《液压与气压传动技术》课件第二章.pptx
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1、模块二 动力元件液压泵2-1 液压泵概述2-2 齿轮泵2-3 叶片泵2-4 柱塞泵2-5 液压马达模块二 动力元件液压泵【学习目标】()熟悉齿轮泵、叶片泵、柱塞泵的工作原理.()掌握不同液压泵其性能参数、图形符号及其应用等知识.模块二 动力元件液压泵-液压泵概述模块二 动力元件液压泵一、液压泵的工作原理 液压泵是液压动力元件,它是将电动机(或其他原动机)输入的机械能转变成油液压力 能的能量转换装置.液压泵俗称油泵,其作用主要是向液压系统提供压力油.图-1所示为容积式液压泵的工作原理.工作过程:偏心轮旋转时,柱塞在偏心轮和弹簧的共同作用下,在泵体内做往复直线 运动.泵体和柱塞之间构成了密封的工作
2、容积.当柱塞向右移动时,工作容积变大,产生 真空,油箱中的油液通过单向阀吸入泵体;当柱塞向左移动时,工作容积变小,在柱塞 的作用下吸入的油液通过单向阀挤压到液压系统中.偏心轮不停地旋转,密封容积不停 地吸油与压油.模块二 动力元件液压泵液压泵正常工作的条件是:()结构中要有密封的工作容积.()密封的工作容积要呈现周期性变化,吸油量和压油量的多少由密封工作容积变化 的大小来决定.()要有配流装置.当容积增大时,油腔要和吸油口相连,当容积减小时,油腔要和压油口相连,这是泵连续正常工作的必备条件.()油箱要和大气相通.二、液压泵的分类与参数液压泵的分类模块二 动力元件液压泵液压泵的图形符号液压泵的图
3、形符号见表-.模块二 动力元件液压泵液压泵的参数液压泵的相关参数见表-.模块二 动力元件液压泵-齿 轮 泵模块二 动力元件液压泵齿轮液压泵是一种常见的液压泵.它的优点是结构简单,制造方便,体积小,重量轻,价格低廉,自吸能力好,对油液污染不敏感,便于维修,工作可靠;缺点是流量脉动大,噪 声大,泄漏严重,排量不可靠,只能用于低压(P.MPa)场合.外啮合齿轮泵结构简图 如图-所示.模块二 动力元件液压泵一、外啮合齿轮液压泵的工作原理外啮合齿轮泵的工作原理如图-所示.它采用的是前后端盖、泵体和一对齿轮三片式结构.泵体内相互啮合的主、从动齿轮和两端盖以及泵体一起构成了密封的工作容积.齿轮的啮合点将左、
4、右两个工作腔隔开,形成了吸油腔和压油腔.在传动轴的带动 下,齿轮按图示方向旋转时,左腔齿轮啮合脱离,密封工作容积不断增大,形成部分真空,油液在大气压力的作用下从油箱通过油管进入左侧吸油腔,这是齿轮泵的吸油过程.吸油 腔的油液被旋转的齿间槽带到右侧的油腔,右侧油腔内齿轮不断进入啮合,使密封的工作 容积减小,油液受到挤压进入液压系统,这就是齿轮泵的压油过程.当传动轴带动齿轮不 停地回转时,吸、压油过程连续地进行.模块二 动力元件液压泵二、外啮合齿轮泵的流量计算齿轮啮合时,啮合点位置瞬间变化,其工作容积变化率不等.瞬时流量不均匀,即脉 动,计算瞬时流量时必须进行积分计算才精确,比较麻烦,一般用近似计
5、算法.模块二 动力元件液压泵三、齿轮泵的缺陷及改进困油现象及其消除措施)困油现象产生的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,所以有时会出现两对轮齿同时啮合的情况,故在齿向啮合线间形成一个封闭容积.困油现 象产生过程如图-所示.模块二 动力元件液压泵)困油现象引起的结果如图 所示,图(a)图(b)密闭容积缩小,油液压强升高,高压油从一切可能泄漏 的缝隙强行挤出,使轴和轴承受很大冲击载荷,泵剧烈振动,同时无功损耗增大,油液发 热.图(b)(c)密闭容积增大,油液压强降低,形成局部真空,产生气穴,引起振动、噪 声、气蚀等.)消除困油现象的方法在泵盖(或轴承座)
6、上开卸荷槽以消除困油,CB B型泵将卸荷槽整个向吸油腔侧平移 一段距离,效果更好.径向作用力不平衡()径向不平衡力的产生:在齿轮泵中,油液作用在齿轮外边缘的压力是不均匀的,从低压腔到高压腔,压力沿齿轮旋转时的方向逐渐递增.工作场合压力越高,径向力不平 衡越大.()径向力不平衡后果:导致泵轴弯曲,使泵体磨损,产生振动和噪声,降低使用 寿命.()改善措施:缩小压油口,以减小压力油作用面积.增大泵体内表面和齿顶间隙开 压力平衡槽,会使容积效率减小.泄漏在外啮合齿轮液压泵中,高压腔的油液通过缝隙向低压腔的泄漏是无法避免的,严重 的泄漏会影响系统的工作效率.模块二 动力元件液压泵)泄漏项目齿侧泄漏:约占
7、齿轮泵总泄漏量的.径向泄漏:约占齿轮泵总泄漏量的.端面泄漏:约占齿轮泵总泄漏量的.泵压力愈高,泄漏愈大)改进措施 轴向泄漏:浮动轴套补偿.齿侧泄漏:提高齿轮的齿形精度.径向泄漏:减少高压区的压力差.模块二 动力元件液压泵-叶 片 泵模块二 动力元件液压泵按照工作原理,叶片泵分为单作用式和双作用式两大类.一、双作用叶片泵双作用叶片泵的工作原理 如图 所示,双作用叶片泵由定子、转子、叶片、配流盘组成.叶片装在转 子槽中.定子内表面近似椭圆,内由两段长半径为R、两段外半径为r 的圆弧和四组过渡 曲线组成,定子和转子同心.在配流盘上,对应于定子四段过渡曲线的位置开有四个配流 窗口.当转子按如图 所示做
8、逆时针旋转时,密封工作腔的容积在左下角和右上角逐 渐增大,形成真空度,两个窗口与泵的吸油窗口相通,为吸油区;在左上角和右下角处密 封工作腔逐渐减小,在定子内表面的作用下,通过两个窗口油液压入液压系统,为压油区.吸油区和压油区之间有一段封油区将吸、压油区隔开.转子不停地旋转,泵就不断地吸油 和压油.泵转子每旋转一周,完成两次吸油、两次压油,故称为双作用叶片泵.由于两个吸油 窗口和两个压油窗口成径向对称分布,因此作用在转子上的压力径向平衡,又称为平衡式 叶片泵.模块二 动力元件液压泵双作用叶片泵的结构特点()由于配流盘上窗口成对称分布,作用在转子上的径向力平衡,因此转轴使用寿命长.()为了保证叶片
9、和定子内表面紧密接触,在配流盘上开环形槽,让叶片根部和环形 槽相通,同时通入压力油.()双作用叶片泵的叶片不能径向安装,而要倾斜一个角度,防止在压油区时叶片 磨损加剧而折断,同时叶片顶部需要倒角,形成一定的接触力,因而转子不能反转.()双作用叶片泵可以承受的最高工作压力已达到 MPa,在配流盘端面采用 浮动材料进行补偿后,在高压情况下具有较高的容积效率.()由于双作用叶片泵结构复杂,对油液的污染比较敏感,因此要定期做保养.()双作用叶片泵承受平衡时的径向力,因而叶片呈现双数,一般为片、片和片.模块二 动力元件液压泵双作用叶片泵的排量和流量模块二 动力元件液压泵二、单作用叶片泵单作用叶片泵的工作
10、原理如图-所示,单作用叶片泵由定子、转子、叶片、配油盘和端盖等组成.它的工作 原理和双作用叶片泵的工作原理相似,不同之处在于单作用叶片泵定子内表面是圆柱形,定子和转子存在偏心e.叶片也装在转子槽中,并可在槽内滑动,当转子在电动机带动下 旋转时,借助离心力的作用,使叶片紧靠在定子内壁,于是相邻两叶片、转子外表面、定子 内表面和两端配流盘间形成了若干个密封的工作容积.当转子按如图 所示旋转时,图左侧叶片逐渐往外伸出,叶片间的密封容积体积逐渐增大,产生局部真空,通过配流盘 从吸油口吸油,这就是吸油过程;图右侧叶片在定子内表面的作用下压进槽内,使密封工 作容积体积逐渐减小,将油液通过配流盘压入液压系统
11、,这就是压油过程.和双作用叶片 泵一样,在吸油区和压油区之间有一段封油区,把吸油区和压油区分割开.转子不停地旋 转,泵就不断地吸油和压油.泵转子每旋转一周,完成一次吸油、一次压油,故称为单作用叶片泵.模块二 动力元件液压泵单作用叶片泵的结构特点()单作用叶片泵的流量具有一定的脉动性.增加泵的叶片数量,使叶片成奇数可以 减小油液流动脉动性,故叶片数一片为片或片.()单作用叶片泵可以通过改变定子和转子的偏心距e来改变泵的流量,故为变量泵.增大偏心距,则流量q 增加;反之,减小偏心距e,则流量q 减小;当偏心距e时,泵的 流量q 也为零.()为了使叶片顶部和定子内表面紧密接触,压油区处的叶片底部要通
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