液压与气动技术课件第二章液压动力元件

2019/9/19
2. 3液压泵的结构
1）单作用叶片泵，其工 作原理如图2－6所示， 单作用叶片泵由转子1、 定子2、叶片3和端盖 等组成。定子具有圆 柱形内表面，定子和 转子的间有偏心距e， 叶片装在转子槽中， 并可在槽内滑动，当 转子回转时，由于离 心力的作用，使叶片 紧靠在定子内壁。
2019/9/19
2019/9/19
2. 2液压泵的主要性能和参数
2、排量 排量是泵主轴每转一周所排出液体体积的理论值，
如泵排量固定，则为定量泵；排量可变则为变量泵。一 般定量泵因密封性较好，泄漏小，在高压时效率较高。
2019/9/19
2. 2液压泵的主要性能和参数
3、流量：为泵单位时间内排出的液体体积（L/min），有理论流量Qth 和实际流量Qac两种。
3)泵的输出功率 4）驱动电机功率
P acp6a Q 051 6.0 1 04 0.9(k)w
Pmpac00.8.941.07(kw )
2019/9/19
2. 2液压泵的主要性能和参数
泵性能指标公式记忆
理论转矩记住它 , 等于排量乘压差 . 理论流量记得住 , 等于排量乘转速 . 功率等于p 乘 q , 也等转矩乘转速 . 能流方向分得清 , 乘除效率不含糊 . 计算单位要统一 , 角度一律用弧度.
开设卸荷槽的原则：两槽间距a为最 小闭死容积，而使闭死容积由大变小 时与压油腔相通，闭死容积由小变大 时与吸油腔相通。
2019/9/19
2. 3液压泵的结构
2）内啮合齿轮泵：图2－4a为有隔板的内啮合齿轮泵，
图2－4b为摆动式内啮合齿轮泵，它们共同的特点是由于 内外齿轮转向相同，齿面间相对速度小，运转时噪音小； 又因齿数相异，绝对不会发生困油现象，但因外齿轮的 齿端必须始终与内齿轮的齿面紧贴，以防内漏，故不适 用于较高的压力，泵的额定压力可达成 30 MPa 。

液压与气动技术 第二单元 液压动力元件及执行元件
2005－1－20
教学内容：
液压泵的工作原理（重点） 液压泵的主要性能及参数（难点） 液压泵的结构 液压泵与电动机参数的选用 液压缸（重点） 液压马达
深圳职业技术学院——液压与气动技术
2. 液压动力元件
液压系统是以液压泵作为向系统提供一定的流量 和压力的动力元件，液压泵由电动机带动将液压油从 油箱吸上来并以一定的压力输送出去，使执行元件推 动负载作功。
深圳职业技术学院——液压与气动技术
2. 3液压泵的结构
1、齿轮泵：液压泵中结构最简 单的一种，且价格便宜，故在 一般机械上被广泛使用；齿轮 泵是定量泵，可分为外啮合齿 轮泵和内啮合齿轮泵两种。
1）外啮合齿轮泵：其的构造和 动作原理如图2－2所示。
深圳职业技术学院——液压与气动技术
2. 3液压泵的结构
深圳职业技术学院——液压与气动技术
2.1液压泵的工作原理
由于这种泵是依靠泵的密封 工作腔的容积变化来实现吸油和 压油的，因而称为容积式泵。
容积式泵的流量大小取决于 密封工作腔容积变化的大小和次 数。若不计泄漏，流量与压力无 关。
液压泵的分类方式很多，它 可按压力的大小分为低压泵、中 压泵和高压泵。也可按流量是否 可调节分为定量泵和变量泵。又 可按泵的结构分为齿轮泵、叶片 泵和柱塞泵，其中齿轮泵和叶片 泵多用于中、低压系统，柱塞泵 多用于高压系统。
深圳职业技术学院——液压与气动技术
2. 2液压泵的主要性能和参数
4、容积效率和机械效率
泵的容积效率：
V
Qac Qth
泵的机械效率：
m
Tth Tac
Tth － 泵的理论输入扭矩
Tac － 泵的实际输入扭矩

分以外的其它元件。
动 技
如油箱、过滤器、
术
油管等。
2023710/13
一、液压传动系统的组成
液
压 系统
与
气
压
传 动
以上这些部分的不
技 同组合，就构成了不同
术
功能的液压系统。
2023/10/13
二、 液压传动系统的图形符号
液
压
左图是一种半结构
与 气
的工作原理图，直观性
压
强，容易理解，但绘制
传
动
较麻烦。
2023/10/13
二 、液压传动系统的图形符号
液
压
图形符号
与 气
如： 换向阀
压
传
动
技
术
(X位X通：方框表示位置，
有二位、三位；各口表示通
路，有二、三、四、五通)
2023/10/13
二、 液压传动系统的图形符号
液
压
图形符号
与
气
压
传
动
技
术
学习重点，边学边记
2023/10/13
三、系统元件的总体布局
一体化方向发展。
2023/10/13
发展趋势
液
压
与
流体技术+电气控制好比老虎插上
气 压
翅膀，它把一人一刀变为无人多刀，
传 动
把复杂工艺变为简单工艺，而今同计
技 术
算机控制结合，又将进入一个崭新的
历史阶段。
因此，学好本门课，有助于大家
在今后的工作中多出成果。
2023/10/13
教材与参考文献
液
教材
液
压
与 气

理论流量qt
在不考虑泄漏的情况下，液压泵在单位时间内所排出的 液体的体积，称为理论流量；工程上又称空载流量。
qt nV
L/min
实际流量q 实际运行时，在不同压力下液压泵所排出的流量。
Δq＝qt－q 液压泵的泄漏量
额定流量 在额定压力、额定转速下，按试验标准规定必须保证的输出
p
液压泵在实际工作时的输出压力，亦即液压泵出口的 压力，泵的输出压力由负载决定。
吸入压力
p0
液压泵进口处的压力。吸入压力的大小与泵的结构型 式有关。
三 液压泵和液压马达 的主要参数
液压泵转速
r/min
额定转速n
在额定压力下，根据试验结果推荐能长时间连续运 行并保持较高运行效率的转速。
最高转速nmax
产生流量脉动的原因
在轮齿不同的啮合点，密封容积的变化率不一样， 因此，瞬时输出的流量是变化的。
危害 流量脉动造成压力脉动，影响执行元件的工作平稳性。
三 结构分析： 密封问题
围绕密封容积的形成 和密封容积的变化
径向间隙
泵体内表面与齿顶：泄漏量占15%～35%
端面间隙 齿轮表面与前、后盖：
泄漏量占70%～75%
原因、危害、措施
齿谷内的油液由吸油区的低压 逐步增压到压油区的高压。
液压径向力的平衡措施之一：通过在盖板上 开设平衡槽，使它们分别与低、高压腔相通 ，产生一个与液压径向力平衡的作用。
平衡径向力的措施都是以增加径向泄漏为代价。
三 结构分析： 困油现象
原因、过程、危害、措施
困油现象产生的原因 齿轮重 迭系数ε＞1，在两对轮齿同时 啮合时，它们之间将形成一个 与吸、压油腔均不相通的封闭 容积，此封闭容积随齿轮转动 其大小发生变化，先由大变小 ，后由小变大。

3.柱塞式液压马达 柱塞式液压马达有轴向式和径向式两种，径向式由于结构尺 寸较大。 （1）径向柱塞式液压马达 图3-24所示为多作用内曲线径向柱塞式液压马达。当压力油 经固定的配流轴6的窗口进入缸体内柱塞的底部时，柱塞向外伸 出，紧紧顶住定子的内壁，由于定子的内壁为曲面，所以在柱塞 与定子接触处，定子对柱塞的反作用力为F。F力可分解为径向 力Fr 和切向力Ft 两个分力。其中Ft力对缸体产生一转矩，使缸体 旋转。缸体再通过端面连接的传动轴向外输出转矩和转速。
第三章 液压执行元件
第二节 液压马达
主要内容：
液压马达的类型和性能参数 液压马达的工作原理与结构 液压马达的选用 液压马达的常见故障及排除
液压马达是将液体的压力能转换成旋转运动机械能的转换元 件，它能起到与电动机相类似的作用，因而在液压设备中被广泛 应用。 一、液压马达的类型与性能参数
1. 液压马达的类型
所以，齿轮式液压马达一般用于低精度、低负载的工程机 械、农业机械以及对转矩均匀性要求不高的机械设备上。
2. 叶片式液压马达 如图3-22（a）所示为叶片式液压马达的实物图，图3-22（b） 所示为其工作原理图。当压力油进入压油腔后，在叶片1、3上 一面作用有压力油，另一面为低压回油。由于叶片3伸出的面 积大于叶片1伸出的面积，所以液体作用于叶片3上的作用力大 于作用于叶片1上的作用力，从而由于作用力不等而使叶片带 动转子作逆时针方向旋转。
液压马达的图形符号如图3-20所示。
2.液压马达的特点
（1）液压马达的排油口压力稍大于大气压力，进、出油口直径 相同。 （2）液压马达往往需要正、反转，所以在内部结构上应具有对 称性。 （3）在确定液压马达的轴承形式时，应保证在很宽的速度范围 内都能正常工作。 （4）液压马达在启动时必须保证较好的密封性。 （5）液压马达一般需要外泄油口。 （6）为改善液压马达的起动和工作性能，要求扭矩脉动小，内 部摩擦小。

液压与气动技术－－第二章 液压传动基础
2.6 液压冲击及气穴现象
1.液压冲击 1）定义：在液压系统中，因某种原因造成液体压 力在一瞬间突然升高时，会产生一个很高的压力 峰值，这种现象称为～
2）类型 （1）管路阀门突然关闭时的液压冲击 （2）运动部件制动时产生的液压冲击
液压与气动技术－－第二章 液压传动基础
单位：m2/s (此单位太大)
机械油的牌号 =106 mm2/s
用40℃时运动粘度的平均值来标志
是工程实际中经常用到的物理量，国际标准化组织 ISO规定采用运动粘度来表示液压油的粘度等级
如10号机械油就是指其在40℃时的运动粘度的 平均值为10厘斯(cSt)
※动力粘度与运动粘度不容易测
液压与气动技术－－第二章 液压传动基础
当小孔的通流长度l和孔径d之比，即长径 比l/d=0.5时， 称为薄壁小孔； 当0.5<l/d≤4时，称为短孔； 当l/d>4时， 称为细长孔；
液压与气动技术－－第二章 液压传动基础
薄壁孔由于流程很短、流量稳定，宜做节 流器用。
但薄壁孔加工困难，实际应用较多的是短 孔。
1.小孔流量
液压与气动技术－－第二章 液压传动基础
1）绝对压力：以绝对真空为基准来度量的压力
2）相对压力：以大气压力为基准来度量的压力
※在地球表面上用压力表所测得的压力数值就是相 对压力，液压技术中的压力一般也都是相对压力
3）真空度：若液体中某点的压 力小于大气压力，那么比大气压 力小的那部分数值叫做真空度
绝对压力=相对压力+大气压力 真空度=大气压力-绝对压力
p ＝ F/A (Pa,N/m2;MPa)
※在液压传动中，所谓压力都是指液体静压力

转子旋转一周，每个工作容积完成一次吸油和一次压油。
转子不停地旋转，泵就不停地吸油和压油。
2.3 叶片泵
一、单作用叶片泵
3、排量和流量计算
排量，即转子旋转一周，所有密封工作容 积排出的油液体积总和V。
设定子直径为D，宽度为B，两叶片间夹角 为β，叶片数为z，定子与转子的偏心量为e ，泵转速为n，容积效率为ηV。
在齿轮泵中，吸油腔和压油腔由相互啮合的轮齿和泵体分隔开来，因此没有单独的配油机构。
2.2
齿轮泵
一、外啮合齿轮泵
3、结构中存在的三大问题
1）泄露
指液压泵的内部泄漏，即一部分液压油从压油腔流回吸油腔，没有输送到系统中去。泄 漏降低了液压泵的容积效率。
外啮合齿轮泵的泄漏存在着三个可能产生泄漏的部位：
当转子旋转一周，某一密封工作容积排出 的油液体积，即为两相邻叶片间的密封容 积的变化量(V1 - V2)。若把AB和CD看作是 以O1为中心的圆弧，且不考虑叶片厚度， 则
单作用叶片泵排量和流量计算简图 因此排量 理论流量 流量
V1 V2
1 D D [( e) 2 ( e) 2 ]B 2 2 2 1 2 2 DeB 2 De B 2 z z
径向齿轮泵
叶片泵
齿轮泵 单作用 齿轮泵
柱塞泵
轴向齿轮泵
按泵轴每转所能输出油液体积是否可调
定量泵
变量泵
单作用叶片泵
径向柱塞泵
选用原则 是否变量，工作压力，工作环境 ，噪音指标，效率
轴向柱塞泵
液压泵的图形符号
2.2 齿轮泵
齿轮泵的分类：
按结构不同，可分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵。
以外啮合齿轮泵应用最广。

控制和调节液压系统中的液压能流动，实现各种动 作和工作方式。
执行元件概述
1 液压执行元件
2 气动执行元件
根据液压系统的信号，将液压能转换为机械能， 以完成所需动作。
利用气压作为动力源，将气能转化为机械能，用 于实现各种动作。
液压泵
齿轮泵
采用齿轮的啮合工作原理，可提供 稳定的排出 工作介质，实现液压系统的动力输 出。
根据气压信号控制工作气源的流动
泛应用于自动化设备和工业生产线。 状态，实现气动系统的开关控制。
空气压缩机
产生压缩空气，为气动系统提供稳 定的动力源。
根据液压系统的逻辑关系，控制液压元件的工作 顺序和组合。
液压执行元件
1
液压缸
将液压能转化为线性力和运动，广泛应用于工程、机械和制造行业。
2
液压伺服阀
根据控制信号实现精确的动作控制，用于需要高精度的液压系统。
3
液压马达
将液压能转化为机械能，驱动各种液压机械设备的转动。
气动执行元件
气缸
气动阀
利用气压将气能转化为机械能，广
柱塞泵
通过柱塞的往复运动，将工作介质 压力加以转换，提供高压的液压能 源。
液压马达
液压转向马达
将液压能转化为机械能，用于 驱动车辆转向系统的转动。
液压油泵马达
将液压能转化为机械能，驱动 工程机械的液压油泵。
液压主泵马达
将液压能转化为机械能，驱动 船舶、机床等大型设备的液压 主泵。
液压缸
单作用液压缸
通过液压能的作用，只能实现单向推力或单向回位的 线性运动。
双作用液压缸
通过液压能的作用，可实现双向推力或双向回位的线 性运动。
液压阀
1 节流阀