第四课液压泵与液压执行元件.docx

第四课 液压泵与液压执行元件
时 间：2010年4月27日
地 点：会议室
参加人：全连官兵
授课人：张朋辉
内 容：
本讲主要内容
一、齿轮式液压泵与马达
二、叶片式液压泵与马达
三、柱塞式液压泵与马达
四、重点讲授齿轮泵、柱塞泵和马达
三、施工机械用齿轮泵的结构
一、叶片泵的工作原理
1．单作用叶片泵工作原理
由于双作用叶片泵有两个吸油区和两个排油区，并且各自的中心夹角是对称的所以作用在转子上的油压作用力互相平衡，因而工作压力较单作用泵要高一些，在工程机械转向系统得到广泛应用。
二、叶片泵的几个问题
1．叶片倾角
叶片泵的叶片并不是沿转子的径向安放的，也即叶片槽不是沿径向开的，而是倾斜了一个角度。
双作用泵为了减少叶片的侧向力，叶片沿转动方向前倾10～14°。
近年来经过多次研究实验，发现叶片倾角并非完全必要，某些泵采用径向放置叶片，并没有什么不良后果，另外，有倾角后给制造加工、使用维护均造成许多不便。
所以现在一些叶片泵又采用沿径向放置叶片的方法。
2．困油现象
定量叶片泵中，相邻两叶片、定子、转子和两侧配流盘所包围的容积。在通过长半径和短半径圆弧段的封油区时，一般讲是不会发生因油现象的。
但由于制造上的误差。仍可能出现轻微的困油现象
三、工程机械用叶片泵的结构
工程机械常采用YB型叶片泵，此型泵为双作用式定量泵，分有多个系列，常用的有YB-A系列泵。
YBl系列叶片泵是我国自行设计、大量生产和广泛使用的中低压(额定压力6.3MPa)叶片泵
四、叶片马达的工作原理
叶片马达与叶片泵从原理上讲也是互逆的，叶片马达也有单作用和双作用之分。但由于单作用变量叶片马达结构复杂，泄漏量大调节不便，所以常用的叶片马达都是双作用叶片马达。
柱塞式液压泵是靠柱塞在缸体内的往复运动，造成封闭容积的变化，来实现吸油和压油的。
由于它的主要构件为圆柱形的柱塞和缸体，故加工方便、配合精度高、密封性能好、结构紧凑、在高压下工作仍有较高的容积效率。
易于实现流量调节及液流方向的改变，从而提高了系统效率。
由于柱塞式液压泵的上述特点，因而在各个工业部门都得到广泛应用，如武器装备、航空、工程机械、冶金、船舶等。
需要系统压力高(一般p＞160kgf／cm2)的场合，均可选用柱塞式液压泵。
柱塞式液压泵也有它的不足之处，如结构复杂，造价较贵，对污染敏感性高等。
柱塞式液压泵按其柱塞的排列和运动方向的不同，分为轴向式和径向式两大类。
一、轴向柱塞泵
轴向柱塞泵中柱塞母线与传动轴轴线平行称其为斜盘式轴向柱塞泵。
柱塞母线与传动轴轴线成一锐角则称其为斜轴式轴向柱塞泵。
(一)斜盘式轴向柱塞泵
1．基本工作原理
2．静压轴承原理
如果柱塞与斜盘是点接触，依靠弹簧使柱塞压紧在斜盘上，实践证明，这种接触方式磨损大，寿命短，不适于大负载场合。为解决这一问题，斜盘泵常采用静压轴承。
3．变量机构
由斜盘泵原理可知，柱塞的伸缩程度是由斜盘的倾角控制的。通过控制斜盘角度即可控制柱塞内密闭容积的大小，也即控制排量的大小，从而方便地实现变量。
液压泵的功率N=p·Q=pnq，因转速一般是不变的，而压力是随着负载的变化而变化的 ，对于定量泵，其功率N就随着压力p的变化而变化，功率的利用率很低。
为了保持功率利用的充分，常将泵做成变量泵使用，即改变排量q，使功率保持不变。
斜盘式轴向柱塞泵有多种变量机构，能方便地改变排量，这也是它应用十分普遍的一个重要原因。
(1) 手动变量机构 （符号：S）
(3) 压力补偿变量机构
（符号：Y）
(4) 外能源变量机构
上述几种变量机构所需压力油均为自身泵提供的，如果将其它系统泵的压力油引入就构成了外能源变量机构，它可以通过远处的压力源来控制泵的排量。这种变量机构常常应用在一些危险，有毒的工作场所。
变量机构符号：定量(M)、手动变量(S)、伺服变量(C )、压力补偿变量(Y)、液控变量(Z).
4．工程机械用斜盘式轴向柱塞泵
(1) CYl 4-1系列
CYl4-1系列泵额定压力为320kgf/cm2，排量有l0、25、63、160、250毫升／转等多种规格，该泵除定量泵外，变量机构采用有手动、手动伺服、压力补偿多种型式，其型号说明见附录。
（2）ZB系列
ZB系列泵额定压力为210kgf／cm2，排量有40、75、160、227毫升／转等多种规格。该泵除定量泵外，变量机构采用有手动伺服、压力补偿等型式。其型号说明见附录。
(二)斜轴式轴向柱塞泵
斜轴式轴向柱塞泵也是近年来应用十分广泛的一种轴向柱塞泵。泵体的轴线与传动轴轴线成一定锐角。泵体由两轴承支承，可以摆动以改变柱塞行程，从而改变排量。
二、轴向柱塞马达
与轴向柱塞泵一样，轴向柱塞马达也分为斜盘式轴向柱塞马达和斜轴式轴向柱塞马达两类。其一般均只采用定量结构。
马达与泵在结构上是基本相似的，区别在于马达进高压油，以传动轴的旋转为输出形式。
1．基本工作原理
三、径向柱塞泵和马达简介
1．基本工作原理
2．工程机械用径向柱塞马达
斯达发(Staffa)马达 (JMD型)
斯达发马达即曲轴连杆式低速大扭矩径向柱塞马达。该马达额定压力为160kgf/cm2，最大压力为220kgf／cm2，转速为0～400转／分，排量为0.201～6.140升/转。
工程机械液压液力传动
第二章 液压泵与液压执行元件
本讲主要内容
一、液压缸
二、溢流阀
三、重点掌握施工机械用液压缸的结构特点维护、溢流阀的工作原理和先导式溢流阀的结构
液压缸是将液体的压力能转变为直线往复运动的机械能的装置，它与液压马达同属液压系统的执行元件。
一、液压缸的类型及工作原理
二、工程机械用液压缸
1．车辆用液压缸
工作油压为140kgf／cm2，缸筒内径有40～150mm等多种规格，行程小于2m。
目前这种液压缸在工程机械上应用相当普遍，74式挖掘机大臂、斗杆、挖斗及支腿油缸均采用这种型式的液压缸。
此液压缸缸筒与缸底为焊接连接，缸底安装的铰轴为球铰，便于定心，活塞杆外端与单耳环以螺纹联接并用螺钉固紧。
2、工程机械专用液压缸系列
该缸缸筒与缸底也采用焊接连接，与缸盖则采用螺纹连接。活塞与活塞杆用卡键连接。
为减小活塞在行程终了时对缸底或缸盖的撞击，两端设有缝隙节流缓冲装置。
3、自卸车翻斗缸
单作用伸缩套筒缸
它由多节柱塞缸组成。当液压油油口进入缸体时，各级柱塞依次伸出，缸的有效作用面积相应逐级变化，随着行程的逐级增长，推力逐级减小而速度逐级递增。
三、液压缸的几个问题
1、缸筒与缸底连接
缸筒与缸底连接的几种形式
液压缸端部定位结构有多种形式，如支座式、轴销式、法兰式、耳环式等等，而使用最多的是耳环式。
5、排气装置
在安装过程中或在停止工作一段时间后，液压系统中会有空气渗入。
空气的存在，会使执行元件产生爬行或振动，使工作不稳定。所以一般液压系统都有排气功能。
有些系统依靠油箱排气，但这种方法排气时间长，另外有些系统专门在液压缸的最高点处设置排气孔，用螺钉堵住，需要排气时，只需将螺钉拧松即可。
6、缓冲装置
为避免活塞在行程两端撞击缸盖，常在液压缸两端设置缓冲装置。