1、,第二章 液壓泵和液壓馬達,介紹,液壓泵和液壓馬達的工作原理； 液壓泵和液壓馬達的基本性能：壓力、流量、效率及其關(guān)系； 三種類型的泵（馬達）的結(jié)構(gòu)、工作原理、優(yōu)缺點、應用場合。,液壓系統(tǒng)中的能量轉(zhuǎn)換,2-1 概述,液壓泵,液壓馬達,液壓系統(tǒng)中的能量轉(zhuǎn)換,2-1 概述,液壓泵是將電機輸出的機械能(轉(zhuǎn)矩 和角速度 的乘積)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤耗?液壓泵的輸出壓力 和輸出流量 的乘積)，為系統(tǒng)提供一定流量和壓力的油液，是液壓系統(tǒng)中動力源；,液壓馬達是將系統(tǒng)的液壓能(液壓馬達的輸入壓力 和輸入流量 的乘積)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能(液壓馬達輸出轉(zhuǎn)矩 和角速度 的乘積)，使系統(tǒng)輸出一定的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，驅(qū)動工作部件運動；,一、液

2、壓泵和液壓馬達的工作原理和特點,2-1 概述,1凸輪 2柱塞 3彈簧 4密封油腔 5、6單向閥,一、液壓泵和液壓馬達的工作原理和特點,2-1 概述,容積式泵（液壓馬達）的工作原理：,泵的工作原理：形成若干個密封的工作腔，當密封工作腔的容積從小向大變化時，形成部分真空、吸油；當密封工作腔的容積從大向小變化時，進行壓油（排油）,液壓馬達的工作原理：形成若干個密封的工作腔，進油時，密封工作腔的容積從小向大變化；排油時，密封工作腔的容積從大向小變化時。（其輸出是轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速）,一、液壓泵和液壓馬達的工作原理和特點,2-1 概述,液壓泵正常工作的必備條件,具有密封容積（密封工作腔）； 密封容積能交替變化；

3、 具有配流裝置。其作用是保證密封容積在吸油過程中與油箱相通，同時關(guān)閉供油通路；壓油時與供油管路相通，而與油箱切斷； 吸油過程中油箱必須與大氣相通。,二、液壓泵和液壓馬達的基本性能,2-1 概述,1、工作壓力和公稱壓力,液壓泵的工作壓力：指泵出口處的實際壓力，即液壓泵所輸出的油液為克服阻力所必須建立起來的壓力。泵的工作壓力取決于泵的總負載。,液壓馬達的工作壓力：指液壓觀達輸入油液的實際壓力，其大小同樣也是取決于液壓馬達的負載。,二、液壓泵和液壓馬達的基本性能,2-1 概述,1、工作壓力和公稱壓力,液壓泵的公稱壓力：液壓泵工作壓力的最高限值。,液壓馬達的公稱壓力：液壓馬達工作壓力的最高限值。,液壓

4、泵的液壓馬達的公稱壓力均取決于它們本身結(jié)構(gòu)的密封性和規(guī)定的使用壽命。,二、液壓泵和液壓馬達的基本性能,2-1 概述,2、排量和流量,液壓泵的排量是指在沒有泄漏的情況下，液壓泵每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)所排出的油液體積。,液壓泵的排量僅僅取決于密封工作油腔每轉(zhuǎn)變化的容積而與轉(zhuǎn)速無關(guān)。,液壓泵的理論流量是指在沒有泄漏的情況下，單位時間內(nèi)輸出的油液體積，它等于排量和轉(zhuǎn)速的乘積，即,二、液壓泵和液壓馬達的基本性能,2-1 概述,2、排量和流量,液壓馬達的排量是指在沒有泄漏的情況下，液壓馬達每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)所輸入的油液體積。,液壓馬達的理論流量是指在沒有泄漏的情況下，單位時間內(nèi)輸入的油液體積，它等于排量和轉(zhuǎn)速的乘積，即,二、液壓

5、泵和液壓馬達的基本性能,2-1 概述,3、功率和效率,理論功率：,二、液壓泵和液壓馬達的基本性能,2-1 概述,3、功率和效率,容積損失：指因泄漏而造成的流量損失。,對于液壓泵，容積效率 表現(xiàn)為實際流量與理論流量之比。,對于液壓馬達，容積效率 表現(xiàn)為理論流量與實際輸入流量之比。,二、液壓泵和液壓馬達的基本性能,2-1 概述,3、功率和效率,液壓泵和液壓馬達的流量壓力特性曲線,液壓泵 液壓馬達,二、液壓泵和液壓馬達的基本性能,2-1 概述,3、功率和效率,機械損失：指因摩擦而造成的轉(zhuǎn)矩上的損失。,對于液壓泵，機械效率表現(xiàn)為理論輸入轉(zhuǎn)矩與實際輸入轉(zhuǎn)之比。,對于液壓馬達，機械效率表現(xiàn)為實際輸出轉(zhuǎn)矩與

6、理論轉(zhuǎn)矩之比。,二、液壓泵和液壓馬達的基本性能,2-1 概述,3、功率和效率,總效率：輸出功率與輸入功率之比,對于液壓泵，,對于液壓馬達，,液壓泵（液壓馬達）的總效率等于其容積效率與機械效率的乘積,二、液壓泵和液壓馬達的類型,2-1 概述,3、功率和效率,液壓泵的輸入功率又可表示為,液壓馬達的輸出轉(zhuǎn)矩可表示為,若馬達的出口壓力不為零，則：,為馬達的入口壓力與出口壓力之差,三、液壓泵和液壓馬達的類型,2-1 概述,1、類型,液壓泵 （液壓馬達）,柱塞式,葉片式,齒輪式,軸向柱塞式 徑向柱塞式,單作用葉片式 雙作用葉片式,外嚙何式 內(nèi)嚙合式,三、液壓泵和液壓馬達的類型,2-1 概述,1、類型,液壓

7、泵 （液壓馬達）,定量式,變量式,手動調(diào)節(jié)排量 自動調(diào)節(jié)排量,恒壓式 限壓式 恒功率 恒 流量,三、液壓泵和液壓馬達的類型,2-1 概述,1、類型,（液壓馬達）,高速小扭矩液壓馬達 低速大扭矩液壓以達,三、液壓泵和液壓馬達的類型,2-1 概述,1、符號,三、液壓泵和液壓馬達的類型,2-1 概述,2、符號（新標準）,一、齒輪泵的構(gòu)造和工作原理,2-2 齒輪泵,二、齒輪泵的流量,2-2 齒輪泵,1、流量計算,齒輪泵的排量q是其兩個齒輪的齒間容積之總和,2、流量脈動,二、齒輪泵的流量,2-2 齒輪泵,3、空穴現(xiàn)象,提高轉(zhuǎn)速可增大流量，但若轉(zhuǎn)速過高，油液在離心力的作用下不易填滿齒間，形成“空穴現(xiàn)象”，

8、并會使容積效率降低。,4、增大流量的途徑,提高轉(zhuǎn)速 增大模數(shù) 增加齒數(shù) 增大齒寬,三、困油現(xiàn)象,2-2 齒輪泵,解決措施：開卸荷槽,四、徑向力不平衡,2-2 齒輪泵,解決措施：1、開平衡；2、縮小壓油口。,五、齒輪泵的泄漏,2-2 齒輪泵,齒頂圓與殼體內(nèi)孔之間的徑向間隙； 齒輪端面與側(cè)蓋之間的軸向間隙； 齒寬方向上的不完全嚙合造成的齒面間隙。,1、泄漏途徑：,其中，途徑 2）是最主要的泄漏途徑，約占總泄漏的7580。,五、齒輪泵的泄漏,2-2 齒輪泵,浮動軸套； 浮動（彈性）側(cè)板。,2、補償軸向間隙的措施,引入壓力油,一、雙作用葉片泵,2-3 葉片泵,1、雙作用葉片泵的工作原理,1）組成:,2

9、）工作原理,1轉(zhuǎn)子 2定子 3葉片 4配油盤,雙作用：指每轉(zhuǎn)有兩次吸油壓油過程。,卸荷式葉片泵,一、雙作用葉片泵,2-3 葉片泵,1、雙作用葉片泵的工作原理,3）定子內(nèi)表面形狀,一、雙作用葉片泵,2-3 葉片泵,2、雙作用葉片泵的結(jié)構(gòu)特點,1）葉片傾角,一、雙作用葉片泵,2-3 葉片泵,2、雙作用葉片泵的結(jié)構(gòu)特點,2）定子曲線,一、雙作用葉片泵,2-3 葉片泵,2、雙作用葉片泵的結(jié)構(gòu)特點,2）定子曲線,一、雙作用葉片泵,2-3 葉片泵,2、雙作用葉片泵的結(jié)構(gòu)特點,2）定子曲線,一、雙作用葉片泵,2-3 葉片泵,2、雙作用葉片泵的結(jié)構(gòu)特點,2）定子曲線,一、雙作用葉片泵,2-3 葉片泵,2、雙作

10、用葉片泵的結(jié)構(gòu)特點,3）配油盤的三角槽,減緩流量和壓力的脈動并降低噪聲,一、雙作用葉片泵,2-3 葉片泵,3、雙作用葉片泵的流量,1）流量計算,2）流量穩(wěn)定性,一、雙作用葉片泵,2-3 葉片泵,4、高壓葉片泵的結(jié)構(gòu)特點,一、雙作用葉片泵,2-3 葉片泵,4、高壓葉片泵的結(jié)構(gòu)特點（子母葉片）,小葉片,一、雙作用葉片泵,2-3 葉片泵,4、高壓葉片泵的結(jié)構(gòu)特點（階梯葉片）,二、單作用葉片泵,2-3 葉片泵,1、結(jié)構(gòu)及工作原理,1）結(jié)構(gòu),2）工作原理,1轉(zhuǎn)子 2定子 3葉片 配油盤（側(cè)面）,單作用,非卸荷式泵 徑向力不平衡 平量泵,二、單作用葉片泵,2-3 葉片泵,2、流量計算,1）排量,2）流量,

11、三、葉片馬達,2-3 葉片泵,一、徑向柱塞泵的工作原理和流量計算,2-4 柱塞泵和柱塞馬達,二、軸向柱塞泵的工作原理和流量計算,2-4 柱塞泵和柱塞馬達,二、軸向柱塞泵的工作原理和流量計算,2-4 柱塞泵和柱塞馬達,軸向柱塞泵式手動變量泵,2-4 柱塞泵和柱塞馬達,三、軸向柱塞液壓馬達的工作原理和結(jié)構(gòu),2-4 柱塞泵和柱塞馬達,三、軸向柱塞液壓馬達的工作原理和結(jié)構(gòu),2-4 柱塞泵和柱塞馬達,1、限壓式變量泵的工作原理和結(jié)構(gòu),2-5 液壓泵的流量調(diào)節(jié),2、限壓式變量泵的靜態(tài)特性,2-5 液壓泵的流量調(diào)節(jié),靜態(tài)特性：流量壓差特性,2、限壓式變量泵的靜態(tài)特性,2-5 液壓泵的流量調(diào)節(jié),靜態(tài)特性：流量

12、壓差特性,可求得：,結(jié)構(gòu)圖,3、限壓式變量泵的優(yōu)缺點及應用,2-5 液壓泵的流量調(diào)節(jié),限壓式變量葉片泵與雙作用定量葉片泵相比：結(jié)構(gòu)復雜，尺寸大，相對運動的機件多，軸上受單向徑向液壓力大，故泄漏大，容積效率和機械效率較低。由于流量有脈動和困油現(xiàn)象的存在，因而壓力脈動和噪聲大，工作壓力的提高受到限制;,限壓式變量葉片泵的流量壓力特性正好滿足既要實現(xiàn)快速行程又要實現(xiàn)工作進給的工作部件對液壓源的要求。,4、限壓式變量泵的典型結(jié)構(gòu),2-5 液壓泵的流量調(diào)節(jié),機床常用液壓泵性能比較,本章小結(jié),一、主要概念,1、容積式泵（液壓馬達）的工作原理； 2、泵和液壓馬達的工作壓力、排量、理論流量、實際流量、容積效率、輸入轉(zhuǎn)矩（泵）、輸出轉(zhuǎn)矩（馬達）、機械效率、輸入、輸出功率、總效率、各量的單位（量綱）及相關(guān)量間的關(guān)系；,本章小結(jié),一、主要概念,3、常用泵齒輪泵、葉片泵、柱塞泵及相應