液压泵与液压马达

• ​液压马达

  • ​工作原理

    • ​输入液压油；推动活塞移动；偏心轮转动

    • ​与液压泵在原理上互逆，结构上类似，功用上相反

  • ​主要参数

    • ​压力

      • ​工作压力

        • ​取决于马达负载

      • ​额定压力

        • ​能使马达连续正常运转的最高压力

    • ​流量与容积效率

      • ​实际流量

        • ​输入马达的实际流量： $q= q_{t} + \triangle q$ 

      • ​容积效率

        • ​ $η _{v} = \frac{ q_{t} }{q} =1- \frac{ \triangle q}{q}$ 

    • ​排量与转速

      • ​排量

        • ​容积效率为1时输出轴旋转一周所需的油液体积

      • ​转速

        • ​ $n= \frac{ q_{t} }{V} = \frac{q η _{v} }{V}$ 

    • ​理论转矩与机械效率

      • ​理论转矩

        • ​ $T_{t} = \frac{ \triangle pV}{2 π }$ 

      • ​机械效率

        • ​ $η _{m} = \frac{T}{ T_{t} }$ 

• ​液压泵

  • ​工作条件

    • ​必须具有一个由运动件和非运动件构成的密闭容积

    • ​密闭容积的大小随运动件的运动作周期性变化

    • ​具有相应的配油机构

  • ​分类

    • ​齿轮泵

      • ​外啮合齿轮泵

        • ​原理

          • ​轮齿脱开，工作腔容积增大，吸油
            轮齿啮合，工作腔容积减小，压油

        • ​结构问题

          • ​困油现象

            • ​齿轮旋转时，封闭腔容积发生变化
              油液受压缩或膨胀

          • ​泄漏

            • ​径向泄露
              端面泄露
              啮合线泄露

          • ​径向作用力不平衡

            • ​齿轮工作时，液压力从低压腔到高压腔逐渐增加

        • ​结构问题
          解决方法

          • ​困油

            • ​在两侧端盖上分别开卸荷槽

          • ​泄露

            • ​齿轮和盖板间增加一个补偿零件

          • ​径向力不平衡

            • ​缩小压油口
              适当增大径向间隙

        • ​应用

          • ​用于负载小，功率小的机床设备
            应用于工作环境差的工程机械

      • ​内啮合齿轮泵

        • ​分为渐开线齿形和摆线齿形

        • ​优点：结构紧凑，重量轻，运转平稳，流量脉动小
          缺点：齿形复杂，加工困难，不适合高速高压工况

    • ​叶片泵

      • ​单作用叶片泵

        • ​原理：密封容积由小变大，从吸油口吸油
          密封容积由大变小，从压油口压出油液

        • ​结构特点：可改变偏心距来调节泵的排量和流量
                            根部油液自动切换
                             叶片后倾

        • ​应用特点：易实现流量调节，常用于快慢速运动的液压系统

      • ​双作用叶片泵

        • ​原理：进行两次的压油和吸油

        • ​结构特点：径向力平衡;槽根部全部通压力油：叶片前倾

        • ​提高压力措施：
          采用浮动配流盘实现端面间隙补偿
          减小通往吸油区叶片根部的油液压力
          减小吸油区叶片根部的有效作用面积

      • ​优缺点

        • ​优点：结构紧凑，体积小，运转平稳，寿命长
          缺点：自吸性能差，对油液污染敏感，结构复杂

    • ​柱塞泵

      • ​径向柱塞泵

        • ​原理

          • ​柱塞在离心力作用下紧靠定子的内壁，
            定子迫使柱塞往复运动，实现吸压油

        • ​排量

          • ​ $V=( π d^{2} /2)ez$ 

      • ​轴向柱塞泵

        • ​斜盘式原理

          • ​缸体转动，迫使柱塞往复运动，实现吸压油

        • ​排量与流量

          • ​排量： $V=( π d^{2} /2）D（tany）z$ 

          • ​实际流量： $q=( π d^{2} /4）D（tany）zn η _{v}$ 

  • ​基本选用原则

    • ​负载小，功率小，用齿轮泵和双作用叶片泵

    • ​精度要求高 $\rightarrow$ 螺杆泵和双作用叶片泵

    • ​负载大并具有快慢速行程 $\rightarrow$ 限压式变量叶片泵

    • ​负载大，功率大 $\rightarrow$ 柱塞泵

    • ​辅助装置，要求不高 $\rightarrow$ 齿轮泵

• • ​液压泵主要参数

    • ​压力

      • ​工作压力

        • ​液压泵出口处的实际压力，其大小取决于负载

      • ​额定压力

        • ​液压泵在连续使用中，允许达到的最高压力

    • ​排量，流量

      • ​排量

        • ​指在没有泄露的情况下，泵轴转过一转所排出的油液体积

      • ​流量

        • ​理论流量 $q_{t}$ 

          • ​在没有泄露情况下，单位时间内所输出的油液体积，
            大小与泵轴的转速和排量有关 $\rightarrow$  $q_{t} =Vn$ 

        • 实际流量q

          • ​单位时间内实际输出的油液体积

        • ​额定流量 $q_{s}$ 

          • ​在额定转速和额定压力下输出的流量

    • ​功率与效率

      • ​输入功率 $P_{i}$ 

        • ​驱动液压泵轴的机械功率

      • ​输出功率 $P_{o}$ 

        • ​液压泵输出的液压功率

      • ​理论功率 $P_{t}$ 

        • ​不考虑液压泵能量损失的前提下，输入功率等于输出功率 $\rightarrow$
            $P_{t} =pVn=2 π n T_{t}$ 

      • ​功率损失

        • ​输出功率与输入功率的损失

          • ​容积损失

            • ​因内泄露，气穴和油液在高压下受压缩而造成的流量上的损失

            • ​容积效率

              •  $η _{v} = \frac{q}{q_{t} } = \frac{ q_{t}- \triangle _{q} }{ q_{t} } =1- \frac{ \triangle q}{ q_{t} }$ 

                
                

          • ​机械损失

            • ​泵内摩擦造成转矩上的损失

            • ​机械效率

              • ​ $η _{m} = \frac{p V}{2 π T}$ 

      • ​总效率

        • ​液压泵的输出功率与输入功率之比

        • ​ $η = η _{v} η _{m}$ 

        • ​总效率等于容积效率与机械效率之乘积