液压传动泵和马达

  哈工大(威海) 液压传动 主讲:贾宝贤 二、双影响定量叶片泵 1.处事道理 紧要零件及其相接闭联:转子、 定子、配流盘。 转子挽回,定子的内外观为四 段弧线、四段圆弧,叶片紧贴 定子内外观,一边转动一边伸 缩,容积时而增大,时而减小。 转子每挽回一周,吸排油两次,容积转变两次。故称双影响 式;转子轴心与定子轴心永远重合,排量不行调剂。故称为 定量泵;吸油区、压油区都对称分散,转子和轴承径向力平 衡,故称为卸荷式叶片泵。 外面流量:qt=2π(R2-r2)bn R、r离别为定子内外观的大、小圆弧半径;b为叶片宽度。 1 哈工大(威海) 液压传动 主讲:贾宝贤 DouAPPOP双影响叶片泵.exe 2 哈工大(威海) 液压传动 主讲:贾宝贤 (二)流量筹划 它的外面流量为: 式中, 2( R ? r ) qt ? 2bn[? ( R ? r ) ? sz ] cos? 2 2 R和r离别为定子圆弧片面的是非半径; z为叶片数; θ为叶片的倾角; b为叶片宽度; s为叶片厚度; 其余符号事理同前。 3 处事特征 哈工大(威海) 液压传动 主讲:贾宝贤 (1)定子弧线 即大圆弧与小圆弧之间的过渡弧线、请求平滑、速 度无突变、无刚性报复。 常用阿基米德螺线、等加快等减速弧线)叶片题目 ①叶片倾角 ,前倾; ②叶片厚度,薄者强度低,厚者脉动大。 ③叶片卸荷,减小吸油区根部压力。 ④叶片数目,双影响泵,宜用偶数,最好是4的倍 数,寻常取12或16片。 4 哈工大(威海) 液压传动 主讲:贾宝贤 (三)提升双影响叶片泵压力的手段 双影响叶片泵,为了保障叶片和定子内外观精细接触,叶 片底部都是通压油腔的。但当叶片处正在吸油腔时,叶片底部作 用着压油腔的压力,项部影响着吸油腔的压力,这一压力差使 叶片以很大的力压向定子内外观,加快了定子内外观的磨损, 影响了泵的寿命。对高压泵来说这一题目更显得超越,于是高 压叶片泵务必正在机闭上选取手段,使叶片压向定子内外观的作 使劲减小。常用的手段有: 1)减小影响正在叶片底部的油液压力; 2)减小叶片底部压力油的影响面积; 3)使叶片顶部和底部的液压影响力均衡。 5 哈工大(威海) 液压传动 主讲:贾宝贤 三、限压式变量泵 1 . 处事道理 图4-14 转子核心固定,定子能够支配转移。初始偏疼量为emax,它 决策了泵的最大流量。 p A ? k x , x —弹簧的初始压缩量 c x s 0 0 当泵压 ppc 时,定子不动, 最大偏疼距仍旧褂讪, Pc 为 泵的限度压力; 当泵压 ppc 时,限压弹簧被 压缩,定子左移,偏疼距减 小,流量也随着减小。 压力 p 越高,偏疼越小,输 出流量越少。当压力抵达泵 内偏疼距所出现的外面流量 等于揭发流量时,泵的现实 流量为零。泵压不再升高。 限压式变量偏疼泵.avi 6 哈工大 2.流量特征 图 4-15(威海) 液压传动 主讲:贾宝贤 当泵压 p pb 时,流量 按弧线AB转变; 故 AB 为 定 量 段 。 由 于 泵内揭发,AB下斜。 B点为拐点p = pb 。 当泵压p pb时,流量按 弧线BC转变; 故BC为变量段。Pmax为 极限压力, 又称截止压力。 如若没有揭发,外面 截止压力为 pm axt ? k s ( x 0 ? em ax ) / A x 7 哈工大(威海) 液压传动 主讲:贾宝贤 3.特质 ①转子轴上的径向力 不均衡,故为非卸荷式叶片泵。Pn?70bar ②有困油景色,常正在配流盘排油窗口边际开三角形卸荷槽; ③有流量脉动,叶片数为奇数时脉动小,故常为13或15; ④为使定子转移圆活,滑块维持用滚针轴承; ⑤叶片后倾24度,以使叶片正在离心力影响下便于外伸。 (3)操纵场面:实用于液压体例中有调速或保压的场面。 如§10-1组合机床动力滑台液压体例,图10-2 8 四、其他叶片泵 哈工大(威海) 液压传动 主讲:贾宝贤 1、双联叶片泵 两个单级叶片泵装正在一个泵体内,油道并联, 两泵转子由统一传动轴发动。有差别的组合。 单进单出 共进单出 共进共出 9 哈工大(威海) 液压传动 主讲:贾宝贤 2、双级叶片泵 两个单级叶片泵装正在 一个泵体内,油道串 联,两泵转子由统一 传动轴发动。 3、高压叶片泵 pn=140~210 bar , 个 别达400 bar。 10 哈工大 (威海 ) 液压传动 主讲:贾宝贤 § 4-4柱塞泵 (Piston Pump) 轴向柱塞泵 径向柱塞泵 柱塞的轴线和传动轴的轴线平行 柱塞的轴线和传动轴的轴线笔直 轴向柱塞泵按其机闭差别可分为斜盘式和斜轴式 两大类,机闭上容易竣工无级变量等便宜。 不管正在邦防工业,民用工业都平常取得操纵,一 般正在液压体例若需高压时,均用它来阐扬影响,如龙 门刨床、拉床、液压机、起重死板等兴办的液压体例 。 11 哈工大(威海) 一、轴向柱塞泵 液压传动 主讲:贾宝贤 (一)直轴式 轴向柱塞泵 ——斜盘式轴 向柱塞泵 1、处事道理 机闭因素: 泵体、配流盘、 h 柱塞和斜盘。 处事道理: 变动倾角δ,变动柱塞行程h,变动排量,故为变量泵。 变动倾角倾向,变动吸、排油倾向,故为双向变量泵。 12 哈工大(威海) 液压传动 主讲:贾宝贤 13 2. 流量筹划 哈工大(威海) 液压传动 主讲:贾宝贤 h 行程:由图4-16得 h ? D tg? 排量:V ? ? d 2 ZDtg? 4 外面流量: ? 2 q t ? d ZnDtg? 4 3.流量脉动 单个柱塞,其流量—传动轴转角函数为正弦函数, 正半波排油,负半波吸油, 出油口的负半波被截止。 Z个柱塞,其流量—传动轴转角函数弧线, 就宛若Z结交流电经半波整流后的弧线。 Z越大,脉动率越小。Z为奇数时,脉动较小。 14 哈工大(威海) 液压传动 主讲:贾宝贤 (二)斜轴式轴向柱塞泵 这种轴向柱塞泵的 传动轴核心线与缸体中 心线倾斜一个角度 γ ,故 称斜轴式轴向柱塞泵, 目前操纵比力平常的是 无铰斜轴式柱塞泵。图417 所 示 为 该 泵 的 工 作 原 理。 当主轴 1转动时,连杆2的侧面发动缸体4和柱塞 3一道 绕缸体核心线又使柱塞正在缸体孔中作来去 运动,出现吸油和压油进程。变动主轴和缸体间的夹角γ, 就可变动泵的排量V。这种泵实用于请求排量大的场面,但 15 机闭较丰富。 (三)变量驾驭机构 哈工大(威海) 液压传动 主讲:贾宝贤 变量轴向柱塞 泵中的主体片面大 致一样,其变量机 构有各样机闭型式 ,有手动、手动伺 服、恒功率、恒流 量、恒压变量等。 16 (2)点接触式与滑履式 哈工大(威海) 液压传动 主讲:贾宝贤 点接触式,机闭简略,接触应力大,用于低压; 滑履式(面接触式),面接触,磨损小,用于高压。 17 二、径向柱塞泵 哈工大(威海) 液压传动 主讲:贾宝贤 1.处事道理 机闭,图4-20 原 理 , 图 4-20 , 柱 塞 随缸体一道转动,正在 离心力和定子内外观 影响下,正在缸体内作 伸缩运动,已毕吸、 排油手脚。 18 2.流量筹划 哈工大(威海) 液压传动 主讲:贾宝贤 ? 2 ? 2 q t ? d ? 2 e ? Z ? n ? d eZn 4 2 Z越大,脉动率越小。Z为奇数 时,脉动较小。 变动偏疼距e,可变动流量q。 径向柱塞泵也有众种机闭,其 功能分别很大。 19 哈工大( 威海 ) 液压马达 液压传动 主讲:贾宝贤 § 4-5 功用:把液压能转换成死板能。 分类: 高速小转矩:ns>500r/min 为高速液压马达 :齿轮马达,叶片马达,轴向柱塞马达。 低速大转矩:ns< 500r/min为低速液压马达 :径向柱塞马达。 液压马达的能量转换筹划睹§ 4-1概述 20 §4-5液压马达 哈工大(威海) 液压传动 主讲:贾宝贤 一、处事道理 1.轴向柱塞式液压马达 图4-21竖起来看,后半部各柱塞油腔 通进油口,为高压油,压力为p1 前半部各柱塞油腔通回油口, 为低压油,压力为p2。 后半部各柱塞顶住斜盘,出现下滑力 ? 2 F y后 ? F x tg? ? d p1 tg? 4 前半部各柱塞也出现下滑力 F y前 ? F x tg? ? ? 4 d p 2 tg? 2 21 §4-5液压马达 哈工大(威海) 液压传动 主讲:贾宝贤 第 i 个柱塞出现的转距: Ti ? F yi ri ? F y i R sin ? i ? F x i R tan ? sin ? i 液压马达出现的转矩应是处于高 压腔柱塞出现转矩的总和,即 T ? ? Ti ? ? F x i R tan ? sin ? i i ?1 i ?1 z z 进、回油口调换,马达反转。 记住如此的结论:高压油区容积 由小到大的倾向为马达转动倾向。 马达处事道理.exe 22 哈工大(威海) 液压传动 主讲:贾宝贤 2.径向柱塞式液压马达 图 4-22 所示为众影响内 弧线径向柱塞液压马达 的机闭道理图。 内弧线马达手脚图.swf 双排量马达.exe 23 哈工大(威海) 液压传动 主讲:贾宝贤 二、紧要参数 设液压马达的进、回油腔的压差为 Δp ,输入的流量 为 q ,而液压马达的排量为 V,容积恶果为 ηV,死板 1 恶果为ηm,则液压马达的几何转矩 Tt ? ?pV 2? 1 ? T? ?pV? m 2? ?液压马达的几何转速为 q nt ? V q?V n? V 24 ?液压马达的现实转速为 哈工大(威海) 液压传动 主讲:贾宝贤 四、液压泵和液压马达的可逆性题目 马达与泵正在道理上是可逆的,但因用处差别实 际机闭上有些不同: ①机闭:马达请求正反转,机闭对称, 泵为了保障其自吸功能,机闭过错称。 ②轴承机闭及润滑格式:马达的转速限制大, 泵的转速较高且根本褂讪。 于是泵不行当马达用。 25 哈工大(威海) 液压传动 主讲:贾宝贤 §4-6摆动液压马达 -摆动液压缸 动液压马达是竣工来去转动的 推广元件,输入为压力和流量,输 出为转矩和角速率。摆动液压马达 的机闭比衔接挽回的液压马达机闭 简略,以叶片式摆动液压马达行使 很较众。 图 a- 单叶片式摆动液压马达, 它摆动角度较大,可达300? 。 摆动液压马达-单叶片图.swf 26 哈工大(威海) 输出转矩和角速率 液压传动 主讲:贾宝贤 输出转矩T和角速率ω离别为 b 2 T ? R2 ? R12 ? p1 ? p2 ?? m 2 2q?V ?? 2 2 b R2 ? R1 ? ? ? ? 式中:b——叶片宽度; p1、p2——进油压力、回油压力; ηm、ηV——死板恶果、容积恶果; q——进油流量。 27 哈工大(威海) 液压传动 双叶片式摆动液压马达 主讲:贾宝贤 图b-双叶片式摆动液 压马达,它摆角较小, 可达150? 。 它的输出转矩是单 叶片式的两倍,而角速 度则是单叶片式的一半 。 双叶片摆动缸.flv 28 哈工大(威海) 液压传动 主讲:贾宝贤 § 4-7液压泵中的气穴景色 液压泵正在吸油进程中,吸油腔中的绝对压力会 低于 105Pa(1 大气压 ) 。假如液压泵离油面很高 ( 吸入 高度大 ),吸油口处滤油器和管道阻力大,油液的粘 渡过大,则液压泵吸油腔中的压力就很容易低于油 液的氛围判袂压,映现气穴景色,酿成局限报复, 出现噪声,使泵的零件(比方配油盘)侵蚀损坏。 29 现实液体的伯勤苦方程-举例 例3-2试剖判图示液压泵的吸油进程 解:取油箱液面 为截面1—1行动基准面; 泵的入口处为截面2—2,操纵伯勤苦方程得 1 p 1 ? ? z 1 ? ?? 1 v 1 2 1 ? p 2 ? ? z 2 ? ?? 2 v 22 ? p w 2 1 0 0 02 2 2 d 1 1 2 ? p2 ? ? (?H ? ? ?2v 2 ? pw ) 2 30 H 哈工大 (威海 ) 液压传动 主讲:贾宝贤 §4-7 液压泵中的气穴景色 液压泵行使中的另一种常睹的景色是掺混氛围。 当液压体例的排油使油箱中混入少少氛围泡时,当吸 油管接头处和泵传动轴密封处密封不厉 (俗称漏气)时, 以及当吸油管插入油箱油面太浅时,液压泵吸入的油 液中会含有许众氛围泡。这些氛围泡随油液进入高压 区时,也会出现和上述气穴景色相同的振动和噪声, 危机很大。所以,要保障吸油管和泵传动轴处的密封 牢靠,合理策画油箱,使排油管和吸油管隔绝等,是 避免液压泵行使中映现掺混氛围景色的条件。 31 哈工大(威海 ) §4-8液压泵的噪声 1 液压传动 主讲:贾宝贤 一、出现噪声的起因 (1) 泵的流量脉动和压力脉动,酿成泵构件的振动。这种 振动有时还可出现谐振。谐振频率能够是流量脉动频率的 2倍、3倍或更大。泵的根本频率及其谐振频率若和死板的 或液压的自然频率相一律,则噪声便大大加众。 (2) 液压泵正在其处事进程中,当吸油容积猛然和压油腔相 通,或高压容积猛然和吸油腔相通时,会出现油液流量和 压力的突变,它们对噪声的影响甚大。 (3)气穴景色。 (4) 泵内流道具有猛然扩张或缩小、急拐弯、通道截面过 小而导致液体紊流、旋祸及喷流。 (5) 死板起因,如转动片面不均衡,轴承振动等惹起的噪 声。管道、支架等死板相接片面因谐振而出现的噪声。 32 哈工大(威海) §4-8液压泵的噪声 2 液压传动 主讲:贾宝贤 二、低落噪声的手段 (1)罗致泵的流量和压力脉动,正在泵出口装设蓄能 器或消声器。 (2)取消泵内液压的快速转变,如正在配油盘吸、压 油窗口开三角形阻尼槽。 (3)装正在油箱上的电机和泵应行使橡胶垫减振,安 装时电机轴和泵轴间的同轴度要好,要采用弹性 联轴器;或采用泵电动机组件。 (4)压油管的某一段采用橡胶软管.对泵和管道的 相接举行隔振。 (5)避免气穴景色和油中掺混氛围景色的爆发。 33 §4-9液压泵和液压马达的选用 一、液压泵的选用 外4-2 二、液压马达的选用 紧要推敲: ①调速特征; 哈工大(威海) 液压传动 主讲:贾宝贤 ②低速功能; ③输出扭矩。 即马达的速率特征和扭矩特征。 34 哈工大(威海) 液压传动 主讲:贾宝贤 §4-9液压泵和液压马达的选用 外4-2 功能 输出压力 流量调剂 恶果 外啮合 齿轮泵 低压、 中高压 不行 低 液压体例常用液压泵的功能比力 限压式变 量叶片泵 中压、中 高压 能 较高 径向柱 塞泵 高压、 超高压 能 高 轴向柱 塞泵 高压、 超高压 能 高 双影响 叶片泵 中压、 中高压 不行 较高 螺杆泵 低压、中高 压、超高压 不行 较高 输出流量 脉动 自吸特征 对油液污 染敏锐性 很大 好 不敏锐 很小 较差 较敏锐 寻常 较差 较敏锐 寻常 差 很敏锐 寻常 差 很敏锐 最小 好 不敏锐 噪声 大 小 较大 大 大 最小 35 哈工大(威海) 液压传动 主讲:贾宝贤 §4-9液压泵和液压马达的选用 ?寻常正在负载小、功率小的死板兴办中,可用齿轮 泵和双影响叶片泵; ?精度较高的死板兴办(比方磨床)可用螺杆泵和 双影响叶片泵; ?负载较大并有迅疾和慢速行程的死板兴办(比方 组合机床)可用限压式变量叶片泵; ?负载大、功率大的死板兴办可行使柱塞泵;死板 兴办的辅助装配,如送料、夹紧等请求不太高的 地方,可行使价廉的齿轮泵。 36 本章重心 闭联。 哈工大(威海) 液压传动 主讲:贾宝贤 1.液压泵的能量转换闭联,液压马达的能量转换 液压能的两个紧要参数:p、q 死板能的两个紧要参数:F、v(T,n) 转换闭联,何如推敲容积恶果、死板恶果、总 恶果。 2. 液压泵的品种,各种泵(外 4-1 的前五种)的 机闭因素、处事道理、功能特质、流量筹划。 37 哈工大(威海) 液压传动 主讲:贾宝贤 例题-习题4-8 设液压马达的进油压力为10MPa,排量为200mL/r, 总恶果为0.75,死板恶果为0.9,试筹划 1)马达输出的外面转矩和现实转矩。 2) 若马达的转速为 500r/min ,则输入马达的现实流 量为众少? 3) 若马达外负载为 200N· m , n=500r/min 时,马达的 现实输入功率和输出功率为众少? 38 例题解 哈工大(威海) 液压传动 主讲:贾宝贤 1)马达的外面转矩 pV M 10 ? 10 6 ? 200 ? 10 ? 6 m Tt ? ? ? 318 . 3 N· 2? 2? 马达的现实转矩T=Tiηm=318.3×0.9=286.5N· m 2) 马达外面流量qt=VMn=200×10-3×500=100L/min 马达的容积恶果ηV =η/ηm=0.75/0.9=0.83 马达的现实流量q=qt/ηV =100/0.83=120L/min 3)马达的现实输入功率Pi=pq 此时马达的现实转矩T=Tiηm=pVMηm/2π=200N· m p=2πT/VMηm= 2π×200/(200×10-6×0.9)=6.98MPa 现实输入功率Pi=pq= 6.98×106×120×10-3/60=13.96kW 现实输出功率Po=2πnT=2π×500×200/60=10.47kW 39 或Po=Pi η=13. 96×0.75=10.47kW 第4章功课 哈工大(威海) 液压传动 主讲:贾宝贤 4-1 4-2 4-9 40

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