《液壓動力元件》PPT課件.ppt

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第二章液壓動力元件,答疑地點(diǎn)：5號樓409答疑時間：周四20：00～21：30,第二章液壓動力元件,第二章液壓動力元件－液壓泵,第一節(jié)概述第二節(jié)柱塞泵第三節(jié)葉片泵第四節(jié)齒輪泵第五節(jié)液壓泵的選擇本章重點(diǎn)提示,第二章第一節(jié)液壓泵概述,第一節(jié)液壓泵概述,液壓泵的工作原理及特點(diǎn)液壓泵的職能符號★液壓泵的主要性能參數(shù)★液壓泵的特性曲線液壓泵分類,第二章第一節(jié)液壓泵概述,一、液壓泵的工作原理及特點(diǎn),液壓泵由原動機(jī)驅(qū)動，把輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為油液的壓力能，再以壓力、流量的形式輸入到系統(tǒng)中去，是液壓系統(tǒng)的動力源。液壓泵都是依靠密封容積變化的原理來進(jìn)行工作的，故一般稱為容積式液壓泵。閥配流，自吸泵。排量：,,1－偏心輪，2－柱塞，3－缸體4－彈簧，a－密封油腔，5、6－單向閥,第二章第一節(jié)液壓泵概述,(1)具有若干個密封且又可以周期性變化空間。密閉容積的大小隨運(yùn)動件的運(yùn)動作周期性的變化，容積由小變大——吸油，由大變小——壓油；(2)液壓泵吸油的實(shí)質(zhì)是油箱內(nèi)液體在大氣壓下進(jìn)入具有一定真空度的吸油腔。吸油腔能夠自動增大的稱為自吸式泵。(3)具有相應(yīng)的配流機(jī)構(gòu)，將吸油腔和排液腔隔開，保證液壓泵有規(guī)律地、連續(xù)地吸、排液體。結(jié)構(gòu)原理不同，其配油機(jī)構(gòu)也不相同。(4)泵每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)排出的油液體積稱為排量，排量只與泵的結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)。,,一、液壓泵的工作原理及特點(diǎn),第二章第一節(jié)液壓泵概述,二、職能符號,單向定量泵單向變量泵雙向定量泵雙向變量泵,,第二章第一節(jié)液壓泵概述,三、性能參數(shù)－1.壓力（N/m2）,吸油腔的壓力決定于吸油高度和吸油管路的阻力；壓油腔的壓力則取決于外負(fù)載和排油管路的壓力損失。工作壓力p：液壓泵實(shí)際工作時的輸出壓力，也稱系統(tǒng)壓力。工作壓力的大小取決于外負(fù)載的大小和排油管路上的壓力損失,而與液壓泵的流量無關(guān)。額定壓力ps：液壓泵在正常工作條件下,按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的最高壓力，也稱標(biāo)牌壓力。吸入壓力：泵進(jìn)口處壓力，自吸泵吸入壓力低于大氣壓。,第二章第一節(jié)液壓泵概述,三、性能參數(shù)－2.排量和流量,排量V(cm3/r):液壓泵軸轉(zhuǎn)一周，由其密封容腔幾何尺寸變化計(jì)算而得的排出液體的體積。理論流量qt（m3/s）:不考慮液壓泵的泄漏流量的情況下,在單位時間內(nèi)所排出的液體體積。理論流量取決于液壓泵的有關(guān)幾何尺寸和轉(zhuǎn)速，而與排油壓力無關(guān)。實(shí)際流量q：液壓泵在某一具體工況下,單位時間內(nèi)所排出的液體體積稱為實(shí)際流量。額定流量qs：液壓泵在正常工作條件下,按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定（如在額定壓力和額定轉(zhuǎn)速下）必須保證的流量。容積效率ηv：ηv=q/qt,第二章第一節(jié)液壓泵概述,三、性能參數(shù)－3.功率和效率,機(jī)械效率?m：實(shí)際輸入轉(zhuǎn)矩T>理論上所需要的轉(zhuǎn)矩Tt輸入功率Pi：作用在液壓泵主軸上的機(jī)械功率。輸出功率Po：液壓泵輸出的液壓功率。,第二章第一節(jié)液壓泵概述,三、性能參數(shù)－3.功率和效率,液壓泵的總效率：是指液壓泵的實(shí)際輸出功率與其輸入功率的比值,即：液壓泵的總效率等于其容積效率與機(jī)械效率的乘積。,第二章第一節(jié)液壓泵概述,三、性能參數(shù)－4、轉(zhuǎn)速,額定轉(zhuǎn)速ns：額定壓力下能連續(xù)長時間正常運(yùn)轉(zhuǎn)的最高轉(zhuǎn)速。最高轉(zhuǎn)速nmax：額定壓力下允許短時間運(yùn)行的最高轉(zhuǎn)速。最低轉(zhuǎn)速nmin：正常運(yùn)轉(zhuǎn)允許的最低轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速范圍：nmax－nmin,第二章第一節(jié)液壓泵概述,例題,例題2－1某液壓系統(tǒng)，泵的排量V＝10mL/r，電機(jī)轉(zhuǎn)速n＝1200rpm，泵的輸出壓力p=5Mpa,泵容積效率ηv＝0.92，總效率η＝0.84，求：1）泵的理論流量；2）泵的實(shí)際流量；3）泵的輸出功率；4）驅(qū)動電機(jī)功率。,第二章第一節(jié)液壓泵概述,解答,解：1）泵的理論流量qt=Vn10-3=10120010-3＝12L/min2)泵的實(shí)際流量q＝qt.ηv＝120.92＝11.04L/min3)泵的輸出功率4）驅(qū)動電機(jī)功率,,第二章第一節(jié)液壓泵概述,四、液壓泵特性曲線,它表示液壓泵的工作壓力與容積效率(或?qū)嶋H流量)、總效率和輸入功率之間的關(guān)系。由圖示性能曲線可以看出：容積效率隨壓力增高而減小，壓力為零時，泄漏流量為零,容積效率ηv＝100％,實(shí)際流量等于理論流量。總效率隨工作壓力增高而增大，接近額定壓力時效率有一個最高值。,,第二章第一節(jié)液壓泵概述,五、液壓泵類型,結(jié)構(gòu)形式:齒輪泵、葉片泵、柱塞泵和螺桿泵等泵的輸出排量能否調(diào)節(jié):定量泵和變量泵泵的額定壓力的高低:低壓泵、中壓泵和高壓泵進(jìn)出油口方向：單向泵、雙向泵,,,第二章第二節(jié)柱塞泵,第二節(jié)柱塞泵,軸向式,徑向式,第二章第二節(jié)柱塞泵,概述,特點(diǎn)：容積效率高，壓力高。（ηv=0.98,p=40Mpa）（柱塞和缸體均為圓柱表面,易加工,精度高，內(nèi)泄小）結(jié)構(gòu)緊湊、徑向尺寸小，轉(zhuǎn)動慣量小;易于實(shí)現(xiàn)變量；構(gòu)造復(fù)雜,成本高；對油液污染敏感。應(yīng)用：用于高壓、高轉(zhuǎn)速的場合。,徑向柱塞泵軸向柱塞泵,第二章第二節(jié)柱塞泵,一、徑向柱塞泵,移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,1、工作原理：密閉容腔：柱塞底部的容積；定子與轉(zhuǎn)子之間的偏心距；固定配流軸；,第二章第二節(jié)柱塞泵,,,第二章第二節(jié)柱塞泵,2、排量和流量計(jì)算,設(shè)轉(zhuǎn)子和定子之間的偏心距為e，則柱塞在缸體孔中的行程為2e，設(shè)柱塞個數(shù)為z，直徑為d，泵的排量為：設(shè)泵的轉(zhuǎn)數(shù)為n，容積效率為，則泵的實(shí)際輸出流量為：,第二章第二節(jié)柱塞泵,3、結(jié)構(gòu)特點(diǎn),配流軸配流，因配流軸上與吸、壓油窗口對應(yīng)的方向開有平衡油槽，使液壓徑向力得到平衡，容積效率較高。柱塞頭部裝有滑履，滑履與定子內(nèi)圓為面接觸，接觸面比壓很小?？梢詫?shí)現(xiàn)多泵同軸串聯(lián)，液壓裝置結(jié)構(gòu)緊湊。改變定子相對缸體的偏心距可以改變排量，且變量方式多樣。,第二章第二節(jié)柱塞泵,4、負(fù)載敏感變量徑向柱塞泵,泵輸出流量適應(yīng)執(zhí)行元件所需流量。泵出口壓力隨負(fù)載壓力變化而變化，自動調(diào)整。,,,第二章第二節(jié)柱塞泵,密封工作腔（缸體孔、柱塞底部）吸油過程：柱塞伸出→V↑→p↓→吸油；排油過程：柱塞縮回→V↓→p↑→排油。斜盤式（直軸式）：斜盤與缸體軸線傾斜一角度。斜軸式（擺缸式）：缸體軸線與傳動軸線成一傾斜角度。,二、軸向柱塞泵,第二章第二節(jié)柱塞泵,*缸體轉(zhuǎn)動*斜盤、配油盤不動,1、工作原理：缸體、柱塞、配油盤、斜盤,*柱塞伸出,低壓油機(jī)械裝置,斜盤式軸向柱塞泵,吸油,壓油,第二章第二節(jié)柱塞泵,,,,,第二章第二節(jié)柱塞泵,,第二章第二節(jié)柱塞泵,,,傳動軸,,柱塞,第二章第二節(jié)柱塞泵,2.排量及流量,排量:,一個密封空間:,流量:,式中：d-柱塞直徑D-柱塞分布圓直徑δ-斜盤傾角z-柱塞數(shù),第二章第二節(jié)柱塞泵,q∝tgδ,δ↑q↑;δ↓q↓。改變δ的大小——變量泵；改變δ的方向——雙向泵。,流量脈動率：,結(jié)論：柱塞數(shù)為奇數(shù)時流量脈動小，柱塞數(shù)越多，脈動越小。一般取z=7、9、11,為限制柱塞所受的液壓側(cè)向力不致過大，斜盤的最大傾角一般小于18-20,第二章第二節(jié)柱塞泵,3、結(jié)構(gòu)特點(diǎn),軸向柱塞泵:主體+變量機(jī)構(gòu)主體機(jī)構(gòu)特點(diǎn)：,滑靴結(jié)構(gòu)：降低接觸應(yīng)力，減小磨損中心彈簧機(jī)構(gòu)：柱塞的伸出，由彈簧壓緊壓盤，有自吸能力。三對磨擦副：柱塞與缸體孔，缸體與配流盤，滑履與斜盤。容積效率較高，額定壓力可達(dá)32MPa。泵體上有泄漏油口：元件零壓，散熱。傳動軸是懸臂梁，缸體外大軸承支承：不易高速,第二章第二節(jié)柱塞泵,3、結(jié)構(gòu)特點(diǎn),配流盤：為防止密閉容積在吸、壓油轉(zhuǎn)換時因壓力突變引起的壓力沖擊，在配流盤的配流窗口前端開有減振槽或減振孔。,第二章第二節(jié)柱塞泵,3、結(jié)構(gòu)特點(diǎn),手動變量機(jī)構(gòu)：結(jié)構(gòu)簡單,但操縱不輕便,且不能在工作過程中變量。伺服變量機(jī)構(gòu)：是通過操作液壓伺服閥動作,利用泵輸出的壓力油推動變量活塞來實(shí)現(xiàn)變量的。故加在拉桿上的力很小,控制靈敏。,第二章第二節(jié)柱塞泵,通軸式柱塞泵,通軸兩端滾動軸承支撐，改善受力狀態(tài)，提高轉(zhuǎn)速；變量機(jī)構(gòu)與傳動軸平行，并作用與斜盤外緣，徑向尺寸減小，操縱力減小。傳動軸較粗，避免受力變形。,,第二章第二節(jié)柱塞泵,和上述直軸式相比,其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,外形尺寸和重量均較大。變量范圍大、強(qiáng)度高。,三、斜軸式柱塞泵,第二章第二節(jié)柱塞泵,缸體軸線與傳動軸不在一條直線上，它們之間存在一個擺角β，柱塞與傳動軸之間通過連桿連接。傳動軸旋轉(zhuǎn)通過連桿撥動缸體旋轉(zhuǎn)，強(qiáng)制帶動柱塞在缸體孔內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動。特點(diǎn)：可增大擺角來增大流量，可達(dá)25，且耐沖擊、壽命長。,（一）工作原理及特點(diǎn),第二章第二節(jié)柱塞泵,（二）恒功率變量軸向柱塞泵,,泵輸出流量隨壓力升高而減小。功率不變。,第二章第二節(jié)柱塞泵,四、常見故障及排除方法,,第二章第三節(jié)葉片泵,第三節(jié)葉片泵,第二章第三節(jié)葉片泵,第三節(jié)葉片泵,優(yōu)點(diǎn)：輸出流量均勻、脈動小、噪聲低、體積小。缺點(diǎn)：自吸性能差、對油液污染敏感、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，轉(zhuǎn)速受限制：600－2000rpm。,分類,單作用,雙作用,每轉(zhuǎn)吸、壓油一次,每轉(zhuǎn)吸、壓油兩次,第二章第三節(jié)葉片泵,一、雙作用葉片泵,1.結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：●定子和轉(zhuǎn)子同心；●定子內(nèi)曲線由四段圓弧和四段過渡曲線組成；●葉片底部通壓力油；●配油盤上有四個月牙形窗口。,第二章第三節(jié)葉片泵,2.工作原理,旋轉(zhuǎn)一周，完成二次吸油，二次排油——雙作用泵徑向力平衡——平衡式葉片泵（兩個吸油區(qū)，兩個排油區(qū)的中心夾角是對稱的）為了要使徑向力完全平衡,密封空間數(shù)(即葉片數(shù))應(yīng)當(dāng)是雙數(shù)。,,第二章第三節(jié)葉片泵,3.排量計(jì)算和流量脈動,其中：B-葉片寬度；R-定子長軸半徑r-定子短軸半徑；θ–葉片傾角S–葉片厚度可見，流量與結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)，只能做定量泵使用。,1）排量與流量：,V′=2z（1/2）β(R2-r2)B=2π(R2-r2)B,,（不考慮葉片厚度）,（考慮葉片厚度）,第二章第三節(jié)葉片泵,3.流量計(jì)算和流量脈動,2)流量脈動：,一般取z=12、16片(取4的倍數(shù)）,理論上每一瞬間密封容積的變化一樣，制造時長、短徑圓弧很難保證同心。,第二章第三節(jié)葉片泵,4.典型結(jié)構(gòu),第二章第三節(jié)葉片泵,5.結(jié)構(gòu)特點(diǎn),1）葉片傾角,T’=Nsin(β-θ)∵sin(β-θ)＜sinβ∴T’＜T作用：減小切向分力，減輕葉片和槽的磨損，避免卡死。一般取θ=10~14OYB型葉片泵取θ=13O※葉片傾斜放置的泵不能反轉(zhuǎn),受力分析：N,TP,T=Nsinββ——壓力角T∝sinβ,β↑,sinβ↑,T↑危害：葉片和槽磨損，卡死。措施：沿旋轉(zhuǎn)方向前傾θ角,前傾θ角后：N,T’P’壓力角——(β-θ),第二章第三節(jié)葉片泵,5.結(jié)構(gòu)特點(diǎn),開三角槽原因：p↑↑V↓油液倒流。影響：流量脈動，噪聲。措施：開三角槽作用：緩沖，避免壓力突變，減小流量脈動和噪聲。,2)配油盤：因配流盤的兩個吸油窗口和兩個壓油窗口對稱布置。因此作用在轉(zhuǎn)子和定子上的液壓徑向力平衡，軸承承受的徑向力小．壽命長。,第二章第三節(jié)葉片泵,5.結(jié)構(gòu)特點(diǎn),3)定子內(nèi)曲線:由四段圓弧和四段過渡曲線組成的。過渡曲線應(yīng)保證葉片貼緊在定子內(nèi)表面上，保證葉片在轉(zhuǎn)子槽中徑向運(yùn)動時速度和加速度的變化均勻，使葉片對定子的內(nèi)表面的沖擊盡可能小。阿基米德螺旋線、等加速等減速曲線、高次曲線。使相鄰葉片夾角小于圓弧段范圍角，閉死容積轉(zhuǎn)移時不發(fā)生容積變化，無困油現(xiàn)象。,第二章第三節(jié)葉片泵,結(jié)構(gòu)圖,,第二章第三節(jié)葉片泵,雙作用葉片泵為了保證葉片和定子內(nèi)表面緊密接觸，葉片底部都通壓力油腔。當(dāng)葉片處在吸油腔時，葉片底部與頂部作用的壓力差使葉片以很大的力壓向定子內(nèi)表面，加速了定子內(nèi)表面的磨損。影響泵的壽命和額定壓力的提高。所以對高壓葉片泵常采用以下措施來改善葉片受力狀況：,6.提高雙作用葉片泵壓力的措施,第二章第三節(jié)葉片泵,6.提高雙作用葉片泵壓力的措施,1)減小通往吸油區(qū)葉片根部的油液壓力．即在吸油區(qū)葉片根部與壓油腔之間串聯(lián)一減壓閥或阻尼槽，使壓油腔的壓力油經(jīng)減壓后再與葉片根部相通。這樣葉片經(jīng)過吸油腔時，葉片壓向定子內(nèi)表面的作用力不會太大。,第二章第三節(jié)葉片泵,2)減小葉片底部承受壓力油作用的面積。,階梯式葉片（a）子母葉片（b）柱銷式葉片（c）,,第二章第三節(jié)葉片泵,二、單作用葉片泵,1.結(jié)構(gòu)：,轉(zhuǎn)子、定子、葉片、配油盤、殼體、端蓋等。,特點(diǎn)：●定子和轉(zhuǎn)子偏心；●定子內(nèi)曲線是圓；●配油盤有二個月牙形窗口?！袢~片底部通對應(yīng)油區(qū)的壓力油，不受力，僅靠離心力伸出。,第二章第三節(jié)葉片泵,2.工作原理,密封工作腔（轉(zhuǎn)子、定子、葉片、配油盤組成）吸油過程：葉片伸出→V↑→p↓→吸油；排油過程：葉片縮回→V↓→p↑→排油。旋轉(zhuǎn)一周，完成一次吸油，一次排油——單作用泵徑向力不平衡——非平衡式葉片泵（一個吸油區(qū)，一個排油區(qū)）,,第二章第三節(jié)葉片泵,3.排量計(jì)算和流量脈動,1)排量計(jì)算：,式中：B-葉片寬度e–偏心距D-定子內(nèi)徑,流量：,D—2R,可看出改變偏心距e可實(shí)現(xiàn)變量。,第二章第三節(jié)葉片泵,2)流量脈動,流量脈動：,奇數(shù)葉片,偶數(shù)葉片,結(jié)論：z↑,σ↓.奇數(shù)比偶數(shù)時σ小。一般取z=13、15片,第二章第三節(jié)葉片泵,4、特點(diǎn),(1)改變定子和轉(zhuǎn)子之間的偏心便可改變流量。偏心反向時,吸油壓油方向也相反。因此可做為變量泵。(2)壓油腔一側(cè)的葉片底部要通過特殊的溝槽和壓油腔相通。吸油腔一側(cè)的葉片底部要和吸油腔相通。葉片僅由離心力頂在內(nèi)表面上。(3)由于轉(zhuǎn)子受到不平衡的徑向液壓作用力,所以這種泵一般不宜用于高壓。工作壓力最大為7.0Mpa。(4)為了更有利于葉片在慣性力作用下向外伸出，而使葉片有一個與旋轉(zhuǎn)方向相反的傾斜角，稱后傾角，一般為24。,,,第二章第三節(jié)葉片泵,三、限壓式變量葉片泵,1.結(jié)構(gòu)特點(diǎn):彈簧、反饋柱塞、限位螺釘（壓力調(diào)節(jié)螺釘、流量調(diào)節(jié)螺釘）。,2.工作原理：靠反饋力和彈簧力平衡，控制偏心距的大小，來改變流量。,轉(zhuǎn)子中心固定，定子可以水平移動外反饋、限壓,第二章第三節(jié)葉片泵,2、限壓式變量葉片泵的工作原理,pAkx0時：e=e0-xpA=K(x0+x)e=e0-A(p-pB)/K(p>=pB)p?e?q?pc=K(e0+x0)/A時：e=0q=0pc稱為極限壓力,第二章第三節(jié)葉片泵,3、特性曲線,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(diǎn)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pB大小，亦即改變B點(diǎn)的位置，使BC線段左右平移;改變彈簧剛度k，則可改變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。,,第二章第三節(jié)葉片泵,5.優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用,優(yōu)點(diǎn)：功率利用合理，簡化液壓系統(tǒng)缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，泄漏增加，ηm↓，ηv↓應(yīng)用：要求執(zhí)行元件有快速、慢速和保壓的場合。,第二章第三節(jié)葉片泵,思考題,某機(jī)床液壓系統(tǒng)采用限壓式變量泵。泵的流量-壓力特性曲線ABC如圖所示。泵的總效率為0.7。如機(jī)床在工作進(jìn)給時泵的壓力P=4.5Mpa,輸出流量為q=2.5L/min,在快速移動時，泵的壓力和流量為2Mpa,20L／min,問限壓式變量泵的流量－壓力特性曲線應(yīng)調(diào)成何種圖形？泵所需的最大驅(qū)動功率為多少?,第二章第三節(jié)葉片泵,五、葉片泵常見故障及排除方法,,第二章第四節(jié)齒輪泵,第四節(jié)齒輪泵,第二章第四節(jié)齒輪泵,齒輪泵的分類,,齒輪泵參數(shù)范圍：流量：2.5-750L/min壓力：10-315bar轉(zhuǎn)速：1300-4000rpm容積效率：0.88-0.96總效率：0.78-0.92,第二章第四節(jié)齒輪泵,一、外嚙合齒輪泵,(一)外嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu)：,齒輪、殼體、端蓋等,第二章第四節(jié)齒輪泵,（二）工作原理,2對齒輪參數(shù)相同；密封工作腔：齒間槽、殼體、端蓋組成；配流機(jī)構(gòu)：嚙合點(diǎn)處的齒面接觸線分離吸、排油腔；吸油過程：輪齒脫開嚙合→V↑→p↓→吸油；排油過程：輪齒進(jìn)入嚙合→V↓→p↑→排油。,,,第二章第四節(jié)齒輪泵,（三）排量和流量計(jì)算,式中：D為齒輪分度圓直徑，D=mz；h為有效齒高,h=2m；B為齒輪寬；m為齒輪模數(shù)；z為齒數(shù)。,,,,第二章第四節(jié)齒輪泵,（三）排量和流量計(jì)算,由于嚙合點(diǎn)的位置變化，因此油腔的容積是變化的，實(shí)際上齒輪泵的輸油量是有脈動的。(1)輸油量與齒輪模數(shù)m的平方成正比。(2)在泵的體積一定時，齒數(shù)少，模數(shù)就大，故輸油量增加，但流量脈動大；齒數(shù)增加時，模數(shù)就小，輸油量減少，流量脈動也小。用于機(jī)床上的低壓齒輪泵，取z=13～19，而中高壓齒輪泵，取z=6～14，齒數(shù)z＜14時，要進(jìn)行修正。(3)輸油量和齒寬B、轉(zhuǎn)速n成正比。一般轉(zhuǎn)速n為750r/min、1000r/min、1500r/min，轉(zhuǎn)速過高，會造成吸油不足，轉(zhuǎn)速過低，泵也不能正常工作。一般齒輪的最大圓周速度不應(yīng)大于5～6m/s。,第二章第四節(jié)齒輪泵,(四)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和優(yōu)、缺點(diǎn),外嚙合齒輪泵的泄漏、困油和徑向不平衡力是影響齒輪泵性能指標(biāo)和壽命的三大問題。三大問題的解決就成了提高齒輪泵性能指標(biāo)和壽命的關(guān)鍵所在。,第二章第四節(jié)齒輪泵,1.泄漏問題,1）泄漏途徑：齒輪端面和端蓋間的軸向間隙80%齒輪外圓和殼體內(nèi)孔間的徑向間隙15%兩個齒輪的齒面嚙合處5%2）危害：ηv↓3）防泄措施：a)減小軸向間隙b)軸向間隙補(bǔ)償裝置：浮動側(cè)板、浮動軸套,第二章第四節(jié)齒輪泵,防泄措施1：,a)減小軸向間隙小流量：間隙0.025-0.04mm大流量：間隙0.04-0.06mm但很有限，且磨損后又增加,第二章第四節(jié)齒輪泵,防泄措施2,b)軸向間隙補(bǔ)償裝置浮動側(cè)板浮動軸套,第二章第四節(jié)齒輪泵,補(bǔ)償原則,1）把壓力油引到側(cè)板或軸套外側(cè)，使側(cè)板或軸套軸向浮動，自動補(bǔ)償軸向間隙；2）為保證壓緊面之間的密封要求，液壓壓緊力（有彈簧力時，應(yīng)加上彈簧力）應(yīng)稍大于液壓反推力，但不宜過大，以免增加磨損；3）壓緊力的合力與反推力的合力作用線應(yīng)重合，以免產(chǎn)生力偶，增大一邊間隙。,第二章第四節(jié)齒輪泵,2.徑向力不平衡,1）原因：壓力由壓油腔工作壓力遞減為吸油腔壓力，造成徑向液壓力分布不均嚙合力2）危害：軸承磨損、刮殼。,第二章第四節(jié)齒輪泵,第二章第四節(jié)齒輪泵,采取措施,1）開壓力平衡槽：在殼體或側(cè)板上開壓力平衡槽，將高壓油引到低壓腔，將低壓油引到高壓腔，使作用在齒輪上的徑向力趨于平衡。2）增大高壓油腔：在工作過程中，低壓腔只有1~2個齒起密封作用。3）增大低壓油腔：在工作過程中，同樣高壓腔只有1~2個齒起密封作用。,,第二章第四節(jié)齒輪泵,3．困油現(xiàn)象,產(chǎn)生原因：ε>1，新齒輪對進(jìn)入嚙合而上一齒輪對還未脫開，構(gòu)成閉死容積Vb；Vb由大→小，p↑，油液發(fā)熱，徑向力增大，軸承磨損。Vb由小→大，p↓，氣穴、噪聲、振動。,,第二章第四節(jié)齒輪泵,1．困油現(xiàn)象,措施：開卸荷槽原則：1）當(dāng)閉死容積最小時，與吸、壓油口都不相通；2）當(dāng)閉死容積由大變小時，與壓油腔相通；3）當(dāng)閉死容積由小變大時，與吸油腔相通。,第二章第四節(jié)齒輪泵,開設(shè)卸荷槽后工作情況：,第二章第四節(jié)齒輪泵,優(yōu)缺點(diǎn)和用途,優(yōu)點(diǎn)：體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，自吸性能好，對油液污染不敏感，便于制造、維修。缺點(diǎn)：效率低，流量脈動大，噪聲高。用途：工程機(jī)械、機(jī)床低壓系統(tǒng)。,,第二章第四節(jié)齒輪泵,二、內(nèi)嚙合齒輪泵,漸開線齒輪泵擺線齒輪泵,特點(diǎn):結(jié)構(gòu)緊湊，尺寸小，重量輕流量脈動小，噪聲小。效率高：容積效率可達(dá)0.96,總效率達(dá)0.9。,,,第二章第四節(jié)齒輪泵,三、螺桿泵,工作原理：相互嚙合的螺桿與殼體之間形成多個密閉容積，每個密閉容積為一級。當(dāng)傳動軸帶動主螺桿旋轉(zhuǎn)時，容積增大為吸油腔；容積減小為壓油腔。,螺桿泵最大優(yōu)點(diǎn)是輸出流量均勻、噪聲低．特別適用于對壓力和流量穩(wěn)定要求較高的精密機(jī)械。此外，螺桿泵的自吸性能好、容許采用高轉(zhuǎn)速、流量大，因此常用在大型液壓系統(tǒng)做補(bǔ)油泵。因螺桿泵內(nèi)的油液由吸油腔到壓油腔為無攪動地提升，因此又常被用來輸送粘度較大的液體，如原油。,,第二章第四節(jié)齒輪泵,四、齒輪泵的常見故障及排除方法,,第二章第五節(jié)液壓泵的選用,第五節(jié)液壓泵的選用,選擇液壓泵的原則：根據(jù)主機(jī)工況、功率大小和系統(tǒng)對工作性能的要求,首先確定液壓泵的類型；然后按系統(tǒng)所要求的壓力、流量大小確定其規(guī)格型號。,第二章第五節(jié)液壓泵的選用,第五節(jié)液壓泵的選用,,第二章小結(jié),本章小結(jié),一、主要概念,1、容積式泵的工作原理；2、泵的工作壓力、排量、理論流量、實(shí)際流量、容積效率、輸入轉(zhuǎn)矩、機(jī)械效率、輸入、輸出功率、總效率、各量的單位（量綱）及相關(guān)量間的關(guān)系；,第二章小結(jié),本章小結(jié),3、常用泵－－齒輪泵、葉片泵、柱塞泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（是否能變量及如何變量，配流結(jié)構(gòu)，組成元件）、主要優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用場合；4、外反饋限壓式變量葉片泵的特性曲線（曲線的形狀、形狀分析、及影響曲線形狀的因素）；5、泵的職能符號。,第二章小結(jié),本章小結(jié),二、計(jì)算,對泵的流量（理論流量、實(shí)際流量）、工作壓力、輸入、輸出功率、效率（容積效率、機(jī)械效率）、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速等進(jìn)行計(jì)算，以便進(jìn)行液壓回路、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、液壓元件的選擇或判斷所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)性能指標(biāo)是否滿足負(fù)載要求。,第二章補(bǔ)充習(xí)題,作業(yè),1、某液壓泵的輸出壓力為5MPa，排量為10mL/r，機(jī)械效率為0.95，容積效率為0.9，當(dāng)轉(zhuǎn)速為1200r/min時，泵的輸出功率和驅(qū)動泵的電機(jī)功率各為多少？2、某液壓泵的轉(zhuǎn)速為950r/min，排量為168mL/r，在額定壓力29.5MPa和同樣轉(zhuǎn)速下，測得實(shí)際流量為150L/min，額定工況下的總效率為0.87，求：（1）泵的理論流量；（2）泵的容積效率和機(jī)械效率；（3）泵在額定工況下，所需電動機(jī)驅(qū)動功率；（4）驅(qū)動泵的轉(zhuǎn)矩。,