工程机械液压帮与液压马达.

液压泵和液压马达都是能量转换元件，液压泵是，将机械能转换为液体的压力能，是动力元件，为执行元件提供压力油；液压马达是液压泵的逆装置，将液体的压力能转换为机械能，并输出转矩和转速，执行元件。第三章液压泵和液压马达液压系统中使用的液压泵和液压马达都是容积式的，其工作原理是利用密封容积变化来产生压力能（液压泵），或输出机械能（液压马达）。第一节液压泵和液压马达的基本概念一、液压泵和液压马达的工作原理如图所示，柱塞2装在缸体3中形成一个密封工作腔4，柱塞在弹簧4的作用下始终压紧在凸轮1上。原动机驱动凸轮1旋转使柱塞2作往复运动，使密封工作腔的大小发生周期性的交替变化，当其由小变大时就形成部分真空，使油箱中油液在大气压作用下，经吸油管顶开单向阀5进入工作腔而实现吸油；反之，当其由大变小时，腔中吸满的油液将顶开单向阀6流入系统而实现排油。这样液压泵就将原动机输入的机械能转换成液体的压力能。凸轮不断旋转，液压泵就不断地吸油和排油。（动画）容积式泵的共同工作原理是1.至少有一个变化的密封容积空间，密闭空间由小变大时——吸油，由大变小时——排油；2.要有相应的配油机构。3.油箱必须和大气相通，这是液压泵工作的外部条件。液压马达与液压泵在原理上有可逆性，但因用途不同，结构上有些差别：如：马达需要正反转，其结构具有对称性；为了减小吸油阻力和径向力，泵的吸油口比出油口尺寸大等。因此很多类型的液压马达和液压泵不能互逆使用。二、液压泵和液压马达的主要性能参数压力工作压力p：泵工作时的出口压力(或马达的进口压力)，大小取决于负载。额定压力ps：正常工作条件下可连续运转的最高压力。最大压力：短时间内允许的最高压力值，一般为额定压力值的1.1倍。排量、流量排量V：指无泄露时泵每转应排出（马达每转需要输入）的液体体积。常用单位为cm3/r。排量的大小仅与泵（或马达）的几何尺寸有关。理论流量qvt：指无泄露时在单位时间内泵所排出（马达需要输入）的液体体积，qvt=nv，单位为m3/s或L/min。额定流量qs：泵（或马达）在额定压力、额定转速下允许连续运转的流量。实际流量qv：在工作时实际运转的流量。因存在泄漏，小于理论流量，并随压力增大其差值而增大。泵的功率和效率容积效率ηv：实际流量与理论流量的比值(与泄露有关)ηv=qv/qvt机械效率ηm：所需转矩与输入转矩的比值(与摩擦有关)ηm=Tt/Ti输入功率Pi：驱动泵轴的机械功率为泵的输入功率，Pi=Ti2πn输出功率P：泵输出液压功率，P=pqv总效率η：输出功率与输入功率的比值η=P/Pi=ηvηm马达的功率和效率容积效率ηMv：理论流量与输入流量的比值(与泄露有关)ηMv=qvt/qv机械效率ηMm：输出转矩与理论转矩的比值(与摩擦有关)ηMm=TP/Tt输入功率Pi：马达输入液压功率，Pi=pqv输出功率P：马达输出机械功率，P=2πnTP总效率ηM：输出功率与输入功率的比值ηM=P/Pi=ηMvηMm转速：泵的额定转速ns：额定压力下能连续长时间正常运转的最高转速。马达的理论转速nt：输入流量与理论排量的比值。nt=qv/Vt马达的实际转速n：考虑泄露情况下的输出转速。n=qvηMV/Vt噪声液压泵和液压马达的噪声要求一般小于80dB.三、液压泵和液压马达的分类按结构不同分为：齿轮泵，叶片泵，柱塞泵等。齿轮泵又分外啮合齿轮泵、内啮合齿轮泵叶片泵又分双作用叶片泵、单作用叶片泵柱塞泵又分径向柱塞泵、轴向柱塞泵按排量能否变量分：定量泵和变量泵。单作用叶片泵，径向柱塞泵和轴向柱塞泵可以作变量泵液压泵的分类按压力等级分：低压泵（0～2.5MPa）中压泵（2.5～8.0MPa）中高压泵（8.0～16MPa）高压泵（16～32MPa）超高压泵（＞32MPa）液压马达的分类n＞500r/min为高速液压马达：齿轮马达，叶片马达，轴向柱塞马达n＜500r/min为低速液压马达：径向柱塞马达液压泵的图形符号液压马达的图形符号例题已知一闭路液压系统，液压泵的输出压力pp=10MPa，泵的排量VP＝10mL／r，泵的转速nP＝1450r／min，容积效率ηPV=0.9，机械效率ηPm=0.9；液压马达的排量VM＝10mL／r，容积效率ηMV=0.92，机械效率ηMm＝0.9，泵出口和马达进油管路间的压力损失为0.5MPa，其它损失不计，试求：（1）泵的输出功率；（2）驱动泵的电机功率；（3）马达的输出转矩；（4）马达的输出转速；已知pp=10MPa，VP＝10mL／r，nP＝1450r／min，ηPV=0.9，ηPm=0.9；VM＝10mL／r，ηMV=0.92，ηMm＝0.9，管路间的压力损失为0.5MPa，其它不计。解：（1）泵的输出功率；Ppo=ppqp=ppVpnpηVP=10×10×1450×0.9/60=2.18KW（2）驱动泵的电机功率；PPi=PPo/ηp=2.69KW（3）马达的输出转矩；PM=Pp−Δp=10−0.5=9.5MPaTM=pMVMηMm/2π=9.5×10×0.9/2π=13.6N.m（4）马达的输出转速；nM=qpηMV/VM=10×1450×0.9×0.92/10=1174.5r/min练习题1有一径向柱塞液压马达，其平均输出扭矩T=24.5N.m，工作压力p=5MPa，最小转速nmin=2r/min，最大转速nmax=300r/min，容积效率ηv=0.9，求所需的最小流量和最大流量为多少？（m3/s）（1.1×10-6；170×10-6）练习题2已知泵和马达组成系统闭路系统，液压泵的输出压力pp=10MPa，泵的排量VP＝10cm3／r，泵的转速nP＝1500r／min，容积效率ηPV=0.9，机械效率ηPm=0.95；液压马达的排量VM＝10cm3／r，容积效率ηMV=0.9，机械效率ηMm＝0.95，泵出口和马达进油管间的压力损失为0.5MPa，其它损失不计，试求：（1）泵的输出功率；（W）（2）驱动泵的电机功率；（W）（3）马达的输出转速；（r／min）（4）马达的输出功率；（W）（5）马达的输出转矩；（Ｎ.ｍ）(2632、2250；1215；1828、14.37)一般在机床液压系统中,往往选用双作用叶片泵和限压式变量叶片泵练习3：某液压泵在转速n=950r/min时，理论流量qt=160L/min。在同样的转速和压力p=29.5MPa时，测得泵的实际流量为q=150L/min，总效率η=0.87，求：（1）泵的容积效率；（0.94）（2）泵在上述工况下所需的电动机功率；（85）（3）泵在上述工况下的机械效率；（0.93）一般在机床液压系统中,往往选用双作用叶片泵和限压式变量叶片泵练习4：泵和马达组成系统，已知泵输出油压pp＝100×105Pa，排量Vp=10mL/r，机械效率ηmp=0.9，容积效率ηvp=0.9，转速为1450r/min；马达排量VM=10mL/r，机械效率ηmM=0.9，容积效率ηvM=0.9，泵出口处到马达入口处管路的压力损失为2×105Pa，其它损失不计，试求：1）泵的输出功率；（2.175）2）泵的驱动功率；（2.685）3）马达输出转速；（1174.5）4）马达输出转矩；（14.04）5）马达输出功率。（1.7265）2.175()PPPPPPpVnW出mp2.685()PPVPPPkW出驱1726.5PPPVPmMVMMPpVnW出