第3章动力元件.ppt
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1、第三章 液压与气压传动动力元件,主要内容,第一节 概述 第二节 齿轮泵 第三节 叶片泵 第四节 柱塞泵 第五节 各类液压泵的性能比较及应用 作业题及练习题,应该掌握的知识点:,1. 动力元件的工作原理; 2. 动力元件的基本性能参数; 3. 动力元件的典型结构; 4. 动力元件在系统中的作用。,第一节 概述,图3.0 液压和气压传动系统能量形态变化情况,动力元件是指液压系统的液压泵和气压系统的气源装置,是能量转换元件。它们由电动机或柴油机驱动,把输入的机械能转换成油液或气体的压力能再输入到系统中去,为系统的执行元件提供动力。 液压泵都是依靠密封容积的变化来工作的,故一般称为容积式液压泵。,一、
2、液压泵的 工作原理 二、液压泵的 种类和符号 三、液压泵的 性能参数,主要内容,重点,重难点,一、液压泵的工作原理,柱塞在凸轮和弹簧的作用下在缸体内往复运动; 缸体中密封工作腔的容积变大-吸油; 缸体中密封工作腔的容积变小-压油。,如果偏心轮不断地旋转,液压泵就会不断地完成吸油和压油动作,因此就会连续不断地向液压系统供油。,2、液压泵正常工作的基本条件: (1)具有密封的工作容腔; (2)密封工作容腔的容积大小是交替变化的,变大、变小时分别对应吸油、压油过程; (3) 吸、压油过程对应的区域不能连通。,二、液压泵的种类和图形符号 :,种类: (1)按泵的结构形式:齿轮泵、叶片泵、柱塞泵、螺杆泵
3、和凸轮转子泵等; (2)按泵的输出流量能否调节:定量泵和变量泵; (3)按泵的额定压力的高低:低压泵、中压泵和高压泵。,图形符号:,三、液压泵的性能参数,1.压力: 工作压力(系统压力):液压泵实际工作时的输出压力,即泵出口处压力值。工作压力的大小取决于外负载的大小和排油管路上的压力损失,而与液压泵的流量无关。 额定压力: 液压泵在正常工作条件下,按试验标准规定连续长期运转的最高压力。额定压力值的大小由液压泵零部件的结构强度和密封性来决定。超过这个压力值,液压泵有可能发生机械或密封方面的损坏。, 最高允许压力:在超过额定压力的条件下,根据试验标准规定,允许液压泵短暂运行的最高压力值。 吸入压力
4、:泵吸入口处的压力。,液压泵在正常工作时,其工作压力应小于或等于泵的额定压力。,2. 排量和流量:,流量:单位时间内泵输出油液的体积(m3/s)。 排量V:液压泵每转一周,由其密封容积几何尺寸变化计算而得到的排出液体的体积(mL/r)。 理论流量qt:在不考虑液压泵的泄漏流量的情况下,在单位时间内所排出的液体体积。 qt=Vn,实际流量q:液压泵在某一具体工况下,单位时间内所排出的液体体积。q=qt-q 额定流量qn:液压泵在额定压力和额定转速下输出的流量。它用来评价液压泵的供油能力,是液压泵技术规格指标之一。 瞬时流量qin:泵在每一瞬时的流量,一般指泵瞬时理论(几何)流量。,实际流量和额定
5、流量都小于理论流量,3.功率:,液压泵的输入能量为机械能,其表现为转 矩和转速;液压泵的输出能量为液压能,表现 为压力和流量。,理论功率Pt: 它用泵的理论流量与泵进出口压差的乘积来表示,,输入功率Pi 实际驱动液压泵轴所需要的机械功率,由电动机或柴油机给出,即 输出功率po 液压泵输出的液压功率,即泵的实际流量q与泵的进、出口压差p的乘积。 当忽略能量转换及输送过程中的损失时,液压泵的输出功率应该等于输入功率,即泵的理论功率为 式中, 液压泵转动的角速度; Tt液压泵的理论转矩。,4 .效率:,容积损失和容积效率 容积损失主要是液体泄漏造成的功率损失。 液压泵的容积损失用容积效率来表征。,机
6、械损失和机械效率 机械损失是因液体粘性和摩擦而造成的功率损失。 机械损失用机械效率来表征。,液压泵的总效率,液压泵的总效率、容积效率和机械效率可以通过实验测得。,5.液压泵的性能曲线,液压泵的容积效率、机械效率、总效率、理论流量、实 际流量和实际输入功率与工作压力的关系曲线如图32所示。,液压泵在零压时: 实际流量等于理论流量, 容积效率100;,总效率开始随压力p的增大很快上升,接近液压泵的额定压力时总效率最大,达到最大值后,又逐步降低。,泵性能指标公式记忆,理论转矩记住它 , 等于排量乘压差 . 理论流量记得住 , 等于排量乘转速 . 功率等于p乘q, 也等转矩乘转速 . 能流方向分得清
7、, 乘除效率不含糊 . 计算单位要统一 , 角度一律用弧度.,例3.1(p59),已知:液压泵的输出压力p=10MPa,泵转速n=1450r/min,排量V=46.2mL/r,容积效率0.95,总效率0.9。 试求:液压泵的输出功率和驱动泵的电机功率。 解:,第二节 齿轮泵,特点: 优点:体积小,重量轻,结构简单,制造方便,价格低,工作 可靠,自吸性能较好,对油液污染不敏感,维护方便等。 缺点:流量和压力脉动较大,噪声大,排量不可变等。 分类: (1)按齿形曲线不同:渐开线齿形和非渐开线齿形两种: (2)按齿轮啮合形式不同:外啮合和内啮合两种。 内啮合齿轮泵与外啮合齿轮泵比较,有:体积小,流量
8、脉动小,噪声小,但加工困难,使用受到限制。 外啮合齿轮泵应用较广,本章着重介绍它的工作原理、结构特点和性能。,主要内容,一、工作原理 二、排量和流量 三、结构特点 四、提高外啮合齿轮泵压力的措施 五、内啮合齿轮泵 六、螺杆泵(课下自学),一、工作原理,外啮合结构组成:,外啮合齿轮泵的工作原理,二、排量和流量,1. 排量: 液压泵每转一周所排出的液体体积。 式中,D齿轮节圆直径;h齿轮齿高; B齿轮齿宽; Z齿轮齿数;m齿轮模数。,吸油,压油,由于齿间容积比轮齿的体积稍大,所以通常修正为:,2. 流量q 齿轮泵的实际流量为,q是齿轮泵的平均流量,实际上,齿轮泵的瞬时流量是脉动变化的。设(qmax
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