液压泵与液压马达PPT文件格式下载.ppt

1、6液压泵和液压马达工作的必需条件：液压泵和液压马达工作的必需条件：（1）必须有一个大小能作周期性变化的封闭容积；（2）必须有配流动作，即 封闭容积加大时吸入低压油 封闭容积减小时排出高压油 封闭容积加大时充入高压油 封闭容积减小时排出低压油（3）高低压油不得连通。液压泵液压泵液压马达液压马达7 液压泵液压泵和和液压马达液压马达都是液压传动系统中的能量转换元件。都是液压传动系统中的能量转换元件。液压泵由原动机驱动，把输入的机械能转换成为油液的压力能，再以压力、流量的形式输入到系统中去，它是液压系统的动力源。液压马达则将输入的压力能转换成机械能，以扭矩和转速的形式输送到执行机构做功，是液压传动系统

2、的执行元件。液压输出液压输出J液压马达液压马达液压泵液压泵机械输入机械输入液压输入液压输入机械输出机械输出8液压输出液压输出J液压马达液压马达液压泵液压泵机械输入机械输入液压输入液压输入机械输出机械输出 液压马达是实现连续旋转运动的执行元件，从原理上讲，向容积式泵中输入压力油，迫使其转轴转动，就成为液压马达，即容积式泵都可作液压马达使用。但在实际中由于性能及结构对称性等要求不同，一般情况下，液压泵和液压马达不能互换。9 根据工作腔的容积变化而进行吸油和排油是液压泵的共同特点，因而这种泵又称为容积泵。液压泵按其在单位时间内所能输出油液体积能否调节而分为定量泵和变量泵两类；按结构形式可以分为齿轮式

3、、叶片式和柱塞式三大类。液压马达也具有相同的形式。从从工工作作过过程程可可以以看看出出，在在不不考考虑虑漏漏油油的的情情况况下下，液液压压泵泵在在每每一一工工作作周周期期中中吸吸入入或或排排出出的的油油液液体体积积只只取取决决于于工工作作构构件件的的几几何何尺尺寸寸，如如柱柱塞塞泵泵的的柱柱塞塞直径和工作行程。直径和工作行程。102.1.2 液压泵、马达的基本性能参数液压泵、马达的基本性能参数 液液压压泵泵的的基基本本性性能能参参数数主主要要是是指指液液压压泵泵的的压压力力、排排量量、流量、功率流量、功率和和效率效率等。等。工工作作压压力力：指指泵泵（马马达达）实实际际工工作作时时的的压压力力

4、。泵指输出压力；马达指输入压力。实际工作压力取决于相应的外负载。额额定定压压力力：泵（马达）在在额额定定工工况况条条件件下下按按试试验验标标准准规规定的连续运转的最高压力定的连续运转的最高压力，超过此值就是过载。每每弧弧度度排排量量 ：泵（马达）每每转转一一弧弧度度所所排排出出（吸吸入入）液体的体积液体的体积，也称角排量。每每转转排排量量 ：无无内内外外泄泄漏漏时时，泵泵（马马达达）每每转转一一周周所所排排出（吸入）液体的体积出（吸入）液体的体积。11（2.1）理理论论流流量量 ：无无内内外外泄泄漏漏时时，单单位位时时间间内内泵泵（马马达达）排排出出（吸吸入入）液液体体的的体体积积。泵、马达的

5、流量为其转速与排量的乘积，即 。额额定定流流量量 ：在在额额定定转转速速和和额额定定压压力力下下泵泵输输出出（马马达达输输入入）的的流流量量，也是按试验标准规定必须保证的流量。由于泵和马达存在内泄漏，油液具有压缩性，所以额定流量和理论流量是不同的。功功率率和和效效率率：液压泵由原动机驱动，输入量是转矩 和角速度 ，输出量是液体的压力 和流量 ；如果不考虑液压泵、马达在能量转换过程中的损失，则输出功率等于输入功率，也就是它们的理论功率是：12式中：液压泵、马达的压力和理论流量。液压泵、马达的理论转矩（N.m）和转速（r/min）。,实际上，液压泵和液压马达在能量转换过程中是有损失的，因此输出功率

6、小于输入功率。功率损失可以分为容积损失和机械损失两部分：容积损失是因泄漏、气穴和油液在高压下压缩等造成的流量损失。机械损失是指因摩擦而造成的转矩上的损失。（2.1）13 对液液压压泵泵来说，输出压力增大时，泵实际输出的流量 减小。设泵的流量损失 为，则 。泵的容积损失可用容积效率 来表征。泵容积损失14泵容积损失:d=理想泵P泵的角度排量dVVqT=ww/（）（dtVqttPTt15 对液液压压马马达达来说，输入液压马达的实际流量 必然大于它的理论流量 即 ，它的容积效率为：（2.3）马达容积损失马达容积损失16 马达容积损失马达容积损失 :d=理想马达 P马达的角度排量dVVqT=ww/（）

7、（dtVqtPTtt17机械损失是指因摩擦而造成的转矩上的损失。对液压泵来说，泵的驱动转矩总是大于其理论上需要的驱动转矩，设转矩损失为 ，理论转矩为 ，则泵实际输入转矩为 ，用机械效率 来表征泵的机械损失，则 机械机械损失损失18 泵的机械泵的机械损失损失 液压泵的总效率 等于其容积效率和机械效率的乘积：（2.6）19 马达的机械损失 对于液压马达来说，由于摩擦损失的存在，其实际输出转矩 小于理论转矩 ，它的机械效率为（2.5）20 马达的机械损失液压马达的总效率等于其容积效率和机械效率的乘积。液压泵、马达的容积效率和机械效率在总体上与油液的泄漏和摩擦副的摩擦损失有关。（2.6）21图2.2

8、液压泵、马达的能量传递方框图 :d=理想马达 P马达的角度排量dVVqT=ww/（）（dtVqtPTtt2222 齿轮泵齿轮泵 齿齿轮轮泵泵是是一一种种常常用用的的液液压压泵泵，它它的的主主要要优优优优点点点点是是结结构构简简单单，制制造造方方便便，价价格格低低廉廉，体体积积小小，重重量量轻轻，自自吸吸性性好好，对对油油液液污污染染不不敏敏感感，工工作作可可靠靠；其其主主要要缺缺缺缺点点点点是是是是流流流流量量量量和和和和压压压压力力力力脉动大，噪声大，排量不可调。脉动大，噪声大，排量不可调。齿轮泵被广泛地应用于采矿设备、冶金设备、建筑机械、工程机械和农林机械等各个行业。齿轮泵按照其啮合形式的

9、不同，有外外啮啮合合和内内啮啮合合两种，外啮合齿轮泵应用较广，内啮合齿轮泵则多为辅助泵。23 2 22 21 1 外啮合齿轮泵的结构及工作原理外啮合齿轮泵的结构及工作原理外啮合齿轮泵的工作原理；排量、流量；外啮合齿轮泵的流量脉动；外啮合齿轮泵的问题和结构特点。24 221 外啮合齿轮泵的结构及工作原理 泵泵主主要要由由主主、从从动动齿齿轮轮，驱驱动动轴轴，泵泵体体及及侧板等主要零件构成。侧板等主要零件构成。图2.3 外啮合齿轮泵的工作原理 1泵体;2 主动齿轮;3 从动齿轮 泵体内相互啮合的主、从动齿轮与两端盖及泵体一起构成密封工作容积，齿轮的啮合点将左、右两腔隔开，形成了吸、压油腔。25 当

10、齿轮按图示方向旋转时，右侧吸油腔内的轮齿脱离啮合，密封腔容积不断增大，构成吸油并被旋转的轮齿带入左侧的压油腔。26 左侧压油腔内的轮齿不断进入啮合，使密封腔容积减小，油液受到挤压被排往系统，这就是齿轮泵的吸油和压油过程。272 22 22 2 齿轮泵的流量和脉动率齿轮泵的流量和脉动率 外啮合齿轮泵的排量可近似看作是两个啮合齿轮的齿谷容积之和。若假设齿谷容积等于轮齿体积，则当齿轮齿数为 ，模数为 ，节圆直径为 ，有效齿高为 ，齿宽为时 ，根据齿轮参数计算公式有 ，齿轮泵的排量近似为（2.7）实际上，齿谷容积比轮齿体积稍大一些，并且齿数越少误差越大，因此,在实际计算中用3.333.50来代替上式中

11、值，齿数少时取大值。（2.8）由此得齿轮泵的输出流量为由此得齿轮泵的输出流量为（2.9）28大大29 齿轮泵的流量脉动齿轮泵的流量脉动 若用 、来表示最大、最小瞬时流量，表示平均流量，则流量脉动率为（2.10）上式是齿轮泵的平均流量。实际上，在齿轮啮合过程中，排量是转角的周期函数，因此瞬时流量是脉动的。脉动的大小用脉动率表示。（2.9）流量脉动率是衡量容积式泵流量品质的一个重要指标。流量脉动率是衡量容积式泵流量品质的一个重要指标。30 在容积式泵中，齿轮泵的流量脉动最大，并且齿数愈少，脉动率愈大，这是外啮合齿轮泵的一个弱点。流量脉动会直接影响到系统工作的平稳性，引起压力脉动，使管路系统产生振动

12、和噪声。齿轮泵的流量脉动齿轮泵的流量脉动31223 齿轮泵的结构特点322.2.3.1 2.2.3.1 困油的现象困油的现象图2.5 齿轮泵的困油现象及消除措施AB间的死容积逐步减小AB间的死容积逐步增大AB间的死容积达到最大 齿轮啮合时的重叠系数必大于1，故有一部分油液困在两对轮齿啮合时所形成的封闭油腔之内，这个密封容积的大小随齿轮转动而变化，形成困油。33AB间的死容积逐步减小AB间的死容积逐步增大AB间的死容积达到最大 困油现象 轮齿间密封容积周期性的增大减小。受困油液受到挤压而产生瞬间高压，密封容腔的受困油液若无油道与排油口相通，油液将从缝隙中被挤出，导致油液发热，轴承等零件也受到附加

13、冲击载荷的作用；若密封容积增大时，无油液的补充，又会造成局部真空，使溶于油液中的气体分离出来，产生气穴。342.2.3.1 2.2.3.1 困油的现象困油的现象图2.5 齿轮泵的困油现象及消除措施容积减小时与压油侧相通容积增大时与吸油侧相通卸荷槽352.2.3.2 径向不平衡力径向不平衡力 在齿轮泵中，油液作用在轮外缘的压力是不均匀的，从低压腔到高压腔，压力沿齿轮旋转的方向逐齿递增，因此，齿轮和轴受到径向不平衡力的作用。压力越高，径向不平衡力越大，它能使泵轴弯曲，使定子偏磨，加速轴承的磨损，降低轴承使用寿命。常采取缩小压油口的办法减小径向不平衡力。362.2.3.3 齿轮泵的泄漏通道及端面间隙

14、的自动补偿齿轮泵的泄漏通道及端面间隙的自动补偿 齿轮泵压油腔的压力油可通过三条途经泄漏到吸油腔去：在这三类间隙中，端面间隙的泄漏量最大，压力越高，由间隙泄漏的液压油就愈多。三是通过齿轮两端面和侧板间的间隙端面间隙端面间隙 二是通过泵体定子环内孔和齿顶间的径向间隙齿顶间隙齿顶间隙 一是通过齿轮啮合线处的间隙齿侧间隙齿侧间隙 37为了提高齿轮泵的压力和容积效率，实现齿轮泵的高压化，需要从结构上来取措施，对端面间隙进行自动补偿。通常采用的自动补偿端面间隙装置有：浮动轴套式和弹性侧板式两种。原理：引入压力油使轴套或侧板紧贴在齿轮端面上，压力愈高，间隙愈小，可自动补偿端面磨损和减小间隙。浮动轴套式38224 内啮合齿轮泵 内啮合齿轮泵有渐开线齿形和摆线齿形两种，其结构示意图见图2.6。图2.6 内啮合齿轮泵1 吸油腔，2 压油腔，3 隔板39 在渐开线齿形内啮合齿轮泵中，小齿轮和内齿轮之间要装一块月牙隔板，以便把吸油腔和压油腔隔开，如图2