1、液压传动课件液压传动课件 第二章 液压动力元件主讲教师：徐 鹏本章主要内容：第一节第一节 液压泵概述液压泵概述第二节第二节 齿轮泵齿轮泵第三节第三节 叶片泵叶片泵第四节第四节 柱塞泵柱塞泵第五节第五节 液压泵噪声及选用（了解）液压泵噪声及选用（了解）第一节液压泵概述第一节液压泵概述一、液压泵的基本原理一、液压泵的基本原理1、定义、定义 液压泵是向液压系统提供具有一定压力和流量液压泵是向液压系统提供具有一定压力和流量工作液体的能量转换装置。工作液体的能量转换装置。机械能机械能 液压能液压能 液压泵主要性能参数是液压泵主要性能参数是p和和q。注注：液压泵将：液压泵将旋转轴旋转轴或或平动轴平动轴的动
2、力转换成流体的动力转换成流体动力的机械动力的机械液压转换器。液压转换器。2、液压泵的工作原理、液压泵的工作原理 液压泵是依靠密封容积变化的原理进行工作，是液压泵是依靠密封容积变化的原理进行工作，是容积式泵容积式泵。3、液压泵的特点、液压泵的特点 具有若干个密封且又可以周期性变化的空间。具有若干个密封且又可以周期性变化的空间。油箱内的液压的绝对压力必须恒等于或大于大气油箱内的液压的绝对压力必须恒等于或大于大气压力。压力。具有相应的配流机构。具有相应的配流机构。4、液压泵的分类、液压泵的分类（1）输出油液体积可否调节输出油液体积可否调节：定量、变量；：定量、变量；（2）结构形式结构形式：齿轮、叶片
3、、柱塞、螺杆泵（机床）；：齿轮、叶片、柱塞、螺杆泵（机床）；（3）变量泵的排量调节方式变量泵的排量调节方式：手动、自动；：手动、自动；（4）自动式自动式：限压式、恒功率式、恒压式、稳流量式；：限压式、恒功率式、恒压式、稳流量式；（5）压力压力：低、中、高；：低、中、高；5、液压泵的职能符号、液压泵的职能符号二、液压泵的主要性能参数二、液压泵的主要性能参数1、压力、压力 工作压力工作压力：液压泵实际工作时的输出压力。：液压泵实际工作时的输出压力。额定压力额定压力：液压泵在正常工作条件下，按试验标：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。准规定连续运转的最高压力。最高压力最高压力
4、：允许液压泵短暂运行的最高压力值。：允许液压泵短暂运行的最高压力值。注意注意：后两者都不是泵实际工作时的压力，后两者都不是泵实际工作时的压力，不要混淆。不要混淆。2、流量和排量、流量和排量 排量排量V：在没有泄漏时，泵轴每转一整周所排出：在没有泄漏时，泵轴每转一整周所排出液体的体积。液体的体积。理论流量（理论流量（qt=Vn）：在没有泄漏时，单位时间：在没有泄漏时，单位时间内所排出液体的体积。内所排出液体的体积。实际流量实际流量：q=qt-ql。额定流量额定流量：泵在额定压力、额定转速下必须保证：泵在额定压力、额定转速下必须保证的实际流量。的实际流量。瞬时流量瞬时流量 平均流量平均流量3、功率
5、和效率、功率和效率1）液压泵的功率损失（机械和容积）液压泵的功率损失（机械和容积）a)容积损失：液压泵在流量上的损失容积损失：液压泵在流量上的损失tltlttVqqqqqqq1VVtVnqqb)机械损失：液压泵在转矩上的损失机械损失：液压泵在转矩上的损失tlltttmTTTTTTT112）液压泵的功率）液压泵的功率a)输入功率输入功率iPiiTP NmT srad/WPib)输出功率输出功率PpqPsmqmNp/3260pqPkWP min/LqMPap3）液压泵的总效率）液压泵的总效率mvmtvtiiTpqTpqPPpqPi4、转速、转速额定转速：额定转速：泵在额定压力下，连续长时运转的最泵
6、在额定压力下，连续长时运转的最大转速。大转速。最高转速：最高转速：泵在额定压力下，允许短暂运行的最泵在额定压力下，允许短暂运行的最大转速。大转速。最低转速：最低转速：允许泵正常运行的最小转速。允许泵正常运行的最小转速。pqTlpq液压泵的功率流程图液压泵的功率流程图液压泵的特性曲线液压泵的特性曲线书后习题书后习题2-1 已知已知:r/min1200;9.0;95.0mL/r;10MPa;5mnVpv求:?;iPP解解:9kW.0900W 60/9.010101200105 66vvtpnVpqpqPkW05.19.095.09.0PPi2-2已知已知:0.87L/min;150MPa5.29m
7、L/r;168r/min;950qpVnp求求:?;?;?;iimvtTPq解解:/sm1066.2 10168)60/950(336 nVqt书后习题书后习题94.01066.260/1015033tvqq93.094.087.0vm84.77kWW8477087.06010150105.2936pqPimN5.85260/95014.321077.8423nPTii第二节第二节 齿齿 轮轮 泵泵一、外啮合齿轮泵一、外啮合齿轮泵1、齿轮泵的工作原理、齿轮泵的工作原理齿轮泵齿轮泵 2、外齿轮泵的流量计算、外齿轮泵的流量计算 齿轮泵的排量可以近似等于一个齿轮的所有齿轮泵的排量可以近似等于一个齿轮
8、的所有轮齿体积和轮齿体积和齿间容积的总和齿间容积的总和,即相当于以有效齿高即相当于以有效齿高(h=2m)和齿宽构成的和齿宽构成的平面所扫过的环形体积平面所扫过的环形体积,即：即：22VDhBzm B 3、外啮合齿轮泵的结构特点和优缺点、外啮合齿轮泵的结构特点和优缺点 可能产生泄漏的部位可能产生泄漏的部位a)齿轮端面和端盖间齿轮端面和端盖间（75%80%）b)齿轮外圆和壳体内孔间齿轮外圆和壳体内孔间c)两个齿轮的齿面啮合处两个齿轮的齿面啮合处解决办法解决办法浮动轴套浮动轴套1）泄漏）泄漏 2）齿轮泵的）齿轮泵的困油现象困油现象开卸荷槽开卸荷槽3 3）径向不平衡力）径向不平衡力 缩小高压区范围缩小
9、高压区范围提高低压区压力提高低压区压力4 4）齿轮泵的特点）齿轮泵的特点优点：优点：结构简单、自吸能力好、对污染不敏感、结构简单、自吸能力好、对污染不敏感、体积小、重量轻、价格便宜。体积小、重量轻、价格便宜。缺点：缺点：承受不平衡径向力、磨损严重、泄露大、承受不平衡径向力、磨损严重、泄露大、压力脉动和噪声大压力脉动和噪声大。4、齿轮泵的主要性能、齿轮泵的主要性能1)压力：压力：2.5MPa,25MPa,1620MPa；2)排量：排量：0.05800mL/r,2.5250mL/r；3)转速：转速：20000r/min.10003000r/min)；工作转速必须大于工作转速必须大于300500r/
10、min.4)效率：效率：0.6,带补偿可达带补偿可达0.80.9；5)寿命：寿命：30005000h。二、螺杆泵和内啮合齿轮泵二、螺杆泵和内啮合齿轮泵1、螺杆泵螺杆泵结构特点结构特点：简单；紧凑；简单；紧凑；体积小；运转体积小；运转平稳；容积效平稳；容积效率高。率高。应用应用：精密机床：精密机床2、内啮合齿轮泵、内啮合齿轮泵渐开线齿轮泵渐开线齿轮泵结构特点：结构特点：内啮合齿轮泵结构紧凑、体内啮合齿轮泵结构紧凑、体积小、质量轻，由于啮合的积小、质量轻，由于啮合的重合度大，传动平稳，噪声重合度大，传动平稳，噪声小，流量脉动小。但齿形加小，流量脉动小。但齿形加工复杂，价格较高。工复杂，价格较高。小
11、齿轮与内齿之间只相差一个齿，不须设置小齿轮与内齿之间只相差一个齿，不须设置隔板隔板；小齿轮为主动轮。小齿轮为主动轮。112 ZZ摆线转子泵摆线转子泵第三节第三节 叶片泵叶片泵 叶片泵分为叶片泵分为单作用叶片泵（变量泵）单作用叶片泵（变量泵）和和 双作用叶片泵（定量泵）双作用叶片泵（定量泵）。在中高压系统中。在中高压系统中广泛使用。广泛使用。优点：优点：输出流量均匀，流量脉动小，噪声小。输出流量均匀，流量脉动小，噪声小。缺点：缺点：结构较复杂，对油液污染较敏感等结构较复杂，对油液污染较敏感等。1、工作原理工作原理一、单作用叶片泵一、单作用叶片泵v泵由转子、定子、叶片、配泵由转子、定子、叶片、配油
12、盘和端盖等部件组成；油盘和端盖等部件组成；v定子的内表面是圆柱形孔；定子的内表面是圆柱形孔；v转子和定子之间存在偏心；转子和定子之间存在偏心；v叶片在转子的槽内可灵活滑叶片在转子的槽内可灵活滑动。动。2、单作用叶片泵的排量和流量计算、单作用叶片泵的排量和流量计算vBnqRe43、特点、特点1）改变定子和转子之间的偏心便可改变流量。改变定子和转子之间的偏心便可改变流量。2）通过特殊结构，保证叶片顶部与定子内表面通过特殊结构，保证叶片顶部与定子内表面相接触相接触(压油腔一侧的叶片底部与压油腔相通；压油腔一侧的叶片底部与压油腔相通；吸油腔一侧的叶片底部与吸油腔相通吸油腔一侧的叶片底部与吸油腔相通)。
13、3）由于转子受有不平衡的径向不平衡液压力由于转子受有不平衡的径向不平衡液压力作用，不宜用于高压。作用，不宜用于高压。4）叶片数均为奇数叶片数均为奇数(脉动率小脉动率小)，一般为，一般为13或或15片。片。二、双作用叶片泵二、双作用叶片泵1、工作原理工作原理结构特点结构特点定子内表面是由定子内表面是由两段长半径园弧、两段长半径园弧、两段短半径园弧和两段短半径园弧和四段过渡曲线四段过渡曲线八部八部分组成分组成；定子和转子同心。定子和转子同心。2、双作用叶片泵的排量和流量、双作用叶片泵的排量和流量2222012()2()2VZRrBRrB排量排量注意：注意：叶片底部全部接通压油腔，不能补偿叶片厚叶片
14、底部全部接通压油腔，不能补偿叶片厚度造成的排量减小。度造成的排量减小。流量流量vtnbzrRrRBqcos)(2223、双作用叶片泵的结构特点、双作用叶片泵的结构特点1）定量泵定量泵（定子和转子同心）（定子和转子同心）2）吸油区和压油区对称，液压力径向吸油区和压油区对称，液压力径向平衡。平衡。3）叶片倾角向前。叶片倾角向前。4）全部叶片底部与压油腔相通。全部叶片底部与压油腔相通。5）叶片数为偶数叶片数为偶数,一般为一般为12或或16片。片。6）配油盘）配油盘为避免从低压区向高压区过渡时，因压力突变引起的为避免从低压区向高压区过渡时，因压力突变引起的液压冲击和噪音，液压冲击和噪音，配油盘配油盘的
15、压油窗口在叶片引入的边的压油窗口在叶片引入的边开有开有三角形卸荷槽三角形卸荷槽，使封油区的油液逐渐和压油腔相，使封油区的油液逐渐和压油腔相通。三角槽的尺寸一般由实验决定。通。三角槽的尺寸一般由实验决定。7）定子曲线）定子曲线阿基米德螺旋线阿基米德螺旋线等加速等加速-等减速曲线等减速曲线4、提高双作用叶片泵压力，需要采取以下措施、提高双作用叶片泵压力，需要采取以下措施1）端面间隙自动补偿）端面间隙自动补偿 这种方法是这种方法是将配流盘的一侧与压油腔连通，使配流将配流盘的一侧与压油腔连通，使配流盘在液压油推力作用下压向定子端面盘在液压油推力作用下压向定子端面。泵的工作压力越。泵的工作压力越高，配流
16、盘就会自动压紧定子，同时配流盘产生适量的高，配流盘就会自动压紧定子，同时配流盘产生适量的弹性变形，使转子与配流盘间隙进行自动补偿，从而提弹性变形，使转子与配流盘间隙进行自动补偿，从而提高双作用叶片泵输出压力。该方法与提高齿轮泵压力方高双作用叶片泵输出压力。该方法与提高齿轮泵压力方法中的齿轮端面间隙自动补偿相类似。法中的齿轮端面间隙自动补偿相类似。2）减少叶片对定子作用力）减少叶片对定子作用力a)减少作用在叶片底部的油压力减少作用在叶片底部的油压力(阻尼孔阻尼孔,减压阀减压阀)b)减少叶片底部受压力油作用的面积减少叶片底部受压力油作用的面积c)使叶片顶部和底部的液压作用力平衡使叶片顶部和底部的液
17、压作用力平衡三、双级叶片泵和双联叶片泵三、双级叶片泵和双联叶片泵双级叶片泵双级叶片泵四、限压式叶片泵四、限压式叶片泵1）工作原理）工作原理 限压式变量叶片泵是利用限压式变量叶片泵是利用负载负载的变化来实现自动变量的变化来实现自动变量的，根据控制方式有内反馈和外反馈两种。的，根据控制方式有内反馈和外反馈两种。Axekps/)(00当当ppb时，时，定子不动，泵保持最大流量。定子不动，泵保持最大流量。当当ppb时，时，定子受力平衡方程为：定子受力平衡方程为：2）特性曲线）特性曲线AB:定量段定量段BC:变量段，变量段，p ，e ，q当压力大到泵内偏心当压力大到泵内偏心所产生的流量全部用所产生的流量
18、全部用于补偿泄漏时，泵的于补偿泄漏时，泵的输出流量为零，不管输出流量为零，不管外负载怎样加大，泵外负载怎样加大，泵的输出压力不会再升的输出压力不会再升高，所以这种泵称为高，所以这种泵称为限压式变量叶片泵。限压式变量叶片泵。(1)改变流量调节螺钉，可改变改变流量调节螺钉，可改变e0，从而改变最大流量的大小，从而改变最大流量的大小，AB段上下平移；段上下平移；(2)改变调压弹簧的预紧力，可改变改变调压弹簧的预紧力，可改变x0，从而改变限定压力，从而改变限定压力pB的大小，的大小，BC段左右平移；段左右平移；(3)改变弹簧的刚度，则可改变改变弹簧的刚度，则可改变BC段斜率段斜率，弹簧越软（弹簧越软（ks越小），越小），BC段越陡，段越陡，pmax越小越小弹簧越硬（弹簧越硬（ks越大），越大），BC段越平坦，段越平坦，pmax越大越大调节分析五、叶片泵的主要性能五、叶片泵的主要性能1)压力压力：6.3MPa,17.5MPa,2830MPa 2)排量排量：0.54200mL/r,2.5300mL/r3)转速转速：800010000r/min.15002000r/min);工作转速必须大于工作转速必须大于600900r/min.4)效率效率：0.930.95.5)寿命寿命：5000h以上以上
