[工学]液压传动第3章.ppt

WUST 第3章 液压泵和液压马达 本章提要 液压泵和液压马达  重点难点: 容积式泵工作原理、必要条件、齿轮泵工作原理、容积式泵的共同弊病、困油现象的实质。?  功 用 液压泵: 将电动机或其它原动机输入的机械能转换为液体的压力能,向系统供油。 液压马达：将泵输入的液压能转换为机械能而对负载做功。 液压泵与液压马达关系 功用上 — 相反 结构上 — 相似 原理上 — 互逆 常用液压泵的图形符号如下图所示。 齿轮泵工作情况 齿轮泵工作 复 习 1.齿轮泵分类及应用情况 2.外啮合齿轮泵存在的主要问题（4个） 流量脉动大 困油现象 径向力不平衡 泄露问题 （齿顶间隙、齿侧间隙、端面间隙） 螺杆泵结构简单，紧凑，体积小，重量轻，运转平稳，输油均匀，噪声小，容积效率高，允许采用高转速，对油液污染不敏感。 主要缺点是加工较困难，不易保证精度。 限压式变量泵特征曲线 限压式变量泵特征曲线 轴向柱塞泵工作情况 轴向柱塞泵工作情况 变量机构 径向柱塞泵 液压泵的选用 外啮合马达 轴向柱塞马达 小 结 小 结 转子转一周，两叶片间吸油两次，排油两次，每次容积为M；当叶片数为Z时，转动一周所有叶片的排量为2Z个M容积，若不计叶片几何尺度，此值正好为环行体积的两倍。故泵的排量为： 式中 ： R — 定子长半径； r — 定子短半径； B — 转子厚度。 平均流量为： 考虑叶片厚度影响后，双作用叶片泵精确流量计算公式为： （2.23） 3.3.2.3 叶片泵的高压化趋势 随着技术的发展，双作用叶片的最高工作压力已达成20~30MPa，这是因为双作用叶片泵转子上的径向力基本上是平衡的，不像齿轮泵和单作用叶片泵那样，工作压力的提高会受到径向承载能力的限制； 叶片泵工作压力提高的主要限制条件是叶片和定子内表面的磨损。 为了解决定子和叶片的磨损，要采取措施减小在吸油区叶片对定子内表面的压紧力，目前采取的主要结构措施有以下几种： （1）双叶片结构 各转子槽内装有两个经过倒角的叶片。两叶片的倒角部分构成从叶片底部通向头部的V型油道，因而作用在叶片底、头部的油压力相等，合理设计叶片头部的形状，使叶片头部承压面积略小于叶片底部承压面积。这个承压面积的差值就形成叶片对定子内表面的接触力。 （2）弹簧负载叶片结构 叶片的底面上开有三个弹簧孔，通过叶片头部和底部相连的小孔及侧面的半圆槽使叶片底面与头部沟通。不过，弹簧在工作过程中频繁受交变压缩，易引起疲劳损坏。 图3.15 弹簧负载叶片结构 （3）母子叶片结构 图3.16母子叶片结构 叶片槽中装有母叶片和子叶片，母、子叶片能自由地相对滑动，正确选择子叶片和母叶片的宽度尺寸之比可使母叶片和定子的接触压力适当； 转子上的压力平衡孔使母叶片的头部和底部液压力相等，泵的排油压力通到母、子叶片之间的中间压力腔； 叶片作用在定子上的力为： （3.24） （4）阶梯叶片结构 叶片做阶梯形式，转子上的叶片槽亦具有相应的形状。它们之间的中间油腔经配流盘上的槽与压力油相通，转子上的压力平衡油道把叶片头部的压力油引入叶片底部。这种结构由于叶片及槽的形状较为复杂，加工工艺性较差，应用较少。 图3.17 1—定子；2 —转子；3 —中间油腔；4 —压力平衡油道 3.3.3 单双叶片泵 的特点比较 3.3.3.1 单作用叶片的特点 存在困油现象 叶片沿旋转方向向后倾斜 配流盘的吸、排油窗口间的密封角略大于两相邻叶片间的夹角，而单作用叶片泵的定子不存在与转子同心的圆弧段，因此，当上述被封闭的容腔发生变化时，会产生与齿轮泵相类似的困油现象。通常，通过配流盘排油窗口边缘开三角卸荷槽的方法来消除困油现象。 转子承受径向液压力 单作用叶片泵转子上的径向液压力不平衡，轴承负荷较大。这使泵的工作压力和排量的提高均受到限制。 3.3.3.2 双作用叶片泵的结构特点 定子过度曲线 定子内表面的曲线由四段圆弧和四段过渡曲线组成，应使叶片转到过渡曲线和圆弧段交接点处的加速度突变不大，以减小冲击和噪声，同时，还应使泵的瞬时流量的脉动最小。 叶片安放角 设置叶片安放角有利于叶片在槽内滑动。为了保证叶片顺利的从叶片槽滑出，减小叶片的压力角，根据过渡曲线的动力学特性，双作用叶片泵转子的叶片槽常做成沿旋转方向向前倾斜一个安放角。当叶片有安放角时，叶片泵就不允许反转。 双作用叶片泵的 叶片“前倾”