8-2 -1 动力元件（课件）《机械基础》同步精品课堂（高教版·第三版）

8-2-1 液压传动-动力元件 机械基础 同步精品课堂 高等教育出版社 1 液 压 泵 动力元件 齿轮泵 柱塞泵 叶片泵 液压泵是液压系统的动力元件，将原动机输入的机械能转换为压力能输出，为执行元件提供压力油。 液压泵的性能好坏直接影响到液压系统的工作性能和可靠性。 ◆液压泵的基本工作原理 ◆液压泵的主要性能参数 ◆液压泵的分类和应用 ◆液压泵的图形符号 液压泵基本工作原理 液压泵基本工作原理 液压泵的工作原理图 分析： 容积增大－吸油 容积减小－压油。 基本原理： 依靠密封工作容积变化实现吸、压油。 总结： 液压泵都是依靠密封容积变化的原理来进行工作的，故一般称为容积式液压泵。 液压泵正常工作的四个必备条件 必须具有密封容积； （一个由运动件和非运动件所构成的密闭容积） 密封容积交替变化；（其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） 具有配流装置。 油箱须与大气相通。 液压泵的工作原理图 液压泵的主要性能参数 液压泵的压力 工作压力 p ：泵工作时的出口压力，大小取决于负载。 额定压力 ps ：正常工作条件下按实验标准连续运转的最高压力。 吸入压力：泵的进口处的压力。 液压泵的排量、流量和容积效率 排量V：液压泵每转一转理论上应排除的油液体积，又称为理论排量或几何排量。 常用单位为cm3/r。 排量的大小仅与泵的几何尺寸有关。 液压泵的分类 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 柱塞泵又分径向柱塞泵和轴向柱塞泵 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 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。 按排量能否调节分： 定量泵（定量马达） 变量泵（变量马达） 按结构形式分： 齿轮式 叶片式 柱塞式 螺杆式 容积式 压力分级 压力等级 低压 中压 中高压 高压 超高压 压力/MPa ≤2.5 >2.5～8 >8～16 >16～32 >32 液压泵的分类 总结： 液压泵的图形符号 单向定量泵 双向定量泵 单向变量泵 双向变量泵 齿 轮 泵 液压泵之一 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。而以外啮合齿轮泵应用最广。 液压泵分类 外啮合齿轮泵原理和结构 结构： 齿轮、壳体、端盖等 外啮合齿轮泵的工作原理 分析 a 密封工作腔：泵体、端盖和齿轮的各个齿间槽组成了若干个密封工作容积。 b 齿轮啮合线将吸油区和压油区隔开，起配流作用。 吸油过程： 轮齿脱开啮合→V↑→ p↓→吸油 排油过程： 轮齿进入啮合→V↓→ p↑→排油 外啮合齿轮泵的优缺点和用途 1、优点： 体积小，重量轻，结构紧凑，工作可靠，自吸性能好，对油液污染不敏感，便于 制造、维修。 2、缺点： 效率低，流量脉动大，噪声高。 3、用途：工程机械、机床低压系统。 内啮合齿轮泵 工作原理 一对相互啮合的小齿轮和内齿轮与侧板所围成的密闭容积被齿啮合线分割成两部分，当传动轴带动小齿轮旋转时，轮齿脱开啮合的一侧密闭容积增大，为吸油腔；轮齿进入啮合的一侧密闭容积减小，为压油腔。 特点 结构紧凑，尺寸小，重量轻，流量脉动小，噪声小。 齿轮泵是液压系统中广泛采用的一种液压泵, 其主要优点是 结构简单，制造方便，价格低廉，体积小，重轻，自吸性能好，对油液污染不敏感，工作可靠； 其主要缺点是 流量和压力脉动大，噪声大，排量不可调（它一般做成定量泵）。磨损严重，泄露大，对提高工作压力受到限制。 应用： 常用于低压系统。 齿轮泵的特点 叶 片 泵 液压泵之二 叶片泵概述 叶片泵分为两类： a 双作用叶片泵（只能作定量泵用） 转子旋转一周，叶片在转子叶片槽内滑动两次，完成两次吸油和压油。 b 单作用叶片泵（可作变量泵用） 转子每转一周，吸、压油各一次，故称为单作用。 优点： 输出流量均匀、脉动小、噪声低、 体积小。 缺点: 自吸性能差、对油液污染敏感、结构较复杂，工艺要求高。 叶片泵概述 双作用式叶片泵的实物图及工作原理 双作用叶片泵 结构组成 : 定子 转子 叶片 左、右配流盘 传动轴 结构特点：a 定子和转子同心； b 定子内曲线由四段圆弧和四段过渡曲线组成； c 配油盘上有四个月牙形窗口。 双作用叶片泵工作原理 工作原理 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。 双作用式叶片泵结构原理图 单作用叶片泵 结构：转子、定子、叶片、配油盘、壳体、端盖等。 特点： ●定子和转子偏心； ●定子内曲线是圆； ●配油盘有二个月牙形窗口。 ●叶片靠离心力伸出。 单作用叶片泵的工作原理 旋转一周，完成一次吸油，一次排油——单作用泵 径向力不平衡——非平衡式叶片泵 （一个吸油区，一个排油区） 密封工作腔（转子、定子、叶片、配油盘组成） 吸油过程：叶片伸出→V ↑ → p ↓ →吸油； 排油过程：叶片缩回→V ↓ → p ↑ →排油。 叶片泵的特点及应用 特点： 优点：输出流量均匀，噪声小，脉动小； 缺点：工艺要求高，对油污染敏感性强，油的吸入性较差。 应用： 一般用于中压系统 e o o’ 柱 塞 泵 液压泵之三 分类：柱塞沿径向放置的泵称为径向柱塞泵（淘汰），柱塞轴向布置的泵称为轴向柱塞泵。为了连续吸油和压油，柱塞数必须大于等于3。 柱塞泵概述 轴向式 径向式 柱塞泵概述 缸体 柱塞滑履组 配流盘 柱塞泵概述 斜盘式轴向柱塞泵工作原理 工作原理 缸体 （转动） 柱塞 斜盘（不动） 相对传动轴倾角为α 配流盘（不动） 传动轴 改变斜盘倾角可以改变泵的排量 斜盘式轴向柱塞泵工作原理 密封工作腔（缸体孔、柱塞底部） 由于斜盘倾斜放置，使得柱塞随缸体转动时沿轴线作往 复运动，底部密封容积变化，实现吸油、排油。 吸油过程：柱塞伸出→V↑→p↓→吸油； 排油过程：柱塞缩回→v↓→p↑→排油。 斜盘式轴向柱塞泵的特点及应用 特点： 容积效率高，压力高。（ηv=0.98, p = 32 Mpa） （柱塞和缸体均为圆柱表面,易加工,精度高，内泄小） 结构紧凑、径向尺寸小，转动惯量小; 易于实现变量； 构造复杂,成本高； 对油液污染敏感。 应用： 用于高压、高转速的场合。 课堂练习 1.液压泵是将电动机输出的（ ）转换（ ）的装置. 2.常用的液压泵有（ ）、（ ）、（ ）和（ ）四大类。 3.不能成为变量液压泵的是（ ）。 A 双作用式叶片泵。 B 单作用式叶片泵 C 轴向柱塞泵 4.齿轮泵一般适用于（ ）系统。 A 低压 B中压 C 高压 机械能 液压能 齿轮泵 叶片泵 柱塞泵 螺杆泵 A A 感谢观看 $$