学习情境二液压动力元件的选用与拆装.

学习情境二液压动力元件的选用与拆装项目1：液压泵的选择知识点液压泵的工作原理及主要性能参数齿轮泵的工作原理、结构和应用单、双作用叶片工作原理、结构和应用轴向、径向柱塞泵的工作原理、结构和应用液压泵存在的问题技能点液压泵的拆装、常见故障现象及排除方法工作任务拆装液压泵液压泵的工作原理及主要性能参数液压泵工作原理液压泵是靠密封工作腔的容积变化来工作的。它具有一定的密封容积，而且其密封容积是变化的，同时还要有吸压油部分。液压泵输出油液流量的大小，由密封工作腔的容积变化量和单位时间内的变化次数决定。因此这类液压泵又称为容积式泵。容积式液压泵结构简图1－偏心轮；2－柱塞；3－缸体；4－弹簧；5－吸油阀；6－压油阀单柱塞液压泵液压泵的工作原理及主要性能参数容积式液压泵的特点液压泵容积式泵必定有一个或若干个周期变化的密封容积。密封容积变小使油液被挤出，密封容积变大时形成一定真空度，油液通过吸油管被吸入。密封容积的变换量以及变化频率决定泵的流量。合适的配流装置。不同形式泵的配流装置虽然结构形式不同，但所起作用相同，并且在容积式泵中是必不可少的。容积式泵排油的压力决定于排油管道中油液所受到的负载。液压泵的工作原理及主要性能参数液压泵的分类按其单位时间内所能输出的油液的体积定量泵变量泵按结构形式齿轮泵叶片泵（单作用和双作用）柱塞泵（轴向和径向）定量泵变量泵定量马达变量马达双向变量泵双向变量马达图3-3液压泵和液压马达的图形符号定量泵变量泵定量马达变量马达双向变量泵双向变量马达图3-3液压泵和液压马达的图形符号液压泵的工作原理及主要性能参数性能参数压力工作压力：指泵的输出压力，其数值决定于外负载。–如果负载是串联的，泵的工作压力是这些负载压力之和；–如果负责是并联的，则泵的工作压力决定于并联负载中的最小负载压力；额定压力：是指根据实验结果而推荐的可连续使用的最高压力–反映泵的能力（一般为泵铭牌上所标的压力）–在额定压力下运行时，泵有足够的流量输出，较高效率最高压力：泵的极限压力，不允许长期在最高压力下运行液压泵的工作原理及主要性能参数排量和流量排量（V）：液压泵其轴每转一转，由其密封容积几何尺寸变化计算而得出的排出（输入）液体的体积；流量（qt)：液压泵在单位时间内排出液流的体积；理论流量：实际流量：额定流量：在额定压力和额定转速下的流量（qn)Vnqtqqqt泄漏流量液压泵的工作原理及主要性能参数功率与效率功率pi：液压泵由电机驱动，输入量是转矩和转速（角速度），输出量是液压的压力和流量；理论功率是：功率损失：容积损失机械损失nTpVnpqpii2液压泵的工作原理及主要性能参数容积损失指液压泵流量上的损失原因：由于液压泵内部高压腔的泄漏、油液的压缩以及在吸油过程中由于吸油阻力太大、油液粘度大以及液压泵转速高等原因而导致油液不能全部充满密封工作腔表示：容积效率则液压泵的实际输出流量为ttttvqqqqqqq1vvtVnqq液压泵的工作原理及主要性能参数机械损失机械损失是指液压泵在转矩上的损失。原因：由于液压泵体内相对运动部件之间因机械摩擦而引起的摩擦转矩损失以及液体的粘性而引起的摩擦损失。表示：用机械效率表示,它等于液压泵的理论转矩Ti与实际输入转矩T0之比,设转矩损失为ΔT,则液压泵的机械效率为液压泵的工作原理及主要性能参数总效率液压泵特性曲线mvmivtoiTpqpp液压泵在低压时，机械摩擦损失在总损失中所占的比重较大，其机械效率很低。随着工作压力的提高，机械效率很快提高。在达到某一值后，机械效率大致保持不变，从而表现出总效率曲线几乎和容积效率曲线平行下降的变化规律。齿轮泵齿轮泵概述齿轮泵是液压泵中结构最简单的一种泵，它的抗污染能力强，价格最便宜。但一般齿轮泵容积效率较低，轴承上不平衡力大，工作压力不高。齿轮泵的另一个重要缺点是流量脉动大，运行时噪声水平较高，在高压下运行时尤为突出。齿轮泵主要用于低压或噪声水平限制不严的场合。一般机械的润滑泵以及非自吸式泵的辅助泵都采用齿轮泵。结构分类外啮合齿轮泵内啮合齿轮泵外啮合齿轮泵实物结构外啮合齿轮泵工作原理工作原理两啮合的轮齿将泵体、前后盖板和齿轮包围的密闭容积分成两部分，轮齿进入啮合的一侧密闭容积减小，经压油口排油，退出啮合的一侧密闭容积增大，经吸油口吸油。外啮合齿轮泵的排量公式V=2πzm2Bz—齿数，m—齿轮模数，B—齿宽齿轮节圆直径一定时，为增大泵的排量，应增大模数，减小齿数。齿轮泵的齿轮多为修正齿轮。齿轮泵的瞬时理论流量是脉动的，这是齿轮泵产生噪声的主要根源。为减少脉动，可同轴安装两套齿轮，每套齿轮之间错开半个齿距，组成共压油口和吸油口的两个分离的齿轮泵。外啮合齿轮泵结构特点泄漏与间隙补偿措施齿轮泵存在端面泄漏、径向泄漏和轮齿啮合处泄漏。端面泄漏占80％—85％。端面间隙补偿采用静压平衡措施：在齿轮和盖板之间增加一个补偿零件，如浮动轴套或浮动侧板，在浮动零件的背面引入压力油，让作用在背面的液压力稍大于正面的液压力，其差值由一层很薄的油膜承受。外啮合齿轮泵结构特点液压径向力及平衡措施齿谷内的油液由吸油区的低压逐步增压到压油区的高压。作用在齿轮轴上液压径向力和轮齿啮合力的合力F液压径向力的平衡措施之一：通过在盖板上开设平衡槽，使它们分别与低、高压腔相通，产生一个与液压径向力平衡的作用。平衡径向力的措施都是以增加径向泄漏为代价。外啮合齿轮泵结构特点困油现象与卸荷措施困油现象产生的原因齿轮重迭系数ε＞1，在两对轮齿同时啮合时，它们之间将形成一个与吸、压油腔均不相通的闭死容积，此闭死容积随齿轮转动其大小发生变化，先由大变小，后由小变大。困油现象描述外啮合齿轮泵结构特点困油现象与卸荷措施困油现象的危害闭死容积由大变小时油液受挤压，导致压力冲击和油液发热，闭死容积由小变大时，会引起汽蚀和噪声。卸荷措施在前后盖板或浮动轴套上开卸荷槽开设卸荷槽的原则两槽间距a为最小闭死容积，而使闭死容积由大变小时与压油腔相通，闭死容积由小变大时与吸油腔相通。内啮合齿轮泵实物结构内啮合齿轮泵工作原理工作原理：内齿轮与侧板所围成的密闭容积被齿啮合线分割成两部分，当传动轴带动小齿轮旋转时，轮齿脱开啮合的一侧密闭容积增大，为吸油腔；轮齿进入啮合的一侧密闭容积减小，为压油腔。特点：1、无困油现象2、流量脉动小，噪声低内啮合齿轮泵渐开线齿形内啮合齿轮泵中，小齿轮和内齿轮之间要装一块月牙隔板，以便把吸油腔和压油腔隔开摆线齿形内啮合齿轮泵小齿轮和内齿轮只相差一齿，因而不需设置隔板内啮合齿轮泵1－吸油腔；2－压油腔；3－隔板叶片泵叶片泵叶片泵又分为双作用叶片泵和单作用叶片泵。双作用叶片泵只能作定量泵用，单作用叶片泵可作变量泵用。双作用叶片泵因转子旋转一周，叶片在转子叶片槽内滑动两次，完成两次吸油和压油而得名。单作用叶片泵转子每转一周，吸、压油各一次，故称为单作用。单作用叶片泵结构组成定子内环为圆转子与定子存在偏心e，铣有z个叶片槽叶片在转子叶片槽内自由滑动，宽度为B左、右配流盘铣有吸、压油窗口传动轴工作原理排量公式V=4BzResin(π/z)单作用叶片泵的特点可以通过改变定子的偏心距e来调节泵的排量和流量。径向液压作用力不平衡，因此限制了工作压力的提高。单作用叶片泵的额定压力一般不超过7MPa。叶片槽根部分别通油，叶片厚度对排量无影响。因叶片矢径是转角的函数，瞬时理论流量是脉动的。叶片数取为奇数，以减小流量的脉动。由于转子受有不平衡的径向液压作用力，所以这种泵一般不宜用于高压。双作用叶片泵定子其内环由两段大半径R圆弧、两段小半径r圆弧和四段渡曲线组成转子铣有Z个叶片槽，且与定子同心，宽度为B叶片在叶片槽内能自由滑动左、右配流盘开有对称布置的吸、压油窗口传动轴双作用叶片泵工作原理由定子内环、转子外圆和左右配流盘组成的密闭工作容积被叶片分割为四部分，传动轴带动转子旋转，叶片在离心力作用下紧贴定子内表面，因定子内环由两段大半径圆弧、两段小半径圆弧和四段过渡曲线组成，故有两部分密闭容积将减小，受挤压的油液经配流窗口排出，两部分密闭容积将增大形成真空，经配流窗口从油箱吸油。排量公式1－定子2－转子3－叶片V=2πB（R2–r2）-2zBS（R-r）/cosθθ为叶片倾角双作用叶片泵的结构特点径向力平衡。为保证叶片自由滑动且始终紧贴定子内表面，叶片槽根部全部通压力油。合理设计过渡曲线形状和叶片数（z≥8），可使理论流量均匀，噪声低。定子曲线圆弧段圆心角β≥配流窗口的间距角γ≥叶片间夹角α（=2π/z）。为减少两叶片间的密闭容积在吸压油腔转换时因压力突变而引起的压力冲击，在配流盘的配流窗口前端开有减振槽。高压叶片泵叶片槽根部全部通压力油会带来以下副作用：定子的吸油腔部被叶片刮研，造成磨损；减少了泵的理论排量；可能引起瞬时理论流量脉动。这样，影响了泵的寿命和额定压力的提高。高压叶片泵提高双作用叶片泵额定压力的措施：采用浮动配流盘实现端面间隙补偿减小通往吸油区叶片根部的油液压力（↓p）减小吸油区叶片根部的有效作用面积阶梯式叶片（↓s）子母叶片（↓b）柱销式叶片（↓b）双联叶片泵将两个双作用叶片泵的主要工作部件装在一个泵体内，同轴驱动，并在油路上实现二泵并联工作，就构成双联叶片泵。双联叶片泵有两个各自独立的出油口，在使用时，两泵的输出流量可以分开工作，也可以合并使用。双联叶片泵多用于机床进给系统，这时的双联泵采用一小流量泵和一大流量泵进行组合。当执行机构带动工作部件作轻载快进或快退时，可以使小流量和大流量两泵同时供给低压油；当重载慢速工进时，高压小流量泵单独供油，大流量泵输出的油在极低的压力下流回油箱，实现卸荷。系统中采用双联泵可以节省功率损耗，减少油液发热。限压式变量叶片泵变量原理定子下边控制活塞作用着泵的出口压力油，上边作用着调压弹簧力，当FFt时，定子处于上极限位置，e=emax，泵输出最大流量；若泵的压力随负载增大，导致FFt，定子将向偏心减小的方向移动，泵的输出流量减小。限压式变量叶片泵特性曲线变量原理调节压力调节螺钉的预压縮量，即改变特性曲线中拐点B的压力大小pB，曲线BC沿水平方向平移。调节定子右边的最大流量调节螺钉，可以改变定子的最大偏心距emax，即改变泵的最大流量，曲线AB上下移动。更换不同刚度的弹簧，即改变了BC的斜率，泵的最高压力pc也就不同。柱塞泵柱塞泵类型：柱塞沿径向放置的泵称为径向柱塞泵，柱塞轴向布置的泵称为轴向柱塞泵。为了连续吸油和压油，柱塞数必须大于等于3。径向柱塞泵配流轴式径向柱塞泵阀配流径向柱塞泵轴向柱塞泵斜盘式轴向柱塞泵斜轴式无铰轴向柱塞泵配流轴式径向柱塞泵结构组成缸体均布有七个柱塞孔，柱塞底部空间为密闭工作腔。柱塞其头部滑履与定子内圆接触。定子与缸体存在偏心。配流轴传动轴配流轴式径向柱塞泵工作原理排量公式径向柱塞泵工作原理1－定子；2－转子；3－配流轴；4－衬套；5－柱塞；a－吸油腔；b－压油腔V=（πd2/2）eze——定子与缸体之间的偏心距Z——柱塞数配流轴式径向柱塞泵结构特点配流轴配流，因配流轴上与吸、压油窗口对应的方向开有平衡油槽，使液压径向力得到平衡，容积效率较高。柱塞头部装有滑履，滑履与定子内圆为面接触，接触面比压很小。可以实现多泵同轴串联，液压装置结构紧凑。改变定子相对缸体的偏心距可以改变排量，且变量方式多样。轴向柱塞泵结构图轴向柱塞泵缸体柱塞滑履组配流盘斜盘式轴向柱塞泵结构组成缸体均布Z个柱塞孔，分布圆直径为D柱塞滑履组柱塞直径为d斜盘相对传动轴倾角为α配流盘传动轴斜盘式轴向柱塞泵工作原理排量公式1－斜盘；2－柱塞；3－缸体；4－配流盘；5－传动轴V=（πd2/4）Dztgα改变斜盘倾角可以改变泵的排量斜盘式轴向柱塞泵结构特点三对磨擦副：柱塞与缸体孔，缸体与配流盘，滑履与斜盘。容积效率较高，额定压力可达31.5MPa。泵体上有泄漏油口。传动轴是悬臂梁，缸体外有大轴承支承。为减小瞬时理论流量的脉动性，取柱塞数为奇数：5，7，9。为防止