第3章：液压泵和液压马达.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,38-,*,第三章 液压泵和液压马达,第一节 液压泵,第二节 齿轮泵,第三节 叶片泵,第四节 柱塞泵,第五节 液压马达,第六节 液压泵和液压马达的选用,重点,：液压泵工作原理；齿轮泵。,难点,：,教学目的,：掌握常用液压泵、液压马达的选用。,1,在液压系统中，液压泵和液压马达都是能量转换装置。液压泵是把驱动电动机的机械能转换成液压系统中油液的压力能，供系统使用；液压马达是把输来的油液的压力能转换成机械能，使工作部件克服负载而对外做功。因此，从工作原理上来讲，大部分液压泵和液压马达是可逆的。,一、液压泵的,工作原理,二、液压泵的性能参数,三、液压泵的分类,第一节 液压泵,2,容积式液压泵，利用改变封闭容积的大小来输出压力油。液压马达的工作原理与液压泵的相同。,一、液压泵的工作原理,3,(1),工作压力和额定压力,工作压力：泵的输出压力。,额定压力：工作稳定时的最高压力。,(2),排量和流量：,排量,V,：一转输出的量。,流量 ：单位时间内输出的量。,理论流量：,公式,二、液压泵的性能参数,4,理论流量：,实际流量：,机械效率：,理论功率：,输入功率：,总效率：,容积效率：,输出功率：,液压泵的功率和效率,5,例题,1,例,1,：某液压系统，泵的排量,V=10mL/r,，电机转速,n=1200rpm,，泵的输出压力,p=5Mpa,，泵的容积效率,V,=0.92,，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。,V,6,解：,（,1,）泵的理论流量：,q,Vt,=Vn10,-3,=12 L/min,（,2,）泵的实际流量：,q,V,=,q,Vt,V,=11.04 L/min,（,3,）泵的输出功率：,P,出,=pq,V,/60,=0.9,Kw,（,4,）驱动电机功率：,P,入,=P,出,/,=1.07Kw,7,按输出（输入）流量分为：定量和变量。,按结构分为：齿轮式、叶片式、柱塞式三大类。,三、液压泵的分类,8,齿轮泵由于结构简单，价格便宜，故在一般机械上被广泛应用。齿轮泵为定量泵，按结构形式分为外啮合和内啮合两种。,一、外啮合齿轮泵,二、内啮合齿轮泵,第二节 齿轮泵,9,一、外啮合齿轮泵,1.,工作原理,泵的泵体内装有一对相同的外啮合齿轮，齿轮两侧靠端盖密封。,泵体、端盖和齿轮的各个齿间槽组成了许多密封的工作腔。,10,(1),困油现象 封闭的容积由大变小，再由小变大，使油压变化，产生振动和噪声。*开卸荷槽解决*,2.,外啮合,齿轮泵存在的几个问题,11,(2),径向不平衡力 齿轮泵工作时，作用在齿轮外圆上的压力是不均匀的，在排油腔和吸油腔齿轮外圆分别承受着系统工作压力和吸油压力；在齿轮齿顶圆与泵体内孔的径向间隙中，可以认为油液压力由高压腔压力逐级下降到吸油腔压力。这些液体压力综合作用的合力，相当于给齿轮一个径向不平衡作用力，使齿轮和轴承受载。工作压力愈大，径向不平衡力越大，严重时会造成齿顶与泵体接触，产生磨损。*开径向平衡槽方法解决,*,12,(3),泄漏,泄漏有三条途径：,一是通过齿轮啮合处的间隙；,二是泵体内表面与齿顶圆间的径向间隙；,三是通过齿轮两端面与两侧端盖间的端面轴向间隙，泄漏量最大，占总泄漏量的,70%,80%,。,13,(4),措施,减小端面轴向间隙，一般采用齿轮端面间隙自动补偿的办法来解决。,*静压平衡措施！,14,齿轮泵的优缺点及应用,优点：结构简单紧凑、体积小、质量轻、工艺性好、价格便宜、自吸能力强、对油液污染不灵敏、耐冲击载荷、维修方便及工作可靠等优点，在汽车上得到了广泛的应用。,缺点：泄漏较大，流量脉动大，噪声较高，零件磨损后不易修复、径向不平衡力大，所达到的额定压力还不够高。,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。,15,3.CB,Z2,型高压齿轮泵,此泵是采用双向补偿。压力高、效率高、寿命长。,1,主动齿轮轴,2,骨架油封,3,前泵盖,4,轴承,5,定位销,6,泵体,7,浮动侧板,8,垫板,9,支承套,10,后泵盖,1,螺栓,12,径向密封块,13,密封圈,16,二、内啮合齿轮泵,内啮合齿轮泵有渐开线齿轮泵和摆线齿轮泵,(,摆线转子泵,),两种。,17,摆线转子泵,摆线转子泵的额定压力一般为,2.5MPa,、,4MPa,。这种泵作为补油泵和润滑泵使用，广泛应用于大、中型车辆的液压转向系统中。,1-,内转子；,2-,外转子；,3-,前盖；,4-,泵体；,5-,后盖；,6-,滚针轴承；,7-,主动轴,18,叶片泵按其每个工作腔在泵每转一周时吸油、排油的次数，分为单作用式和双作用式两类。单作用式常作变量泵使用，双作用式只能作定量泵使用。,叶片泵具有结构紧凑、运动平稳、噪声小、输油均匀、寿命长等优点，广泛应用于中、低压液压系统中。其,工作压力为,6,21MPa,。,一、单作用叶片泵,二、双作用叶片泵,第三节 叶片泵,19,一、单作用叶片泵,1.,工作原理：泵由转子、定子、叶片、配油盘和端盖（图中未示）等件所组成。,20,2.,限压式叶片泵工作原理,21,限压式变量叶片泵优缺点,限压式变量叶片泵与定量叶片泵相比，结构复杂，作相对运动的机件多，泄漏较大，轴上受有不平衡的径向液压力，噪声较大，容积效率和机械效率都没有定量叶片泵高。,但是，它能按负载压力自动调节流量，在功率使用上较为合理，可减少油液发热；因此把它用在液压系统中要求执行元件有快、慢速和保压阶段的场合，有利于节能和简化液压系统。,22,1.,双作用叶片泵工作原理,转子转一转泵吸油压油各两次，作用在转子上的液压力径向平衡，故又称为平衡式叶片泵。,二、双作用叶片泵,23,2.,双作用叶片泵在结构上的特点,保证叶片紧贴定子内表面；定子内曲线。,a),子母叶片,b),双叶片,1,转子,2,定子,3,母叶片,4,子叶片,5,、,6,叶片,24,3.YB,型叶片泵的结构,1,左配油盘,2,、,8,滚子轴承,3,传动轴,4,定子,5,右配油盘,6,后泵体,7,前泵体,9,油封,10,压盖,11,叶片,12,转子,13,螺钉,25,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，否则容易使叶片卡死；,4.,通常只能单方向旋转，旋向错误，会造成叶片折断。,26,柱塞泵具有结构紧凑、加工方便、单位功率体积小、容积效率高、工作压力高、易实现变量等优点，故可在高压系统中使用；其缺点是结构复杂、造价高、对油液的污染敏感、使用和维修要求严格。在起重运输车辆、工程机械的液压系统中应用广泛。,分轴向柱塞泵和径向柱塞泵两类。轴向柱塞泵又分为直轴式,(,斜盘式,),和斜轴式两种。其中直轴式应用较广。,一、斜盘式轴向柱塞泵的工作原理,二、斜盘式轴向柱塞泵的结构,第四节 柱塞泵,27,一、斜盘式轴向柱塞泵的工作原理,泵由斜盘,1,、柱塞,2,、缸体,3,、配油盘,4,等主要零件组成。,1,斜盘,2,柱塞,3,缸体,4,配油盘,5,传动轴,28,二、斜盘式轴向柱塞泵的结构,1,中间泵体,2,内套,3,弹簧,4,缸套,5,缸体,6,配油盘,7,前泵体,8,传动轴,9,柱塞,10,外套,11,轴承,12,滑靴,13,钢球,14,回程盘,15,斜盘,16,轴销,17,变量活塞,18,丝杆,19,手轮,20,变量机构壳体,29,滑靴结构,通过柱塞和滑靴上的小孔,a,、,b,将压力油引入盘形腔,c,中，使滑靴和斜盘间形成一定厚度的油膜，即形成静压支承。这样使滑靴和斜盘平面间的高速滑动摩擦变为液体摩擦，减小了磨损，提高了使用寿命。,1,斜盘,2,滑靴,3,柱塞,30,柱塞泵特点,工作压力高，容积效率高，,p=2040MPa,，,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。,31,一、液压马达工作原理,以轴向柱塞马达为例说明液压马达的工作原理,二、液压马达的性能参数,三、液压马达的分类,四、典型液压马达的结构和工作原理,第五节 液压马达,32,一、液压马达工作原理,1,斜盘,2,缸体,3,柱塞,4,配油盘,轴向柱塞马达工作原理,33,二、液压马达的性能参数,理论流量：,转速：,理论转矩：,机械效率：,实际转矩：,容积效率,34,三、液压马达的分类,a),单向定量液压马达,b),单向变量液压马达,c),双向定量液压马达,d),双向变量液压马达,e),摆动式液压马达,35,四、典型液压马达,1.,齿轮式液压马达,齿轮式液压马达起动力矩小，低速度稳定性差。适用于汽车液压系统中的回转运动机构中。,36,2.,叶片式液压马达,37,3.,摆动式液压马达,a),单叶片摆动式液压马达,b),双叶片摆动式液压马达,1,定子块,2,叶片,3,缸体,38,第六节 液压泵和液压马达的选用,一、液压泵的选型,二、液压马达的选型,三、液压泵和液压马达的使用,39,一、液压泵的选型,齿轮泵结构简单、体积小、价格便宜、工作可靠、维修方便，可以适应多尘、高温和剧烈冲击这样恶劣的使用条件。运输车辆和工程机械多选用双联或三联齿轮泵。缺点是寿命短、流量较小、不能变量。,叶片泵的输油量均匀，压力脉动较小，容积效率较高。目前仅在起重运输车辆、工程机械的液压系统中选用中、高压叶片泵。,轴向柱塞泵结构紧凑，径向尺寸小，在高压系统中应用较多。但其结构复杂，价格较贵。汽车柴油机中常用柱塞泵来输送高压燃油。,40,二、液压马达的选型,选择液压马达的主要依据应该是设备对液压系统的工作要求、转矩、转速、体积、重量、价格等要求，以确定液压马达的类型、性能参数等。,一般来讲，齿轮式液压马达结构简单，价格便宜，常用于高转速、低转矩和运动平稳性要求不高的场合。如驱动研磨机、风扇等。,叶片式液压马达转动惯量小，动作灵敏，容积效率低，机械特性软，适用于中速以上，转矩不大，要求起动、换向频繁的场合。,轴向柱塞式马达容积效率高，调整范围大，且低速稳定性好，耐冲击性能差，常用于要求较高的高压系统。,41,1.,液压泵和液压马达的安装要求,1),液压泵和液压马达与其他机械装置连接时要对中。,2),液压泵和液压马达轴端一般不得承受径向力，不得将皮带轮、齿轮等传动零件直接安装在液压泵和液压马达的轴上。,3),液压泵和液压马达对系统滤油精度有一定要求。,4),对于某些马达，在回油路要安装背压阀，以使马达回油口具有足够的背压来保证正常工作。,5),泵的进油口和出油口可各安装一段胶管。,42,2.,使用液压泵和液压马达时的注意事项,1),工作压力、转速不能超过规定值。,2),规定了旋转方向的泵，不得反向旋转；泵的进、出油口不得接反。,3),液压泵和液压马达工作介质的正常工作温度为,2060,。,4),避免液压泵带负荷起动及在有负荷情况下停车；低温起动后先轻负荷运转，待温度上升后再进入正常运转；注意不要将热油突然输入冷元件，以免发生配合面“咬伤”事故。,43,一、选择液压泵的原则,1,、是否要求变量：叶片泵、柱塞泵为变量泵；,2,、工作压力：柱塞泵,31.5MPa,；叶片泵,6.3MPa,，高压以后可达,16MPa,；齿轮泵,2.5MPa,，高压以后可达,21MPa,。,3,、工作环境：齿轮泵的抗污染能力最好；,4,、噪声指标：内啮合齿轮泵、双作用叶片泵；,5,、效率：轴向柱塞泵最高；同一结构的泵，排量越大，效率越高；同排量的泵，额定工况下效率最高。,补充：液压泵与电动机参数的选择,44,一、选择液压泵的参数选择,1,、泵的最大压力选择：,2,、泵的排量选择：,3,、电机的功率选择：,补充：液压泵与电动机参数的选择,45,