[工学]第4章 液压泵和液压马达.pptVIP

WUST 第四章 液压泵和液压马达 液压马达是产生连续旋转运动的执行元件。从原理上说，向容积式泵中输入压力油，使其轴转动，就成为液压马达。大部分容积式泵都可作液压马达使用，但在结构细节上有一些不同。 摆动液压马达是一种产生往复回转运动（摆动）的执行元件，往复摆动的角度因结构而异。摆动液压马达在结构上与连续旋转的液压马达有较大的区别。 三、功率和效率 液压泵由电机驱动，输入量是转矩和转速(角速度)，输出量是液体的压力和流量；液压马达刚好相反，输入量是液体的压力和流量，输出量是转矩和转速(角速度)。如果不考虑液压泵(液压马达)在能量转换过程中的：损失，则输出功率等于输入功率，也就是它们的理论功率是 Pt＝ Pqt ＝ pVn 式中Tt为液压泵(液压马达)的理论转矩；n为液压泵(液压马达)的角速度。 实际上，液压泵和液压马达在能量转换过程中是有损失的，因此输出功率小于输入功率。两者之间的差值即为功率损失，功率损失可以分为容积损失和机械损失两部分。 容积损失是因内泄漏、气穴和油液在高压下的压缩(主要是内泄漏)而造成的流量上的损失。对液压泵来说，输出压力增大时，泵实际输出的流量q减小。设泵的流量损失为ql则泵的容积损失可用容积效率 来表征 泵内机件间的泄漏油液的流态可以看作为层流，可以认为流量损失ql 和泵的输出压力p成正比。即 ql = kl p 式中， kl为流量损失系数。因此有 上式表明：泵的输出压力愈高，系数愈大，或泵的排量愈小，转速愈低，则泵的容积效率也愈低。 小 结 小 结 斜盘1 柱塞2 缸体3 配油盘4 柱塞在其自上而下回转的半周内又逐渐向里推入，使密封工作腔容积不断减小，将油液从配油盘窗口b向外排出。 缸体每转一转，每个柱塞往复运动一次，完成一次吸油动作。 改变斜盘的倾角?，就可以改变密封工作容积的有效变化量，实现泵的变量。 4.4.1.1 斜盘式轴向柱塞泵的排量和流量 如图2.18，若柱塞数目为 ，柱塞直径为 ，柱塞孔分布圆直径为 ，斜盘倾角为 ，则泵的排量为 ： （4.25） 泵的输出流量为 ： （4.26） 斜盘1 柱塞2 缸体3 配油盘4 实际上，柱塞泵的排量是转角的函数，其输出流量是脉动的。就柱塞数而言，柱塞数为奇数时的脉动率比偶数柱塞小，且柱塞数越多，脉动越小，故柱塞泵的柱塞数一般都为奇数。 从结构工艺性和脉动率综合考虑，常取Z=7或Z=9。 变量机构 手动伺服变量机构 图 2.20 手动伺服变量机构图 变量机构由缸筒1，活塞2和伺服阀3组成。 斜盘4通过拨叉机构与活塞2下端铰接，利用活塞2的上下移动来改变斜盘倾角γ。 当用手柄使伺服阀芯3向下移动时，上面的进油阀口打开，活塞也向下移动，活塞2移动时又使伺服阀上的阀口关闭，最终使活塞2自身停止运动。 同理，当手柄使伺服阀芯3向上移动时，变量活塞向上移动。 4.4.2 斜轴式轴向柱塞泵 传动轴5的轴线相对于缸体3有倾角 ，柱塞2与传动轴圆盘之间用相互铰接的连杆4相连。轴5旋转时，连杆4就带动柱塞2连同缸体3一起绕缸体轴线旋转，柱塞2同时也在缸体的柱塞孔内做往复运动，使密封腔容积不断发生增大和缩小的变化，通过配流盘1上的窗口 a 和 b 实现吸油和压油。 图 2.21 1—流盘；2 —柱塞；3 —缸体；4 —连杆；5 —传动轴；a —吸油窗口；b —压油窗口 与斜盘式泵相比较，斜轴式泵由于缸体所受的不平衡径向力较小，故结构强度较高可以有较高的设计参数，其缸体轴线与驱动轴的夹角 较大，变量范围较大；但外形尺寸较大，结构也较复杂。目前，斜轴式轴向柱塞泵的使用相当广泛。 4.4.3 径向柱塞泵 AB间的死容积 逐步减小 AB间的死容积 逐步增大 AB间的死容积 达到最小 困油现象 轮齿间密封容积周期性的增大减小。 受困油液受到挤压而产生瞬间高压，密封容腔的受困油液若无油道与排油口相通，油液将从缝隙中被挤出，导致油液发热，轴承等零件也受到附加冲击载荷的作用； 若密封容积增大时，无油液的补充，又会造成局部真空，使溶于油液中的气体分离出来，产生气穴。 4.2.3.1 困油的现象 图4.5 齿轮泵的困油现象及消除措施 容积减小时 与压油侧相通 容积增大时 与吸油侧相通 卸荷槽 4.2.3.2 径向不平衡力 在齿轮泵中，油液作用在轮外缘的压力是不均匀的，从低压腔到高压腔，压力沿齿轮旋转的方向逐齿递增，因此，齿轮和轴受到径向不平衡力的作用。 压力越高，径向不平衡力越大，它能使泵轴