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液压泵和液压马达的作用和分类

时间:2019-11-24 17:44:11  来源:  编辑:  浏览量: 137
概况: 作用和分类 液压泵是一种能量转换装置,它把驱动电机的机械能转换成输到系统中去的油液的压力能,供液压系统使用。 液压马达也是一种能量转换装置,它把输入油液的压力
    作用和分类
    液压泵是一种能量转换装置,它把驱动电机的机械能转换成输到系统中去的油液的压力能,供液压系统使用。
    液压马达也是一种能量转换装置,它把输入油液的压力能转换成机械能,使主机的工作部件克服负载及阻力而产生运动。
    液压传动系统中使用的液压泵和液压马达都是容积式的。凸轮1旋转时,柱塞2在凸轮和弹簧3的作用下在缸体中左右移动。柱塞2右移时,缸体中的油腔(密封工作腔4)容积变大,产生真空,油液便通过吸油阀5吸入;柱塞2左移时,缸体中的油腔容积变小,已吸入的油液便通过压油阀6输到系统中去。由此可见,泵是靠密封工作腔的容积变化进行工作的,而它的输出流量的大小是由密封工作腔的容积变化
大小来决定的。
    液压马达是产生连续旋转运动的实行元件。从原理上说,向容积式泵中输入压力油,使其轴转动,就成为液压马达。大部分容积式泵都可作液压马达使用,但在结构细节上有一些
不同。
    摆动液压马达是一种产生往复回转运动(摆动)的实行元件,往复摆动的角度因结构而异。摆动液压马达在结构上与连续旋转的液压马达有较大的区别。
    液压泵(液压马达)按其在单位时间内所能输出(所需输入)油液体积可否调节而分为定量泵(定量马达)和变量泵(变量马达)两类;按结构形式可以分为齿轮式、叶片式和柱塞式三大类。
    二、压力、排量和流量
    液压泵或液压马达的工作压力是指泵(马达)实际工作时的压力。对泵来说,工作压力
是指它的输出压力;对马达来说,则是指它的输入压力。液压泵(液压马达)的额定压力是指泵(马达)在正常工作条件下按试验标准规定的连续运转的最高压力,超过此值就是过载。
    液压泵(液压马达)的几何排量(用y表示,以下简称排量)是指泵(马达)轴每转一转,由其密封容腔几何尺寸变化所算得的排出(输入)液体的体积,数值上等于在无泄漏的情况下,其轴转一转所能排出(所需输入)的液体体积。
    液压泵(液压马达)的几何流量(用g。表示)是指泵(马达)在单位时间内由其密封容腔几何尺寸变化计算而得的排出(输入)的液体体积,数值上等于在无泄漏的情况下单位时间内所能排出(所需输入)的液体体积。泵(马达)的转速为n时,泵(马达)的几何流量为q.= Vn。
    液压泵(液压马达)的额定流量是指在正常工作条件下,按试验标准规定必须保证的流量,亦即在额定转速和额定压力下由泵输出(或输入到马达中去)的流量。因泵和马达存在内泄漏,所以额定流量的值和几何流量是不同的。
    三、功率和效率
    液压泵由电动机驱动,输入量是转矩和转速(角速度),输出量是液体的压力和流量;液压马达刚好相反,输入量是液体的压力和流量,输出量是转矩和转速(角速度)。如果不考虑液压泵(液压马达)在能量转换过程中的损失,则输出功率等于输入功率,也就是它们的几何功率是 式中  Tt -液压泵(液压马达)的几何转矩;

Pt=pq1=pVn=Ttω=2πTtn

   ω ——液压泵(液压马达)的角速度。
    实际上,液压泵和液压马达在能量转换过程中是有损失的,因此输出功率小于输入功率。两者之间的差值即为功率损失,功率损失可以分为容积损失和机械损失两部分。
    容积损失是因内泄漏、气穴和油液在高压下的压缩(主要是内泄漏)而造成的流量上的损失。对液压泵来说,输出压力增大时,泵实际输出的流量g减小。设泵的流量损失为式(4-1),则泵的容积损失可用容积效率ηv来表征

   ηv=q/qt=qt-Aq/qt=1-Aq/qt

    泵内机件间的泄漏油液的流态可以看作为层流,并认为流量损失△g和泵的输出压力p

成正比,即
    Aq=klP    (4-3)
式中后,——流量损失系数e。
因此有
   ηv=1-klp/Vn
(4—4)表明:泵的输出压力愈高,流量损失系数愈大,或泵的排量愈小,转速愈低,则泵的容积效率也愈低。
    对液压马达来说,实际输入的流量g必然大于它的几何流量qt,即q=qt+Aq,所以的容积效率

ηv=qt/q=1-△q/q

    机械损失是指因摩擦而造成的转矩上的损失。对液压泵来说,驱动泵的转矩总是大于其理论上需要的几何转矩的,设转矩损失为△丁,则泵实际输入转矩为T=Tt +△T,用机械效率叼。来表征泵的机械损失时,有

 ηm=Tt/T=1/1+△T/Tt

    对于液压马达来说,由于摩擦损失,使液压马达的实际输出转矩丁小于其几何转矩正,因此它的机械效率ηm为

ηm=T/Tt=Tt-△T/Tt=1-△T/Tt

 

    液压泵的总效率’7是其输出功率和输入功率之比,由式(4-1)、式(4-2)、式(4-6)可得

 η=ηvηm  

    液压马达的总效率同样也是其输出功率和输入功率之比,由式(4-1)、式(4-5)、式

(4-7)也能得到式(4-8)。这就是说,液压泵或液压马达的总效率都等于各自容积效率和机械效率的乘积。
    液压泵和液压马达的各个参数和压力之间的关系,以及无因次量卫一与效率之间的关系
    vpn如图4-2所示(Ⅳ、p分别为油液的运动粘度和密度,其余符号意义同前)。由图可见,在不同的工作压力下液压泵和液压马达的这些参数数值都是不同的;而在不同的转速下液压泵和液压马达的效率值也是不同的。因容积损失主要因内泄漏造成,所以近似地可把‰称为泄漏系数。
 
 
 
4-2液压泵、液压马达的特性曲线
  a)、c)液压泵b)、d)液压马达
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