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第三章液压传动与气压传动.ppt
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更新时间:2019-12-30 17:27:18
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第三章液压传动与气压传动.ppt介绍

3.4  轴向柱塞泵及轴向柱塞马达 		 根据柱塞相对缸体的分布情况有两种结构形式:一种是轴向柱塞泵,另一种是径向柱塞泵。 	柱塞沿径向放置的泵称为径向柱塞泵,柱塞沿轴向布置的泵称为轴向柱塞泵。 max.book118.com 斜盘式轴向柱塞泵 一、工作原理   斜盘式轴向柱塞泵的工作原理如图3-30所示。缸体每旋转一周,每个柱塞往复运动一次,完成一次吸、排油过程。  二、排量和流量的计算       当柱塞从φ=π转到2π时,柱塞的行程为: L=2Rtgγ     缸体每旋转一周,每个柱塞吸油和排油各一次,则泵的排量V 和流量q 分别为:        实际上,泵的瞬时流量qsh是脉动的,其流量不均匀系数δ与柱塞数及其奇偶性有关。柱塞数越多,流量不均匀系数δ越小;奇数柱塞比偶数柱塞的流量不均匀系数δ要小。因此,柱塞泵中的柱塞多采用Z=7或9。    从上式中可以看出,改变斜盘倾角γ的大小和方向就可以改变其输出流量的大小和方向,因此,某些轴向柱塞泵可用作双向变量泵。   三、斜盘式轴向柱塞泵的结构及特点        1、结构       图3-31所示为国产 SCY14-1B 型斜盘式轴向柱塞泵的结构。该泵是由主体结构和变量机构两部分组成。  2、特点  1)变量机构       轴向柱塞泵变量机构的结构形式很多,有手动变量机构、伺服变量机构等。图3-31所示为手动变量机构,图3-34所示为伺服变量机构。      (2) 摩擦副         在斜盘式轴向柱塞泵中,柱塞与柱塞孔、缸体与配流盘、滑靴与斜盘构成三对运动摩擦副,这三对运动摩擦副的工作状态直接影响泵的密封性能、效率和使用寿命等。   ①滑靴与斜盘     如图3-32所示,作 用在柱塞底部的液压力 F1为:   	   F1在柱塞头部分解成的法向力FN为                         油膜在滑靴底部产生的反推力Ff为        当FN=Ff,即柱塞头部作用在滑靴上的法向力FN 和油膜作用在滑靴上的反力Ff 完全相等,称为全平衡状态。此时滑靴与斜盘脱离接触,不存在金属摩擦,只有油液的粘性摩擦。这种状态机械效率较高,但泄漏较大,容积效率较低。当FN<Ff ,称为过平衡状态。此时油膜刚度大,泄漏量也大,此种方案很少采用。当FN>Ff ,称为部分平衡状态。即滑靴始终压在斜盘上,两者的剩余压紧力ΔF=FN-Ff不大,通常取压紧系数         	这样,既可以保证泄漏小,又不至于滑靴与斜盘之间压得太紧而加速磨损。   ②缸体与配流盘       如图3-33所示,缸体1内有七个均布的柱塞孔,柱塞孔底部开有腰圆形的进出油口,腰形孔的通流面积比柱塞孔小,因此当柱塞排油时,油液压力对缸体产生一个轴向推力,加上弹簧的预压紧力,构成了缸体对配流盘2的总压紧力。为了减少缸体与配流盘之间的摩擦、磨损,在它们之间也采用了剩余压紧力的方法。如图3-33(a)、(b)所示。如图3-33(c)所示,为了防止吸油腔与排油腔相通,在配流盘上封油区的周向长度L要大于缸体上腰形孔的周向长度L。由于缸体柱塞孔底部的腰形孔道在配流盘上、下死点前后一小段行程(L-Lo)内,既不与排油腔相通,也不与吸油腔相通,而此时柱塞仍有微小行程,使柱塞底部出现变大或变小的闭死容积,由此产生困油现象。解决办法是在配流盘吸油窗口与排油窗口的两端各开小三角油槽,使两尖端之间的距离等于或略小于柱塞底部腰形孔的长度L0,如图3-33(d)所示。这种办法既使吸、排油窗口之间有足够的密封长度而不致泄漏过多,又可以在闭死容积变化时能通过小三角油槽吸、排油,以消除困油现象。  ③柱塞与缸体内柱塞孔         这一对摩擦副为圆柱面,工艺性能较好,易保证密封性。但由于斜盘倾角γ的影响,柱塞上作用有侧向力Ft ,如图3-32所示。侧向力Ft通过柱塞作用于缸体上,它可以使缸体倾斜,造成缸体和配流盘之间出现楔形间隙,使泄漏增大,并且使密封表面产生局部接触,柱塞与缸体之间的磨损加剧。为了减小侧向力,斜盘的倾角γ不宜过大(通常γ≤20°);增加柱塞在缸体内柱塞孔中的接触长度,在柱塞上开均压槽,合理选择柱塞和缸体的材料及热处理工艺,都有利于提高耐磨性能,减小泄漏。  四、柱塞泵的优缺点及其应用 优点:工作压力高, p=20~40MPa,Pmax可达到100MPa;容积效率高,95%,流量大,易于实现变量。  缺点:结构较复杂,价格高,对油液要求高,使用、维修要求严格。		  应用:该泵适用于高压、大流量、大功率的场合。 max.book118.com  轴向柱塞马达 轴向柱塞马达的结构特点基本上与同类型的液压泵相似,除采用阀式配流的液压泵不能作为液压马达用之外,其它形式的液压泵基本上都能作液压马达使用。图3-36所示为斜盘式轴向柱塞马达的工作原理图。 max.book118.com  斜轴式轴向柱塞泵 斜轴式轴向柱塞泵的主轴与缸体的旋转轴线不在同一直线上,而是成一个角度α。图3-35所示斜轴式轴向柱塞泵是由主轴1、轴承组2、连杆柱塞副3、缸体4、配流盘6、壳体5等零件组成。斜轴式轴向柱塞泵中主轴与缸体轴线夹角较大,一般为25°,最大可达40°,由于倾角大,变量范围大,所需的摆动空间也大,故做成双向变量泵时体积大而且笨重。   3.5 液压泵及液压马达的性能比较和选用原则 液压泵及液压马达是液压系统中的核心元件。合理地选择液压泵及液压马达对于降低液压系统的能耗、提高系统的效率、降低噪声、改善工作性能和保证系统的可靠工作都十分重要。  一、液压泵的选择 选择液压泵的原则是:根据主机工况、功率大小和液压系统对工作性能的要求,首先应决定选用变量泵还是定量泵。变量泵的价格高,但能达到提高工作效率、节能及压力恒定等要求。然后,再根据各类泵的性能、特点及成本等确定选用何种结构类型的液压泵。最后,按系统所要求的压力、流量大小确定其规格型号。表3-1列出了常用液压泵的技术性能。 选择液压马达的原则与选择液压泵的原则基本相同。在选择液压马达时,首先要确定其类型,然后按系统所要求的压力、负载、转速的大小确定其规格型号。一般来说,当负载扭矩小时,可选用齿轮式、叶片式和轴向柱塞式液压马达,其技术性能与表3-1所列相近。如负载扭矩大且转速较低时,宜选用低速大扭矩液压马达。     表3-3列出了各类低速液压马达的主要性能参数。       常用液压马达的应用范围及选用如表3-4所示。   二、液压马达的选择 (2)齿轮泵的间隙补偿齿轮泵的间隙补偿包括端面间隙自动补偿和径向间隙自动补偿两种方式。  	①端面间隙补偿    通常采用的端面间隙自动补偿的方式有浮动轴套式和弹性侧板式两种。其工作原理是通过引入压力油使轴套或侧板紧贴在齿轮端面上,来自动补偿端面磨损和减小端面间隙。  	②径向间隙补偿         如图3-9所示,在齿轮泵的排油腔安装了径向间隙补偿块1,在泵体2上,将吸油腔沿齿顶扩大到补偿环的外侧。径向间隙补偿环被排油压力适当压紧在齿顶上,将吸、排油腔隔开。 3、径向力及减小径向力的措施 (1)齿轮泵的径向力 A.沿齿轮圆周液体产生的径向力F1 B.由齿轮啮合产生的径向力F2 C.径向力的合成   	 由此可见,从动齿轮轴承比 主动齿轮轴承所受径向力的合力 要大。因此,在实际运行中,被 动齿轮轴承比主动齿轮轴承会较 早磨损。 (2)减小
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