液壓泵的工作原理與齒輪泵結(jié)構(gòu).ppt

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液壓與氣動(dòng)技術(shù) 學(xué)習(xí)任務(wù) 1 掌握液壓泵的工作原理2 掌握齒輪泵的結(jié)構(gòu)與工作原理3 掌握外嚙合齒輪泵的幾個(gè)問(wèn)題 液壓系統(tǒng)的能量使用情況圖 動(dòng)力元件 是指液壓系統(tǒng)的液壓泵 由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng) 把輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成油液的壓力能輸入到系統(tǒng)中去 為系統(tǒng)的工作提供動(dòng)力 下面將介紹液壓系統(tǒng)中的動(dòng)力元件 液壓泵 液壓泵 泵的工作視頻 1 液壓泵的工作原理 工作原理 液壓泵是靠密封容腔容積的變化來(lái)工作的 原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)泵旋轉(zhuǎn)時(shí) 通過(guò)一定機(jī)構(gòu)使泵內(nèi)的密封工作腔的容積發(fā)生變化 由配流裝置使密封工作容積輪流和吸油口或壓油口相通 從而使泵進(jìn)行吸油和排油 基于上述工作原理的液壓泵叫做容積式液壓泵 液壓傳動(dòng)中用到的都是容積式液壓泵 例如 工作原理 下圖中當(dāng)凸輪1旋轉(zhuǎn)時(shí) 柱塞2在凸輪1和彈簧4的作用下在缸體3內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng) 當(dāng)柱塞右移時(shí) 密封工作腔a的容積變大 產(chǎn)生真空 油箱中的油液在大氣壓力作用下通過(guò)單向閥5吸入缸體內(nèi) 實(shí)現(xiàn)泵吸油 當(dāng)柱塞左移時(shí) 密封工作腔a的容積變小 油液受到擠壓便通過(guò)單向閥6輸送到系統(tǒng)中去 實(shí)現(xiàn)泵壓油 如果偏心輪不斷地旋轉(zhuǎn) 泵就會(huì)不斷地完成吸油和壓油動(dòng)作 因此就會(huì)連續(xù)不斷地向液壓系統(tǒng)供油 動(dòng)畫 泵是靠密封工作腔的容積變化進(jìn)行工作的輸出流量的大小是由密封工作腔的容積變化量的大小來(lái)決定的單向閥5 6起配流裝置的作用 結(jié)論1 液壓泵的工作原理結(jié)論 液壓泵的工作原理小結(jié) 有若干個(gè)作周期變化的密封工作容積 其容積變化能完成吸油和壓油過(guò)程 有相應(yīng)的配流裝置能分開吸 壓油腔且有良好密封性吸油時(shí) 油箱必須與大氣相通 壓油時(shí)泵的壓力決定于油液排出時(shí)所遇到的阻力 結(jié)論2 液壓泵的基本工作條件 2 泵的分類 按結(jié)構(gòu)形式分 齒輪式液壓泵 葉片式 液壓泵 柱塞式液壓泵按輸出流量能否調(diào)節(jié)分 定量式和變量式液壓泵 3 泵的職能符號(hào) 表3 3液壓泵的職能符號(hào) 4 液壓泵的性能參數(shù) 4 液壓泵的性能參數(shù) 工作壓力P 指液壓泵出口處的實(shí)際壓力值 工作壓力值取決于液壓泵輸出到系統(tǒng)中的液體在流動(dòng)過(guò)程中所受的阻力 阻力 負(fù)載 增大 則工作壓力升高 反之則工作壓力降低額定工作壓力 指液壓泵在連續(xù)工作過(guò)程中允許達(dá)到的最高壓力 額定壓力值的大小由液壓泵零部件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和密封性來(lái)決定 超過(guò)這個(gè)壓力值 液壓泵有可能發(fā)生機(jī)械或密封方面的損壞 壓力 低壓小于2 5MPa 中壓2 5 8MPa 中高壓8 16MPa 高壓16 32MPa 超高壓大于32MPa 壓力分級(jí) 排量V 指在無(wú)泄漏情況下 液壓泵轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)所能排出的油液體積 可見 排量的大小只與液壓泵中密封工作容腔的幾何尺寸和個(gè)數(shù)有關(guān) 排量的常用單位是 ml r 排量 流量 實(shí)際流量q指單位時(shí)間內(nèi)液壓泵實(shí)際輸出油液體積 由于工作中泵的出口壓力不等于零 因而存在泄漏量 q klp工作壓力越高 泄漏量越大 使得泵的實(shí)際流量小于泵的理論流量 即 理論流量qt指在無(wú)泄漏情況下 液壓泵單位時(shí)間內(nèi)輸出的油液體積 其值等于泵的排量V和泵軸轉(zhuǎn)數(shù)n的乘積 即 額定流量qn泵在額定轉(zhuǎn)數(shù)和額定壓力下輸出的實(shí)際流量 顯然當(dāng)液壓泵處于卸荷 非工作 狀態(tài)時(shí) 這時(shí)輸出的實(shí)際流量近似為理論流量 實(shí)際上泵在能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中有容積損失和機(jī)械損失容積損失主要是液壓泵內(nèi)部泄漏造成的流量損失 其大小用容積效率來(lái)表示 效率 機(jī)械損失指液壓泵內(nèi)流體粘性和機(jī)械摩擦造成的轉(zhuǎn)矩?fù)p失其大小用機(jī)械效率來(lái)表示 反應(yīng)泵泄露量大小 能表述泵性能的好壞 液壓泵的總效率 泵的總效率是泵的輸出功率與輸入功率之比 即 液壓泵的總效率為容積效率和機(jī)械效率的乘積 齒輪泵按照齒輪的嚙合形式可分為外嚙合式和內(nèi)嚙合式兩種 按照齒形曲線有漸開線形 圓弧齒形和擺線齒形 屬于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 納污能力強(qiáng) 工作壓力相對(duì)較低 成本較低的一種 廣泛用于農(nóng)業(yè)機(jī)械 拖拉機(jī) 收割機(jī)等 工程機(jī)械 叉車 自卸車等 下面介紹 外嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu)與原理 學(xué)習(xí)單元二常用液壓元件介紹 1 外嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu) 如圖3 32所示為外嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu) 主要由主動(dòng)齒輪 從動(dòng)齒輪 殼體 前后泵體 密封圈和軸承等組成 動(dòng)畫 學(xué)習(xí)單元二常用液壓元件介紹 1 殼體2 前端蓋3 傳動(dòng)軸4 5 軸承套6 后端蓋7 主動(dòng)齒輪8 從動(dòng)齒輪9 密封圈 學(xué)習(xí)單元二常用液壓元件介紹 2 外嚙合齒輪泵的工作原理密封容腔由殼體 端蓋和兩對(duì)齒輪的嚙合部位組成 配流裝置由齒輪嚙合線將吸油區(qū)和壓油區(qū)隔開 起配流作用 工作原理如圖3 33所示 圖3 33外嚙合齒輪泵工作原理圖 外齒輪泵原理動(dòng)畫 學(xué)習(xí)單元二常用液壓元件介紹 3 外嚙合齒輪泵的幾個(gè)問(wèn)題 泄漏問(wèn)題端面泄露 齒輪端面和軸承套端面之間間隙占80 徑向泄露 齒頂與殼體之間間隙15 嚙合線泄露 兩個(gè)齒輪互相嚙合部位之間間隙 5 減小端面泄漏的方法 采用端面間隙自動(dòng)補(bǔ)償 其工作原理如圖3 34所示 軸承套1可以軸向浮動(dòng) 油腔中的油利用間隙跑到2外面時(shí) 會(huì)形成壓力 把軸套反過(guò)來(lái)壓向齒輪 學(xué)習(xí)單元二常用液壓元件介紹 徑向不平衡力 泵內(nèi)壓力腔的油液經(jīng)過(guò)徑向間隙逐漸滲漏到吸油腔 其壓力逐漸減小 如圖3 35所示 液壓力作用在齒輪上的合力大致為圖中力F的方向 此力由軸承來(lái)承受 因而影響了軸承的壽命 往往成為提高泵工作壓力的限制因素 圖3 35徑向力的分布圖 消除方法 1 縮小壓油口即壓力的作用面積減小徑向不平衡力2 增泵體內(nèi)表面與齒輪頂圓的間隙 使在徑向不平衡力作用時(shí)齒頂和泵體不接觸 3 開壓力平衡槽 但泄漏大 很少用 學(xué)習(xí)單元二常用液壓元件介紹 流量脈動(dòng) 隨著嚙合點(diǎn)位置的不斷變化 吸 壓油腔在每一瞬間的容積變化率是不均勻的 因此齒輪泵的瞬時(shí)流量是脈動(dòng)的 qmax qmin分別為最大 最小瞬時(shí)流量 q為平均流量 為流量脈動(dòng)率 可用下式表示 qmax qmin q齒數(shù)越少 流量脈動(dòng)率越大 學(xué)習(xí)單元二常用液壓元件介紹 困油現(xiàn)象及消除措施 由圖3 36 a 旋轉(zhuǎn)到圖3 36 b 所示位置時(shí) 閉死容積由大變到小 由圖3 36 b 旋轉(zhuǎn)到圖3 36 c 所示位置時(shí) 閉死容積從小變到大 這種現(xiàn)象稱之為困油現(xiàn)象 危害 減小時(shí)使被困油擠出產(chǎn)生高壓 增大時(shí)會(huì)造成真空產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象 消除措施 在軸承套上開卸荷槽 見圖3 36中的虛線部分 當(dāng)閉死容積由大變小時(shí) 借助卸荷槽與壓油腔相通 當(dāng)閉死容積由小變大時(shí) 借助卸荷槽與吸油腔相通 圖3 36齒輪泵中的困油現(xiàn)象 齒輪泵優(yōu)缺點(diǎn) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 尺寸小 重量輕 價(jià)格低 工作可靠自吸能力強(qiáng) 對(duì)油液污染不敏感 泄漏量大 工作壓力低 流量脈動(dòng)大 提高工作壓力的措施 減小端面泄漏 齒輪端面間隙自動(dòng)補(bǔ)償 Thankyou