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第2章液压动力元件第四版

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液压与气动技术第二单元液压动力元件及执行元件

液压与气动技术第二单元液压动力元件及执行元件


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 。
液压动力元件全解

液压动力元件全解

第二章 液压动力元件
第一节 液压泵的工作原理
第二节 液压泵的主要性能和参数 第三节 第四节 实训项目 本章小结 思考题与习题 液压泵的分类和结构 液压泵和电动机参数的选用
第二章 液压动力元件
第一节 由于液压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，因而称之为容积式泵。 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，则流量与压 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； 还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。 液压泵的工作原理
第二章 液压动力元件
第四节 液压泵和电动机参数的选用 选择液压泵的原则是：根据主机工况、功率大小和系统对工作性能的要求， 首先确定液压泵的类型，然后按系统所要求的压力、流量大小确定其规格型 号。
第二章 液压动力元件
第三节 液压泵的分类和结构
一、齿轮泵 2、齿轮泵的结构 齿轮泵外形大致相同，而 内部结构确不同，可分为： 无侧板型，浮动侧板型和 浮动轴套型。 CB—B型齿轮泵为无侧板 型，其结构如图2—4所示， 它是分离三片式结构，三 片是指泵体7和泵盖4、8， 结构简单，不能承受较高 的压力。
第二章 液压动力元件
第三节 液压泵的分类和结构
一、齿轮泵 1、 齿轮泵的工作原理 外啮合齿轮运转时泄漏途径有二：一为齿顶与齿轮壳内壁 的间隙，二为齿端面与侧板之间的间隙，当压力增加时， 前者不会改变，但后者挠度大增，此为外啮合齿轮泵泄漏 最主要的原因，故不适合用作高压泵。 为解决外啮合齿轮泵的内泄漏问题，提高其压力，逐步开 发出固定侧板式齿轮泵，其最高压力长期均为7～10 MPa， 可动侧板式齿轮泵在高压时侧板被往内推，以减少高压时 的内漏，其最高压力可达14～17 MPa。液压油在渐开线齿 轮泵运转过程中，因齿轮相交处的封闭体积随时问而改变， 常有一部分液压油被封闭在齿间，如图2—3所示，我们称 之为图2—3 困油现象 困油现象。因为液压油不可压缩而使外接齿轮泵在运转过 程中产生极大的震动和噪音，所以必须在侧板上开设卸荷 槽，以防止震动和噪音的发生。
液压与气压传动(第4版)刘银水

液压与气压传动(第4版)刘银水

液压与气压传动（第4版）刘银水简介《液压与气压传动（第4版）刘银水》是一本介绍液压传动和气压传动的教材。

本书详细讲解了液压传动和气压传动的原理、组成、工作原理、应用以及维护保养等方面的内容。

是液压与气压传动领域的重要参考书之一。

内容概述本书共分为八个章节，内容涵盖了液压传动和气压传动的基础知识、元件介绍、系统设计、系统性能、系统应用、系统维护以及案例分析等方面的内容。

下面将对每个章节的内容进行简要介绍。

第一章：液压与气压传动概述本章介绍了液压传动和气压传动的基本概念和发展历程，阐述了液压传动和气压传动的优点和缺点，以及与其他传动方式的比较。

第二章：液压传动元件本章详细介绍了液压传动中常用的元件，包括液压泵、液压阀、液压缸、液压马达等。

对每个元件的工作原理、结构和特点进行了详细说明。

第三章：气压传动元件本章介绍了气压传动中常用的元件，包括气压泵、气缸、气动阀等。

对每个元件的工作原理、结构和特点进行了详细说明。

第四章：液压传动系统设计本章介绍了液压传动系统的设计原则和步骤。

包括系统的布置原则、元件的选择原则、系统的供油方式等内容。

同时，还介绍了常见的液压传动系统，并对其进行了分析和比较。

第五章：气压传动系统设计本章介绍了气压传动系统的设计原则和步骤。

包括系统的布置原则、元件的选择原则、系统的供气方式等内容。

同时，还介绍了常见的气压传动系统，并对其进行了分析和比较。

第六章：液压传动系统性能本章介绍了液压传动系统的性能参数和测试方法。

包括流量、压力、速度、功率等参数的测试方法和分析。

同时，还介绍了常见的液压传动系统故障分析和解决方法。

第七章：气压传动系统性能本章介绍了气压传动系统的性能参数和测试方法。

包括流量、压力、速度、功率等参数的测试方法和分析。

同时，还介绍了常见的气压传动系统故障分析和解决方法。

第八章：液压与气压传动应用与维护本章介绍了液压与气压传动在工程实践中的应用和维护。

包括工程机械、冶金装备、船舶等领域的典型应用案例，以及系统的日常维护和故障排除方法。

2液压与气压传动_左建明主编_第四版_课后答案-2

2液压与气压传动_左建明主编_第四版_课后答案-2

液压与气压传动课后答案（左健民）第一章液压传动基础知识1-1液压油的体积为331810m -⨯，质量为16.1kg ，求此液压油的密度。

解： 23-3m 16.1===8.9410kg/m v 1810ρ⨯⨯ 1-2 某液压油在大气压下的体积是335010m -⨯，当压力升高后，其体积减少到3349.910m -⨯，取油压的体积模量为700.0K Mpa =，求压力升高值。

解： ''33343049.9105010110V V V m m ---∆=-=⨯-⨯=-⨯由0P K V V ∆=-∆知： 643070010110 1.45010k V p pa Mpa V --∆⨯⨯⨯∆=-==⨯ 1- 3图示为一粘度计，若D=100mm ，d=98mm,l=200mm,外筒转速n=8r/s 时，测得转矩T=40N ⋅cm,试求其油液的动力粘度。

解：设外筒内壁液体速度为0u08 3.140.1/ 2.512/2fu n D m s m s F TA r rl πτπ==⨯⨯===由 dudy du dyτμτμ=⇒= 两边积分得0220.422()()22 3.140.20.0980.10.0510.512a a T l d D p s p s u πμ-⨯-⨯⨯∴===1-4 用恩式粘度计测的某液压油（3850/kg m ρ=）200Ml 流过的时间为1t =153s ，20C ︒时200Ml 的蒸馏水流过的时间为2t =51s ，求该液压油的恩式粘度E ︒，运动粘度ν和动力粘度μ各为多少？ 解：12153351t E t ︒=== 62526.31(7.31)10/ 1.9810/E m s m s E ν--=︒-⨯=⨯︒ 21.6810Pa s μνρ-==⨯⋅1-5 如图所示，一具有一定真空度的容器用一根管子倒置一液面与大气相通的水槽中，液体与大气相通的水槽中，液体在管中上升的高度h=1m,设液体的密度为31000/kg m ρ=，试求容器内真空度。

精品课件-流体传动与控制技术课件-第2章(1) 液压动力元件

精品课件-流体传动与控制技术课件-第2章(1) 液压动力元件


液压泵的主要性能参数
转速 额定转速n
最高转速nmax
最低转速nmin
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 在转额速定压力下，为保证使用寿命和性 能所允许的短暂运行的最高转速
为保证液压泵可靠工作或运行效率 不致过 低所允许的最低转速
2.1 液压泵概述
液压泵的主要性能参数
2.2 齿轮泵
结构特点分析
2. 困油现象
为了保证齿轮传动的平稳性，保证吸压油腔严格地隔离 以及齿轮泵供油的连续性，根据齿轮啮合原理，就要求齿轮 的重叠系数大于1，这样在齿轮啮合中，在前一对轮齿退出啮 合之前，后一对轮齿已经进入啮合。在两对轮齿同时啮合的 时段内，就有一部分油液困在两对轮齿所形成的封闭油腔内， 既不与吸油腔相通也不与压油腔相通。这个封闭油腔的容积， 开始时随齿轮的旋转逐渐减少，以后又逐渐增大，封闭油腔 容积减小时，困在油腔中的油液受到挤压，并从缝隙中挤出 而产生很高的压力，使油液发热，轴承负荷增大；而封闭油 腔容积增大时，又会造成局部真空，产生气穴现象。这些都
2.2 齿轮泵
排量和流量计算
齿轮泵的实际流量q为 ： q VnV 6.66zm2BnV
其中
n——齿轮泵的转速 V ——齿轮泵的容积效率
2.2 齿轮泵
排量和流量计算
根据齿轮啮合原理可知，齿轮在啮合过程中，啮合点是沿
啮 因合此线齿不轮断泵变的化瞬的时，流qs造 量hma成 是x 吸 脉、 动qs压 的h m油 。in 腔 设的容积变和化率也是变分化别的表，
理论功率Pt
原动机的输出功率，即实际驱动泵轴所 需 的机械功率Pi T 2πnT
输出功率(kW)用其实际流量q和出口压
力p
pO pq
第二章 液压动力元件汇总

第二章 液压动力元件汇总


第二章 第一节 液压泵概述
三、性能参数－ 2.排量和流量
❖ 排量 V(cm3/r):液压泵轴转一周，由其密封容腔几何尺寸变化 计算而得的排出液体的体积。
❖ 理论流量qt（m3/s）:不考虑液压泵的泄漏流量的情况下,在单
位时间内所排出的液体体积。
qt Vn
理论流量取决于液压泵的有关几何尺寸和转速，而与排油压力无关。
ηv ＝100％,实际流量等于
理论流量。总效率随工 作压力增高而增大，接 近额定压力时效率有一 个最高值。
河南科技大学 郭冰菁
第二章 第一节 液压泵概述
五、液压泵类型
❖ 结构形式:齿轮泵、叶片 泵、柱塞泵和螺杆泵等
❖ 泵的输出排量能否调节: 定量泵和变量泵
❖ 泵的额定压力的高低:低 压泵、中压泵和高压泵
❖ 最低转速n min：正常运转允许的最低转速。 ❖ 转速范围： n max－ n min
河南科技大学 郭冰菁
第二章 第一节 液压泵概述
例题
❖ 例题2－1 某液压系统，泵的排量V＝10m L/r，电 机转速n＝1200rpm，泵的输出压力p=5Mpa ,泵容 积效率ηv＝0.92，总效率η＝0.84，求：
❖ 进出油口方向：单向泵、 双向泵
河南科技大学 郭冰菁
第二章 第二节 柱塞泵
第二节 柱塞泵
径向式
❖ 轴向式
河南科技大学 郭冰菁
第二章 第二节 柱塞泵
概述
特点：
容积效率高，压力高。（ηv=0.98, p = 40 Mpa）
（柱塞和缸体均为圆柱表面,易加工,精度高，内泄小）
结构紧凑、径向尺寸小，转动惯量小;
易于实现变量；
构造复杂,成本高；
对油液污染敏感。
液压与气压传动教材(第4版)习题答案

液压与气压传动教材(第4版)习题答案

《液压与气压传动》(第4版)教材习题答案第1章习题小节习题： P4（1）机械能、液压能。

（2）动力元件、执行元件、控制调节元件、辅助元件和工作介质。

（3）动力元件。

（4）机械能、机械能。

（5）压力、流量和流动方向。

（6）a.液压传动的优点１）能方便地实现无级调速，且调速范围大。

２）容易实现较大的力和转矩的传递。

液压传动装置的体积小、重量轻、运动惯性小。

３）液压传动装置工作平稳，反应速度快，换向冲击小，便于实现频繁换向。

４）易于实现过载保护，而且工作油液能实现自行润滑，从而提高元件的使用寿命。

５）操作简单，易于实现自动化。

６）液压元件易于实现标准化、系列化和通用化。

b.液压传动的缺点1）液体的泄漏和可压缩性使液压传动难以保证严格的传动比。

2）在工作过程中能量损失较大，传动效率较低。

3）对油温变化比较敏感，不宜在很高或很低的温度下工作。

4）液压传动出现故障时，不易诊断。

小节习题：P7（1）由于液体内磨擦力的作用，而产生阻止液层间的相对滑动。

（2）动力黏度、运动黏度、相对黏度。

（3）运动黏度，υ，m2/s，mm2/s。

（4）黏度较低。

（5） 40℃运动黏度，mm2/s。

（6）石油型、乳化型和合成型。

（7）水分、空气、微小固体颗粒、胶质状生成物。

（8）a.堵塞过滤器，使液压泵吸油困难，产生噪声，堵塞阀类元件小孔或缝隙，使阀动作失灵。

微小固体颗粒还会加剧零件磨损，擦伤密封件，使泄漏增加。

b.水分和空气混入会降低液压油的润滑能力，加速氧化变质，产生气蚀；还会使液压液压系统出现振动、爬行等现象。

（9）a.严格清洗元件和系统。

b.尽量减少外来污染。

c.控制液压油的温度。

d.定期检查、清洗和更换滤芯。

e.定期检查和更换液压油。

本章习题1.填空题（1）法向力， 2N m 即 pa 。

（2）压力 和 流量 。

（3）绝对压力 和 相对压力，相对压力 。

（4）输入流量。

（5）沿程压力损失 和局部压力损失 。

（6）功率损失 、油液发热 、泄漏增加 。

液压与气压传动液压动力元件左建明第四版资料精品PPT课件

液压与气压传动液压动力元件左建明第四版资料精品PPT课件

2、困油 困油现象，图2-4，
原因：因齿轮传动的重叠系数大于1，存在一个 密闭容积，经历了“容积封闭-容积减小容积增大-容积开放”的过程，其中：
容积减小：压力增加，油从缝隙中挤出，油液发 热，轴承承受额外负载。
容积增大：压力减小，局部真空，产生孔穴，产 生噪声。
解决办法：在两侧端盖上开卸荷槽，如图2-5。其 c>2.5m，h≥0.8 m。
(2) 额定压力pn：是指泵在正常工作条件下，按试 验标准规定连续运转的最高工作压力。这是一 个定值。超过此值就是过载。额定压力就是满 载压力，主要考虑密封性能及材料强度等 或说：额定压力是指泵（马达）在正常工作条 件下按试验标准规定的连续运转的最高压力。
(3) 最高允许压力：指在超过额定压力的条件下， 按试验标准规定，允许液压泵短暂运行的最高 工作压力，也是液压泵的最高允许压力。
Pi Ti
2) 输出功率P：是指液压泵在工作过程中实际吸、压油
口间的压力差Δp和输出流量q的乘积，即式中各变量的
P pq pq
单位是：
工程上常采用下式计算：
P
p
q
60
Δp——MPa， q——L/min， P——kW。
(3) 液压泵的总效率 是指液压泵的实际输出功率与输入
功率的比值，其也等于容积效率与机械效率的乘积，
分 析： ① 结构组成：外啮合齿轮一
对、壳体、端盖等 ② 密闭容积空间的形成：齿
轮-壳体-端盖 ③ 密闭容积空间的变化：啮
合部位的啮合和脱离 ④ 配流装置：吸压油口的两
边布置自然形成。
（二）外啮合齿轮泵的排量和流量计算
排量计算：假设齿间槽的容积等于齿轮的体积， 则排量近似为
V Dhb 2 zm2 B
第2章液压动力元件左建明主编第四版

第2章液压动力元件左建明主编第四版

➢ 额定流量qn
❖ 泵在额定压力和额定转速下输出的实际流量。
2.1 液压泵概述
二、液压泵的主要性能参数
3、功率
➢ 输入功率Pi
❖ 驱动液压泵的机械功率，即液压泵主轴转矩Ti和主轴角速度ω的乘积。 ❖ Pi=Ti.ω
➢ 输出功率P
❖ 液压泵输出的液压功率，即泵的进出口压差Δp与泵的实际流量q的乘积。 ❖ P=Δp.q ❖ 在实际的计算中，若油箱通大气，液压泵吸、压油口的压力差Δp往往用
➢ 通常在工作压力为2.5～7MPa的液压系统中作为润滑、补油等辅助泵使用。
2.3 叶片泵
➢ 容积式叶片泵的主要形式有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵。 ➢ 叶片泵按结构可分为单作用叶片泵和双作用叶片泵。
➢ 单作用叶片泵，是指转子旋转一周，密封工作容积完成 一次吸油和一次压油；
➢ 双作用叶片泵，是指转子旋转一周，密封工作容积完成 两次吸油和两次压油。
一、外啮合齿轮泵
3、结构中存在的三大问题
2）困油
➢ 为了使齿轮平稳地啮合运转，必须满足 重叠系数ε＞1,即在一对轮齿即将脱离 啮合之前，后面的一对轮齿就要开始啮 合。
➢ 就在两对轮齿同时啮合的这一小段时间 内，留在齿间的油液困在两对轮齿和前 后端盖所形成的密封容腔中。
2.2 齿轮泵
一、外啮合齿轮泵
2.3 叶片泵
一、单作用叶片泵
1、结构
➢单作用叶片泵主要由定子、转子、叶片、端盖和配油盘组成。
➢ 定子和转子的内表面都是圆柱形，但定子与转子之间存在偏心距e。 ➢ 转子上面开有叶片槽，叶片可在槽内滑动（外伸或缩回）。 ➢ 当转子旋转时，由于离心力作用，叶片顶部始终紧靠定子内壁，这样
在定子内壁、转子外壁、叶片和两侧配油盘之间就形成了若干个密封 的工作容积。
第2章-液压动力元件

第2章-液压动力元件

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；还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。
第2章 液压动力元件
2.2 液压泵的主要性能和参数
1. 1) 液压泵实际工作时的输出压力称为液压泵的工作 压力。 工作压力取决于外负载的大小和排油管路上的 压力损失， 而与液压泵的流量无关。 2) 液压泵在正常工作条件下， 按试验标准规定连续 运转的最高压力称为液压泵的额定压力。
Q泵≥k流×Q 式中，Q泵表示液压泵所需输出的流量(m3/min)；k流表 示系统的泄漏系数，一般取1.1～1.3；Q缸表示液压缸 所需提供的最大流量(m3/min)。
第2章 液压动力元件
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。
Qth=qn
(2-1)
式中，q表示泵的排量(L/r)；n表示泵的转速(r/min)。
Qac=Qth-ΔQ
(2-2)
式中，ΔQ表示泵运转时，油会从高压区泄漏到低压
区的泄漏损失。
第2章 液压动力元件
4.
液压泵的容积效率ηV
v
Qac Qsh
的计算公式为
(2-3)
液压泵的机械效率ηm的计算公式为
v
Tth Tac
(2-4)
式中，Tth表示泵的理论输入扭矩；Tac表示泵的实际输
入扭矩。
第2章 液压动力元件
5.
泵的总效率η的计算公式为
η=ηmηV=
Pac
PM
(2-5)
式中， Pac表示泵实际输出功率；Pm表示电动机输出功 率。
12液压动力元件

12液压动力元件

3.按结构形式分类 液压泵可分为齿轮泵、叶片泵、柱塞泵、螺 杆泵等。
第2章 液压动力元件
• 2.1.3 液压泵的主要性能参数
液压泵的主要性能参数是指泵的压力、流量、功率和效率。
1.压力 液压泵的压力主要指工作压力和额定压力。
液压泵的工作压力是指泵工作时实际输出压力，用符号 p表示，单
位为Pa。其大小取决于外负载，随外负载增大而升高，与泵的流量无关。 液压泵的额定压力是指泵正常工作连续运转的最高工作压力。正常
泵的前后盖和泵体由两个定位销定位，用六个螺钉紧固。为了尽量 减少泄漏，对泵的端面间隙和径向间隙严格控制。为了防止排出管堵塞 等原因使排出压力过高，产生事故，泵壳上装有安全阀，在排出压力过 高时，高压液体顶开安全阀，使部分液体从通道回流到吸入口，以降低 出口压力，起到保护作用。安全压力的太小，可通过改变弹簧压缩量进 行调整。
q qth q
（2-2）
式中 Δq——泵的泄漏量。
额定流量是指泵在额定压力下输出的流量，其值标在液压泵铭牌 上。
第2章 液压动力元件
4.功率 液压泵是将原动机输入的机械能转换成液体的压力能。液压
系统中液体的压力能可用实际工作压力和实际流量之积表示，故液压泵的
实际输出功率为
P pq o
（2-3）
vm 0.9 0.85 0.76
第2章 液压动力元件
2.液压泵的流量和容积效率 液压泵的排量：
V qth 35.6 0.025 L／r n1 1450
于是液压泵的额定转速n2=500r／min时，其理论流量: qth= Vn2 =O.025×500 =12.5 L／min
因为额定压力不变，所以液压泵的容积效率不变，故液压泵的 输出流量:
第2节 液压动力元件

第2单元液压动力元件及执行元件

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第2单元液压动力元件及执行元件
2. 3液压泵的结构
2、叶片泵
其优点是：运转平稳、压力脉动小，噪音小；结构紧凑、尺寸小、 流量大；
其缺点是：对油液要求高，如油液中有杂质，则叶片容易卡死； 与齿轮泵相比结构较复杂。
它广泛的应用于机械制造中的专用机床、自动线等中、低压液压系 统中。
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该泵有两种结构形式：一种是单作用叶片泵，另一种是双作用式 叶片泵。
第2单元液压动力元件及执行元件
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。
1）外啮合齿轮泵：其的构造 和动作原理如图2－2所示。
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第2单元液压动力元件及执行元件
2. 3液压泵的结构
1、齿轮泵：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，它由 装在壳体内的一对齿轮所组成齿轮两侧有端盖罩住，壳体、 端盖和齿轮的各个齿间槽组成了许多密封工作腔。
3. 应用：用于环境差、精度要求不高的场合，通常p<10MPa， 如工程机械、建筑机械、农用机械等。
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第2单元液压动力元件及执行元件
2. 3液压泵的结构
2、螺杆泵：如图2－5所 示，液压油沿螺旋方向 前进，转轴径向负载各 处均相等，脉动少，故 运动时噪音低，可高速 运转，适合作大容量泵。 但压缩量小，不适合高 压，一般用于燃油、润 滑油泵而不用作液压泵。
泵的功率：

《液压与气压传动》第二章+液压动力元件 左建明 第四版


p q P 60
单位是： Δp——MPa， q——L/min， P——kW。
(3) 液压泵的总效率 是指液压泵的实际输出功率与输入 功率的比值，其也等于容积效率与机械效率的乘积， P 即 V m Pi
以泵为例
qt p P p q p qtV V m V m Tt Pi Ti Tt
2、液压泵的特点 基本特点是 1) 具有若干个密闭且可变化的容积空间。 2) 油箱中的油液必须恒等于或大于大气压力。 3) 具有相应的配流机构。 3、分类 按排量是否变化分为定量泵和变量泵。按结 构不同分为齿轮式、叶片式和柱塞式。
二、液压泵的主要性能参数 1、压力 (1) 工作压力(p): 液压泵的工作压力指的是它工作 时实际输出（输入）的压力。是变值。
特点： ① 转子转一圈,吸、压油各一次,(故称为单作用式) ② 转子受到单方向径向不平衡力,又称非平衡式 ③ 改变转子和定子之间的偏心，可改变泵的排量， 故可做成变量泵。 2、单作用叶片泵的排量和流量计算 计算简图如图2-10，每个叶 片旋转一转的容积变化为：
V V1 V2 1 2 2 B R e R e 2 4 R eB z
m
图2-2为液压泵的功率流程图及各参数和压力之 间的关系。
第二节 齿轮泵
齿轮泵应用广泛，一般做成定量泵，按结构分 有内啮合与外啮合两种。外啮合应用广泛。 一、外啮合齿轮泵 (一) 外啮合齿轮泵的工作原理 如图2-3。
分 析： ① 结构组成：外啮合齿轮一 对、壳体、端盖等 ② 密闭容积空间的形成：齿 轮-壳体-端盖 ③ 密闭容积空间的变化：啮 合部位的啮合和脱离 ④ 配流装置：吸压油口的两 边布置自然形成。
优点：结构简单、紧凑，体积小，重量轻，运转 平稳，输油均匀，噪声小，容许采用高转 速，容积效率高（达90～95%），对油液 污染不敏感

第2章液压动力元件


Pi
pq
(2-9)
ηv q0
q ηm
T T0
液压泵的各个参数和压力之间的
关系如图2.3所示。
•图2.3 液压泵的特性曲线
2.2 齿轮泵
• 如图所示，齿轮泵是一种常用的液压泵，主要特点是结构简单， 制造方便，价格低廉，体积小，重量轻，自吸性能好，对油液 污染不敏感，工作可靠；其主要缺点是流量和压力脉动大，噪 声大，排量不可调。
因此为了实现齿轮泵的高压化，为了提高齿轮泵的压 力和容积效率，需要从结构上来采取措施，对端面间隙进 行自动补偿。
2. 齿轮泵的径向力
齿轮液压泵的径向力如图2.6（a）、（b）所示。
设O1为主动轮，O2为被动轮，两轮转向沿1、2所指方向。齿轮液压
泵液压力在压油腔，其分布为螺壳式，这是因为液压力每通过一次齿 轮的齿顶均要产生压降。其合力在主动轮上为F1，被动轮上为F1'。
2 液压动力元件
•2.1 液压泵概述 •2.2 齿轮泵 •2.3 叶片泵 •2.4 柱塞泵 •2.5 螺杆泵 •2.6 液压泵的噪声及控制
• 2.1 液压泵概述
• 在液压系统中，为系统提供动力的元件称为液压 动力元件，液压动力元件即液压泵，是液压系统 中的能量转换置。
液压泵的作用:是将原动机的机械能（力矩M，转 速n）转换成液体的压力能（压力p，排量Q）。
• q =q0-Δq
(2-2)
• (4)额定流量qn。液压泵在正常工作条件下,按试验标准规定(如在 额定压力和额定转速下)所能输出的最大流量。
• 在不考虑液体的压缩性和泄漏时，液压泵单位时间内排出的液 体体积与工作压力无关。(m3/s)
3.功率和效率
• 2.1.3.3功率和效率
• (1)液压泵的功率损失。分为容积损失和机械损失。

液压动力元件


2.2.3 齿轮泵的结构特点
2.2.3 齿轮泵的结构特点
2.2.3 齿轮泵的结构特点
齿轮泵主要存在着困油、径向力不平衡和泄漏 等问题。 一、困油现象及其消除措施
产生原因 引起结果 消除困油的方法
困油现象产生原因
∵ 为保证齿轮连续平稳运转，又能够使吸压油 口隔开，齿轮啮合时的重合度必须大于1
P po i Tp q p Tm t q tv Tp ttq vmvm
（3-7）
因此，液压泵的总效率等于容积效率和机械效率的 乘积。
图 3-2 泵 的 实 际 流 量 和 效 率
6.泵的能量转换示意图 为了看清楚泵在能量转换中的情况，现将 以上分析内容绘制成图3-2。由此可以得到泵的常用计算公式：
2.1.2 液压泵的分类
1.按输出流量是否可变分类 液压泵分为定量 泵和变量泵。定量泵是指泵的输出流量是不能调 节的，变量泵是指泵的输出流量是可以调节的。
2.按结构形式分类 液压泵可分为齿轮泵、叶 片泵、柱塞泵、螺杆泵等。
2.1.3 液压泵的主要性能参数
液压泵的主要性能参数是指泵的压力、流量、功率和效率。 1.压力 液压泵的压力有工作压力、额定压力和最高允许压力。
2
0 .8 5 0 .9 60
vm
2.2 齿轮泵
齿轮泵是液压泵中结构最简单的一种泵，它的抗污染能力强，价格 最便宜。从结构上看齿轮泵可分为外啮合和内啮合两类，其中以外啮 合齿轮泵应用较为广泛。如图所示为外啮合齿轮泵的实物图。
2.2.1 齿轮泵工作原理
齿轮泵是依靠一对互相啮合 的轮齿工作的，啮合线把工作 容腔分为吸油区和压油区，工 作密封容积由齿轮齿槽、泵体 和前后端盖构成，按图示方向 旋转，当两齿逐渐退出啮合时， 轮齿的体积让出齿槽，齿槽的 工作密封容积逐渐增大，形成 真空，将油从油箱中吸入齿间 槽容积，随着齿轮转动，进入 齿间槽的液体被带到压油区。 当两齿逐渐进入啮合时，齿间 槽容积被轮齿占有，工作容积 逐渐变小，油液受挤压，液体 被排出。

液压与气动技术第2章 液压动力元件


Tt m T
18
2.1.3 液压泵的主要性能和参数
3. 功率与效率 效率
总效率
泵的总效率是泵的输出功率与输入功率之比，等于容 积效率和机械效率的乘积，即
实际上，液压泵在工作中是有能量损失的， 这种损失分为容积损失和机械损失。
Po pq V m Pi T
19
2.1.3 液压泵的主要性能和参数
8
2.1.2 常用容积式液压泵 常用的容积式泵类型按输出流量是否可调可分 为定量泵和变量泵，按结构分类如下图
液压泵
齿轮泵 叶片泵 柱塞泵 螺杆泵
外啮合 齿轮泵
内啮合 齿轮泵
双作用 叶片泵
单作用 叶片泵
限压式变量 叶 片 泵
径 向 柱塞泵
轴 向 柱塞泵
9
2.1.2 常用容积式液压泵
齿轮液压泵 叶片液压泵
24
2.1.4 液压泵与电动机参数的选择
【例2-1】 已知某液压系统如图2-4所示。工作时，活塞上所受的外载 荷 为 F = 9720N ， 活 塞 有 效 工 作 面 积 A = 0.008m2 ， 活 塞 运 动 速 度 = 0.04m/s。问应选择额定压力和额定流量为多少的液压泵？驱动它的电 动机功率应为多少?
12
2.1.3 液压泵的主要性能和参数
额定压力 液压泵在正常工作条件下，按试验标准规定连续 运转的最高压力称为液压泵的额定压力。
额定压力值的大小由液压泵零部件的结构强度和密封性来 决定。超过这个压力值，液压泵有可能发生机械或密封方面 的损坏。 最高允许压力
在超过额定压力的条件下，根据试验标准规定，允许液压 泵短暂运行的最高压力植，称为液压泵的最高允许压力。
查液压泵的样本资料，选择 CB-B25 型齿轮泵。该泵的 额 定 流 量 为 25L/min ， 略 大 于 Q 泵 ； 该 泵 的 额 定 压 力 为 25kgf/cm2 （约为 2.5MPa ），大于泵所需要提供的最大压 力。选取泵的总效率 = 0.7，驱动泵的电动机功率为
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❖设齿间容积等于轮齿体积，则有
V DhB mz2mB2zm2B
其中：D—节圆直径， h—齿高 ， B—齿宽， z—齿数， m—模数 ❖由于齿间容积比轮齿的体积稍大，所以通常修 齿轮泵
一、外啮合齿轮泵
2、排量和流量计算
➢ 理论流量 q t V n 6 . 6 6 z m 2 B n
看作是层流，即泄漏量与泵的工作压力p成正比，kl是液压泵的泄漏系数。
➢ 机械效率ηm
❖ 用来表征液压泵的机械损失，即由液压泵内流体的粘性和机械摩擦造成的转矩损失。 ❖ ηm=Tt/Ti，其中Tt为液压泵的理论转矩，Ti为主轴实际输入转矩。
➢ 总效率η
❖ 即液压泵的输出功率与输入功率之比，η=P/Pi。 ❖ Pi=ΔP.q/η ❖ η=ΔP.q/(Ti.ω)=(ΔP.qt.ηV)/(Tt.ω/ηm)=ηV.ηm
2.1 液压泵概述
一、液压泵的工作原理及特点
2、液压泵的特点
单柱塞液压泵具有一切容积式液压泵的基本特点。 ➢ 1）具有若干密封且又可以周期性变化的的空间 ➢ 2）油箱内液体的绝对压力≥pa
❖ 为保证液压泵正常吸油，油箱必须与大气相通，或采用封闭的充压油箱。
➢ 3）具有相应的配油机构
❖ 将吸油腔和压油腔隔开，保证液压泵有规律地连续吸排液体。 ❖ 液压泵的结构原理不同，其配油机构也不相同。
都有间隙，但间隙很小。 ❖ 壳体、端盖和齿轮的各个齿间槽之间形成了许多
密封容积。
➢ 当齿轮按图示方向旋转时，
❖ 在泵体右侧，轮齿逐渐脱离啮合，右侧密封工作容积逐渐增大，形成局部真空，油液经吸油管进入吸油 腔，将齿间槽充满。随着齿轮的转动，每个齿间中的油液从右侧被带到了左侧。
❖ 在泵体左侧，轮齿逐渐进入啮合，左侧密封工作容积逐渐减小，齿间的油液从压油口挤出，从压油腔输 送到压力管路中去。
液压泵出口压力p代替。
2.1 液压泵概述
二、液压泵的主要性能参数
4、效率
➢ 容积效率ηV
❖ 用来表征液压泵的容积损失，即由液压泵内部泄漏造成的流量损失。 ❖ ηV=q/qt，其中q为液压泵的实际流量，qt为理论流量。 ❖ 泄漏量Δq=klp。这是因为液压泵工作构件之间的间隙很小，泄漏液体的流动状态可以
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。
➢ 按齿形不同，可分为渐开线齿轮泵和摆线齿轮泵。
❖ 以渐开线齿轮泵应用最多。
2.2 齿轮泵
一、外啮合齿轮泵
1、工作原理
➢ 外啮合齿轮泵由前、后端盖和壳体组成。
❖ 壳体内装有一对共轭啮合齿轮。 ❖ 齿轮端面与端盖之间、齿轮齿顶与壳体内表面之间
❖ 电动机用于固定设备，如机床、油压机等。 ❖ 内燃机用于移动设备，如液压铲车、叉车等工程机械。
2.1 液压泵概述
一、液压泵的工作原理及特点
1、液压泵的工作原理
➢ 液压泵都是依靠周期性变化的密封容积和配流装置 来进行工作的，故一般称为容积式液压泵。
➢ 主要形式有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵。
➢ 如图是单柱塞液压泵的工作原理图。 ❖ 柱塞装在缸体中形成密封工作容积 。 ❖ 当原动机驱动凸轮旋转时，在凸轮和弹簧的作用下，柱塞便在缸体内做往复运动。 ❖ 柱塞右移时，缸体中密封工作容积变大，形成局部真空，油箱中的油液在大气压作 用下，经吸油管顶开单向阀 （吸油阀）进入缸体内，实现吸油。 ❖ 柱塞左移时，缸体中密封工作容积变小，油液受挤压，通过单向阀（压油阀）输送 到系统中去，实现压油。 ❖ 当偏心轮不断旋转，液压泵就不断地吸油和压油，从而不断地向液压系统供油。
➢ 额定流量qn
❖ 泵在额定压力和额定转速下输出的实际流量。
2.1 液压泵概述
二、液压泵的主要性能参数
3、功率
➢ 输入功率Pi
❖ 驱动液压泵的机械功率，即液压泵主轴转矩Ti和主轴角速度ω的乘积。 ❖ Pi=Ti.ω
➢ 输出功率P
❖ 液压泵输出的液压功率，即泵的进出口压差Δp与泵的实际流量q的乘积。 ❖ P=Δp.q ❖ 在实际的计算中，若油箱通大气，液压泵吸、压油口的压力差Δp往往用
❖ 齿轮泵不断旋转，吸压油口就不断吸油和压油，从而不断向液压系统输送油液。
➢ 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
2、排量和流量计算
➢ 排量，是液压泵每转一周所排出的油液体积。
❖即所有密封工作容积排出的油液体积总和， 这里近似等于两个齿轮的轮齿齿间容积之和。
➢ 额定压力
❖ 液压泵在正常工作条件下，按试验标准规定连续运转所允许的最高压力。 ❖ 额定压力取决于液压泵零部件的结构强度和密封性。
➢ 最高允许压力
❖ 在超过额定压力的条件下，根据试验标准规定，允许液压泵短暂运行的最高压力值。 ❖ 最高允许压力也取决于液压泵零部件的结构强度和密封性。
2.1 液压泵概述
第2章 液压动力元件
2.1 液压泵概述 2.2 齿轮泵 2.3 2.4 柱塞泵 2.5 液压泵的噪声 2.6 液压泵的选用
2.1 液压泵概述
➢ 一个完整的液压系统中包含有多种液压元件，如动力元件、 执行元件、控制元件和辅助元件等。
➢ 本章介绍液压动力元件，即液压泵。
➢ 液压泵将原动机（电动机和内燃机）输出的机械能转换成工 作液体的压力能，是一种能量转换装置。
二、液压泵的主要性能参数
2、排量和流量
➢ 排量V
❖ 在不考虑泄漏的情况下，液压泵每转一周，所排出油液的体积。 ❖ 排量的大小由密封容积几何尺寸的变化计算而得。
➢ 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油液的体积。 ❖ qt＝V.n,其中n为主轴转速。
➢ 实际流量q
❖ 在具体实际工况下，液压泵在单位时间内所排出油液的体积。 ❖ q=qt-q1，其中q1为泄露和压损引起的流量。
✓ 阀配油————————单柱塞泵 ✓ 端面配油或盘式配油——叶片泵、轴向柱塞泵 ✓ 轴配油————————径向柱塞泵 ✓ 无——————————齿轮泵
2.1 液压泵概述
二、液压泵的主要性能参数
1、压力
➢ 工作压力
❖ 液压泵实际工作时的出口压力。 ❖ 工作压力取决于外负载的大小和排油管路上的压损，而与流量无关。