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液压动力元件,王宜君盐城纺院机电系,第二章液压动力元件,2-1液压泵概述2-2齿轮泵2-3叶片泵2-4柱塞泵2-5液压泵的选用,2-1液压泵概述,一、液压泵的作用二、液压泵工作原理三、主要性能参数四、液压泵的类型,一、液压泵的作用,液压泵是液压系统的动力元件，其作用是把原动机输入的机械能转换为液压能，向系统提供一定压力和流量的液流,二、液压泵工作原理,液压泵工作原理容积式泵泵是靠密封容积的变化来实现吸油和压油的，其排油量的大小取决于密封腔的容积变化值基本特点具有一个或若干个周期性变化的密封容积具有配流装置油箱内液体的绝对压力必须恒等于或大于大气压力,基本工作原理,吸油压油偏心向右转，柱塞右移偏心向左转，柱塞左移密封容积↑，产生局部真空密封容积↓，油液被迫压出,,,,,,,,,基本工作条件（必要条件）,（1）形成密封容积（2）密封容积变化（根本原因）（3）配流装置（吸、压油口隔开）（4）油箱和大气通（外因）,三、主要性能参数,压力工作压力p额定压力pn工作压力p≤额定压力pn排量和流量排量V液压泵轴转一周，由其密封容腔几何尺寸变化计算而得的排出液体的体积,单位m3/r或mL/r理论流量qt单位时间内理论上可排出的液体体积.等于排量和转速的乘积V液压泵的排量（m3/r）；n主轴转速（r/s）；qt液压泵理论排量（m3/s）实际流量q额定流量qn,,容积效率vqqt-Δqqt-Kip机械效率m泵的输出功率,,,,,,,,,四、液压泵的类型,液压泵类型结构形式齿轮泵、叶片泵、柱塞泵和螺杆泵等泵的输出流量能否调节定量泵和变量泵泵的额定压力的高低低压泵、中压泵和高压泵齿轮泵的工作原理,2-2齿轮泵,齿轮泵的结构齿轮泵的特点,一、齿轮泵的工作原理,定量泵外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵齿轮泵没有单独的配流装置，齿轮的啮合线起配流作用,工作原理1、相互啮合的轮齿逐渐脱开，密封容积↑，形成局部真空，在大气压力作用下吸油2、随着齿轮旋转，油液带到左侧的压油腔，轮齿逐渐啮合，使密封容积↓，齿槽间的油液被挤压排出泵外压油,条件,1、密封容积形成齿轮的齿槽、泵体内表面、前后泵盖围成2、密封容积变化齿轮退出啮合，容积↑吸油；齿轮进入啮合，容积↓压油3、配流装置两齿轮啮合线及泵盖（吸压油口隔开）4、油箱和大气通,排量和流量,排量和流量计算瞬时流量脉动,齿数愈少，脉动愈大,,,,二、齿轮泵的结构,,三、齿轮泵的特点,困油封闭容积减小会使被困油液受挤而产生高压，并从缝隙中流出，导致油液发热，轴承等机件也受到附加的不平衡负载作用。封闭容积增大又会造成局部真空，使溶于油中的气体分离出来，产生气穴，引起噪声、振动和气蚀.消除困油的方法通常是在两侧端盖上开卸荷槽，且偏向吸油腔,齿轮泵的困油现象及其消除方法,,三、齿轮泵的特点,径向作用力不平衡减小径向不平衡力的办法缩小压油口,三、齿轮泵的特点,泄漏1.通过齿轮啮合处的间隙；2.通过泵体内孔和齿顶圆间的径向间隙；3.通过齿轮两端面和端盖间的端面间隙结论齿轮泵由于泄漏大和存在径向不平衡力，因而限制了压力的提高。为使齿轮泵能在高压下工作，常采取的措施为减小径向不平衡力，提高轴与轴承的刚度，同时对泄漏量最大的端面间隙采用自动补偿装置,练习,泵的额定流量为100L/min，额定压力为2.5MPa，当转速为1450r/min时，机械效率为ηm0.9。由实验测得，当泵出口压力为零时，流量为106L/min，压力为2.5MPa时，流量为100.7L/min，求1、泵的容积效率；2、如泵的转速下降到500r/min，在额定压力下工作时，估算泵的流量为多少3、上述两种转速下泵的驱动力功率。,解1、出口压力为零时的流量为理论流量，即106L/min，所以泵的容积效率ηv100.7/1060.95。2、转速为500r/min时，泵的理论流量为36.55L/min，因压力仍是额定压力，故此时泵的流量为36.550.95L/min34.72L/min。3、泵的驱动功率在第一种情况下为4.91kW，第二种情况下为1.69kW,2-3叶片泵,单作用式变量泵双作用式定量泵中低压工作原理双作用叶片泵的结构和特点限压式变量叶片泵,一、单作用式叶片泵非平衡式工作原理,改变定子和转子间的偏心量e，就可改变泵的排量变量泵转子受有不平衡的径向液压力,且径向不平衡力随泵的工作压力提高而提高，因此这种泵的工作压力不能太高排量和流量流量脉动.理论分析表明，叶片数为奇数时脉动率较小，故一般叶片数为13或15,,,,二、双作用式叶片泵平衡式工作原理,排量和流量无流量脉动.理论分析可知，流量脉动率在叶片数为4的整数倍、且大于8时最小。故双作用叶片泵的叶片数通常取为12,,,,三、双作用叶片泵的结构和特点,定子内曲线等加速等减速曲线配流盘三角槽叶片的倾角前倾角端面间隙间隙自动补偿措施高压叶片泵的结构为了提高压力，必须在结构上采取措施，使吸油区叶片压向定子的作用力减小。可以采取的措施有多种，一般采用复合叶片结构如双叶片结构和子母叶片结构等,配流盘,四、限压式变量叶片泵,限压式变量叶片泵的流量改变是利用压力的反馈作用实现的外反馈和内反馈外反馈限压式变量叶片泵的工作原理限压式变量叶片泵的特性曲线限压式变量叶片泵的结构,外反馈限压式变量叶片泵的工作原理,pBAPBpeq当pcKe0x0/A,e0q0,,限压式变量叶片泵的特性曲线,限定压力pB泵在保持最大输出流量不变时，可达到的最高压力极限压力pc外载进一步加大时泵的工作压力不再升高，这时定子和转子间的偏心量为零，泵的实际输出流量为零调整调整螺钉1可改变原始偏心量e0，即调节泵的最大输出流量，亦即改变A点的位置，使AB线段上下平移调整螺钉4可改变弹簧预压缩量，即调节限定压力pB大小，亦即改变B点的位置，使BC线段左右平移改变弹簧刚度k，则可改变BC线段的斜率，弹簧越“软”（k值越小），BC线段越陡，pc值越小；反之，弹簧越“硬”（k值越大），BC线段越平坦，pc值越大,限压式变量叶片泵的结构,限压式变量叶片泵与双作用叶片泵的区别定子和转子偏心安置，泵的出口压力可改变偏心距，从而调节泵的输出流量外反馈在限压式变量叶片泵中，压油腔一侧的叶片底部油槽和压油腔相通，吸油腔一侧的叶片底部油槽与吸油腔相通，这样，叶片的底部和顶部所受的液压力是平衡的。这就避免了双作用叶片泵在吸油区的定子内表面出现磨损严重的问题限压式变量叶片泵中叶片后倾最高调定压力一般在7MPa左右,限压式变量叶片泵的结构,,2-4柱塞泵,优点容积效率高、只需改变柱塞的工作行程就能改变泵的排量、压应力应用高压大流量轴向柱塞泵变量轴向柱塞泵径向柱塞泵,一、轴向柱塞泵,斜盘式轴向柱塞泵的工作原理改变斜盘倾角γ的大小，就能改变柱塞的行程长度，也就改变了泵的排量改变斜盘倾角的方向，就能改变吸、压油方向双向变量轴向柱塞泵斜轴式轴向柱塞泵的工作原理轴向柱塞泵的排量和流量流量脉动,当柱塞数较多并为奇数时脉动较小，故柱塞泵的柱塞数一般为奇数，常取7或9,斜盘式轴向柱塞泵的工作原理,,斜轴式轴向柱塞泵的工作原理,,二、变量轴向柱塞泵,变量轴向柱塞泵主体变量机构主体机构特点滑履结构中心弹簧机构缸体端面间隙的自动补偿配流盘变量机构改变斜盘倾角γ的大小以调节泵的排量,SCY14-1型斜盘式轴向柱塞泵的结构,,三、径向柱塞泵,移动定子以改变偏心距的大小，便可改变柱塞的行程，从而改变排量改变偏心距的方向，则可改变吸、压油的方向。径向柱塞泵可以做成单向或双向变量泵,,2-5液压泵的选用,一、性能比较和应用（见教材P46表2-1）二、液压泵选用原则可靠工作情况、要求合理能量使用实用使用情况经济价廉,练习,一、填空1、液压泵是将原动机输出的转换为的能量转换装置，它是靠的变化来实现吸油和的，所以又称为容积泵。2、齿轮泵按结构不同可分为和两类，它是用实现配流的。3、外啮合齿轮泵的密封容积由、和组成。两齿轮的把密封工作腔分成和压油腔。二、判断1、运动过程中密封容积不断变化的液压泵是变量泵。（）2、齿轮泵的工作压力不宜提高的主要原因是泵的转速低。（）3、为了防止油液被污染，常把泵的油箱密封。（）三、简答1、试析齿轮泵是怎样具备液压泵的基本工作条件的2、外啮合齿轮泵有何特点主要用在哪些场合,