第三章液压泵
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第三章 液压泵
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2、泄漏与补偿
齿轮泵存在端面泄漏、径向 泄漏和轮齿啮合处泄漏。 端面泄漏占80%—85%。 端面间隙补偿采用静压平衡 措施:在齿轮和盖板之间增加一 个补偿零件,如浮动轴套或浮动 侧板,在浮动零件的背面引入压 力油,让作用在背面的液压力稍 大于正面的液压力,其差值由一 层很薄的油膜承受。
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2液压泵的主要性能参数 1、压力 工作压力:指泵实际工作时的压力,它由系统负载决定,和 负载成正比例的变化关系。 额定压力:是指根据试验标准规定的允许连续运转的最高压 力,额定压力受泵本身结构强度和泄漏的制约。 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,称为液压泵的最高允许压 力。
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二叶片泵
根据转子旋转一周泵吸、排油次数的不同分为单作用叶片 泵和双作用叶片泵。转子旋转一周完成一次吸、排油的称为单 作用叶片泵,转子旋转一周完成两次吸、排油的称为双作用叶 片泵 。
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基本结构: 定子 内环为圆 转子 与定子存在偏心e,铣 有z 个叶片槽 叶片 在转子叶片槽内自由 滑动,宽度为B 左、右配流盘 铣有吸、压 油窗口 传动轴 排量: V= 4BzRe sin(π/z )
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2、工作原理 两啮合的轮齿将泵体、前后 盖板和齿轮包围的密闭容积分成 两部分,轮齿进入啮合的一侧密 闭容积减小,经压油口排油,退 出啮合的一侧密闭容积增大,经 吸油口吸油。 齿轮泵的排量V
V DhB 2 zm2 B
一般齿宽B=(6~10)m;转速n为750r/min、 1000 r/min、1500r/min,转速过高,会 造成吸油不 足;转速过低,泵容积效率 太低。一般齿轮的最大圆周速度不应大 于5~6m/s。
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3、选用原则: 是否要求变量 要求变量选用变量泵。 工作压力 柱塞泵的额定压力最高。 工作环境 齿轮泵的抗污能力最好。 噪声指标 双作用叶片泵和螺杆泵属低噪声泵。 效率 轴向柱塞泵的总效率最高。 3液压泵的图形符号
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二齿轮泵
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。 1、结构 齿轮泵主要由前、后 泵盖,泵体,主、从动齿 轮,浮动侧板(或轴套) 组成。
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单作用叶片泵与双作用叶片泵的典型差别
单作用叶片泵的叶片数一般为奇数,而双作用叶片泵为偶数; 单作用叶片泵的叶片一般做成后倾,而双作用叶片泵一般为 前倾; 单作用叶片泵低压区的叶片底部通低压油,高压区的叶片底 部通高压油。而双作用叶片泵的叶片底部始终通高压油。 单作用叶片泵传动轴的径向受力不平衡,故一般不宜用于高 压泵。而双作用叶片泵的径向受力是平衡的,其压力可以达 到20-30Mpa。
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第三章
液 压 泵
第一节 液压泵概述 第二节 齿轮泵 第三节 叶片泵 第四节 轴向柱塞泵 第五节 常用液压泵的性能特点及选用 第六节 液压泵的使用和维护
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一液压泵概述
液压泵是一种将机械能转换为液压能的能量转换装置。 为系统提供具有一定压力和流量的液压液。 液压泵都是依靠密封容积变化的原理来进行工作的,故 称为容积式液压泵 其性能直接决定了系统的可靠性和稳定性。 液压泵的基本工作原理 液压泵的主要性能参数 液压泵的分类和选用 液压泵的图形符号
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1泵的工作原理(以单柱塞泵为例)
1-偏心轮 2-柱塞 3-缸体 4-弹簧 5、6-单向阀
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液压泵工作的三个基本条件: 必须具有一个由运动件和非运动件所构成的密闭容积; 密闭容积的大小随运动件的运动作周期性的变化,容积由 小变大——吸油,由大变小——压油; 密闭容积增大到极限时,先要与吸油腔隔开,然后才转为 排油;密闭容积减小到极限时,先要与排油腔隔开,然后才 转为吸油,即吸排油口不能相通。使泵能连续的完成吸、排油 过程。(单柱塞泵是通过两个单向阀来实现这一要求的)
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液压传动 1单作用叶片泵
利用压力反馈作用实现变量,分为内、外反馈式
调节压力调 节螺钉的预 压縮量,即 改变特性曲 线中拐点B 的压力大小 pB,曲线 BC沿水平方向平移。
P-q 特性曲线
调节定子右边的最大流量调节螺钉,可以改变定子的最大 偏心距emax,即改变泵的最大流量,曲线 AB上下移动。 更换不同刚度的弹簧,即改变了BC 的斜率,泵的最高压 力pc也就不同。
定位夹紧:用AB段
2、定位夹紧系统 夹紧结束保压:用C点
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2双作用叶片泵 结构组成: 定子 其内环由两段大半径R 圆弧、两段小半径 r 圆 弧和四段过渡曲线组成 转子 铣有Z个叶片槽,且与定子同心,宽度为B 叶片 在叶片槽内能自由滑动 左、右配流盘 开有对称布置的吸、压油窗口 传动轴
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定子右边控制活塞作用着泵的出口压力油,左边作用着 调压弹簧力,当F<Ft时,定子处于右极限位置,e=emax,泵 输出最大流量;若泵的压力随负载增大,导致F>Ft,定子将 向偏心减小的方向移动,泵的输出流量减小。
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例:限压式变量叶片泵的应用 执行机构需要有快、慢速运动的场合, 如: 1、组合机床进给系统实现快进、工进、快退等 快进或快退:用AB段 工进:用BC段
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2、径向力及平衡措施
作用在齿轮轴上的径向力, 不仅直接影响轴承的寿命,而且 使齿轮轴变形导致齿轮顶刮削泵 体内圆。这一危害随着齿轮泵的 压力的提高而加剧,因此必须采 取相应的措施以平衡液压径向力。 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。
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5、泵的转速 额定转速 n p:额定压力下能连续长时间正常运转的最高转 速。 最高转速 n max:额定压力下允许短时间运行的最高转速。 最低转速n min:正常运转允许的最低转速。 转速范围:最低转速和最高转速之间的转速。 3液压泵的分类和选用 1、按运动部件的形状和运动方式分为齿轮泵,叶片泵,柱 塞泵,螺杆泵。 齿轮泵又分外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵 叶片泵又分双作用叶片泵,单作用叶片泵和凸轮转子泵 柱塞泵又分径向柱塞泵和轴向柱塞泵 2、按排量能否变量分定量泵和变量泵。 单作用叶片泵,径向柱塞泵和轴向柱塞泵可以作变量泵。
三对磨擦副:柱塞与缸体孔,缸 体与配流盘,滑履与斜盘。容积效 率较高,额定压力可达31.5MPa。 泵体上有泄漏油口。 传动轴是悬臂梁,缸体外有大轴 承支承。 为减小瞬时理论流量的脉动性, 取柱塞数为奇数:5,7,9。 为防止密闭容积在吸、压油转换 时因压力突变引起的压力冲击,在 配流盘的配流窗口前端开有减振槽 或减振孔。
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双作用叶片泵的结构特点
径向力平衡。 为保证叶片自由滑动且始终紧贴定子内表面,叶片槽根部全 部通压力油。 合理设计过渡曲线形状和叶片数(z≥8),可使理论流量均 匀,噪声低。 定子曲线圆弧段圆心角β≥配流窗口的间距角γ ≥叶片间夹角α (= 2π/ z )。 为减少两叶片间的密闭容积在吸压油腔转换时因压力突变而 引起的压力冲击,在配流盘的配流窗口前端开有减振槽。
2、排量和流量 排量Vp:不考虑泄漏时,泵每转所排出的液体体积,由泵 的密封容积几何尺寸的变化计算而得,故又称几何排量。
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理论流量qpt:不考虑泄漏时,泵单位时间内排出的液体体积, 公式为:qpt=Vp*np 式中:Vp为泵的排量(m3/r), np为泵转速(r/s) 实际流量qp :泵工作时,单位时间内排出的液体体积.因泵在 工作时存在泄漏Δqp ,故qp小于qpt ,实际流量和理论流量及泄漏 量的关系为: qpt = qp +Δqp Δqp和泵的工作压力成正比关系。
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由定子内环、转子外圆和左右 配流盘组成的密闭工作容积被叶片 分割为四部分,传动轴带动转子旋 转,叶片在离心力作用下紧贴定子 内表面,因定子内环由两段大半径 圆弧、两段小半径圆弧和四段过渡 曲线组成,故有两部分密闭容积将 减小,受挤压的油液经配流窗口排 出,两部分密闭容积将增大形成真 空,经配流窗口从油箱吸油。 排量: V=2πB(R2-r2)-2zBs(R-r)/cosθ θ为叶片倾角
原则: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 是否要求变量 径向柱塞泵、轴向柱塞泵、单作用叶片泵 是变量泵。 工作压力 柱塞泵压力31.5MPa;叶片泵压力6.3MPa,高 压化以后可达16MPa;齿轮泵压力2.5MPa,高压化以后可 达21MPa。 工作环境 齿轮泵的抗污染能力最好。 噪声指标 低噪声泵有内啮合齿轮泵、双作用叶片泵和螺 杆泵,双作用叶片泵和螺杆泵的瞬时流量均匀。 效率 轴向柱塞泵的总效率最高;同一结构的泵,排量大 的泵总效率高;同一排量的泵在额定工况下总效率最高。
瞬时流量:泵在工作时,每个瞬间的流量不相同,存在一定 的脉动性,液压传动的均匀性、平稳性及噪声都和泵的流量脉 动有关。 额定流量qpn :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)必须保证的流量。
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3、效率 泵在能量转换过程中存在功率损失包括容积损失和机械损失 两部分: 容积损失 :泵在流量上的损失,泵的实际输出流量总是小于理 论流量,主要原因是由于泵内部的泄漏、油液的压缩以及在吸 油过程中由于吸油阻力太大、油液粘度大以及液压泵的转速高 等原因而导致油液不能全部充满密封工作腔。泵的容积损失用 容积效率来表示,等于泵的实际输出流量qp与理论流量qpt之 比 ηpv=qp/qpt=(qpt -Δqp)/qpt =1 -Δqp/qpt