液压与气压传动案例教程项目2 基本回路分析.ppt

　　　　　模块2.1 换向回路分析任务2.1.1 液压泵　　1. 液压泵工作过程分析　　液压动力元件起着向系统提供动力源的作用，是系统不可缺少的核心元件。液压系统是以液压泵作为系统提供一定的流量和压力的动力元件，液压泵将原动机(电动机或内燃机)输出的机械能转换为工作液体的压力能，是一种能量转换装置。各类液压泵的符号表示如图2-1-1所示。 图2-1-1 液压泵的符号 　　液压泵都是依靠密封容积变化的原理来进行工作的，故一般称为容积式液压泵，图2-1-2所示的是一单柱塞液压泵的工作原理图。 图2-1-2 液压泵工作原理图 　　单柱塞液压泵具有一切容积式液压泵的基本特点，具体如下：　　(1) 具有若干个密封且又可以周期性变化的空间。 　　(2) 油箱内液体的绝对压力必须恒等于或大于大气压力。 　　(3) 具有相应的配流机构，将吸油腔和排液腔隔开，保证液压泵有规律地、连续地吸、排液体。 　　2. 液压泵压力分析　　1) 工作压力　　液压泵工作时实际的输出压力称为工作压力。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。　　2) 额定压力　　液压泵在正常工作条件下，按试验标准规定连续运转的最高压力称为液压泵的额定压力。　　3) 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，称为液压泵的最高允许压力。 　　3. 液压泵排量和流量的计算　　1) 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的排出液体的体积叫液压泵的排量。排量可调节的液压泵称为变量泵；排量为常数的液压泵则称为定量泵。　　2) 理论流量qi　　理论流量是指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的平均值。显然，如果液压泵的排量为V，其主轴转速为n，则该液压泵的理论流量qi为 　　qi=Vn　　 (2-1-1) 　　3) 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称为实际流量，它等于理论流量qi减去泄漏流量Δq，即　 　q=qi－Δq　 (2-1-2)　　4) 额定流量qn　　液压泵在正常工作条件下，按试验标准规定(如在额定压力和额定转速下)必须保证的流量。 　　4. 功率和效率的计算　　1) 液压泵的功率损失　　(1) 容积损失。液压泵的容积损失用容积效率来表示，它等于液压泵的实际输出流量q与其理论流量qi之比，即  (2-1-3)因此液压泵的实际输出流量q为  (2-1-4) 　　(2) 机械损失。机械损失是指液压泵在转矩上的损失。液压泵的实际输入转矩T0总是大于理论上所需要的转矩Ti，其主要原因是由于液压泵体内相对运动部件之间因机械摩擦而引起的摩擦转矩损失以及液体的黏性而引起的摩擦损失。液压泵的机械损失用机械效率表示，它等于液压泵的理论转矩Ti与实际输入转矩T0之比，设转矩损失为ΔT，则液压泵的机械效率为  (2-1-5) 　　2) 液压泵的功率　　(1) 输入功率pi。液压泵的输入功率是指作用在液压泵主轴上的机械功率，当输入转矩为T0，角速度为ω时，有 　　pi=T0ω　　 (2-1-6) 　　(2) 输出功率p0。液压泵的输出功率是指液压泵在工作过程中的实际吸、压油口间的压差Δp和输出流量q的乘积，即 　　p0=Δpq　　 (2-1-7) 图2-1-3 液压泵的特性曲线 　　3) 液压泵的总效率　　液压泵的总效率是指液压泵的实际输出功率与其输入功率的比值，即  (2-1-8) 由式(2-1-8)可知，液压泵的总效率等于其容积效率与机械效率的乘积，所以液压泵的输入功率也可写成 (2-1-9) 任务2.1.2 液压泵结构分析及参数计算　　1. 齿轮泵结构分析及参数计算　　齿轮泵是液压系统中广泛采用的一种液压泵，它一般做成定量泵，按结构不同，齿轮泵分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵，而以外啮合齿轮泵应用最广。下面以外啮合齿轮泵为例来剖析齿轮泵。 图2-1-4 外啮合齿轮泵工作原理 图2-1-5 CB—B齿轮泵的结构 图2-1-6 齿轮泵的困油现象 图2-1-7 齿轮泵的困油卸荷槽图 图2-1-8 齿轮泵的径向不平衡力 　　齿轮泵的排量V相当于一对齿轮所有齿谷容积之和，假如齿谷容积大致等于轮齿的体积，那么齿轮泵的排量等于一个齿轮的齿谷容积和轮齿容积的总和，即相当于以有效齿高和齿宽构成的平面所扫过的环形体积，即 　　V=2πm2ZB　　 (2-1-10)式中：B为齿轮宽(cm)；m为齿轮模数(cm)；