2.1 液压泵的类型及选用（课件）-《气动与液压传动》同步教学（外研版）

项目二 液压泵的选用与维护 气动与液压传动 内部参考 第1页 第‹#›页 任务2.1 液压泵的类型及选用 在液压传动系统中动力元件是把机械能转换成液压能的装置。最常见的动力元件是液压泵。 本项目通过对液压泵相关知识的讲解，使大家了解常见的泵的结构与应用，具体分为2 个工作任务，即‘液压泵的类型及选用’和‘液压泵的拆装、检查与维护’。 第‹#›页 任务2.1 液压泵的类型及选用 一、基本目标 1.熟悉液压泵的工作原理及种类。 2.掌握齿轮泵、叶片泵和柱塞泵的类型及选用。 3.能够分析泵的工作原理及结构。 二、提高目标 1．能根据具体工作要求选择相应的液压泵。 2．理解排量和流量的关系。 3．能利用网络查找相关知识。 【学习目标】 第‹#›页 任务2.1 液压泵的类型及选用 如图为四柱液压压力机，液压压力机又称液压成形压力机，是使各种金属与非金属材料成型加工的设备。它是利用液压系统进行工作的，它的动力元件是液压泵，那么，如何选择液压系统的液压泵呢? 【任务描述】 第‹#›页 任务2.1 液压泵的类型及选用 液压泵是向液压系统提供压力和流量的动力元件，是每个液压系统不可缺少的核心元件，合理的选择液压泵对于降低液压系统的能耗、提高系统的效率、降低噪声、改善工作性能和保证系统的可靠性都十分重要。 【任务分析】 第‹#›页 任务2.1 液压泵的类型及选用 【任务分析】 液压泵选择的原则是：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。 第‹#›页 任务2.1 液压泵的类型及选用 【必备知识】 一、液压泵的工作原理及种类 液压泵的工作原理图 1—偏心轮 2—柱塞 3—弹簧 4、5—单向阀 6—密封腔 第‹#›页 任务2.1 液压泵的类型及选用 【必备知识】 一、液压泵的工作原理及种类 液压泵是依靠密封工作腔的容积变化进行工作的，其排油量的大小取决于密封腔的容积变化，故这种泵又称为容积式泵。构成容积式泵必须具备以下必要条件： 1）应具有能实现周期性变化的密封容积。密封容积增大时泵实现吸油，减小时泵实现压油。 2）应有配流装置。它保证密封容积由小变大时密封腔只与吸油管连通；密封容积由大到小时只与压油管连通。图2-2中的单向阀4和5就是配流装置，它随着泵的结构不同而采用不同的形式。 3）油箱为敞口或压力油箱 这是液压泵能够吸入油液的外部条件。因此，为保证液压泵正常吸油，油箱必须与大气相通，或采用密闭的压力油箱。 第‹#›页 任务2.1 液压泵的类型及选用 【必备知识】 一、液压泵的工作原理及种类 液压泵的种类很多， 按其输出油液的流量能否调节，可分为定量泵和变量泵两类； 按结构形式不同，泵可以分为齿轮泵、叶片泵、柱塞泵和螺杆泵等类型。 第‹#›页 任务2.1 液压泵的类型及选用 【必备知识】 二、液压泵的主要性能参数 1）工作压力 是指液压泵工作时输出油液的实际压力，其大小取决于外界负载，外负载增大，泵的工作压力也随之升高。 2）额定压力 是指液压泵在使用中允许达到的最高工作压力。泵的额定压力大小受泵本身的泄漏和结构强度所制约。当泵的工作压力超过额定压力时，泵就会过载。 1.液压泵的压力 压力等级 低压 中压 中高压 高压 超高压 压力/MPa >2.5～8 >8～16 >16～32 >32 液压泵压力分级 第‹#›页 任务2.1 液压泵的类型及选用 【必备知识】 二、液压泵的主要性能参数 1）排量 是指不考虑泄漏情况下泵轴每转所排出的油液体积。常用单位为。 2.液压泵的排量和流量 2）流量 是指泵在单位时间内排出油液的体积。 （1）理论流量 是指在不考虑泄漏的情况下，单位时间内泵排出油液的体积。液压泵的理论流量等于排量和转速的乘积，即   （2-1） 2）实际流量 是指泵工作时的实际输出流量。由于泵存在泄漏，因此泵的实际流量小于理论流量。 3）额定流量 是指泵在额定压力和额定转速下的输出流量。 第‹#›页 任务2.1 液压泵的类型及选用 【必备知识】 二、液压泵的主要性能参数 液压泵输入的是机械能，表现形式为输入转矩 和转速 ；其输出的是液体压力能，表现形式为输出流量 和压力 。所以液压泵输入功率 为 3.液压泵的功率 液压泵输出功率 为 （2-2） （2-3） 第‹#›页 任务2.1 液压泵的类型及选用 【必备知识】 二、液压泵的主要性能参数 1）容积效率 是液压泵实际流量与理论流量的比值，即 4.液压泵的效率 式中， 为泄漏量，与工作压力有关，工作压力越大泄漏量越大，如图所示。因此其容积效率随压力的升高而降低。 （2-4） 第‹#›页 任务2.1 液压泵的类型及选用 【必备知识】 二、液压泵的主要性能参数 2）机械效率 是指驱动液压泵的理论输入转矩与实际输入转矩的比值，即 4.液压泵的效率 由于液压泵在工作时存在机械摩擦和液体粘性摩擦，导致实际所需转矩大于理论所需转矩。 （2-5） 第‹#›页 任务2.1 液压泵的类型及选用 【必备知识】 二、液压泵的主要性能参数 3）总效率 是指泵输出功率与输入功率的比值，即 4.液压泵的效率 式（2-6）说明，液压泵的总效率等于容积效率和机械效率的乘积。 （2-6） 第‹#›页 任务2.1 液压泵的类型及选用 【必备知识】 二、液压泵的主要性能参数 某液压泵铭牌标示：转速 ，额定流量 ，额定压力 ，泵的总效率 。试求： （1）该液压泵应选配的电动机功率。 （2）若液压泵应用于某一特定液压系统，系统要求液压泵工作压力 ，该液压泵应选配的电动机功率。 例2-1 解：确定液压泵驱动电机功率，应按液压泵的使用场合进行计算。若液压泵使用场合不明确，可按铭牌标示的额定压力 ，额定流量 进行功率计算；若液压泵使用场合、工作压力已经确定，则按液压泵的实际工作压力进行功率计算。 第‹#›页 任务2.1 液压泵的类型及选用 【必备知识】 二、液压泵的主要性能参数 （1）由于液压泵使用场合不明确，可按铭牌标示的额定压力 ，额定流量 进行功率计算。 例2-1 （2）液压泵使用场合明确，实际工作压力已确定，故按实际工作压力进行功率计算。 第‹#›页 任务2.1 液压泵的类型及选用 【必备知识】 三、齿轮泵的工作原理及结构 齿轮泵是一种常用的液压泵。具有结构简单，尺寸小，制造方便，价格低廉，工作可靠，自吸能力强，对油液污染不敏感等优点。其缺点是流量和压力脉动大，噪声大 ，排量不可调。 齿轮泵可分为外啮合式和内啮合式两种结构形式。 CB-B型齿轮泵的外形图 第‹#›页 任务2.1 液压泵的类型及选用 【必备知识】 三、齿轮泵的工作原理及结构 在泵体内有一对齿数相同的外啮合齿轮。泵体、端盖和齿轮之间形成了密封容积，并由两齿轮的啮合线将左右两腔隔开。当齿轮按图示方向旋转时，右侧吸油腔内的轮齿逐渐脱开啮合，使右侧密封容积增大而形成局部真空，油箱中的油液在大气压力作用下进入吸油腔，并随旋转的轮齿带入到左侧压油腔。左侧压油腔的轮齿则不断进入啮合，使左侧密封腔容积减小，油液被挤出，通过压油口排出。 1.齿轮泵的结构组成及工作原理 第‹#›页 任务2.1 液压泵的类型及选用 【必备知识】 三、齿轮泵的工作原理及结构 在泵体内有一对齿数相同的外啮合齿轮。泵体、端盖和齿轮之间形成了密封容积，并由两齿轮的啮合线将左右两腔隔开。当齿轮按图示方向旋转时，右侧吸油腔内的轮齿逐渐脱开啮合，使右侧密封容积增大而形成局部真空，油箱中的油液在大气压力作用下进入吸油腔，并随旋转的轮齿带入到左侧压油腔。左侧压油腔的轮齿则不断进入啮合，使左侧密封腔容积减小，油液被挤出，通过压油口排出。 1.齿轮泵的结构组成及工作原理 第‹#›页 任务2.1 液压泵的类型及选用 【必备知识】 三、齿轮泵的工作原理及结构 外啮合齿轮泵结构主要存在以下几个缺点： 1）困油现象 2）泄漏 3）径向不平衡力 第‹#›页 任务2.1 液压泵的类型及选用 【必备知识】 四、叶片泵的工作原理及结构 叶片泵在机床液压系统中应用十分广泛，与其它液压泵比较，具有结构紧凑、体积小、流量均匀、运转平稳，噪声小等优点。但也存在结构较复杂，对油液的污染比较敏感等缺点。 按照工作原理，叶片泵可分为单作用式和双作用式两大类。双作用式流量均匀性好，所受的径向力基本平衡，应用较广。双作用叶片泵常用作定量泵，而单作用叶片泵则用作变量泵。 第‹#›页 任务2.1 液压泵的类型及选用 【必备知识】 四、叶片泵的工作原理及结构 1.双作用叶片泵 定子1和转子2同心安装。定子内表面是由两段长半径圆弧、两段短半径圆弧和四段过渡曲线组成。转子转动时，叶片在离心力和叶片根部油压的作用下，在转子槽内作径向滑动且压紧定子内表面。 第‹#›页 任务2.1 液压泵的类型及选用 【必备知识】 四、叶片泵的工作原理及结构 1.双作用叶片泵 泵的转子每转一周，每个密封工作腔完成吸油和压油各两次，故称为双作用叶片泵。泵的两个吸油区和两个压油区是径向对称的，所以作用在叶片泵转子上的径向液压力相互平衡，所以又称为卸荷式叶片泵。这种泵的排量不可调节，因此是定量泵。 第‹#›页 任务2.1 液压泵的类型及选用 【必备知识】 四、叶片泵的工作原理及结构 2.单作用叶片泵 由转子2、定子1、叶片3、配流盘和泵体等组成。与双作用叶片泵不同，定子1内表面是圆柱面，转子2和定子中心之间有一定的偏心量，两侧的配流盘上开有两个配流窗口，一个吸油窗口，一个为压油窗口。 第‹#›页 任务2.1 液压泵的类型及选用 【必备知识】 四、叶片泵的工作原理及结构 2.单作用叶片泵 转子旋转一周，叶片在转子槽内往复运动一次，每相邻两叶片间的密封容积发生一次增大和减小的变化，并完成一次吸油、压油过程，故称为单作用叶片泵。又因其转子、轴和轴承等零部件承受的径向力不平衡，因此这类泵又称为非卸荷式叶片泵。 第‹#›页 任务2.1 液压泵的类型及选用 【必备知识】 四、叶片泵的工作原理及结构 3.限压式变量叶片泵的工作原理 转子的中心固定不动，定子在反馈柱塞缸和弹簧的作用下可左右移动。 1—最大流量螺钉 2—转子 3—定子 4—压力螺钉 5—弹簧6—反馈液压缸 第‹#›页 任务2.1 液压泵的类型及选用 【必备知识】 四、叶片泵的工作原理及结构 3.限压式变量叶片泵的工作原理 限压式变量叶片泵常用于对执行机构有快慢速要求的机床液压系统。执行机构快速时需要叶片泵提供低压大流量，慢速时需要叶片泵提供高压小流量。 1—最大流量螺钉 2—转子 3—定子 4—压力螺钉 5—弹簧6—反馈液压缸 第‹#›页 任务2.1 液压泵的类型及选用 【必备知识】 五、柱塞泵的工作原理及结构 柱塞泵是利用柱塞在缸体柱塞孔内的往复运动，使密封工作容积发生变化来实现吸油和压油的。由于柱塞与缸体内孔均为圆柱表面，加工方便，可得到较高的配合精度，因此柱塞泵密封性能好，泄漏小，在高压状况下仍有较高的容积效率。柱塞泵具有压力高、结构紧凑、效率高、流量调节方便等优点，故广泛应用于高压、大流量和流量需要调节的场合，如龙门刨床、拉床、液压机、起重设备等的液压系统。 第‹#›页 任务2.1 液压泵的类型及选用 【必备知识】 五、柱塞泵的工作原理及结构 1.轴向柱塞泵 柱塞3平行于缸体1轴线安装，并均匀分布在缸体的圆周上。斜盘4和配流盘2固定不动，斜盘法线与缸体轴线夹角为斜盘倾角。 缸体由传动轴5带动旋转，柱塞在底部弹簧的作用下始终紧贴斜盘。当缸体按图示方向旋转时，由于斜盘和弹簧的共同作用，使柱塞产生往复运动，各柱塞与缸体孔间的密封腔容积便发生增大或缩小的变化，通过配流盘上的窗口a吸油，通过窗口压b油。 第‹#›页 任务2.1 液压泵的类型及选用 【必备知识】 五、柱塞泵的工作原理及结构 1.轴向柱塞泵 显然，改变斜盘的倾角，就可以改变柱塞往复运动的行程，也就改变了泵的排量。若改变斜盘倾角的方向，就能改变吸油和压油的方向，而使其成为双向变量泵。 第‹#›页 任务2.1 液压泵的类型及选用 【必备知识】 五、柱塞泵的工作原理及结构 斜盘式轴向柱塞泵的结构要点 1—泵体 2—内套 3—定心弹簧 4—缸套 5—缸体 6—配流盘 7—前泵体8—轴 9—柱塞 10—套筒 11—轴承 12—滑履 13—销轴 14—压盘 15—倾斜盘 16—变量柱塞 17—丝杆 18—手轮 19—螺母 第‹#›页 任务2.1 液压泵的类型及选用 【必备知识】 五、柱塞泵的工作原理及结构 2.径向柱塞泵 转子2上径向均布着数个柱塞孔，孔中装有柱塞3。转子2的中心与定子1的中心之间有一个偏心量。在固定不动的配流轴4上，相对于柱塞孔的部位有相互隔开的上、下两个缺口，此二缺口又分别通过所在部位的二个轴向孔与泵的吸、压油口连通。 第‹#›页 任务2.1 液压泵的类型及选用 【必备知识】 五、柱塞泵的工作原理及结构 2.径向柱塞泵 如果改变偏心量的大小，泵的输油量就发生改变。当移动定子使偏心量从正值变为负值时，则泵的吸、压油口就互相调换，就可以使泵改变油液流向。因此，径向柱塞泵可用做双向变量泵。 径向柱塞泵的优点是流量大，工作压力较高，便于做成多排柱塞形式，轴向尺寸小，工作可靠等。其缺点是径向尺寸大，自吸能力差，且配流轴受到径向不平衡液压力的作用，易于磨损，泄漏间隙不能自动补偿。这些缺点限制了泵的转速和压力的提高。 第‹#›页 任务2.1 液压泵的类型及选用 【任务实施】 已知四柱液压压力机，系统工作时所需高压液体最大流量是主缸工作行程活塞腔的进油流量Q2，为385.8L/min，主缸活塞回程时所需流量Q3，为379. 5L/ min，顶出缸顶出时所需进油流量Q4，为412.1L/min。主缸回程和顶出缸顶出时，它们只是在开始时需要高压P25MP，而其他情况则不需要高压。根据工况分析，通过查相关手册，决定选用一台ZB型斜轴式轴向柱塞泵，公称流量为481.4/mlr，转速为970r  min，功率为130.2/KW，型号为1ZXB740。 第‹#›页 任务2.1 液压泵的类型及选用 【任务评价】 对任务完成情况进行评价 项目名称   姓名   任务名称   时间   一、综合职业能力成绩 评分项目 评分内容 配分 自评 小组评分 教师评分 任务完成 完成项目任务，功能正常等。 60       操作工艺 方法步骤正确，动作准确等。 20       安全生产 符合操作规程，人员设备安全等。 10       文明生产 遵守纪律，积极合作，工位整洁。 10       总分         二、训练过程记录 参考资料选择 　 操作工艺流程 　 技术规范情况 　 安全文明生产 　 完成任务时间 　 自我检查情况 　 三、评语 自我整体评价 　 学生签名 教师整体评价 　 教师签名 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 第‹#›页 任务2.1 液压泵的类型及选用 【思考与练习】 1.液压泵要实现吸油和压油必须具备哪两个条件？ 2.简述液压泵的工作压力和额定压力，两者之间有何关系？ 3.哪些液压泵可以做成变量泵？说明其变量原理。 4.齿轮泵压力提高主要受到哪些因素影响？ 5.双作用叶片泵和限压式变量叶片泵在结构上有何区别？ 6.为什么轴向柱塞泵适用于高压？ 7.试比较各类液压泵性能上的异同点。 让我们一起再想想： 第‹#›页 任务2.1 液压泵的类型及选用 【思考与练习】 8.双作用叶片泵的叶片为什么不是径向安装的，而要倾斜一个角度？ 9. 下图中，若不计管路压力损失，试确定如图所示各工况下，泵的工作压力（压力表的读数）各为多少？（已知图c中节流阀的压差为Δp） 让我们一起再想想： 10. 某液压系统中液压泵的输出工作压力 pa，泵的实际输出流量 ，容积效率 ，机械效率 ，试求驱动液压泵的电动机功率。 第‹#›页 任务2.1 液压泵的类型及选用 小组分工 实施 汇报学习 成果 归纳总结 第‹#›页 任务2.1 液压泵的类型及选用 第‹#›页 任务2.1 液压泵的类型及选用 $$