液压动力元件

第一节 概述
液压泵：是液压系统中的能量转换装置， 是将机械能转换为液体的压力能的动力 元件。
一、工作原理和分类 ㈠ 液压泵的工作原理： 图3-1是一个简单的单柱塞液压泵的工作
原理图。
特点：这种利用密封工作容积的变化进行吸油 和压油的泵称为容积式泵，液压泵都是容积式 的。
图3-1 容积式泵的工作原理
（3）液压泵的最低转速 液压泵正常运转时所允许的转 速最低值，称为最低转速。
注意：工程单位的使用
若液压泵的吸油口和排压油 口间的压差的单位用MPa表示，输 出流量用L/min表示，那么液压泵 的输出功率可用P可表示为
P pq 60
单位为KW。
第二节 齿轮泵 (gear pump)
齿轮泵具有结构简单、体积小、重量轻、 价格低、工作可靠、自吸性能好以及对油 液污染不敏感、维护方便等优点，因而广 泛的应用于各种液压传动系统。其主要缺 点是流量和压力的脉动较大，噪音大，排 量不可改变，效率较低，随着结构技术的 发展，噪音有了很大的降低，效率和寿命 都有很大的提高。
事实上，以上计算的都是平均流量，实践中， 齿在不同的啮合点的流量是不同的。 大小用流量脉动率表示
三、结构中的几个问题
（一） 泄漏 泄漏是齿轮泵压力和容积效率低的根本因素。
外啮合齿轮泵中存在三个可能产生泄漏部位（指内 泄漏）：
么在使用压力较高时呢?)
驱动泵的电动机功率可按下式计算
Pi
pq
p
(W)
q—泵的实际流量（m3/s）; ηp—泵的总效率。 注意：几个转速 的概念
（1）液压泵的额定转速 即在额定压力下能连续长时间 正常运转的最大转速。
（2）液压泵的最高转速 在额定压力下，超过额定转速 所允许的短暂运行转速称为最高转速。
b—齿宽（m）；
z—齿数；
m—齿轮模数（m）。
实际上，齿间的容积比轮齿的体积稍大，因此， 在修正系数3.33～3.5代替π值，齿数少取大值。
V =（6.66～7.00）Zm 2B 2. 流量 齿轮泵实际流量q为
q Vp nV (6 .6 6 7 )Z2 B mp nV
式中 n ——齿轮泵的转速（r/s） npV——齿轮泵的容积效率。
2.排量、流量和容积效率
（1）排量(V) 液压泵在无泄漏的情况下，泵轴 转动一周所排出的油液体积量。它的大小决定 于泵的几何尺寸，故又称几何排量。 （2）流量(q) 液压泵的流量，是指泵在单位时 间内排出液流的体积，泵的流量有理论流量和 实际流量之分 。 理论流量qt为泵的排量V和转速n的乘积
qt V •n (m3/s)
q
pVqt
qt q1q
qt
qt
qqtpVVnpV
ηpV在一定范围内，泄漏量Δq与负载压力p成正 比，泵的容积效率则随负载压力增加而线性的下 降，见图3-2a。
η
η
η η
η η
η
（）
图3-2 液压泵的性能曲线
ρ （）
⒊ 功率、机械效率和总效率
（1）功率：泵的理论输出功率为 Po p qt
泵的理论输入功率为 Pi 2Ttn
一、工作原理（ 3-3 ）
压油
吸油
图3-3 齿轮泵的工作原理
二、齿轮泵的排量和流量
1. 排量
齿轮泵的排量是其两个齿轮的齿间槽容积之
总和。如果近似地认为齿间槽的容积等于轮 齿的体积，则齿轮泵的排量V为
VDh 2 bZ2 m b
(m3/r)
式中 D—齿轮的节圆直径（m），
h—齿轮的有效工作高度（m），
(三) 液压ห้องสมุดไป่ตู้的图形符号
二、液压泵的主要性能参数
1. 压力
（1）工作压力 液压泵实际工作时所输出油液压力，亦 即是液压泵克服负载阻力所建立起来的压力。假如液压 系统中没有阻力和外负载，相当于液压泵输出的油液直 接流回油箱，则系统就建立不起压力来，液压泵的工作 压力由其外加负载决定是一个重要的基本概念。 （2）额定压力 液压泵根据试验结果而推荐的可连续使 用的最高压力，它反映了泵的能力。一般讲泵铭牌上所 示的是其额定压力。 （3）最大压力 按试验标准规定，液压泵在短暂运行时 所允许的最高压力。
pm
Tt T
1 T T
TTt T
⒊ 功率、机械效率和总效率
（3）总效率 泵的总效率应为泵的输出功率Δpq与驱动 泵的功率 T 2πn之比
p
pq
2 n T
p pVpm
泵的总效率随负载压力p变化曲线见图3-2b。在使用压
力较低时，总效率很低，这是因为泵在轻载时机械摩
擦损失所占比重较大，其机械效率很低之故。 （那
从上述液压泵的工作原理可知其正常工作应具 备以下条件:
1.有一个或若干个周期变化的密封容积，才能不断地吸油 和排油。 2.须有相应的配油机构，如图3-1中的单向阀6和5。 3.要保持油箱上的通气孔始终畅通，使油箱内为大气压力
㈡ 分类：
1.按其在单位时间内输出油液体积能否调节分类： 定量泵和变量泵两类。前者在单位时间内输出的体积是不 能调节的，后者是可以调节的。 2.按其结构型式分类：齿轮式、叶片式和柱塞式三大类。
液压动力元件
本节主要介绍液压系统四大类液压元件中的动力元 件——液压泵,本节是以后学习和分析液压基本回路和 系统的重要基础。
重点： 1. 液压泵的工作原理，液压泵的主要性能参数：压力、
流量、转速|转矩、功率、容积效率、机械效率、总效 率； 2. 直轴式轴向柱塞泵的工作原理； 3. 限压式变量叶片泵的工作原理； 4. 液压泵的选用； 5.液压马达的原理和使用。 难点： 1. 液压泵的容积效率； 2. 限压式变量泵的工作原理及特征曲线。
式中 V —液压泵的排量 (m3/r) n—液压泵转速 (r/s)
液压泵实际流量q为
qqt q
(m3/s)
式中Δq——泵的泄漏流量（内泄漏和外泄漏之 和）（m3/s）。 额定流量：液压泵的额定流量是指泵在额定转速
和额定压力下的输出流量。 （3）容积效率 液压泵的实际流量和理论流量 之比称为容积效率ηpv 。
泵的实际输出功率为 P p q Pi 2 nT
驱动泵的功率为
Pi Po
pqt 2TtnTt
pV
2
式中 Δp—泵的进出口压差（Pa） Tt—驱动泵所需的理论转矩（N•m）
⒊ 功率、机械效率和总效率
T-驱动泵所需的实际输入转矩（N•m） ΔT ——泵的摩擦损失转矩
（2）机械效率 驱动泵所需的理论转矩Tt与驱动 泵的实际输入转矩T之比。