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1、液壓動(dòng)力元件,三龍液壓 深圳市三龍液壓泵有限公司,第二章 液壓動(dòng)力元件,2-1液壓泵概述 2-2齒輪泵 2-3葉片泵 2-4柱塞泵 2-5液壓泵的選用 , 2-1 液壓泵概述,一、液壓泵的作用 二、液壓泵工作原理 三、主要性能參數(shù) 四、液壓泵的類型 ,一、 液壓泵的作用,液壓泵是液壓系統(tǒng)的動(dòng)力元件,其作用是把原動(dòng)機(jī)輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓能,向系統(tǒng)提供一定壓力和流量的液流,二、液壓泵工作原理,液壓泵工作原理: 容積式泵: 泵是靠密封容積的變化來實(shí)現(xiàn)吸油和壓油的,其排油量的大小取決于密封腔的容積變化值 基本特點(diǎn): 具有一個(gè)或若干個(gè)周期性變化的密封容積 具有配流裝置 油箱內(nèi)液體的絕對壓力必須恒等
2、于或大于 大氣壓力,基本工作原理,吸油 壓油 偏心向右轉(zhuǎn),柱塞右移 偏心向左轉(zhuǎn),柱塞左移 密封容積, 產(chǎn)生局部真空 密封容積 ,油液被迫壓出,,,,,,,,,基本工作條件(必要條件),(1)形成密封容積 (2)密封容積變化(根本原因) (3)配流裝置(吸、壓油口隔開) (4)油箱和大氣通(外因),三、 主要性能參數(shù),壓力: 工作壓力p 額定壓力pn 工作壓力p額定壓力pn 排量和流量: 排量 V:液壓泵軸轉(zhuǎn)一周,由其密封容腔幾何尺寸變化計(jì)算而得的排出液體的體積,單位(m3/r)或 (mL/r) 理論流量qt:單位時(shí)間內(nèi)理論上可排出的液體體積. 等
3、于排量和轉(zhuǎn)速的乘積 V:液壓泵的排量(m3/r);n:主軸轉(zhuǎn)速(r/s);qt:液壓泵理論排量(m3/s) 實(shí)際流量q 額定流量qn,,容積效率v: q=qt-q =qt-Kip 機(jī)械效率m: 泵的輸出功率:,,,,,,,,,四、液壓泵的類型,液壓泵類型: 結(jié)構(gòu)形式:齒輪泵、葉片泵、柱塞泵和螺桿泵等 泵的輸出流量能否調(diào)節(jié):定量泵和變量泵 泵的額定壓力的高低:低壓泵、中壓泵和高壓泵 齒輪泵的工作原理, 2-2 齒輪泵,齒輪泵的結(jié)構(gòu) 齒輪泵的特點(diǎn),一、 齒輪泵的工作原理,定量泵(外嚙合齒輪泵和內(nèi)嚙合齒輪泵) 齒輪泵沒有單獨(dú)的配流 裝置,齒輪的嚙合線起 配流作用,工作原理 1、相互嚙合的輪齒逐
4、漸脫開,密封容積 ,形成局部真空,在大氣壓力作用下吸油 2、隨著齒輪旋轉(zhuǎn),油液帶到左側(cè)的壓油腔,輪齒逐漸嚙合,使密封容積 ,齒槽間的油液被擠壓排出泵外 壓油,條件,1、密封容積形成齒輪的齒槽、泵體內(nèi)表面、前后泵蓋圍成 2、密封容積變化齒輪退出嚙合,容積吸油; 齒輪進(jìn)入嚙合,容積壓油 3、配流裝置兩齒輪嚙合線及泵蓋 (吸壓油口隔開) 4、油箱和大氣通,排量和流量,排量和流量計(jì)算 瞬時(shí)流量脈動(dòng),齒數(shù)愈少,脈動(dòng)愈大,,,,二、 齒輪泵的結(jié)構(gòu),,三、 齒輪泵的特點(diǎn),困油:封閉容積減小會(huì)使被困油液受擠而產(chǎn)生高壓,并從縫隙中流出,導(dǎo)致油液發(fā)熱,軸承等機(jī)件也受到附加的不平衡負(fù)載作用。封閉容積增大又會(huì)造成局
5、部真空,使溶于油中的氣體分離出來,產(chǎn)生氣穴,引起噪聲、振動(dòng)和氣蝕. 消除困油的方法:通常是在兩側(cè)端蓋上開卸荷槽,且偏向吸油腔,齒輪泵的困油現(xiàn)象及其消除方法,,三、 齒輪泵的特點(diǎn),徑向作用力不平衡: 減小徑向不平衡力的辦法:縮小壓油口 ,三、 齒輪泵的特點(diǎn),泄漏: 1.通過齒輪嚙合處的間隙; 2.通過泵體內(nèi)孔和齒頂圓間的徑向間隙; 3.通過齒輪兩端面和端蓋間的端面間隙 結(jié)論:齒輪泵由于泄漏大和存在徑向不平衡力,因而限制了壓力的提高。為使齒輪泵能在高壓下工作,常采取的措施為: 減小徑向不平衡力, 提高軸與軸承的剛度, 同時(shí)對泄漏量最大的端面間隙采用自動(dòng)補(bǔ)償裝置 ,練習(xí),泵的額定流量為100L/
6、min ,額定壓力為2.5MPa,當(dāng)轉(zhuǎn)速為1450r/min時(shí),機(jī)械效率為m=0.9。由實(shí)驗(yàn)測得,當(dāng)泵出口壓力為零時(shí),流量為106L/min,壓力為2.5MPa時(shí),流量為100.7L/min,求: 1、泵的容積效率; 2、如泵的轉(zhuǎn)速下降到500r/min,在額定壓力下工作時(shí),估算泵的流量為多少? 3、上述兩種轉(zhuǎn)速下泵的驅(qū)動(dòng)力功率。,解:1、出口壓力為零時(shí)的流量為理論流量,即106L/min,所以泵的容積效率v=100.7/106=0.95。 2、轉(zhuǎn)速為500r/min時(shí),泵的理論流量為
7、= 36.55L/min,因壓力仍是額定壓力,故 此時(shí)泵的流量為36.550.95L/min=34.72L/min。 3、泵的驅(qū)動(dòng)功率在第一種情況下為 =4.91kW, 第二種情況下為 =1.69kW,2-3 葉片泵,單作用式(變量泵) 雙作用式(定量泵) 中低壓 工作原理 雙作用葉片泵的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn) 限壓式變量葉片泵 ,一、單作用式葉片泵(非平衡式) 工作原理,改變定子和轉(zhuǎn)子間的偏心量e,就可改變泵的排量(變量泵) 轉(zhuǎn)子受有不平衡的徑向液壓力,且徑向不平衡力隨泵的工作壓力提高而提高,因此這種泵的工作壓力不能太高 排量和流量: 流量脈動(dòng).理論分析表明,葉片數(shù)
8、為奇數(shù)時(shí)脈動(dòng)率較小,故一般葉片數(shù)為13或15,,,,二、雙作用式葉片泵(平衡式) 工作原理,排量和流量: 無流量脈動(dòng).理論分析可知,流量脈動(dòng)率在葉片數(shù)為4的整數(shù)倍、且大于8時(shí)最小。故雙作用葉片泵的葉片數(shù)通常取為12,,,,三、 雙作用葉片泵的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn),定子內(nèi)曲線:等加速等減速曲線 配流盤:三角槽 葉片的傾角:前傾角 端面間隙:間隙自動(dòng)補(bǔ)償措施 高壓葉片泵的結(jié)構(gòu):為了提高壓力,必須在結(jié)構(gòu)上采取措施,使吸油區(qū)葉片壓向定子的作用力減小。 可以采取的措施有多種,一般采用復(fù)合葉片結(jié)構(gòu)如雙葉片結(jié)構(gòu)和子母葉片結(jié)構(gòu)等,配流盤,四、 限壓式變量葉片泵,限壓式變量葉片泵的流量改變是利用壓力的反饋?zhàn)饔脤?shí)現(xiàn)的
9、(外反饋和內(nèi)反饋) 外反饋限壓式變量葉片泵的工作原理 限壓式變量葉片泵的特性曲線 限壓式變量葉片泵的結(jié)構(gòu),外反饋限壓式變量葉片泵的工作原理,pBA=PB) p e q 當(dāng)pc=K(e0+x0)/A, e=0 q=0,,限壓式變量葉片泵的特性曲線,限定壓力pB:泵在保持最大輸出流量不變時(shí),可達(dá)到的最高壓力 極限壓力pc:外載進(jìn)一步加大時(shí)泵的工作壓力不再升高,這時(shí)定子和轉(zhuǎn)子間的偏心量為零,泵的實(shí)際輸出流量為零 調(diào)整: 調(diào)整螺釘1可改變原始偏心量e0,即調(diào)節(jié)泵的最大輸出流量, 亦即改變A點(diǎn)的位置,使 AB線段上下平移 調(diào)整螺釘4可改變彈簧預(yù)壓縮量,即調(diào)節(jié)限定壓力pB大小, 亦即改變B點(diǎn)的位置,
10、使BC線段左右平移 改變彈簧剛度k,則可改變BC線段的斜率, 彈簧越“軟”(k值越?。珺C線段越陡,pc值越小; 反之,彈簧越“硬”(k值越大),BC線段越平坦,pc值越大 ,限壓式變量葉片泵的結(jié)構(gòu),限壓式變量葉片泵與雙作用葉片泵的區(qū)別: 定子和轉(zhuǎn)子偏心安置,泵的出口壓力可改變偏心距,從而調(diào)節(jié)泵的輸出流量(外反饋) 在限壓式變量葉片泵中,壓油腔一側(cè)的葉片底部油槽和壓油腔相通,吸油腔一側(cè)的葉片底部油槽與吸油腔相通,這樣,葉片的底部和頂部所受的液壓力是平衡的。這就避免了雙作用葉片泵在吸油區(qū)的定子內(nèi)表面出現(xiàn)磨損嚴(yán)重的問題 限壓式變量葉片泵中葉片后傾 最高調(diào)定壓力一般在7MPa左右,限壓式變量葉
11、片泵的結(jié)構(gòu),,2-4 柱塞泵,優(yōu)點(diǎn): 容積效率高、只需改變柱塞的工作行程就能改變泵的排量、壓應(yīng)力 應(yīng)用: 高壓大流量 軸向柱塞泵 變量軸向柱塞泵 徑向柱塞泵,一、 軸向柱塞泵,斜盤式軸向柱塞泵的工作原理 改變斜盤傾角的大小,就能改變柱塞的行程長度,也就改變了泵的排量 改變斜盤傾角的方向,就能改變吸、壓油方向(雙向變量軸向柱塞泵) 斜軸式軸向柱塞泵的工作原理 軸向柱塞泵的排量和流量 流量脈動(dòng),當(dāng)柱塞數(shù)較多并為奇數(shù)時(shí)脈動(dòng)較小,故柱塞泵的柱塞數(shù)一般為奇數(shù),常取 7或9 ,斜盤式軸向柱塞泵的工作原理,,斜軸式軸向柱塞泵的工作原理,,二、變量軸向柱塞泵,變量軸向柱塞泵:主體+變量機(jī)構(gòu) 主體機(jī)構(gòu)特點(diǎn): 滑
12、履結(jié)構(gòu) 中心彈簧機(jī)構(gòu) 缸體端面間隙的自動(dòng)補(bǔ)償 配流盤 變量機(jī)構(gòu):改變斜盤傾角的大小以調(diào)節(jié)泵的排量,SCY14-1型斜盤式軸向柱塞泵的結(jié)構(gòu),,三、徑向柱塞泵,移動(dòng)定子以改變偏心距的大小,便可改變柱塞的行程,從而改變排量 改變偏心距的方向,則可改變吸、壓油的方向。徑向柱塞泵可以做成單向或雙向變量泵 ,,2-5 液壓泵的選用,一、性能比較和應(yīng)用 (見教材P46表2-1) 二、液壓泵選用原則 可靠工作情況、要求 合理能量使用 實(shí)用使用情況 經(jīng)濟(jì)價(jià)廉 ,練習(xí),一、填空 1、液壓泵是將原動(dòng)機(jī)輸出的 轉(zhuǎn)換為 的能量轉(zhuǎn)換裝置,它是靠 的變化來實(shí)現(xiàn) 吸油和 的,所以又稱為容積泵。 2、齒輪泵按結(jié)構(gòu)不同可分為 和 兩類,它是用 實(shí)現(xiàn)配流的。 3、外嚙合齒輪泵的密封容積由 、 和 組成。兩齒輪的 把密封工作腔分成 和 壓油腔。 二、判斷 1、運(yùn)動(dòng)過程中密封容積不斷變化的液壓泵是變量泵。( ) 2、齒輪泵的工作壓力不宜提高的主要原因是泵的轉(zhuǎn)速低。( ) 3、為了防止油液被污染,常把泵的油箱密封。( ) 三、簡答 1、試析齒輪泵是怎樣具備液壓泵的基本工作條件的? 2、外嚙合齒輪泵有何特點(diǎn)?主要用在哪些場合? 如有不明白的可以去 了解,