液压动力元件.ppt

1、,第二章 液压泵和液压马达,介绍,液压泵和液压马达的工作原理； 液压泵和液压马达的基本性能：压力、流量、效率及其关系； 三种类型的泵（马达）的结构、工作原理、优缺点、应用场合。,液压系统中的能量转换,2-1 概述,液压泵,液压马达,液压系统中的能量转换,2-1 概述,液压泵是将电机输出的机械能(转矩 和角速度 的乘积)转变为液压能(液压泵的输出压力 和输出流量 的乘积)，为系统提供一定流量和压力的油液，是液压系统中动力源；,液压马达是将系统的液压能(液压马达的输入压力 和输入流量 的乘积)转变为机械能(液压马达输出转矩 和角速度 的乘积)，使系统输出一定的转矩和转速，驱动工作部件运动；,一、液

2、压泵和液压马达的工作原理和特点,2-1 概述,1凸轮 2柱塞 3弹簧 4密封油腔 5、6单向阀,一、液压泵和液压马达的工作原理和特点,2-1 概述,容积式泵（液压马达）的工作原理：,泵的工作原理：形成若干个密封的工作腔，当密封工作腔的容积从小向大变化时，形成部分真空、吸油；当密封工作腔的容积从大向小变化时，进行压油（排油）,液压马达的工作原理：形成若干个密封的工作腔，进油时，密封工作腔的容积从小向大变化；排油时，密封工作腔的容积从大向小变化时。（其输出是转矩和转速）,一、液压泵和液压马达的工作原理和特点,2-1 概述,液压泵正常工作的必备条件,具有密封容积（密封工作腔）； 密封容积能交替变化；

3、 具有配流装置。其作用是保证密封容积在吸油过程中与油箱相通，同时关闭供油通路；压油时与供油管路相通，而与油箱切断； 吸油过程中油箱必须与大气相通。,二、液压泵和液压马达的基本性能,2-1 概述,1、工作压力和公称压力,液压泵的工作压力：指泵出口处的实际压力，即液压泵所输出的油液为克服阻力所必须建立起来的压力。泵的工作压力取决于泵的总负载。,液压马达的工作压力：指液压观达输入油液的实际压力，其大小同样也是取决于液压马达的负载。,二、液压泵和液压马达的基本性能,2-1 概述,1、工作压力和公称压力,液压泵的公称压力：液压泵工作压力的最高限值。,液压马达的公称压力：液压马达工作压力的最高限值。,液压

4、泵的液压马达的公称压力均取决于它们本身结构的密封性和规定的使用寿命。,二、液压泵和液压马达的基本性能,2-1 概述,2、排量和流量,液压泵的排量是指在没有泄漏的情况下，液压泵每转一转所排出的油液体积。,液压泵的排量仅仅取决于密封工作油腔每转变化的容积而与转速无关。,液压泵的理论流量是指在没有泄漏的情况下，单位时间内输出的油液体积，它等于排量和转速的乘积，即,二、液压泵和液压马达的基本性能,2-1 概述,2、排量和流量,液压马达的排量是指在没有泄漏的情况下，液压马达每转一转所输入的油液体积。,液压马达的理论流量是指在没有泄漏的情况下，单位时间内输入的油液体积，它等于排量和转速的乘积，即,二、液压

5、泵和液压马达的基本性能,2-1 概述,3、功率和效率,理论功率：,二、液压泵和液压马达的基本性能,2-1 概述,3、功率和效率,容积损失：指因泄漏而造成的流量损失。,对于液压泵，容积效率 表现为实际流量与理论流量之比。,对于液压马达，容积效率 表现为理论流量与实际输入流量之比。,二、液压泵和液压马达的基本性能,2-1 概述,3、功率和效率,液压泵和液压马达的流量压力特性曲线,液压泵 液压马达,二、液压泵和液压马达的基本性能,2-1 概述,3、功率和效率,机械损失：指因摩擦而造成的转矩上的损失。,对于液压泵，机械效率表现为理论输入转矩与实际输入转之比。,对于液压马达，机械效率表现为实际输出转矩与

6、理论转矩之比。,二、液压泵和液压马达的基本性能,2-1 概述,3、功率和效率,总效率：输出功率与输入功率之比,对于液压泵，,对于液压马达，,液压泵（液压马达）的总效率等于其容积效率与机械效率的乘积,二、液压泵和液压马达的类型,2-1 概述,3、功率和效率,液压泵的输入功率又可表示为,液压马达的输出转矩可表示为,若马达的出口压力不为零，则：,为马达的入口压力与出口压力之差,三、液压泵和液压马达的类型,2-1 概述,1、类型,液压泵 （液压马达）,柱塞式,叶片式,齿轮式,轴向柱塞式 径向柱塞式,单作用叶片式 双作用叶片式,外啮何式 内啮合式,三、液压泵和液压马达的类型,2-1 概述,1、类型,液压

7、泵 （液压马达）,定量式,变量式,手动调节排量 自动调节排量,恒压式 限压式 恒功率 恒 流量,三、液压泵和液压马达的类型,2-1 概述,1、类型,（液压马达）,高速小扭矩液压马达 低速大扭矩液压以达,三、液压泵和液压马达的类型,2-1 概述,1、符号,三、液压泵和液压马达的类型,2-1 概述,2、符号（新标准）,一、齿轮泵的构造和工作原理,2-2 齿轮泵,二、齿轮泵的流量,2-2 齿轮泵,1、流量计算,齿轮泵的排量q是其两个齿轮的齿间容积之总和,2、流量脉动,二、齿轮泵的流量,2-2 齿轮泵,3、空穴现象,提高转速可增大流量，但若转速过高，油液在离心力的作用下不易填满齿间，形成“空穴现象”，

8、并会使容积效率降低。,4、增大流量的途径,提高转速 增大模数 增加齿数 增大齿宽,三、困油现象,2-2 齿轮泵,解决措施：开卸荷槽,四、径向力不平衡,2-2 齿轮泵,解决措施：1、开平衡；2、缩小压油口。,五、齿轮泵的泄漏,2-2 齿轮泵,齿顶圆与壳体内孔之间的径向间隙； 齿轮端面与侧盖之间的轴向间隙； 齿宽方向上的不完全啮合造成的齿面间隙。,1、泄漏途径：,其中，途径 2）是最主要的泄漏途径，约占总泄漏的7580。,五、齿轮泵的泄漏,2-2 齿轮泵,浮动轴套； 浮动（弹性）侧板。,2、补偿轴向间隙的措施,引入压力油,一、双作用叶片泵,2-3 叶片泵,1、双作用叶片泵的工作原理,1）组成:,2

9、）工作原理,1转子 2定子 3叶片 4配油盘,双作用：指每转有两次吸油压油过程。,卸荷式叶片泵,一、双作用叶片泵,2-3 叶片泵,1、双作用叶片泵的工作原理,3）定子内表面形状,一、双作用叶片泵,2-3 叶片泵,2、双作用叶片泵的结构特点,1）叶片倾角,一、双作用叶片泵,2-3 叶片泵,2、双作用叶片泵的结构特点,2）定子曲线,一、双作用叶片泵,2-3 叶片泵,2、双作用叶片泵的结构特点,2）定子曲线,一、双作用叶片泵,2-3 叶片泵,2、双作用叶片泵的结构特点,2）定子曲线,一、双作用叶片泵,2-3 叶片泵,2、双作用叶片泵的结构特点,2）定子曲线,一、双作用叶片泵,2-3 叶片泵,2、双作

10、用叶片泵的结构特点,3）配油盘的三角槽,减缓流量和压力的脉动并降低噪声,一、双作用叶片泵,2-3 叶片泵,3、双作用叶片泵的流量,1）流量计算,2）流量稳定性,一、双作用叶片泵,2-3 叶片泵,4、高压叶片泵的结构特点,一、双作用叶片泵,2-3 叶片泵,4、高压叶片泵的结构特点（子母叶片）,小叶片,一、双作用叶片泵,2-3 叶片泵,4、高压叶片泵的结构特点（阶梯叶片）,二、单作用叶片泵,2-3 叶片泵,1、结构及工作原理,1）结构,2）工作原理,1转子 2定子 3叶片 配油盘（侧面）,单作用,非卸荷式泵 径向力不平衡 平量泵,二、单作用叶片泵,2-3 叶片泵,2、流量计算,1）排量,2）流量,

11、三、叶片马达,2-3 叶片泵,一、径向柱塞泵的工作原理和流量计算,2-4 柱塞泵和柱塞马达,二、轴向柱塞泵的工作原理和流量计算,2-4 柱塞泵和柱塞马达,二、轴向柱塞泵的工作原理和流量计算,2-4 柱塞泵和柱塞马达,轴向柱塞泵式手动变量泵,2-4 柱塞泵和柱塞马达,三、轴向柱塞液压马达的工作原理和结构,2-4 柱塞泵和柱塞马达,三、轴向柱塞液压马达的工作原理和结构,2-4 柱塞泵和柱塞马达,1、限压式变量泵的工作原理和结构,2-5 液压泵的流量调节,2、限压式变量泵的静态特性,2-5 液压泵的流量调节,静态特性：流量压差特性,2、限压式变量泵的静态特性,2-5 液压泵的流量调节,静态特性：流量

12、压差特性,可求得：,结构图,3、限压式变量泵的优缺点及应用,2-5 液压泵的流量调节,限压式变量叶片泵与双作用定量叶片泵相比：结构复杂，尺寸大，相对运动的机件多，轴上受单向径向液压力大，故泄漏大，容积效率和机械效率较低。由于流量有脉动和困油现象的存在，因而压力脉动和噪声大，工作压力的提高受到限制;,限压式变量叶片泵的流量压力特性正好满足既要实现快速行程又要实现工作进给的工作部件对液压源的要求。,4、限压式变量泵的典型结构,2-5 液压泵的流量调节,机床常用液压泵性能比较,本章小结,一、主要概念,1、容积式泵（液压马达）的工作原理； 2、泵和液压马达的工作压力、排量、理论流量、实际流量、容积效率、输入转矩（泵）、输出转矩（马达）、机械效率、输入、输出功率、总效率、各量的单位（量纲）及相关量间的关系；,本章小结,一、主要概念,3、常用泵齿轮泵、叶片泵、柱塞泵及相应马达的结构特点、主要优缺点及应用场合； 4、外反馈限压式变量叶片泵的特性曲线（曲线的形状、形状分析、及影响曲线形状的因素）； 5、泵和液压马达的职能符号。,本章小结,二、计算,对泵、液压马达的流量（理论流量、实际流量）、工作压力、输入、输出功率、效率（容积效率、机械效率）、转矩、转速等进行计算，以便进行液压回路、系统的设计、液压元件的选择或判断所设计的系统性能指标是否满足负载要求。,