片数；叶片数； b叶片宽度；

81、叶片宽度；叶片倾角。叶片倾角。图图图图2-152-15 双作用叶片泵双作用叶片泵排量计算排量计算由此可得双作用叶片泵的排量为：由此可得双作用叶片泵的排量为：由此可得双作用叶片泵的排量为：由此可得双作用叶片泵的排量为：School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动结结结结 论论论论 1 1 1 1 qt =Vn= f(几何参数，几何参数， n)2 2 2 2 n = c qt= C 双作用叶片泵为定量泵双作用叶片泵为定量泵 Sch

82、ool of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动Part 2.4.3Part 2.4.3 限压式变量限压式变量限压式变量限压式变量叶叶叶叶片泵片泵片泵片泵限压式变量叶片泵限压式变量叶片泵限压式变量叶片泵限压式变量叶片泵是一种是一种输出流量随工作压力变化而变化输出流量随工作压力变化而变化输出流量随工作压力变化而变化输出流量随工作压力变化而变化的泵的泵的泵的泵。当工作压力大到泵所产生的流量全部用于补偿泄漏。当工作压力大到泵所产生的流量全部用

83、于补偿泄漏时，泵的输出流量为零，不管外负载再怎样加大，泵的输时，泵的输出流量为零，不管外负载再怎样加大，泵的输出压力不会再升高，所以这种泵被称出压力不会再升高，所以这种泵被称为限压式变量泵为限压式变量泵为限压式变量泵为限压式变量泵。限压式变量叶片泵限压式变量叶片泵限压式变量叶片泵限压式变量叶片泵的的流量改变流量改变流量改变流量改变是是是是利用压力的反馈作用实现利用压力的反馈作用实现利用压力的反馈作用实现利用压力的反馈作用实现的的( (外反馈外反馈外反馈外反馈和和内反馈内反馈内反馈内反馈) ) ，故其可分为，故其可分为外反馈式外反馈式外反馈式外反馈式和和内反馈式内反馈式内反馈式内反馈式两种。其中

84、，外反馈限压式变量叶片泵能根据外负载（泵两种。其中，外反馈限压式变量叶片泵能根据外负载（泵的工作压力）的大小自动调节泵的排量。的工作压力）的大小自动调节泵的排量。School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动外反馈限压式变量叶片泵工作原理外反馈限压式变量叶片泵工作原理图中液压泵的图中液压泵的转子转子转子转子1 1 1 1中心固定中心固定不动，不动，定子定子定子定子3 3 3 3可左右移动。定可左右移动。定子左侧有一子左侧有一弹簧

85、弹簧弹簧弹簧2 2 2 2，右侧是一，右侧是一反馈柱塞反馈柱塞反馈柱塞反馈柱塞5 5 5 5，它的油腔与泵的，它的油腔与泵的压油腔相通。压油腔相通。图图图图2-172-17 外反馈限压式变量叶片泵外反馈限压式变量叶片泵1 1转子转子 2 2弹簧弹簧 3 3定子定子 4 4滑块滚滑块滚针支承针支承 5 5反馈柱塞反馈柱塞 6 6流量调节螺钉流量调节螺钉设弹簧刚度为设弹簧刚度为ks，反馈柱塞面，反馈柱塞面积为积为Ax，若忽略泵在，若忽略泵在滑块滚针滑块滚针滑块滚针滑块滚针支承支承支承支承4处的摩擦力处的摩擦力Ff，则泵的定，则泵的定子受弹簧力子受弹簧力Fs=ksx0和反馈柱塞和反馈柱塞压力的作用。

86、压力的作用。当泵的转子按当泵的转子按逆时针方向旋转逆时针方向旋转逆时针方向旋转逆时针方向旋转时，转子时，转子上部为压油腔上部为压油腔上部为压油腔上部为压油腔，下部下部下部下部为吸油腔为吸油腔为吸油腔为吸油腔。压力油压力油压力油压力油把定子向上把定子向上压在滑块滚针支承上。压在滑块滚针支承上。School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动当反馈柱塞的液压力当反馈柱塞的液压力F（等于（等于pAx）小于小于小于小于弹簧力弹簧力Fs时，

87、定子时，定子处于处于最右边最右边最右边最右边，偏心距最大偏心距最大偏心距最大偏心距最大，即，即e=emax，泵的，泵的输出流量最大输出流量最大输出流量最大输出流量最大。若泵的输出压力因工作负载增大而增高，使若泵的输出压力因工作负载增大而增高，使FFs时，反时，反馈柱塞把定子向左推移馈柱塞把定子向左推移x距离，距离，偏心距减小偏心距减小偏心距减小偏心距减小到到e=emax-x，输输输输出流量随之减小出流量随之减小出流量随之减小出流量随之减小。泵的泵的工作压力越高工作压力越高工作压力越高工作压力越高，定子与转子间的，定子与转子间的偏心距越小偏心距越小偏心距越小偏心距越小，泵的，泵的输输输输出流量也

88、越小出流量也越小出流量也越小出流量也越小。即即泵的实际输出流量随着工作压力的增高泵的实际输出流量随着工作压力的增高泵的实际输出流量随着工作压力的增高泵的实际输出流量随着工作压力的增高而减小而减小而减小而减小。 School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动Part 2.4.4Part 2.4.4 叶片马达叶片马达叶片马达叶片马达的结构和工作的结构和工作的结构和工作的结构和工作原理原理原理原理摆动液压马达是一种摆动液压马达是一种实

89、现往实现往实现往实现往复摆动的液压执行元件复摆动的液压执行元件复摆动的液压执行元件复摆动的液压执行元件。它。它有单叶片式和双叶片式两种有单叶片式和双叶片式两种结构。结构。图图图图3-303-30 摆动液压马达摆动液压马达a a）单叶片式单叶片式单叶片式单叶片式 b b）双叶片式双叶片式双叶片式双叶片式1 1叶片叶片 2 2分隔片分隔片 3 3缸筒缸筒右图右图a a所示为所示为单叶片式摆动液压单叶片式摆动液压单叶片式摆动液压单叶片式摆动液压马达马达马达马达，压力油从进油口进入，压力油从进油口进入缸缸缸缸筒筒筒筒3 3 3 3，推动，推动叶片叶片叶片叶片1 1 1 1和轴一起作逆和轴一起作逆时针方

90、向转动，回油从缸筒的时针方向转动，回油从缸筒的回油口排出。其回油口排出。其摆动角度小于摆动角度小于摆动角度小于摆动角度小于300300300300，分隔片分隔片分隔片分隔片2 2 2 2用以隔开高低用以隔开高低压腔。压腔。当当进回油口互换进回油口互换进回油口互换进回油口互换时，时，马马马马达反转达反转达反转达反转。 图图b所示为所示为双叶片式摆动液压马达双叶片式摆动液压马达双叶片式摆动液压马达双叶片式摆动液压马达。它有。它有两个进、出油口两个进、出油口两个进、出油口两个进、出油口，其，其摆摆摆摆动角度小于动角度小于动角度小于动角度小于150150。在相同的条件下，其。在相同的条件下，其输出转矩

91、是单叶片式的两输出转矩是单叶片式的两输出转矩是单叶片式的两输出转矩是单叶片式的两倍倍倍倍T T双双 = 2= 2T T单单 ，角速度是单叶片式的一半角速度是单叶片式的一半角速度是单叶片式的一半角速度是单叶片式的一半双双=1/2单单 。School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动Part 2.5Part 2.5 柱塞泵柱塞泵柱塞泵柱塞泵、柱塞马达柱塞马达柱塞马达柱塞马达的结构和工作原理的结构和工作原理的结构和工作原理的结构和工作

92、原理柱塞液压泵是柱塞液压泵是依靠柱塞在缸体孔内作往复运动时产生的依靠柱塞在缸体孔内作往复运动时产生的依靠柱塞在缸体孔内作往复运动时产生的依靠柱塞在缸体孔内作往复运动时产生的容积变化进行吸油和压油的容积变化进行吸油和压油的容积变化进行吸油和压油的容积变化进行吸油和压油的。特点：特点：特点：特点：由于柱塞和缸体内孔都是圆柱表面，容易得到高由于柱塞和缸体内孔都是圆柱表面，容易得到高精度的配合，密封性能好，在高压下工作仍能保持较高精度的配合，密封性能好，在高压下工作仍能保持较高的容积效率和总效率。的容积效率和总效率。分类：分类：分类：分类：根据柱塞的布置和运动方向与传动主轴相对位置根据柱塞的布置和运动

93、方向与传动主轴相对位置的不同，柱塞液压泵可分为的不同，柱塞液压泵可分为径向柱塞泵径向柱塞泵径向柱塞泵径向柱塞泵和和轴向柱塞泵轴向柱塞泵轴向柱塞泵轴向柱塞泵两两类。类。 School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动Part 2.5.1Part 2.5.1 直轴式轴向直轴式轴向直轴式轴向直轴式轴向柱柱柱柱塞泵塞泵塞泵塞泵直轴式轴向柱塞泵又名直轴式轴向柱塞泵又名斜盘式轴向柱塞泵斜盘式轴向柱塞泵斜盘式轴向柱塞泵斜盘式轴向柱塞泵。此液压

94、泵的此液压泵的柱塞中心线平行于缸体的轴线柱塞中心线平行于缸体的轴线柱塞中心线平行于缸体的轴线柱塞中心线平行于缸体的轴线。1.工作原理：工作原理：缸体旋转一周，缸体旋转一周，每个柱塞往复每个柱塞往复运动一次，完运动一次，完成一次吸油和成一次吸油和压油动作压油动作。图图图图2-202-20 直轴式轴向柱塞泵的工作原理直轴式轴向柱塞泵的工作原理1 1斜盘斜盘 2 2柱塞柱塞 3 3缸体缸体 4 4配油盘配油盘 5传动轴传动轴dSchool of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及

95、辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动密密封封容容积积变变化化密封容积形成密封容积形成密封容积形成密封容积形成柱塞和缸体配合而成柱塞和缸体配合而成 在其自下而上回转的半周内的柱塞，在机械装在其自下而上回转的半周内的柱塞，在机械装置的作用下逐渐向外伸出，使缸体孔内密封工置的作用下逐渐向外伸出，使缸体孔内密封工作腔容积不断增大，产生真空，将油液从配油作腔容积不断增大，产生真空，将油液从配油盘配油窗口盘配油窗口a吸入吸入; 在自上而下的半周内的柱塞被斜盘推着逐渐向在自上而下的半周内的柱塞被斜盘推着逐渐向里缩入，使密封工作腔容积不断减小，将油液里缩入，使密封工作腔容积不断减小，将油液经配油盘配油窗口经

96、配油盘配油窗口b压出。压出。 吸压油口隔开吸压油口隔开配油盘上的封油区及缸体底部的通油孔配油盘上的封油区及缸体底部的通油孔 缸缸体体逆逆转转轴向柱塞泵工作原理轴向柱塞泵工作原理School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动大小变化，流量大小变化大小变化，流量大小变化方向变化，输油方向变化方向变化，输油方向变化斜盘式轴向柱塞泵变量原理斜盘式轴向柱塞泵变量原理斜盘与缸体中心线的夹角斜盘与缸体中心线的夹角 = 0 ， q = 0 斜盘

97、式轴向柱塞泵可作斜盘式轴向柱塞泵可作双向变量泵！双向变量泵！School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动2. 排量排量由图由图2-20可看出，直轴式轴向柱塞泵的排量可按下式计算可看出，直轴式轴向柱塞泵的排量可按下式计算 （2-132-132-132-13）式中式中d 柱塞直径；柱塞直径；D柱塞在缸体上的分布圆直径；柱塞在缸体上的分布圆直径；斜盘倾角；斜盘倾角；z 柱塞数。柱塞数。School of Mechanical Eng

98、ineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动3. 流量脉动流量脉动实际上，柱塞轴向移动速度是随缸体转动角度实际上，柱塞轴向移动速度是随缸体转动角度而变化。泵某一而变化。泵某一瞬时输出流量也随瞬时输出流量也随而变化，所以而变化，所以泵的输出流量是脉动的泵的输出流量是脉动的泵的输出流量是脉动的泵的输出流量是脉动的，当柱，当柱塞数塞数z为单数时，脉动较小，其脉动率为：为单数时，脉动较小，其脉动率为：（2-142-142-142-14）因此，一般常用的柱塞数视流量大小，取因此，一般

99、常用的柱塞数视流量大小，取7、9或或11个。个。School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动4. 变量机构变量机构由式（由式（2-13）可以看出，改变斜盘倾角）可以看出，改变斜盘倾角，就可改变轴向柱塞泵，就可改变轴向柱塞泵的排量，从而达到改变泵的输出流量。的排量，从而达到改变泵的输出流量。 用来改变斜盘倾角用来改变斜盘倾角的机械装置称为的机械装置称为变量机构变量机构变量机构变量机构。 uu按控制方式分按控制方式分按控制方式分按

100、控制方式分有手动控制、液压伺服控制和手动伺服控制等。有手动控制、液压伺服控制和手动伺服控制等。uu按控制目的分按控制目的分按控制目的分按控制目的分有恒压控制、恒流量控制和恒功率控制等多种。有恒压控制、恒流量控制和恒功率控制等多种。 变量机构分类变量机构分类变量机构分类变量机构分类School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动手动变量机构工作原理手动变量机构工作原理图图2-212-21所示为手动变量机构原理图。所示为手动变量机构原

101、理图。其由其由手轮手轮手轮手轮1 1 1 1带动带动螺杆螺杆螺杆螺杆2 2 2 2旋转，使旋转，使变量活变量活变量活变量活塞塞塞塞4 4 4 4上下移动并通过上下移动并通过销轴销轴销轴销轴5 5 5 5使使斜盘斜盘斜盘斜盘6 6 6 6绕绕其回转中心其回转中心O O摆动，从而改变摆动，从而改变倾角倾角倾角倾角的大小，达到调节流量的目的。的大小，达到调节流量的目的。这种变量机构结构简单，但操纵费力，这种变量机构结构简单，但操纵费力，仅适用于中小功率的液压泵。仅适用于中小功率的液压泵。 图图图图2-21 2-21 手动变量机构原理图手动变量机构原理图1 1手轮手轮 2 2螺杆螺杆3 3螺母螺母 4

102、 4变量活塞变量活塞5 5销轴销轴 6 6斜盘斜盘School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动Part 2.5.2Part 2.5.2 斜轴式轴向斜轴式轴向斜轴式轴向斜轴式轴向柱柱柱柱塞泵塞泵塞泵塞泵这种轴向柱塞泵的传动轴中心线与缸这种轴向柱塞泵的传动轴中心线与缸体中心线倾斜一个角度体中心线倾斜一个角度，故称，故称斜轴式斜轴式斜轴式斜轴式轴向柱塞泵轴向柱塞泵轴向柱塞泵轴向柱塞泵，目前应用比较广泛的是，目前应用比较广泛的是无铰斜

103、轴式柱塞泵。无铰斜轴式柱塞泵。1.工作原理工作原理图图图图2-222-22 无铰斜轴式柱塞泵工作原理无铰斜轴式柱塞泵工作原理 1 1主轴主轴 2 2连杆连杆 3 3柱塞柱塞 4 4缸体缸体 5 5配流盘配流盘 图图2-22所示为该泵的工作原理。所示为该泵的工作原理。 当当主轴主轴主轴主轴1 1转动时，通过转动时，通过连杆连杆连杆连杆2 2的侧面和的侧面和柱塞柱塞柱塞柱塞3 3的内壁接触带动缸体的内壁接触带动缸体4转动。同转动。同时，柱塞在缸体的柱塞孔中作往复运时，柱塞在缸体的柱塞孔中作往复运动，实现吸油和压油。动，实现吸油和压油。 其排量公式与直轴式轴向柱塞泵相同，用其排量公式与直轴式轴向柱塞

104、泵相同，用缸体倾角缸体倾角缸体倾角缸体倾角 代替代替代替代替公式中公式中斜盘的斜盘的斜盘的斜盘的倾角倾角倾角倾角即可。即可。 School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动2. 特点特点斜轴式轴向柱塞泵与直轴式轴向柱塞泵相比，具有如下优点：斜轴式轴向柱塞泵与直轴式轴向柱塞泵相比，具有如下优点： 1 1 1 1）柱塞的侧向力小，因而由此引起的摩擦损失很小；柱塞的侧向力小，因而由此引起的摩擦损失很小；2 2 2 2）主轴与缸体的轴线

105、夹角较大，斜轴式泵一般为主轴与缸体的轴线夹角较大，斜轴式泵一般为2525，最大达，最大达4040；而；而直轴式泵一般是直轴式泵一般是1515，最大为，最大为2020，所以斜轴式泵变量范围大；，所以斜轴式泵变量范围大；3 3 3 3）主轴不穿过配油盘，故其球面配油盘的分布圆直径可设计得较小，在主轴不穿过配油盘，故其球面配油盘的分布圆直径可设计得较小，在同样工作压力下摩擦副的比功率值（同样工作压力下摩擦副的比功率值（pv）较小，因此可提高泵的转速；）较小，因此可提高泵的转速；4 4 4 4）连杆球头和主轴盘连接比较牢固，故自吸能力较强；连杆球头和主轴盘连接比较牢固，故自吸能力较强；5 5 5 5）

106、转动部件的转动惯量小，起动特性好，起动效率高。转动部件的转动惯量小，起动特性好，起动效率高。斜轴式轴向柱塞泵的缺点：斜轴式轴向柱塞泵的缺点： 结构中多处球面摩擦副的加工精度要求较高。结构中多处球面摩擦副的加工精度要求较高。 School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动Part 2.5.3Part 2.5.3 径向径向径向径向柱塞泵柱塞泵柱塞泵柱塞泵图图2-232-23所示为轴配油式径向柱塞泵的所示为轴配油式径向柱塞泵的工作原理

107、。这种泵由工作原理。这种泵由定子定子定子定子1 1 1 1、转子转子转子转子2 2 2 2（缸体）、（缸体）、配油轴配油轴配油轴配油轴3 3 3 3、衬套衬套衬套衬套4 4 4 4和和柱塞柱塞柱塞柱塞5 5 5 5等等主要零件组成。主要零件组成。1.工作原理工作原理图图图图2-23 2-23 轴配油式径向柱塞泵轴配油式径向柱塞泵1 1定子定子 2 2转子转子 3 3配油轴配油轴4 4衬套衬套 5 5柱塞柱塞 a a吸油腔吸油腔 b b压油腔压油腔转子每转一转，柱塞在缸孔内吸油、转子每转一转，柱塞在缸孔内吸油、压油各一次。通过变量机构改变定子压油各一次。通过变量机构改变定子和转子间的偏心距和转子

108、间的偏心距e，就可改变泵的排，就可改变泵的排量。径向柱塞变量泵一般都是将定子量。径向柱塞变量泵一般都是将定子沿水平方向移动来调节偏心距沿水平方向移动来调节偏心距e。 School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动径向柱塞泵径向尺寸大，结构较复杂，自吸能力差。但它的容积效率和机径向柱塞泵径向尺寸大，结构较复杂，自吸能力差。但它的容积效率和机械效率都比较高。械效率都比较高。当转子和定子间的偏心距为当转子和定子间的偏心距为e时时，转子

109、转一整转，柱塞在缸孔内的行程就为，转子转一整转，柱塞在缸孔内的行程就为2e，柱塞数为，柱塞数为z，则，则泵的排量为：泵的排量为：（2-152-152-152-15）式中式中 d柱塞直径。柱塞直径。设泵的转速为设泵的转速为n，容积效率为，容积效率为v，则泵的实际流量为，则泵的实际流量为径向柱塞泵的流量也是脉动的径向柱塞泵的流量也是脉动的径向柱塞泵的流量也是脉动的径向柱塞泵的流量也是脉动的，情，情况与轴向柱塞泵类似。况与轴向柱塞泵类似。2.排量、流量排量、流量School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及

110、辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动Part 2.5.4Part 2.5.4 柱塞马达柱塞马达柱塞马达柱塞马达的结构和工作原理的结构和工作原理的结构和工作原理的结构和工作原理右图所示是右图所示是轴向点接触柱塞式液压轴向点接触柱塞式液压轴向点接触柱塞式液压轴向点接触柱塞式液压马达马达马达马达的典型结构。的典型结构。图图图图3-273-27 轴向点接触柱塞式液压马达结构图轴向点接触柱塞式液压马达结构图1 1轴轴 2 2斜盘斜盘 3 3轴承轴承 4 4鼓轮鼓轮 5 5弹簧弹簧6 6传动销传动销 7 7缸体缸体 8 8配油盘配油盘 9 9柱塞柱塞 1010推杆推杆

111、这种液压马达的斜盘的倾角固定，所以是这种液压马达的斜盘的倾角固定，所以是一种一种定量液压马达定量液压马达定量液压马达定量液压马达。在在缸体缸体缸体缸体7 7 7 7和和斜盘斜盘斜盘斜盘2 2 2 2间装入间装入鼓轮鼓轮鼓轮鼓轮4 4 4 4，在，在鼓轮的圆周上均匀分布着鼓轮的圆周上均匀分布着推杆推杆推杆推杆10101010，液压力作用在液压力作用在柱塞柱塞柱塞柱塞9 9 9 9上并通过推杆上并通过推杆作用在斜盘上，推杆在斜盘反作用作用在斜盘上，推杆在斜盘反作用力的作用下产生一个对力的作用下产生一个对轴轴轴轴1 1 1 1的转矩，的转矩，迫使鼓轮转动，又通过传动键带动迫使鼓轮转动，又通过传动键带

112、动马达轴，同时通过马达轴，同时通过传动销传动销传动销传动销6 6 6 6带动缸带动缸体旋转。缸体在体旋转。缸体在弹簧弹簧弹簧弹簧5 5 5 5和柱塞孔内和柱塞孔内的压力油作用下贴紧在的压力油作用下贴紧在配油盘配油盘配油盘配油盘8 8 8 8上。上。 School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动1.试说明限压式变量叶片泵流量压力特性曲线的物理意义。泵的试说明限压式变量叶片泵流量压力特性曲线的物理意义。泵的限定压力和最大流量如何调

113、节？调节时泵的流量压力特性曲线限定压力和最大流量如何调节？调节时泵的流量压力特性曲线将如何变化？将如何变化？2.双作用叶片泵和限压式变量叶片泵在结构上有何区别？双作用叶片泵和限压式变量叶片泵在结构上有何区别？3.为什么轴向柱塞泵适用于高压？为什么轴向柱塞泵适用于高压？4.外啮合齿轮泵、叶片泵和轴向柱塞泵使用时应注意哪些事项？外啮合齿轮泵、叶片泵和轴向柱塞泵使用时应注意哪些事项？5.试比较各类液压泵性能上的异同点。试比较各类液压泵性能上的异同点。练习与思考练习与思考School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能

114、源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动Part 2.6Part 2.6 液压泵液压泵液压泵液压泵的气穴、噪声的气穴、噪声液压泵在吸油过程中，吸油腔中的绝对压力会低于大气液压泵在吸油过程中，吸油腔中的绝对压力会低于大气压。如果液压泵离油面很高，吸油口处过滤器和管道的压。如果液压泵离油面很高，吸油口处过滤器和管道的阻力过大，油液的粘度过大，则液压泵吸油腔中的压力阻力过大，油液的粘度过大，则液压泵吸油腔中的压力很容易低于油液的空气分离压，出现很容易低于油液的空气分离压，出现气穴现象气穴现象气穴现象气穴现象，发出噪，发出噪声并引起振动，使泵的零件腐蚀损坏。声

115、并引起振动，使泵的零件腐蚀损坏。液压泵的气穴现象液压泵的气穴现象液压泵的气穴现象液压泵的气穴现象Part 2.6.1Part 2.6.1 液压泵液压泵液压泵液压泵的气穴的气穴School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动Part 2.6.1Part 2.6.1 液压泵液压泵液压泵液压泵的气穴的气穴图图图图2-252-25所示为液压泵吸入管路，可所示为液压泵吸入管路，可用来计算液压泵产生气穴的条件。用来计算液压泵产生气穴的条件。按

116、伯努利方程，泵入口处能量为按伯努利方程，泵入口处能量为（取动能修正系数（取动能修正系数=1）。）。（2-162-162-162-16）式中式中 pa大气压力；大气压力；Hs吸入高度；吸入高度；ps泵吸入口压力；泵吸入口压力； vs泵吸入口处的流速；泵吸入口处的流速； 吸入管道内的总损失。吸入管道内的总损失。图图图图2-252-25 液压泵的吸入管路液压泵的吸入管路School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动Part 2.6.1

117、Part 2.6.1 液压泵液压泵液压泵液压泵的气穴的气穴设油液的空气分离压为设油液的空气分离压为pg，式（，式（2-16）中）中 必须必须大于大于才不会产生气穴。才不会产生气穴。定义有效吸入压头定义有效吸入压头定义有效吸入压头定义有效吸入压头NSPHNSPH为为为为（2-172-172-172-17）如果在泵内由于油液加速或其他损失引起的压力降为如果在泵内由于油液加速或其他损失引起的压力降为p，且，且在在NSPH= 时泵内最低压力达到时泵内最低压力达到pg，即产生气穴现象。，即产生气穴现象。（2-182-182-182-18）该值表征了液压泵该值表征了液压泵产生气穴的倾向。产生气穴的倾向。不

118、产生气穴现象的条件为：不产生气穴现象的条件为：School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动Part 2.6.1Part 2.6.1 液压泵液压泵液压泵液压泵的气穴的气穴的气穴的气穴液压泵的液压泵的NSPH值可从值可从图图图图2-262-26求出。求出。例如，例如，例如，例如，泵的流量为泵的流量为38L/min，转速为转速为1800r/min时，时，由图可求得：由图可求得：NSPH=1.58m液柱液柱（绝对压力）。（绝对压力）。

119、图图图图2-262-26 液压泵的液压泵的NSPHNSPH值值School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动Part 2.6.1Part 2.6.1 液压泵液压泵液压泵液压泵的气穴的气穴u 尽量尽量降低吸入高度降低吸入高度降低吸入高度降低吸入高度，采用通径较大的吸油管并尽量少，采用通径较大的吸油管并尽量少用弯头，吸油管端采用容量较大的过滤器，以减小吸油用弯头，吸油管端采用容量较大的过滤器，以减小吸油阻力。阻力。u 将液压泵浸在油

120、中以利吸油将液压泵浸在油中以利吸油将液压泵浸在油中以利吸油将液压泵浸在油中以利吸油，或采用油箱高置（放在，或采用油箱高置（放在泵的上面）的方式，必要时还可增加辅助泵，将低压油泵的上面）的方式，必要时还可增加辅助泵，将低压油输入到液压泵的吸油口，也可采用加压油箱（将油箱密输入到液压泵的吸油口，也可采用加压油箱（将油箱密封，在油箱内通入低压压缩空气）等。封，在油箱内通入低压压缩空气）等。避免产生气穴现象的措施避免产生气穴现象的措施避免产生气穴现象的措施避免产生气穴现象的措施School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二

121、章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动Part 2.6.2Part 2.6.2 液压泵液压泵液压泵液压泵的噪声的噪声液压泵的噪声液压泵的噪声液压泵的噪声液压泵的噪声在液压系统的噪声中占有很大的比重，减小液压泵的噪在液压系统的噪声中占有很大的比重，减小液压泵的噪声是液压系统降噪处理中的重要组成部分。因此，应了解液压泵产生声是液压系统降噪处理中的重要组成部分。因此，应了解液压泵产生噪声的原因，以便采取相应的措施来降低泵的噪声。噪声的原因，以便采取相应的措施来降低泵的噪声。产生噪声的原因产生噪声的原因产生噪声的原因产生噪声的原因1 1）泵的流量脉动引

122、起压力脉动，这是泵的流量脉动引起压力脉动，这是造成泵振动的动力源造成泵振动的动力源造成泵振动的动力源造成泵振动的动力源。2 2）液压泵在其工作过程中，当吸油容积突然和压油腔接通，或压油液压泵在其工作过程中，当吸油容积突然和压油腔接通，或压油容积突然和吸油腔接通时，会产生容积突然和吸油腔接通时，会产生流量和压力的突变而产生噪声流量和压力的突变而产生噪声流量和压力的突变而产生噪声流量和压力的突变而产生噪声。3 3）气穴现象。气穴现象。4 4）泵内流量具有突然扩大或收缩、急拐弯、通道面积过小等而导致泵内流量具有突然扩大或收缩、急拐弯、通道面积过小等而导致油液紊流、旋涡而产生噪声油液紊流、旋涡而产生噪

123、声油液紊流、旋涡而产生噪声油液紊流、旋涡而产生噪声。5 5）管道、支架、联轴节等管道、支架、联轴节等机械部分产生的噪声机械部分产生的噪声机械部分产生的噪声机械部分产生的噪声。School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动Part 2.6.2Part 2.6.2 液压泵液压泵液压泵液压泵的噪声的噪声降低噪声的措施降低噪声的措施降低噪声的措施降低噪声的措施1 1）吸收泵的流量和压力脉动吸收泵的流量和压力脉动吸收泵的流量和压力脉动吸收

124、泵的流量和压力脉动，在泵的出口处安装蓄能器或消声器。，在泵的出口处安装蓄能器或消声器。2 2）消除泵内液压急剧变化消除泵内液压急剧变化消除泵内液压急剧变化消除泵内液压急剧变化，如在配油盘吸、压油窗口开三角形阻，如在配油盘吸、压油窗口开三角形阻尼槽。尼槽。3 3）装在油箱上的电动机和泵使用装在油箱上的电动机和泵使用橡胶垫减振橡胶垫减振橡胶垫减振橡胶垫减振，安装时电机轴和泵，安装时电机轴和泵轴的同轴度要好，要采用弹性联轴节。轴的同轴度要好，要采用弹性联轴节。4 4）压油管的某一段采用橡胶软管，对泵和管路的连接进行压油管的某一段采用橡胶软管，对泵和管路的连接进行隔振隔振隔振隔振。5 5）防止气穴现象

125、防止气穴现象防止气穴现象防止气穴现象和油中渗混空气现象。和油中渗混空气现象。School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动Part 2.7Part 2.7 液压泵液压泵液压泵液压泵的选用的选用设计液压系统时，应根据所要求的工作情况合理选择液压泵，设计液压系统时，应根据所要求的工作情况合理选择液压泵，表表表表2-12-1所示为液压系统中常用液压泵的一些性能。所示为液压系统中常用液压泵的一些性能。（P85P85）1 1）一般在负载小

126、、功率小的机械设备中，可用一般在负载小、功率小的机械设备中，可用齿轮泵齿轮泵齿轮泵齿轮泵和和双作用双作用双作用双作用叶片泵叶片泵叶片泵叶片泵；2 2）精度较高的机械设备（例如磨床）可用精度较高的机械设备（例如磨床）可用螺杆泵螺杆泵螺杆泵螺杆泵和和双作用叶片双作用叶片双作用叶片双作用叶片泵泵泵泵；3 3）在负载较大并有快速和慢速行程的机械设备（例如组合机床）在负载较大并有快速和慢速行程的机械设备（例如组合机床）可用可用限压式变量叶片泵限压式变量叶片泵限压式变量叶片泵限压式变量叶片泵；4 4）负载大、功率大的机械设备可使用负载大、功率大的机械设备可使用柱塞泵柱塞泵柱塞泵柱塞泵；5 5）机械设备的辅

127、助装置，如送料、夹料等要求不太高的地方，机械设备的辅助装置，如送料、夹料等要求不太高的地方，可使用价廉的可使用价廉的齿轮泵齿轮泵齿轮泵齿轮泵。 基本选用原则基本选用原则基本选用原则基本选用原则 可靠可靠可靠可靠工作情况工作情况工作情况工作情况合理合理合理合理能量使用能量使用能量使用能量使用 实用实用实用实用使用情况使用情况使用情况使用情况 经济经济经济经济价廉价廉价廉价廉 选选选选用用用用原原原原则则则则School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与

128、气压传动液压与气压传动Part 2.8 油箱油箱和和液压辅件液压辅件 油箱在液压系统中的主要功用是：油箱在液压系统中的主要功用是：1 1）贮存供系统循环所需的油液；贮存供系统循环所需的油液；2 2）散发系统工作时所产生的热量；散发系统工作时所产生的热量；3 3）释出混在油液中的气体；释出混在油液中的气体；4 4）为系统中元件的安装提供位置。为系统中元件的安装提供位置。油箱不应该是一个纳污的地方，应及时去除油液中沉淀的污油箱不应该是一个纳污的地方，应及时去除油液中沉淀的污物，在油箱中的油液必须是符合液压系统清洁度要求的油液，物，在油箱中的油液必须是符合液压系统清洁度要求的油液，因而对油箱的设计、

129、制造、使用和维护等各方面提出了更高因而对油箱的设计、制造、使用和维护等各方面提出了更高的要求。的要求。School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动Part 2.8.1 油箱的结构油箱的结构油箱的结构油箱的结构液压系统中的油箱有：液压系统中的油箱有：整体式油箱整体式油箱整体式油箱整体式油箱、分离式油箱分离式油箱分离式油箱分离式油箱；开式油箱开式油箱开式油箱开式油箱、闭闭闭闭式油箱式油箱式油箱式油箱等之分。等之分。uu整体式油箱整

130、体式油箱整体式油箱整体式油箱是利用主机的内腔作为油箱，结构紧凑，易于回收漏油，是利用主机的内腔作为油箱，结构紧凑，易于回收漏油，但维修不便，散热条件不好，且会使主机产生热变形。但维修不便，散热条件不好，且会使主机产生热变形。uu分离式油箱分离式油箱分离式油箱分离式油箱单独设置，与主机分开，减少了油箱发热和液压源的振动单独设置，与主机分开，减少了油箱发热和液压源的振动对主机工作精度的影响，应用较为广泛。对主机工作精度的影响，应用较为广泛。uu开式油箱开式油箱开式油箱开式油箱是油箱液面和大气相通的液箱，应用最广。是油箱液面和大气相通的液箱，应用最广。uu闭式油箱闭式油箱闭式油箱闭式油箱是油箱液面和

131、大气隔绝。油箱整个密封，在顶部有一充气管，是油箱液面和大气隔绝。油箱整个密封，在顶部有一充气管，送入送入0.050.07MPa0.050.07MPa的纯净压缩空气。空气或者直接和油液接触，或者输的纯净压缩空气。空气或者直接和油液接触，或者输到皮囊内对油液施压。这种油箱的到皮囊内对油液施压。这种油箱的优点优点优点优点在于泵的吸油条件较好，但系统在于泵的吸油条件较好，但系统的回油管、泄油管要承受背压。油箱还须配置安全阀、电接点压力表等的回油管、泄油管要承受背压。油箱还须配置安全阀、电接点压力表等以稳定充气压力，所以它以稳定充气压力，所以它只在特殊场合下使用只在特殊场合下使用只在特殊场合下使用只在特

132、殊场合下使用。School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动图图图图2-272-27 油箱油箱1 1回油管回油管 2 2泄油管泄油管 3 3吸油管吸油管 4 4空气过滤空气过滤/ /注油器注油器 5 5安装板安装板 6 6密封衬密封衬垫垫 7 7隔板隔板 8 8堵塞堵塞 9 9过滤器过滤器 1010箱体箱体 1111端盖端盖 1212液位液位/ /温度计温度计图图图图2-272-27所示为所示为油箱油箱油箱油箱的的典型结构。油箱

133、内部典型结构。油箱内部用用隔板隔板隔板隔板7 7将将吸油管吸油管吸油管吸油管3 3、过滤器过滤器过滤器过滤器9 9和和泄油管泄油管泄油管泄油管2 2、回油管回油管回油管回油管1 1隔开。顶部、隔开。顶部、侧面和底部分别装有侧面和底部分别装有空气过滤空气过滤空气过滤空气过滤/ / / /注油器注油器注油器注油器4 4和和液位液位液位液位/ / / /温度计温度计温度计温度计1212和排放和排放污油的污油的堵塞堵塞堵塞堵塞8 8。液压泵及其驱动电动液压泵及其驱动电动机的安装板固定在油机的安装板固定在油箱顶面上。箱顶面上。School of Mechanical Engineering东南大学机械工

134、程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动Part 2.8.2 油箱的容量油箱的容量油箱的容量油箱的容量油箱的容量油箱的容量油箱的容量油箱的容量：油面高度为油箱高度：油面高度为油箱高度80%80%时的油箱有效容积。时的油箱有效容积。 油箱的容量油箱的容量油箱的容量油箱的容量应根据液压系统的应根据液压系统的发热、散热平衡发热、散热平衡发热、散热平衡发热、散热平衡的原则来计算。对于的原则来计算。对于一般情况而言，油箱的容量可按液压泵的一般情况而言，油箱的容量可按液压泵的额定流量额定流量额定流量额定流量估算

135、出来。如对估算出来。如对于机床和其他一些固定式装置，油箱的容量于机床和其他一些固定式装置，油箱的容量V V（单位为（单位为L L）可依下式）可依下式估算估算（2-192-192-192-19）式中式中 qp液压泵的额定流量，单位为液压泵的额定流量，单位为L/minL/min； 与压力有关的经验数据；低压系统与压力有关的经验数据；低压系统 =24 =24，中，中压系统压系统 =57=57，高压系统，高压系统 =1012 =1012。School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅

136、能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动图图图图2-282-28 油箱容量确定图油箱容量确定图School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动应注意：系统需要高峰流量时，油箱中液面正好下降应注意：系统需要高峰流量时，油箱中液面正好下降到最低点，此时液面还应高于泵的吸油口到最低点，此时液面还应高于泵的吸油口75mm75mm或或1.51.5倍管径，二者之中取大值。液压系统处于最大回油工倍管径，二者之中取大值。液压系统处于最大回

137、油工况时，油箱液面处于最高位，此时油箱中还应有况时，油箱液面处于最高位，此时油箱中还应有10%10%的储备容量。的储备容量。油箱的容量油箱的容量油箱的容量油箱的容量依液压系统的热平衡的原则及油箱的允许依液压系统的热平衡的原则及油箱的允许温升来确定时，可利用温升来确定时，可利用图图图图2-282-28所示的图表。由油箱的所示的图表。由油箱的允许温升和系统的功率，即可查出油箱的所需容量。允许温升和系统的功率，即可查出油箱的所需容量。如允许温升如允许温升3535、功率、功率11kW11kW，便可查得油箱容量为，便可查得油箱容量为800L800L。School of Mechanical Engine

138、ering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动Part 2.8.3 过滤器过滤器过滤器过滤器 液压油液的污染是液压系统发生故障的液压油液的污染是液压系统发生故障的主要原因主要原因主要原因主要原因。关于液压。关于液压油液的污染及其控制，已在第一章中作了详细的叙述，而控油液的污染及其控制，已在第一章中作了详细的叙述，而控制油液污染最主要的措施就是使用油液的制油液污染最主要的措施就是使用油液的过滤器过滤器过滤器过滤器和和过滤装置过滤装置过滤装置过滤装置。 1. 过滤器的功用和类型过滤器的

139、功用和类型 过滤器的功用：过滤器的功用：过滤器的功用：过滤器的功用：过滤混在油液中的杂质，把油液中杂质颗粒过滤混在油液中的杂质，把油液中杂质颗粒大小控制在能保证液压系统正常工作的范围内。大小控制在能保证液压系统正常工作的范围内。School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动过滤器的类型：过滤器的类型：过滤器的类型：过滤器的类型：过滤器依其过滤器依其滤心材料的过滤机制滤心材料的过滤机制滤心材料的过滤机制滤心材料的过滤机制来分，有来

140、分，有表表表表面型面型面型面型、深度型深度型深度型深度型和和吸附型吸附型吸附型吸附型三种。三种。（1 1）表面型过滤器）表面型过滤器）表面型过滤器）表面型过滤器 过滤功能是由一个几何面来实现的。滤心材过滤功能是由一个几何面来实现的。滤心材料具有均匀的标定小孔，可以滤除比小孔尺寸大的杂质。编网式料具有均匀的标定小孔，可以滤除比小孔尺寸大的杂质。编网式滤心、线隙式滤心属于这种类型。滤心、线隙式滤心属于这种类型。（2 2）深度型过滤器）深度型过滤器）深度型过滤器）深度型过滤器 滤心由多孔可透性材料制成，内部具有曲折滤心由多孔可透性材料制成，内部具有曲折迂回的通道。大于表面孔径的杂质积聚在外表面，较小

141、的杂质进迂回的通道。大于表面孔径的杂质积聚在外表面，较小的杂质进入滤材的内部，撞到通道壁上被吸附。纸心、毛毡、烧结金属、入滤材的内部，撞到通道壁上被吸附。纸心、毛毡、烧结金属、陶瓷和各种纤维制品等属于这种类型。陶瓷和各种纤维制品等属于这种类型。（3 3）吸附型过滤器）吸附型过滤器）吸附型过滤器）吸附型过滤器 滤心材料把油液中的有关杂质吸附在其表面，滤心材料把油液中的有关杂质吸附在其表面，如磁心可吸附油液中的铁屑。如磁心可吸附油液中的铁屑。School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源

142、装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动2. 过滤器的主要参数和特性过滤器的主要参数和特性过滤精度过滤精度 过滤精度过滤精度过滤精度过滤精度表示过滤器对各种不同尺寸的污染颗粒的滤除能力，表示过滤器对各种不同尺寸的污染颗粒的滤除能力，用用绝对过滤精度绝对过滤精度绝对过滤精度绝对过滤精度和和过滤比过滤比过滤比过滤比等指标来表征。等指标来表征。绝对过滤精度绝对过滤精度绝对过滤精度绝对过滤精度是指通过滤心的最大硬球状颗粒的尺寸（是指通过滤心的最大硬球状颗粒的尺寸（y）它反映了过滤材料中最大的通孔尺寸，以它反映了过滤材料中最大的通孔尺寸，以m表示。它可以表示。它可以用试验的方法进行确定。

143、用试验的方法进行确定。School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动（2-202-202-202-20）由式（由式（2-202-20）可见，）可见，x 越大，过滤精度越高。当越大，过滤精度越高。当x 75 75时，时， x 即即被认为是过滤器的过滤精度。被认为是过滤器的过滤精度。过滤比过滤比过滤比过滤比能确切地反映过滤器对不同尺寸颗粒污染物的过滤能力。能确切地反映过滤器对不同尺寸颗粒污染物的过滤能力。过滤比过滤比过滤比过滤比（x

144、值）是指过滤器上游油液单位容积中大于某给定尺寸值）是指过滤器上游油液单位容积中大于某给定尺寸的颗粒数的颗粒数Nu与下游油液单位容积中大于同一尺寸的颗粒数与下游油液单位容积中大于同一尺寸的颗粒数Nd d之比，之比，即对某一尺寸即对某一尺寸x（单位为（单位为mm）的颗粒来说，其过滤比）的颗粒来说，其过滤比x的表达式的表达式为为School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动纳垢容量纳垢容量纳垢容量纳垢容量纳垢容量纳垢容量指过滤器在压力

145、降达到规定值之前可以滤除并容纳的污指过滤器在压力降达到规定值之前可以滤除并容纳的污染物数量，这项指标可用多次通过性试验来确定。过滤器的纳垢染物数量，这项指标可用多次通过性试验来确定。过滤器的纳垢容量越大，它的使用寿命就越长。一般说来，容量越大，它的使用寿命就越长。一般说来，滤心尺寸滤心尺寸滤心尺寸滤心尺寸越大，即越大，即过滤面积过滤面积过滤面积过滤面积越大，纳垢容量就越大。越大，纳垢容量就越大。压降特性压降特性 过滤器过滤器过滤器过滤器是利用滤心上的小孔和微小间隙来过滤油液中杂质的，因是利用滤心上的小孔和微小间隙来过滤油液中杂质的，因此，油液流过滤心时必然产生此，油液流过滤心时必然产生压力降压

146、力降压力降压力降（即（即压力损失压力损失压力损失压力损失）。一般说来，）。一般说来，在滤心尺寸和流量一定的情况下，在滤心尺寸和流量一定的情况下，压力降压力降压力降压力降随随过滤精度过滤精度过滤精度过滤精度提高而增加，提高而增加，随随油液粘度油液粘度油液粘度油液粘度的增大而增加，随的增大而增加，随过滤面积过滤面积过滤面积过滤面积增大而下降。过滤器有一增大而下降。过滤器有一个个最大允许压力降值最大允许压力降值最大允许压力降值最大允许压力降值，以保护过滤器不受破坏或系统压力不致过，以保护过滤器不受破坏或系统压力不致过高。高。School of Mechanical Engineering东南大学机械

147、工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动3. 过滤器的结构过滤器的结构 图图图图2-292-29 表面型过滤器表面型过滤器a a）网式过滤器）网式过滤器 b b）线隙式过滤器）线隙式过滤器1 1细铜丝网细铜丝网 2 2筒形骨架筒形骨架 3 3铜丝或铝线铜丝或铝线 4 4壳体壳体图图图图2-29a2-29a2-29a2-29a所示为所示为网式过滤器网式过滤器网式过滤器网式过滤器的结构，的结构，这是一种装在液压泵吸油管上的这是一种装在液压泵吸油管上的吸油吸油吸油吸油用过滤器用过滤器用过滤器用过滤器。它

148、用细铜丝网。它用细铜丝网1 1作过滤材作过滤材料，包在周围有很多窗孔的塑料或金料，包在周围有很多窗孔的塑料或金属筒形骨架属筒形骨架2 2上。其过滤精度约为上。其过滤精度约为80180m80180m，压力损失不超过，压力损失不超过0.01MPa0.01MPa。图图图图2-29b2-29b2-29b2-29b所示为所示为线隙式过滤器线隙式过滤器线隙式过滤器线隙式过滤器，4 4是壳体，滤心是用每隔一定距离冲扁的是壳体，滤心是用每隔一定距离冲扁的铜丝或铝线铜丝或铝线3 3绕在筒形骨架的外圆上，利用线间缝隙进行过滤。绕在筒形骨架的外圆上，利用线间缝隙进行过滤。uu 吸油用线隙式过滤器吸油用线隙式过滤器吸

149、油用线隙式过滤器吸油用线隙式过滤器的过滤精度约为的过滤精度约为80100m80100m，压力损失压力损失压力损失压力损失约为约为0.02MPa0.02MPa；uu 回油用线隙式过滤器回油用线隙式过滤器回油用线隙式过滤器回油用线隙式过滤器的过滤精度约为的过滤精度约为3050m3050m，压力损失压力损失压力损失压力损失约为约为0.070.35MPa0.070.35MPa。School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动图图图图2-3

150、02-30 纸心式过滤器纸心式过滤器1 1筒壳筒壳 2 2滤心滤心 3 3旁通阀旁通阀4 4滤壳头部滤壳头部 5 5堵塞发信器堵塞发信器图图图图2-302-302-302-30所示为所示为纸心式过滤器纸心式过滤器纸心式过滤器纸心式过滤器。它用。它用筒壳筒壳筒壳筒壳1 1、滤滤滤滤心心心心2 2、堵塞发信器堵塞发信器堵塞发信器堵塞发信器5 5和和旁通阀旁通阀旁通阀旁通阀3 3等组成。等组成。滤心滤心滤心滤心由由平纹或波纹的酚醛树脂或木浆微孔滤纸制成。平纹或波纹的酚醛树脂或木浆微孔滤纸制成。使用时，油流从外侧进入滤心后流出。当滤使用时，油流从外侧进入滤心后流出。当滤心上、下游之间的压差增大到接近允

151、许的极心上、下游之间的压差增大到接近允许的极限值时，堵塞发信器给出指示信号，提醒应限值时，堵塞发信器给出指示信号，提醒应更换滤心。若堵塞发信器报警后过滤器未能更换滤心。若堵塞发信器报警后过滤器未能得到及时维护，当压差继续增大到旁通阀的得到及时维护，当压差继续增大到旁通阀的设定值时，旁通阀开启，以防止滤心破裂而设定值时，旁通阀开启，以防止滤心破裂而污染整个系统。污染整个系统。纸心式过滤器纸心式过滤器纸心式过滤器纸心式过滤器：过滤精度过滤精度过滤精度过滤精度一般约为一般约为1020m1020m，高精度的可达，高精度的可达1m1m，压力损失压力损失压力损失压力损失在在0.080.35MPa0.080

152、.35MPa之间。之间。School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动4. 过滤器的安装过滤器的安装 过滤器根据液压系统的不同要求，可以安装在不同的位置上。过滤器根据液压系统的不同要求，可以安装在不同的位置上。1 1 1 1）安装在液压泵吸油管路上，用于保护液压泵不使较大颗粒杂质进入。）安装在液压泵吸油管路上，用于保护液压泵不使较大颗粒杂质进入。）安装在液压泵吸油管路上，用于保护液压泵不使较大颗粒杂质进入。）安装在液压泵吸油管路

153、上，用于保护液压泵不使较大颗粒杂质进入。要求过要求过 滤器有很大的通流能力（要大于液压泵流量的两部）和较小的压力损失滤器有很大的通流能力（要大于液压泵流量的两部）和较小的压力损失（不（不 大于大于0.010.02MPa0.010.02MPa）一般采用过滤精度较低的网式过滤器。）一般采用过滤精度较低的网式过滤器。2 2 2 2）安装在液压泵的压油管路上，用来保护液压泵以外的液压元件。）安装在液压泵的压油管路上，用来保护液压泵以外的液压元件。）安装在液压泵的压油管路上，用来保护液压泵以外的液压元件。）安装在液压泵的压油管路上，用来保护液压泵以外的液压元件。要求过滤器要求过滤器 外壳有一定的强度，承

154、受工作压力和冲击，滤心的最大压力降不大于外壳有一定的强度，承受工作压力和冲击，滤心的最大压力降不大于 0.35MPa0.35MPa；为防止过滤器堵塞时引起液压泵过载，它应安装在溢流阀之后或；为防止过滤器堵塞时引起液压泵过载，它应安装在溢流阀之后或 与差压式安全阀并联，并应有堵塞发信器。与差压式安全阀并联，并应有堵塞发信器。3 3 3 3）安装在回油路上，用来过滤回油箱的油液）安装在回油路上，用来过滤回油箱的油液）安装在回油路上，用来过滤回油箱的油液）安装在回油路上，用来过滤回油箱的油液，因此允许采用壳体刚度和强度较，因此允许采用壳体刚度和强度较 低的过滤器。为防止过滤器堵塞而造成事故，常并联一

155、单向阀。低的过滤器。为防止过滤器堵塞而造成事故，常并联一单向阀。4 4 4 4）安装在辅助泵输油管路上，以不断净化系统中的油液。）安装在辅助泵输油管路上，以不断净化系统中的油液。）安装在辅助泵输油管路上，以不断净化系统中的油液。）安装在辅助泵输油管路上，以不断净化系统中的油液。5 5 5 5）安装在支油路上。）安装在支油路上。）安装在支油路上。）安装在支油路上。系统工作时只须通过液压泵全部流量的系统工作时只须通过液压泵全部流量的20%30%20%30%，因此，因此 可以采用小规格的过滤器。不会在主油路中造成压降，过滤器也不必承受可以采用小规格的过滤器。不会在主油路中造成压降，过滤器也不必承受系

156、系 统的工作压力。统的工作压力。School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动Part 2.8.4 热交换器热交换器热交换器热交换器 液压系统在工作时的能量损失转化为热量，一部分通过油箱液压系统在工作时的能量损失转化为热量，一部分通过油箱和装置的表面向周围空间发散，而大部分使油液的温度升高。和装置的表面向周围空间发散，而大部分使油液的温度升高。液压系统的液压系统的油温油温油温油温一般希望保持在一般希望保持在30503050范围内

157、，最高不超范围内，最高不超过过6565；如；如环境温度环境温度环境温度环境温度低时，油温最低不得低于低时，油温最低不得低于1515。因此，。因此，如液压系统靠自然冷却不能使油温控制在上述范围内时，系如液压系统靠自然冷却不能使油温控制在上述范围内时，系统就须要安装统就须要安装冷却器冷却器冷却器冷却器。相反，如油温过低而无法起动液压泵，。相反，如油温过低而无法起动液压泵，或系统不能正常工作时，就须安装或系统不能正常工作时，就须安装加热器加热器加热器加热器。热交换器热交换器热交换器热交换器就是就是冷却器冷却器冷却器冷却器和和加热器加热器加热器加热器的总称。的总称。School of Mechanic

158、al Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动1. 冷却器冷却器 图图图图2-312-31 多管式冷却器多管式冷却器 1 1出水口出水口 2 2、6 6端盖端盖 3 3出油口出油口4 4隔板隔板 5 5进油口进油口 7 7进水口进水口图图图图2-322-32 翅片管式冷却器翅片管式冷却器液压系统中用得较多的冷却器是液压系统中用得较多的冷却器是强制对流式强制对流式强制对流式强制对流式冷却器冷却器冷却器冷却器。图图图图2-312-312-312-31所示为所示为多管式

159、冷却器多管式冷却器多管式冷却器多管式冷却器的结构。的结构。油液从油液从进口进口进口进口5 5 5 5流入，从流入，从出油口出油口出油口出油口3 3 3 3流出；而冷却流出；而冷却水从水从进水口进水口进水口进水口7 7 7 7流入，通过多根水管后由流入，通过多根水管后由出水出水出水出水口口口口1 1 1 1流出。冷却器内设置了流出。冷却器内设置了隔板隔板隔板隔板4 4 4 4，在水管外，在水管外部流动的油液的行进路线因隔板的上下布置部流动的油液的行进路线因隔板的上下布置变得迂回曲折，从而增强了热交换效果。变得迂回曲折，从而增强了热交换效果。这这这这种冷却器的冷却效果较好种冷却器的冷却效果较好种冷

160、却器的冷却效果较好种冷却器的冷却效果较好。翅片管式冷却器翅片管式冷却器翅片管式冷却器翅片管式冷却器是在冷却水管的外表面上装是在冷却水管的外表面上装了许多横向或纵向的散热翅片，大大扩大了了许多横向或纵向的散热翅片，大大扩大了散热面积和增强了热交换效果。散热面积和增强了热交换效果。图图图图2-322-322-322-32所示所示的翅片管式冷却器，是在圆管或椭圆管外嵌的翅片管式冷却器，是在圆管或椭圆管外嵌套了许多径向翅片，套了许多径向翅片，它的散热面积可比光滑它的散热面积可比光滑它的散热面积可比光滑它的散热面积可比光滑管大管大管大管大810810810810倍。椭圆管的散热效果比圆管更好。倍。椭圆管

161、的散热效果比圆管更好。倍。椭圆管的散热效果比圆管更好。倍。椭圆管的散热效果比圆管更好。School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动液压系统也可以用液压系统也可以用风冷却风冷却风冷却风冷却，其中，其中翅片式风冷却器翅片式风冷却器翅片式风冷却器翅片式风冷却器结构紧凑、体积结构紧凑、体积小、强度高、效果好。如果小、强度高、效果好。如果用风扇鼓风，则冷却效果更好用风扇鼓风，则冷却效果更好用风扇鼓风，则冷却效果更好用风扇鼓风，则冷却效果

162、更好。在要求较高的装置上，可以采用在要求较高的装置上，可以采用冷媒式冷却器冷媒式冷却器冷媒式冷却器冷媒式冷却器。它是利用冷媒介。它是利用冷媒介质在压缩机中绝热压缩后进入散热器放热，蒸发器吸热的原理，质在压缩机中绝热压缩后进入散热器放热，蒸发器吸热的原理，带走油中的热量而使油冷却。带走油中的热量而使油冷却。这种冷却器冷却效果好，但价格过这种冷却器冷却效果好，但价格过这种冷却器冷却效果好，但价格过这种冷却器冷却效果好，但价格过于昂贵于昂贵于昂贵于昂贵。液压系统最好装有液压系统最好装有油液的自动控温装置油液的自动控温装置油液的自动控温装置油液的自动控温装置，以确保油液温度准确地，以确保油液温度准确地

163、控制在要求的范围内。控制在要求的范围内。冷却器冷却器冷却器冷却器一般安放在回油管或低压管路上，一般安放在回油管或低压管路上，图图图图2-332-332-332-33示出了冷却器在示出了冷却器在液压系统中的各种安装位置。液压系统中的各种安装位置。油液流经冷却器时的油液流经冷却器时的压力损失压力损失压力损失压力损失一般约为一般约为0.010.1MPa0.010.1MPa。School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动图图图图2-33

164、2-33 冷却器在液压系统中的各种安装位置冷却器在液压系统中的各种安装位置1 1冷却器装在主溢流阀溢流口，溢流阀产生的热油直接获得冷却，同时也不受系统冲击冷却器装在主溢流阀溢流口，溢流阀产生的热油直接获得冷却，同时也不受系统冲击压力影响，单向阀起保护作用，截止阀可在起动时使液压油液直接回油箱压力影响，单向阀起保护作用，截止阀可在起动时使液压油液直接回油箱 2 2冷却器直接装在主回油路上，冷却速度快，但系统回路有冲击压力时，要求冷却器能冷却器直接装在主回油路上，冷却速度快，但系统回路有冲击压力时，要求冷却器能承受较高的压力承受较高的压力 3 3单独的液压泵将热的工作介质通入冷却器，冷却器不受液压

165、冲击的影响单独的液压泵将热的工作介质通入冷却器，冷却器不受液压冲击的影响School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动Part 2.8.5 蓄能器蓄能器蓄能器蓄能器 1. 蓄能器的功用和分类蓄能器的功用和分类在液压系统中，蓄能器主要用来储存油液的压力能，它的主要功用是：在液压系统中，蓄能器主要用来储存油液的压力能，它的主要功用是：（1 1 1 1）作辅助动力源）作辅助动力源）作辅助动力源）作辅助动力源 在某些实现周期性动作的液压

166、系统中，其动作循环在某些实现周期性动作的液压系统中，其动作循环的不同阶段所需的流量变化很大时，可采用蓄能器。在系统不需要大量的不同阶段所需的流量变化很大时，可采用蓄能器。在系统不需要大量油液时，把液压泵输出的多余压力油储存在蓄能器内；而当系统需要大油液时，把液压泵输出的多余压力油储存在蓄能器内；而当系统需要大量油液时，蓄能器快速释放储存的油液，和液压泵一起向系统输油。这量油液时，蓄能器快速释放储存的油液，和液压泵一起向系统输油。这样就可使系统选用流量等于循环周期内平均流量的较小的液压泵，而不样就可使系统选用流量等于循环周期内平均流量的较小的液压泵，而不必按最大流量来选用泵。从而减小了电动机的功

167、率消耗，降低了系统的必按最大流量来选用泵。从而减小了电动机的功率消耗，降低了系统的温升。温升。另外，万一在驱动液压泵的原动机发生故障时，蓄能器作为应急动力源另外，万一在驱动液压泵的原动机发生故障时，蓄能器作为应急动力源向系统输油，避免不必要的意外事故的发生。向系统输油，避免不必要的意外事故的发生。 （2 2 2 2）维持系统压力）维持系统压力）维持系统压力）维持系统压力 在某些需要较长时间内保压的液压系统中，此时为在某些需要较长时间内保压的液压系统中，此时为节能，液压泵停止运转或进行卸荷，蓄能器能把储存的压力油供给系统，节能，液压泵停止运转或进行卸荷，蓄能器能把储存的压力油供给系统，补偿了系统

168、的泄漏，并在一段时间内维持系统的压力。补偿了系统的泄漏，并在一段时间内维持系统的压力。（3 3 3 3）减小液压冲击或压力脉动）减小液压冲击或压力脉动）减小液压冲击或压力脉动）减小液压冲击或压力脉动 在液压泵突然启停、液压阀突然开闭、在液压泵突然启停、液压阀突然开闭、液压缸突然运动或停止时，系统会产生液压冲击。为此把蓄能器装在发液压缸突然运动或停止时，系统会产生液压冲击。为此把蓄能器装在发生液压冲击的地方，可有效地减小液压冲击的峰值。在液压泵的出口处生液压冲击的地方，可有效地减小液压冲击的峰值。在液压泵的出口处安装蓄能器，可吸收液压泵工作时的压力脉动，有助于提高系统工作的安装蓄能器，可吸收液压

169、泵工作时的压力脉动，有助于提高系统工作的平稳性。平稳性。School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动蓄能器的种类主要有蓄能器的种类主要有弹簧式弹簧式弹簧式弹簧式和和充气式充气式充气式充气式两种，它们的结构简图和特点于两种，它们的结构简图和特点于表表表表2-22-22-22-2中，过去还有一种中，过去还有一种重力式蓄能器重力式蓄能器重力式蓄能器重力式蓄能器，因体积庞大，结构笨重，灵敏度不，因体积庞大，结构笨重，灵敏度不高，现在已

170、很少应用。高，现在已很少应用。 名名 称称结 构构 简 图特特 点点 和和 说 明明弹簧式簧式1. 1. 利用利用弹簧的簧的压缩和伸和伸长来来储存、存、释放放压力能力能2. 2. 结构构简单，反，反应灵敏，但容量小灵敏，但容量小3. 3. 供小容量、低供小容量、低压（ ）回路）回路缓冲之冲之用，不适用于高用，不适用于高压或高或高频的工作的工作场合合表表表表2-22-2 蓄能器的种蓄能器的种类和特点和特点School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气

171、压传动液压与气压传动充充气气式式气气瓶瓶式式1. 1. 利用气体的利用气体的压缩和膨和膨胀来来储存、存、释放放压能力；气体能力；气体和油液在蓄能器中直接接触和油液在蓄能器中直接接触2. 2. 容量大，容量大，惯性小，反性小，反应灵敏，灵敏，轮廓尺寸小，但气体廓尺寸小，但气体容易混入油内，影响系容易混入油内，影响系统工作平工作平稳性性3. 3. 只适用于大流量的中、低只适用于大流量的中、低压回路回路活活塞塞式式1. 1. 利用气体的利用气体的压缩和膨和膨胀来来储存、存、释放放压力能；气体力能；气体和油液在蓄能器中由活塞隔开。和油液在蓄能器中由活塞隔开。2. 2. 结构构简单，工作可靠，安装容易，

172、工作可靠，安装容易，维护方便，但活方便，但活塞塞惯性大，活塞和缸壁性大，活塞和缸壁间有摩擦，反有摩擦，反应不不够灵敏，密封灵敏，密封要求要求较高高3. 3. 用来用来储存能量，或供中、高存能量，或供中、高压系系统吸收吸收压力脉力脉动之之用用气气囊囊式式1. 1. 利用气体的利用气体的压缩和膨和膨胀来来储存、存、释放放压力能；气体力能；气体和油液在蓄能器中由气囊隔开和油液在蓄能器中由气囊隔开2. 2. 带弹簧的菌状簧的菌状进油油阀使油液能使油液能进入蓄能器但防止气入蓄能器但防止气囊自油口被囊自油口被挤出。充气出。充气阀只在蓄能器工作前气囊充气只在蓄能器工作前气囊充气时打开，蓄能器工作打开，蓄能器

173、工作时则关关闭3. 3. 结构尺寸小，构尺寸小，质量量轻，安装方便，安装方便，维护容易，气囊容易，气囊惯性小，反性小，反应灵敏；但气囊和壳体制造都灵敏；但气囊和壳体制造都较难4. 4. 折合型气囊容量折合型气囊容量较大，可用来大，可用来储存能量；波存能量；波纹型气型气囊适用于吸收冲囊适用于吸收冲击School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动名名 称称结 构构 简 图特特 点点 和和 说 明明充充气气式式隔隔膜膜式式1. 1.

174、利用气体的利用气体的压缩和膨和膨胀来来储存、存、释放放压力能；气力能；气体和油液在蓄能器中由膜片隔开体和油液在蓄能器中由膜片隔开2. 2. 液气隔离可靠，密封性能好，无泄漏液气隔离可靠，密封性能好，无泄漏3. 3. 隔膜隔膜动作灵敏，容作灵敏，容积小（小（0.162.8L0.162.8L）4. 4. 用于用于补偿系系统泄漏，吸收流量脉泄漏，吸收流量脉动和和压力冲力冲击；最高工作最高工作压力力21Mpa21Mpa盒盒式式1. 1. 利用气体的利用气体的压缩和膨和膨胀来来储存、存、释放放压力能；气力能；气体和油液在蓄能器中由体和油液在蓄能器中由颈柱和橡胶袋隔开；油液的柱和橡胶袋隔开；油液的压力通力

175、通过颈柱柱压缩橡胶袋橡胶袋2. 2. 液气隔离可靠；橡胶袋容液气隔离可靠；橡胶袋容积小小3. 3. 装在液装在液压泵的出口的出口处作吸振器用；最高工作作吸振器用；最高工作压力力21MPa21MPa直直通通气气囊囊式式1. 1. 利用气体的利用气体的压缩和膨和膨胀来来储存、存、释放放压力能；气力能；气体和油液在蓄能器中由橡胶管隔开体和油液在蓄能器中由橡胶管隔开2. 2. 油液从内管流油液从内管流过；气体容量小，可直接安装在管；气体容量小，可直接安装在管路上，路上，节省空省空间3. 3. 用于吸收脉用于吸收脉动、降低噪声；最高工作、降低噪声；最高工作压力力21MPa21MPa1 1外管外管 2 2

176、多孔内管多孔内管 3 3橡胶管橡胶管4 4气腔气腔 5 5、7 7端盖端盖 6 6充气充气阀1 1充气充气阀 2 2盖盖 3 3本体本体 4 4橡胶袋橡胶袋5 5挡块6 6颈柱柱School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动2. 蓄能器的容积计算蓄能器的容积计算蓄能器的总容积蓄能器的总容积蓄能器的总容积蓄能器的总容积是指是指气腔气腔气腔气腔和和液腔液腔液腔液腔容积之和，它的大小和其用容积之和，它的大小和其用途有关。途有关。 用于

177、贮存和释放压力能时用于贮存和释放压力能时 图图图图2-352-35 气囊式蓄能器贮存气囊式蓄能器贮存和释放能量的过程和释放能量的过程蓄能器的蓄能器的容积容积容积容积V0是由是由充气压力充气压力充气压力充气压力p0、工、工作中要求输出的作中要求输出的油液体积油液体积油液体积油液体积VW、系统的、系统的最高工作压力最高工作压力最高工作压力最高工作压力p1和和最低压力最低压力最低压力最低压力p2决定的。决定的。由气体状态方程由气体状态方程（2-212-212-212-21）School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章

178、 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动式中，式中，V1和和V2分别为分别为气体在最高和最低压力下的体积气体在最高和最低压力下的体积气体在最高和最低压力下的体积气体在最高和最低压力下的体积；n为为多变指数多变指数多变指数多变指数，其，其值由气体工作条件所决定；当蓄能器用以补偿泄漏、保持压力时，它释值由气体工作条件所决定；当蓄能器用以补偿泄漏、保持压力时，它释放能量过程很慢，可以认为气体在等温条件下工作，放能量过程很慢，可以认为气体在等温条件下工作，n=1；当蓄能器瞬；当蓄能器瞬时提供大量油液时，释放能量速度很快，可以认为气体在绝热条件下工时提供大量

179、油液时，释放能量速度很快，可以认为气体在绝热条件下工作，作，n=1.4。由于由于VW=V1-V2，故得式，故得式（2-212-212-212-21），并可得，并可得（2-222-222-222-22）p0值理论上可与值理论上可与p2相等，但为了保证系相等，但为了保证系统的压力为统的压力为p2时蓄能器还有能力补偿泄时蓄能器还有能力补偿泄漏起见，宜使漏起见，宜使p0p2。一般对一般对折合型气囊折合型气囊折合型气囊折合型气囊，p0=（0.80.85）p2 波纹型气囊波纹型气囊波纹型气囊波纹型气囊，p0=（0.60.65）p2如能使气囊工作时的容腔在其充气容腔的如能使气囊工作时的容腔在其充气容腔的1/

180、32/3的区段内变化，则它可的区段内变化，则它可更加经久耐用。更加经久耐用。School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动用于吸收因阀换向而在管路中产生的液压冲击时用于吸收因阀换向而在管路中产生的液压冲击时这时这时蓄能器的容积蓄能器的容积蓄能器的容积蓄能器的容积 V0 可以近似地由其充气压力可以近似地由其充气压力p0、系统中允许的、系统中允许的最高工作压力最高工作压力p1和瞬时吸收的液体动能和瞬时吸收的液体动能 /2来确定。由于

181、蓄能来确定。由于蓄能器中气体在绝热过程中压缩所吸收的能量为器中气体在绝热过程中压缩所吸收的能量为（2-232-232-232-23）故得故得上式未考虑上式未考虑油液压缩性油液压缩性油液压缩性油液压缩性和和管道弹性管道弹性管道弹性管道弹性，式中，式中p0的值常取系统工作压的值常取系统工作压力的力的90%。School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动在工程实际中，蓄能器的容积在工程实际中，蓄能器的容积V0也可以采用下述经验公式计算

182、得也可以采用下述经验公式计算得到到（2-242-242-242-24）式中式中 q 阀口关闭前管道内流量，单位为阀口关闭前管道内流量，单位为L/min； l 产生冲击波的管道长度，单位为产生冲击波的管道长度，单位为m； p1阀口开、闭前的工作压力，单位为阀口开、闭前的工作压力，单位为MPa； p2系统允许的最高冲击压力，单位为系统允许的最高冲击压力，单位为MPa一般取一般取p21.5p1； t 阀口由开到关闭的特续时间，单位为阀口由开到关闭的特续时间，单位为s，t0.0164l。利用利用图图图图2-362-36，可迅速求出，可迅速求出消除液压冲击所需的蓄能器容积消除液压冲击所需的蓄能器容积消除

183、液压冲击所需的蓄能器容积消除液压冲击所需的蓄能器容积V0，此图是利，此图是利用式（用式（2-24）在）在 t = 0（即瞬间关闭）的条件下绘成的。（即瞬间关闭）的条件下绘成的。School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动图图图图2-362-36 用于消除液压冲击的蓄能器容积计算图用于消除液压冲击的蓄能器容积计算图School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章

184、第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动3. 蓄能器的选用和安装蓄能器的选用和安装蓄能器主要依其蓄能器主要依其容量容量容量容量和和工作压力工作压力工作压力工作压力来进行选择。来进行选择。安装蓄能器时应注意下述各点：安装蓄能器时应注意下述各点：1 1 1 1）安装位置随其在液压系统中的功用而异，用以吸收液压冲击安装位置随其在液压系统中的功用而异，用以吸收液压冲击 或压力脉动的蓄能器宜安装在冲击源或脉动源的附近；用作或压力脉动的蓄能器宜安装在冲击源或脉动源的附近；用作补补 油保压的蓄能器应尽可能靠近有关的执行元件处。油保压的蓄能器应尽可能靠

185、近有关的执行元件处。2 2 2 2）气囊式蓄能器应垂直安装，油口向下，气囊式蓄能器应垂直安装，油口向下， 以利于气囊的正常伸以利于气囊的正常伸 缩；只有在空间位置受限制时才允许倾斜或水平安装。缩；只有在空间位置受限制时才允许倾斜或水平安装。3 3 3 3）安装在管路中的蓄能器须用支板或支架加以固定。安装在管路中的蓄能器须用支板或支架加以固定。4 4 4 4）蓄能器与管路系统之间应安装截止阀，以利于蓄能器的充气与蓄能器与管路系统之间应安装截止阀，以利于蓄能器的充气与 检修。蓄能器和液压泵之间应安装单向阀，以防止液压泵停检修。蓄能器和液压泵之间应安装单向阀，以防止液压泵停转转 或卸荷时，蓄能器内的

186、压力油向液压泵倒流。或卸荷时，蓄能器内的压力油向液压泵倒流。School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动另外，在使用蓄能器时还应注意如下几点：另外，在使用蓄能器时还应注意如下几点：1 1 1 1）充气式蓄能器应使用惰性气体，一般为氮气。允许的工作压力充气式蓄能器应使用惰性气体，一般为氮气。允许的工作压力 视蓄能器的结构形式而定，例如气囊式的为视蓄能器的结构形式而定，例如气囊式的为3.532MPa3.532MPa。2 2 2 2

187、）不同的蓄能器各有其适用的工作范围，例如，气囊式蓄能器的不同的蓄能器各有其适用的工作范围，例如，气囊式蓄能器的 皮囊因强度不高，故不能承受很大的压力波动，并只能在皮囊因强度不高，故不能承受很大的压力波动，并只能在 -2070-2070的温度范围内工作。的温度范围内工作。School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动Part 2.9 气源装置气源装置气源装置气源装置及及及及气动辅件气动辅件气动辅件气动辅件 Part 2.9.1Pa

188、rt 2.9.1 气源装置气源装置气源装置气源装置气源装置气源装置气源装置气源装置是向气动系统提供所需压缩空气的动力源。是向气动系统提供所需压缩空气的动力源。它包括它包括空气压缩机空气压缩机空气压缩机空气压缩机（简称（简称空压机空压机空压机空压机）和）和气源处理系统气源处理系统气源处理系统气源处理系统两部分。两部分。u一般供气量一般供气量大于大于612m3/min时，应独立设置空气压缩时，应独立设置空气压缩站（简称空压站）；站（简称空压站）；u供气量供气量低于低于6m3/min时，可将空压机直接与主机安装在时，可将空压机直接与主机安装在一起一起 。School of Mechanical En

189、gineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动Part 2.9.1.1Part 2.9.1.1 空压站空压站空压站空压站空压站空压站空压站空压站主要由主要由空压机空压机空压机空压机、后冷却器后冷却器后冷却器后冷却器和和贮气罐贮气罐贮气罐贮气罐等组成，如等组成，如图图图图2-372-37所示所示 。图图图图2-372-37 空压站的组成空压站的组成11空压机空压机 22后冷却器后冷却器 33贮气罐贮气罐1. 1. 空压机空压机空压机空压机 空压机是气压空压机是气压发生装置，是

190、发生装置，是将将机械能机械能机械能机械能转换转换为为气体压力能气体压力能气体压力能气体压力能的转换装置。的转换装置。 School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动 类型类型类型类型 空压机的种类很多，可按空压机的种类很多，可按工作原理工作原理工作原理工作原理、结构形式结构形式结构形式结构形式及及性能参数性能参数性能参数性能参数分类。分类。 按按工作原理工作原理工作原理工作原理 可分为可分为容积型空压机容积型空压机容积型空压机容

191、积型空压机和和速度型空压机速度型空压机速度型空压机速度型空压机。容积型空。容积型空压机的工作原理是压机的工作原理是压缩空气的体积，使单位体积内空气分子的密压缩空气的体积，使单位体积内空气分子的密压缩空气的体积，使单位体积内空气分子的密压缩空气的体积，使单位体积内空气分子的密度增加以提高压缩空气的压力度增加以提高压缩空气的压力度增加以提高压缩空气的压力度增加以提高压缩空气的压力。速度型空压机的工作原理。速度型空压机的工作原理提高气提高气提高气提高气体分子的运动速度以增加气体的动能体分子的运动速度以增加气体的动能体分子的运动速度以增加气体的动能体分子的运动速度以增加气体的动能，然后将分子动能转化为

192、压然后将分子动能转化为压然后将分子动能转化为压然后将分子动能转化为压力能以提高压缩空气的压力力能以提高压缩空气的压力力能以提高压缩空气的压力力能以提高压缩空气的压力 。 按按结构形式结构形式结构形式结构形式 其分类其分类如如表表表表2-32-3所示。所示。表表表表2-32-3 空压机的结构类型空压机的结构类型 School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动 按按输出压力大小输出压力大小输出压力大小输出压力大小 可分为：可分为：u

193、u 低压空压机低压空压机低压空压机低压空压机 0.21.0MPa；uu 中压空压机中压空压机中压空压机中压空压机 1.010MPa；uu 高压空压机高压空压机高压空压机高压空压机 10100MPa；uu 超高压空压机超高压空压机超高压空压机超高压空压机 100MPa。 按按输出流量输出流量输出流量输出流量 可分为：可分为：uu 微型微型微型微型 1m3/min；uu 小型小型小型小型 110m3/min；uu 中型中型中型中型 10100m3/min；uu 大型大型大型大型 100m3/min 。School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工

194、程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动 工作原理工作原理工作原理工作原理 下面介绍常见的下面介绍常见的活塞式空压机活塞式空压机活塞式空压机活塞式空压机、叶片式空压机叶片式空压机叶片式空压机叶片式空压机和和螺杆式空压机螺杆式空压机螺杆式空压机螺杆式空压机 。活塞式空压机活塞式空压机活塞式空压机活塞式空压机 图图图图2-382-38所示为所示为活塞式空压机活塞式空压机活塞式空压机活塞式空压机，它的，它的工作原理和本章工作原理和本章图图图图2-12-1所示的单柱塞所示的单柱塞式液压泵工作的原理相仿，故不再式液压泵工作的原理

195、相仿，故不再赘述。赘述。在这里，活塞的往复运动由电动机在这里，活塞的往复运动由电动机带动曲柄滑块机构形成，带动曲柄滑块机构形成，曲柄曲柄曲柄曲柄7 7的旋的旋转运动转换为转运动转换为滑块滑块滑块滑块5 5和和活塞活塞活塞活塞3 3的往复的往复运动运动 。图图图图2-382-38 活塞式空压机工作原理图活塞式空压机工作原理图 11排气阀排气阀 22气缸气缸 33活塞活塞 44活塞杆活塞杆 55滑块滑块 66连杆连杆77曲柄曲柄 88吸气阀吸气阀 99阀门弹簧阀门弹簧活塞式空压机活塞式空压机活塞式空压机活塞式空压机的的优点优点优点优点是是结构简单结构简单结构简单结构简单，使用寿命长使用寿命长使用寿

196、命长使用寿命长，并且，并且容易实现大容量的容易实现大容量的容易实现大容量的容易实现大容量的高压输出高压输出高压输出高压输出，缺点缺点缺点缺点是是振动大振动大振动大振动大、噪声大噪声大噪声大噪声大，且，且输出有脉冲输出有脉冲输出有脉冲输出有脉冲，需要设置贮气罐需要设置贮气罐需要设置贮气罐需要设置贮气罐。 School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动叶片式空压机叶片式空压机叶片式空压机叶片式空压机 图图图图2-392-39所示为所

197、示为叶片式空叶片式空叶片式空叶片式空压机的工作原理压机的工作原理压机的工作原理压机的工作原理。它的。它的结构和工作原理与结构和工作原理与叶片叶片叶片叶片液压泵液压泵液压泵液压泵类似，在回转过类似，在回转过程中不需要活塞式空压程中不需要活塞式空压机中具有的吸气阀和排机中具有的吸气阀和排气阀。在转子的每一次气阀。在转子的每一次回转中，进行多次吸气、回转中，进行多次吸气、压缩和排气，所以输出压缩和排气，所以输出压力的脉动小压力的脉动小 。图图图图2-392-39 叶片式空压机工作原理图叶片式空压机工作原理图11机体机体 22转子转子 33叶片叶片School of Mechanical Engine

198、ering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动通常情况下，通常情况下，叶片式空压机叶片式空压机叶片式空压机叶片式空压机需采用润滑油对需采用润滑油对叶片叶片叶片叶片3 3、转子转子转子转子2 2和和机体机体机体机体1 1内部进行内部进行润滑润滑润滑润滑、冷却冷却冷却冷却和和密封密封密封密封，所以排出的压缩空气中含有大量的，所以排出的压缩空气中含有大量的油分。因此在排气口需要安装油分。因此在排气口需要安装油分离器油分离器油分离器油分离器和和冷却器冷却器冷却器冷却器。在进气口设置。在进气

199、口设置流量调节阀流量调节阀流量调节阀流量调节阀，根据排出气体压力的变化自动调节流量，使输出压，根据排出气体压力的变化自动调节流量，使输出压力保持恒定力保持恒定 。优点优点优点优点：能连续排出：能连续排出脉动小的压缩空气脉动小的压缩空气脉动小的压缩空气脉动小的压缩空气，所以一般无需设置贮气罐，所以一般无需设置贮气罐，并且并且结构简单结构简单结构简单结构简单、制造容易制造容易制造容易制造容易，操作维修方便操作维修方便操作维修方便操作维修方便，运转噪声小运转噪声小运转噪声小运转噪声小。缺点缺点缺点缺点：叶片、转子和机体之间：叶片、转子和机体之间机械摩擦较大机械摩擦较大机械摩擦较大机械摩擦较大，产生，

200、产生较高的能量损较高的能量损较高的能量损较高的能量损失失失失，因而，因而效率也较低效率也较低效率也较低效率也较低 。叶片式空压机叶片式空压机叶片式空压机叶片式空压机 School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动 螺杆式空压机螺杆式空压机螺杆式空压机螺杆式空压机 螺杆式空压机的工作原理如螺杆式空压机的工作原理如图图图图2-402-40所示。它所示。它的结构和工作原理和螺杆液压泵类似，这里所举的结构螺杆数为的结构和工作原理和螺杆液

201、压泵类似，这里所举的结构螺杆数为两根两根 。图图图图2- 402- 40 螺杆式空压机工作原理螺杆式空压机工作原理a a）吸气吸气 b b）压缩压缩 c c）排气排气螺杆式空压机与叶片式空压机一样，也需要加油进行螺杆式空压机与叶片式空压机一样，也需要加油进行冷却冷却冷却冷却、润滑润滑润滑润滑及及密封密封密封密封，所以在出口处也要设置，所以在出口处也要设置油分离器油分离器油分离器油分离器 。螺杆式空压机的螺杆式空压机的优点优点优点优点是是排气压排气压排气压排气压力脉动小力脉动小力脉动小力脉动小，输出流量大输出流量大输出流量大输出流量大，无需无需无需无需设置贮气罐设置贮气罐设置贮气罐设置贮气罐，结

202、构中无易损件结构中无易损件结构中无易损件结构中无易损件，寿命长寿命长寿命长寿命长，效率高效率高效率高效率高。缺点缺点缺点缺点是是制造制造制造制造精度要求高精度要求高精度要求高精度要求高，运转噪声大运转噪声大运转噪声大运转噪声大，且，且由于结构刚度的限制，由于结构刚度的限制，只适合只适合只适合只适合于中低压范围使用于中低压范围使用于中低压范围使用于中低压范围使用 。School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动2. 2. 后冷却器

203、后冷却器后冷却器后冷却器 后冷却器后冷却器后冷却器后冷却器的作用是使温度高达的作用是使温度高达120150120150的空压机排出的气体冷却的空压机排出的气体冷却到到40504050，并使其中的，并使其中的水蒸气水蒸气水蒸气水蒸气和被高温氧化变质的和被高温氧化变质的油雾油雾油雾油雾冷凝成水冷凝成水滴和油滴，以便对压缩空气实施进一步净化处理滴和油滴，以便对压缩空气实施进一步净化处理 。后冷却器有后冷却器有风冷式风冷式风冷式风冷式和和水冷式水冷式水冷式水冷式两大类。两大类。风冷式风冷式风冷式风冷式是靠是靠风扇风扇风扇风扇产生的冷空气吹向带散热片的热空气管道。产生的冷空气吹向带散热片的热空气管道。经

204、风冷后的压缩空气出口温度大约比环境温度高经风冷后的压缩空气出口温度大约比环境温度高15左右。左右。水冷式水冷式水冷式水冷式是通过强迫是通过强迫冷却水冷却水冷却水冷却水与与压缩空气压缩空气压缩空气压缩空气反方向流动反方向流动反方向流动反方向流动来进行冷却，如来进行冷却，如图图图图2-412-41所示。压缩空所示。压缩空气出口温度大约比环境温度高气出口温度大约比环境温度高10左右左右 。图图图图2- 412- 41 后冷却器后冷却器后冷却器上应装有后冷却器上应装有自动排水器自动排水器自动排水器自动排水器，以排除冷凝水和，以排除冷凝水和油滴等杂质油滴等杂质 。School of Mechanical

205、 Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动3. 3. 贮气罐贮气罐贮气罐贮气罐 贮气罐贮气罐贮气罐贮气罐的作用是：的作用是：1 1）贮存一定的压缩空气，保证贮存一定的压缩空气，保证连续供气连续供气连续供气连续供气 ；2 2）当空压机停机、突然停电等意外事故发生时，可用贮气当空压机停机、突然停电等意外事故发生时，可用贮气罐中贮存的压缩空气实施罐中贮存的压缩空气实施应急处理应急处理应急处理应急处理，保证安全保证安全保证安全保证安全；3 3）减小空压机输出气流的脉动，减

206、小空压机输出气流的脉动，稳定输出稳定输出稳定输出稳定输出；4 4）降低空气温度，降低空气温度，分离压缩空气中的部分水分和油分分离压缩空气中的部分水分和油分分离压缩空气中的部分水分和油分分离压缩空气中的部分水分和油分 。School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动确定确定贮气罐容积贮气罐容积贮气罐容积贮气罐容积时，应考虑以下两方面因素：时，应考虑以下两方面因素： 1）当空压机或外部管网突然停止供气后当空压机或外部管网突然停止供气

207、后当空压机或外部管网突然停止供气后当空压机或外部管网突然停止供气后，贮气罐中贮存的压缩空，贮气罐中贮存的压缩空气应保证气动系统工作一定时间。气应保证气动系统工作一定时间。贮气罐容积贮气罐容积贮气罐容积贮气罐容积V V（单位为（单位为mm3 3）由下）由下式计算：式计算： （2-252-252-252-25）式中式中 p pa a大气绝对压力，单位为大气绝对压力，单位为MPaMPa； p p1 1突然停电时气罐内的初始绝对压力，单位为突然停电时气罐内的初始绝对压力，单位为MPaMPa； p p2 2气动系统的最低工作绝对压力，单位为气动系统的最低工作绝对压力，单位为MPaMPa； t t 停电后

208、气罐应维持的供气时间，单位为停电后气罐应维持的供气时间，单位为minmin； q qmaxmax气动系统的最大耗气流量，单位为气动系统的最大耗气流量，单位为mm3 3/min(ANR)/min(ANR) 。School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动2）当气动系统用气量大于空压机的排量时当气动系统用气量大于空压机的排量时当气动系统用气量大于空压机的排量时当气动系统用气量大于空压机的排量时，应按下式计算，应按下式计算贮气罐贮气罐

209、贮气罐贮气罐容积容积容积容积V V（单位为（单位为mm3 3） （2-262-262-262-26）式中式中 V V0 0气动系统在工作周期气动系统在工作周期t内所消耗的自由空气体积，单位为内所消耗的自由空气体积，单位为mm3 3 ； q qv v空压机或外部管网供给的空气流量，单位为空压机或外部管网供给的空气流量，单位为mm3 3/min(ANR)/min(ANR)； t t气动设备和装置的工作周期，单位为气动设备和装置的工作周期，单位为minmin； p pa a大气绝对压力，单位为大气绝对压力，单位为MPaMPa； p p1 1贮气罐内的气体绝对压力，单位为贮气罐内的气体绝对压力，单位为

210、MPaMPa； p p2 2贮气罐内气体允许降至的最低绝对压力，单位为贮气罐内气体允许降至的最低绝对压力，单位为MPaMPa 。取取式（式（式（式（2-252-25）与与式（式（式（式（2-262-26）计算出的最大容积为贮气罐容积计算出的最大容积为贮气罐容积 。School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动Part 2.9.1.2Part 2.9.1.2 空压站机组容量计算空压站机组容量计算空压站机组容量计算空压站机组容量计算

211、和和选择选择选择选择空压站机组容量选择的依据是空压站机组容量选择的依据是气动系统的工作压力气动系统的工作压力气动系统的工作压力气动系统的工作压力和和流量流量流量流量 。1. 1. 输出流量的确定输出流量的确定输出流量的确定输出流量的确定 在确定空压站机组输出流量时，应以在确定空压站机组输出流量时，应以气动系统最大耗气量气动系统最大耗气量气动系统最大耗气量气动系统最大耗气量为基础，为基础，并考虑到气动设备和系统管道阀门的并考虑到气动设备和系统管道阀门的泄漏量泄漏量泄漏量泄漏量，以及各种气动设备，以及各种气动设备是否同时连续用气是否同时连续用气是否同时连续用气是否同时连续用气等因素。空压站机组的等

212、因素。空压站机组的输出流量输出流量输出流量输出流量可由可由式（式（式（式（2-2-2727）确确 定。定。（2-272-272-272-27）式中式中 q qC C空压站机组的输出流量；空压站机组的输出流量； q q气动系统的最大耗气量；气动系统的最大耗气量； k k1 1漏损系数，漏损系数，k k1 1=1.151.5=1.151.5； k k2 2备用系数，备用系数，k k2 2=1.31.6=1.31.6； k k3 3利用系数，参照利用系数，参照图图图图2-422-42选取选取 。School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第

213、二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动uu k k1 1是考虑气动元件、管接头等处的是考虑气动元件、管接头等处的泄漏泄漏泄漏泄漏，尤其是气动工具等的，尤其是气动工具等的磨损泄漏磨损泄漏磨损泄漏磨损泄漏；uu k k2 2是考虑系统中增添新的气动是考虑系统中增添新的气动设备设备设备设备的余量的余量的余量的余量，系数大小视具体情况而定；，系数大小视具体情况而定；uu k k3 3是考虑到是考虑到多台设备不一定同时使多台设备不一定同时使多台设备不一定同时使多台设备不一定同时使用用用用的情况，若同时使用，令的情况，若同时使用，令k

214、k3 3=1=1 。图图图图2- 422- 42 利用系数利用系数k31. 1. 输出流量的确定输出流量的确定输出流量的确定输出流量的确定 School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动2. 2. 输出压力的确定输出压力的确定输出压力的确定输出压力的确定 输出压力输出压力输出压力输出压力由下式确定由下式确定 （2-282-282-282-28）式中式中 p p气动系数的工作压力；气动系数的工作压力； p p 气动系统总的压力损失

215、气动系统总的压力损失 。气动系统的气动系统的工作压力工作压力工作压力工作压力应理解为系统中各个气动执行元件工作的最应理解为系统中各个气动执行元件工作的最高工作压力。高工作压力。气动系统的气动系统的总压力损失总压力损失总压力损失总压力损失除了考虑管路的沿程阻力损失和局部阻力除了考虑管路的沿程阻力损失和局部阻力损失外，还应考虑为了保证减压阀的稳压性能所必需的最低输入损失外，还应考虑为了保证减压阀的稳压性能所必需的最低输入压力，以及气动元件工作时的压降损失压力，以及气动元件工作时的压降损失 。School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二

216、章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动Part 2.9.1.3Part 2.9.1.3 空气净化处理装置空气净化处理装置空气净化处理装置空气净化处理装置1. 1. 对气压传动介质的质量要求对气压传动介质的质量要求对气压传动介质的质量要求对气压传动介质的质量要求 通常从通常从空压站空压站空压站空压站输出的压缩空气总会有不少输出的压缩空气总会有不少污染物污染物污染物污染物，例如，例如灰灰灰灰尘尘尘尘、铁屑铁屑铁屑铁屑和和积垢积垢积垢积垢等固态颗粒，等固态颗粒，压缩机润滑油压缩机润滑油压缩机润滑油压缩机润滑油、冷凝水冷凝水冷凝水冷凝

217、水和和酸酸酸酸性冷凝液性冷凝液性冷凝液性冷凝液以及以及其其其其他他油类油类油类油类和和碳氢化合物碳氢化合物碳氢化合物碳氢化合物等。等。如果不除去这些污染物，将导致机器和控制装置故障，损如果不除去这些污染物，将导致机器和控制装置故障，损害产品质量，增加气动设备和系统的维护成本。害产品质量，增加气动设备和系统的维护成本。据统计，气动系统的故障，据统计，气动系统的故障，70%70%以上是由于压缩空气的质以上是由于压缩空气的质量问题造成的，所以压缩空气必须经过处理才能使用量问题造成的，所以压缩空气必须经过处理才能使用 。School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学

218、院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动不同的气动元件、设备，对空气质量的要求不同。空气质量等级不同的气动元件、设备，对空气质量的要求不同。空气质量等级见见表表表表1-161-16，表表表表2-42-4所示为某些典型应用推荐的空气质量等级所示为某些典型应用推荐的空气质量等级 。 应应 用用固体粒子固体粒子水水 分分油油 分分应应 用用固体粒子固体粒子水水 分分油油 分分空气搅拌空气搅拌353胶片生产胶片生产111制鞋制靴机制鞋制靴机465土木建筑土木建筑455制砖、制玻璃机制砖、制玻璃机465喷砂喷砂3

219、3零件清洗零件清洗464喷涂（漆）喷涂（漆）3321颗粒产品输送颗粒产品输送263焊机焊机435粉状产品输送粉状产品输送233轻型气马达轻型气马达3313铸造机械铸造机械465气缸气缸335食品饮料加工食品饮料加工261气动传感器气动传感器2212采矿采矿455逻辑元件逻辑元件464包装、服装机械包装、服装机械4332射流元件射流元件2212表表表表2-42-4 某些典型应用推荐的空气质量等级某些典型应用推荐的空气质量等级 常用的压缩空气净化处理装置除了前述的常用的压缩空气净化处理装置除了前述的后冷却器外后冷却器外后冷却器外后冷却器外，还有，还有油水油水油水油水分离器分离器分离器分离器、干燥器

220、干燥器干燥器干燥器、气动二联件气动二联件气动二联件气动二联件（分水过滤器和油雾器）等器件（分水过滤器和油雾器）等器件 。School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动2. 2. 油水分离器油水分离器油水分离器油水分离器 油水分离器油水分离器油水分离器油水分离器的作用是将压缩空气中的的作用是将压缩空气中的冷凝水冷凝水冷凝水冷凝水和和油污油污油污油污等杂质分离出等杂质分离出来，使来，使压缩空气压缩空气压缩空气压缩空气得到得到初步净化

221、初步净化初步净化初步净化。 图图图图2-432-43所示的所示的油水分离器油水分离器油水分离器油水分离器采用了采用了惯性分离原惯性分离原惯性分离原惯性分离原理理理理。因固态、液态物质的密度比气态物质的。因固态、液态物质的密度比气态物质的密度大得多，依靠气流撞击隔离壁时的折转密度大得多，依靠气流撞击隔离壁时的折转和旋转离心作用，使气体上浮，液态和固态和旋转离心作用，使气体上浮，液态和固态物下沉，固液态杂质积聚在容器底部，经排物下沉，固液态杂质积聚在容器底部，经排污阀排出污阀排出 。为了提高油水分离的效果，气流回转后的上为了提高油水分离的效果，气流回转后的上升速度升速度越小越好越小越好越小越好越小

222、越好，但为了不使容器内径过大，但为了不使容器内径过大，速度宜为速度宜为1m/s1m/s左右左右 。图图图图2- 43 2- 43 油水分离器油水分离器School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动3 3. . 干燥器干燥器干燥器干燥器 （1 1）冷冻式空气干燥器）冷冻式空气干燥器）冷冻式空气干燥器）冷冻式空气干燥器 冷冻式空气干燥器的冷冻式空气干燥器的工作原理工作原理工作原理工作原理是使湿空气冷却到其是使湿空气冷却到其露点温度露

223、点温度露点温度露点温度以下，以下，使空气中水蒸气凝结成水滴并予以排除，然后再将压缩空气加热使空气中水蒸气凝结成水滴并予以排除，然后再将压缩空气加热至环境温度后输出至环境温度后输出 。冷冻式干燥器冷冻式干燥器冷冻式干燥器冷冻式干燥器具有具有结构紧凑结构紧凑结构紧凑结构紧凑、使用方便使用方便使用方便使用方便、维护费用较低维护费用较低维护费用较低维护费用较低等优点，等优点，适用于空气处理量较大、露点温度不是太低的场合。适用于空气处理量较大、露点温度不是太低的场合。 冷冻式干燥器选用时，应考虑冷冻式干燥器选用时，应考虑进气温度进气温度进气温度进气温度、压力压力压力压力及及环境温度环境温度环境温度环境温

224、度和和空气空气空气空气处理量处理量处理量处理量 。School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动图图图图2-442-44所示为所示为冷冻式干燥器冷冻式干燥器冷冻式干燥器冷冻式干燥器的工的工作原理。进入干燥器的空气首先作原理。进入干燥器的空气首先进入进入热交换器热交换器热交换器热交换器1 1初步冷却，析出初步冷却，析出空气中的水分和油分并从空气中的水分和油分并从分离器分离器分离器分离器2 2排出。然后，空气再进入排出。然后，空气再

225、进入致冷致冷致冷致冷器器器器4 4，进一步冷却到，进一步冷却到2525，使空，使空气中含有的气中含有的汽态水分汽态水分汽态水分汽态水分、油分油分油分油分等由等由于温度的降低而进一步大量析出，于温度的降低而进一步大量析出，经分离器排出。冷却后的空气再经分离器排出。冷却后的空气再进入热交换器加热输出进入热交换器加热输出 。图图图图2- 442- 44 冷冻式空气干燥器工作原理冷冻式空气干燥器工作原理11热交换器热交换器 22分离器分离器 33致冷机致冷机 44致冷器致冷器School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章

226、 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动（2 2）吸附式空气干燥器）吸附式空气干燥器）吸附式空气干燥器）吸附式空气干燥器 吸附式空气干燥器吸附式空气干燥器吸附式空气干燥器吸附式空气干燥器是利用是利用吸附剂吸附剂吸附剂吸附剂（如（如硅胶硅胶硅胶硅胶、活性氧化铝活性氧化铝活性氧化铝活性氧化铝、分子筛分子筛分子筛分子筛等）吸附空气中水蒸气的一种空气净化装置。吸附剂吸附湿空气等）吸附空气中水蒸气的一种空气净化装置。吸附剂吸附湿空气中的水蒸气后将达到饱和状态。为了能够连续工作，就必须使吸中的水蒸气后将达到饱和状态。为了能够连续工作，就必须使吸附剂中的水分再排

227、除掉，使吸附剂恢复到干燥状态，这称为附剂中的水分再排除掉，使吸附剂恢复到干燥状态，这称为吸附吸附吸附吸附剂的再生剂的再生剂的再生剂的再生（亦称（亦称脱附脱附脱附脱附）。吸附剂的再生方法有）。吸附剂的再生方法有加热再生加热再生加热再生加热再生和和无热再无热再无热再无热再生生生生两种。目前两种。目前无热再生吸附式空气干燥器无热再生吸附式空气干燥器无热再生吸附式空气干燥器无热再生吸附式空气干燥器得到了广泛应用。得到了广泛应用。 School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置

228、及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动无热再生式干燥器无热再生式干燥器无热再生式干燥器无热再生式干燥器利用了吸附剂的变利用了吸附剂的变压吸附原理，即吸附剂压力高时吸附压吸附原理，即吸附剂压力高时吸附水分多，压力低时吸附水分少。水分多，压力低时吸附水分少。图图图图2-452-45所示为一种无热再生吸附式空所示为一种无热再生吸附式空气干燥器气干燥器工作原理图工作原理图工作原理图工作原理图。它有两个填满。它有两个填满吸附剂的相同吸附剂的相同容器容器容器容器1 1和和2 2。湿空气经。湿空气经二二二二位五通阀位五通阀位五通阀位五通阀从从容器容器容器容器1 1的底部流入，通过的底部流入，通过吸附剂层流

229、到上部，空气中的水分被吸附剂层流到上部，空气中的水分被吸附剂吸收，干燥后的空气经单向阀吸附剂吸收，干燥后的空气经单向阀输出，供系统使用。与此同时，输出输出，供系统使用。与此同时，输出的干燥空气量的的干燥空气量的10%20%10%20%经节流阀经节流阀流入流入再生筒再生筒再生筒再生筒2 2，使吸附剂再生。，使吸附剂再生。图图图图2- 452- 45 无热再生吸附无热再生吸附式干燥器式干燥器School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压

230、传动由于再生筒的底部经阀与大气相通，使流由于再生筒的底部经阀与大气相通，使流入再生筒的干燥空气迅速减压，并流经筒入再生筒的干燥空气迅速减压，并流经筒中已达饱和状态的吸附层，吸附在吸附剂中已达饱和状态的吸附层，吸附在吸附剂上的水分就会被上的水分就会被脱附脱附脱附脱附。脱附出来的水分随。脱附出来的水分随空气经阀排向大气。由此实现了无需外加空气经阀排向大气。由此实现了无需外加热而使吸附剂再生热而使吸附剂再生 。图图图图2-452-45中中干燥器的干燥器的干燥器的干燥器的1 1、2 2两筒两筒两筒两筒轮流干燥和再轮流干燥和再生，交替工作。通常由控制器来操作（生，交替工作。通常由控制器来操作（工工工工作

231、周期为作周期为作周期为作周期为510min510min），使吸附剂轮流吸附），使吸附剂轮流吸附和再生。这样就可以获得连续输出的干燥和再生。这样就可以获得连续输出的干燥压缩空气，压缩空气，二位二通阀二位二通阀二位二通阀二位二通阀的作用是使再生筒的作用是使再生筒在转为吸附干燥前预先充压，防止再生和在转为吸附干燥前预先充压，防止再生和干燥转换时输出流量的波动干燥转换时输出流量的波动 。图图图图2- 452- 45 无热再生吸附无热再生吸附式干燥器式干燥器School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装

232、置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动4 4. . 分水过滤器分水过滤器分水过滤器分水过滤器 分水过滤器分水过滤器分水过滤器分水过滤器能除去压缩空气中的能除去压缩空气中的冷凝水冷凝水冷凝水冷凝水，颗粒颗粒颗粒颗粒杂质杂质杂质杂质和和油滴油滴油滴油滴，具有较强的滤尘能力，如，具有较强的滤尘能力，如图图图图2-462-46所示。它的所示。它的工作原理工作原理工作原理工作原理如下：当压缩空气从输入如下：当压缩空气从输入口流入后，由口流入后，由导流板导流板导流板导流板（旋风挡板旋风挡板旋风挡板旋风挡板）6 6引入引入滤杯滤杯滤杯滤杯4 4中。中。旋风挡板旋风挡板旋风挡板旋风

233、挡板使气流沿切线方向旋转，于是空使气流沿切线方向旋转，于是空气中的气中的冷凝水冷凝水冷凝水冷凝水、油滴油滴油滴油滴和和颗粒较大的固态杂质颗粒较大的固态杂质颗粒较大的固态杂质颗粒较大的固态杂质等等因质量较大受离心力作用被甩到滤杯内壁上，因质量较大受离心力作用被甩到滤杯内壁上，并流到底部沉积起来；随后，空气流过并流到底部沉积起来；随后，空气流过滤心滤心滤心滤心2 2，进一步除去其中的固态杂质，洁净的空气便从进一步除去其中的固态杂质，洁净的空气便从输出口输出。输出口输出。挡水板挡水板挡水板挡水板1 1的作用是防止已积沉于滤的作用是防止已积沉于滤杯底部的冷凝水再次被混入气流中。定期打开杯底部的冷凝水再

234、次被混入气流中。定期打开排放螺栓排放螺栓排放螺栓排放螺栓5 5，放掉积存的油、水和杂质，放掉积存的油、水和杂质 。图图图图2-462-46 分水过滤器分水过滤器11挡水板挡水板 22滤心滤心 33冷凝物冷凝物 44滤杯滤杯 55排放螺栓排放螺栓 66旋风挡板旋风挡板School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动分水过滤器分水过滤器分水过滤器分水过滤器的主要性能参数有的主要性能参数有流量特性流量特性流量特性流量特性、分水效率分水效

235、率分水效率分水效率和和过滤精度过滤精度过滤精度过滤精度 。 流量特性流量特性流量特性流量特性 流量特性流量特性流量特性流量特性是指过滤器在一定的进气压力下，其进出口两端的压力是指过滤器在一定的进气压力下，其进出口两端的压力降与通过该元件的标准额定流量之间的关系。降与通过该元件的标准额定流量之间的关系。在相同的流量和进在相同的流量和进在相同的流量和进在相同的流量和进气压力下气压力下气压力下气压力下，压降越小压降越小压降越小压降越小，表明，表明流动阻力越小流动阻力越小流动阻力越小流动阻力越小 。 分水效率分水效率分水效率分水效率 分水效率分水效率分水效率分水效率 ww表示过滤器分离水分的能力，定义

236、为表示过滤器分离水分的能力，定义为 （2-292-292-292-29）式中式中 inin输入空气的相对湿度；输入空气的相对湿度； outout输出空气的相对湿度。输出空气的相对湿度。School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动 过滤精度过滤精度过滤精度过滤精度 滤心的滤心的过滤精度过滤精度过滤精度过滤精度按其所能滤除的最小微粒尺寸分为按其所能滤除的最小微粒尺寸分为5m5m、10m10m、25m25m和和40m40m四档，可根

237、据对空气质量的要求选定四档，可根据对空气质量的要求选定 。School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动5 5. . 油雾器油雾器油雾器油雾器 油雾器油雾器油雾器油雾器分为分为普通型油雾器普通型油雾器普通型油雾器普通型油雾器和和微雾型油雾器微雾型油雾器微雾型油雾器微雾型油雾器两类两类 。普通型油雾器普通型油雾器普通型油雾器普通型油雾器（也称（也称全量式油雾器全量式油雾器全量式油雾器全量式油雾器）能把雾化后的油雾全部随压）能把雾化

238、后的油雾全部随压缩空气输出，缩空气输出，油雾粒径油雾粒径油雾粒径油雾粒径约为约为20m20m。微雾型油雾器微雾型油雾器微雾型油雾器微雾型油雾器（也称（也称选择式选择式选择式选择式油雾器油雾器油雾器油雾器）仅能把雾化后的油雾中）仅能把雾化后的油雾中油雾粒径油雾粒径油雾粒径油雾粒径为为23m23m的微雾随空气的微雾随空气输出。两者又可分别分为输出。两者又可分别分为固定节流式固定节流式固定节流式固定节流式和和可变节流式可变节流式可变节流式可变节流式两种。固定节两种。固定节流式输出的油雾浓度随输出空气流量的变化而变化，而可变节流流式输出的油雾浓度随输出空气流量的变化而变化，而可变节流式输出的油雾浓度基

239、本上保持恒定，不随输出空气流量而变化式输出的油雾浓度基本上保持恒定，不随输出空气流量而变化 。School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动图图图图2-472-47所示为所示为固定节流式普通型油雾固定节流式普通型油雾固定节流式普通型油雾固定节流式普通型油雾器器器器。压缩空气从输入口进入油雾器后，。压缩空气从输入口进入油雾器后，绝大部分经主管道输出，一小部分气绝大部分经主管道输出，一小部分气流进入流进入立杆立杆立杆立杆1 1上正对

240、着气流方向的上正对着气流方向的小孔小孔小孔小孔a a，经，经截止阀截止阀截止阀截止阀2 2进入进入油杯油杯油杯油杯3 3的上腔的上腔的上腔的上腔c c中，中，使油面受压。而立杆上背对气流方向使油面受压。而立杆上背对气流方向的的孔孔孔孔b b，由于其周围气流的高速流动，由于其周围气流的高速流动，其压力低于气流压力。这样，油面气其压力低于气流压力。这样，油面气压与孔压与孔b压力间存在压差，润滑油在此压力间存在压差，润滑油在此压差作用下，经压差作用下，经吸油管吸油管吸油管吸油管4 4、单向阀单向阀单向阀单向阀5 5和和油量调节针阀油量调节针阀油量调节针阀油量调节针阀6 6滴落到透明的滴落到透明的视油

241、窗视油窗视油窗视油窗7 7内，并顺着油路被主管道中的高速气内，并顺着油路被主管道中的高速气流从流从孔孔孔孔b b中引射出来，雾化后随空气一中引射出来，雾化后随空气一同输出同输出 。图图图图2-472-47 固定节流式普通型油雾器固定节流式普通型油雾器11立杆立杆 22截止阀截止阀 33油杯油杯 44吸油管吸油管 55单向阀单向阀66油量调节针阀油量调节针阀 77视油窗视油窗 88油塞油塞School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压

242、传动可变节流式普通型油雾器可变节流式普通型油雾器可变节流式普通型油雾器可变节流式普通型油雾器的的工作原理工作原理工作原理工作原理与固定节流式普通型油雾器基本相同，与固定节流式普通型油雾器基本相同，区别区别区别区别仅在于设置了一个仅在于设置了一个空气流量传感空气流量传感空气流量传感空气流量传感器器器器，实现自动可变节流实现自动可变节流实现自动可变节流实现自动可变节流。当空气流量。当空气流量变化时，油雾含量基本保持恒定；且变化时，油雾含量基本保持恒定；且其起雾流量较小，在小流量工作时雾其起雾流量较小，在小流量工作时雾化性能好。化性能好。图图图图2-482-48所示为所示为自动可变节自动可变节自动可

243、变节自动可变节流式微雾型油雾器流式微雾型油雾器流式微雾型油雾器流式微雾型油雾器。当空气流量较小当空气流量较小当空气流量较小当空气流量较小时时时时，主通道内的，主通道内的自动可变节流机构自动可变节流机构自动可变节流机构自动可变节流机构8 8（即（即流量传感器流量传感器流量传感器流量传感器）的弹性变形量极小，）的弹性变形量极小，进入油雾器的气流绝大部分经进入油雾器的气流绝大部分经喷嘴喷嘴喷嘴喷嘴1 1和和罩罩罩罩在喷嘴外边的喷雾套之间的狭缝中在喷嘴外边的喷雾套之间的狭缝中流出，形成高速气流，使喷嘴的气压流出，形成高速气流，使喷嘴的气压降低。降低。同时，气流进入同时，气流进入油杯油杯油杯油杯3 3后

244、，使油面受压，后，使油面受压，从而形成了油面气压与喷嘴气压之间从而形成了油面气压与喷嘴气压之间的差值。润滑油在此压差的作用下，的差值。润滑油在此压差的作用下，经经吸油管吸油管吸油管吸油管6 6、单向阀单向阀单向阀单向阀7 7、油量调节针阀油量调节针阀油量调节针阀油量调节针阀9 9，进入顶部视油器，并顺着油道被喷，进入顶部视油器，并顺着油道被喷嘴四周的高速气流引射出来，雾化后嘴四周的高速气流引射出来，雾化后喷溅在喷口下方的喷溅在喷口下方的挡板挡板挡板挡板2 2上，其中大颗上，其中大颗粒的油粒子粘附在挡板上并流入油杯粒的油粒子粘附在挡板上并流入油杯内，而细微的油雾（直径为内，而细微的油雾（直径为2

245、3m23m）则悬浮在油面上，随气流一同输出则悬浮在油面上，随气流一同输出 。图图图图2-482-48 自动可变节流式微雾型油雾器自动可变节流式微雾型油雾器11喷嘴喷嘴 22挡板挡板 33油杯油杯 44防护罩防护罩 55排水阀排水阀 66吸油管吸油管 77单向阀单向阀 88流量传感器流量传感器 99油量调节针阀油量调节针阀 1010滴油管滴油管当空气流量较大时当空气流量较大时当空气流量较大时当空气流量较大时，流量传感器流量传感器流量传感器流量传感器8 8产生产生一定的弹性变形，主管道打开，空气一定的弹性变形，主管道打开，空气进入油雾器后分成两路，一路从进入油雾器后分成两路，一路从喷嘴喷嘴喷嘴喷嘴

246、1 1与喷雾套之间狭缝中流出，引射并雾与喷雾套之间狭缝中流出，引射并雾化润滑油；另一路经化润滑油；另一路经流量传感器流量传感器流量传感器流量传感器从主从主管道流过，引射油杯内带有润滑油雾管道流过，引射油杯内带有润滑油雾的空气，两路气流混合后从输出口输的空气，两路气流混合后从输出口输出出 。School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动该油雾器该油雾器结构特点结构特点结构特点结构特点有：有：起雾流量低起雾流量低起雾流量低起雾流量低

247、；输出的输出的油雾含量保持恒油雾含量保持恒油雾含量保持恒油雾含量保持恒定定定定，不随空气流量的变化而改变；，不随空气流量的变化而改变；调整喷嘴调整喷嘴-挡板的间隙，挡板的间隙，可改可改可改可改变输出油雾的粒径变输出油雾的粒径变输出油雾的粒径变输出油雾的粒径；改变油量调节针阀的开度，改变油量调节针阀的开度，可调整输出的可调整输出的可调整输出的可调整输出的油雾含量油雾含量油雾含量油雾含量；必须必须先停气后加油先停气后加油先停气后加油先停气后加油 。School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及

248、辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动Part 2.9.1.4Part 2.9.1.4 压缩空气分配压缩空气分配压缩空气分配压缩空气分配及其及其及其及其输送管道输送管道输送管道输送管道 1 1. . 压缩空气分配压缩空气分配压缩空气分配压缩空气分配 气压传动系统中气压传动系统中气压传动系统中气压传动系统中，从空压机到气动设备和装置这一段的压缩空气从空压机到气动设备和装置这一段的压缩空气从空压机到气动设备和装置这一段的压缩空气从空压机到气动设备和装置这一段的压缩空气分分配配是绝对不能忽视的是绝对不能忽视的是绝对不能忽视的是绝对不能忽视的。因为在这一段，通过选用适当的设备和

249、材料，。因为在这一段，通过选用适当的设备和材料，可有效地节约成本。此外，系统较小的泄漏，较低的维护费用和较可有效地节约成本。此外，系统较小的泄漏，较低的维护费用和较长的使用寿命，对于系统也是非常重要的长的使用寿命，对于系统也是非常重要的 。School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动中小型气动系统中小型气动系统中小型气动系统中小型气动系统的的压缩空气分配压缩空气分配压缩空气分配压缩空气分配如如图图图图2-492-49所示。图中

250、系统内部所示。图中系统内部贮贮贮贮气罐气罐气罐气罐或中间或中间贮气罐贮气罐贮气罐贮气罐的安装应根据气动设备和装置而定。的安装应根据气动设备和装置而定。只有在短只有在短只有在短只有在短时间大量耗气时时间大量耗气时时间大量耗气时时间大量耗气时，才需要安装贮气罐，以消除间歇性冲击，才需要安装贮气罐，以消除间歇性冲击 。图图图图2-492-49 压缩空气分配图压缩空气分配图11空压机空压机 22贮气罐贮气罐 33冷凝罐排水阀冷凝罐排水阀 44中间贮气中间贮气罐罐55气源净化处理装置气源净化处理装置 66系统内部贮气罐系统内部贮气罐School of Mechanical Engineering东南大学

251、机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动2 2. . 管道系统的布置原则管道系统的布置原则管道系统的布置原则管道系统的布置原则 压缩空气管道系统压缩空气管道系统压缩空气管道系统压缩空气管道系统的布置，可从下述诸方面进行考虑。的布置，可从下述诸方面进行考虑。 （1 1）供气压力）供气压力）供气压力）供气压力 对于对于普通气动系统普通气动系统普通气动系统普通气动系统，一般按一种压力要求处理，采用同一压力管，一般按一种压力要求处理，采用同一压力管道，用减压阀满足用气设备的压力要求；当道，用减压阀满足

252、用气设备的压力要求；当系统有多种压力要求系统有多种压力要求系统有多种压力要求系统有多种压力要求，需分别处理：需分别处理：用气量较大用气量较大用气量较大用气量较大的，应采用多种压力管道调协不同压的，应采用多种压力管道调协不同压力管网，分区供气；力管网，分区供气；管路中低压装置占多数但也有少量高压装管路中低压装置占多数但也有少量高压装管路中低压装置占多数但也有少量高压装管路中低压装置占多数但也有少量高压装置置置置时，可采用管道供大量低压气、气瓶供少量高压气的双重供气时，可采用管道供大量低压气、气瓶供少量高压气的双重供气方式方式 。School of Mechanical Engineering东南

253、大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动（2 2）供气的净化质量）供气的净化质量）供气的净化质量）供气的净化质量 根据各用气装置对空气质量的不同要求，可分别设计成根据各用气装置对空气质量的不同要求，可分别设计成一般供气一般供气一般供气一般供气系统系统系统系统和和清洁供气系统清洁供气系统清洁供气系统清洁供气系统。若清洁供气用气量不大，可单独设置小型。若清洁供气用气量不大，可单独设置小型净化干燥装置来满足要求净化干燥装置来满足要求 。从各种压缩空气净化装置排出的油和水等污物，应设置从各种压缩空

254、气净化装置排出的油和水等污物，应设置统一管道统一管道统一管道统一管道排除处理，以防止造成新的环境污染；应将后冷却器的冷却用水排除处理，以防止造成新的环境污染；应将后冷却器的冷却用水循环使用，避免浪费。循环使用，避免浪费。 设计和布置管道时应防止产生新的空气污染源。管路应有设计和布置管道时应防止产生新的空气污染源。管路应有1%2%1%2%的斜度，并在的斜度，并在最低处最低处最低处最低处设置排水器；所有分支管路都应从设置排水器；所有分支管路都应从主主主主气管上方气管上方气管上方气管上方接出；管道及阀门和管件的连接处不应成为冷凝水积聚接出；管道及阀门和管件的连接处不应成为冷凝水积聚地，内部不得有焊渣

255、及其他残存物等地，内部不得有焊渣及其他残存物等 。School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动（3 3）供气的可靠性和经济性）供气的可靠性和经济性）供气的可靠性和经济性）供气的可靠性和经济性 图图图图2-502-50为为三种管网供气系统三种管网供气系统三种管网供气系统三种管网供气系统。其中。其中图图图图2-50a2-50a为为单树枝状管网供气系单树枝状管网供气系单树枝状管网供气系单树枝状管网供气系统统统统，优点优点优点优点是是

256、简单简单简单简单，经济性好经济性好经济性好经济性好；多用于间断供气，；多用于间断供气，缺点缺点缺点缺点是是可靠性差可靠性差可靠性差可靠性差。图图图图2-50b2-50b为为单环状管网供气系统单环状管网供气系统单环状管网供气系统单环状管网供气系统，其，其特点特点特点特点是是可靠性高可靠性高可靠性高可靠性高，压力稳定压力稳定压力稳定压力稳定，阻力损失小阻力损失小阻力损失小阻力损失小，但，但投资较大投资较大投资较大投资较大。图图图图2-50c2-50c为为双树枝状管网供气系统双树枝状管网供气系统双树枝状管网供气系统双树枝状管网供气系统，与，与单树枝状管网相比较，实际上是拥有了一套备用管网，因此单树枝

257、状管网相比较，实际上是拥有了一套备用管网，因此可靠可靠可靠可靠性较高性较高性较高性较高 。图图图图2-502-50 管网供气系统管网供气系统a a）单树枝状管网单树枝状管网 b b）单环状管网单环状管网 c c）双树枝状管网双树枝状管网School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动Part 2.9.2Part 2.9.2 气动辅件气动辅件气动辅件气动辅件 1 1. . 自动排水器自动排水器自动排水器自动排水器 随着对空气净化要求

258、的提高，靠人工的方法进行定期排污已变得随着对空气净化要求的提高，靠人工的方法进行定期排污已变得不可靠，况且有些场合也不便于人工操作，因此不可靠，况且有些场合也不便于人工操作，因此自动排水器自动排水器自动排水器自动排水器得到得到广泛应用。广泛应用。 自动排水器用于排除自动排水器用于排除管道管道管道管道、油水分离器油水分离器油水分离器油水分离器、贮气罐贮气罐贮气罐贮气罐及及分水过滤器分水过滤器分水过滤器分水过滤器等处等处的积水。自动排水器必须的积水。自动排水器必须垂直安装垂直安装垂直安装垂直安装。在使用过程中，。在使用过程中，如自动排水器如自动排水器如自动排水器如自动排水器出现故障出现故障出现故障

259、出现故障，可用，可用手动操作杆打开阀门放水手动操作杆打开阀门放水手动操作杆打开阀门放水手动操作杆打开阀门放水 。School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动图图图图2-512-51所示为浮子式自动排水器的所示为浮子式自动排水器的结构原理。其结构原理。其工作原理工作原理工作原理工作原理是，被分离是，被分离出来的水分流入自动排水器内，水出来的水分流入自动排水器内，水位不断升高，位不断升高，当水位升高至一定高当水位升高至一定高当水位

260、升高至一定高当水位升高至一定高度后度后度后度后，浮子浮子浮子浮子3 3的浮力大于浮子自重的浮力大于浮子自重及作用在喷嘴座面积及作用在喷嘴座面积 上上的气压力时，的气压力时，喷嘴喷嘴喷嘴喷嘴2 2开启，气压经开启，气压经喷嘴喷嘴喷嘴喷嘴、滤心滤心滤心滤心4 4作用在作用在活塞活塞活塞活塞8 8左侧，气左侧，气压力克服弹簧力使活塞右移，压力克服弹簧力使活塞右移，排水排水排水排水阀座阀座阀座阀座5 5打开放水。排水后浮子下降，打开放水。排水后浮子下降，喷嘴又关闭。活塞左腔气压通过设喷嘴又关闭。活塞左腔气压通过设在活塞及在活塞及手动操作杆手动操作杆手动操作杆手动操作杆6 6内的内的溢流孔溢流孔溢流孔溢

261、流孔7 7卸压，迅速关闭排水阀座卸压，迅速关闭排水阀座 。图图图图2-512-51 浮子式自动排水器浮子式自动排水器11盖板盖板 22喷嘴喷嘴 33浮子浮子4 4滤心滤心 55排水阀座排水阀座 6 6 手动操纵杆手动操纵杆 77溢流孔溢流孔 88活活塞塞School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动2 2. . 消声器消声器消声器消声器 气动系统中，气动系统中，压缩空气压缩空气压缩空气压缩空气经换向阀向气缸等执行元件供气；动作完

262、经换向阀向气缸等执行元件供气；动作完成后，又经换向阀向大气排出。由于阀内的气路复杂且又十分狭成后，又经换向阀向大气排出。由于阀内的气路复杂且又十分狭窄，压缩空气以接近声速的流速从排气口排出，空气急剧膨胀和窄，压缩空气以接近声速的流速从排气口排出，空气急剧膨胀和压力变化产生压力变化产生高频噪声高频噪声高频噪声高频噪声。排气噪声排气噪声排气噪声排气噪声与与压力压力压力压力、流量流量流量流量和和有效面积有效面积有效面积有效面积等因等因素有关，当阀的排气压力为素有关，当阀的排气压力为0.5MPa0.5MPa时可达时可达100dB100dB（A A）以上。而）以上。而且执行元件速度越高，且执行元件速度越

263、高，流量越大流量越大流量越大流量越大，噪声也越大噪声也越大噪声也越大噪声也越大。此时，就要用消。此时，就要用消声器来降低排气噪声。声器来降低排气噪声。 消声器消声器消声器消声器是一种允许气流通过而使声能衰减的装置，能够是一种允许气流通过而使声能衰减的装置，能够降低气流降低气流降低气流降低气流通道上的空气动力性噪声通道上的空气动力性噪声通道上的空气动力性噪声通道上的空气动力性噪声。根据消声原理不同，有。根据消声原理不同，有阻性消声器阻性消声器阻性消声器阻性消声器、抗性消声器抗性消声器抗性消声器抗性消声器和和阻抗复合式消声器阻抗复合式消声器阻抗复合式消声器阻抗复合式消声器及及多孔扩散消声器多孔扩散

264、消声器多孔扩散消声器多孔扩散消声器 。选用消声器时，应合理选择通过消声器的气流速度。对一般系统选用消声器时，应合理选择通过消声器的气流速度。对一般系统可取可取610m/s610m/s，对高压排空消声器则可大于，对高压排空消声器则可大于20m/s20m/s 。School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅能源装置及辅件件件件液压与气压传动液压与气压传动阀用消声器阀用消声器阀用消声器阀用消声器通常用多孔扩散消声器，以消除高速喷气射流噪声。通常用多孔扩散消声器，以消除高速喷气射流噪

265、声。消声材料用铜颗粒烧结而成，也有用塑料颗粒烧结的，消声材料用铜颗粒烧结而成，也有用塑料颗粒烧结的，要求消声要求消声要求消声要求消声器的有效出流面积大于排气管道面积器的有效出流面积大于排气管道面积器的有效出流面积大于排气管道面积器的有效出流面积大于排气管道面积。阀用消声器的消声效果按。阀用消声器的消声效果按标准规定，公称通径标准规定，公称通径625mm625mm为不小于为不小于20dB20dB（A A），公称通径），公称通径3250mm3250mm为为为为不小于不小于25dB25dB（A A）。）。 图图图图2-522-52所示为所示为阀用消声器的阀用消声器的阀用消声器的阀用消声器的结构结构结构结构。它一般用螺纹连接方。它一般用螺纹连接方式直接拧在阀的排气口上。式直接拧在阀的排气口上。对于集成式连接的控制阀，对于集成式连接的控制阀，消声器安装在底板的排气口消声器安装在底板的排气口上上 。图图图图2-522-52 阀用消声器阀用消声器11消声套消声套 22管接头管接头Back