液压传动第四章资料
液压 第四章液压缸
π (D − d )
2 2
4Leabharlann − p2πD4
2
2
= ( p1 − p2 )
πD
4
2
− p1
πd
4
因为: 因为:A无>A有 比较上述结果: 比较上述结果:v <v有,F无>F有
无
即活塞杆伸出时,速度较慢,推力较大; 即活塞杆伸出时,速度较慢,推力较大; 活塞杆缩回时,速度较快,推力较小。 活塞杆缩回时,速度较快,推力较小。 因此适用于伸出时承受工作载荷,缩回时为 因此适用于伸出时承受工作载荷, 空载或轻载场合。 空载或轻载场合。 速度比: 速度比:
二、柱塞式液压缸(单作用式) 柱塞式液压缸(单作用式)
特点: )柱塞与缸体不接触。 特点:1)柱塞与缸体不接触。 2 )柱塞重量大 水平安装时会下垂, 柱塞重量大,水平安装时会下垂 水平安装时会下垂, 引起单边磨损,故多垂直使用。 引起单边磨损,故多垂直使用。 3)柱塞工作时受恒压。 )柱塞工作时受恒压。 4)柱塞缸是单作用缸。为得到双向 )柱塞缸是单作用缸。 运动,常成对使用。 运动,常成对使用。
v有 D2 λv = = 2 v无 D − d 2
无
当活塞杆直径愈小时, 差值愈小。 当活塞杆直径愈小时,v 与v有差值愈小。
③差动连接: 差动连接: 当单杆缸两腔同时通入压力 油时,由于无杆腔的有效 由于无杆腔的有效 面积大于有杆腔的有效面 积,则活塞受到的向右的 作用力大于向左的作用力, 作用力大于向左的作用力, 活塞右移, 活塞右移,并将有杆腔的 油液挤出,流进无杆腔, 油液挤出,流进无杆腔, 加快活塞杆的右移速度。 加快活塞杆的右移速度。 这种连接方式称~。 这种连接方式称 。
其运动速度和推力的计算: 其运动速度和推力的计算:
液压传动第四章
3
4.1.1
活塞式液压缸
1.单杆双作用活塞式液压缸
(1).结构 缸体、活塞、活塞杆、密封、缸盖等
中国地质大学远程教学
4
1.单杆双作用活塞式液压缸
(2).工作原理
无杆腔 进油腔
有杆腔
回油腔
工作原理:因两侧有效作用面积或油液压力不等, 活塞在液压力的作用下,作直线往复运动。
中国地质大学远程教学
3.缸筒长度L 缸筒长度L由最大工作行程长度加上各种结构需要来确定,即(一般缸 筒的长度最好不超过内径的20倍) : L=l+B+A+M+C 式中: l为活塞的最大工作行程; B为活塞宽度,一般为(0.6-1)D; A为活塞杆导向长度,取(0.6-1.5)D; M为活塞杆密封长度,由密封方式定; C为其他长度。
液压缸的组成(续2)
3.密封装置
(a)间隙密封 (b)摩擦环密封
(c)O形圈密封
(d)V形圈密封
24
中国地质大学远程教学
4.2.2
液压缸的组成(续3)
4.缓冲装置
液压缸的缓冲装置 1—节流阀 中国地质大学远程教学
25
4.2.2
液压缸的组成(续4)
5.放气装置
放气装置 1—缸盖 2—放气小孔 3—缸体 中国地质大学远程教学
q v 3( A1 A 2 )
速度: v 3 推力:
q A1 A 2
q A杆
4q
d
F 3 pA 1 pA 2 p ( A 1 A 2 ) pA 杆 p
d
4
2
特点:v3 > v1 ;F3 < F1 。 结论 差动连接后,速度大,推力小
液压传动与控制第4章
排气装置
(a)排气阀
(b)排气塞
4.4 液压马达
液压马达和液压泵在结构上基本相同,并且也是靠密封容积 的变化来工作的。
液压马达输入的是压力和流量,输出转矩和转速。 液压马达的分类:
✓ 按结构分:齿轮式、叶片式和柱塞式; ✓ 按工作特性分:高速马达和低速马达; ✓ 按马达的排量是否可变分:定量马达和变量马达。
(a)单叶片式
(b)双叶片式
图4.1.5 摆动缸
1-定子块;2-缸体;3-摆动轴;4-叶片
✓单 叶 片 式 摆 动缸,它只有 一个叶片,其 摆动角度较大, 可达300°。
✓双 叶 片 式 摆 动缸,它有二 个叶片,其摆 动角一般小于 150°。
4.1.3 液压缸的基本类型和特点
单叶片式摆动缸输出转矩TM和角速度ω分别为:
4.1.3 液压缸的基本类型和特点
单杆液压缸
(a)液压缸无杆腔进油 图4.1.3 单杆活塞缸
✓ 当无杆腔进油且有杆腔回油 时 , 活 塞 的 推 力 F1 和 运 动 速 度
1分别为
F1 (p1A1p2A2)m 4[D2p1(D2 d2)p2]m
(4-17)
1
Aq1v
4q
D2
v
(4-19)
式中,A1、A2—无杆腔和有杆腔 的有效面积;ηm、ηV—液压缸的 机械效率和容积效率。
当柱塞直径为d,输入液压油流量为q,压力为p时,柱塞上所 产生的推力F和速度v分别为:
FpAmp4d2m
Байду номын сангаас
(4-24)
v qAv 4dq2v
(4-25)
4.1.3 液压缸的基本类型和特点
3. 摆动液压缸
摆动缸也称摆动液压马达,主要用来驱动作间歇回转运动 的工作机构。主要有单叶片式和双叶片式两种结构形式。
液压传动课件
工作压力(MPa)
精度d(m)
0~2.5
100
14
25~50
14~32
25
32
10
21
5
6
4.1.2 过滤器的类型及特点
The Type and Characteristics of Filter
按滤芯的材料和结构形式,滤油器可分为网式 (Mesh Filter)、线隙式(Wire-wound Filter)、纸质滤 芯式(Pleated Paper Filter)、烧结式滤油器(Sintered Metal Filter)及磁性滤油器等。按滤油器安放的位置 不同,还可以分为吸滤器、压滤器和回油过滤器,考 虑到泵的自吸性能,吸油滤油器多为粗滤器。
线隙式滤油器如图4.2所 示,用铜线或铝线密绕在筒 形骨架的外部来组成滤芯, 依靠铜丝间的微小间隙滤除 混入液体中的杂质。其结构 简单、通流能力大、过滤精 度比网式滤油器高,但不易 清洗。多为回油过滤器。
图4.2 线隙式滤油器
9
1
(3) 纸质滤油器
Paper Filter
滤芯为微孔滤纸制 成的纸芯,将纸芯围绕 在带孔的镀锡铁做成的 骨架上,以增大强度。 为增加过滤面积,纸芯 一般做成折叠形。其过 滤精度较高,一般用于 油液的精过滤,但堵塞 后无法清洗。
(4.3)
用于保压时,气体压缩过程缓慢,与外界热交换得以充分 进行,可认为是等温变化过程,这时取n=1; 作辅助或应急动力源时,释放液体的时间短,热交换不充 分,这时可视为绝热过程,取n=1.4。
25
4.2.3.2 用来吸收冲击用时的容量计算
Calculating the Volume of Accumulator Used as Shock Absorber
飞机液压传动与控制第四章飞机液压执行装置
1.输出力
CAFUC
作动筒的输出力是指克服其内部各种阻力以后所发 出的机械力的大小。在理论上,可根据图4.1.l建立力的 平衡方程
p1 A = F + p2 A
则理论输出力表达式为
F = p1 A1 − p2 A2
式中,F为理论输出力;p1为供油压力;p2为回油压 力;A1为p1压力作用的有效面积;A2为p2压力作用的有效 面积。 由于活塞运动是具有摩擦阻力,所以其实际输出力 的表达式应为 式中,Psb 提高输出力措施!
§3 飞机液压执行装置
液压传动
16/25
4.3 飞机液压作动筒辅助元件 4.3.1 缓冲装置
CAFUC
缓冲装置:活塞速度大,部件质量大时,防止活塞终 点撞击,引起噪声、振动和损坏设备。 按原理分为:缝隙节流、节流阀、弹簧。 1.缝隙节流缓冲:活塞右端油液由节流孔间隙流出, 起缓冲作用。
↖
节流间隙
图4.3.1 带缝隙节流凸台的作动筒 §3 飞机液压执行装置 液压传动
图4.2-3 双向双杆作动筒 图 4.2.3 双向双杆作动筒 §3 飞机液压执行装置 液压传动
15/25
4.2 飞机的液压作动筒(液压缸) 4.2.3 液压缸典型结构举例
CAFUC
图4.2.4 单杆活塞缸结构 1—头侧端盖 2—活塞密封圈 3—活塞头 4—活塞杆 5—缸体 6—拉杆 7—活塞杆密封圈 8—杆侧端盖 9—防尘圈 10—泄油口 11—导向套 12—固定密 封圈 13—节流阀 14—单向阀
L = vt
v=
又由于
L = l − l1 − Δl
ηvQ
A
l 为作动筒的内腔长度;l1 为活塞厚度; l 为设计时为防 Δ 止活塞和顶盖碰撞而预留的行程余量,一般为5~20mm。
液压与气压传动技术第4章 液压控制阀
•
按安装连接形式分为: 管式连接 板式连接
叠加式连接
插装式连接
集成式连接
3、液压控制阀的性能参数
对于不同类型的各种液压控制阀,还可以用不同的参数表征其不同 的工作性能,一般有压力、流量的限制值,以及压力损失、开启压 力、允许背压、最小稳定流量等。同时,给出若干条特性曲线,供 使用者确定不同状态下的性能参数值。
图4-2 液控单向阀的工作原理图 a)内泄式液控单向阀 b)外泄式液控单向阀
液控单向阀的工作原理
双向液控单向阀:
常用于系统停止供油时而要求执行元件仍然保持锁紧的场合,通常 称为液压锁。
1-阀体
图4-3 双向液控单向阀 a)结构原理图 b)图形符号 2-控制活塞 3-卸压阀芯 4-锥阀芯
图4-4 液压锁(飞机襟翼收放系统) 1、4-阀芯 2、3、5、8-弹簧 6、7-活塞
二、方向控制阀
方向控制阀主要用来接通、关断或改变液压油的流动方向,从而控 制执行元件的起动、停止或改变其运动方向。它主要分为单向阀和 换向阀,单向阀有普通单向阀和液控单向阀两种,而换向阀的种类 很多、应用广泛。
1、单向阀
功用:控制油液单方向流动,又称为逆止阀或止回阀。。 结构组成: 阀体 阀芯 弹簧等
单向阀的应用:
用于泵的出口,防止系统中的压力冲击对泵造成影响; 隔开油路间不必要的联系,防止油路相互干扰;
作背压阀用(回油路上加背压阀),但背压不可调;
作旁路阀用; 桥式回路。
液控单向阀:是一种通入控制压力油后,便允许油液双向流动的单 向阀。它由单向阀和液控装置两部分组成。 油液反向流动时(由油口进油),进油压力通常很高,解决这个问 题的方法:①B油口压力很高,采用先导阀预先卸压,见图4-2a,这 种阀称内泄式液控单向阀。②A油口压力较高造成控制活塞背压较大, 采用外泄口回油降低背压,见图4-2b,这种阀称外泄式液控单向阀。
液压传动系统第四章 容积调速回路分析
Tm Vmpmmm Vm max xmpmmm
V p maxn p x p pv mv Vm max xm
第四章 容积调速回路分析
第二节 容积调速回路的速度刚性分析
一.容积调速回路的速度刚性分析
Vm nm V p n p ( p m l ) p qtm Vm nm qtp (q p qm ql ) p V p n p ( p m l ) p V p n 容积调速回路速 度刚性分析
二.速度稳定方法
1.流量补偿法
利用回路压力随负载的 增减来控制泵流量做相 应的增减 当马达负载增加时,p 升高,作用在柱塞1上 的力增大,推动泵的钉 子向加大偏心距e的方 向移动,使泵的流量增 大。反之,流量减少
第四章 容积调速回路分析 第二节 容积调速回路速 度刚性分析
nm min Vp min
定量泵-变量马达回路:马达转速nm与马达排量成反 比,即: D nm max Vm max 3 4
nm min Vm min
变量泵-变量马达回路:该回路由上述两种回路组合 V n V 而成,即: D D D 100
m max p max m max
p1q1 p1 ppqp pp
第四章 容积调速回路分析 第四节 容积节流调速回路
二.差压式变量泵和节流阀的调速回路
1.回路工作原理 该回路采用了带有先导式 滑阀控制的差压式变量叶 片泵,在液压缸的进油路 上串联一节流阀。 当节流阀开口增大时滑阀 5左移,节流口b开大,c 关小,泵的定子左移,e 增大,泵流量增大,液压 缸的速度增大,反之亦然 在某一稳定工况下,当节 流阀3处在某一开口时, 变量泵有一稳定流量
《液压传动》第二版 王积伟 第四章作业 机械工业出版社
《液压传动》第四章作业姓名:学号:班级:4-1已知液压泵的额定压力和额定流量,若不计管道内压力损失,试说明图4-27所示各种工况下的液压泵出口处的压力值。
4-2 液压泵的额定流量为100L/min,额定压力为2.5MPa,当转速为1450r/min时,机械效率为ηm=0.9.由实验测得:当泵出口压力为零时。
流量为106L/min;压力为 2.5MPa,流量为100.7L/min.试求:(1)泵的容积效率;(2)如泵的转速下降到500r/min,在额定压力下工作时,计算泵的流量为多少;(3)上述两种转速下泵的驱动效率。
4-3设液压泵转速为950r/min,排量Vp=168L/r,在额定压力29.5MPa和同样转速下,测得的实际流量为150L/min,额定工况下的总效率为0.87,试求:(1)泵的几何流量;(2)泵的容积效率;(3)泵的机械效率;(4)泵在额定工况下,所需电动机驱动效率;(5)驱动泵的转矩。
4-5双作用叶片液压泵两叶片之间的夹角为2π/z,配油盘上封油区夹角为ε,定制内表面曲线圆弧段的夹角为β(如图),它们之间应满足怎么样的关系?为什么?4-6某机床液压系统采用一限压式变量泵。
泵的流量一压力特性曲线ABC如图2-7所示。
泵的总效率为0.7。
如机床在工作进给时泵的压力和流量分别为 4.5MPa和2.5L/min,在快速移动时,泵的压力和流量为2.0MPa和20L/min,试问泵的特性曲线应调成何种形状?泵所需的最大驱动功率为多少?4-7某组合机床动力滑台采用双联叶片泵作油源,如图4-30所示,大、小泵的额定流量分别为40L/min和6L/min。
快速进给时两泵同时供油,工作压力为1 MPa;工作进给时大流量泵卸荷(卸荷压力为0.3MPa)(注:大流量泵输出的油通过左方的卸荷阀3回油箱),由小流量泵供油,压力为4.5 MPa 若泵的总效率为0. 8 ,试求该双联泵所需的电动机功率为多少?4-8某液压马达的进油压力为10MPa,排量为200mL/r,总效率为0.75,机械效率为0.9,试计算:1) 该马达的几何转矩2) 若马达的转速为500r/min,则输入马达的流量是多少?3) 若外负载为200N.m(n=500r/min)时,该马达输入功率和输出功率是多少?4-9一液压马达,要求输出转矩为52.5N·m,转速为30r/min,马达排量为105mL/r,马达的机械效率和容积效率均为0.9,出口压力为2×105Pa,试求马达所需的流量和压力各为多少?4-11双叶片摆动液压马达的输入压力p1=4MPa,q=25L/min,回油压力p2=0.2MPa,叶片的底端半径R1=60mm,顶端半径R2=110mm,摆动马达的容积效率和机械效率均为0.9,若马达输出轴转速n M=13.55r/min,试求摆动马达叶片宽度b和输出转矩T。
液压传动-第4章 液压缸
(3)当其差动连接时, 作用力:F3=p(A1-A2)=p.(πd2/4) 速度: v3=(Q+Q2)/A1=(Q+v3.A2)/A1 所以 : v3=Q/(A1-A2)=4Q/πd2
图4-3 差动连接的单活塞杆液压缸
2、双活塞杆液压缸
双活塞杆液压缸的两端都有活塞伸出,如图所示。其 组成与单活塞杆液压缸基本相同。缸筒与缸盖用法兰连接, 活塞与缸筒内壁之间采用间隙密封。
缓冲的原理是使活塞相对缸筒接近行程终端时,在排 油腔内产生足够的缓冲压力,即增大回油阻力,从而降低 缸的运动速度,避免活塞与缸盖高速直接相撞。
液压缸中使用的缓冲装置,常见的有环状 间隙式,节流口可调式或外加缓冲回路等。
i
环状间隙式缓冲装置
节流口可调式缓冲机构
2、液压缸的排气 为了排除聚集在液压缸内的空气,可在缸的
1
二、液压缸的校核
(2)液压缸活塞杆的稳定性验算
只有当液压缸活塞杆的计算长度l≥10d时,才进行 液压缸纵向稳定性的验算。验算可按材料力学有关公式 进行,此处不再赘述。
二、液压缸结构设计中的几个基本问题
1、液压缸的缓冲
当液压缸拖动负载的质量较大、速度较高时,一般应 在液压缸中设缓冲装置,必要时还需在液压传动系统中设 缓冲回路,以免在行程终端发生过大的机械碰撞,致使液 压缸损坏。
4、液压杆其他尺寸参数
液压缸的缸筒长度由活塞最大行程、活塞 长度、活塞杆导向套长度、活塞杆密封长度 和特殊要求的其他长度确定。
其中活塞长度B=(0.6-1.0)D;导向套长 度A=(0.6 -1.5)d。为减少加工难度,一般
液压缸缸筒长度不应大于内径的20-30倍。
5、液压缸的校核
(1) 缸筒壁厚δ的验算
液压传动基础知识
• 这里我们主要讲液压传动。因为现阶段工 程机械(包括路面机械、土方机械、起重 机械等)能量传递多数采用液压传动。
液压传动基础知识
第二节液压传动工作原理
一、 液压传动的定义:
借助于处于密闭容积内的液体的压
液压传动基础知识
第三节液压系统的组成和特点
●液压系统的组成:
液压系统由四个部分组成,即液压能 源元件,液压执行元件,液压控制元件和 液压辅助元件。 1. 液压能源元件
液压能源元件主要是液压泵,他将原 动机的机械能转换为液体的压力能,给液 压系统供给流量。
液压传动基础知识
2. 液压执行元件
液压执行元件是将液体的压力能 转换为机械能,带动工作负载作功。 液压执行元件包括液压缸和液压马达。
从上述液压千斤顶的工作原理中可以看出, 力从活塞1传到活塞8是通过液体进行的。因此, 活塞与液体间有力的作用,单位面积上所受的 力成为液体压力,如果不考虑液压损失和认为 活塞的运动是稳定运动,根据帕斯卡原理,油 室Ⅰ和油室Ⅱ的液体压力相等。
因此,我们可以清楚地看到,液压传动是用 液体作为工作介质,靠液体压力能来传递能量。
3. 液压控制元件
液压控制元件是各种控制阀,在 液压系统中起控制液体压力、流量和 液流方向的功能,以满足工作机构对 力、速度、位置和运动方向的要求。 液压控制阀包括压力控制阀、流量控 制阀和方向控制阀。
液压传动基础知识
4. 液压辅助元件
液压辅助元件包括密封件、油管、管 接头、蓄能器、滤油器、油箱、冷却器、 加热器等。虽然他们在液压系统中起辅 助作用,但对液压系统的正常工作、效 率、寿命等都有较大的影响。
第四章4液压与气压传动(叠加阀、插装阀、阀的连接)
九、二通插装阀 插装式锥阀的工作原理及基本组成
控制盖板
阀套 弹簧 阀芯 阀体
职能符号
工作原理图
中国农业大学工学院
流体传动与控制工程实验室
2020年1月20日星期一
九、二通插装阀 插装式锥阀用作单向阀
普通单向阀
液控单向阀
中国农业大学工学院
流体传动与控制工程实验室
2020年1月20日星期一
九、二通插装阀 插装式锥阀用作二位二通阀
十、液压阀的连接 集成块式连接
盖板
阀 集成块 底板
集成块式是借助于集 成块把标准化的板式液压 元件连接在一起,组成液 压系统。
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流体传动与控制工程实验室
2020年1月20日星期一
十、液压阀的连接 集成块式连接
叠加阀式是液压装置集成 化的另一种形式,它由叠加阀 互相直接连接而成。
中国农业大学工学院
十、液压阀的连接 管式连接
管式连接即将各管式液压阀用管 道互相连接起来,管道与阀一般用螺 纹管接头连接起来,流量大的则用法 兰连接。
管式连接不需要其它专门的连接 元件,但结构较分散,特别是对于较 复杂的液压系统,所占用空间较大, 管路交错,接头繁多,不便于装卸维 修,在管接头处也容易造成泄漏和渗 入空气,有时会产生振动和噪声。
职能符号
工作原理图
工作原理图
职能符号
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九、二通插装阀 插装式锥阀用作二位三通阀
职能符号
工作原理图
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2020年1月20日星期一
九、二通插装阀 插装式锥阀用作二位四通阀
液压传动优秀课件
▪ 动作原理动画
▪ 旁通型调速阀用于调节执行元件运动速度只能安 装在执行元件的进油路上,其速度刚性较调速阀 小,但因此时的系统压力为(负载压力+节流阀 前后压差Δp ),是变压系统,与调速阀调速回 路相比,回路效率较高。
分流集流阀动作原理动画
分流集流阀是用来保证多个执行元件速度同步 的流量控制阀,又称为同步阀。它包括分流阀、 集流阀和分流集流阀三种控制类型。
来控制液流的压力、流量、方向的阀类,可直
接与计算机接口,不需要D/A转换器。
▪ 根据安装连接形式不同分类
▪ 管式连接 阀体进出口
由螺纹或法兰与油管连
接。安装方便。
▪ 板式连接 阀
体进出口通过连接 板与油管连接。便 于集成。
▪ 插装式 将阀芯、
阀套组成的组件插入专 门设计的阀块内实现不 同功能。结构紧凑。
根据用途不同分类
压力控制阀 用来控制和调节液压系统液流 压力的阀类,如溢流阀、减压阀、顺序阀等。
流量控制阀 用来控制和调节液压系统液流 流量的阀类,如节流阀、调速阀、分流集流 阀、比例流量阀等。
方向控制阀 用来控制和改变液压系统液流 方向的阀类,如单向阀、液控单向阀、换向 阀等。
▪ 根据控制方式不同分类
q= CdπD x (2Δp/ρ)1/2 锥阀 锥阀阀芯半锥角一般为12 °~20 °,阀
口关闭时为线密封,密封性能好且动作灵敏。阀 口的压力流量方程
q= Cdπd x sinα(2Δp/ρ)1/2 球阀 性能与锥阀相同,阀口的压力流量方程 q
= Cdπd h 0 (x/R) (2Δp/ρ)1/2
普通流量控制阀包括节流阀、调速阀、溢流节流 阀和分流集流阀。
液压传动第4章PPT课件
A
p1
V F
d p2
Q
pp1p2
压力p 流量Q 液压功率
液压缸
作用力F 速度V 机械功率
➢液压缸的输入量是液体的流量和压力,输出量是速度
和力。
➢液压缸和液压马达都是液压执行元件, 其职能是将液
压能转换为机械能。
2021/7/24
2
液压缸
2021/7/24
3
液压缸
三 梁 四 柱 式 压 力 机
2021/7/24
2021/7/24
20
在图(b)中,液压缸为有杆腔进压力油,无杆腔回油
压力为零,可推动的负载为:
F 2 4 ( D 2 d 2 ) p 1m 4 ( 0 .1 2 0 .0 2 ) 7 2 1 6 0 .9 7 7( N 7 )7
2021/7/24
17
两腔进油,差动联接
A1
A2
F3
A1 A2
F3
P1
v3
P1
v3
q
等效
q
(c)差动联接
差动连接时,液压缸的有效作用面积是活塞杆的横截 面积,工作台运动速度比无杆腔进油时的大,而输出力则 较小。
差动连接是在不增加液压泵容量和功率的条件下,实 现快速运动的有效办法。
2021/7/24
2021/7/24
14
两腔进油, 差动联接
A1
A2
F3
P1
v3
q
(c)差动联接
当单杆活塞缸两腔同时通入压力油时,由于无杆腔
有效作用面积大于有杆腔的有效作用面积,使得活塞向
右的作用力大于向左的作用力,因此,活塞向右运动,
活塞杆向外伸出;与此同时,又将有杆腔的油液挤出,
液压传动第四章
3.径向不平衡力
在齿轮泵中,油液作用在轮外缘的 压力是不均匀的,从低压腔到高压腔, 压力沿齿轮旋转方向逐齿递增,因此, 齿轮和轴均受到径向不平衡力的作用。 工作压力越高,径向不平衡力越大,造成 泵壳体内壁产生偏磨,同时也加剧轴承 的磨损,降低轴承的使用寿命。
为了减小径向不平衡力的影响,常采用缩小压油腔的方法, 使压油腔的压力仅作用在一到两个齿的范围内,同时,适当增大 齿顶和泵壳体内壁之间的间隙,使齿顶不与泵壳体内壁接触。
动画演示
当齿轮按图示方向旋转时,右侧吸 油腔内的轮齿脱离啮合,密封腔容积不 断增大,形成局部真空,油箱里的油液 在大气压的作用下进入右腔,填满轮齿 脱开时形成的空间,这一过程为齿轮泵 的进油过程。
随着齿轮的旋转,油液被带往左腔,左 侧压油腔内的轮齿不断进入啮合,使封 闭腔容积减小,油液受到挤压被排往系 统,这就是齿轮泵的压油过程。
1.浮动轴套 2.泵体 3.齿轮轴 4.弹簧
3.2.5 内啮合齿轮泵
内啮合齿轮泵分渐开线齿轮泵和摆线齿轮泵两 种。
渐 开 线 齿 轮 泵
摆 线 齿 轮 泵
当内转子围绕中心O1旋转时,带动外转子 绕外转子中心O2作同向旋转。这时,由内 转子齿顶A1和外转子齿谷A2间形成的密封 容积C随着转子的转动密封容积就逐渐扩 大,于是就形成局部真空,油液从配油窗 口b被吸入密封腔,至A1′、A2′位置时封 闭容积最大,这就是吸油过程。
3.2.4 提高外啮合齿轮泵压力的措施
轴向泄露
端面间隙
在中高压齿轮泵中,为了减少端面间隙泄漏而采用端面 轴向间隙自动补偿装置。
此图是浮动轴套式的间隙补偿原理图, 将泵的出口压力油引到齿轮轴3上的浮动轴
套1外侧的A腔,在液体压力的作用下,使轴套
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概述 齿轮泵 叶片泵 柱塞泵 液压马达 液压摆动马达 液压泵中的气穴现象 液压泵的噪声 液压泵的选用
§4-1 概述
液压泵是一种能量转换装置,将驱动机的机械 能转换成输到系统中去的油液的压力能,供液压系 统使用。
液压马达也是一种能量转换装置,将输入油液 的压力能转换成机械能,使主机的工作部件克服负 载及阻力而产生运动。
(2)几何流量(qt):在不考虑泄漏的情况下,泵/马达在单位时间 内排出/吸入液体的体积,其值等于排量(V)与转速(n)的乘积, 与工作压力无关,即 qt Vn
(3)额定流量(qn):泵/马达在正常工作中,按试验标准规定必 须保证的流量,亦即在额定转速和额定压力下由泵输出(或 输入到马达中去)的流量。
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因此可知,构成容积式液压泵所必须具备的条件是: 1.油箱内液体的绝对压力必须恒等于或大于大气压力。 这是容积式液压泵能够吸入油液的外部条件。因此,油 箱必须与大气相通,或采用密闭的充压油箱。 2.具有若干个良好密封且能作周期性变化的工作容腔; 3.必须有配流动作,即
工作容腔容积加大时吸入低压油 工作容腔容积减小时排除高压油 3.具有相应的配流机构,即进油口和排油口不能同时开 启。
动画演示
当齿轮按图示方向旋转时,右侧吸 油腔内的轮齿脱离啮合,密封腔容积不 断增大,形成局部真空,油箱里的油液 在大气压的作用下进入右腔,填满轮齿 脱开时形成的空间,这一过程为齿轮泵 的进油过程。
随着齿轮的旋转,油液被带往左腔,左 侧压油腔内的轮齿不断进入啮合,使封 闭腔容积减小,油液受到挤压被排往系 统,这就是齿轮泵的压油过程。
T 1
Tt
4.总效率(η)
液压泵/马达的总效率是指液压泵/马达的实际输出 功率与输入功率的比值,等于容积效率与机械效率之积。
vm
§4-2 齿轮泵
齿轮泵是一种常用的液压泵。 主要优点:
结构简单,制造方便,价格低廉,体积小,重量 轻,自吸性好,对油液污染不敏感,工作可靠; 主要缺点:
3.1.2 分类
液压泵/马达的类型很多,但可按其每转排出油液的 体积能否调节而分为定量和变量两大类,按其组成密封 容积的结构形式的不同又可分为柱塞式、齿轮式、叶片 式三大类。
3.1.3 液压泵的主要性能参数
液压泵和液压马达的性能参数主要有压力(常用单 位为Pa)、排量(常用单位为 m3 r)、流量(常用单位 为m3 s 或 L/min)、功率(常用单位为W)和效率。
3.功率和效率
液压泵
转矩和转速
液体压力和流量
液压马达
若不考虑能量转换过程中的损失,则输入功率等于输出
功率,即
Pt pqt pVn Tt 2Ttn
实际液压泵/马达在能量转换过程中是有损失的,输出 功率小于输入功率。
功率损失=容积损失+机械损失
容积损失(ηv):因泄露、气穴和油液在高压下压缩等造 成的流量损失。
V C2zm2b
实际上齿轮泵在工作中,排量是转角的周期函数, 存在排量脉动,因此瞬时流量也是脉动的,即当啮合点 处于啮合节点时,瞬时流量最大;当啮合点开始进入 啮合和开始退出啮合时,瞬时流量最小。
流量的脉动,直接影响液压系统工作的平稳性。 流量脉动的大小,用流量脉动率σ 来表示,即
qmax qmin
机械损失(ηm):因摩擦而造成的转矩上的损失。
液压泵:
容积损失 其大小用容积效率表示,等于液压泵的实际输出流
量q与其几何流量qt之比,即
v
q qt
qt
q qt
1
q qt
q k1 p
液压马达:
v
1
k1 p Vn
容积损失 其大小亦用容积效率表示,等于液压马达的几何输
入流量qt与其实际流量q之比,即
1.压力(p)
(1)工作压力:泵/马达实际工作时的输出压力。
泵 输出压力
马达 输入压力
(2)额定压力:泵/马达在正常工作条件下,按试验标准规 定能连续运转的最高压力。
2.排量和流量
(1)排量(V):液压泵/马达每转一转,由其密封容积几何尺寸变 化计算而得到的排出/吸入液体的体积,即在无泄漏的情况下, 液压泵/马达每转一转所能排出/吸入的液体体积。
3液.压1.泵1 是液依压靠泵密封工容作积原变理化的及原特理点来进
行工当作偏的心轮,1故被一带动般旋称转为时容,柱积塞式2在液压泵。
偏心轮和弹簧4的作用下在泵体3的柱塞 孔内作上下往复运动。柱塞向下运动时, 泵体的柱塞孔和柱塞上端构成的密闭工 作油腔A的容积增大,形成真空, 油箱7 中的液压油便在大气压力的作用下通过 进油阀6进入工作油腔,这一过程为柱塞 泵进油过程;当柱塞向上运动时,密闭工 作油腔的容积减小、压力增高, 压力油 便打开排油阀5进入系统,这一过程为柱 塞泵排油过程。若偏心轮连续不断地转 动,柱塞泵就不断地进油和排油。
流量和压力脉动大,噪声大,排量不可调。 齿轮泵按照其啮合形式的不同,有外啮合和内啮合 两种,外啮合齿轮泵应用较广,内啮合齿轮泵则多为工作原理
泵主要由主、从动齿轮,驱动轴, 泵体及侧板等主要零件构成。
泵体内相互啮合的主、从动齿轮 与两泵盖及泵体一起构成封闭的 工作容积,齿轮的啮合点将左、 右两腔隔开,形成了吸、压油腔。
q
在容积式液压泵中,齿轮泵的流量脉动最大,且流量 脉动的大小与齿轮啮合长度有关,啮合长度长,流量脉动 就大。当齿轮分度圆直径相同时,齿数越多,则啮合长度 越小,同时流量脉动减小。但这样会使泵的流量减小,此
3.2.2 齿轮泵的流量计算
外啮合齿轮泵的排量可近似看作是两个齿轮的不包
括径向间隙容积的齿间槽容积之和。若假设齿间槽容积
等于轮齿体积,则当齿轮齿数为z,模数为m,分度圆直
径为D,有效齿高为hw,齿宽为b时,齿轮泵的排量近似
为
V Dhwb 2zm2b
实际上,齿谷间槽容积比轮齿体积稍大一些,并 且齿数越少误差越大,则有
v
qt q
q q q
1
q q
液压泵:
机械损失 其大小用机械效率表示,等于液压泵的几何转矩Tt 与其实际转矩T之比,即
m
Tt T
1 1 T
Tt
液压马达:
机械损失 其大小亦用机械效率表示,等于液压马达的实际转 矩T与其几何转矩Tt之比,即
m
T Tt
Tt T Tt