1、液压技术液压技术第一单元第一单元 液压传动基础液压传动基础 什么是液压传动呢？液压传动是：利用有压的液体，经由一些机件控制之后来传递运动和动力。液压传动是以流体作为工作介质对能量进行传动和控制的一种传动形式。下面看一个实例：1.1液压传动基本概念液压传动基本概念 如图所示：从图可知：液压传动系统由哪些部分组成？1.1液压传动基本概念液压传动基本概念 由上图可知，液压传动系统由液压泵、控制阀、执行元件和油箱等一些辅助元件组成。1液压泵 2执行元件 3控制元件 4.辅助元件1.2液压装置的组成液压装置的组成 1、液体静压力：静止液体在单位面积上所受的法向力称为静压力。静压力在液压传动中简称压力,在
2、物理学中则称为压强。如何定义液体中某点的压力？2.液体静压力有两个重要特性:（1）液体静压力垂直于承压面,其方向和该面的内法线方向一致。这是由于液体质点间的内聚力很小,不能受拉只能受压之故。为什么？（2）静止液体内任一点所受到的压力在各个方向上都相等。为什么？如果某点受到的压力在某个方向上不相等,那么液体就会流动,这就违背了液体静止的条件。1.4液压传动基本理论液压传动基本理论 3 3、液体、液体静压力基本方程静压力基本方程 pA=Po A+ghA 式中，ghA为小液柱的重力，液体的密度上式化简后得：p=p0+gh 1.4液压传动基本理论液压传动基本理论 3 3、液体、液体静压力基本方程静压力
3、基本方程说明什么问题：说明什么问题：（1）静止液体中任何一点的静压力为作用在液面的压力Po和液体重力所产生的压力gh之和。（2）液体中的静压力随着深度h 而线性增加。（3）在连通器里，静止液体中只要深度h 相同其压力都相等。p=p0+gh1.4液压传动基本理论液压传动基本理论 3 3、应用液体、应用液体静压力基本方程静压力基本方程：例1-1 如图1-3所示，容器内盛油 液。已 知 油 的 密 度=900kg/m3，活塞上的作用力F=1000N，活塞的面积A=110-3m2，假设活塞的重量忽略不计。问活塞下方深度为h=0.5m处的压力等于多少？1.4液压传动基本理论液压传动基本理论 解:活塞与液
4、体接触面上的压力均匀分布，有根据静压力的基本方程式（1-3），深度为h处的液体压力 =106+9009.80.5=1.0044106(N/m2)106(Pa)从本例可以看出，液体在受外界压力作用的情况下，液体自重所形成的那部分压力gh相对甚小，在液压系统中常可忽略不计，因而可近似认为整个液体内部的压力是相等的。以后我们在分析液压系统的压力时，一般都采用这种结论。1.4液压传动基本理论液压传动基本理论 26230/101011000mNmNAFpghppa4 4、绝对压力、表压力及真空度绝对压力、表压力及真空度 根据度量方法的不同有所谓的表压力又称相对压力（gauge pressure）和绝对压
5、力（absolute pressure）之分。以当地大气压力(atomosphere)为基准所表示的压力称为表压力。以绝对零压力作为基准所表示的压力称为绝对压力。如液体中某点处的绝对压力小于大气压力，这时该点的绝对压力比大气压力小的那部分压力值，称为真空度。所以 真空度=大气压力-绝对压力1.4液压传动基本理论液压传动基本理论 4 4、绝对压力、绝对压力、表压力及真空表压力及真空度度 有关表压力、绝对压力和真空度的关系见图1-4。1.4液压传动基本理论液压传动基本理论 1.4液压传动基本理论液压传动基本理论 12AFAWP5 5、帕斯卡原理帕斯卡原理（Pascals Principle）图所示
6、建立了一个很重要的概念，即在液压传动中工作的压力取决于负载，而与流入的流体多少无关。6 6、连续定理、连续定理(Principle of Continuity)液体在流动时，通过任一通流横截面的速度、压力和密度不随时间改变的流动称为稳流，反之速度、压力和密度其中一项随时间而变，就称为非稳流。对稳流而言，液体以稳流流动通过管内任一截面的液体质量必然相等。如图1-6所示管内两个流通截面面积为A1和A2，流速分别为V1和V2，则通过任一截面的流量Q如（16）式表示。Q=AV=A1V1=A2V2=常量（16）式（16）即连续定理，此式还得出另一个重要的基本概念，即运动速度取决于流量，而与流体的压力无关
7、。1.4液压传动基本理论液压传动基本理论 6 6、连续定理、连续定理(Principle of Continuity)应应用及帕斯卡原理应用：用及帕斯卡原理应用：例例1-2 1-2 图17所示为相互连通的两个液压缸，已知大缸内径D=100mm,小缸内径d=20mm,大活塞上放上质量为5000kg的物体。问:1.在小活塞上所加的力F有多大才能使大活塞顶起重物？2.若小活塞下压速度为0.2m/s，试求大活塞上升速度？1.4液压传动基本理论液压传动基本理论 图17 帕斯卡原理应用实例6 6、连续定理、连续定理(Principle of Continuity)：解：解：1物体的重力为G=mg=5000
8、kg9.8m/s2=49000kgm/s2=49000N根据帕斯卡原理，由外力产生的压力在两缸中相等，即故为了顶起重物应在小活塞上加力为 =49000N=1960N2.由连续定理：Q=AV=常数得出：故大活塞上升速度：本例说明了液压千斤顶等液压起重机械的工作原理，体现了液压装置的力放大作用。1.4液压传动基本理论液压传动基本理论 4422DGdFGDdF22222210020mmmm大小vDvd4422)/(008.02.0100202222smvDdv小大7 7、液体流动中的压力和流量的损失液体流动中的压力和流量的损失（1）压力损失：由于液体具有粘性，在管路中流动时又不可避免地存在着摩擦力，
9、所以液体在流动过程中必然要损耗一部分能量。这部分能量损耗主要表现为压力损失。压力损失有沿程损失和局部损失两种。沿程损失是当液体在直径不变的直管中流过一段距离时，因摩擦而产生的压力损失。局部损失是由于管子截面形状突然变化、液流方向改变或其它形式的液流阻力而引起的压力损失。总的压力损失等于沿程损失和局部损失之和。由于压力损失的必然存在，所以泵的额定压力要略大于系统工作时所需的最大工作压力，一般可将系统工作所需的最大工作压力乘以一个1.31.5的系数来估算。1.4液压传动基本理论液压传动基本理论 7 7、液体流动中的压力和流量的损失液体流动中的压力和流量的损失（2）流量损失 在液压系统中,各被压元件
10、都有相对运动的表面,如液压缸内表面和活塞外表面，因为要有相对运动,所以它们之间都有一定的间隙,如果间隙的一边为高压油,另一边为低压油,则高压油就会经间隙流向低压区从而造成泄漏。同时由于液压元件密封不完善，一部分油液也会向外部泄漏。这种泄漏造成实际流量有所减少,这就是我们所说的流量损失。流量损失影响运动速度，而泄漏又难以绝对避免，所以在液压系统中泵的额定流量要略大于系统工作时所需的最大流量。通常也可以用系统工作所需的最大流量乘以一个l.11.3的系数来估算。1.4液压传动基本理论液压传动基本理论 8 8、液压冲击和空穴现象液压冲击和空穴现象 （1）液压冲击：在液压系统中,当油路突然关闭或换向时,
11、会产生急剧的压力升高,这种现象。造成液压冲击的主要原因是液压速度的急剧变化、高速运动工作部件的惯性力和某些液压元件反应动作不够灵敏.产生液压冲击时,系统中的压力瞬间就要比正常压力大好几倍,特别是在压力高、流量大的情况下,极易引起系统的振动、噪音甚至导管或某些液压元件的损坏,既影响系统的工作质量又会缩短其使用寿命。还要注意的是由于压力冲击产生的高压力可能使某些液压元件（如压力继电器）产生误动作,而损坏设备。避免液压冲击的主要办法是避免液流速度的急剧变化。延缓速度变化的时间能有效地防止液压冲击,如将液动换向阀和电磁换向阀联用可减少液压冲击,因为液动换向阀能把换向时间控制得慢一些。1.4液压传动基本
12、理论液压传动基本理论 8 8、液压冲击和空穴现象液压冲击和空穴现象 （2）空穴现象：如果液压系统中发生了空穴现象,液体中的气泡随着液流运动到压力较高的区域时,气泡在较高压力作用下将迅速破裂,从而引起局部液压冲击,造成噪音和振动,另一方面,由于气泡破坏了液流的连续性,降低了油管的通油能力,造成流量和压力的波动,使液压元件承受冲击载荷,影响其使用寿命。同时气泡中的氧也会腐蚀金属元件的表面,我们把这种因发生空穴现象而造成的腐蚀叫汽蚀。在液压传动装置中,汽蚀现象可能发生在油泵、管路以及其它具有节流装置的地方,特别是油泵装置,这种现象最为常见。汽蚀现象是液压系统产生各种故障的原因之一,特别在高速、高压的
13、液压设备中更应注意。1.4液压传动基本理论液压传动基本理论 液压系统中完全靠液压油把能量从液压泵经管路、控制阀传递到执行元件，根据统计，许多液压设备的故障，皆起因于液压油的使用不当，故应对液压油要有充分的了解。1.5液压油 1 1、液压油的用途、液压油的用途（1）传递运动与动力：传递运动与动力：将泵的机械能转换成液体的压力能并传至各处，将泵的机械能转换成液体的压力能并传至各处，由于油本身具有粘度，在传递过程中会产生一定的由于油本身具有粘度，在传递过程中会产生一定的动力损失动力损失。（2）润滑润滑：液压元件内各移动部位，都可受到液压油充分润滑，从而减液压元件内各移动部位，都可受到液压油充分润滑，
14、从而减低元件磨耗。低元件磨耗。（3）密封密封：油本身的粘性对细小的间隙有密封的作用。油本身的粘性对细小的间隙有密封的作用。（4）冷却冷却：系统损失的能量会变成热，被油带出。系统损失的能量会变成热，被油带出。1.5液压油 2 2、液压油的种类：、液压油的种类：液压油主要有下列二种液压油主要有下列二种（1 1）矿物油系液压油（可燃性）：矿物油系液压油（可燃性）：主要由石腊基主要由石腊基（paraffin baseparaffin base）的原油精制而成，再加抗氧化剂和防锈剂，为用途最多的一种；的原油精制而成，再加抗氧化剂和防锈剂，为用途最多的一种；其缺点为耐火性差其缺点为耐火性差。（2）耐火性液
15、压油（难燃性）：耐火性液压油（难燃性）：专用于防止有引起火灾危险的乳化型专用于防止有引起火灾危险的乳化型液压油。有水中油滴型（液压油。有水中油滴型（o/w）和油中水滴形（）和油中水滴形（w/o）两种，水中）两种，水中油滴型（油滴型（o/w）的润滑性差，会侵蚀油封和金属；油中水滴形）的润滑性差，会侵蚀油封和金属；油中水滴形（w/o）化学稳定性很差。）化学稳定性很差。（3）专用液压油：航空、舰船、炮用及车辆制动用液压油。）专用液压油：航空、舰船、炮用及车辆制动用液压油。1.5液压油 3 3、液压油的性质、液压油的性质（1）密度，比重越大，泵吸入性越差。（2）闪火点：油温升高时，部分的油会蒸发而与空
16、气混合成油气，此油气所能点火的最低温度称为闪火点，如继续加热，则会连续燃烧，此温度称为燃烧点。（3）粘度：流体流动时，沿其边界面会产生一种阻止其运动的流体磨擦作用，这种产生内摩擦力的性质称为粘性。（4）压缩性：有体积压缩系数或其倒数体积弹性模数K表示。液压油还有其他一些性质，如稳定性、抗泡沫性、抗乳化性、防锈性、润滑性、以及相容性等。1.5液压油 pVV0/1K式中：剪应力（）动力粘度（单位是Pa.s;1 Pa.s=10P,一般用P（泊dyn.s/cm2）；cP（厘泊）来表示，）将液体动力粘度与液体密度之比称为运动粘度。运动粘度也是绝对粘度，单位为m2/s,1 m2/s=106 mm2/s(厘
17、斯，cSt)动力粘度的物理意义：当速度梯度为1时，接触液层间单位面积上的内摩擦力。相对粘度又称条件粘度。常用的有恩氏粘度：200ml，直径2.8mm，同一温度下与蒸馏水的时间比较。中国、俄罗斯及德国采用。美国、英国采用通用赛氏秒和商用雷氏秒。1.5液压油 dyduv 粘性：液压油粘性对机械效率、磨耗、压力损失、容积效率、漏油及泵的吸入性影响很大。粘性可分为动力粘度和运动粘度两种。粘度是液压油的性能指标。习惯上使用运动粘度标志液体的粘度，例如机械油的牌号就是用其在400C时的平均运动粘度（mm/s2）为其标号。油的粘性易受温度影响，温度上升，粘度降低，造成泄漏、磨损增加、效率降低等问题，温度下降
18、，粘度增加，造成流动困难及泵转动不易等问题，如运转时油液温度超过60度，就必须加装冷却器，因油温在60度以上，每超过10度，油的劣化速度就会加倍。1.5液压油 4 4、对液压油的要求、对液压油的要求（1）适当的粘度和良好的粘温性；（2）有良好的化学稳定性（氧化安定性，热安定性及不易氧化、变质）（3）良好的润滑性，以减少相对运动间的磨损（4）良好的抗泡沫性（起泡少，消泡快）（5）体积膨胀系数低，闪点及燃点高（6）成分纯净，不含腐蚀性物质，具有足够的清洁度（7）对人体无害，对环境污染小，价格便宜1.5液压油 5 5、液压油的选用、液压油的选用 液压油有很多品种，可根据不同的使用场合选用合适的品种，
19、在品种确定的情况下，最主要考虑的是油液的粘度，其选择考虑的因素如下。（1）液压系统的工作压力：工作压力较高的系统宜选用粘度较高的液压油，以减少泄露；反之便选用粘度较低的油。例如，当压力p=7.020.0Mpa时，宜选用N46N100的液压油；当压力p7.0Mpa时宜选用N32N68的液压油。（2）运动速度：执行机构运动速度较高时，为了减小液流的功率损失，宜选用粘度较低的液压油。（3）液压泵的类型：在液压系统中，对液压泵的润滑要求苛刻，不同类型的泵对油的粘度有不同的要求，具体可参见有关资料。（4）工作环境温度高时选用粘度较高的液压油，减少容积损失。1.5液压油 6、液压油的污染与保养 液压油使用
20、一段时间后会受到污染，常使阀内的阀芯卡死，并使油封加速磨耗及液压缸内壁磨损。造成液压油污染的原因有三方面：1）污染：（1）外部侵入的污物；（2）外部生成的不纯物2）恶化：液压油的恶化速度与含水量、气泡、压力、油温、金属粉末等有关，其中以温度影响最大，故液压设备运转时，须特别注意油温之变化。3）泄漏：液压设备因配管不良，油封破损是造成泄漏的原因，泄漏发生时空气、水、尘埃便可轻易的侵入油中，故当泄漏发生时，必须立即加以排除。液压油经长期使用，油质必会恶化，一般皆用目视法判定油质是否恶化，当油颜色混蚀并有异味时，须立即更换；保养方法有二种：一为定期更换（约为5000-20000小时），其次是使用过滤
21、器定期过滤。也可采用在线监控液压油是否达到规定值，定期抽查液压油。液压油的粘度、酸值、水分及杂质是确定液压油是否更换的重要指标。1.5液压油 Take a Break液压与气动技术液压与气动技术第二单元第二单元 液压动力元件及执行元件液压动力元件及执行元件教学内容：教学内容：l液压泵的工作原理（重点）l液压泵的主要性能及参数（难点）l液压泵的结构l液压泵与电动机参数的选用l液压缸（重点）l液压马达 液压系统是以液压泵作为向系统提供一定的流量和压力的动力元件，液压泵由电动机带动将液压油从油箱吸上来并以一定的压力输送出去，使执行元件推动负载作功。2.液压动力元件液压动力元件 由于这种泵是依靠泵的密
22、封工作腔的容积变化来实现吸油和压油的，因而称为容积式泵。容积式泵的流量大小取决于密封工作腔容积变化的大小和次数。若不计泄漏，流量与压力无关。液压泵的分类方式很多，它可按压力的大小分为低压泵、中压泵和高压泵。也可按流量是否可调节分为定量泵和变量泵。又可按泵的结构分为齿轮泵、叶片泵和柱塞泵，其中齿轮泵和叶片泵多用于中、低压系统，柱塞泵多用于高压系统。观看动画。2.1液压泵的工作原理液压泵的工作原理 液压泵正常工作的三个必备条件液压泵正常工作的三个必备条件必须具有一个由运动件和非运动件所构成的密闭容积；必须具有一个由运动件和非运动件所构成的密闭容积；密闭容积的大小随运动件的运动作周期性的变化，容积由
23、小变密闭容积的大小随运动件的运动作周期性的变化，容积由小变大大吸油，由大变小吸油，由大变小压油；压油；密闭容积增大到极限时，先要与吸油腔隔开，然后才转为排油；密闭容积增大到极限时，先要与吸油腔隔开，然后才转为排油；密闭容积减小到极限时，先要与排油腔隔开，然后才转为吸油。密闭容积减小到极限时，先要与排油腔隔开，然后才转为吸油。2.1液压泵的工作原理液压泵的工作原理 1 1、压力、压力1）工作压力：液压泵实际工作时的输出压力称为工作压力。工作压力取决于外负载的大小和排油管路上的压力损失，而与液压泵的流量无关。2）额定压力：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
24、。3）最高允许压力：在超过额定压力的条件下，根据试验准规定，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，超过此压力，泵的泄漏会迅速增加。2.2液压泵的主要性能和参数液压泵的主要性能和参数 2 2、排量、排量 排量是泵主轴每转一周所排出液体体积的理论值，如泵排量固定，则为定量泵；排量可变则为变量泵。一般定量泵因密封性较好，泄漏小，在高压时效率较高。2.2液压泵的主要性能和参数液压泵的主要性能和参数 3、流量：为泵单位时间内排出的液体体积（L/min），有理论流量Qth和实际流量Qac两种。（21）式中：q 泵的排量（L/r）n 泵的转速（r/min）（22）Q 泵运转时，油会从高压
25、区泄漏到低压区，是泵的泄漏损失。2.2液压泵的主要性能和参数液压泵的主要性能和参数 qnQthQQQthac4、容积、容积效率和机械效率泵的容积效率：泵的机械效率：Tth 泵的理论输入扭矩 Tac 泵的实际输入扭矩2.2液压泵的主要性能和参数液压泵的主要性能和参数 thacVQQacthmTT5 5、泵的总效率、功率、泵的总效率、功率 泵的总效率(厄塔)：泵实际输出功率 电动机输出功率 泵的功率：式中：p 泵输出的工作压力（MPa）Qac 泵的实际输出流量（L/min），1L=103cm3。2.2液压泵的主要性能和参数液压泵的主要性能和参数 MacvmPP.acPMP)(60kwpQPacac
26、例题21 某液压系统，泵的排量q10m L/r，电机转速n1200rpm，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。2.2液压泵的主要性能和参数液压泵的主要性能和参数 解：1）泵的理论流量 Qth=q.n.10-3=10120010-312 L/min 2)泵的实际流量 Qac Qth.v120.9211.04 L/min 3)泵的输出功率 4）驱动电机功率 2.2液压泵的主要性能和参数液压泵的主要性能和参数)(9.06004.11560kwpQPaac)(07.184.09.0kwpPacm泵性
27、能指标公式记忆泵性能指标公式记忆理论转矩记住它,等于排量乘压差.理论流量记得住,等于排量乘转速.功率等于p 乘 q,也等转矩乘转速.能流方向分得清,乘除效率不含糊.计算单位要统一,角度一律用弧度.2.2液压泵的主要性能和参数液压泵的主要性能和参数 1 1、齿轮泵：、齿轮泵：液压泵中结构最简单的一种，且价格便宜，故在一般机械上被广泛使用；齿轮泵是定量泵，可分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵两种。1）外啮合齿轮泵：其的构造和动作原理如图22所示。2.3液压泵的结构液压泵的结构 1 1、齿轮泵：、齿轮泵：液压泵中结构最简单的一种，且价格便宜，故在一般机械上被广泛使用；齿轮泵是定量泵，可分为外啮合齿轮泵和
28、内啮合齿轮泵两种。1）外啮合齿轮泵：其的构造和动作原理如图22所示。2.3液压泵的结构液压泵的结构 1 1、齿轮泵：、齿轮泵：液压泵中结构最简单的一种，且价格便宜，故在一般机械上被广泛使用；齿轮泵是定量泵，可分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵两种。1）外啮合齿轮泵：其的构造和动作原理如图22所示。2.3液压泵的结构液压泵的结构 1 1、齿轮泵：、齿轮泵：可分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵两种。1）外啮合齿轮泵：其的构造和动作原理如图22所示，它由装在壳体内的一对齿轮所组成齿轮两侧有端盖罩住，壳体、端盖和齿轮的各个齿间槽组成了许多密封工作腔。外啮合齿轮运转时泄漏途径有二：一为齿顶与齿轮壳内壁的间隙，其
29、次为齿端面与侧板之间的间隙，当压力增加时，前者不会改变，但后者挠度大增，此为外啮合齿轮泵泄漏最主要的原因，故不适合用作高压泵。2.3液压泵的结构液压泵的结构 1）外啮合齿轮泵：外啮合齿轮运转时泄漏途径有二：一为齿顶与齿轮壳内壁的间隙，其次为齿端面与侧板之间的间隙（端面泄漏占端面泄漏占8085），当压力增加时，前者不会改变，但后者挠度大增，此为外啮合齿轮泵泄漏最主要的原因，故不适合用作高压泵。解决方法：端面间隙补偿采用静端面间隙补偿采用静压平衡措施：在齿轮和盖板之间增加压平衡措施：在齿轮和盖板之间增加一个补偿零件，如浮动轴套、浮动侧一个补偿零件，如浮动轴套、浮动侧板板。2.3液压泵的结构液压泵的
30、结构 液压油在渐开线齿轮泵运转过程中，因齿轮相交处的封闭体积随时间改变，常有一部分的液压油被封闭在齿间，如图23所示，称为困油现象，因液压油不可压缩将使外接齿轮泵产生极大的震动和噪音，故必须在侧板上开设卸荷槽，以防止其发生。2.3液压泵的结构液压泵的结构 液压油在渐开线齿轮泵运转过程中，因齿轮相交处的封闭体积随时间改变，常有一部分的液压油被封闭在齿间，如图23所示，称为困油现象，因液压油不可压缩将使外接齿轮泵产生极大的震动和噪音，故必须在侧板上开设卸荷槽，以防止其发生。l卸荷措施：卸荷措施：在前后盖板或浮动轴套上在前后盖板或浮动轴套上开卸荷槽开卸荷槽l开设卸荷槽的原则：开设卸荷槽的原则：两槽间
31、距两槽间距a为最为最小闭死容积，而使闭死容积由大变小小闭死容积，而使闭死容积由大变小时与压油腔相通，闭死容积由小变大时与压油腔相通，闭死容积由小变大时与吸油腔相通。时与吸油腔相通。2.3液压泵的结构液压泵的结构 2）内啮合齿轮泵：图24a为有隔板的内啮合齿轮泵，图24b为摆动式内啮合齿轮泵，它们共同的特点是由于内外齿轮转向相同，齿面间相对速度小，运转时噪音小；又因齿数相异，绝对不会发生困油现象，但因外齿轮的齿端必须始终与内齿轮的齿面紧贴，以防内漏，故不适用于较高的压力，泵的额定压力可达成泵的额定压力可达成 30 MPa。2.3液压泵的结构液压泵的结构 齿轮泵的优缺点及应用1.优点：结构简单，制
32、造工艺性好，价格便宜，自吸能力较好，抗污染能力强，而且能耐冲击性负载。2.缺点：流量脉动大，泄漏大，噪声大，效率低，零件的互换性差，磨损后不易修复。3.应用：用于环境差、精度要求不高的场合，通常p10MPa，如工程机械、建筑机械、农用机械等。2.3液压泵的结构液压泵的结构 2、螺杆泵：如图25所示，液压油沿螺旋方向前进，转轴径向负载各处均相等，脉动少，故运动时噪音低，可高速运转，适合作大容量泵。但压缩量小，不适合高压，一般用于燃油、润滑油泵而不用作液压泵。2.3液压泵的结构液压泵的结构 2 2、叶片泵、叶片泵 其其优点是：运转平稳、压力脉动小，噪音小；结构紧凑、尺寸小、流量大；其缺点是：对油液
33、要求高，如油液中有杂质，则叶片容易卡死；与齿轮泵相比结构较复杂。它广泛的应用于机械制造中的专用机床、自动线等中、低压液压系统中。该泵有两种结构形式：一种是单作用叶片泵，另一种是双作用式叶片泵。2.3液压泵的结构液压泵的结构 1）单作用叶片泵，其工作原理如图26所示，单作用叶片泵由转子1、定子2、叶片3和端盖等组成。定子具有圆柱形内表面，定子和转子的间有偏心距e，叶片装在转子槽中，并可在槽内滑动，当转子回转时，由于离心力的作用，使叶片紧靠在定子内壁。2.3液压泵的结构液压泵的结构 1）单作用叶片泵，其工作原理如图26所示，单作用叶片泵由转子1、定子2、叶片3和端盖等组成。定子具有圆柱形内表面，定
34、子和转子的间有偏心距e，叶片装在转子槽中，并可在槽内滑动，当转子回转时，由于离心力的作用，使叶片紧靠在定子内壁。2.3液压泵的结构液压泵的结构 叶片泵叶片槽根部全部通压力油会带来以下副作用：定子的吸油腔部被叶片刮研，造成磨损；定子的吸油腔部被叶片刮研，造成磨损；减少了泵的理论排量；减少了泵的理论排量；可能引起瞬时理论流量脉动。可能引起瞬时理论流量脉动。2.3液压泵的结构液压泵的结构 1）单作用叶片泵：改变转子与定子的偏心量，即可改变泵的流量，偏心越大，流量越大，如调成几乎是同心，则流量接近于零。因此单作用叶片泵大多为变量泵。另外还有一种限压式变量泵，当负荷小时，泵输出流量大，负载可快速移动，当
35、负荷增加时，泵输出流量变少，输出压力增加，负载速度降低，如此可减少能量消耗，避免油温上升。2.3液压泵的结构液压泵的结构 2）双作用叶片泵 双作用式叶片泵如图27所示，定子内表面近似椭圆，转子和定子同心安装，有两个吸油区和两个压油区对称布置。转子每转一周，完成两次吸油和压油。双作用叶片泵大多是定量泵。2.3液压泵的结构液压泵的结构 叶片泵的应用1.用于中低压、要求较高的系统中。2.油液粘度要合适，转速不能太低，5001500rpm。3.要注意油液的清洁，油不清洁容易使叶片卡死。4.通常只能单方向旋转，如果旋转方向错误，会造成叶片折断。2.3液压泵的结构液压泵的结构 4 4、柱塞泵：、柱塞泵：工
36、作原理是柱塞在液压缸内作往复运动来实现吸油和压油。与齿轮泵和叶片泵相比，该泵能以最小的尺寸和最小的重量供给最大的动力，为一种高效率的泵，但制造成本相对较高，该泵用于高压、大流量、大功率的场合。它可分为轴向式和径向式两种形式。柱塞沿径向放置的泵称为径向柱塞泵，柱塞轴向布置的泵称为柱塞沿径向放置的泵称为径向柱塞泵，柱塞轴向布置的泵称为轴向柱塞泵。轴向柱塞泵。为了连续吸油和压油，柱塞数必须大于等于为了连续吸油和压油，柱塞数必须大于等于3。2.3液压泵的结构液压泵的结构 1）轴向柱塞泵：如图28所示，可分为直轴式（图a）所示）和斜轴式（图b）所示）两种，该两种泵都是变量泵，通过调节斜盘倾角，即可改变泵
37、的输出流量。2.3液压泵的结构液压泵的结构 2）径向柱塞泵：（柱塞运动方向与液压缸体的 中 心 线 垂直），又可分为固定液压缸式和回转液压缸式两种。2.3液压泵的结构液压泵的结构 2）径向柱塞泵：（柱塞运动方向与液压缸体的中心线垂直），又可分为固定液压缸式和回转液压缸式两种。2.3液压泵的结构液压泵的结构 柱塞泵 特点:1）工作压力高，容积效率高，p2040MPa，Pmax可到100MPa；2）流量大，易于实现变量；3）主要零件均受压，使材料的强度得以充分利用，寿命长，单位功率重量小。2.3液压泵的结构液压泵的结构 5 5、液压泵的图形符号、液压泵的图形符号2.3液压泵的结构液压泵的结构 1
38、1、选择液压泵的原则选择液压泵的原则l是否要求变量：是否要求变量：径向柱塞泵、轴向柱塞泵、单作用叶片泵是变量泵。径向柱塞泵、轴向柱塞泵、单作用叶片泵是变量泵。l工作压力：工作压力：柱塞泵压力柱塞泵压力31.5MPa；叶片泵压力；叶片泵压力6.3MPa,高压化以后可高压化以后可达达16MPa；齿轮泵压力；齿轮泵压力2.5MPa，高压化以后可达，高压化以后可达21MPa。l工作环境：工作环境：齿轮泵的抗污染能力最好。齿轮泵的抗污染能力最好。l噪声指标：噪声指标：低噪声泵有内啮合齿轮泵、双作用叶片泵和螺杆泵，双低噪声泵有内啮合齿轮泵、双作用叶片泵和螺杆泵，双作用叶片泵和螺杆泵的瞬时流量均匀。作用叶片
39、泵和螺杆泵的瞬时流量均匀。l效率：效率：轴向柱塞泵的总效率最高；同一结构的泵，排量大的泵总效轴向柱塞泵的总效率最高；同一结构的泵，排量大的泵总效率高；同一排量的泵在额定工况下总效率最高。率高；同一排量的泵在额定工况下总效率最高。2.4液压泵与电动机参数的选用液压泵与电动机参数的选用 1 1、液压泵大小的选用、液压泵大小的选用 液压泵的选择，通常是先根据对液压泵的性能要求来选定液压泵的型式，再根据液压泵所应保证的压力和流量来确定它的具体规格。液压泵的的工作压力是根据执行元件的最大工作压力来决定的，考虑到各种压力损失，泵的最大工作压力P泵可按下式确定：P泵k压P缸 式中：P泵 一液压泵所需要提供的
40、压力，Pa,k压一 系统中压力损失系数，取1.3 1.5 P缸 一液压缸中所需的最大工作压力，Pa2.4液压泵与电动机参数的选用液压泵与电动机参数的选用 1 1、液压泵大小的选用、液压泵大小的选用 液压泵的选择，通常是先根据对液压泵的性能要求来选定液压泵的型式，再根据液压泵所应保证的压力和流量来确定它的具体规格。液压泵的输出流量取决于系统所需最大流量及泄漏量，即Q泵K流.Q缸式中：Q泵液压泵所需输出的流量，m3/min。K流系统的泄漏系数，取1.11.3 Q缸一液压缸所需提供的最大流量，m3/min。若为多液压缸同时动作，Q缸应为同时动作的几个液压缸所需的最大流量之和。在P泵、Q泵求出以后，就
41、可具体选择液压泵的规格，选择时应使实际选用泵的额定压力大于所求出的P泵值，通常可放大25%。泵的额定流量略大于或等于所求出的Q缸值即可。2.4液压泵与电动机参数的选用液压泵与电动机参数的选用 2、电动机参数的选择电动机参数的选择驱动液压泵所需的电动机功率可按下式确定：（KW）式中：PM电动机所需的功率，kw p泵泵所需的最大工作压力，Pa,Q泵泵所需输出的最大流量，m3/min 泵的总效率。各种泵的总效率大致为：齿轮泵0.6 0.7，叶片泵0.6 0.75；柱塞泵0.8 0.85。2.4液压泵与电动机参数的选用液压泵与电动机参数的选用 60泵泵QpPM3、计算举例：计算举例：例22 已知某液压
42、系统如图212所示，工作时，活塞上所受的外载荷为F=9720N，活塞有效工作面积A0.008m2，活塞运动速度v=0.04m/s。.问应选择额定压力和额定流量为多少的液压泵？驱动它的电机功率应为多少?2.4液压泵与电动机参数的选用液压泵与电动机参数的选用 例23如图212所示的液压系统，巳知负载F=30000N，活塞有效面积A=0.01m2，空载时的快速前进的速度为0.05 m/s，负载工作时的前选速度为0.025 m/s，选取k压1.5，k流1.3 0.75，.试从下列已知泵中选择一台合适的泵，并计算其相应的电动机功率。已知泵如下：YB-32型叶片泵，Q额32L/min，p额63kgf/cm
43、2YB-40型叶片泵，Q额.40 L/min，p额63kgf/cm2YB-50型叶片泵，Q.额.50 L/min，p额63 kgf/cm22.4液压泵与电动机参数的选用液压泵与电动机参数的选用 27 某液压泵的转速为950r/min，排量为q168ml/r 在额定压力29.5Mpa和同样转速下，测的实际流量为150l/min，额定工况下的总效率为0.87，求：1）泵的理论流量；2）泵的容积效率和机械效率；3）泵在额定工况下，所需电机驱动功率。28 已知某液压系统工作时所需最大流量Q5104m3/s，最大工作压力p40105Pa，取k压1.3，k流1.1，试从下列表中选择液压泵。若泵的效率0.7
44、，计算电机功率。CBB50型泵 Q50 L/min，p25105Pa YB40型泵 Q40 L/min，p63105Pa思考题与习题液压缸是使负载作直线运动的执行元件。1 1、液压缸分类、液压缸分类分为单作用式液压缸和双作用式液压缸两类。单作用式液压缸又分为无弹簧式、附弹簧式、柱塞式三种，如图31所示。双作用式液压缸又分为单杆形，双杆形两种，如图32所示。3.1液压缸液压缸 液压缸及其分类分类柱塞式液压缸柱塞式液压缸单活塞杆式液压缸单活塞杆式液压缸双活塞杆式液压缸双活塞杆式液压缸伸缩式液压缸伸缩式液压缸液压缸及其分类分类单活塞杆式液压缸单活塞杆式液压缸双活塞杆式液压缸双活塞杆式液压缸伸缩式液压
45、缸伸缩式液压缸液压缸及其分类增压缸增压缸弹簧复位式液压缸弹簧复位式液压缸串联式液压缸串联式液压缸伸缩式液压缸伸缩式液压缸 缸体固定：缸体固定：(3倍缸体长倍缸体长)活塞杆固定：活塞杆固定：(2倍缸体长倍缸体长)双杆缸运动范围双杆缸运动范围:受安装方式影响受安装方式影响 动画演示动画演示2 2、液压缸结构：、液压缸结构：图33为液压缸结构图，选用液压缸时，首先考虑活塞杆长度（由行程决定），再根据回路的最高压力选出适合的液压缸。3.1液压缸液压缸 2 2、液压缸结构、液压缸结构1）缸筒主要是由钢材制成，缸筒内要经过精细加工，表面粗糙度Ra0.08um，以减少密封件的摩擦。2）盖板：通常由钢材制成，
46、有前端盖和后端盖，安装在缸筒的前后两端，盖板和缸筒的连接方法有焊接、拉杆、法兰、罗纹连接等。3）活塞的材料通常用钢或铸铁，也可采用铝合金。活塞和缸筒内壁间需要密封，采用的密封件有O形环、V形油封、U形油封、X形油封和活塞环等。而活塞应有一定的导向长度，一般取活塞长度为缸筒内径的（0.61.0）倍。3.1液压缸液压缸 4）活塞杆：是由钢材做成实心杆或空心杆，表面经淬火再镀铬处理并抛光。5）缓冲装置：为了防止活塞在行程的终点与前后端盖板发生碰撞，引起噪音，影响工件精度或使液压缸损坏，常在液压缸前后端盖上设有缓冲装置，以使活塞移到快接近行程终点时速度减慢下来终至停止。如图33b所示前后端盖上的缓冲阀
47、附近有单向阀的结构。当活塞接近端盖时，缓冲环插入端盖板油出入口，强迫压油经缓冲阀的孔口流出，促使活塞的速度缓慢下来。相反，当活塞从行程的尽头将离去时，如压油只作用在缓冲环上，活塞要移动的那一瞬间将非常不稳定甚至无足够力量推动活塞，故必须使压油经缓冲阀内的止回阀作用在活塞上，如此才能使活塞平稳的前进。6）放气装置：在安装过程中或停止工作的一段时间后，空气将渗入液压系统内，缸筒内如存留空气，将使液压缸在低速时产生爬行、颤抖现象，换向时易引起冲击，因此在液压缸结构上要能及时排除缸内留存的气体。一般双作用式液压缸不设专门的放气孔，而是将液压油出入口布置在前后盖板的最高处。大型双作用式液压缸则必须在前后
48、端盖板设放气栓塞。对于单作用式液压缸液压油出入口一般设在缸筒底部，在最高处设放气栓塞。7）密封装置：液压缸的密封装置用以防止油液的泄漏，液压缸的密封主要是指活塞、活塞杆处的动密封和缸盖等处的静密封。常采用O形密封圈和Y形密封圈。3.1液压缸液压缸 3 3、液压缸的参数计算、液压缸的参数计算 图34所示，液压缸缸体固定，液压油从A口进入作用在活塞上，产生一推力F，通过活塞杆以克服负荷W，活塞以速度向前推进，同时将活塞杆侧内的油液通过B口流回油箱。相反，如高压油从B口进入，则活塞后退。3.1液压缸液压缸 3 3、液压缸的参数计算、液压缸的参数计算1）速度和流量 若忽略泄漏，则速度和流量的关系如下：
49、Q=A （31）=Q/A （32）式中：Q 液压缸的输入流量（m3/s或L/min,L=1103m3）A 液压缸活塞上有效工作面积 活塞移动速度 通常活塞上工作有效面积是固定的，由式（32）可知，活塞的速度取决于输入液压缸的流量，又由理论上可知，速度和负载无关。3.1液压缸液压缸 2）推力和压力 推力F是压力为p的液压油作用在工作有效面积为A的活塞上，以平衡负载W，若液压缸回油接油箱，则P0=0，故：F=W=p.A(N)(33)式中：p 液压缸的工作压力（MPa）A 液压缸活塞上有效工作面积（mm2）推力F可看成是液压缸的理论推力，因为活塞的有效面积固定，故压力取决于总负载。3.1液压缸液压缸
50、 3.1液压缸液压缸 2114DQAQ2222122111)(4.dpDppApApF)(42222dDQAQ2122111222)(4.dpDppApApF3.1液压缸液压缸 2322134)(4DvdDQAQQ234dQv4)(4213dpAApF 图36所示为单杆活塞的另一种联结方式。它把右腔的回油管道和左腔的进油管道接通。这种联结方式称为差动联结。活塞前进的速度及推力F为：故：显然，差动联结时活塞运动速度较快，产生的推力较小。所以差动联结常用于空载快进场合。4 4、其他液压缸、其他液压缸1）摆动缸：摆动式液压缸也称摆动马达。3.1液压缸液压缸 4 4、其他液压缸、其他液压缸1）摆动缸：
