液压与气压传动动力元

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北京科技大学第3章液压与气压动力元件2013年修订版2014年修订版 北京科技大学3.1容积式液压泵的工作原理偏心轮柱塞缸体单向阀油箱系统 北京科技大学容积式与非容积式泵容积式泵：依靠密封容积的反复变化吸排液体的泵。非容积式泵：依靠提高液体动能的方式提高液体位能的泵。 北京科技大学容积泵的工作三要素具有可靠的工作密封容腔；容腔的容积周期性的变化；吸压油腔相互分开，且有良好的密封性。液压泵中执行这一功能的部件被称为配油装置。 北京科技大学容积式泵的分类 北京科技大学液压泵的主要性能参数1.压力工作压力：指液压泵在实际工作时输出油液的压力值,即泵口处压力值.它取决于负荷及系统的泄漏等。额定压力：指油泵在使用中推荐的最高使用压力,正常工作时的最大压力。吸入压力:泵的吸入口压力。最高压力:泵的极限压力，极限承载能力；它取决于泵中各元件的机械强度和密封。 北京科技大学2.流量排量V:液压泵转一周理论上排出的油液体积，又称理论排量或几何排量，其大小仅与液压泵的几何尺寸有关，常用单位为mL/r。理论流量qt:泵在单位时间内排出油液的体积，它与泵的排量V和转速n成正比，qt=Vn，常用单位为m3/s和L/min。在工作压力为零时流量。 北京科技大学V—排量；n—泵转速；ηv—泄漏系数瞬时流量qin:指泵在每一瞬时的流量.实际流量q:它是指泵工作时的输出流量,它考虑到泵的泄漏。q=qt-ΔqΔq—流量损耗,由于泄漏引起流量的损失，与压力成正比。额定流量qn：指泵在额定转速和额定压力下输出的流量. 北京科技大学流量损耗Δq随泵的工作压力增加而增加实际流量qn随泵的工作压力增加而减少理论流量qt可以表示为油泵工作压力为零时的流量3.流量与压力关系 北京科技大学理论功率Pt：泵的进出口压力差(Pa,常用MPa)和理论流量(m3/s)之积输入功率Pi：转动泵的所需机械功率输出功率Po：泵的进出口压力差(Pa)和实际流量(m3/s)之积4.泵的功率： 北京科技大学容积效率ηv：泵的实际流量和理论流量之比；由于泵的泄漏造成的能量损失。机械效率ηpm：转动泵的所需理论扭矩与实际所需扭矩之比。由于泵的机械摩擦造成的能量损失。总效率ηp：实际输出功率比驱动功率。5.泵的效率 北京科技大学泵的性能曲线：泵的泄漏量随压力升高而增大泵的容积效率随泵的工作压力的升高而降低机械效率随泵工作压力升高而提高。在达到某一值后，机械效率大致保持不变。总效率在数值上等于容积效率和机械效率的乘积。总效率ηp开始随压力增大很快上升，接近液压泵额定压力时总效率最大，之后又逐步降低。 北京科技大学油泵职能符号 北京科技大学3.2齿轮泵 北京科技大学齿轮泵种类1）外啮合齿轮泵2）内啮合齿轮泵3）螺杆泵 北京科技大学外啮合齿轮泵典型结构 北京科技大学外啮合齿轮泵1-后泵盖，2-滚针轴承，3-泵体，4-主动齿轮，5-前泵盖，6-传动轴，7-键，8-从动齿轮1.外啮合齿轮泵结构 北京科技大学2.外啮合齿轮泵工作原理密封容腔的构成：齿面啮合线、泵两端面、泵体内曲线齿的啮合和分开，工作容腔周期性的变化齿轮啮合线形成配油装置 北京科技大学1）齿轮泵排量：2）齿轮泵的理论流量：其中：n--转速3）影响流量的因素修正系数齿数；模数；齿轮宽度；转速。3.齿轮泵流量 北京科技大学4.流量的脉动齿轮密封容积的变化率在齿轮转动过程中，不断变化引起输出流量的周期性的变动。流量的脉动引起液压系统流量变动，执行元件运动不稳定。 北京科技大学5.外啮合齿轮泵的主要问题1）径向受力不平衡： 北京科技大学改善措施缩小压油口；扩大径向间隙---引起径向泄漏；高压油引入低压区，开压力平衡槽，工艺性不好，泄漏大。控制齿轮宽度。 北京科技大学2）困油现象开始进入啮合 北京科技大学 北京科技大学开始退出啮合 北京科技大学困油现象产生原因a）→b）容积缩小，闭死容积产生高压2）困油现象 北京科技大学b）→c）容积增大，产生局部真空困油现象产生原因 北京科技大学困油引起的结果a→b容积缩小p↑高压油从一切可能泄漏的缝隙强行挤出，使轴和轴承受很大冲击载荷，泵剧烈振动，同时无功损耗增大，油液发热。b→c容积增大p↓形成局部真空，产生气穴，引起振动、噪声、汽蚀等。 北京科技大学消除困油的方法原则：a→b密封容积减小，使之通压油口b→c密封容积增大，使之通吸油口b密封容积最小，隔开吸压油方法：在泵盖（或轴承座）上开卸荷槽以消除困油现象。压油口吸油口 北京科技大学路线：（1）齿轮端面与端盖，占总泄漏量75--80%；（2）齿顶和泵体，占总泄漏量15--20%；（3）啮合线，占总泄漏量4--5%；3）泄漏：改善措施：采用轴向自动补偿装置，消除齿轮端面与端盖间的间隙。 北京科技大学 北京科技大学优点：1）结构简单、紧凑、价格便宜；2）自吸力强，抗污染，工作可靠，耐冲击载荷；3）使用寿命长，维修容易，不互换，应分组组装。缺点：1）效率低，泄漏大；2）流量脉动大，噪音大；3）不能改变流量；4）一般转向一定，由配油结构、泵体结构决定。6.外啮合齿轮泵的优缺点： 北京科技大学内啮合齿轮泵 北京科技大学内啮合齿轮泵典型结构 北京科技大学优点：1、结构简单、紧凑；2、同向旋转，相对滑动小，磨损小，使用寿命长；3、压力脉动小；4、噪音小。缺点：加工精度高，成本高 北京科技大学螺杆泵优点：结构紧凑，体积小，重量轻，自吸能力强，运转平稳，流量无脉动，噪声小，对油液污染不敏感，工作寿命长。缺点：加工工艺复杂，加工精度高，应用受到限制。 北京科技大学齿轮泵型号标准CB—B2.5C–齿轮，B–泵,B–表示工作压力为B级,低压流量–2.5L/minBB—CB–摆线NB—EN–内啮合