1、第四章 液壓系統(tǒng)動力元件及裝置,4-1 液壓泵的基本概念 4-2 齒輪油泵 4-3 葉片式油泵 4-4 柱塞式液壓泵 4-5 蓄能器,4-1 液壓泵的基本概念,1、液壓泵的工作原理 2、液壓泵的主要性能參數(shù) 3、液壓泵的分類和符號,液壓泵的工作原理,動力裝置,液壓泵,執(zhí)行裝置,機械能,壓力能,機械能,液壓泵的工作原理流程圖,液壓泵的工作原理,液壓泵的工作原理,1、有一個（或幾個）周期變化的密閉容器； 2、在吸油過程中，油箱應和大氣壓接通（吸油條件） 3、有配流裝置；（如單向閥等）,液壓泵正常工作的三個工作條件,必須具有一個由運動件和非運動件所構成的吸油和壓油密閉容積前提條件 密閉容積的大小隨運

2、動件的運動作周期性的變化，容積由小變大吸油，由大變小壓油基本條件 密閉容積增大到極限時，先要與吸油腔隔開，然后才轉為排油；密閉容積減小到極限時，先要與排油腔隔開，然后才轉為吸油必要條件,液壓泵的性能參數(shù)壓力,工作壓力定義：液壓泵輸出油液的壓力,其大小取決于負載,包括工作壓力和額定壓力,液壓泵的性能參數(shù)壓力,額定壓力定義：液壓泵正常工作條件下，按試驗標準規(guī)定能連續(xù)運轉的最高壓力。其大小與泵本身的泄漏和結構強度有關。,最高壓力：按試驗標準規(guī)定，液壓泵允許短暫運行的最高壓力。,液壓泵的性能參數(shù)排量,1）排量（V)：液壓泵每轉輸出油液的體積，單位為(ml/r)，其大小取決于結構參數(shù),液壓泵的性能參數(shù)流

3、量,2）理論流量（q）：單位時間內輸出油液的體積，其單位為(l/min),排量V與流量q的關系：,其中：n為液壓泵的轉速（rpm),油泵的性能參數(shù)流量,3）實際流量（qp）：液壓泵工作時，泵出口輸出的實際流量。其單位為(l/min),壓力P,流量q,q理,q實,q,液壓泵的性能參數(shù)容積效率,容積效率：,泵的實際流量與理論流量的比值,機械效率：,泵的理論轉矩與實際輸入轉矩的比值,液壓泵的性能參數(shù)功率,p的單位（MPa) q的單位（l/min),輸出功率,輸入功率,油泵的性能參數(shù)功率,其中：,實際輸出功率,實際輸入功率,例4-1,例4-1：已知泵輸出油壓力p = 100 105 pa；轉速n=14

4、50rpm；排量V = 46.2ml/r；容 = 0.95； 總 = 0.9；求：泵的輸出功率P0 ；驅動泵的電動機的功率P,解：泵輸出實際流量：,例4-1,則泵的輸出功率：,電機功率即泵的輸入功率：,液壓泵的分類,齒輪式 葉片式 柱塞式,容積式,非容積式,液壓泵,結構形式,排油體積是否可調,定量泵,變量泵,液壓泵的圖形符號,單向定量液壓泵,雙向定量液壓泵,單向變量液壓泵,雙向變量液壓泵,4.2 齒輪式液壓泵,1、齒輪泵的工作原理 2、齒輪泵的流量 3、低壓齒輪泵的結構 4、齒輪泵的優(yōu)缺點及使用,齒輪油泵的工作原理,齒輪泵的流量,齒輪泵的排量：,D,D0,2h1,b,齒輪泵的流量,對于標準齒輪

5、而言：,則齒輪泵的實際流量為：,例4-2,某齒輪泵其額定流量q =100l/min，額定壓力p=25 105 Pa，泵的轉速n=1450r/min,泵的機械效率 機 = 0.9，由試驗測得，當泵的出口壓力為p = 0時，其流量q0 =107l/min,試求：（1）該泵的容積效率？（2）當泵的轉速n1 =500r/min時計算泵在額定壓力下工作時的流量q1 是多少？該轉速下泵的容積效率容 ？ （3）兩種不同轉速下，泵所需驅動功率？,例4-2,解： （1）通常將壓力為零時泵的輸出流量認為是理論流量。所以該泵的容積效率為：,（2）泵的排量與轉速無關，即,例4-2,所以，當n1 =500r/min時：

6、,泵的泄漏量與轉速無關，即q不變,則，當 n1 =500r/min時，泵在額定壓力下的流量為：,例4-2,（3）求泵所需的功率,n=1450r/min時：,其容積效率為：,例4-2,n=500r/min時：,外嚙合低壓齒輪泵的結構,外嚙合齒輪泵,外嚙合齒輪泵,內嚙合齒輪泵,三個結構問題,困油現(xiàn)象 徑向力不平衡 密封與泄露,困油現(xiàn)象,徑向力不平衡,解決辦法： 縮小排油口直徑 開壓力平衡槽,密封與泄露軸向、徑向間隙及其補償,軸向間隙端面與端蓋 徑向間隙齒頂圓處、嚙合點處 端面間隙自動補償措施浮動軸套、浮動側板、彈性側板,高壓齒輪泵,軸向間隙補償原理,齒輪泵的優(yōu)缺點,優(yōu)點：結構簡單，具有良好的自吸能

7、力，對油液污染不敏感，耐沖擊性負荷 缺點：零件損壞后不易修復，互換性差,作業(yè),33 36,4.3 葉片式液壓泵,單作用式葉片泵 雙作用葉片泵 葉片油泵的使用要點,單作用式葉片泵,工作原理 排量的計算 變量葉片泵,單作用式葉片泵工作原理,非卸荷式葉片泵,排量計算,改變偏心距，即可改變排量,外反饋式變量葉片泵原理,泵的工作壓力與偏心量的關系,變量葉片泵的流量壓力曲線,調節(jié)螺釘5，AB上下平移 調節(jié)螺釘10，BC左右平移 改變彈簧剛度，BC段斜率改變。,變量葉片泵結構圖,雙作用葉片泵,工作原理 排量計算 結構特點 使用要點,雙作用葉片泵工作原理,雙作用葉片泵的排量計算,雙作用葉片泵的結構,雙作用葉片

8、泵的結構特點,定子曲線 配油盤 葉片傾角,定子曲線,壓油盤結構,吸油盤結構,葉片傾角,葉片油泵的使用要點,要求轉速適當 對油液污染敏感 只允許單向旋轉,4.4 柱塞式液壓泵,柱塞式液壓泵的分類,柱塞式油泵,斜軸軸向,斜盤軸向,徑向,接觸方式,運動關系,配油方式,點接觸,滑靴接觸,閥式配油,配油閥配油,缸動盤固,盤動缸固,斜盤軸向柱塞式液壓泵 徑向柱塞式液壓泵,斜盤軸向柱塞式液壓泵,工作原理 排量計算 主體結構 結構特點,工作原理,排量計算,可見，可通過改變改變泵的排量,CY141系列液壓泵主體結構,作業(yè),38 310,靜壓軸承結構,配油盤,吸油孔 排油孔 盲孔 阻尼孔,柱塞式液壓泵的特點,1、

9、精度高，故工作壓力高，容積效率高 2、流量范圍大且可調 3、主要零件受壓，故壽命長、材料利用充分,軸向柱塞泵的手動變量機構,軸向柱塞泵的伺服變量機構,徑向柱塞式液壓泵工作原理,與軸向柱塞泵相比：體積和重量較大，工作壓力、容積效率較低。,徑向柱塞式液壓泵實物,柱塞式油泵優(yōu)缺點,1、工作壓力高 2、流量范圍大且可調 3、壽命長、材料利用充分,缺點： 結構復雜、精度高、價格高、噪音大、流量脈動大。,優(yōu)點：,三種液壓泵的比較,液壓泵的選用,負載小、功率小的機械設備多用齒輪泵、雙作用葉片泵； 精度較高的機械設備（如鏡面磨床）可用螺桿泵、雙作用葉片泵； 負載較大又有速度換接的機械設備（如組合機床）可用限壓

10、式變量葉片泵； 負載大、功率大的機械設備（如龍門刨床）可使用柱塞泵； 輔助裝置送料、夾緊等液壓裝置可使用齒輪泵。,例4.2,某液壓系統(tǒng)采用限壓式變量葉片泵，該泵出廠的壓力流量特性曲線為ABC，如圖所示。已知泵的總效率總0.7，系統(tǒng)工作進給時，泵輸出壓力p4.5MPa，輸出流量q2.5L/min；系統(tǒng)空程快進，壓力p12MPa，流量q1=20L/min。試求限壓式變量葉片泵要滿足上述要求，應如何調節(jié)其壓力流量特性曲線；在此工況下，求泵的最大驅動功率。,例4.3,某液壓泵排量V50cm3/r，其總泄漏量q與輸出壓力p的關系式為qCp，式中 C=29105cm3/(Pamin)，泵的轉速n=1450

11、r/min。試計算該泵輸出壓力p=0.25MPa、5MPa、7.5MPa、10MPa時液壓液壓泵的實際流量q實和容積效率容；若泵的摩擦損失（與壓力無關）扭矩M=2Nm，試計算該泵在上述幾種壓力下運行時的總效率；計算驅動該泵工作的電機功率P。,4.5 蓄能器,用途 種類及結構 容積計算 安裝及使用,蓄能器的用途,儲存液壓能做能源使用 緩沖 消除壓力脈動 保壓、停電應急,蓄能器的種類和結構,蓄能器的種類和結構,氣囊式蓄能器的容積計算,氣囊式蓄能器的容積計算,t3min時，k=1（等溫）,例4.4,有一系統(tǒng)擬使用輸油量為25l/min的泵，系統(tǒng)所需要的最大工作壓力為7MPa，執(zhí)行裝置作間歇運動，在0.1s內需油量為0.8l，執(zhí)行裝置運動最短間隔時間為30s，試確定合適的蓄能器的