《液壓與氣壓傳動(dòng) 第三章 液壓動(dòng)力元件》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《液壓與氣壓傳動(dòng) 第三章 液壓動(dòng)力元件（27頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、課 時(shí) 授 課 計(jì) 劃授課日期班 別題 目第三章 液壓動(dòng)力元件目的要求 掌握液壓泵的工作原理 掌握液壓泵的主要性能參數(shù)及計(jì)算 掌握各種液壓泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)重點(diǎn)各種液壓泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)難點(diǎn)液壓泵的主要性能參數(shù)的計(jì)算教 具課本教 學(xué) 方 法課堂教學(xué)報(bào)書設(shè)計(jì)第三章 液壓動(dòng)力元件第一節(jié) 概述第二節(jié) 齒輪泵第三節(jié) 葉片泵第四節(jié) 柱塞泵第五節(jié) 液壓泵的選用教學(xué)過(guò)程：復(fù)習(xí)：1、液壓油的性質(zhì)及選用 2、液壓流體力學(xué)基礎(chǔ)新 課：第三章 液壓動(dòng)力元件第一節(jié) 概述 液壓泵(displacement pump)是液壓系統(tǒng)的動(dòng)力元件。其作用是將原動(dòng)機(jī)(電動(dòng)機(jī)、柴油機(jī)等)輸入的機(jī)械能(轉(zhuǎn)矩和角速度)轉(zhuǎn)換為壓力能(壓力和流量)輸出
2、，供給系統(tǒng)壓力油，即為執(zhí)行元件提供壓力油。 一、液壓泵的工作原理單柱塞式液壓泵液壓泵的工作原理歸納如下：（1）密閉的容積發(fā)生變化是吸油、壓油的根本原理，容積變大時(shí)形成真空，油箱中的油液在大氣壓力下進(jìn)入密閉的容積(吸油)，容積減小時(shí)油液 受壓排出(壓油)； （2）油箱的液面與大氣相通是吸油的必要條件； （3）要有配流裝置將吸油、壓油的過(guò)程分開；(吸油口、排壓口不能相通) 原理： 液壓泵是靠密封容積的變化實(shí)現(xiàn)吸油和壓油的。 液壓泵是靠密封容積的變化來(lái)實(shí)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，故這種泵又稱為容積泵。用符號(hào)表示泵二、分類 常用的液壓泵及液壓馬達(dá)按其結(jié)構(gòu)形式可分為三大類：
3、三、液壓泵的性能參數(shù)主要是指：壓力、流量和排量、功率和效率1、壓力（1）吸入壓力 液壓泵進(jìn)口處的壓力。（2） 工作壓力 p 液壓泵的工作壓力是指泵工作時(shí)輸出油液的實(shí)際壓力，泵的工作壓力決定于負(fù)載,外負(fù)載增大，泵的工作壓力也隨之升高。（4）額定壓力 ps 泵在正常工作條件下，按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定能連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的最高壓力，稱為泵的額定壓力。泵的額定壓力大小受泵本身的泄漏和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度制約。當(dāng)泵的工作壓力超過(guò)額定壓力時(shí)，泵就會(huì)過(guò)載。 （5）最高壓力 指液壓泵的工作壓力隨負(fù)載的增加而增加，當(dāng)工作壓力增加到液壓泵本身零件的強(qiáng)度允許值和允許的最大泄漏時(shí)，液壓泵的工作壓力就不能增加了，這時(shí)液壓泵的工作壓力為最高壓力。 （
4、一般液壓泵有一定的過(guò)載能力，允許的最大過(guò)載壓力為額定壓力1.25倍） 2、流量和排量（1）流量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)泵輸出油液的體積，單位m3/s。（2)排量 (V) 由泵的密封容腔幾何尺寸變化計(jì) 算而得的泵（在無(wú)泄漏情況下）每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)所能排出液體體積。常用單位mL/r（3)理論流量(qt) 由泵的密封容腔幾何尺寸變化計(jì)算 而得的泵（在無(wú)泄漏情況下）在單位時(shí)間內(nèi)的排出的液體體積稱為泵的理論流量。泵的理論流量等于排量和轉(zhuǎn)速的乘積，即 qt =nV（4) 實(shí)際流量 泵的實(shí)際流量是指泵工作時(shí)的實(shí)際輸出流量。 由于泄漏，實(shí)際流量總是比理論流量要小。其值為理論流量qt 減去泄漏量 q , 即q=qt-q （5）瞬時(shí)
5、(理論)流量 qsh 液壓泵任一瞬時(shí)理論輸出的流量，一般它是波動(dòng)的，即qsh q ,（6）額定流量qn 液壓泵在額定壓力、額定轉(zhuǎn)速下允許連續(xù)運(yùn)行的流量。 泵在正常工作條件下，按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定泵必須保證的輸出流量。額定流量也小于理論流量。3、功率 液壓泵的輸入能量為機(jī)械能，表現(xiàn)為：轉(zhuǎn)矩T和轉(zhuǎn)速；輸出能量為壓力能，表現(xiàn)為：p和q （1）理論功率Pt 用泵的理論流量與泵進(jìn)出口壓差的乘積來(lái)表示。 即： Pt=pqt（2)輸出功率(P0) 泵的實(shí)際流量q與泵進(jìn)出口壓差的乘積。P0=pq（3) 輸入功率(Pi) 驅(qū)動(dòng)液壓泵軸的機(jī)械功率為泵的輸入功率，若輸入轉(zhuǎn)矩為T，角速度為，則 若不考慮液壓泵在能量轉(zhuǎn)換中的
6、損失，則 4、效率 由于有泄漏和機(jī)械摩擦，總會(huì)有能量損失，故 P01，一般取1.051.1，既總有兩對(duì)齒輪同時(shí)嚙合，這樣就在兩對(duì)嚙合輪齒之間產(chǎn)生一個(gè)閉死容積，稱為困油區(qū)，使留在這兩對(duì)輪齒之間的油液困在這個(gè)封閉的容積內(nèi)。隨著齒輪嚙合，封閉的容積先逐漸減小，當(dāng)嚙合點(diǎn)相對(duì)于節(jié)點(diǎn)對(duì)稱時(shí)，空間最小，隨后又逐漸增大，當(dāng)前一對(duì)輪齒即將脫離嚙合后一對(duì)輪齒進(jìn)入嚙合時(shí)，空間最大。當(dāng)容積減小，被困油液受擠壓，而產(chǎn)生高壓，并從縫隙中擠出，導(dǎo)致油液發(fā)熱，軸承等機(jī)件也受到附加的不平衡負(fù)載作用。當(dāng)封閉容積增大，又會(huì)造成局部真空，使溶于油中的氣體分離出來(lái)，產(chǎn)生氣穴，引起噪聲、振動(dòng)和氣蝕，這就是齒輪泵的困油現(xiàn)象。2、消除困油的
7、方法 通常是在齒輪的兩端蓋板上開卸荷槽，如圖示，當(dāng)容積減小時(shí)，使左邊卸荷槽與壓油腔相通，當(dāng)容積增大時(shí)，右邊與吸油腔相通，在很多齒輪泵中，兩槽并不對(duì)稱于齒輪中心線分布，而是整個(gè)向吸油腔側(cè)平移一段距離，實(shí)踐證明，這樣能取得更好的卸荷效果。 注:消除困油現(xiàn)象的卸荷槽非對(duì)稱分布，偏向吸油腔。 五、徑向液壓作用力的不平衡 齒輪泵的一側(cè)是壓油腔，另一側(cè)是吸油腔。兩腔的壓力是不平衡，因此齒輪受到了來(lái)自壓油腔高壓油的壓力作用，使齒輪泵的上、下齒輪及其軸承都受到一個(gè)徑向不平衡力的作用。油壓力越大，這個(gè)徑向不平衡力越大。 其結(jié)果會(huì)加速軸承的磨損，降低軸承的壽命，甚至使軸承彎曲變形，造成齒頂與泵體內(nèi)孔的摩擦。為解決
8、此問(wèn)題，可采用開壓力平衡槽的辦法或采用縮小壓油腔的辦法減小徑向不平衡力。 采取措施：1）縮小壓油口，使壓油腔的壓力油僅作用在一個(gè)齒到兩個(gè)齒的范圍內(nèi)；2）適當(dāng)增大徑向間隙，使齒頂不和泵體接觸；3）開壓力平衡槽。六、泄漏 齒輪泵壓油腔的壓力油可通過(guò)三條途徑泄漏到吸油腔中去：（1）通過(guò)齒輪嚙合處的間隙；（5%）（2）通過(guò)泵體內(nèi)孔與齒頂圓間的徑向間隙；（10%15%）（3）通過(guò)齒輪兩端面和蓋板間的端面間隙。 在三類中，以端面間隙的泄漏量最大，約占7075%，泵的壓力愈高，間隙泄漏就愈大，因此一般齒輪泵只是用于低壓，且其容積效率亦很低。采取措施：減小設(shè)計(jì)間隙，增加制造成本和機(jī)械摩擦不可取。采用軸向間隙補(bǔ)
9、償措施(如圖)。 效果：額定壓力可提高10-16MPa，容積效率不低于0.9七、齒輪泵的優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用 1、齒輪泵(外嚙合)的主要優(yōu)點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小(尺寸小)，重量輕，工藝性好，制造方便，價(jià)格低廉，自吸能力強(qiáng)(容許的吸油真空度大)，對(duì)油液污染不敏感，轉(zhuǎn)速范圍大，維修方便，工作可靠。 2、缺點(diǎn)： 徑向不平衡力大，摩擦嚴(yán)重，泄漏大，流量脈動(dòng)大，工作壓力的提高受到限制，噪聲較大，不能作變量泵使用。第三節(jié) 葉片泵 葉片泵(sliding vane pump)是各類泵中，應(yīng)用較大、生產(chǎn)量較大的一種泵，在中、低壓液壓系統(tǒng)，尤其在機(jī)床行業(yè)中應(yīng)用最多。與齒輪泵相比，葉片泵的優(yōu)點(diǎn):1、流量均勻、運(yùn)轉(zhuǎn)平衡、噪
10、聲小；2、壽命長(zhǎng)、輪廓尺寸較小，結(jié)構(gòu)較緊湊等。故在精密機(jī)床中應(yīng)用較多，缺點(diǎn)：1、自吸能力差、調(diào)速范圍小、最高轉(zhuǎn)數(shù)較低、葉片容易死、2、工作可靠性較差、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、對(duì)油液污染較敏感等。 故在工作環(huán)境較污穢、速度范圍變化大的機(jī)械上應(yīng)用相對(duì)較少，在工作可靠性要求很高的地方，如飛機(jī)上，也很少應(yīng)用。 葉片泵按其每個(gè)密封工作腔在泵每轉(zhuǎn)一周時(shí)吸油排油的次數(shù)，分為單作用式和雙作用式兩大類。 單作用式常作變量泵使用，其額定壓力較低(6.3MPa),常用于組合機(jī)床、壓力機(jī)械等。 雙作用式只能作定量泵使用，其額定壓力可達(dá)1421MPa。在各類機(jī)床(尤其是精密機(jī)床)設(shè)備中， 如：注塑機(jī)、運(yùn)輸裝卸機(jī)械及工程機(jī)械等中壓系
11、統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。一、單作用非卸荷式葉片泵 1、原理 如圖所示，葉片泵由轉(zhuǎn)子、定子、葉片和端蓋、配油盤等件組成。定子的內(nèi)表面是個(gè)圓柱面，轉(zhuǎn)子與定子偏心地安裝在軸上，轉(zhuǎn)子上開有槽，葉片裝在槽內(nèi)并可在槽中滑落。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，在離心力作用下，葉片從槽中伸出，其頂部緊貼在定子的內(nèi)表面。這樣，在定子的內(nèi)表面、轉(zhuǎn)子的外圓柱表面，相鄰的兩個(gè)葉片表面及兩側(cè)配油盤表面之間就形成了若干個(gè)密封的工作腔。當(dāng)轉(zhuǎn)子按圖示方向回轉(zhuǎn)時(shí)(定子、配油盤不動(dòng))，右半部分葉片逐漸從槽中伸出，密封工作腔的容積逐漸變大，產(chǎn)生局部真空，油箱中的油液在大氣壓的作用下，由泵的吸油口進(jìn)入這些密封腔，這就是吸油過(guò)程。 與此同時(shí)，左半部的葉片隨著轉(zhuǎn)子
12、的回轉(zhuǎn)被定子內(nèi)表面逐漸推入轉(zhuǎn)子槽內(nèi)，密封工作腔的容積逐漸減少，腔內(nèi)油液經(jīng)配油盤的壓油窗口壓出泵外，這就是壓油過(guò)程。 這種泵的轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周，泵的每個(gè)密封的工作腔吸油和壓油各一次，所以稱單作用葉片泵(single action vane pump)，這種泵的壓油區(qū)和吸油區(qū)的油壓力不平衡，其轉(zhuǎn)子受到單向徑向不平衡力的作用，故又稱這種泵為非平衡式或非卸荷式葉片泵。 由于軸和軸承的不平衡負(fù)荷較大，因而使這種泵的工作壓力的提高受到了限制。 改變定子和轉(zhuǎn)子間的偏心矩e值，就可以改變泵的排量，故單作用式葉片泵常做成變量泵。 2、單作用式葉片泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（1）定子和轉(zhuǎn)子偏心安裝 改變偏心量e可調(diào)節(jié)泵的輸出流量偏
13、心反向，吸油、壓油方向也反向。（2）徑向液壓力不平衡 單作用式葉片泵的轉(zhuǎn)子及軸承上承受著不平衡的徑向力，這限制了泵工作壓力的提高，故泵的額定壓力不超過(guò)7Mpa。（3）葉片后傾 為了減小葉片與定子間的磨損，葉片底油槽采取在壓油區(qū)通壓力油，在吸油區(qū)與吸油腔相通的結(jié)構(gòu)形式。因而，葉片的底部和頂部所受的液壓力是平衡的。這樣，葉片的向外運(yùn)動(dòng)主要靠旋轉(zhuǎn)時(shí)所受到的慣性力。據(jù)力學(xué)分析，葉片后傾一個(gè)角度有利于葉片在慣性力作用下向外伸出。通常后傾角為24。（4）壓油腔的葉片根部通壓力油，以利葉片在壓油腔其頂端與定子內(nèi)表面相接觸，吸油腔的葉片根部通低壓油(與吸油口通)；（5）采用內(nèi)泄結(jié)構(gòu)3、排量和流量 單作用葉片泵
14、的排量為各工作容積在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周時(shí)所排出的液體總和。式中：D定子內(nèi)圓直徑； B葉片寬度； e定子與轉(zhuǎn)子的偏心距。單作用葉片泵的流量是有脈動(dòng)的，理論分析表明：1）泵內(nèi)葉片數(shù)越少，流量脈動(dòng)率越?。?）奇數(shù)葉片的泵其脈動(dòng)率比偶數(shù)的?。粏巫饔萌~片泵的葉片數(shù)均為奇數(shù)，一般為13或15片。二、雙作用式葉片泵1、工作原理組成 雙作用葉片泵(double action vane pump)由定子、轉(zhuǎn)子、葉片、左右配油盤等組成，定子與轉(zhuǎn)子中心重合(同心)。定子內(nèi)表面為近似橢圓柱形，由兩段長(zhǎng)半徑圓弧、兩段短半徑圓弧和四段過(guò)渡曲線所組成。 當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，葉片在離心力和葉片根部壓力油的作用下，在轉(zhuǎn)子槽內(nèi)向外移動(dòng)而壓向
15、定子內(nèi)表面，由葉片、定子的內(nèi)表面、轉(zhuǎn)子的外表面和兩側(cè)配油盤間就形成若干個(gè)密封容積。 當(dāng)葉片由小半徑處向大半徑移動(dòng)時(shí)，兩葉片間密封容積逐漸增大，產(chǎn)生局部真空，使油液在大氣壓作用下通過(guò)吸油口從油箱吸入泵內(nèi)；當(dāng)葉片從大半徑向小半徑移動(dòng)時(shí)，葉片后縮，容積逐漸減小，壓力上升，將油從壓油口壓出，泵連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，不斷吸油、壓油而連續(xù)供油。雙作用泵有兩個(gè)吸油腔，兩個(gè)壓油腔，轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，吸油、壓油兩次，故稱作雙作用，且兩對(duì)吸、壓油腔是對(duì)稱于轉(zhuǎn)子分布，所以徑向液壓力平衡，故又稱此泵為卸荷(平衡)式葉片泵。此泵流量(排量)不可調(diào)，所以為定量泵。2、排量和流量考慮葉片厚度及傾角時(shí)，雙作用葉片泵的排量為：式中：R、r定子
16、圓弧段的大、小半徑； B轉(zhuǎn)子和葉片的寬度； S葉片的厚度； z葉片數(shù) ； 葉片的傾斜角。若不考慮葉片厚度及傾角時(shí)，排量為： 雙作用葉片泵的流量脈動(dòng)很小，其脈動(dòng)率較其它形式(螺桿泵除外)小得多。且在葉片數(shù)為4 的整數(shù)倍時(shí)最小。故一般該泵的葉片數(shù)為12 或16。3、雙作用式葉片泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（1）定子過(guò)渡曲線 理想的過(guò)渡曲線不僅應(yīng)使葉片在槽中滑動(dòng)時(shí)的徑向速度和加速度變化均勻，而且應(yīng)使葉片轉(zhuǎn)到過(guò)渡曲線和圓弧交界處的加速度突變不大，以減小沖擊和噪聲。目前雙作用式葉片泵一般都是用綜合性能較好的等加速度-等減速曲線。（2）徑向作用力平衡 由于雙作用式葉片泵的吸、壓油口對(duì)稱分布，所以轉(zhuǎn)子和軸承上所受的徑向力是
17、平衡的。（3）配流盤 配流盤的作用是給泵進(jìn)行配油。為了保證配流盤的吸、壓油窗口在工作中能隔開，就必須使配流盤上封油區(qū)夾角 (即吸油窗口和壓油窗口之間的夾角)大于或等于兩個(gè)相鄰葉片間的夾角，如圖320所示，即： 此外定子圓弧部的夾角應(yīng)當(dāng)?shù)扔诨虼笥谂淞鞅P上封油區(qū)夾角 ，以免產(chǎn)生困油和氣穴現(xiàn)象。（4）缷荷三角槽 在配流盤上葉片從封油區(qū)進(jìn)入壓油窗口一邊開卸荷三角槽，如圖所示 使相鄰葉片間的密閉容積逐漸地進(jìn)入壓油窗口，壓力逐漸上升，從而消除困油現(xiàn)象和由于壓力突變而引起的瞬時(shí)流量脈動(dòng)和噪聲（5）葉片傾角 葉片在轉(zhuǎn)子中放置時(shí)應(yīng)當(dāng)有利于葉片在轉(zhuǎn)子的槽中滑動(dòng)，并且磨損要小。 壓力角 越大，F(xiàn)t力越大。當(dāng)轉(zhuǎn)子槽按
18、旋轉(zhuǎn)方向傾斜a角時(shí)，可使原徑向排置葉片的壓力角減少為，這樣就可以減少與葉片垂直的力Ft，使葉片在轉(zhuǎn)子槽中移動(dòng)靈活，減少磨損。由于不同轉(zhuǎn)角處的定子曲線的法線方向不同，由理論和實(shí)踐得出，一般葉片傾角a=1014注意：由于葉片傾斜一個(gè)角度安裝，轉(zhuǎn)子必須朝傾斜的方向旋轉(zhuǎn)，也就是葉片頂部按轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)方向往前傾斜。高壓雙作用葉片泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（1）端面間隙的自動(dòng)補(bǔ)償 為了減小端面泄漏，采取的間隙自動(dòng)補(bǔ)償措施是將右配流盤的右側(cè)與壓油腔連通，使配流盤在液壓力作用下壓向定子。泵的工作壓力愈高，配油盤就會(huì)愈加貼緊定子。（2）減小葉片對(duì)定子的作用力 1)減小作用在葉片底部的油液壓力，將泵的壓油腔的油液通過(guò)阻尼槽或內(nèi)裝式
19、小減壓閥通到吸油區(qū)的葉片底部，以減小壓力。 2）減小葉片底部受壓力油作用的面積?？梢杂脺p小葉片厚度的辦法來(lái)減少壓力油對(duì)葉片底部的作用力。但受目前材料工藝的限制，葉片不能做得太薄，一般厚度為1.8-2.5mm。（3）采取雙葉片結(jié)構(gòu) 如圖所示。在轉(zhuǎn)子2的槽中裝有兩個(gè)葉片1，它們之間可以相對(duì)自由滑動(dòng)，在葉片頂端和兩側(cè)面倒角之間構(gòu)成V形通道，使葉片底部的壓力油經(jīng)過(guò)通道進(jìn)入葉片頂部，因此使葉片底部和頂部的壓力相等，適當(dāng)選擇葉片頂部棱邊的寬度，即可保證葉片頂部有一定的作用力壓向定子3，同時(shí)又不至于產(chǎn)生過(guò)大的作用力而引起定子的過(guò)度磨損。（4）采用子母葉片結(jié)構(gòu) 采用子母葉片結(jié)構(gòu)減小葉片底部承受壓力油作用的寬度
20、或采用階梯葉片。 這種方法可以用于額定壓力達(dá)21MPa的高壓葉片泵上。第四節(jié) 柱塞泵 柱塞泵是依靠柱塞在其缸體內(nèi)做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)時(shí)所造成的密封工作腔的容積變化來(lái)實(shí)現(xiàn)吸油和壓油的。由于構(gòu)成密封工作腔的構(gòu)件柱塞和缸體內(nèi)孔均為圓柱表面，加工方便，容易得到較高的配合精度，密封性能好，容積效率高。故可以達(dá)到很高的工作壓力。 同時(shí)，這種泵只要改變柱塞的工作行程就可以很方便地改變其流量，易于實(shí)現(xiàn)變量。因此，在高壓、大流量、大功率的液壓系統(tǒng)中和流量需要調(diào)節(jié)的場(chǎng)合，如在龍門刨床、拉床、液壓機(jī)、工程機(jī)械、礦山機(jī)械、船舶機(jī)械等等上面得到廣泛應(yīng)用。 柱塞泵的分類： 柱塞泵按照柱塞的排列和運(yùn)動(dòng)方向不同，分為徑向柱塞泵和軸
21、向柱塞泵； 軸向柱塞泵按照配流方式的不同，分為直軸式（斜盤式）和斜軸式（擺缸式）。工作原理： 柱塞泵是依靠柱塞在其缸體內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)密封工作腔的容積變化來(lái)實(shí)現(xiàn)吸油和壓油的。 這類泵泄漏小，容積效率高，可以在高壓下工作一、徑向柱塞泵流量計(jì)算徑向柱塞泵的特點(diǎn)：柱塞在轉(zhuǎn)子內(nèi)是徑向排列的，所以徑向尺寸大，旋轉(zhuǎn)慣性大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。柱塞與定子為點(diǎn)接觸，接觸應(yīng)力高配油軸受到徑向不平衡液壓力的作用，易磨損，摩損后間隙不能補(bǔ)償，泄漏大，故這種泵的工作壓力、容積效率和泵的轉(zhuǎn)速都比軸向柱塞泵低定子與轉(zhuǎn)子偏心安裝，改變偏心距e值可改變泵的排量，因此徑向柱塞泵可做變量泵使用。有的徑向柱塞泵的偏心距e可從正值變到負(fù)值，改變偏
22、心的方向，泵的吸油方向和排油方向也發(fā)生變化，成為雙向徑向柱塞變量泵由其特點(diǎn)所決定，徑向柱塞泵廣泛地用于低速、高壓、大功率的拉床、插床和刨床的液壓傳動(dòng)的主運(yùn)動(dòng)中二、軸向柱塞泵1、 斜盤式軸向柱塞泵 （1）工作原理 該泵由傳動(dòng)軸、斜盤、柱塞、缸體、配油盤等零件組成。傳動(dòng)軸和缸體固連在一起，缸體上在直徑為D 的圓周上均勻地排列著若干個(gè)軸向孔，柱塞沿軸向均勻布置，可在孔內(nèi)滑動(dòng)。 斜盤的軸線與轉(zhuǎn)動(dòng)軸呈（）角。 柱塞靠彈簧或底部的低壓油作用，使其球形端部緊壓在斜盤上，當(dāng)傳動(dòng)軸按圖示方向帶動(dòng)缸體一起回轉(zhuǎn)時(shí)(斜盤和配油盤不動(dòng))，柱塞會(huì)從缸體孔中逐漸向外伸出，柱塞密封工作腔(由柱塞端面與缸體內(nèi)孔圍成的容腔)的容
23、積不斷擴(kuò)大，形成部分真空，將液壓油從油箱經(jīng)油管、進(jìn)油窗口a吸進(jìn)來(lái)，隨著旋轉(zhuǎn)柱塞又會(huì)向缸體孔內(nèi)逐漸縮回，使密封工作腔的容積不斷減小，壓力增大，油液從配油窗口b向外壓出，缸體每轉(zhuǎn)一周，每個(gè)柱塞吸油、壓油一次，當(dāng)缸體連續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí)，就不斷輸出壓力油。 改變斜盤傾角，可改變柱塞往復(fù)行程的大小，也就改變了排量，改變斜盤傾角的傾斜方向(泵的轉(zhuǎn)向不變)，可使泵的進(jìn)、出油口互換，成為雙向變量泵。 （2）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1）有一斜盤，斜盤軸線與轉(zhuǎn)軸有一傾角(夾角)；2）柱塞軸向排列，保持柱塞頂部與斜盤面接觸；3）配油盤不動(dòng)，其配油口相應(yīng)與吸、壓油管相通。（3）排量和流量 柱塞泵也有流量波動(dòng)，奇數(shù)柱塞比偶數(shù)柱塞脈動(dòng)較小，所以
24、一般柱塞泵的柱塞數(shù)取7、9或11，工作壓力高(常用壓力2040MPa，最高可達(dá)80MPa)。（4）軸向柱塞泵優(yōu)點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)緊湊，徑向尺寸小，慣性小，容積效率高，工作壓力也很大，目前最高壓力可達(dá)40MPa，甚至更高，一般用于工程機(jī)械、壓力機(jī)等高壓系統(tǒng)。缺點(diǎn)： 因?yàn)橹S向安裝，所以軸向尺寸較大， 軸向作用力也很大，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。（5）柱塞泵的優(yōu)點(diǎn)v 參數(shù)高： 額定壓力高，轉(zhuǎn)速高，泵的驅(qū)動(dòng)功率大；v 效率高： 容積效率為95左右，總效率 為90左右；v 壽命長(zhǎng)；v 變量方便，形式多。 柱塞泵的缺點(diǎn)：q 結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，零件數(shù)較多；q 制造工藝要求較高，成本較貴；q 對(duì)油液的污染較敏感，要求較多的過(guò)濾精度
25、，對(duì)使用和維護(hù)要求較高；第五節(jié) 液壓泵的選用一、選擇液壓泵的原則 是否要求變量：徑向柱塞泵、軸向柱塞泵、單作用葉片泵是變量泵。 工作壓力：柱塞泵壓力31.5MPa；葉片泵壓力6.3MPa,高壓化以后可達(dá)16MPa；齒輪泵壓力2.5MPa，高壓化以后可達(dá)21MPa。 工作環(huán)境：齒輪泵的抗污染能力最好。 噪聲指標(biāo)：低噪聲泵有內(nèi)嚙合齒輪泵、雙作用葉片泵和螺桿泵，雙作用葉片泵和螺桿泵的瞬時(shí)流量均勻。 效率：軸向柱塞泵的總效率最高；同一結(jié)構(gòu)的泵，排量大的泵總效率高；同一排量的泵在額定工況下總效率最高。二、液壓泵壓力大小的選用 液壓泵的選擇，通常是先根據(jù)對(duì)液壓泵的性能要求來(lái)選定液壓泵的型式，再根據(jù)液壓泵所
26、應(yīng)保證的壓力和流量來(lái)確定它的具體規(guī)格。 液壓泵的的工作壓力是根據(jù)執(zhí)行元件的最大工作壓力來(lái)決定的，考慮到各種壓力損失，泵的最大工作壓力P泵可按下式確定：P泵k壓P缸 式中：P泵 一液壓泵所需要提供的壓力，Pa, k壓一 系統(tǒng)中壓力損失系數(shù)，取1.3 1.5 P缸 一液壓缸中所需的最大工作壓力，Pa 液壓泵的產(chǎn)品樣本中表明的最大工作壓力和額定壓力，選用時(shí)應(yīng)使額定壓力等于或大于計(jì)算值。三、液壓泵流量大小的選用 液壓泵的輸出流量應(yīng)滿足執(zhí)行元件最高運(yùn)動(dòng)速度的要求。 輸出流量取決于系統(tǒng)所需最大流量及泄漏量，即q泵K流q缸式中： q泵液壓泵所需輸出的流量，m3/min。 K流系統(tǒng)的泄漏系數(shù)，取1.1 1.3
27、 q缸一液壓缸所需提供的最大流量，m3/min。 求出泵的輸出流量后，按產(chǎn)品樣本選取額定流量等于或稍大于計(jì)算出的泵流量。由計(jì)算所得的流量選用泵有以下幾種情況：如果系統(tǒng)由單泵供給一個(gè)執(zhí)行元件，則按執(zhí)行元件的最高速度要求選用液壓泵。如果系統(tǒng)由雙泵供油，則按工作進(jìn)給的最高工進(jìn)速度要求選用小流量泵；快速進(jìn)給由雙泵同時(shí)供油，應(yīng)按快速進(jìn)給的速度要求，求出快速進(jìn)給的需油量，從中減去工作進(jìn)給的小流量泵的流量，即為大流量泵的流量。系統(tǒng)由一臺(tái)液壓泵供油給幾個(gè)執(zhí)行元件，則應(yīng)計(jì)算出各個(gè)階段每個(gè)執(zhí)行元件所需流量，做出流量循環(huán)圖，按最大流量選取泵的流量。多個(gè)執(zhí)行元件同時(shí)動(dòng)作，應(yīng)按同時(shí)動(dòng)作的執(zhí)行元件的最大流量之和確定泵的流
28、量。如果系統(tǒng)中有蓄能器做執(zhí)行元件的能源補(bǔ)充，則泵的流量規(guī)格可選小些對(duì)于工作過(guò)程始終用節(jié)流閥調(diào)速的系統(tǒng)，在確定泵的流量時(shí)，還應(yīng)加上溢流閥的最小溢流量(一般取3Lmin)。 在P泵、q泵求出以后，就可具體選擇液壓泵的規(guī)格，選擇時(shí)應(yīng)使實(shí)際選用泵的額定壓力大于所求出的P泵值，通常可放大25%。泵的額定流量略大于或等于所求出的q缸值即可。四、液壓泵拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)的選擇 驅(qū)動(dòng)液壓泵所需的電動(dòng)機(jī)功率可按下式確定：（KW）式中：PM電動(dòng)機(jī)所需的功率，kw p泵泵所需的最大工作壓力，MPa, q泵泵所需輸出的最大流量，L/min 泵的總效率。 各種泵的總效率大致為：齒輪泵0.60.7，葉片泵0.60.75；柱塞泵0.80.85。 液壓泵產(chǎn)品說(shuō)明書中，附有液壓泵拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)的功率數(shù)值，此值是指液壓泵在額定流量及額定壓力下的值，大多數(shù)情況下液壓泵的實(shí)際工作壓力比額定工作壓力小，所以最好按實(shí)際工作壓力計(jì)算和選取拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率，可避免能源浪費(fèi)，應(yīng)用中可通過(guò)減速器來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的匹配。 小結(jié)：1、液壓泵的工作原理及性能參數(shù)2、齒輪泵的工作原理及特點(diǎn)3、葉片泵的工作原理及特點(diǎn)4、柱塞泵的工作原理及特點(diǎn)5、液壓泵的選用課后作業(yè)：復(fù)習(xí)本節(jié)課所教內(nèi)容。
液壓與氣壓傳動(dòng) 第三章 液壓動(dòng)力元件
