液压与气动柱塞泵.pptx

《液压与气动柱塞泵.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《液压与气动柱塞泵.pptx（105页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。

1、重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动液压与气动液压与气动2-4柱塞泵杨阳 柱塞泵按柱塞的排列和运动方向不同，可分为：（1）径向柱塞泵2.2.柱塞泵的类型（2）轴向柱塞泵 第1页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动液压与气动液压与气动2-4柱塞泵杨阳 轴向柱塞泵按传动轴和旋转缸体的轴线是否一致分为：（1）斜盘式（直轴式）轴向柱塞泵（2）斜轴式轴向柱塞泵 第2页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动液压与气动液压与气动2-4柱塞泵杨阳第3页/共105页第4页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动第5页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动第6页/共105页

2、重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动第7页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动第8页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动斜盘式轴向柱塞泵结构（动画）第9页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动第10页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动第11页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动2-4 2-4 柱塞泵斜盘式柱塞泵工作原理动画1动画2第12页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动液压与气动液压与气动2-4柱塞泵杨阳2.工作原理 密封工作腔由柱塞、柱塞孔和配流盘构成（柱塞腔，有z个），由于斜盘具有倾角 ，缸体旋转时带动柱塞转动，在

3、油压力和回程盘的弹簧力作用下，柱塞头部在斜盘的表面上滑动并产生轴向往复运动，使密封工作腔的容积发生变化。缸体转角 时，柱塞在回程盘作用下伸出，柱塞腔容积增加，形成局部真空，油箱中的油液经配流盘上的腰形窗口进入柱塞腔吸油过程。缸体转角 时，柱塞在斜盘作用下缩回，柱塞腔容积减小，油液受到挤压并经配流盘上的腰形窗口排出排油过程。第13页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动液压与气动液压与气动2-4柱塞泵杨阳q柱塞与斜盘间的运动与凸轮推杆运动相似；q配流盘上的两个腰形窗口所夹的弧长（封油长度）大于柱塞腔底部的宽度；q配流盘和斜盘应具有严格的相对位置两腰形窗口位于斜盘中线的两侧，若为90，能

4、否工作？q柱塞腔底部即缸底孔为长圆孔，面积小于柱塞孔面积，目的在于使缸体紧贴配流盘；q旋转方向改变，吸排油窗口位置变化双向液压泵；q斜盘 大小或方向变化，泵的排量或流量发生变化单向变量泵或双向变量泵。第14页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动液压与气动液压与气动2-4柱塞泵杨阳3.斜盘泵的流量计算（1）斜盘泵的排量：d（柱塞直径）；D（柱塞分布圆直径）；Z（柱塞数）；（斜盘倾角）。改变 大小，可使q发生变化变量泵（由变量机构保证）（2）斜盘泵的实际流量：在结构参数一定时，Q取决于于斜盘倾角 的大小。方向变化吸排油口位置变化双向泵 大小变化伸出流量变化变量泵 一般 不能太大（），否

5、则会使柱塞伸出时产生的横向力过大，使柱塞运动不灵活甚至出现卡死。第15页/共105页（3）流量脉动系数 增加柱塞数Z，可减小流量脉动系数 ；在柱塞数相差不大时，流量脉动取决于柱塞数的奇偶性。Z为偶数柱塞时，Z为奇数柱塞时，显然奇数柱塞时泵的流量脉动比偶数柱塞时小，一般柱塞泵中的柱塞数为奇数，Z7,9，对应的流量脉动系数2.5%，1.5%。重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动液压与气动液压与气动2-4柱塞泵杨阳第16页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动第17页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动第18页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动第19页/共105页

6、重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动液压与气动液压与气动2-4柱塞泵杨阳3.3.斜盘泵的结构特点 斜盘式轴向柱塞泵：主体部分变量机构主体结构：斜盘、柱塞、滑靴、缸体、配油盘、传动轴和回程盘等组成。由于柱塞泵在高速、高压下工作，所以由滑履和斜盘、柱塞和缸体孔、缸体和配流盘所形成的摩擦副，是影响柱塞泵工作性能和寿命的主要因素。它们既要保证密封性，又要尽量减少磨损。1）柱塞和滑履 柱塞数量为奇数，取7，9，11；柱塞与斜盘相接触的一端为球头，另一端为圆柱形，为减小重量常采用中空结构。滑靴的作用：形成静压支承，减小柱塞球头部分与斜盘的接触应力，减小高速运动中球头的的磨损。第20页/共105页重庆大学重

7、庆大学液压与气动液压与气动第21页/共105页2-4柱塞泵重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动液压与气动液压与气动 杨阳 2 2）配流盘通过配流窗口完成吸排油。（1）两腰形窗口所夹的弧长（封油长度）大于柱塞腔 底部的宽度；（2）配流盘和斜盘应具有严格的相对位置（？）；（3）三角形卸压槽，防止困油和液压冲击；（4）浮动配流盘，形成静压支承，保持最佳间隙，减 小泄漏和磨损。3)3)回程装置在吸油区，使柱塞可靠伸出，并使 滑靴紧贴斜盘表面。回程装置：回程弹簧回程盘钢球等。4)4)变量机构调节 的大小和方向，改变泵的排量 和油流方向。第22页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动2-1 液压

8、泵和液压马达概论第23页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动液压与气动液压与气动 杨阳第24页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动液压与气动液压与气动2-4柱塞泵杨阳第25页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动液压与气动液压与气动 杨阳第26页/共105页2-4柱塞泵重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动液压与气动液压与气动 杨阳第27页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动第28页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动液压与气动液压与气动 杨阳第29页/共105页第30页/共105页重庆大学重庆大学斜轴式轴向柱塞泵重庆大学重庆大学液压与气

9、动液压与气动液压与气动液压与气动 杨阳第31页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动第32页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动第33页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动液压与气动液压与气动2-4柱塞泵杨阳 2.工作原理 密封工作腔:由柱塞、柱塞孔和配流盘构成（柱塞腔，有z个），法兰轴旋转时，连杆侧面依次与柱塞内壁接触，带动缸体旋转，由于缸体具有倾角 ，缸体旋转时带动柱塞在缸体的柱塞孔内作往复运动，使密封工作腔的容积发生变化，通过配流盘上的两个腰形窗口实现吸排油过程。第34页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动液压与气动液压与气动2-4柱塞泵杨阳

10、 结论：q柱塞与缸体的运动与空间曲柄滑块机构运动相似；q利用连杆受压来传递有效转矩，柱塞基本上不受横向力，工作可靠性高，可较大（）；q缸体和法兰轴间存在转角差，不能保持同步运动；q流盘上的两个腰形窗口所夹的弧长（封油长度）大于柱塞腔底部的宽度；q配流盘和斜盘应具有严格的相对位置两腰形窗口位于法兰盘中线的两侧，若为90，能否工作？q柱塞腔底部即缸底孔为长圆孔，面积小于柱塞孔面积，目的在于使缸体紧贴配流盘；q旋转方向改变，吸排油窗口位置变化双向液压泵；q缸体摆角 变化，泵的排量发生变化单向变量泵或双向变量泵。第35页/共105页斜轴式变量泵重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动液压与气动液压与气动

11、杨阳第36页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动液压与气动液压与气动2-4柱塞泵杨阳 3.斜轴泵的流量计算（1）斜盘泵的排量：d（柱塞直径）；D（连杆球铰在法兰盘上的分布圆直径）；Z（柱塞数）；（缸体倾角）。改变 的大小，可使q发生变化变量泵（由变量机构保证）（2）斜盘泵的实际流量：在结构参数一定时，Q取决于于缸体倾角 的大小。方向变化吸排油口位置变化双向泵 大小变化输出流量变化变量泵 由于柱塞基本不受横向力，与斜盘泵相比，较大（），泵的输出流量较大。第37页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动液压与气动液压与气动2-4柱塞泵杨阳（3）流量脉动系数 增加柱塞数Z，可减小

12、流量脉动系数 ；在柱塞数相差不大时，流量脉动取决于柱塞数的奇偶性。奇数柱塞时泵的流量脉动比偶数柱塞时小，一般柱塞泵中的柱塞数为奇数，Z7,9，11。第38页/共105页斜轴式变量泵重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动液压与气动液压与气动2-4柱塞泵第39页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动液压与气动液压与气动2-4柱塞泵杨阳三、轴向柱塞泵的变量（一）变量原理斜盘泵：斜轴泵：可见Q与倾角 成正比。，只能改变流量Q的大小，不能改变油流的方向单向变量泵，应用于开式液压系统。，不仅能改变流量Q的大小，还能改变油流的方向双向变量泵，应用于闭式液压系统中。第40页/共105页重庆大学重庆大学

13、流体控制工程流体控制工程液压泵的变量控制方式压力控制型变量流量控制型变量功率控制型变量恒流变量恒压变量恒功率变量比例流量第二章流体动力系统的传统控制功率适应变量第41页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动液压与气动液压与气动2-4柱塞泵杨阳（二）变量方式和变量机构 变量机构 改变斜盘或缸体倾角 实现泵的排量改变的机构，一般由变量液压缸、伺服阀和操作杆组成。变量方式 按控制信号分为：流量控制型变量（比例流量控制，恒流量控制）；压力控制型变量（恒压变量）；功率控制型变量（恒功率变量，功率适应变量）。第42页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动液压与气动液压与气动2-4柱塞泵

14、杨阳手动变量机构第43页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动液压与气动液压与气动2-4柱塞泵杨阳第44页/共105页斜轴式变量泵重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动液压与气动液压与气动2-4柱塞泵第45页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动液压与气动液压与气动2-4柱塞泵第46页/共105页手动伺服变量机构重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动液压与气动液压与气动2-4柱塞泵杨阳油箱第47页/共105页手动伺服变量机构重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动液压与气动液压与气动2-4柱塞泵杨阳第48页/共105页第49页/共105页第50页/共105页重庆大学重庆大学液压与气

15、动液压与气动液压与气动液压与气动2-4柱塞泵杨阳（2）拉杆下移X1q 拉杆下移X1阀芯下移X1 环槽f油口开启 阀口开度X=X1；（假定伺服阀为零开口）。q 压力油p 环槽f，阀口X 上腔g 活塞液压作用力Fg（向下）。q FgFd（差动活塞）活塞下移Y1 销轴斜盘倾角 增加 泵的排量q和流量Q增加。q 活塞下移带动阀套下移Y1 环槽f开度XX1Y1减小 活塞向下位移Y1=阀芯向上位移X1 环槽f阀口开度=0 环槽f重新封断导致上腔g闭锁活塞停止运动斜盘倾角 停止增加泵的排量和流量增加到与拉杆位移X1对应值。第51页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动液压与气动液压与气动2-4柱塞

16、泵杨阳 X1增加，阀口开度X增加，活塞位移Y1增加，斜盘倾角 增加，泵的排量q和流量Q增加，当Y1X1时，活塞停止移动，泵停止变量，泵的排量和流量与X1成正比。第52页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动液压与气动液压与气动2-4柱塞泵杨阳（3）拉杆上移X2q 拉杆上移X2 阀芯上移X2 环槽f油口封闭,环槽i油口开启 阀口开度为XX2。q 液压缸上腔g油液环槽i和阀口X 泵体（接油箱）相通 Fg0 活塞上移Y2 销轴斜盘倾角 减小 泵排量q和流量Q减少。q 活塞上移带动阀套上移Y2 环槽i开度XX2Y2减小 活塞向上位移Y2=等于阀芯位移X2 环槽i阀口开度=0 环槽i重新封断

17、上腔g闭锁 活塞停止运动 斜盘倾角 停止减小 泵排量和流量减小到与拉杆位移X2对应值。第53页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动液压与气动液压与气动2-4柱塞泵杨阳 X2增加，阀口开度X增加，活塞位移Y2增加，斜盘倾角减小，泵的排量q和流量Q减少，当Y2X2时，活塞停止移动，泵停止变量，泵的排量和流量与X1成正比。第54页/共105页手动伺服变量机构变量特性曲线重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动液压与气动液压与气动2-4柱塞泵杨阳第55页/共105页第56页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动液压与气动液压与气动2-4柱塞泵杨阳伺服阀变量缸拉杆斜盘倾角YXXYQ手动

18、伺服变量控制方块图第57页/共105页第58页/共105页恒功率变量机构重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动液压与气动液压与气动2-4柱塞泵杨阳第59页/共105页恒功率变量机构恒功率变量曲线理想恒功率曲线近似恒功率曲线重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动液压与气动液压与气动2-4柱塞泵杨阳第60页/共105页斜轴式变量泵A7V重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动液压与气动液压与气动 杨阳第61页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动液压与气动液压与气动2-4柱塞泵杨阳斜轴式变量泵A7V第62页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动液压与气动液压与气动2-4柱塞泵杨阳三、径

19、向柱塞泵第63页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动 由于径向尺寸大，结构复杂，自吸能力差，且配油轴受到径向不平衡液压力的作由于径向尺寸大，结构复杂，自吸能力差，且配油轴受到径向不平衡液压力的作用，易于磨损，间隙不能补偿，从而限制了它的转速和压力的提高。用，易于磨损，间隙不能补偿，从而限制了它的转速和压力的提高。第64页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动第65页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动液压与气动液压与气动2-4柱塞泵杨阳径向柱塞泵工作原理第66页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动液压与气动液压与气动2-4柱塞泵杨阳第67页/共10

20、5页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动 移动定子以改变偏心距的大小，便可改变柱塞的行程，从而改变排量；移动定子以改变偏心距的大小，便可改变柱塞的行程，从而改变排量；改变偏心距的方向，则可改变吸、压油的方向。径向柱塞泵可以做成单向或双改变偏心距的方向，则可改变吸、压油的方向。径向柱塞泵可以做成单向或双向变量泵。向变量泵。2.5气源装置第68页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动液压与气动液压与气动2-4柱塞泵杨阳第69页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动第70页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动径向柱塞泵第71页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压

21、与气动液压与气动液压与气动2-4柱塞泵杨阳第72页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动液压与气动液压与气动2-4柱塞泵杨阳负载敏感径向柱塞式变量泵第73页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动第74页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动第75页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动第76页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动气压发生装置分水滤气器压力控制阀油雾器方向控制阀消声器流量控制阀汽缸气压传动系统气压传动系统2.5气源装置第77页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动第78页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动

22、 空气取之不尽，节省购买、贮存、运输的费用 用后空气排入大气，不必设回气管，不污染环境 空气在管内流动阻力小，压力损失小，便于输送 气动反应快，动作迅速，维护简单，管路不易堵塞 气动元件结构简单，易于制造、标准化、系列化、通用化 气动系统在恶劣工作环境中，安全可靠性优于液压等系统 气动系统可实现过载保护，可压缩性气体便于贮存能量 气动设备可以自动降温，长期运行也不会发生过热现象气压传动的优点气压传动的优点2.5气源装置第79页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动气压传动的缺点气压传动的缺点l空气的可压缩性，在载荷变化时动作稳定性差l工作压力较低，输出功率较小l气信号传递的速度慢，不

23、宜用于高速传递的回路中l排气噪声大，需加消声器第80页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动1.1.向轻量化、小型化和低能耗方向发展 如发展适应电子器件和药品生产的超小型气阀。国外小型电磁气阀能耗仅为0.5W0.5W，发展积木式气源处理装置，减小尺寸、便于维护。2.2.执行元件多样化 发展伺服气缸，带控制元件和系统的组合式气缸。适应用户需要，发展除圆形外的米字型、方型、紧凑型气缸。3.3.与电子技术结合发展气动伺服系统，智能化元件、阀岛及总线连接系统。4.4.向高速、高频、高寿命和高可靠性方向发展 气缸工作速度达12 m/s12 m/s，最高达5 5 m/sm/s。电磁阀频响小于10

24、 ms10 ms，寿命达50005000万次，采用气浮式阀芯的电磁阀寿命可达2 2亿次。气压传动的发展趋势气压传动的发展趋势2.5气源装置第81页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动5.5.普遍采用无油润滑 以满足电子、医疗食品等工业需要。气源过滤精度可达99.999%99.999%。6.6.新材料、新工艺、新技术的应用 如精密陶瓷、反渗析薄膜（用于干燥器），精密压铸、挤压工艺及表面处理技术。7.7.便于保养和维护2.5气源装置第82页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动2.5气源装置气源装置空气压缩机 空气压缩机简称空压机，是气源装置的核心，用以将原动机输出的机械能转

25、化为气体的压力能。分类按工作原理分类：第83页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动按输出压力p分类：鼓风机：p p 0.2 MPa0.2 MPa低压空压机：0.2MPa 0.2MPa p p 1MPa 1MPa中压空压机：1MPa1MPa p p 10MPa10MPa高压空压机：10MPa10MPa p p 100MPa100MPa超高压空压机：p p100MPa100MPa按输出流量(即铭牌流量或自由流量)分类：微型空压机：q qz z 0.017m0.017m3 3/s /s 小型空压机：0.017m0.017m3 3/s/sq qz z 0.17m0.17m3 3/s/s 中

26、型空压机：0.17m0.17m3 3/s/sq qz z 1.7m1.7m3 3/s/s 大型空压机：q qz z1.7m1.7m3 3/s/s2.5气源装置第84页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动2工作原理2.5气源装置第85页/共105页第86页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动 利用系数 是表示气动系统中气动设备同时使用的程度，其数值与气动设备的多少有关，可利用右图查得。漏损系数K K1 1 考虑各元件、管道、接头等处的泄漏，尤其是气动设备(如风动工具等)的磨损泄漏，一般 K K1 11.151.151.51.5，管路长、管路附件多、气动设备多时取大值。备用

27、系数K K2 2 考虑到各工作时间用气量不等以及为将来增加气动设备留有余地，一般 K K2 21.31.31.61.6。2.5气源装置第87页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动第88页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动第89页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动第90页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动第91页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动第92页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动第93页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动第94页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动第95页/共105

28、页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动压缩机容积型速度型活塞式往复式旋转式离心式轴流式膜片式滑片式螺杆式第96页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动往复式压缩机单级活塞式压缩机：只有一个行程就将吸入的大气压空气压缩到所需要的压力。活塞下移，体积增加，缸内压力小于大气压，空气便从进气阀门进入缸内。在行程末端，活塞向上运动，进气阀关闭，空气被压缩，而同时出气阀被打开，输出空气进入储气罐。这种型式的压缩机通常用于需要37巴压力范围的系统。第97页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动往复式压缩机两级活塞式压缩机在单级压缩机中，若空气压力超过6巴，产生的过热将大大地降低压缩机的效率。因此，工业中使用的活塞式压缩机通常是两级的。由两个阶段将吸入的大气压空气压缩到最终的压力。如果最终压力为7巴，第一级通常将它压缩到若3巴，然后被冷却，再输送到第二级气缸中压缩到7巴。第98页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动第99页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动第100页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动第101页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动第102页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动第103页/共105页重庆大学重庆大学液压与气动液压与气动第104页/共105页感谢您的观看！第105页/共105页