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第二章 液压泵概述资料

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第二章 液压泵概述资料

授课教师:梁 斌 第二章 液压泵 辅助元件 动力元件 控制元件 执行元件 工作介质 液压与气压系统的组成部分 回顾 2.1 液压泵的概述 v液压泵是液压系统的动力元件,将原动机(电动机 、柴油机等)输入的机械能(转矩 和转速 ) 转换为压力能(压力 和流量 )输出,为执行 元件提供压力油。 v液压泵的基本工作原理 v液压泵的主要性能参数 v液压泵的分类和选用 v液压泵的图形符号 2.1.1 液压泵的工作原理 (1)液压泵工作的三个必 备条件 v密闭容积:容积大小可 变的密闭容积; v周期性的机构运动:密 闭容积的大小做周期性 的变化(容积有小变大 吸油,由大变小压 油); v配流机构:密闭容积增 大到极限时,先要与吸 油腔隔开,然后才转为 排油;吸油是相反。 1-偏心轮 2-柱塞 3-缸体 4-弹簧 5-出油口单向阀 6-吸油口单向阀 a-密闭容积 v单项柱塞泵是通过两个单向阀来实现阀式配流 1-偏心轮 2-柱塞 3-缸体 4-弹簧 5-出油口单向阀 6-洗油口单向阀 a-密闭容积 (2)液压泵工作的特点 v a、吸油腔和压油腔要 相互隔开,并有良好的 密封性; (可以达到很高的工作 压力) v b、由吸油腔扩大吸入 液体;靠压油腔容积缩 小排除液体; (容积泵) 2.2.2 液压泵的性能参数 (1)压力(p) va、吸入压力:泵进出口处的压力 vb、工作压力p:泵实际的(出口)工作压力 。实际(出口)工作压力取决于负载。 vc、额定压力ps:在正常工作条件下,按试 验标准连续运转的最高压力。 v注:为了保证系统正常运转和使用寿命,一 般的固定设备中,正常的工作压力为泵的额 定压力的80%左右;要求工作可靠性较高的 系统或是移动的设备,系统正常工作压力为 泵的额定压力的60%-70%。 (2)排量 va、理论排量(V):泵每转一转,由几何尺寸计 算而得到的排除液体体积(cm³/r)。又称为几 何排量,其大小仅与泵的几何尺寸有关。 vb、空载排量:实验测得的在空载条件下的排量 ,实际应用时常用空载排量代替由几何尺寸计算 而得到的排量。 (3)流量 va、理论流量(qt):泵在不考虑泄露的情况下, 泵在单位时间内排出的液体体积,称为泵的理论 流量。 (式中的V可以用空载排量代 入),常用单位m³/s或L/min。 v但是在正常工作时,泵存在容积损失,原因: v 容积式液压泵的吸油腔和排油腔在泵内虽然被隔 离开,但相对运动件间总是存在一定的间隙,因此 泵内高压区内的油液通过间隙必然要泄露到低压区 。液压油的粘度愈低、压力越高时,泄露就越大。 v 液压泵在吸油过程中,由于吸油阻力太大、油液 粘度大或泵轴转速太高等原因都会造成泵的吸空现 象,使密封的工作容积不能充满油液,液压泵的工 作腔没有被充分利用。 v综上所述,使得液压泵有容积损失。如果泵的设计 正确,使用合理,第二原因是可以克服的。但是因 泄露所造成的容积式无法避免的。 vb、实际流量(q):泵工作时单位时间内实 际排出的流量。 q= qt -q(q为容积损失即泄露流量) vc、瞬时理论流量(qsh):泵在不考虑泄露 的情况下,泵在任一瞬时理论输出的流量。 一般泵的瞬时理论流量是波动的,即 qsh qs vd、额定流量qs:泵在额定压力、额定转速 下允许连续运行的流量。 (4) 功率(N·m/s) va、实际输入功率( ):驱动泵轴所需的机械 功率。 或 vb、理论输出功率( ):理论流量qt与工作压 力p的乘积。 vc、实际输出功率( ):实际流量q与工作压 力p的乘积。 va、容积效率( ):实际流量和理论流量之 比或实际输出功率与理论输出功率之比。 vb、机械效率( ):泵的理论输出功率与实 际输入功率之比。 vc、总效率( ):实际输出功率与实际输入 功率之比。 (5)效率 机械效率 容积效率 总效率 液压泵的性能参数 在特定的介质、转速和油温下实验测得 液压泵的通用特性曲线 (6)泵的其他参数(铭牌上常有的) va、额定压力:在正常工作条件下,能够连续运 转的最高压力。(一般由设计生产厂家通过试 验后确定并标注在泵的铭牌上) vb、额定转速:在额定压力下能连续长时间正常 运转的最高转速 vc、额定流量:泵在额定压力和额定转速下输出 的实际流量。 vd、最高允许压力:按试验标准规定,超过额定 压力允许短暂运行的最高压力。 ve、最高转速:在额定压力下超过额定转速而润 需短暂运行的最大转速。 vf、最低转速:液压泵保证使用性能的最低转速 。 例2.1 某液压泵铭牌上标有转速n=1450r/min, 额定流量qS=60L/min,额定压力ps=80×105Pa ,泵的总效率=0.8。试求: (1)该泵应选配的电动机功率。 (2)若该泵使用在特定的液压系统中,该系统 要求泵的工作压力p=40×105Pa。该泵应选配 的电动机功率。 课堂练习: (1)因为不知道泵的实际使用压力,故选取 额定压力进行功率计算 解:驱动液压泵的电动机功率的确定,应 按照液压泵的使用场合进行计算。当不明 确液压泵在什么场合使用时,可按照铭牌上 的额定压力、额定流量值进行功率计算; 当泵的使用压力已经确定,则应按其实际使 用压力进行功率计算。 (2)因为泵的实际工作压力已经确定,故选取 实际使用压力进行功率计算 例2.2 液压泵的额定流量为100 L/min,液压泵的额 定压力为2.5 MPa,当转速为1 450 r/min时,机 械效率为=0.9。由实验测得,当液压泵的出口压 力为零时,流量为106 L/min;压力为2.5 MPa时 ,流量为100.7 L/min,试求: v(1)液压泵的容积效率是多少? v(2)如果液压泵的转速下降到500 r/min,在额 定压力下工作时,估算液压泵的流量是多少? v(3)计算在上述两种转速下液压泵的驱动功率是 多少? (1) (2) (3) 2.2.3 液压泵的分类 单作用叶片泵、径向柱塞泵和轴向柱塞泵可以作变量泵 2.2.4 液压泵的选用 v选用原则 是否变量 要求变量泵选用变量泵 工作压力 柱塞泵的额定压力最高 工作环境 齿轮泵的抗污染能力最好 噪声指标 双作用叶片泵和螺杆泵属低噪声泵 v效率:按结构形式分,轴向柱塞泵的总效率 最高;而同一种结构的液压泵,排量大的总 效率高;同一排量的液压泵,在额定工况( 额定压力、额定转速、最大排量)时总效率 最高,若工作压力低于额定压力或转速低于 额定转速、排量小于最大排量、泵的总效率 下降,甚至下降很多。因此,液压泵应在额 定工况(额定压力和额定转速)或接近额定 工况的条件下工作。 v问题:为什么转速降低会降低容积效率呢? 2.2.5 液压泵的图形符号 表2-1 液压泵的图形符号 某液压泵铭牌上标有额定压力ps=60×105Pa, 工作阻力F=45kN,双出杆活塞式液压缸的有 效工作面积A=90cm²,管道较短,压力损失 去p=0.5MPa。问该泵的输出压力为多少? 所选用的液压泵是否满足要求。 某液压泵输出油压p=10MPa,转速 n=1450r/min,泵的排量Vp=46.2ml/r,容积 效率v=0.95,总效率=0.9.求驱动该泵所需 电动机的功率P电和泵的输出功率P? 课后作业: 动力元件指 泵 和空气压缩机。 齿轮泵柱塞泵 叶片泵 泵 回顾

注意事项

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