项目二 液压元件的识别与应用,1.技能目标具备对简单的液压与气动系统图的识读能力、绘读能力； 具备对液压与气动系统接线及元器件的安装布置能力，控制系统操作运行及调试能力，资料的搜集、查找及应用能力和同学间的相互评价能力； 2.知识目标 掌握液压与气动系统的工作介质、组成及工作原理，液压与气动系统的图形符号及识读方法； 掌握简单的液压与气动回路图的绘制，专业绘图软件的应用及简单的液压与气动系统的安装与调试技能。,主要内容,任务1 液压泵的识别与应用 任务2 液压马达与液压缸的识别与应用 任务3 液压控制阀的识别与应用 任务4 液压辅助元件的识别与应用,任务1 液压泵的识别与应用,【任务描述】 液压泵是液压系统中的主要动力元件，它将原动机（一般是电动机）输出的机械能转换为工作液体的压力能，给系统提供具有一定压力和流量的工作液体，是一种能量转换装置。 本任务将介绍液压泵的工作原理、性能参数以及不同类型液压泵的结构，同时介绍液压泵的识别、选择与应用知识。通过任务的实施，掌握液压泵的识别与应用的基本技能。,【任务分析】,液压泵的类型很多，根据液压泵的结构和工作原理不同，液压泵通常可分为齿轮泵、叶片泵、柱塞泵、螺杆泵等。液压泵的分类情况如下： 本任务主要通过液压泵的拆装实训和液压泵的识别，了解其结构特点，掌握液压泵的工作原理、性能参数及特性，正确选用液压泵。,【知识与技能】,一、液压泵的工作原理及主要性能参数 1.液压泵的工作原理 液压泵的基本工作原理是利用油液的不可压缩性和密封容积的周期性变化来实现的，因此，这类泵又称为容积泵。,图2.1 液压泵工作原理图 偏心凸轮；2柱塞；3柱塞套筒；4弹簧；5、6单向阀,由上述容积泵工作原理可以知道，要形成一个容积泵，需要具备以下几个基本条件。 （1）周期性变化的密封容积 密封容积是形成容积泵的最为基本的条件，必须要有一个与外界相隔绝的密封空间，才有形成吸油和压油的可能。 密封容积要能够周期性地变化，才能够利用油液的不可压缩性，形成密封腔内油液的压力的变化，完成吸油和压油。 （2）要有配流装置,（3）油箱的油液要与大气相通或形成充压油箱 油箱中的油液必须与大气相通，才能在吸油行程时，利用大气的压力将油箱中的油液压入油泵的密封容积内，完成吸油。 如果要采用与外界相隔离的封闭式油箱，为保证顺利吸入油液，必须采用充压油箱。,2.液压泵的主要性能参数,工作压力与额定压力 工作压力p。额定压力pn。 最高允许压力pmax。 排量和流量 排量V。 流量q 理论流量qt 实际流量q 额定流量qs。,泵的功率和效率 液压泵的功率损失。 容积损失。容积损失是指液压泵流量上的损失。 泵的容积效率v。液压泵的容积损失用容积效率v来表示，它等于液压泵的实际输出流量q与其理论流量qt之比，即,机械损失。机械损失是指液压泵在转矩上的损失。 机械效率m,液压泵的功率。 输入功率PiPiT0, 输出功率P。P=pq （7）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,二.常用液压泵的分类,三、液压泵的结构,1.齿轮泵 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，按其齿轮啮合方式的不同，齿轮泵可分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵两类，而外啮合齿轮泵由于其结构简单、制造方便，所以应用广泛。,外啮合齿轮泵 外啮合齿轮泵的工作原理,外啮合齿轮泵的基本结构,CB齿轮泵的基本结构 1弹簧挡圈；2轴承端盖；3滚针轴承；4后端盖；5、13键；6主动齿轮； 7泵体；8前端盖；9螺钉；10油封端盖；11密封圈；12传动轴； 14从动齿轮；15从动轴；16卸荷槽；17定位销；18困油卸荷槽,外啮合齿轮泵所存在的问题及其解决措施,a.内泄漏较严重,采用浮动轴套消除端面间隙,b.齿轮啮合区的困油现象,c.齿轮的径向力不平衡,外啮合齿轮泵的优缺点及其应用,外啮合齿轮泵的优点是结构简单，尺寸小，重量轻，制造方便，价格低廉，工作可靠，自吸能力强（容许的吸油真空度大），对油液污染不敏感，维护容易。它的缺点是齿轮、轴承和轴会承受很大的不平衡径向力，磨损严重，泄漏大，使泵的工作压力的提高受到限制。此外，它的流量脉动大，因而压力脉动和噪声都比较大，齿轮泵一般应用于低压、小流量的场合下。,外啮合齿轮泵的主要参数,a.外啮合齿轮泵的排量 当齿轮的模数为m、齿宽为B、齿数为z时，外啮合齿轮泵的排量为 V = 6.66zm2B （2-12） b.外啮合齿轮泵的流量 qt = 6.66zm2Bn （2-13） qt = 6.66zm2Bnv （2-14）,内啮合齿轮泵,齿轮泵的结构特点与应用,齿轮泵的主要特点是结构简单，制造、维修方便，价格低廉，而且它对油液的污染程度不敏感。它的主要缺点是压力与流量的脉动较大，工作时的噪声较大，并且它的输出排量是不可调节的，只能够做成定量泵。,2.叶片泵,在工作压力超过10MPa的应用场合，一般都优先考虑采用叶片泵。叶片泵根据其排量是否可调整分为定量叶片泵与变量泵两类，定量叶片泵一般采用双作用式对称结构，而变量叶片泵需要采用单作用式偏心结构。,1定子；2转子；3叶片,双作用叶片泵的基本结构,1-后泵体、2、6-左右配流盘；3-转子；4-定子；5-叶片； 7-前泵体；8-前端盖；9-传动轴；10-密封圈； 11、12-滚动轴承；13-固定螺钉,双作用叶片泵的几个重要结构与参数,a.配油盘,1、3压油窗口；2、4吸油窗口；C环形槽,b.定子曲线 c.叶片的倾角 叶片压力不均衡的解决方法 a.阻尼油槽 b.薄叶片结构 c.阶梯片结构 d.复合式叶片结构 e.双叶片结构,双作用叶片泵的特点与应用,双作用式叶片泵的结构较齿轮泵复杂，但其工作压力较齿轮泵高，且流量脉动小（双作用叶片泵的叶片数一般为12或16片），工作平稳，噪声较小，寿命较长。因此它被广泛应用于机械制造中的专用机床、自动线等中、低压液压系统中，一般工作压力在16MPa左右，但其结构复杂，吸油特性不太好，对油液的污染也比较敏感。,单作用式叶片泵,单作用叶片泵的工作原理 单作用叶片泵的工作原理如图2.15所示，与双作用叶片泵相类似，单作用叶片泵的主要结构也由转子1、定子2、叶片3和端盖等组成。但其定子的工作表面为圆柱形内表面，且定子和转子间设置有偏心距，当转子回转时，由于叶片的离心力作用，使叶片紧靠在定子内壁，这样，在定子、转子、叶片和两侧配油盘间就形成若干个密封的工作空间。,1转子；2定子；3叶片,单作用式叶片泵的特点与应用,与双作用叶片泵相比较，单作用叶片泵具有以下特点。 a.泵流量可以调节 b.吸、压油路可以反向 c.转子的径向力不平衡,限压式变量叶片泵,限压式变量叶片泵的工作原理 限压式变量叶片泵是一种单作用叶片泵，通过改变定子与转子间的偏心距e，就能改变泵的输出流量。,限压式变量叶片泵的工作特性,限压式变量叶片泵的应用,这种泵特别适用于那些要求执行元件有快速、慢速和保压阶段的中、低压系统，有利于节能和简化回路。,双联叶片泵和双级叶片泵,双联叶片泵 双联叶片泵是由两个相互独立的叶片泵装在同一根驱动轴上所组成的。两个泵的外部油路互相独立。两个泵可以共用同一个进油口，但它们的压油口是各自独立的。两个泵可以装在同一个壳体里，也可以各自单独设置外壳。如图2.18（a）所示的是两个泵共用同一个壳体，但出油口各自独立的双联泵，它们由驱动轴7共同带动。图2.18（b）所示的是它的符号。,双级叶片泵 双级叶片泵是指同一根驱动轴上安装的两个泵串联成为前、后两级的油路关系，即前一个泵的出油口就是后一个泵的进油口，两个叶片泵装在一个泵体内并在油路上相互串接。,1-前泵体；2-定子；3-转子；4-中间泵体；5-右泵体； 6-右端盖；7-驱动轴,3.柱塞泵,柱塞泵的结构紧凑，工作压力高、效率高，流量调节方便，故在需要高压、大流量、大功率的系统中和流量需要调节的场合，如在龙门刨床、拉床、液压机、工程机械、矿山冶金机械、船舶等设备中，得到应用。 柱塞泵按柱塞相对于驱动轴位置的排列方向的不同，可分为径向柱塞泵和轴向柱塞泵两大类。,径向柱塞泵,径向柱塞泵的柱塞是沿转子的径向分布的，所以，泵的外形结构尺寸大，且由于配油结构较复杂，自吸能力较差，配油轴的径向作用力不平衡，易单向弯曲并加剧磨损，因此限制了径向柱塞泵的转速和压力的提高，目前径向柱塞泵的应用较少。,1柱塞；2缸体；3衬套；4定子；5配油轴,轴向柱塞泵,轴向柱塞泵是将多个柱塞配置在一个转子（缸体）的圆周上，并使柱塞轴线与转子轴线相互平行的一种泵。它避免了由于柱塞径向分布所带来的泵的径向尺寸大的缺点，并且其配流结构简单，没有径向力不平衡的问题，所允许的压力和转速都较高，所以得到了较广泛的应用。,轴向柱塞泵 为了构成柱塞的往复运动条件，轴向柱塞泵都具有倾斜结构，所以，轴向柱塞泵根据其倾斜结构的不同分为斜盘式（直轴式）和斜轴式（摆缸式）两种形式。,1缸体；2配油盘；3柱塞；4斜盘；5传动轴；6弹簧,斜盘式轴向柱塞泵的一般结构,1滑履；2回程盘；3销轴；4斜盘；5变量活塞； 6螺杆；7手轮；8钢球；9大轴承；10缸体； 11中心弹簧；12传动轴；13配流盘；14前轴承； 15前泵体；16中间泵体；17柱塞,斜轴式轴向柱塞泵,a.斜轴式轴向柱塞泵的结构,b.斜轴式轴向柱塞泵的自动补偿原理 c.斜轴式轴向柱塞泵的特点 与斜盘式泵相比较，这类泵的最大特点是变量范围大，这种斜轴式泵由于柱塞和缸体所受的径向作用力较小，泵的强度较高，允许的倾角较大，所以变量范围较大。一般斜盘式泵的最大倾角为20左右，而斜轴式泵的最大倾角可达40。,【自我测验】,1.液压泵的工作压力取决于什么?泵的工作压力与额定压力有何区别? 2.如何计算液压泵的输出功率和输入功率?液压泵在工作过程中会产生哪两方面的能量损失?产生损失的原因何在? 3.齿轮泵为什么有较大的流量脉动?流量脉动大会产生什么危害? 4.齿轮泵压力的提高主要受哪些因素的影响?可以采取哪些措施来提高齿轮泵的压力? 5.说明叶片泵的工作原理。双作用叶片泵和单作用叶片泵各有什么优缺点? 6.限压式变量叶片泵的限定压力和最大流量如何调节?调节时，泵的流量压力特性曲线将如何变化?,7.为什么轴向柱塞泵适用于高压? 8.各类液压泵中，哪些能实现单向变量或双向变量?画出定量泵和变量泵的符号。 9.某液压泵的输出油压P=1OMPa，转速n=1450rmin，排量=lOOmLr，容积效率v=0.95，总效率=0.9，求泵的输出功率和电动机的驱动功率。 10.某变量叶片泵的转子外径d=83mm，定子内径D=89mm，叶片宽度b=30mm。求：(1)当泵的排量V=16mLr时，定子与转子间的偏心量有多大?(2)泵的最大排量是多少? 11.某轴向柱塞泵的斜盘倾角=22。30/柱塞直径d=22mm，柱塞分布圆直径D=68mm，柱塞数z=7。若容积效率v=098，机械效率m=0.9，转速n=960rmin，输出压力p=10MPa，试求泵的理论流量、实际流量和输入功率。,任务2 液压马达与液压缸的识别与应用,液压缸既是液压传动系统中常用的执行元件，也是一种实现能量转换的元件，它可以将油液的压力能转换为机械能，从而实现执行机构的往复直线运动或摆动，输出力或扭矩。,【任务描述】,液压马达和液压缸总称为液压执行元件，它将液压泵供给的液压能转变为机械能输出，驱动工作机构作功，是一种能量转换装置。液压马达实现旋转运动，液压缸实现往复直线运动(或回转摆动)。本任务将介绍液压马达和液压缸的工作原理、性能参数以及不同类型液压马达和液压缸泵的结构，同时介绍液压马达和液压缸的识别、选择与应用知识。通过任务的实施，掌握液压马达液压缸的识别与应用的基本技能。,