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27 哈工大(威海) 液压传动 双叶片式摆动液压马达

  哈工大(威海) 液压传动 从讲:贾宝贤 二、双感化定量叶片泵 1.工做道理 次要零件及其毗连关系:转子、 定子、配流盘。 转子扭转,定子的内概况为四 段曲线、四段圆弧,叶片紧贴 定子内概况,一边动弹一边伸 缩,容积时而增大,时而减小。 转子每扭转一周,吸排油两次,容积变化两次。故称双感化 式;转子轴心取定子轴心一直沉合,排量不克不及调理。故称为 定量泵;吸油区、压油区都对称分布,转子和轴承径向力平 衡,故称为卸荷式叶片泵。 理论流量:qt=2π(R2-r2)bn R、r别离为定子内概况的大、小圆弧半径;b为叶片宽度。 1 哈工大(威海) 液压传动 从讲:贾宝贤 DouAPPOP双感化叶片泵.exe 2 哈工大(威海) 液压传动 从讲:贾宝贤 (二)流量计较 它的理论流量为: 式中, 2( R ? r ) qt ? 2bn[? ( R ? r ) ? sz ] cos? 2 2 R和r别离为定子圆弧部门的长短半径; z为叶片数; θ为叶片的倾角; b为叶片宽度; s为叶片厚度; 其余符号意义同前。 3 工做特征 哈工大(威海) 液压传动 从讲:贾宝贤 (1)定子曲线 即大圆弧取小圆弧之间的过渡曲线、要求滑腻、速 度无突变、无刚性冲击。 常用阿基米德螺线、等加快等减速曲线)叶片问题 ①叶片倾角 ,前倾; ②叶片厚度,薄者强度低,厚者脉动大。 ③叶片卸荷,减小吸油区根部压力。 ④叶片数量,双感化泵,宜用偶数,最好是4的倍 数,一般取12或16片。 4 哈工大(威海) 液压传动 从讲:贾宝贤 (三)提高双感化叶片泵压力的办法 双感化叶片泵,为了叶片和定子内概况慎密接触,叶 片底部都是通压油腔的。但当叶片处正在吸油腔时,叶片底部做 用着压油腔的压力,项部感化着吸油腔的压力,这一压力差使 叶片以很大的力压向定子内概况,加快了定子内概况的磨损, 影响了泵的寿命。对高压泵来说这一问题更显得凸起,所以高 压叶片泵必需正在布局上采纳办法,使叶片压向定子内概况的做 用力减小。常用的办法有: 1)减小感化正在叶片底部的油液压力; 2)减小叶片底部压力油的感化面积; 3)使叶片顶部和底部的液压感化力均衡。 5 哈工大(威海) 液压传动 从讲:贾宝贤 三、限压式变量泵 1 . 工做道理 图4-14 转子核心固定,定子能够摆布挪动。初始偏疼量为emax,它 决定了泵的最大流量。 p A ? k x , x —弹簧的初始压缩量 c x s 0 0 当泵压 ppc 时,定子不动, 最大偏疼距连结不变, Pc 为 泵的限制压力; 当泵压 ppc 时,限压弹簧被 压缩,定子左移,偏疼距减 小,流量也跟着减小。 压力 p 越高,偏疼越小,输 出流量越少。当压力达到泵 内偏疼距所发生的理论流量 等于泄露流量时,泵的现实 流量为零。泵压不再升高。 限压式变量偏疼泵.avi 6 哈工大 2.流量特征 图 4-15(威海) 液压传动 从讲:贾宝贤 当泵压 p pb 时,流量 按曲线AB变化; 故 AB 为 定 量 段 。 由 于 泵内泄露,AB下斜。 B点为拐点p = pb 。 当泵压p pb时,流量按 曲线BC变化; 故BC为变量段。Pmax为 极限压力, 又称截止压力。 假如没有泄露,理论 截止压力为 pm axt ? k s ( x 0 ? em ax ) / A x 7 哈工大(威海) 液压传动 从讲:贾宝贤 3.特点 ①转子轴上的径向力 不均衡,故为非卸荷式叶片泵。Pn?70bar ②有困油现象,常正在配流盘排油窗口边缘开三角形卸荷槽; ③有流量脉动,叶片数为奇数时脉动小,故常为13或15; ④为使定子挪动活络,滑块支持用滚针轴承; ⑤叶片后倾24度,以使叶片正在离心力感化下便于外伸。 (3)使用场所:合用于液压系统中有调速或保压的场所。 如§10-1组合机床动力滑台液压系统,图10-2 8 四、其他叶片泵 哈工大(威海) 液压传动 从讲:贾宝贤 1、双联叶片泵 两个单级叶片泵拆正在一个泵体内,油并联, 两泵转子由统一传动轴带动。有分歧的组合。 单进单出 共进单出 共进共出 9 哈工大(威海) 液压传动 从讲:贾宝贤 2、双级叶片泵 两个单级叶片泵拆正在 一个泵体内,油串 联,两泵转子由统一 传动轴带动。 3、高压叶片泵 pn=140~210 bar , 个 别达400 bar。 10 哈工大 (威海 ) 液压传动 从讲:贾宝贤 § 4-4柱塞泵 (Piston Pump) 轴向柱塞泵 径向柱塞泵 柱塞的轴线和传动轴的轴线平行 柱塞的轴线和传动轴的轴线垂曲 轴向柱塞泵按其布局分歧可分为斜盘式和斜轴式 两大类,布局上容易实现无级变量等长处。 非论正在国防工业,平易近用工业都普遍获得使用,一 般正在液压系统若需高压时,均用它来阐扬感化,如龙 门刨床、拉床、液压机、起沉机械等设备的液压系统 。 11 哈工大(威海) 一、轴向柱塞泵 液压传动 从讲:贾宝贤 (一)曲轴式 轴向柱塞泵 ——斜盘式轴 向柱塞泵 1、工做道理 布局要素: 泵体、配流盘、 h 柱塞和斜盘。 工做道理: 改变倾角δ,改变柱塞行程h,改变排量,故为变量泵。 改变倾角标的目的,改变吸、排油标的目的,故为双向变量泵。 12 哈工大(威海) 液压传动 从讲:贾宝贤 13 2. 流量计较 哈工大(威海) 液压传动 从讲:贾宝贤 h 行程:由图4-16得 h ? D tg? 排量:V ? ? d 2 ZDtg? 4 理论流量: ? 2 q t ? d ZnDtg? 4 3.流量脉动 单个柱塞,其流量—传动轴转角函数为正弦函数, 正半波排油,负半波吸油, 出油口的负半波被截止。 Z个柱塞,其流量—传动轴转角函数曲线, 就好像Z订交流电经半波整流后的曲线。 Z越大,脉动率越小。Z为奇数时,脉动较小。 14 哈工大(威海) 液压传动 从讲:贾宝贤 (二)斜轴式轴向柱塞泵 这种轴向柱塞泵的 传动轴核心线取缸体中 心线倾斜一个角度 γ ,故 称斜轴式轴向柱塞泵, 目前使用比力普遍的是 无铰斜轴式柱塞泵。图417 所 示 为 该 泵 的 工 做 原 理。 当从轴 1动弹时,连杆2的侧面带动缸体4和柱塞 3一路 绕缸体核心线又使柱塞正在缸体孔中做来去 活动,发生吸油和压油过程。改变从轴和缸体间的夹角γ, 就可改变泵的排量V。这种泵合用于要求排量大的场所,但 15 布局较复杂。 (三)变量节制机构 哈工大(威海) 液压传动 从讲:贾宝贤 变量轴向柱塞 泵中的从体部门大 致不异,其变量机 构有各类布局型式 ,有手动、手动伺 服、恒功率、恒流 量、恒压变量等。 16 (2)点接触式取滑履式 哈工大(威海) 液压传动 从讲:贾宝贤 点接触式,布局简单,接触应力大,用于低压; 滑履式(面接触式),面接触,磨损小,用于高压。 17 二、径向柱塞泵 哈工大(威海) 液压传动 从讲:贾宝贤 1.工做道理 布局,图4-20 原 理 , 图 4-20 , 柱 塞 随缸体一路动弹,正在 离心力和定子内概况 感化下,正在缸体内做 伸缩活动,完成吸、 排油动做。 18 2.流量计较 哈工大(威海) 液压传动 从讲:贾宝贤 ? 2 ? 2 q t ? d ? 2 e ? Z ? n ? d eZn 4 2 Z越大,脉动率越小。Z为奇数 时,脉动较小。 改变偏疼距e,可改变流量q。 径向柱塞泵也有多种布局,其 机能差别很大。 19 哈工大( 威海 ) 液压马达 液压传动 从讲:贾宝贤 § 4-5 功用:把液压能转换成机械能。 分类: 高速小转矩:ns>500r/min 为高速液压马达 :齿轮马达,叶片马达,轴向柱塞马达。 低速大转矩:ns< 500r/min为低速液压马达 :径向柱塞马达。 液压马达的能量转换计较见§ 4-1概述 20 §4-5液压马达 哈工大(威海) 液压传动 从讲:贾宝贤 一、工做道理 1.轴向柱塞式液压马达 图4-21竖起来看,后半部各柱塞油腔 通进油口,为高压油,压力为p1 前半部各柱塞油腔通回油口, 为低压油,压力为p2。 后半部各柱塞顶住斜盘,发生下滑力 ? 2 F y后 ? F x tg? ? d p1 tg? 4 前半部各柱塞也发生下滑力 F y前 ? F x tg? ? ? 4 d p 2 tg? 2 21 §4-5液压马达 哈工大(威海) 液压传动 从讲:贾宝贤 第 i 个柱塞发生的转距: Ti ? F yi ri ? F y i R sin ? i ? F x i R tan ? sin ? i 液压马达发生的转矩应是处于高 压腔柱塞发生转矩的总和,即 T ? ? Ti ? ? F x i R tan ? sin ? i i ?1 i ?1 z z 进、回油口交换,马达反转。 记住如许的结论:高压油区容积 由小到大的标的目的为马达动弹标的目的。 马达工做道理.exe 22 哈工大(威海) 液压传动 从讲:贾宝贤 2.径向柱塞式液压马达 图 4-22 所示为多感化内 曲线径向柱塞液压马达 的布局道理图。 内曲线马达动做图.swf 双排量马达.exe 23 哈工大(威海) 液压传动 从讲:贾宝贤 二、次要参数 设液压马达的进、回油腔的压差为 Δp ,输入的流量 为 q ,而液压马达的排量为 V,容积效率为 ηV,机械 1 效率为ηm,则液压马达的几何转矩 Tt ? ?pV 2? 1 ? T? ?pV? m 2? ?液压马达的几何转速为 q nt ? V q?V n? V 24 ?液压马达的现实转速为 哈工大(威海) 液压传动 从讲:贾宝贤 四、液压泵和液压马达的可逆性问题 马达取泵正在道理上是可逆的,但因用处分歧实 际布局上有些不同: ①布局:马达要求正反转,布局对称, 泵为了其自吸机能,布局不合错误称。 ②轴承布局及润滑体例:马达的转速范畴大, 泵的转速较高且根基不变。 所以泵不克不及当马达用。 25 哈工大(威海) 液压传动 从讲:贾宝贤 §4-6摆动液压马达 -摆动液压缸 动液压马达是实现来去动弹的 施行元件,输入为压力和流量,输 出为转矩和角速度。摆动液压马达 的布局比持续扭转的液压马达布局 简单,以叶片式摆动液压马达利用 很较多。 图 a- 单叶片式摆动液压马达, 它摆动角度较大,可达300? 。 摆动液压马达-单叶片图.swf 26 哈工大(威海) 输出转矩和角速度 液压传动 从讲:贾宝贤 输出转矩T和角速度ω别离为 b 2 T ? R2 ? R12 ? p1 ? p2 ?? m 2 2q?V ?? 2 2 b R2 ? R1 ? ? ? ? 式中:b——叶片宽度; p1、p2——进油压力、回油压力; ηm、ηV——机械效率、容积效率; q——进油流量。 27 哈工大(威海) 液压传动 双叶片式摆动液压马达 从讲:贾宝贤 图b-双叶片式摆动液 压马达,它摆角较小, 可达150? 。 它的输出转矩是单 叶片式的两倍,而角速 度则是单叶片式的一半 。 双叶片摆动缸.flv 28 哈工大(威海) 液压传动 从讲:贾宝贤 § 4-7液压泵中的气穴现象 液压泵正在吸油过程中,吸油腔中的绝对压力会 低于 105Pa(1 大气压 ) 。若是液压泵离油面很高 ( 吸入 高度大 ),吸油口处滤油器和管道阻力大,油液的粘 渡过大,则液压泵吸油腔中的压力就很容易低于油 液的空气分手压,呈现气穴现象,形成局部冲击, 发生噪声,使泵的零件(例如配油盘)侵蚀损坏。 29 现实液体的伯勤奋方程-举例 例3-2试阐发图示液压泵的吸油过程 解:取油箱液面 为截面1—1做为基准面; 泵的入口处为截面2—2,使用伯勤奋方程得 1 p 1 ? ? z 1 ? ?? 1 v 1 2 1 ? p 2 ? ? z 2 ? ?? 2 v 22 ? p w 2 1 0 0 02 2 2 d 1 1 2 ? p2 ? ? (?H ? ? ?2v 2 ? pw ) 2 30 H 哈工大 (威海 ) 液压传动 从讲:贾宝贤 §4-7 液压泵中的气穴现象 液压泵利用中的另一种常见的现象是掺混空气。 当液压系统的排油使油箱中混入一些空气泡时,当吸 油管接头处和泵传动轴密封处密封不严 (俗称漏气)时, 以及当吸油管插入油箱油面太浅时,液压泵吸入的油 液中会含有良多空气泡。这些空气泡随油液进入高压 区时,也会发生和上述气穴现象一样的振动和噪声, 风险很大。因而,要吸油管和泵传动轴处的密封 靠得住,合理设想油箱,使排油管和吸油管离隔等,是 避免液压泵利用中呈现掺混空气现象的前提。 31 哈工大(威海 ) §4-8液压泵的噪声 1 液压传动 从讲:贾宝贤 一、发生噪声的缘由 (1) 泵的流量脉动和压力脉动,形成泵构件的振动。这种 振动有时还可发生谐振。谐振频次能够是流量脉动频次的 2倍、3倍或更大。泵的根基频次及其谐振频次若和机械的 或液压的天然频次相分歧,则噪声便大大添加。 (2) 液压泵正在其工做过程中,当吸油容积俄然和压油腔相 通,或高压容积俄然和吸油腔相通时,会发生油液流量和 压力的突变,它们对噪声的影响甚大。 (3)气穴现象。 (4) 泵内流道具有俄然扩大或收缩、急拐弯、通道截面过 小而导致液体紊流、旋祸及喷流。 (5) 机械缘由,如动弹部门不均衡,轴承振动等惹起的噪 声。管道、支架等机械毗连部门因谐振而发生的噪声。 32 哈工大(威海) §4-8液压泵的噪声 2 液压传动 从讲:贾宝贤 二、降低噪声的办法 (1)接收泵的流量和压力脉动,正在泵出口拆设蓄能 器或消声器。 (2)消弭泵内液压的急剧变化,如正在配油盘吸、压 油窗口开三角形阻尼槽。 (3)拆正在油箱上的电机和泵应利用橡胶垫减振,安 拆时电机轴和泵轴间的同轴度要好,要采用弹性 联轴器;或采用泵电动机组件。 (4)压油管的某一段采用橡胶软管.对泵和管的 毗连进行隔振。 (5)防止气穴现象和油中掺混空气现象的发生。 33 §4-9液压泵和液压马达的选用 一、液压泵的选用 表4-2 二、液压马达的选用 次要考虑: ①调速特征; 哈工大(威海) 液压传动 从讲:贾宝贤 ②低速机能; ③输出扭矩。 即马达的速度特征和扭矩特征。 34 哈工大(威海) 液压传动 从讲:贾宝贤 §4-9液压泵和液压马达的选用 表4-2 机能 输出压力 流量调理 效率 外啮合 齿轮泵 低压、 中高压 不克不及 低 液压系统常用液压泵的机能比力 限压式变 量叶片泵 中压、中 高压 能 较高 径向柱 塞泵 高压、 超高压 能 高 轴向柱 塞泵 高压、 超高压 能 高 双感化 叶片泵 中压、 中高压 不克不及 较高 螺杆泵 低压、中高 压、超高压 不克不及 较高 输出流量 脉动 自吸特征 对油液污 染性 很大 好 不 很小 较差 较 一般 较差 较 一般 差 很 一般 差 很 最小 好 不 噪声 大 小 较大 大 大 最小 35 哈工大(威海) 液压传动 从讲:贾宝贤 §4-9液压泵和液压马达的选用 ?一般正在负载小、功率小的机械设备中,可用齿轮 泵和双感化叶片泵; ?精度较高的机械设备(例如磨床)可用螺杆泵和 双感化叶片泵; ?负载较大并有快速和慢速行程的机械设备(例如 组合机床)可用限压式变量叶片泵; ?负载大、功率大的机械设备可利用柱塞泵;机械 设备的辅帮安拆,如送料、夹紧等要求不太高的 处所,可利用价廉的齿轮泵。 36 本章要点 关系。 哈工大(威海) 液压传动 从讲:贾宝贤 1.液压泵的能量转换关系,液压马达的能量转换 液压能的两个次要参数:p、q 机械能的两个次要参数:F、v(T,n) 转换关系,若何考虑容积效率、机械效率、总 效率。 2. 液压泵的品种,各类泵(表 4-1 的前五种)的 布局要素、工做道理、机能特点、流量计较。 37 哈工大(威海) 液压传动 从讲:贾宝贤 例题-习题4-8 设液压马达的进油压力为10MPa,排量为200mL/r, 总效率为0.75,机械效率为0.9,试计较 1)马达输出的理论转矩和现实转矩。 2) 若马达的转速为 500r/min ,则输入马达的现实流 量为几多? 3) 若马达外负载为 200N· m , n=500r/min 时,马达的 现实输入功率和输出功率为几多? 38 例题解 哈工大(威海) 液压传动 从讲:贾宝贤 1)马达的理论转矩 pV M 10 ? 10 6 ? 200 ? 10 ? 6 m Tt ? ? ? 318 . 3 N· 2? 2? 马达的现实转矩T=Tiηm=318.3×0.9=286.5N· m 2) 马达理论流量qt=VMn=200×10-3×500=100L/min 马达的容积效率ηV =η/ηm=0.75/0.9=0.83 马达的现实流量q=qt/ηV =100/0.83=120L/min 3)马达的现实输入功率Pi=pq 此时马达的现实转矩T=Tiηm=pVMηm/2π=200N· m p=2πT/VMηm= 2π×200/(200×10-6×0.9)=6.98MPa 现实输入功率Pi=pq= 6.98×106×120×10-3/60=13.96kW 现实输出功率Po=2πnT=2π×500×200/60=10.47kW 39 或Po=Pi η=13. 96×0.75=10.47kW 第4章功课 哈工大(威海) 液压传动 从讲:贾宝贤 4-1 4-2 4-9 40