液压与气动技术第三章液压动力元件

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1、第3章液压动力元件3.1液压动力元件概述3.2齿轮泵3.3叶片泵3.4柱塞泵3.5液压泵的选用3.6液压泵常见故障及排除方法3.1液压动力元件概述3.1.1液压泵的工作原理液压泵的工作原理如图3-1所示，电动机带动凸轮1旋转时，柱塞2在凸轮和弹簧3的作用下，在缸体的柱塞孔内左、右往复移动，缸体与柱塞之间构成了容积可变的密封工作腔4。柱塞2向右移动时，工作腔容积变大，形成局部真空，油液中的油便在大气压力作用下通过单向阀5流入泵体内，单向阀6关闭，防止系统油液回流，这时液压泵吸油。柱塞向左移动时，工作腔容积变小，油液受挤压，便经单向阀6

2、压入系统，单向阀5关闭，避免油液流回油箱，这时液压泵压油。若凸轮不停地旋转，泵就不断地吸油和压油。下一页返回3.1液压动力元件概述由此可见，泵是靠密封工作腔的容积变化进行工作的。根据工作腔的容积变化而进行吸油和排油是液压泵的共同特点，因而这种泵又称为容积泵。液压泵正常工作必备的条件是：①有周期性的密封容积变化。密封容积由小变大时吸油，由大变小时压油。②有配流装置。配流装置的作用是保证密封容积在吸油过程中与油箱相通，同时关闭供油通路；压油时与供油管路相通而与油箱切断。图3-1中的单向阀5和单向阀6就是配流装置，配流装置的形式随着泵的结

3、构差异而不同。③吸油过程中，油箱必须和大气相通。上一页下一页返回3.1液压动力元件概述3.1.2液压泵的性能参数1.液压泵的压力液压泵的压力参数分为工作压力和额定压力。（1）工作压力p液压泵的工作压力是指液压泵出口处的实际压力值。其大小由外界负载决定：当负载增加时，液压泵的压力升高；当负载减少时，液压泵压力下降。（2）额定压力pn液压泵的额定压力是指液压泵在连续工作过程中允许达到的最高压力。额定压力值的大小由液压泵零部件的结构强度和密封性来决定。超过这个压力值，液压泵有可能发生机械或密封方面的损坏。由于液压传动的用途不同，系统所需要

4、的压力也不同，为了便于液压元件的设计、生产和使用，将压力分为几个等级，见表3-1。上一页下一页返回3.1液压动力元件概述2.液压泵的排量排量V是指在无泄漏情况下，液压泵转一转所能排出的油液体积。可见，排量的大小只与液压泵中密封工作容腔的几何尺寸和个数有关。3.液压泵的流量（1）理论流量qVt液压泵的理论流量是指在无泄漏情况下，液压泵单位时间内输出的油液体积。其值等于泵的排量V和泵轴转数n的乘积，即qVt=Vn(3-1)上一页下一页返回3.1液压动力元件概述（2）实际流量qV液压泵的实际流量是指单位时间内液压泵实际输出油液体积。由于工

5、作过程中泵的出口压力不等于零，因而存在内部泄漏量Δq（泵的工作压力越高，泄漏量越大），使泵的实际流量小于泵的理论流量，即qV=qVt-Δq(3-2)显然，当液压泵处于卸荷（非工作）状态时，这时输出的实际流量近似为理论流量。（3）额定流量qVn液压泵的额定流量是泵在额定转数和额定压力下输出的实际流量。上一页下一页返回3.1液压动力元件概述4.液压泵的功率（1）输入功率Pi输入功率是驱动液压泵的机械功率，由电动机或柴油机给出，即Pi=Ti2πn(3-3)式中Ti——泵轴上的实际输入转矩。（2）输出功率P0输出功率是液压泵输出的液压功率，

6、即泵的实际流量qV与泵的进、出口压差Δp的乘积：P0=ΔpqV(3-4)上一页下一页返回3.1液压动力元件概述5.液压泵的效率实际上，液压泵在工作中是有能量损失的，这种损失分为容积损失和机械损失。(1)容积损失和容积效率ηV容积损失主要是液压泵内部泄漏造成的流量损失。容积损失的大小用容积效率表征，即ηV=qV/qVt=qV/Vn(3-5)(2)机械损失和机械效率ηm由于泵内各种摩擦（机械摩擦、液体摩擦），泵的实际输入转矩Ti总是大于其理论转矩Tt，这种损失称为机械损失。机械损失的大小用机械效率表征，即ηm=Tt/Ti=pV/2πTi

7、(3-6)上一页下一页返回3.1液压动力元件概述(3)液压泵的总效率η泵的总效率是泵的输出功率与输入功率之比，即η=P0/Pi=ηVηm(3-7)液压泵的总效率、容积效率和机械效率可以通过实验测得。3.1.3液压泵的分类液压泵按结构形式不同可分为齿轮泵、叶片泵和柱塞泵；按流量能否改变可分为定量泵和变量泵；按液流方向能否改变可分为单向泵和双向泵。上一页返回3.2齿轮泵齿轮泵的种类很多，按工作压力大致可分为低压齿轮泵(p≤2.5MPa)、中压齿轮泵(p＞2.5～8MPa)、中高压齿轮泵(p＞8～16MPa)和高压齿轮泵(p＞16～32M

8、Pa)四种。目前国内生产和应用较多的是中、低压和中高压齿轮泵，高压齿轮泵正处在发展和研制阶段。齿轮泵按啮合形式的不同，可分为内啮合和外啮合两种，其中外啮合齿轮泵应用更广泛，而内啮合齿轮泵则多为辅助泵。下一页返回3.2齿轮泵3.2.1外