液压与气动技术-选择液压动力元件

选择液压动力元件动力元件起着向系统提供动力的作用，是系统不可缺少的核心元件。液压系统的以液压泵作为向系统提供一定的流量和压力的动力元件，液压泵将原动机（电动机或内燃机）输出的机械能转换为工作油液的压力能，是一种能量转换装置。项目重点与难点项目重点：液压泵的种类、结构、工作原理和液压泵选用的一般原则。项目难点：液压泵的图形符号、典型液压泵的结构、特点和选用。项目内容任务1认识液压动力元件任务2选用液压泵任务1认识液压动力元件知识要点:1．液压泵的工作原理2．液压泵的种类和特点技能要点:正确认识液压系统的各组成部分任务分析相关知识任务实施任务分析液压压力机（简称液压机）是压力机的一种类型，它通过液压系统产生很大的静压力实现对零件的挤压、校直、冷弯等加工。其中以四柱式液压机最为典型，它主要由横梁、导柱、工作台、上滑块和下滑块顶出机构等部件组成，结构原理图如图2-1所示。液压机的主要运动是上滑块机构和下滑块顶出机构的运动，上滑块机构由主液压缸（上缸）驱动，顶出机构由辅助液压缸（下缸）驱动。那么是什么元件使上滑块、下滑块产生很大的静压力？分析上述任务，要使上滑块、下滑块产生很大的静压力来完成对零件的加工，就要求输入上、下液压缸的压力油的压力足够大。在液压系统中，动力元件起着向系统提供压力油的作用，是系统不可或缺的核心元件，液压系统中的动力元件就是液压泵。任务分析图2-1四柱液压机结构原理图1-床身2-工作平台3-导柱4-上滑块5-上缸6-上滑块模具7-下滑块模具相关知识1.液压泵的种类2.液压泵的图形符号4.液压泵的工作原理3.液压泵的基本特点1.液压泵的种类：（1）按输出流量是否可变分类（2）按输出油液的方向是否可变分类（3）按结构形式分类（4）按液压泵的压力分类（1）按输出流量是否可变分类液压泵分为定量泵和变量泵。定量泵是指泵的输出流量是不能调节的。变量泵是指泵的输出流量是可以调节的。（2）按输出油液的方向是否可变分类液压泵分为单向液压泵和双向液压泵。单向液压泵是指泵的输出油液方向是不能变化的。双向液压泵是指泵的输出油液方向是可以变化的。（3）按结构形式分类液压泵可分为齿轮泵、叶片泵、柱塞泵、螺杆泵等。（4）按液压泵的压力分类液压泵按压力分为低压泵、中压泵、中高压泵、高压泵和超高压泵。低压泵0～2.5MPa中压泵2.5～8MPa中高压泵8～16MPa高压泵16～32MPa超高压泵32以上MPa2.液压泵的图形符号：3.液压泵的基本特点：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。容积式液压泵主要具有以下基本特点：（1）具有若干个密封且又可以周期性变化的空间。（2）油箱内液体的绝对压力必须恒等于或大于大气压力。（3）具有相应的配流机构。4.液压泵的工作原理：（1）齿轮泵（2）螺杆泵（3）叶片泵（4）柱塞泵（1）齿轮泵齿轮泵一般做成定量泵。按结构不同，齿轮泵分为1)外啮合齿轮泵2)内啮合齿轮泵1)外啮合齿轮泵图2-3外啮合齿轮泵工作原理图压油吸油外啮合齿轮泵图2-4外啮合齿轮泵剖面结构及实物图(a)剖面结构(b)实物图2)内啮合齿轮泵压油吸油图2-5内啮合齿轮泵的工作原理图2.螺杆泵螺杆泵实质上是一种外啮合的摆线齿轮泵，泵内的螺杆可以有两个，也可以有三个。图2-6所示为双螺杆泵的工作原理图。图2-6螺杆泵工作原理图吸油压油图2-9叶片泵剖面结构及实物图(a)剖面结构(b)实物图3.叶片泵叶片泵根据各密封工作容积在转子旋转一周吸、排油液次数的不同，叶片泵分为两类:(1)单作用叶片泵旋转一周完成一次吸、排油液(2)双作用叶片泵旋转一周完成两次吸、排油液(1)单作用叶片泵单作用叶片泵多用于变量泵，工作压力最大为7.0MPa。吸油压油定子叶片转子图2-7单作用叶片泵的工作原理图(2)双作用叶片泵图2-8双作用叶片泵的工作原理图吸油压油定子叶片转子4.柱塞泵柱塞泵是靠柱塞在缸体中作往复运动造成密封容积的变化来实现吸油与压油的液压泵。柱塞泵按柱塞的排列和运动方向不同，可分为：（1）径向柱塞泵（2）轴向柱塞泵图2-11径向柱塞泵的实物图1)径向柱塞泵图2-10径向柱塞泵工作原理图1-定子2-配油轴3-转子4-柱塞5-轴向孔压油吸油12345径向柱塞泵工作原理2)轴向柱塞泵123456吸油压油图2-12轴向柱塞泵工作原理图1-传动轴2-缸体3-斜盘4-滑靴5-柱塞6-柱塞孔任务2了解液压传动的基础知识知识要点:各种泵的选用技能要点:液压泵的正确选用任务分析相关知识任务实施知识链接由上一任务已知，液压系统的动力元件是液压泵。那么，图2-1所示的四柱式液压机又应选择哪种液压泵呢？液压泵的种类很多，结构、性能和运转方式各不相同，因此，应根据不同的使用场合选择合适的液压泵。任务分析相关知识1.液压泵的性能参数2.液压泵的选用3.液压泵的使用1.液压泵的性能参数1)压力2)排量和流量1)压力①工作压力。②额定压力。③最高允许压力。2)排量和流量①排量。液压泵每转一周，由其密封容积几何尺寸变化计算而得的排出油液的体积称为液压泵的排量。②理论流量。理论流量是指在不考虑液压泵油液泄漏的情况下，在单位时间内所排出的液体体积的平均值。③实际流量。液压泵在某一具体工况下，单位时间内所排出的油液体积称为实际流量。④额定流量。液压泵在正常工作条件下，按试验标准规定（如在额定压力和额定转速下）必须保证的流量称为额定流量。2.液压泵的选用选择液压泵的原则是：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。表2-2常用液压泵的性能比较3.液压泵的使用使用液压泵主要有以下注意事项：1)液压泵启动前，必须保证其壳体内已充满油液。2)液压泵的吸油口和排油口的过滤器应及时进行清洗。3)应避免在油温过低或过高的情况下启动液压泵。4)液压泵的吸油管与系统回油管的安装位置应该具有一定的间隔。5)要定期清洗过滤器。6)采用橡胶软管来连接油箱和液压泵的吸油口。任务实施根据四柱式液压机液压系统需要高压、大流量、大功率的特点，液压泵采用一个高压、大流量、恒功率控制的变量柱塞泵，或系统对压力要求较小的可采用双联叶片泵。知识链接液压辅助元件在液压传动系统中，液压辅助元件是指那些既不直接参与能量转换，也不直接参与方向、压力、流量等控制的元件或装置，如过滤器、蓄能器、油箱、密封装置、热交换器及管件等，这些元件、装置对系统工作的可靠性、性能、寿命、噪声、温升等都有直接影响，必须加以重视。其中除油箱需根据系统要求自行设计外，其他辅助装置都有标准产品可供选用。油箱油箱的功用主要是存储油液，此外应能散发系统工作中所产生的部分或全部热量，分离混入工作介质中的气体并沉淀其中的杂质，安装系统中的一些必备的附件等。油箱有整体式和分离式两种。①整体式油箱是利用主机的内腔作为油箱（如压铸机、注塑机）。它的结构紧凑，各种泄漏油容易回收，但散热性差，容易使邻近构件发生热变形，影响机械设备精度，维修不方便。②分离式油箱是一个单独的与主机分开的装置。它布置灵活，维修保养方便，可以减少油箱发热和液压振动对工作精度的影响，便于设计成通用化、系列化的产品，因而得到广泛的应用。图2-13所示为分离式油箱的结构。图2-13分离式油箱结构示意图1-空气过滤器2-电动机、液压泵3-吸油区4-隔板5-回油区6-放油阀7-最低油位指示8-盖板9-最高油位指示10-注油滤油器冷却器根据冷却介质不同，冷却器可分为风冷式和水冷式两种。图2-14冷却器实物图及图形符号液压系统常用的加热器为电加热器，使用时可以直接将其装入油箱底部，并与箱底保持一定距离，安装方向一般为横向。其实物图和图形符号如图2-15所示。图2-15电加热器实物图及图形符号加热器蓄能器（1）蓄能器的功用（2）蓄能器的分类和结构（1）蓄能器的功用蓄能器是用以储存多余的压力油液，在需要时能将其释放出来供给系统的装置。在液压系统中的主要作用如下。①储存液压能②作为应急能源③吸收压力冲击和压力脉动（2）蓄能器的分类和结构蓄能器的类型较多，按其结构可分为重锤式、弹簧式和充气式3类。其中充气式蓄能器又分为气液直接接触式、活塞式、气囊式和隔膜式4种，活塞式、气囊式蓄能器应用最为广泛。1-充气阀2-皮囊3-壳体4-限位阀图2-17气囊式蓄能器工作原理图项目小结在本项目中，主要讲解了液压泵的种类、结构、工作原理和液压泵选用的一般原则。通过学习应掌握液压泵的图形符号、典型液压泵的结构、特点和选用。项目拓展液压泵拆装一、目的液压元件是液压系统的重要组成部分，通过对液压泵的拆装可加深对泵结构及工作原理的了解。并能对液压泵的加工及装配工艺有一个初步的认识。二、使用工具及材料内六角扳手、固定扳手、螺丝刀、各类液压泵。三、实验内容及步骤拆解各类液压泵，观察及了解各零件在液压泵中的作用，了解各种液压泵的工作原理，按一定的步骤装配各类液压泵。