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第二章液压动力元件第一节液压泵的工作原理第二节液压泵的主要性能和参数第三节液压泵的分类和结构第四节液压泵和电动机参数的选用实训项目本章小结思考题与习题第一节液压泵的工作原理第二章液压动力元件由于液压泵是依靠泵的密封工作腔的容积变化来实现吸油和压油的，因而称之为容积式泵。容积式泵的流量大小取决于密封工作腔容积变化的大小和次数。若不计泄漏，则流量与压力无关。液压泵的分类方式很多，它可按压力的大小分为低压泵、中压泵和高压泵；也可按流量是否可调节分为定量泵和变量泵；还可按泵的结构分为齿轮泵、叶片泵和柱塞泵，其中，齿轮泵和叶片泵多用于中、低压系统，柱塞泵多用于高压系统。第二章液压动力元件第二节液压泵的主要性能和参数一．压力1．工作压力液压泵实际工作时的输出压力称为液压泵的工作压力。工作压力取决于外负载的大小和排油管路上的压力损失，而与液压泵的流量无关。2．额定压力液压泵在正常工作条件下，按试验标准规定连续运转的最高压力称为液压泵的额定压力。3．最高允许压力在超过额定压力的条件下，根据试验标准规定，允许液压泵短暂运行的最高压力值称为液压泵的最高允许压力，超过此压力，泵的泄漏会迅速增加。二．排量排量是泵主轴每转一周所排出液体体积的理论值，如泵排量固定，则为定量泵；排量可变，则为变量泵。一般定量泵因密封性较好，泄漏小，故在高压时效率较高。三．流量流量为泵单位时间内排出的液体体积(L／min)，有理论流量qth和实际流量qac两种。qth=qn式中，V表示泵的排量(L／r)；n表示泵的转速(r／min)。qac=qth一△q式中，△q表示泵运转时，油会从高压区泄漏到低压区的泄漏损失。第二章液压动力元件第二节液压泵的主要性能和参数四．容积效率和机械效率液压泵的容积效率ηv的计算公式为ηv=qac/qth液压泵的机械效率ηm的计算公式为ηm=Tth/Tac式中，Tth表示泵的理论输入扭矩；Tac表示泵的实际输入扭矩。五．泵的总效率和功率泵的总效率η的计算公式为η=ηvηm=Pac/PM式中，Pac表示泵实际输出功率；PM表示电动机输出功率。泵的功率Pac的计算公式为Pac=pxqac/60(kW)【例2—1】某液压系统，泵的排量V=10mL／r，电机转速n=1200r／min，泵的输出压力p=5MPa，泵容积效率ηv=0.92，总效率η=0.84，求：（1）泵的理论流量；(2)泵的实际流量;(3)泵的输出功率;(4)驱动电机功率。第二章液压动力元件第三节液压泵的分类和结构一、齿轮泵齿轮泵按结构形式可分为外啮合和内啮合两种，内啮合齿轮泵应用较少，故我们只介绍外啮合齿轮泵。外啮合齿轮泵具有结构简单、紧凑、容易制造、成本低，对油液污染不敏感，工作可靠、维护方便、寿命长等优点，故广泛应用于各种低压系统中。随着齿轮泵在结构上的不断完善，中、高压齿轮泵的应用逐渐增多。目前高压齿轮泵的工作压力可达14MPa～21MPa。1、齿轮泵的工作原理第二章液压动力元件一、齿轮泵1、齿轮泵的工作原理外啮合齿轮运转时泄漏途径有二：一为齿顶与齿轮壳内壁的间隙，二为齿端面与侧板之间的间隙，当压力增加时，前者不会改变，但后者挠度大增，此为外啮合齿轮泵泄漏最主要的原因，故不适合用作高压泵。为解决外啮合齿轮泵的内泄漏问题，提高其压力，逐步开发出固定侧板式齿轮泵，其最高压力长期均为7～10MPa，可动侧板式齿轮泵在高压时侧板被往内推，以减少高压时的内漏，其最高压力可达14～17MPa。液压油在渐开线齿轮泵运转过程中，因齿轮相交处的封闭体积随时问而改变，常有一部分液压油被封闭在齿间，如图2—3所示，我们称之为图2—3困油现象困油现象。因为液压油不可压缩而使外接齿轮泵在运转过程中产生极大的震动和噪音，所以必须在侧板上开设卸荷槽，以防止震动和噪音的发生。第三节液压泵的分类和结构第二章液压动力元件一、齿轮泵2、齿轮泵的结构齿轮泵外形大致相同，而内部结构确不同，可分为：无侧板型，浮动侧板型和浮动轴套型。CB—B型齿轮泵为无侧板型，其结构如图2—4所示，它是分离三片式结构，三片是指泵体7和泵盖4、8，结构简单，不能承受较高的压力。第三节液压泵的分类和结构第二章液压动力元件二、叶片泵1．单作用叶片泵改变转子与定子的偏心量，即可改变泵的流量，偏心量越大，流量越大，若调成几乎是同心的，则流量接近于零。因此单作用叶片泵大多为变量泵。图2—6双作用叶片泵工作原理另外还有一种限压式变量泵，当负荷小时，泵输出流量大，负载可快速移动；当负荷增加时，泵输出流量变少，输出压力增加，负载速度降低。如此可减少能量消耗，避免油温上升。第三节液压泵的分类和结构第二章液压动力元件二、叶片泵2．双作用叶片泵双作用叶片泵的工作原理如图2—6所示，定子内表面近似椭圆，转子和定子同心安装，有两个吸油区和两个压油区对称布置。转子每转一周，完成两次吸油和压油。双作用叶片泵大多是定量泵。第三节液压泵的分类和结构第二章液压动力元件二、叶片泵3．YB1型叶片泵的结构第三节液压泵的分类和结构第二章液压动力元件三、柱塞泵柱塞泵工作原理是通过柱塞在液压缸内做往复运动来实现吸油和压油。与齿轮泵和叶片泵相比，该泵能以最小的尺寸和最小的重量供给最大的动力，为一种高效率的泵，但制造成本相对较高，该泵用于高压、大流量、大功率的场合。第三节液压泵的分类和结构第二章液压动力元件四、液压泵的职能符号第三节液压泵的分类和结构第二章液压动力元件第四节液压泵和电动机参数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。第二章液压动力元件一、工作任务汽车的升降是由液压缸带动升降台上下运动实现的。那么如何使液压缸实现这一运动?通过什么元件来实现这一运动?如何选择这些元件？这些元件结构如何？二、任务分析在压力机上液压泵将原动机(电动机或内燃机)输出的机械能转换为工作液体的压力能，是一种能量转换装置。液压泵有很多种，其中，齿轮泵结构简单、维护方便、造价低，对工作环境的适应性较好，而升降台上的液压泵要求维护和保养简单，成本低，所以齿轮泵能很好地满足其使用要求，为此这里选用齿轮泵作为动力元件。实训项目一.汽车修理升降台动力元件的选择和拆装第二章液压动力元件三、任务实施1.在升降台上的液压动力元件可以选择齿轮泵。2.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。CB—B型齿轮泵是分离三片式结构，三片是指泵体和前后泵盖，结构简单，泵体内装一对齿数相等又相互啮合的齿轮，长轴和短轴通过键与齿轮相连接，两根轴借助滚针轴承支承在前后端盖中。四、操作步骤1、根据任务，正确选用液压泵。2、教师示范拆装齿轮泵，学生分组拆解齿轮泵，观察及了解各零件的结构及在齿轮泵中的作用，了解各种齿轮泵的工作原理，按一定的步骤装配齿轮泵。3、正确检测齿轮泵的工作压力。4、分析齿轮泵工作时出油口压力与负载之间的关系。实训项目一.汽车修理升降台动力元件的选择和拆装第二章液压动力元件实训项目二.加工中心液压系统动力元件的选择和拆装一、任务引入数控加工中心的主轴进给运动采用微电子伺服控制,而其它辅助运动则采用液压驱动,如图2—12所示，液压泵作为动力元件向各分支提供稳定的液压能源。由于工作的特殊性，所以，正确选择动力元件是保证整个液压系统可靠工作的关键。试根据具体要求，选择液压系统的动力元件。二、任务分析在加工中心的液压系统中，经常采用液压泵作为动力元件自动向向各分支提供稳定的液压能源,如夹紧回路、滑楔移动回路、机械手回转缸、刀库移动换刀等。由于工作的特殊性，所以，正确选择动力元件是保证整个液压系统可靠工作的关键。因为加工中心的液压系统工作时，不同于液压机，它不需要液压泵输出较大的流量，也不需要液压泵输出很高的压力，但是要求液压泵在工作中噪声小，工作平稳，而齿轮泵工作时噪声大，小流量供油不稳定，因此，齿轮泵用在加工中心中不能很好地满足工作要求，故在实际应用时，我们常选择限压式变量叶片泵或双作用叶片泵配蓄能器作为动力元件，大型加工中心则采用柱塞泵为动力元件。第二章液压动力元件三、任务实施在选用叶片泵和柱塞泵作为液压系统动力元件时，应根据各自的工作特点合理地选择和应用。1．叶片泵的选用2．柱塞泵的选用3．叶片泵的拆装四、操作步骤1、熟悉叶片泵、柱塞泵结构。2、拆解叶片泵，观察及了解各零件在叶片泵中的作用，了解各种叶片泵的工作原理，按一定的步骤装配叶片泵。3、观察叶片泵结构的能正确检测叶片泵的工作压力。4、正确分析叶片泵工作时出油口压力与负载之间的关系。实训项目二.加工中心液压系统动力元件的选择和拆装第二章液压动力元件本章小结知识要点•液压泵的工作原理•液压泵的主要性能和参数•液压泵的分类和结构•液压泵与电机参数的选用技能要点•能够正确地选用液压泵•能够正确地拆装液压泵第二章液压动力元件本章小结液压泵是能量转换装置，把机械能转变为液压能，液压泵必须具有周期变化的密封容积和配流装置才能正常工作。根据这两条来认识各种泵，就比较容易掌握它们的工作原理和特点。对泵来说，原动机带动泵旋转，使泵的密封容积发生变化，并用配流装置使密封容积轮流与压力油管和油箱相通。对泵来说，最重要的结构参数都是排量。另外，不同类型的泵有不同的额定压力。在运转过程中，泵的工作压力是随外界负载变化的。使用时要注意泵的各种效率。其中容积效率反映泄漏的影响，机械效率反映摩擦损失的影响，而总效率则为这两个效率的乘积。容积效率影响泵的实际流量，机械效率影响泵的输入转矩。效率是输出和输入之比。本章介绍了柱塞泵、叶片泵和齿轮泵三类泵。应注意它们在工作原理、性能和应用范围方面的异同。从使用性能来看，其优劣次序大致为柱塞泵、叶片泵和齿轮泵。从结构复杂程度、价格以及抗污染能力等方面来看，则齿轮泵为最好，而柱塞泵最复杂、价格最高、对油的清洁度要求也最苛刻。每种泵都有它的特点和合理的使用范围，必须根据具体要求，全面权衡利弊来选用。近年来，为了节约能量，在液压系统中广泛采用各种变量泵，如限压式、恒压式和恒功率式等。由于柱塞泵容积效率高，额定压力高，可以变量，并有多种变量形式，因此柱塞泵的需求量较大，它的开发研究更得到重视。第二章液压动力元件思考题与习题一、填空题1、液压泵是一种能量转换装置，它将机械能转换为_____，是液压传动系统中的动力元件。2、液压传动中所用的液压泵都是依靠泵的密封工作腔的容积变化来实现_____的，因而称之为______泵。3．液压泵实际工作时的输出压力称为液压泵的_______压力。液压泵在正常工作条件下，按试验标准规定连续运转的最高压力称为液压泵的______压力。4．泵主轴每转一周所排出液体体积的理论值称为__________。5、液压泵按结构不同分为、、三种。6、单作用叶片泵往往做成的，而双作用叶片泵是的。第二章液压动力元件思考题与习题二、选择题1.液压传动是依靠密封容积中液体静压力来传递力的，如（）A.万吨水压机B.离心式水泵C.水轮机D.液压变矩器2、为了使齿轮泵能连续供油，要求重叠系统（）。A、大于1B、等于lC、小于13．齿轮泵泵体的磨损一般发生在（）。A．压油腔B．吸油腔C．连心线两端4、下列属于定量泵的是（）A齿轮泵B单作用式叶片泵C径向柱塞泵D轴向柱塞泵5、柱塞泵中的柱塞往复运动一次，完成一次（）。A、进油B、压油C、进油和压油6.泵常用的压力中，（）是随外负载变化而变化的A.泵的工作压力B.泵的最高允许压力C.泵的额定压力7．机床的液压系统中，常用（）泵，其特点是：压力中等，流量和压力脉动小，输送均匀，工作平稳可靠。A.齿轮B．叶片C．柱塞8、改变轴向柱塞变量泵倾斜盘倾斜角的大小和方向，可改变（）。A、流量大小B、油流方向C、流量大小和油流方向9.液压泵在正常工作条件下，按试验标准规定连续运转的最高压力称为（）A.实际流量B.理论流量C.额定流量10.在没有泄漏的情况下，根据泵的几何尺寸计算得到的流量称为（）A.实际流量B.理论流量C.额定流量11.驱动液压泵的电机功率应比液压泵的输出功率