第三章 液压泵和液压马达课件.ppt

第三章 液压泵和液压马达 3.1 概述 泵是将原动机的机械能传递给液体，从而使液体的压力、速度、位置得以提高的元件。按其工作原理可分为涡轮式和容积式。 涡轮式泵：机械能转化为动能，低压大流量作业，输送液体，例如水泵。 容积式泵：原动机的机械能主要转化成液体的静压能，使用于高压小流量作业，因此常用于各种控制目的，即使系统的负载有变化，输出流量不变。 类型： 根据结构的不同，泵有齿轮泵、叶片泵、阀式活塞泵，径向柱塞泵、轴向柱塞泵和螺杆泵。 马达：将输入油液的能量转化成为马达轴旋转运动的机械能而输出的元件。属液压执行元件，从原理上讲，泵和马达可换，但工作要求不同，结构有差异。 3.2 齿轮泵和齿轮马达 齿轮泵的结构简单，造价低廉，工作可靠，体积小，重量轻，对油液污染不太敏感。缺点流量和压力脉动大，噪声大，排量不可调。故应用广泛在低压系统中，但也在不断的改善。 本节主要介绍外啮合直齿齿轮泵的结构和工作原理。 一、齿轮泵的工作原理和组成 1. 组成：三片式结构 端盖、泵体和啮合齿轮。 根据以上得到的齿轮泵排量公式可求得齿轮泵的理论流量（平均流量）: 须知这样求得的流量是平均流量。事实上齿轮泵在工作中，随着齿轮所处的不同位置，其瞬时流量是不同的。如在某时间内压油腔容积变化dV，则瞬时流量dV/dt是各处不同的，这一瞬时流量的变化现象称为液压泵的流量波动。流量波动将导致执行组件工作速度不平稳，而且会引起压油管内的压力波动，从而导致系统机械振动和噪音的增加，这对于高性能要求的液压系统显然是不利的。因而了解流量波动的大小和频率，对于正确选用液压泵以设计出满足要求的液压传动系统是非常必要的。 第三章 液压泵和液压马达 为讨论方便，将x、y两个变量有啮合点至节点的距离f置换，将齿顶圆半径用节 圆半径和齿顶高置换，则可得外啮合齿轮泵瞬间流量公式为: 由此可知，在结构参数B、R、h及转速一定时，啮合点与节点重 合即f=0时瞬时流量最大，而当开始啮合和退出啮合时， （ 为啮合点在啮合线上走过的长度），此时瞬时流量最小。 由于齿轮啮合时重合系数1，即当一对尚未退出啮合时，下一对齿已进入啮合状态，于是在两对齿之间形成闭死容积，使前对齿失去排油能力，此时瞬时流量由后一对齿决定，因此在曲线上形成有一段的流量突然下降。 第三章 液压泵和液压马达 衡量流量波动性亦即流量品质的指标: 流量波动系数: 对常用的外啮合齿轮泵: 流量波动频率: 由以上讨论可知，齿轮泵的流量品质主要决定于齿数，齿数越多则系数越小而频率越大，也即是流量品质越好。为轻型化 ，齿数少，波动大。 三、齿轮泵结构上的问题 （一）困油现象及消除措施 1. 产生的原因及现象 为了保证齿轮泵流量连续及高低压腔严格密封，必须使重合系数大于1，一般1.05-1.2。当前一对齿没有脱开啮合时，后一对齿已进入啮合，便形成一个与吸排油腔均不相通的封闭容积，切随齿轮转动而移动。把这个封闭容积称为困油区。 当后一对齿刚进入啮合时困油区容积最大（下图a）,随着A、B两点的移动，困油区逐渐减小，当A、B两点对称地分布于节点两侧时困油区容积最小。 2. 危害 困油区由大到小：产生很大的压力，这个力在齿轮转一转时重复出现的次数等于齿数，产生冲击 困油区由小到大：困油区真空度增加，容易产生气蚀并增加噪音。 3. 解决办法：开卸荷槽。卸荷槽的形式多种多样，而卸荷原理基本相同，即当封闭容积有大边小时，通过一个卸荷槽使其与压油腔相通；而当封闭容积由小变大时，通过另一个卸荷槽使其与吸油腔相通。 注意：两卸荷槽的配置必须保证在任何时候都不能使压油腔与吸油腔通过困油区而相互沟通，同时要有效地卸荷。 图1-3为齿轮端面的轴承座圈上开长方形卸荷槽，对称布置，图1-3c为长方形卸荷槽非对称布置（偏向吸油腔一侧），适应于齿侧间隙较小的情况。 （二） 齿轮泵的泄漏和端面补偿 1.轴向间隙泄漏:指齿轮端面与轴承底圈或盖板之间的间隙泄漏。占总泄漏量的75-80%。 2. 径向间隙泄漏:指齿顶与壳体内圆柱表面之间的间隙泄漏。占总泄漏量的15-20%。 3.通过啮合点上的泄漏:由于啮合点在全部齿宽上不能全部接触，