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正文內(nèi)容

液壓泵和液壓馬達(參考版)

2024-12-31 05:24本頁面
  

【正文】 /4 ? = (m3/s) ? q= qt ηV= = (m3/s) ? N入 =N出 / (η m ηV)=pq/ (η m ηV) ? =28 106 ( ) ? =49713(W)=(kW) 謝謝觀看 /歡迎下載 BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH 。柱塞直徑 d=22mm,柱塞分布圓直徑 D=68mm,柱塞數(shù) z=7,機械效率 η m=,容積效率 ηV=,泵轉(zhuǎn)速 n=1450r/ min,泵輸出壓力 p=28MPa,試計算: (1)平均理論流量; (2)實際輸出的平均流量; (3)泵的輸入功率。 ? η v=q/qt=q/(~7)zm2bn ? =30/( 9 42 18 2023 106)= ? YB63型葉片泵的最高壓力 pmax=,葉片寬度 B =24mm,葉片厚度 δ=,葉片數(shù) z =12,葉片傾角 θ= 13176。 ? 2. 3 簡述齒輪泵、葉片泵、柱塞泵的優(yōu)缺點及應(yīng)用場合。 ? (5)馬達輸出轉(zhuǎn)速。 ? (3)馬達輸出扭矩 。 ? 例題 : ? 如圖示,由一液壓泵與液壓馬達組成的閉式回路,泵輸出油壓為 pB=10MPa,其機械效率為 ηBm=,容積效率 ηBV=,排量 qB=10ml/r;液壓馬達的機械效率為 ηMm=,容積效率 ηMV=,排量qM=10ml/r;若泵轉(zhuǎn)速為 1500r/min時,求下列各項: ? (1)電機輸出功率 。 ? 液壓泵從結(jié)構(gòu)形式上主要有 齒輪式 、 葉片式 、柱塞式 三大類, 柱塞泵是目前性能比較完善、壓力和效率最高的液壓泵 ; 高性能葉片泵以流量、壓力脈動小,噪音低而見長 ; 齒輪泵最大的特點是抗污染,可用于環(huán)境比較惡劣的工作條件下 。 小 結(jié) ? 液壓泵是液壓系統(tǒng)的動力源,構(gòu)成液壓泵所需的基本條件是: 可變的密封容積 、 協(xié)調(diào)的配油機構(gòu) 及 高、低壓腔相互隔離的結(jié)構(gòu) ; ? 液壓泵的性能參數(shù)有: 排量、流量、壓力 、功率、效率 。 ? (4)由于內(nèi)部泄漏不可避免,因此將馬達的排油口關(guān)閉而進行制動時,仍會有緩慢的滑轉(zhuǎn),所以,需要長 時間精確制動時,應(yīng)另行設(shè)置防止滑轉(zhuǎn)的制動器。因此,就要求液壓馬達在 設(shè)計時具有結(jié)構(gòu)上的對稱性 。 液壓馬達的工作特點 ? (1)在一般工作條件下,液壓馬達的進、出口壓力都高于大氣壓,因此不存在液壓泵那樣的吸入性能問題 ,但是, 如果液壓馬達可能在泵工況下工作,它的進油口應(yīng)有最低壓力限制,以免產(chǎn)生汽蝕。 為了減小脈動的影響,除了從造型上考慮外,必要時可在系統(tǒng)中設(shè)置蓄能器或液壓濾波器。 例如,工作轉(zhuǎn)速低時,雖然對壽命有利,但是會使容積效率降低,并且對于需要利用離心力來工作的葉片泵來說,轉(zhuǎn)速過低會無法保證正常工作。為了防止壓力過高而使泵、系統(tǒng)受到損害,液壓泵的出口常常要采取限壓措施。 (2)液壓泵的工作壓力取決于外負載,若負載為零,則泵的工作壓力為零。 ? d — 柱塞直徑; z — 柱塞數(shù); KZSdKZSFq ???????42? 液壓泵及液壓馬達的工作特點 ? 液壓泵的工作特點 (1)液壓泵的吸油腔壓力過低將會產(chǎn)生吸油不足,異常噪聲,甚至無法工作。 ? 除了上述幾種典型低速大扭矩馬達外,尚有介于高速馬達和低速馬達中間的擺線液壓馬達,此處不再贅述。除單排柱塞外,還可做成雙排、三排柱塞,所以容易達到排量大、尺寸小的要求。 主軸轉(zhuǎn)一周,柱塞往復(fù)運動多次(圖中為 6次),因而在柱塞直徑數(shù)目和行程相同情況下,其輸出扭矩較單作用式柱塞馬達增加了作用次數(shù)的倍數(shù)。 Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅱ 工作時,油液通過配油軸上的配油窗口分配到工作區(qū)段的柱塞底部油腔,壓力油使柱塞組的滾輪頂緊導(dǎo)軌表面,在接觸點上導(dǎo)軌對滾輪產(chǎn)生法向反作用力 N,其方向垂直導(dǎo)軌表面并通過滾輪中心, (2)內(nèi)曲線多作用馬達工作原理 ( 原理演示 ) 該力可分解為兩個分力,沿柱塞軸向的分力 P和垂直于柱塞軸線的分力 T,它通過橫梁側(cè)面?zhèn)鹘o缸體,對缸體產(chǎn)生力矩。 (1)結(jié)構(gòu)組成 : 缸體 2與輸出軸 3通過螺栓連成一體 , 柱塞 、 橫梁 、 兩個滾輪組成柱塞組件 , 放于缸體徑向孔中 , 配油軸由微調(diào)凸輪 7限制其相對殼體周向固定不動 。 多作用內(nèi)曲線馬達 ? 多作用內(nèi)曲線液壓馬達的結(jié)構(gòu)形式很多,就使用方式而言,有軸轉(zhuǎn)、殼轉(zhuǎn)與直接裝在車輪的輪轂中的車輪式液壓馬達等形式。由于是通過油壓直接作用于偏心軸而產(chǎn)生輸出扭矩,因此,稱為靜力平衡液壓馬達。 圖 靜力平衡式低速大扭矩馬達 1殼體; 2柱塞; 3五星輪; 4壓力環(huán); 5配流軸; 6彈簧 ? 在這種結(jié)構(gòu)中,五星輪取代了曲柄連桿式液壓馬達中的連桿,壓力油經(jīng)過配流軸和五星輪再到空心柱塞中去,液壓馬達的柱塞與壓力環(huán)、五星輪與曲軸之間可以大致做到靜壓平衡。高壓油經(jīng)配流軸中心孔道通到曲軸的偏心配油部分,然后經(jīng)五星輪中的徑向孔、壓力環(huán)、柱塞底部的貫通孔而進入油缸的工作腔內(nèi)。 ? 這種液壓馬達的工作原理用圖 ,液壓馬達的偏心軸與曲軸的形式相類似,既是輸出軸,又是配流軸,五星輪 3套在偏心軸的凸輪上,在它的五個平面中各嵌裝一個壓力環(huán) 4,壓力環(huán)的上平面與空心柱塞 2的底面接觸,柱塞中間裝有彈簧 ?圖 2. 26 靜力平衡式 低速大扭矩馬達 ?1殼體; 2柱塞; 3五星輪; 4壓力環(huán); 5配流軸 。 靜力平衡式低速大扭矩液壓馬達 ? 靜力平衡式低速大扭矩馬達也叫無連桿馬達,是從曲柄連桿式液壓馬達改進、發(fā)展而來的,它的主要特點是取消了連桿,并且在主要摩擦副之間實現(xiàn)了油壓靜力平衡, ?所以改善了工作性能。 ? 以上討論的是殼體固定、軸旋轉(zhuǎn)的情況。在曲軸旋轉(zhuǎn)過程中,位于高壓側(cè)的油缸容積逐漸增大,而位于低壓側(cè)的油缸容積逐漸縮小,因此,在工作時高壓油不斷進入液壓馬達,然后由低壓腔不斷排出。 ? 馬達由殼體 連桿 活塞組件 曲軸 4及配流軸 5等組成,殼體內(nèi)沿圓周呈放射狀均勻布置了五只缸體,形成星形殼體;缸體內(nèi)裝有活塞,活塞與連桿通過球鉸連接,連桿大端做成鞍形圓柱瓦面緊貼在曲軸的偏心圓上, ? 其圓心為 O1,它與曲軸旋轉(zhuǎn)中心 O的偏心距 OO1=e,液壓馬達的配流軸 5與曲軸 4通過十字鍵連接在一起,隨曲軸一起轉(zhuǎn)動,馬達的壓力油經(jīng)過配流軸通道,由配流軸分配到對應(yīng)的活塞油缸,在圖中,油缸的①、②、③腔 ? 通壓力油,活塞受到壓力油的作用;根據(jù)曲柄連桿機構(gòu)運動原理,受油壓作用的柱塞就通過連桿對偏心圓中心 O1作用一個力 N,推動曲軸繞旋轉(zhuǎn)中心 O轉(zhuǎn)動,對外輸出轉(zhuǎn)速和扭矩,其余的活塞油缸則與排油窗口接通;如果進、排油口對換,液壓馬達也就反向旋轉(zhuǎn)。 ( 原理演示 ) ? 我國的同類型號為 JMZ型,其額定壓力 16MPa,最高壓力 21MPa,理論排量最大值可達 。 ? 下面分別予以介紹。低速大扭矩液壓馬達廣泛用于起重、運輸、建筑、礦山和船舶等機械上。m;徑向尺寸大,轉(zhuǎn)動慣量大。液壓馬達的平均轉(zhuǎn)矩可以根據(jù)排量和壓力參照圖 2. 2(d)進行計算。); ? N—— 壓力腔半圓內(nèi)的柱塞數(shù)。 sinφi ? 液壓馬達總的輸出轉(zhuǎn)矩 ?????????NiiNii RpdTT121sintan4????式中 R—— 柱塞在缸體的分布圓半徑 (m)。 R tanγ ? 單個柱塞產(chǎn)生的瞬時轉(zhuǎn)矩為 ? Ti=Fr R sinφi= p π/4 ? 使缸體 3產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的垂直分力為 : ? Fr=F tanγ= p ? 從圖 ,當(dāng)壓力油輸入液壓馬達后,所產(chǎn)生的軸向分力 F為 : F= p ? 如圖所示,當(dāng)壓力油輸入液壓馬達時,處于壓力腔的柱塞 2被頂出,壓在斜盤 1上,設(shè)斜盤 1作用在柱塞 2上的反力為 Fn, Fn可分解為軸向分力 F和垂直于軸向的分力 Fr。 ? 高速液壓馬達的基本形式有齒輪式、葉片式和軸向柱塞式等,它們的主要特點是轉(zhuǎn)速高,轉(zhuǎn)動慣量小,便于啟動、制動、調(diào)速和換向,通常高速馬達的輸出轉(zhuǎn)矩不大,最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速較高,只能滿足高速小扭矩工況。 ηV /V ? 馬達的實際輸出轉(zhuǎn)矩應(yīng)考慮機械效率的影響,即 T=Tt即理論流量 ? qt= q即 Δp=p(認為 p出 =0) ? 馬達入口處的流量稱為馬達的實際流量。馬達入口壓力和出口壓力的差值稱為馬達的工作壓差 Δp 。但由于二者的任務(wù)和要求有所不同,故在實際中只有少數(shù)泵能作馬達使用。 ? 常見的液壓馬達也有 齒輪式、葉片式和柱塞式等幾種主要形式 ;從轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩范圍分,有高速馬達和低速大扭矩馬達 。 低噪聲、耐沖擊的高性能徑向柱塞泵,代表了徑向柱塞泵發(fā)展的趨勢。 ? 徑向柱塞泵的徑向尺寸大,結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,自吸能力差,并且配流軸受到徑向不平衡液壓力的作用,易于磨損,這些都限制了它的速度和壓力的提高。 ?圖 ?徑向柱塞 ?泵的工作 ?原理圖 ?l— 定子; ?2— 轉(zhuǎn)子 。在固定不動的配流軸3上,相對于柱塞孔的部位有相互隔開的上下兩個配油窗口,該配油窗口又分別通過所在部位的兩個軸向孔與泵的吸、排油口連通。關(guān)于斜軸泵的排量和流量可參照斜盤式泵的計算方法計算。目前,斜軸式軸柱塞泵的使用相當(dāng)廣泛。 ? 當(dāng)傳動軸 5沿圖示方向旋轉(zhuǎn)時,連桿 4就帶動柱塞 2連同缸體 3一起繞缸體軸線旋轉(zhuǎn),柱塞 2同時也在缸體的柱塞孔內(nèi)作往復(fù)運動,使柱塞孔底部的密封腔容積不斷發(fā)生增大和縮小的變化,通過配流盤 1上的窗口 6和 7實現(xiàn)吸油和排油。 如下圖所示 , 液壓隨動變量機構(gòu)是由復(fù)位平衡彈簧 拉桿 先導(dǎo)閥 隨動閥 外殼 銷子 變量頭傳動件 7等組成 。 ? (變量機構(gòu)結(jié)構(gòu)原理見三維動畫) 手動變量機構(gòu) ? 大功率的泵用手動變量機構(gòu)不足以推動傳動構(gòu)件 , 需要借助液壓的力量 , 因而采用 ? 手動伺服變量機構(gòu) 。 ? 手動伺服變量機構(gòu) 。 ③變量機構(gòu) ? 在斜盤式軸向柱塞泵中,通過改變斜盤傾角 γ的大小就可調(diào)節(jié)泵的排量,變量機構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式是多種多樣的。點接觸式軸向柱塞泵在工作時,由于柱塞球頭與斜盤平面理論上為點接觸,因而,接觸應(yīng)力大,極易磨損。由于缸體始終受液壓力作用,從而緊貼著配流盤,就使端面間隙得到了自動補償。 ? 變量機構(gòu) :當(dāng)旋轉(zhuǎn)變量手輪 1時,通過絲杠 2帶動變量活塞 4沿變量活塞殼體 3上下運動,活塞 4通過撥叉 7使斜盤 8及變量頭組件繞其自身的旋轉(zhuǎn)中心擺動,改變斜盤及變量頭組件的法線方向與傳動軸的軸線方向的夾角 α,從而達到變量的目的。 ? 與此同時,定心彈簧的反力又將缸體壓在配流盤上,起預(yù)密封作用。12變量活塞 。10斜盤及變量頭組件 。 8柱塞 。 6驅(qū)動軸 。3內(nèi)套 。 圖 SCYl41B斜盤式手動變量柱塞泵的結(jié)構(gòu) l變量手輪 。 D S ? 實際上,柱塞泵中每一小柱塞的排量是轉(zhuǎn)角的函數(shù),其輸出流量是脈動的,就柱塞數(shù)而言,柱塞數(shù)為奇數(shù)時的脈動率比柱塞數(shù)為偶數(shù)
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