液压与气压传动2精品PPT课件
液压与气压传动课件第2章1-2节
液压与气压传动
第4版
第二章 液压泵和液压马达
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 液压泵的选用 第六节 液压马达 小结
第一节 概述
一、液压泵和液压马达的工作原理
液压泵是将电动机(或其它原动机)输出的机械能转换为液体压力能的 能量转换装置。在液压系统中，液压泵作为动力源，向液压系统提供压力 油。
从上述泵的工作过程可以看出：
l)液压泵是依靠密封容积的变化来实现吸油和压油的，利用这种原 理做成的泵统称为容积式液压泵。
2)在吸油过程中，对于非封闭的油箱,必须使油箱与大气接通，这 是吸油的必要条件。
3)单向阀5、6将吸油腔与压油腔隔开,保证吸油时使V腔与油箱接 通，同时切断供油管道;压油时使V腔与油液流向系统的管道相通而与 油箱切断。单向阀5、6又称为配油装置。
2.液压泵和液压马达的压力和流量
（1）排量V 液压泵的排量是指泵轴每转一转，由其密封容积的几何尺 寸变化计算而得的排出液体的体积。公称排量应符合国家标准的规定。
液压马达的排量是指马达轴每转一转，由其密封容积的几何尺寸变化计 算而得的吞入液体的体积。公称排量应符合国家标准的规定。
液压与气压传动第2版 教学课件 ppt 作者 马振福 项目四 课件
任务二 液压系统故障分析与排除任务二 液压系统故障分析与排除任务一 液压传动系统安装与调试任务一 液压传动系统安装与调试学习目标1．了解液压系统安装与调试的一般规范、步骤和方法；2．逐步学会液压系统的安装和调试。
1、集中式：将液压系统的动力源、阀类元件集中安装在主机外的液压泵站上。
优点：是安装与维修方便，并能消除动力源振动和油温对主机工作的影响。
2、分散式：将液压系统的动力源、阀类元件分散在设备各处，如以机床床身或底座作油箱，把控制调节元件设置在便于操作的地方。
优点：结构紧凑，占地面积小；缺点：动力源振动、发热等都对设备工作精度产生不利影响。
二、液压阀的联接1．管式联接管式液压阀用管接头及油管将各阀联接起来，流量大的则用法兰联接。
优点：系统中各阀间油液走向一目了然；缺点：结构分散，所占空间较大，管路交错，不便于装拆、维修，管接头处易漏油和空气侵入，而且易产生振动和噪声，目前很少采用。
2．板式联接板式联接是将板式液压阀统一安装在联接板上。
（1）单层联接板阀类元件装在竖立的联接板的前面，阀间油路在板后用油管联接。
优点：这种联接板简单，检查油路方便，缺点：板上管路多，装拆不方便，占用空间也大。
（3）整体联接板在板中钻孔或铸孔作为联接油路。
优点：工作可靠。
缺点：但钻孔工作量大，工艺较复杂，如用铸孔则清砂又较困难。
（2）双层联接板两板间加工出联接油路，两块板再用粘结剂或螺钉固定在一起。
优点：工艺简单，结构紧凑。
缺点：系统压力高时易出现漏油串腔问题。
3、集成块式将板式液压元件安装在集成块周围的三个面上，另外一面安装管接头，通过油管联接到液压执行元件。
在集成块内加工出所需要的油路通道，取代了油管联接。
集成块的上下面是块与块的结合面，在结合面加工有相同位置的进油孔、回油孔、泄漏油孔、测压油路孔以及安装螺栓孔。
集成块与装在其周围的元件构成一个集成块组，可以完成一定典型回路的功能，如调压回路块、调速回路块等。
将所需的几种集成块叠加在一起，就可构成整个集成块式的液压传动系统。
液压与气压传动第2版教学PPT作者刘延俊主编3、液压泵
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4
第一节 概述
液压泵工作原理
液压泵的工作条件
液压泵主要性能参数
液压泵的分类和选用
液压泵的图形符号
总目录
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液压泵基本工作原理
以单柱塞泵为例
组成：偏心轮、柱塞、 弹簧、缸体、两个单向阀。 柱塞与缸体孔之间形成密 闭容积。柱塞直径为d，偏 心轮偏心距为e。 偏心轮旋转一转，柱 塞上下往复运动一次，向 下运动吸油，向上运动排 油。 泵每转一转排出的油 液体积称为排量，排量只 与泵的结构参数有关。
其他类型的齿轮泵
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结束
外啮合齿轮泵的工作原理
总目录
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齿轮泵结构
外 啮 合 齿 轮 泵
1—后盖 2—轴承
3—泵体 4—主动齿轮 5—前盖 6—泵轴 7—键 8—从动齿轮
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q实 q理
P机实 T实ω实
P机理 T理ω实
ηv ηm
T理 T实 P液实 P机理 P液理 P机实
实
P液理 p实q理 P液实 p实q实
ω T q p
理 实
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复习回顾
1、液压泵的工作原理 及三个工作条件 2、液压泵的性能参数及 计算。
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总目录
液压与气压传动二PPT课件
第 13 页
三、 液压泵的功率
第 二
1 输入功率Pi
节
原动机的输出功率是液压泵的输入功率，即实际驱动泵轴旋转所需的机械功率，
液压
其计算公式为
泵
的
Pi Ti 2πnTi
性
能
参
式中，Ti ——驱动泵轴旋转所需的转矩。
的
性
想一想
能
参 数
若用32 MPa额定压力的高压泵给液压系统供油，只要液压泵一启动起来就会输出32 MPa的高压油，对吗？
第二章 液压动力元件
第 11 页
二、 液压泵的排量及流量
第
1
排量V
二
节
在不考虑泄漏的情况下，液压泵轴每转一周所排出的液体的体积称为液压泵的排量。排
量可以调节的液压泵称为变量泵，排量不可以调节的液压泵称为定量泵。
型
a腔中的油液将顶开排油单向阀5流入系统而实现压油，
1—偏心轮；2—柱塞；3—泵体；
此时单向阀6关闭。
4—弹簧；5，6—单向阀
图2-2 液压泵的工作原理图
第二章 液压动力元件
第7页
原动机驱动偏心轮连续回转，吸油、压油过程循环进行，从而将电动机或其
第 一 节
他原动机输入的机械能转换成油液的压力能，实现了能量的转换。由上述分析可 知，液压泵要实现吸油、压油的工作过程，必须具备下列条件。
理
简称容积泵。目前，液压传动中的油泵一般均采用容积泵。
及类Leabharlann 型第二章 液压动力元件
第8页
二、 液压泵的类型和图形符号
第 一
液压泵的种类很多，按照结构的不同，可分为齿轮泵、叶片泵、柱塞泵和螺杆
节
泵等；按其输油方向能否改变可分为单向泵和双向泵；按其输出的流量能否调节可
液压与气压传动课件-PPT
2、实际流体的伯努利方程：
由于实际流体具有粘性，流动时必然产生内摩擦力且 造成能量的损失，使总能量沿流体的流向逐渐减小， 而不再是一个常数；另一方面由于液体在管道过流截 面上的速度分布并不均匀，在计算中用的是平均流速， 必然会产生误差，为了修正这一误差引入了动能修正
系数α 。
所以，实际的伯努利方程应为
•由此可知动力粘度μ ：是指它在单位速度梯 度下流动时单位面积上产生的内摩擦力。
动力粘度μ的单位：
CGS制中常用 P（泊） 1cP（厘泊）=10-2 P （泊）
SI单位： Pa·s（帕·秒） 1 Pa·s =1 N·s/m2
换算关系： 1 Pa·s =10 P =103 cP
（2） 运动粘度ν ：
第一节 液压油液
在液压系统中，最常用的工作介质是 液压油，液压油是传递信号和能量的工作 介质。同时，还起到润滑，冷却和防锈等 方面的作用。液压系统能否可靠和有效地 工作，在很大程度上取决于液压油。
一、液压油液的性质
（一）密度和重度： 密度ρ：单位 Kg/m3
对匀质液体：单位体积内所含的质量。 ρ = m/V
1）静止液体内某点处的压力由两部分组成：一部分是液体
表面上的压力p0，另一部分是ρg与该点离液面深度h的
乘积。
2）静止液体内的压力沿液深呈直线规律分布。
3）离液面深度相同处各点的压力都相等，压力相等的点组 成的面叫等压面。
同一种液体于连通器内
空气 水
连通但不是同一种液体
汞
水
（二）压力的表示法及单位：
1bar＝105N/m2
例1：已知ρ=900kg/m3 , F=1000N,
A=1 ×10-3 m2 , 求h=0.5m处的静压力p=?
液压与气压传动 第2版 教学课件 ppt 作者 马振福 高职课件2、3
1．液压泵的工作原理（1）液压泵工作原理：一、液压泵的工作原理及种类柱塞2靠弹簧4压紧在偏心轮1上，偏心轮1的转动使柱塞2作往复运动。
柱塞2向右移动时，油腔a的容积由小变大，形成局部真空，大气压力迫使油箱中的油液通过吸油管顶开单向阀6，进入油腔a中，这就是泵的吸油过程。
当柱塞2向左移动时，油腔a的容积由大变小，迫使其中的油液顶开单向阀5流入系统，这就是泵的压油过程。
偏心轮不断地旋转，泵就不断的吸油和压油。
（2）液压泵正常工作的必备条件：1）应具有一个或若干个能周期性变化的密封容积。
2）应有配流装置，即将吸、压油腔隔开。
3）吸油过程中，油箱必须与大气相通。
Vnq t （1）排量：是指不考虑泄漏情况下，泵轴一转所排出油液的体积。
常用单位为cm³/r 或mL/r 。
排量的大小取决于泵的密封腔的几何尺寸。
（2）流量：是指泵在单位时间内排出油液的体积。
1）理论流量：是指泵在不考虑泄漏的情况下，单位时间内排出油液的体积。
它等于排量V 和转速n 的乘积，即P V t q 2）实际流量：是指泵在实际工作压力下排出的流量。
由于泵存在泄漏，所以泵的实际流量小于理论流量。
3）额定流量：是指泵在额定转速和额定压力下输出的流量。
P q n q（1）液压泵的功率1）输入功率 ：即驱动液压泵的电动机所需的功率。
若输入转矩为 ，角速度为，则 i P i T )2(n πωω=ii nT P π2=pqP o =0P 2）输出功率：是指泵的工作压力和实际输出流量的乘积。
式中： —液压泵的输出功率 ( )；—液压泵的工作压力 ( )；—液压泵的实际输出流量（）。
0P P p P q a P W s m /3二、齿轮泵的结构分离三片式结构：即泵前端盖6、后端盖2 和泵体5，三片由定位销定位，用螺钉固定。
大的为吸油口，小的为压油口，其目的是为了减小压力油的作用面积，从而减小齿轮泵的径向不平衡力。
3．齿轮泵的困油现象齿轮泵要平稳工作，齿轮啮合重叠系数>1，即前一对轮齿尚未脱离啮合时，后一对轮齿已经进入啮合，故在某一段时间内，同时有两对轮齿啮合。
液压与气压传动02
第二章 能源装置及辅件
其中对泄漏影响最大的是 端面间隙间隙，可占总泄 漏量的75%~80%。它是影 响齿轮泵压力提高的首要 因素。
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三个泄露途径:
端面间隙泄漏：最大 啮合间隙泄漏 径向间隙泄漏
上海电机学院机械学院
液压与气压传动
困油现象及其消除措施
限压式变量叶片泵的流量改变是利用压力的反馈作用实现的， 分为外反馈式和内反馈式两种。其中，外反馈限压式变量叶片 泵能根据外负载（泵的工作压力）的大小自动调节泵的排量。
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外反馈限压式变量叶片泵工作原理
图中液压泵的转子1中心固定 不动，定子3可左右移动。定 子左侧有一弹簧2，右侧是一 反馈柱塞5，它的油腔与泵的 压油腔相通。
吸压油腔隔开：配油盘上封油区和叶片
1、结构
组成：转子1、定子2、叶片3、配油盘和端盖等。
特点：定子的内表面是圆柱形孔
定子和转子不同心，有偏心距e
转子上开槽，叶片可以在转子槽内灵活滑动 配油盘上有2个腰形窗口
密封工作腔围成：由定子、转子、两相邻叶片和 配油盘组成密封工作腔。
图2-12 单作用叶片泵工作原理 1—转子 2—定子 3—叶片
液压泵输油时，吸油阀在液压和弹簧作用下关闭，而压油阀在 液压作用下开启。
这种吸入和输出油液的转换，称为配流。
液压泵的配流方式： 确定式配流（如叶片泵的配流盘、径向柱塞泵的配流轴） 阀式配流 （如逆止阀等）
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液压与气压传动
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国际单位：Pa( N/m2) 工程单位: bar (kgf/cm2)
换算关系 1bar (kgf/cm2)=105Pa ( N/m2)=0.1MPa
2、排量 V
第二章
排量V 是指在没有泄漏的理想情况下，液压泵
每转所排出的油液体积。
排量的单位:
国际单位：m3/rad 工程单位 ：cm3/r(mL/r)
换算关系
1mL/r= cm3/r =
1
2
×10-6
m3/rad
3、流量
第二章
(1) 平均理论流量 qt
在不考虑泄漏的情况下，液压泵在单位时间内理 论上输出的油液体积。即
qt nV
(2) 实际流量 q
液压泵工作时实际输出的油液体积，其值为理
论流量qt 减去泄漏量 Δq , 即
q qt q
(3) 瞬时(理论)流量 qsh
第二章
在偏心轮的几何中心转到最下点 o1 时终止，吸
油完成，偏心轮继续旋转，柱塞随偏心轮向上运 动，密封容积由大变小，油液受压顶开单向阀6
排出(单向阀5关闭),这一过程称为排油。当偏心
轮的几何中心转到最上点 o1时终止，实现排油
（完成压油），偏心轮不断旋转，泵就不断吸油 和压油。
液压泵的工作原理归纳如下：
第二章
（1）密闭的容积发生变化是吸油、压油的根本原理， 容积变大时形成真空，油箱中的油液在大气压 力下进入密闭的容积(吸油)，容积减小时油液 受压排出(压油)；
（2）油箱的液面与大气相通是吸油的必要条件；
（3）要有配流装置将吸油、压油的过程分开； (吸油口、排压口不能相通)
2、液压马达的工作原理：
第二章 液压泵与液压马达
第一节 液压泵和液压马达概述 第二节 齿轮式液压泵和齿轮式液压马达 第三节 叶片式液压泵和叶片式液压马达 第四节 柱塞式液压泵和柱塞式液压马达
本章重点
第二章
1、液压泵和液压马达的工作原理； 2、液压泵、液压马达的主要性能参数及计算； 3、液压泵和液压马达的结构特点以及图形符号 。
第二章
二、液压泵、液压马达的主要性能参数：
(一) 液压泵的主要性能参数：p40
吸入压力
1、压力 工作压力 p 额定压力ps
吸入压力 液压泵进口处的压力； 工作压力 p 液压泵工作时的输出压力，其大小
决定于负载； 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 。
（一般液压泵有一定的过载能力，允许的最大 过载压力为额定压力的 1. 25倍）
液压马达(displacement motor)是依靠输入的
压力油使输出轴作旋转运动而作功的液压执行元件， 其作用是将压力能转化为机械能。液压马达输出轴 与工作机构连接。承受来自工作机构的负载扭矩。
第二章
从工作原理上讲，液压传动中的液压泵和液 压马达都是靠工作积的容积变化而工作的。因此 说泵可以作马达用，马达可作泵用。实际上由于 两者工作状态不一样，为了更好发挥各自工作性 能，在结构上存在差别，所以不能通用。
叶片式液压泵 叶片式液压马达
柱塞式液压泵
柱塞式
柱塞式液压马达
按输出、输入的流量是否可调又可分两大类：
定量
变量
定量液压泵 定量液压马达 变量液压泵 变量液压马达
按输出、输入液流的方向是否可调又分两大类：
单向
双向
单向液压泵 单向液压马达 双向液压泵 双向液压马达
在按结构形式分为三大类中：
第二章
液压泵任一瞬时理论输出的流量，一般它是
波动的，即qsh≠ q ,
(4) 额定流量 qs
液压泵在额定压力、额定转速下允许连续运行的流量。
流量的单位： 国际单位： m3/s
工程单位： L/min
换算关系 L/min=16.67×10-6m3/s
4、容积效率ηv
第二章
液压泵的实际流量与理论流量的比值，称为泵的
而高速液压马达的基本形式有齿轮马达、叶 片马达和轴向柱塞马达(螺杆式马达)，低速液压 马达主要是径向柱塞马达。
第二章
高速液压马达的主要特点是：转速较高、转动 惯量小、便于起动和制动，调节(调速和换向)灵敏 度高。通常高速马达的输出转矩不大，仅几十N·m 到几百N·m，∴又称高速小转矩液压马达。
低速液压马达的特点：排量大、体积小、转速 低，可低到每分钟几转，能直接与工作机构连接， 不需减速装置，使传动机构大大简化。低速马达输 出转矩较大，可达几千N·m到几万N·m，∴又称低 速大转矩马达。
齿轮式
液压泵 一般是定量泵 液压马达 一般是定量马达
叶片式
液压泵
定量泵 变量泵
液压马达 一般是定量马达
柱塞式
液压泵 液压马达
定量泵 变量泵
定量马达
变量马达
第二章
第二章
对于液压马达，又可分为高速和低速两大类。
一般认为：
额定转速高于500r／min的属于高速液压马达，
额定转速低于500r／min的则属于低速液压马达。
第二章
液压马达是把输入液体的压力能转换成机械能 输出的装置。就液压系统来说，液压马达是一个 执行元件，输出的是转速和转矩，对于不同类型 的液压马达其具体的工作原理有所不同，具体在 后面说明。
（二）分类
第二章
常用的液压泵及液压马达按其结构形式可分为三大类：
齿轮式
叶片式
齿轮式液压泵 齿轮式液压马达
本章难点
1、液压泵、液压马达的主要性能参数； 2、液压泵、液压马达的主要性能参数的计算； 3、液压泵和液压马达的结构。
第二章
§2—1 液压泵和液压马达概述 p38
液压泵(displacement pump)是液压系统的动力
元件。其作用是将原动机(电动机、柴油机等)输入 的机械能(转矩和角速度)转换为压力能(压力和流量) 输出，供给系统压力油，即为执行元件提供压力油。
同学们把这一章学完了，液压泵和液压马 达的结构弄清楚了，也就可以知道为什么液压 泵和液压马达不能互逆通用 。
一、液压泵、液压马达的工作原理及分类：
(一)工作原理
单向阀5、6
缸体4
弹簧3
柱塞2 偏心轮1
油箱7 图2—1 单柱塞泵的工作原理图
1、泵的工作原理
Байду номын сангаас
第二章
如图所示，单柱塞泵由偏心轮1、柱塞2、弹簧3、缸 体4和单向阀5、6等组成，柱塞与缸体孔之间形成密封 容积。当原动机带动偏心轮顺时针方向旋转时，柱塞 在弹簧的作用下向下运动，柱塞与缸体孔组成的密封 容积增大，形成真空。油箱中的油液在大气压的作用 下经单向阀5进入其内(此时单向阀6关闭)，这一过程 称为吸油 ;