液压传动的工作原理文档格式.docx
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bV密可周而复始发生变化
内带漏气--气的压力上不去(不密封)
如自行车加气〈
内带虽好,但气筒无往复运动,仍加不上气(v密不变化)
同样:
液压与气压能转化为机械能也必须满足上述条件
系统的组成及图形符号
1机床工作台液压传动系统举例
工作原理;
油路--图示、左位、右位
换向--换向阀
调速--节流阀
调压--溢流阀
2液压与气压传动系统的组成及作用
1)动力元件--液压泵,将原动机输入的机械能转换为液体或气体的压力能,作为系统供
油能源或气源装置。
2)控制调节元件--各种控制阀,用以控制流体的方向、压力和流量,以保证执行元件
完成预期的工作任务。
3)执行元件--缸(或马达),将流体的压力能转换为机械能,而对负载作功。
4)辅助元件--油箱、油管、滤油器、压力表、冷却器、分水滤水起、油雾器、消声器、
管件、管接头和各种信号转换器等,创造必要条件,保证系统正常工作。
5)工作介质--液压油或压缩空气
3液压传动系统的图形符号
结构或半结构式图形--表示结构原理,直观性强,易理解,但结构复杂。
表示方法〈
图形符号*--只表示元件功能,不表示元件结构和参数,简单明了,易于绘制(GB786--76)(GB786--93)
液压传动的优缺点及应用
1液压传动的特点
优点:
独特之处--力大无穷(P=32MP以上)
如:
所拿液压千斤顶,可顶起1.6吨重物,若每位男同学体重为128斤,
可举起25位男同学。
缺点:
不宜远距离传递
1)泄漏严重〈不宜保证严格的传动比
污染地面
2)对T变化敏感
3)难于检查故障
2气压传动的特点
取之不尽,用之不竭,且无污染,低成本,综合自动化,但功率较小。
3液压与气压传动的应用和发展
发展应用:
1)液压传动从17世纪帕斯卡提出静压传递原理、1795年世界上第一台水压机诞生,已有200多年的历史,但由于没有成熟的液压传动技术和液压元件,且工艺制造水平低下发展缓慢,几乎停滞气压传动早在公元前,埃及人就开始采用风箱产生压缩空气助燃。
从18世纪的产业革命开始逐渐应用于各类行业中。
2)上世纪30年代,由于工艺制造水平提高,开始生产液压元件,并首先应用于机床。
3)上世纪50、60、70年代,工艺水平很大提高,液压与气压传动技术也迅速发展,国民经济各个领域,从蓝天到水下,从军用到民用,从重工业到轻工业,到处都有液压与气压传动术,且其水平高低已成为一个国家工业发展水平的标志。
火炮跟踪、飞机和导弹的动、炮塔稳定、海底石油探测平台固定、煤矿矿井支承、矿山用的风钻、火车的刹车装置、液压装载、起重、挖掘、轧钢机组、数控机床、多工位组合机床、全自动液压车床、液压机械手等等。
我国液压与气压传动技术从60年代开始发展较快,但其发展速度远远落后于同期发展的日本,主要由于工艺制造水平跟不上,新产品研制开发和发达国家不差上下,但制造比较困难,希望在坐各位能用自己所学为液压与气压传动技术作出贡献。
发展趋势:
向高压、高速、高效率、大流量、大功率、微型化、低噪声、低能耗、经久耐用、高度集成化方向发展,向用计算机控制的机电一体化方向发展。
总之:
流体技术+电气控制,
好比老虎插上翅膀,
而今同计算机控制相结合,
又将进入一个崭新的历史阶段,
因此,学好本门课,有助于大家在今后的工作中多出成果。
液压泵概述
功用:
将原动机输入的机械能转换为液体的压力能向系统供油。
概述:
3、1、1液压泵的基本原理及分类
1基本工作原理
吸油:
密封容积增大,产生真空
压油:
密封容积减小,油液被迫压出
容积式
2基本工作条件(必要条件)
(1)形成密封容积
(2)密封容积变化(3)吸压油口隔开
3分类
按结构形式:
齿轮式叶片式柱塞式
按输油方向能否改变:
单向泵、双向泵
按输出排量能否调节:
定量泵、变量泵
按工作压力:
低压泵、中压泵、中高压泵、高压泵
3、1、2液压泵的性能参数
1压力
(1)工作压力——指泵实际工作时输出油液的压力,(其值取决于外界负载:
管阻、
摩擦、外负载*)
(2)额定压力——指泵在正常工作条件下,按实验标准规定能够连续运转的最高压力
(受泵本身泄漏和结构强度的限制)p>
pn即泵过载
(3)最高允许压力—泵在短时间内允许超载使用的极限压力
(4)吸入压力——泵的吸入压力
2排量和流量
(1)排量V——在没有泄露的情况下,泵每转一周所排出的液体体积
(2)理论流量qt——不考虑泄露的情况下,单位时间内qt=Vn
(3)实际流量q——指泵工作时实际输出的流量q=qt-Δq
(4)额定流量qn——指泵在正常工作条件下,按试验标准规定必须保证的输出流量。
q≤qn≤qt
(5)瞬时流量qm——泵在某一瞬时的几何流量
3功率
理论功率——Pt=Δpqt
输入功率——即泵轴的驱动功率PI=ωT=2πnT
输出功率——PO=Δpq
结论:
液压传动系统中,液体所具有的功率,即液压功率等于压力和流量的乘积。
若忽略能量损失,则:
PO=PI、Pt=Δpqt=ΔpVn=ωTt=2πnTt
∵实际上有能量损失
∴PO<
PI
4效率
容积效率——液压泵实际流量与理论流量的比值
ηpv=q/qt=qt-△q/qt=1-△q/qt
△q=kLp△q∝p
ηpv=1-kLp/vn
机械效率——理论转矩与实际输入转矩之比值
ηpm=Tt/T=ωTt/2πnT=ΔpVω/2πnT=qtΔp/pi=pt/pi
总效率——泵的输出功率与输入功率之比值
η=PO/PI=qΔp/pi=qvΔpηpm/qtΔp=ηvηm
液压泵的总效率等于容积效率与机械效率之乘积。
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齿轮泵
分类:
按啮合形式可分为:
外啮合内啮合
外啮合齿轮泵的组成:
分离三片式,前、后泵盖,泵体,一对齿数、模数、齿形完全相同的渐开线外啮合齿轮
装在泵体内,将其分为两部分(吸和压)。
【工程图】
外啮合齿轮泵的工作原理:
∵容积式泵
∴满足三句话十八个字
密封容积形成——齿轮的齿槽、泵体内表面、前后泵盖围成
齿轮退出啮合,容积↑吸油
密封容积变化
齿轮进入啮合,容积↓压油
吸压油口隔开——两齿轮啮合线及泵盖
齿轮泵的排量和流量
∵齿轮啮合时,啮合点位置瞬间变化,其工作容积变化率不等
∴瞬时流量不均匀——即脉动,计算瞬时流量时须积分计算才精确,比较麻烦,一般用近似计算法。
排量:
假设:
齿槽容积=轮齿体积
排量=齿槽容积+轮齿体积
即相当于有效齿高和齿宽所构成的平面所扫过的环形体积,
则V=πDhB=2πZm2B
实际上:
∵齿槽容积=轮齿体积
∴V=6.66zm2B
流量:
理论流量:
qt=Vn=6.66zm2Bn
实际流量:
q=qtηv=6.66zm2Bnηv
(1)流量是齿轮几何参数和转速的函数
(2)∵转速等于常数,流量等于常数,
∴为定量泵
(3)流量与出口压力无关
∴与压力无关
瞬时流量
∵每一对轮齿啮合时,啮合点位置变化
∴瞬时流量也变化:
从最小变到最大
又从最大变到最小
故出现流量脉动,其流量脉动率为
δq=(qvmax)sh-(qvmin)sh/qv100%
齿数越少,脉动率越大,最大可达20%以上。
流量脉动是容积式泵的共同弊病:
既会引起系统的压力脉动,产生振动和噪声,又会影响传动的平稳性。
齿轮泵的结构要点
1泄漏
(1)径向泄漏占总泄漏量的20%—25%
(2)齿侧泄漏5%
(3)端面泄漏*75%—80%
∵齿轮泵存在间隙
∴p↑△q↑
故应减小端面泄漏
2径向不平衡作用力
径向力的产生:
液压力*、啮合力
液体沿圆周分布规律:
从高压腔到低压腔,压力沿齿轮外圆逐齿分步降低F=K△pBD
所以齿轮和轴承受到径向不平衡力,p↑,径向不平衡力增大。
结果:
加速轴承磨损,降低轴承寿命,还可能使齿轮轴弯曲,导致齿顶与泵体摩擦加剧,
使泵不能正常工作。
改善措施:
1)缩小压油口,以减小压力油作用面积。
2)减小泵体内表面和齿顶间隙
3)开压力平衡槽,但泄漏量增大,容积效率减小。
3困油现象
产生原因:
为保证齿轮连续平稳运转,齿轮啮合的重合度必须大于1,所以有时会出现两对
轮齿同时啮合的情况,在齿向啮合线间形成一个封闭容积。
a→b容积缩小
b→c容积增大
产生结果:
a→bp↑高压油从一切可能泄漏的缝隙强行挤出,使轴和轴承受很大冲击载荷,
泵剧烈振动,同时无功损耗增大,油液发热
b→cp↓形成局部真空,产生气穴,引起振动、噪声、汽蚀等
由于困油现象,使泵工作性能不稳定,产生振动、噪声等,直接影响泵的工作寿命,
所以,我们希望容积式泵:
“围而不困,困而不死。
”
消除困油的方法:
原则:
a→b密封容积减小,使之通压
b→c密封容积增大,使之通吸
b密封容积最小,隔开吸压油口
方法:
在泵盖(或轴承座)上开卸荷槽为彻底消除困油,CB——B形泵将卸荷槽整个向
吸油腔侧平移一段距离,效果更好。
提高外啮合齿轮泵压力的措施
∵齿轮泵存在间隙
又∵径向不平衡力也∝p
∴p↑径向力↑
故上述齿轮泵常用于低压场合,为使其成高压泵,
减小径向力
可采用如下方法增大轴与轴承刚度
自动补偿轴向间隙*
1浮动轴套式
原理:
将压力油引入轴套背面,使之紧贴齿轮端面,补偿磨损,减小间隙
2弹性侧板式
原理:
将泵出口压力油引至侧板背面,靠侧板自身的变形来补偿端面间隙。
内啮合齿轮泵
1渐开线齿形内啮合齿轮泵
小齿轮、内齿环、月牙形隔板等
小齿轮带动内齿环同向异速旋转,左半部分轮齿退出啮合,形成真空,吸油。
右半部分轮齿退出啮合,容积减小,压油。
月牙板同两齿轮将吸压油口隔开。
2摆线齿形内啮合齿轮泵(摆线转子泵)
内、外转子相差一齿,且有一偏心距
吸油—左半部分,
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- 液压 传动 工作 原理