液压第二章

解:
液压泵的实际输出流量
q p q pt pv Vp n p pv 10103 1500 0.9 13.5 L/min
液压泵的输出功率
10106 13.5 103 Po p p q p W 2.25 kW 60
Ppi Ppo
驱动液压泵的功率
P

Ppo

2-1 概述 2-2 齿轮泵和齿轮马达
2-3 叶片泵和叶片马达
2-4 柱塞泵和柱塞பைடு நூலகம்达
双作用叶片泵
单作用叶片泵
一、双作用叶片泵
1、双作用叶片泵的工作原理
1 2
压油
吸油
3
4 5
图 2-11 双作用式叶片油泵的工作原理
1—转子 2—定子 3—叶片 4—配油盘 5—泵体
动画
2、双作用式叶片泵排量和流量计算
pm pv

2.25 2.63kW 0.95 0.9
不计管路损失时，马达的输入流量与泵的输出流量相等，马达的入口压力与泵的出 口压力相等。 q p mv 13.5 103 0.9 q m mv 马达的输出转速
nm Vm Vm 10 1215 r/min
马达的输出转矩 马达的输出功率
单柱塞泵的工作原理 1-偏心轮 2- 柱塞 3-泵体 4-弹簧 5-排油单向阀 6-吸油单向阀 7-油箱
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1. 压力p（Pa，MPa） 工作压力 pp（MPa）： 额定压力 pn（MPa）： 最大压力 pmax（MPa）：
液压系统中的压力就是指压强，液体压力通常有绝 对压力、相对压力(表压力)、真空度三种表示方法。 相对压力(表压力)是相对于大气压(即以大气压为基 准零值时)所测量到的一种压力。 绝对压力是以绝对真空为基准零值时所测得的压力。 当绝对压力低于大气压时，习惯上称为出现真空。
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2. 排量V和流量q（m3/s , L/min）
排量Vp （m3/r, mL/r）； 理论流量qpt —泵的转数（r/s， r/min）。 实际流量qp：泵在单位时间内输出液体的体积 (m3/s, L/min)。 额定流量qpn
q pt Vp n p
np
实际流量和理论流量的关系？
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柱塞与滑靴
采用回程盘回程
配油盘结构
配油盘是液压泵的关键零件，盘上的两个弧形透 槽是为缸体配油的吸、排油窗口。为了增强本油盘的 结构刚性，弧形透槽的中部保留薄片相连。两槽之间 的过渡处有阻尼孔，以消除柱塞孔中油液的液压冲击。 过渡区上还有若干盲孔，用以贮油润滑。此外，在配 油盘上还有几道环形槽，称为均压槽，可以使配油盘 上各点受到的液压力保持均衡，以减少磨损。
液压泵的输出功率为:
55.927106 Ppo pp qp 1010 kW 9.37kW 60
6
（2）所需电动机的功率为
Ppi
Ppo
p

9.37 kW 10.357kW 0.9
[例2.2] 泵和马达组成的回路，已知泵转速为1500r/min，输出压力为10MPa，排 量Vp＝ 10mL/r，泵的容积效率为ηpv＝0.9，机械效率为ηpm＝0.95。马达排量 Vm ＝10mL/r，机械效率为ηmm＝0.95，容积效率为ηmv＝0.9，马达出口压力及管路损 失不计，求： (1)泵所需的驱动功率及输出功率； (2)马达的输出转速、转矩及功率。
Rr Vp 2 zV 2b[ ( R r ) sz ] cos β
2 2
1
叶片底部全 部接压力油，不 能补偿厚度影响
2
1 2
1
β
θ
2
0
3
0
qp qn v 2bn[ ( R 2 r 2 )
Rr sz ] v cos
图2-16 双作用叶片泵的流量计算
图3-18 SCY14-1B型轴式向柱塞泵结构 1-转动手轮 2-斜盘 3-回程盘 4-滑履 5-柱塞 6-缸体 7-配油盘 8-传动轴
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内容回顾 1容积式液压泵的工作条件是什么？ 2液压泵的性能参数

齿轮泵是一种常用的液压泵，其主要特点是：
抗油液污染能力强，体积小，价格低廉； 内部泄漏比较大，噪声大，流量脉动大，排量不能调节。 上述特点使得齿轮泵通常被用于工作环境比较恶劣的各种低压、中压系 统中。 齿轮泵中齿轮的齿形以渐开线为多。在结构上可分为外啮合齿轮 泵和内啮合齿轮泵，外啮合齿轮泵应用广泛。
四、 液压泵、液压马达的种类与图形符号
1.泵、马达的种类 容积式液压泵和马达的种类很多。 按结构形式：齿轮泵和齿轮马达、叶片泵和叶片马达、柱塞 泵柱塞马达等。
按排量是否可调节：定量泵、马达和变量泵、马达。
2.液 压泵 和液 压马 达的 图形 符号
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14 15.3％
16 13.4％
20 10.7％



1．内泄漏 这里所说的泄漏是指液压泵的内部泄漏，即一部 分液压油从压油腔流回吸油腔， 没有输送到系统 中去。泄漏降低了液压泵的容积效率。 （1）轴向间隙－齿轮端面与侧板之间的间隙泄漏， 这部分泄漏量约占总泄漏量的70%-75%。减小端 面泄漏是提高齿轮泵容积效率的主要途径。 轴向间隙补偿原则。间隙补偿方法： （2）径向间隙－齿轮齿顶圆与泵体之间间隙 （3）啮合线
qmt Vmnm
实际流量qm：马达入口单位时间内流入的液体的体积。 q qm qmt mv m 容积效率ηmv： qm qm
3.转矩和机械效率
液压马达的理论转矩：
Tmt Vm p 2
机械效率ηmm：实际输出转矩与理论转矩之比
mm
4.功率和总效率
输入功率Pmi ：输入马达的液压功率
p pVm mm 10106 10106 0.95 p mVm mm Tm 15.13N m 2 2 2
Pmo Tm 2nm 15.13 2 3.14 1215 1924 W 1.924kW 60
答：… …
课外作业一 1.某泵输出压力为10MPa， 转速为1450r/min， 排量为 200mL/r， 泵的容积效率为ηpv＝0.95，总效率为ηp＝0.9。 求泵的输出功率及驱动该泵的电机所需功率。 2.某泵额定压力为p=10MPa，在压力为5MPa，转速 n=1500r/min时流量q=100L/min，泵的机械效率ηpm=0.95， 泵空载流量为107 L/min， 求： （1）泵在此时的容积效率ηpv； （2）若泵的转速变为n1=1000r/min，求在压力为5Mpa下该转 速时的容积效率； （3）在两种不同转速下，泵所需的驱动功率。
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3.功率与效率
① 容积效率
pv
② 机械效率
qp qpt

qpt qpl qpt
Tpt
1
qpl qpt
pm
Tpt Tp Tpt Tp
pm
③ 输入功率
P pi
Ppi Tpp Tp 2np
Ppo 输出功率 ④
Ppo p p q p
⑤ 总效率
一、 齿轮泵的工作原理
外啮合齿轮泵的典型结构 齿轮泵工作原理
二、齿轮泵存在的问题与解决措施
1.齿轮泵的流量脉动
p
qp max qp min qp
qpmin、qpmax分别表示最小、最大瞬时流量， qp为平均流量， σp为流量脉动率。
Z δ
6 34.7％
8 26.3％
10 21.2％
12 17.8％
五、叶片马达
叶片马达 工作原理
轴向柱塞泵
1-斜盘 2－柱塞 3－缸体 4－配油盘 5－传动轴
1-柱塞
径向
2－转子 3－衬套 4－定子 5－配流轴
一、斜盘式轴向柱塞泵
1、工作原理
1 3 2 4
5

图2-21
轴向柱塞泵工作原理
3—缸体 4—配油盘 5—传动轴
单柱塞
1—斜盘
2—柱塞
柱塞泵.exe
1-变量柱塞 2-斜盘 3-压盘 4-滑靴 5-柱塞 6-缸体 7-配油盘 8-传动轴 9-环面套 10-变量控制阀

内容回顾
1.液压传动的概念 2.液压传动装置的组成 3.液压传动系统中压力和执行元件的速度由什么来决 定？
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2-1 概述
2-2 齿轮泵和齿轮马达
2-3 叶片泵和叶片马达
2-4 柱塞泵和柱塞马达
2-5 液压缸
2-1 概述
一、液压传动能 量转换关系
液压泵必须有容积大小 可交替变化的密闭工作腔； 合理的配流装置。保证 密闭工作腔在吸油时与油 箱相通，在排油时，与供 油管道相通。液压泵每一 次工作循环过程所吸入和 排出油液的理论体积取决 于密闭工作腔的容积变化 量，而与排油压力无关， 动画 这是液压泵的一个重要特 性。
3、双作用叶片泵的结构特点
配油盘结构
叶片倾角
定子曲线：阿基米德、等加等减速等
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配油盘结构
α θ β
图2-17 双作用叶片油泵的倾斜角
β
2
1
1 2
1
β
θ
2
0
3
0
图2-16 双作用叶片泵的流量计算
影片
减小受压面积
(a) 子母叶片
(b)阶梯叶片
(c)双叶片
(d)弹簧结构
液压作用力平衡
Tm Tmt
P mi pm qm
Pmo Tmm 2nmTm
输出功率Pmo： 马达轴对外输出的机械功率 总效率ηm：马达输出功率与输入功率的比值
m
Pmo 2nmTm 2nmTm Tm mv mm mv Pmi pm qm p Vm nm pmVm m mv 2
保持合适端面间隙的方法：
浮动轴套
浮动侧板
挠性侧板
主动
影片
a) 主动
b) 主动
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影片
主动
1 1
1
2
1 2
2
图2-8
齿轮泵的齿轮受力图
三、齿轮泵实例
CBY型齿轮泵
双联泵
液压与气压传动
三联泵
四、 齿轮马达的工作原理
齿轮马达 工作原理

内容回顾 齿轮泵和马达油口判别 齿轮泵的内泄与困油
额定压力pmn：生产厂家标定的压力。
马达按实验标准规定连续运转的最高压力。超过此值为过载。
2.排量、转速、流量和容积效率
排量Vm：马达轴每转一周，按几何尺寸计算出的油腔体积的变化量。 马达转速nm：马达输出轴单位时间内转动的圈数。 理论流量qmt：马达转速为nm (r/s)， 排量为Vm(m3/s)，则理论流量qmt (m3/s) :
【例2.1 】已知中高压齿轮泵CBG2040的排量为40.6mL/r，该泵在 1450r/min转速、10MPa的压力工况下工作，泵的容积效率ηpv=0.95，总 效率ηp=0.9，求驱动该泵所需电动机的功率Ppi和泵的输出功率Ppo ？
解: （1）求泵的输出功率 液压泵的实际输出流量qp 为: q p qtpv Vp nppv 40.6 103 1450 0.95L/min 55.927(L/min)
p
p
P po P pi
pm pv
4.自吸能力
泵的自吸能力，是指泵在额定转数下，从低于泵以 下的开式油箱中自行吸油的能力。自吸能力的大小常常 以吸油高度表示，或者用真空度表示。 高位油箱 压力油箱 补油泵供油
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三、 液压马达的性能参数
1.压力参数
工作压力pm：马达入口工作介质的实际压力。 马达工作时对输出扭矩 起作用的是马达入口和出口 的压力差，也称工作压差 Δpm 。
qp qptpv Vp nppv
实际流量小于理论流量,因为泵的各密封间隙有泄漏，其泄漏 量为qpl，泵的泄漏量与泵的输出压力有关，压力越高，泄漏量增加， 即泄漏损失与泵的密封程度、工作压力和液压油粘度有关。 所以泵的实际流量是随泵的输出压力变化而变化的，而泵的理 论流量与泵的输出压力无关。
有利于叶片伸出
哥氏力 摩擦力 配油口 α 离心力 θ 高压腔 叶片底部 通油槽
ω ω
低压腔
图2-18 变量叶片油泵的转子和马达
a)转子 b)配流盘
1、限压式变量泵的典型结构
2、工作原理
动画
四、叶片泵的选用
• 优点：流量均匀，压力脉动小，噪声较低，结构紧凑。 • 缺点：结构复杂，吸油特性不太好；抗污染能力较差， 对油液的清洁度要求较高，转速不能太高，一般均在 2000r/min下工作。 • 广泛应用于中低压液压系统中，如机床、注塑机、船舶 等工程领域。
二、单作用叶片泵 1、工作原理
排量 流量脉动 叶片数：13或15
动画
2、单作用式叶片泵的流量计算
VP ZV Z V1 V2 2Deb
1 2 2 1 1
β
2 2 2 2
β
1
q p 2Debnv
D
d
1 1
图2-15 单作用叶片泵流量计算
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3. 单作用叶片泵倾角