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1、液 壓 動 力 元 件三 龍 液 壓深 圳 市 三 龍 液 壓 泵 有 限 公 司 第 二 章 液 壓 動 力 元 件 2-1液 壓 泵 概 述 2-2齒 輪 泵 2-3葉 片 泵 2-4柱 塞 泵 2-5液 壓 泵 的 選 用http:/ 2-1 液 壓 泵 概 述n 一 、 液 壓 泵 的 作 用 n 二 、 液 壓 泵 工 作 原 理 n 三 、 主 要 性 能 參 數(shù)n 四 、 液 壓 泵 的 類 型n http:/ 一 、 液 壓 泵 的 作 用n 液 壓 泵 是 液 壓 系 統(tǒng) 的 動 力 元 件 , 其 作 用 是 把 原 動 機 輸入 的 機 械 能 轉(zhuǎn) 換 為 液 壓 能 ,
2、 向 系 統(tǒng) 提 供 一 定 壓 力 和 流量 的 液 流 二 、 液 壓 泵 工 作 原 理 液 壓 泵 工 作 原 理 :n 容 積 式 泵 : 泵 是 靠 密 封 容 積 的 變 化 來 實 現(xiàn) 吸 油 和 壓 油 的 , 其 排 油 量 的 大 小 取決 于 密 封 腔 的 容 積 變 化 值n 基 本 特 點 :具 有 一 個 或 若 干 個 周 期 性 變 化 的 密 封 容 積 具 有 配 流 裝 置 油 箱 內(nèi) 液 體 的 絕 對 壓 力 必 須 恒 等 于 或 大 于 大 氣 壓 力 基本工作原理 吸油 壓油 偏心向右轉(zhuǎn),柱塞右移 偏心向左轉(zhuǎn),柱塞左移 密封容積, 產(chǎn)生局部真
3、空 密封容積 ,油液被迫壓出 基本工作條件(必要條件)(1)形成密封容積 (2)密封容積變化(根本原因)(3)配流裝置(吸、壓油口隔開)(4)油箱和大氣通(外因) 三 、 主 要 性 能 參 數(shù)n 壓 力 : 工 作 壓 力 p 額 定 壓 力 pn 工 作 壓 力 p額 定 壓 力 pnn 排 量 和 流 量 : 排 量 V:液 壓 泵 軸 轉(zhuǎn) 一 周 , 由 其 密 封 容 腔 幾 何 尺 寸 變 化 計 算 而 得的 排 出 液 體 的 體 積 ,單 位 (m3/r)或 (mL/r) 理 論 流 量 q t:單 位 時 間 內(nèi) 理 論 上 可 排 出 的 液 體 體 積 . 等 于 排
4、量 和 轉(zhuǎn)速 的 乘 積 V:液 壓 泵 的 排 量 ( m3/r) ; n:主 軸 轉(zhuǎn) 速 ( r/s) ; qt:液 壓 泵 理 論 排 量 ( m3/s) 實 際 流 量 q 額 定 流 量 qn Vnqt n 容 積 效 率 v: q=qt- q =qt-Kipn 機 械 效 率 m:n 泵 的 輸 出 功 率 : tttt qqq qqqq 1V itm TT pVnpqnT tt 2 2pVTt im TpV 2 mViiio TpVVnqVnTpqVPP 22 ii nTP 2pqPo 四 、 液 壓 泵 的 類 型液 壓 泵 類 型 :n 結(jié) 構(gòu) 形 式 :齒 輪 泵 、 葉
5、片 泵 、 柱 塞 泵 和 螺桿 泵 等 n 泵 的 輸 出 流 量 能 否 調(diào) 節(jié) :定 量 泵 和 變 量 泵n 泵 的 額 定 壓 力 的 高 低 :低 壓 泵 、 中 壓 泵 和高 壓 泵n 齒 輪 泵 的 工 作 原 理 2-2 齒 輪 泵n 齒 輪 泵 的 結(jié) 構(gòu)n 齒 輪 泵 的 特 點 一 、 齒 輪 泵 的 工 作 原 理定 量 泵 (外 嚙 合 齒 輪 泵 和 內(nèi) 嚙 合 齒 輪 泵 )n 齒 輪 泵 沒 有 單 獨 的 配 流 裝 置 , 齒 輪 的 嚙 合 線 起 配 流 作 用 工 作 原 理1、 相 互 嚙 合 的輪齒逐漸脫開,密封容積 ,形成局部真空,在大氣壓力作
6、用下吸油2、隨著齒輪旋轉(zhuǎn),油液帶到左側(cè)的壓 油 腔 ,輪齒逐漸嚙 合 , 使密封容積 ,齒槽間的油液被擠壓排出泵外 壓油 條 件 1、密封容積形成齒輪的齒槽、泵體內(nèi)表面、前后泵蓋圍成 2、密封容積變化齒輪退出嚙合,容積吸油; 齒輪進(jìn)入嚙合,容積壓油3、配流裝置兩齒輪嚙合線及泵蓋 (吸壓油口隔開)4、油箱和大氣通 排 量 和 流 量n 排 量 和 流 量 計 算 瞬 時 流 量 脈 動 ,齒 數(shù) 愈 少 , 脈 動 愈 大 BzmdhBV 22 BzmV 266.6 VBnzmq 266.6 二 、 齒 輪 泵 的 結(jié) 構(gòu) 三 、 齒 輪 泵 的 特 點n 困 油 :封 閉 容 積 減 小 會
7、使 被 困 油 液 受 擠 而 產(chǎn) 生 高 壓 , 并 從 縫 隙中 流 出 , 導(dǎo) 致 油 液 發(fā) 熱 , 軸 承 等 機 件 也 受 到 附 加 的 不 平 衡 負(fù) 載 作用 。 封 閉 容 積 增 大 又 會 造 成 局 部 真 空 , 使 溶 于 油 中 的 氣 體 分 離 出來 , 產(chǎn) 生 氣 穴 , 引 起 噪 聲 、 振 動 和 氣 蝕 . n 消 除 困 油 的 方 法 :通 常 是 在 兩 側(cè) 端 蓋 上 開 卸 荷 槽 ,且 偏 向 吸 油 腔 齒 輪 泵 的 困 油 現(xiàn) 象 及 其 消 除 方 法 三 、 齒 輪 泵 的 特 點n 徑 向 作 用 力 不 平 衡 :n 減
8、 小 徑 向 不 平 衡 力 的 辦 法 :縮 小 壓 油 口n 三 、 齒 輪 泵 的 特 點n 泄 漏 : 1.通 過 齒 輪 嚙 合 處 的 間 隙 ; 2.通 過 泵 體 內(nèi) 孔 和 齒 頂 圓 間 的 徑 向 間 隙 ; 3.通 過 齒 輪 兩 端 面 和 端 蓋 間 的 端 面 間 隙n 結(jié) 論 :齒 輪 泵 由 于 泄 漏 大 和 存 在 徑 向 不 平 衡 力 , 因 而 限 制 了 壓力 的 提 高 。 為 使 齒 輪 泵 能 在 高 壓 下 工 作 , 常 采 取 的 措 施 為 : 減 小 徑 向 不 平 衡 力 , 提 高 軸 與 軸 承 的 剛 度 , 同 時 對 泄
9、 漏 量 最 大 的 端 面 間 隙 采 用 自 動 補 償 裝 置 練 習(xí)n 泵 的 額 定 流 量 為 100L/min , 額 定 壓 力 為 2.5MPa, 當(dāng) 轉(zhuǎn) 速 為1450r/min時 , 機 械 效 率 為 m=0.9。 由 實 驗 測 得 , 當(dāng) 泵 出 口 壓 力 為零 時 , 流 量 為 106L/min, 壓 力 為 2.5MPa時 , 流 量 為 100.7L/min,求 :n 1、 泵 的 容 積 效 率 ;n 2、 如 泵 的 轉(zhuǎn) 速 下 降 到 500r/min, 在 額 定 壓 力 下 工 作 時 , 估 算 泵的 流 量 為 多 少 ? n 3、 上 述
10、兩 種 轉(zhuǎn) 速 下 泵 的 驅(qū) 動 力 功 率 。 n 解 : 1、 出 口 壓 力 為 零 時 的 流 量 為 理 論 流 量 , 即 106L/min, 所 以 泵 的容 積 效 率 v=100.7/106=0.95。n 2、 轉(zhuǎn) 速 為 500r/min時 , 泵 的 理 論 流 量 為 = 36.55L/min, 因 壓 力 仍 是 額 定 壓 力 , 故此 時 泵 的 流 量 為 36.55 0.95L/min=34.72L/min。n 3、 泵 的 驅(qū) 動 功 率 在 第 一 種 情 況 下 為 =4.91kW, 第 二 種 情 況 下 為 =1.69kW min/106 1450
11、500 L 9.060 1065.2 9.060 55.365.2 2-3 葉 片 泵單 作 用 式 (變 量 泵 ) 雙 作 用 式 (定 量 泵 )中 低 壓 n 工 作 原 理n 雙 作 用 葉 片 泵 的 結(jié) 構(gòu) 和 特 點n 限 壓 式 變 量 葉 片 泵 n 一 、 單 作 用 式 葉 片 泵 (非 平 衡 式 ) 工 作 原 理n 改 變 定 子 和 轉(zhuǎn) 子 間 的 偏 心 量 e,就 可 改 變 泵 的 排 量 (變 量 泵 )n 轉(zhuǎn) 子 受 有 不 平 衡 的 徑 向 液 壓 力 ,且 徑 向 不 平 衡 力 隨 泵 的 工 作 壓 力提 高 而 提 高 , 因 此 這 種
12、泵 的 工 作壓 力 不 能 太 高n 排 量 和 流 量 : 流 量 脈 動 .理 論 分 析 表 明 , 葉 片 數(shù) 為奇 數(shù) 時 脈 動 率 較 小 , 故 一 般 葉 片 數(shù)為 13或 15 BeDV 2 VBeDnq 2 二 、 雙 作 用 式 葉 片 泵 (平 衡 式 ) 工 作 原 理n 排 量 和 流 量 : 無 流 量 脈 動 .理 論 分 析 可 知 , 流 量 脈 動 率 在 葉 片 數(shù) 為 4的 整 數(shù) 倍 、 且 大 于 8時 最 小 。 故 雙 作 用 葉 片 泵 的 葉 片 數(shù)通 常 取 為 12 BrRV )(2 22 VBnrRq )(2 22 三 、 雙 作
13、 用 葉 片 泵 的 結(jié) 構(gòu) 和 特 點n 定 子 內(nèi) 曲 線 :等 加 速 等 減 速 曲 線n 配 流 盤 :三 角 槽 n 葉 片 的 傾 角 :前 傾 角 n 端 面 間 隙 :間 隙 自 動 補 償 措 施n 高 壓 葉 片 泵 的 結(jié) 構(gòu) :為 了 提 高 壓 力 , 必 須 在 結(jié) 構(gòu) 上 采 取 措 施 ,使 吸 油 區(qū) 葉 片 壓 向 定 子 的 作 用 力 減 小 。 可 以 采 取 的 措 施 有 多 種 , 一 般 采 用 復(fù) 合 葉 片 結(jié) 構(gòu) 如 雙 葉 片 結(jié) 構(gòu) 和子 母 葉 片 結(jié) 構(gòu) 等 配 流 盤 四 、 限 壓 式 變 量 葉 片 泵 限 壓 式 變 量
14、 葉 片 泵 的 流 量 改 變 是 利 用 壓 力 的 反 饋 作 用實 現(xiàn) 的 (外 反 饋 和 內(nèi) 反 饋 ) n 外 反 饋 限 壓 式 變 量 葉 片 泵 的 工 作 原 理n 限 壓 式 變 量 葉 片 泵 的 特 性 曲 線n 限 壓 式 變 量 葉 片 泵 的 結(jié) 構(gòu) 外 反 饋 限 壓 式 變 量 葉 片 泵 的 工 作 原 理n pBA=PB) p e q 當(dāng) p c=K(e0+x0)/A, e=0 q=0 限 壓 式 變 量 葉 片 泵 的 特 性 曲 線n 限 定 壓 力 pB:泵 在 保 持 最 大 輸 出 流 量 不 變 時 , 可 達(dá) 到 的 最 高 壓 力 n
15、極 限 壓 力 pc:外 載 進(jìn) 一 步 加 大 時 泵 的 工 作 壓 力 不 再 升 高 , 這 時 定 子 和 轉(zhuǎn) 子 間的 偏 心 量 為 零 , 泵 的 實 際 輸 出 流 量 為 零 n 調(diào) 整 : 調(diào) 整 螺 釘 1可 改 變 原 始 偏 心 量 e0, 即 調(diào) 節(jié) 泵 的 最 大 輸 出 流 量 , 亦 即 改 變 A點 的 位 置 , 使 AB線 段 上 下 平 移 調(diào) 整 螺 釘 4可 改 變 彈 簧 預(yù) 壓 縮 量 , 即 調(diào) 節(jié) 限 定 壓 力 p B大 小 , 亦 即 改 變 B點 的 位 置 , 使 BC線 段 左 右 平 移 改 變 彈 簧 剛 度 k, 則 可
16、改 變 BC線 段 的 斜 率 , 彈 簧 越 “ 軟 ” ( k值 越 小 ) , BC線 段 越 陡 , pc值 越 小 ; 反 之 , 彈 簧 越 “ 硬 ” ( k值 越 大 ) , BC線 段 越 平 坦 , pc值 越 大 限 壓 式 變 量 葉 片 泵 的 結(jié) 構(gòu)限 壓 式 變 量 葉 片 泵 與 雙 作 用 葉 片 泵 的 區(qū) 別 :n 定 子 和 轉(zhuǎn) 子 偏 心 安 置 , 泵 的 出 口 壓 力 可 改 變 偏 心 距 ,從 而 調(diào) 節(jié) 泵 的 輸 出 流 量 (外 反 饋 ) n 在 限 壓 式 變 量 葉 片 泵 中 , 壓 油 腔 一 側(cè) 的 葉 片 底 部 油 槽和
17、 壓 油 腔 相 通 , 吸 油 腔 一 側(cè) 的 葉 片 底 部 油 槽 與 吸 油 腔相 通 , 這 樣 , 葉 片 的 底 部 和 頂 部 所 受 的 液 壓 力 是 平 衡的 。 這 就 避 免 了 雙 作 用 葉 片 泵 在 吸 油 區(qū) 的 定 子 內(nèi) 表 面出 現(xiàn) 磨 損 嚴(yán) 重 的 問 題 n 限 壓 式 變 量 葉 片 泵 中 葉 片 后 傾 n 最 高 調(diào) 定 壓 力 一 般 在 7MPa左 右 限 壓 式 變 量 葉 片 泵 的 結(jié) 構(gòu) 2-4 柱 塞 泵 優(yōu) 點 : 容 積 效 率 高 、 只 需 改 變 柱 塞 的 工 作 行 程 就 能 改 變泵 的 排 量 、 壓 應(yīng)
18、 力 應(yīng) 用 : 高 壓 大 流 量 n 軸 向 柱 塞 泵n 變 量 軸 向 柱 塞 泵n 徑 向 柱 塞 泵 一 、 軸 向 柱 塞 泵n 斜 盤 式 軸 向 柱 塞 泵 的 工 作 原 理 改 變 斜 盤 傾 角 的 大 小 , 就 能 改 變 柱 塞 的 行 程 長 度 , 也 就 改 變 了泵 的 排 量 改 變 斜 盤 傾 角 的 方 向 , 就 能 改 變 吸 、 壓 油 方 向 (雙 向 變 量 軸 向 柱 塞泵 ) n 斜 軸 式 軸 向 柱 塞 泵 的 工 作 原 理 n 軸 向 柱 塞 泵 的 排 量 和 流 量 流 量 脈 動 ,當(dāng) 柱 塞 數(shù) 較 多 并 為 奇 數(shù)
19、時 脈 動 較 小 , 故 柱 塞 泵 的 柱 塞數(shù) 一 般 為 奇 數(shù) , 常 取 7或 9 斜 盤 式 軸 向 柱 塞 泵 的 工 作 原 理 斜 軸 式 軸 向 柱 塞 泵 的 工 作 原 理 二 、 變 量 軸 向 柱 塞 泵 變 量 軸 向 柱 塞 泵 :主 體 +變 量 機 構(gòu)n 主 體 機 構(gòu) 特 點 : 滑 履 結(jié) 構(gòu) 中 心 彈 簧 機 構(gòu) 缸 體 端 面 間 隙 的 自 動 補 償 配 流 盤 n 變 量 機 構(gòu) : 改 變 斜 盤 傾 角 的 大 小 以 調(diào) 節(jié) 泵 的 排 量 SCY14-1型 斜 盤 式 軸 向 柱 塞 泵 的 結(jié) 構(gòu) 三 、 徑 向 柱 塞 泵 移
20、動 定 子 以 改 變 偏 心 距 的 大 小 , 便 可 改 變 柱 塞 的 行 程 ,從 而 改 變 排 量 改 變 偏 心 距 的 方 向 , 則 可 改 變 吸 、 壓 油 的 方 向 。 徑 向 柱塞 泵 可 以 做 成 單 向 或 雙 向 變 量 泵 2-5 液 壓 泵 的 選 用n 一 、 性 能 比 較 和 應(yīng) 用( 見 教 材 P46表 2-1)n 二 、 液 壓 泵 選 用 原 則可 靠 工 作 情 況 、 要 求合 理 能 量 使 用 實 用 使 用 情 況 經(jīng) 濟(jì) 價 廉 練 習(xí)一 、 填 空1、 液 壓 泵 是 將 原 動 機 輸 出 的 轉(zhuǎn) 換 為 的 能 量 轉(zhuǎn)
21、換 裝 置 , 它 是 靠 的 變化 來 實 現(xiàn) 吸 油 和 的 , 所 以 又 稱 為 容 積 泵 。2、 齒 輪 泵 按 結(jié) 構(gòu) 不 同 可 分 為 和 兩 類 , 它 是 用 實 現(xiàn) 配 流 的 。3、 外 嚙 合 齒 輪 泵 的 密 封 容 積 由 、 和 組 成 。 兩 齒 輪 的 把 密 封 工 作 腔 分 成 和 壓 油 腔 。 二 、 判 斷1、 運 動 過 程 中 密 封 容 積 不 斷 變 化 的 液 壓 泵 是 變 量 泵 。 ( )2、 齒 輪 泵 的 工 作 壓 力 不 宜 提 高 的 主 要 原 因 是 泵 的 轉(zhuǎn) 速 低 。 ( )3、 為 了 防 止 油 液 被 污 染 , 常 把 泵 的 油 箱 密 封 。 ( )三 、 簡 答1、 試 析 齒 輪 泵 是 怎 樣 具 備 液 壓 泵 的 基 本 工 作 條 件 的 ?2、 外 嚙 合 齒 輪 泵 有 何 特 點 ? 主 要 用 在 哪 些 場 合 ?如 有 不 明 白 的 可 以 去 了 解