《液压动力元件》PPT课件

上一页 返回
3.2 齿轮泵
• 齿轮泵的种类很多，按工作压力大致可分为低压齿轮泵(p≤2.5MPa)、 中压齿轮泵(p>2.5~8MPa)、中高压齿轮泵(p>8~16MPa)和高压齿轮 泵(p>16~32MPa)四种。目前国内生产和应用较多的是中、低压和中 高压齿轮泵，高压齿轮泵正处在发展和研制阶段。 • 齿轮泵按啮合形式的不同，可分为内啮合和外啮合两种，其中外啮合 齿轮泵应用更广泛，而内啮合齿轮泵则多为辅助泵。
• 3.2.2 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，其结构示意如图3-5所示。 这两种内啮合齿轮泵工作原理和主要特点皆同于外啮合齿轮泵。
上一页 下一页 返回
3.2 齿轮泵
• 与外啮合齿轮泵相比，内啮合齿轮泵内可做到无困油现象，流量脉动 小。内啮合齿轮泵的结构紧凑，尺寸小，质量轻，运转平稳，噪声低， 在高转速工作时有较高的容积效率。但在低速、高压下工作时，压力 脉动大，容积效率低，所以一般用于中、低压系统。在闭式系统中， 常用这种泵作为补油泵。内啮合齿轮泵的缺点是齿形复杂，加工困难， 价格较贵，且不适合高速高压工作状况。
上一页 返回
3.5 液压泵的选用
• 液压泵是液压系统提供一定流量和压力的油液动力元件。它是每个液 压系统不可缺少的核心元件，合理地选择液压泵对于降低液压系统的 能耗、提高系统的效率、降低噪声、改善工作性能和保证系统的可靠 工作都十分重要。 • 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。 • 表3-2列出了液压系统中常用液压泵的主要性能比较。 • 一般在机床液压系统中，往往选用双作用叶片泵和限压式变量叶片泵; 而在农业机械、港口机械以及小型工程机械中往往选择抗污染能力较 强的齿轮泵;在负载大、功率大的场合往往选择柱塞泵。

浮动轴套；压力反馈自动补偿。
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。
封闭容积由大变小时油液受挤 压，导致压力冲击和油液发热， 封闭容积由小变大时，会引起 汽蚀和噪声。
第3章：液压泵和马达
泵和马达结构基本相同， 因此放在一章中介绍。
主要类型：齿轮式、叶片式、柱塞式
学习注意四个要点
结构
性能
原理
主要内容
3.1 概述 3.2 齿轮泵 3.3 叶片泵 3.4 柱塞泵 3.5 其他液压泵
3.1 概述
一 液压泵和液压马达的功用 二 容积式泵的工作原理 三 液压泵和液压马达的主要参数 四 液压泵的效率 五 液压马达的效率 六 液压转矩公式
n 特点
n 无困油现象 n 流量脉动小，噪声低
▪ 采取间隙补偿措施后，泵的额定
压力可达30 MPa。
⑵ 电动机功率
不计管路中的流量损失，
马达的理论流量
⑶ 马达的输出转速 ⑷ 马达的输出转矩
和功率
一 齿轮泵的工作原理
齿轮泵是利用齿轮啮合原理 工作的，根据啮合形式不同 分为外啮合齿轮泵和内啮合 齿轮泵。
⑴密封容积的形成
——泵体、前后端盖、齿轮构成； 齿顶与泵体内表面的间
隙密封和齿轮啮合线将密封容积 分成吸油腔和排油腔。
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：

叶片泵的工作原理
由转、定子，叶片，配油盘组成。转子有 径向斜槽，内装叶片，配油盘装在转子两 边，旋转时惯性和油压力的作用使叶片紧 靠定子，使其形成多个密封空间。配油盘 有吸油窗和压油窗，是工作时叶片神出， 密封容积增大行成真空从吸油窗吸油，叶 片逐渐压入，油从压油窗出能从p1→p2；当控制油口通压力油时，正、反向的
油液均可自由通过。
2020/12/27
43
3.2 换向阀
换向阀是利用阀芯在阀体孔内作相对运动，使油路 接通或切断而改变油流方向的阀。
换向阀的分类
• 按结构形式可分：滑阀式、转阀式、球阀式。 • 按阀体连通的主油路数可分：两通、三通、四通…等。 • 按阀芯在阀体内的工作位置可分：两位、三位、四位等
2020/12/27
5
齿轮泵的原理图
在一个紧密配合的 壳体内相互啮合旋 转，这个壳体的内 部类似“8”字形， 两个齿轮装在里面 ，齿轮的外径及两 侧与壳体紧密配合
2020/12/27
6
齿轮泵的原理图
挤出机的物料在吸入口进入两个齿轮中间，并充满这
一空间，随着齿的旋转沿壳体运动，最后在两齿啮合
时排出 2020/12/27
▪锥阀 锥阀阀芯半锥角一般为12 °～
20 °，阀口关闭时为线密封，密封性能好
且动作灵敏。
▪球阀 性能与锥阀相同。
2020/12/27
37
三、方向控制阀
方向控制阀的作用：
流方向
在液压系统中控制液
方向控制阀包括： 单向阀和换向阀
2020/12/27
38
3.1 单向阀
单向阀包括：普通单向阀和液控单向阀
2020/12/27
53
图形符号含义
位—用方格表示，几位即几个方格

of single-acting vane pumps） ❖ 2．单作用叶片泵的排量和流量（Displacement and
flow equation of single-acting vane pumps）
Nanyang Institute of Technology
Nanyang Institute of Technology
Nanyang Institute of Technology
❖ 4.1 液压泵概述（Hydraulic pumps introduction） ❖ 液压泵是液压传动系统的动力元件，即将原动机（电
动机或柴油机）输入的机械能转换为压力能输出，为 液压传动系统提供动力，它是一种能量转换装置，是 液压传动系统的核心元件。 ❖ 4.1.1 液压泵的工作原理（Operating principles of hydraulic pumps） ❖ 4.1.2 ．液压泵的分类（Classification of hydraulic pumps） ❖ 4.1.3 液压泵的图形符号（Diagram symbols of hydraulic pumps）
Nanyang Institute of Technology
Nanyang Institute of Technology
❖ 4.1.4 液压泵的基本性能参数和计算公式（Basic property and parameters and equations of hydraulic pumps）
Nanyang Institute of Technology
❖ 3．单作用叶片泵的结构特点（Structure characteristics of single-acting vane pumps）

工作原理Biblioteka 1、相互啮合的轮齿逐渐脱开， 、相互啮合的轮齿逐渐脱开 轮齿逐渐脱开，
密封容积↑ 形成局部真空， 密封容积↑ ，形成局部真空， 在大气压力作用下——吸油 在大气压力作用下 吸油 随着齿轮旋转， 2、随着齿轮旋转，油液带到左侧 的压油腔，轮齿逐渐啮合，使 的压油腔，轮齿逐渐啮合， 逐渐啮合 密封容积↓ 密封容积↓ ，齿槽间的油液被 挤压排出泵外 ——压油 压油 吸油腔：压力略低于大气压； 吸油腔：压力略低于大气压；密封容积增大 压油腔：压力取决于负载；密封容积减小。 压油腔：压力取决于负载；密封容积减小。
双作用叶片泵特点
转子转一转，每个密封容积完成吸油 压油各两次。 吸油、 1） 转子转一转，每个密封容积完成吸油、压油各两次。 ∴称双作用式 压油口对称，径向力平衡。 称卸荷式叶片泵， 2） 吸、压油口对称，径向力平衡。∴称卸荷式叶片泵，可提高工作压力 双作用叶片泵为单向定量泵。（由于转子和定子同轴 单向定量泵。（由于转子和定子同轴） ３）双作用叶片泵为单向定量泵。（由于转子和定子同轴） 双作用叶片泵仍存在流量脉动，当叶片数为4的整数倍、且大于8 双作用叶片泵仍存在流量脉动，当叶片数为4的整数倍、且大于8时的流 量脉动较小，故通常取叶片数为12 16。 12或 量脉动较小，故通常取叶片数为12或16。
（二）、双作用叶片泵组成
组成：定子、转子、叶片、配油盘、 传动轴、 组成：定子、转子、叶片、配油盘、 传动轴、壳体等
双作用叶片泵的结构 双作用叶片泵的结构
定子内表面近似椭圆，转子和 定子内表面近似椭圆， 定子同 心 定子同心 安装 ， 有 两个吸 油区和 两 油区和两 个压油区 对称布 转子 置 。 转子 每转一周 ， 完成 两次吸 油 两次吸油 和压油 。 双作用 叶片泵大多是定量泵。 叶片泵大多是定量泵。

第42页/共94页
排量计算 V 4 Re B
改变偏心距， 即可改变排量
第43页/共94页
外反馈式变量叶片泵原理
第44页/共94页
泵的工作压力与偏心量的关系
e
e0
A(
p ks
pB
)
( p pB )
第45页/共94页
变量叶片泵的流量压力曲线
调节螺钉5，AB上下平移 调节螺钉10，BC左右平 移 改变弹簧刚度，BC段斜率 改变。
液压泵的图形符号
单向定量 液压泵
单向变量 液压泵
双向定量 液压泵
双向变量 液压泵
第17页/共94页
4.2 齿轮式液压泵
1、齿轮泵的工作原理 2、齿轮泵的流量 3、低压齿轮泵的结构 4、齿轮泵的优缺点及使用
第18页/共94页
齿轮油泵的工作原理
第19页/共94页
齿轮泵的流量
齿轮泵的排量： V 2zVi (ml/ r)
第7页/共94页
液压泵的性能参数——排量
1）排量（V)：液压泵每转输出油 液的体积，单位为(ml/r)，其大小 取决于结构参数
第8页/共94页
液压泵的性能参数——流量
2）理论流量（q）：单位时间内输出 油液的体积，其单位为(l/min)
排量V与流量q的关系：
q nV 103(l / min)
其中：n为液压泵的转速 （rpm)
第76页/共94页
例4.3
某液压泵排量V＝50cm3/r，其总泄漏量Δq 与输出压力p的关系式为Δq＝C•p，式中 C=29×10－5cm3/(Pa•min)，泵的转速 n=1450r/min。试计算该泵输出压力 p=0.25MPa、5MPa、7.5MPa、10MPa时液 压液压泵的实际流量q实和容积效率η容；若泵的摩 擦损失（与压力无关）扭矩ΔM=2N•m，试计算 该泵在上述几种压力下运行时的总效率η；计算驱 动该泵工作的电机功率P。

PPT文档演模板
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。
PPT文档演模板
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。
PPT文档演模板
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。
PPT文档演模板
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：

式中： R和r — 定子圆弧的长短半径；
θ— 叶片的倾角；
s— 叶片的厚度；
Z —叶片数。
45
2）、流量脉动：
双作用叶片泵若不考虑叶片的厚度，则瞬时流 量是均匀的。但实际上叶片是有厚度的，且R和r也 不可能完全同心，尤其叶片底部槽设计成与压油腔 相通时，泵的瞬时流量仍将出现微小的脉动。但脉 动率较其他泵（螺杆泵除外）小得多，且在叶片数 为4得倍数时最小，一般取12和16片。
53
2）、为何为变量泵：改变斜盘的倾角δ，可以改变柱 塞往复行程的大小，因而改变流量q。
2、流量的计算
1）、流量： 轴向柱塞泵的实际输出流量：
q

4
d 2 Dtg zn v
式中：z — 柱塞数；
d — 柱塞直径；
D — 柱塞分布园直径； δ — 斜盘与缸体轴线间的夹角。
54
2）、流量脉动：
轴向柱塞泵的输出流量是脉动，当柱塞 数为单数时流量脉动较小，一般取7、9或11。 3、优缺点 1）、优点：结构紧凑、径向尺寸小、易实现变 量，压力可以很高（可达30Mpa以上）。 2）、缺点：对油液污染较敏感。
8
2 、排量 V ：指在不考虑泄漏的情况下，轴 转过一整转时所能输出（或所需输入）的油 液体积。 3 、流量 q 1〉、液压泵（液压马达）的油液流量 qt : 指在不考虑泄漏的情况下，单位时间内 所能输出（或所需输入）的油液体积。 设液压泵（液压马达）的转速为n
qt = V n
9
2〉、液压泵（液压马达）的额定流量：指 在额定转速和额定压力下液压泵输出 （或输入马达）的流量。
近似计算可认为“排量=两个齿轮的齿间槽容
积之和”，而“齿间槽的容积≈轮齿的体 积”。