《控制解难与分析（液压传动与控制）》PPT课件：第三章 液压泵和液压马达

液压控制解难与分析 米伯林

液压控制解难与分析 米伯林

第三章液压泵和液压马达 ◇容积式泵和液压马达的 共性工作原理 如压力p、流量Q、排量q、功率P、效 率、转速n、转矩T等的定义、量纲、相互间的关系计算; 常用 等内容是本章的重点。 ◇容积式泵和马达的具体类型虽然不同,但它们都是基于容积式泵和 马达的基本作原理而工作的; ◇泵和马达的性能参数在液压系统的设计、计算,在液压元件的选 择中是必不可少的;掌握常用液压泵和马达的工作原理、性能特 点和应用范围对在工程实践正确选择、合理使用泵和马达是必须 的;。因此上述内容是本章重点

第三章 液压泵和液压马达 1.重点 容积式泵和液压马达的基本工作原理(共性工作原理)； 泵和液压马达的性能参数，如压力p、流量Q、排量q、功率P、效 率、转速n、转矩T等的定义、量纲、相互间的关系计算; 常用液压泵和马达的基本结构、工作原理、性能特点及应用范围； 等内容是本章的重点。 容积式泵和马达的具体类型虽然不同,但它们都是基于容积式泵和 马达的基本作原理而工作的； 泵和马达的性能参数在液压系统的设计、计算，在液压元件的选 择中是必不可少的；掌握常用液压泵和马达的工作原理、性能特 点和应用范围对在工程实践正确选择、合理使用泵和马达是必须 的；。因此上述内容是本章重点

闭工作腔的确定。不同类型的容积泵 其密闭工作腔由不同的表面围成。有的泵其工作 腔很明显(容易确定),如柱塞泵;有的则不明显, 如齿轮泵 ②和达的容积效率,尤其m是泵的容积效率 你nmz用。在计算题目时,在已知的条件下,求 泵的输出流量(实际流量)Q时,每次都有相当部分 学生按式Q 记n*n即不考虑容积效率。 此步计算出错,产生连锁反应,与此步有关量的计 算如泵的输出、输入功率等的计算皆随之而错

2.难点 ①泵的密闭工作腔的确定。不同类型的容积泵， 其密闭工作腔由不同的表面围成。有的泵其工作 腔很明显(容易确定)，如柱塞泵；有的则不明显， 如齿轮泵。 ②泵和马达的容积效率,尤其 是泵的容积效率, 的正确使用。在计算题目时,在已知的条件下,求 泵的输出流量(实际流量)Q时，每次都有相当部分 学生按式Q= 计算，即不考虑容积效率。 此步计算出错,产生连锁反应,与此步有关量的计 算如泵的输出、输入功率等的计算皆随之而错。 VP p p VP q 、n 、 p p q * n

③泵和马达的理论流量和实际流量的大小之分 ④液压马达输出转矩计算公式中TM= pMgmnmM/2z 压力P的取值:当马达出口压力为零时,P即为马达的入口压力, 对于泵的密闭工作腔的确定,齿轮泵的密闭(密封)工作腔是 由泵的前、后端盖,一对互相晴合的轮齿的齿间内齿廓表面围成的 当这对轮齿逐渐脱离啮合时〔密饧工作腔容积逐渐扩大时)进行吸 油;当这对轮齿完全脱离啮合时,密闭工作腔的容积达到最大(等于 齿间的容积),油液充满(吸满)了齿间。在泵的出口、排油区 对轮齿逐渐进入啮合时,密闭工作腔的容积(由最大)逐渐减小,油 液逐渐被排出(挤出),当一轮齿完全进入另一齿间时,密闭工作腔 的容积变得最小,齿间的油液基本完全排出。上述所用“逐渐”, 词,是为了帮助问题的理解而引人,实际上绝非“逐渐",而是 很快

③泵和马达的理论流量和实际流量的大小之分：哪个大，哪个小， 二者容易混淆(尤其是液压马达的容易混淆)。 ④液压马达输出转矩计算公式中 压力PM的取值:当马达出口压力为零时, PM即为马达的入口压力， 当马达出口压力不为零时, PM取马达入口压力与出口压力之差值。 对于泵的密闭工作腔的确定，齿轮泵的密闭(密封)工作腔是 由泵的前、后端盖,一对互相晴合的轮齿的齿间内齿廓表面围成的。 当这对轮齿逐渐脱离啮合时(密闭工作腔容积逐渐扩大时)进行吸 油;当这对轮齿完全脱离啮合时,密闭工作腔的容积达到最大(等于 齿间的容积),油液充满(吸满)了齿间。在泵的出口、排油区,当一 对轮齿逐渐进入啮合时,密闭工作腔的容积(由最大)逐渐减小,油 液逐渐被排出(挤出),当一轮齿完全进入另一齿间时,密闭工作腔 的容积变得最小,齿间的油液基本完全排出。上述所用“逐渐' ， 一词,是为了帮助问题的理解而引人,实际上绝非“逐渐" ,而是 “很快。 TM  pM qm mM / 2 TM  pM qm mM / 2

对于泵和马达的容积效率,计算目中不考虑容积效率, 是马虎,二是基本概念不清,即理论流量与实际流量 难以区分。实际流量是泵出口处实实在在的输出流量, 理论流量是由泵的内部结构、尺寸、转速等因素决定的, 泵内部所能产生的流量。这部分流量从泵内部“送往‘, 泵的出口“途中”,产生泄漏,使得泵的出口流量减小, 即泵的内理论流量大于泵外实际流量, 内部流量计算外部流量时,要乘以容积效率 7p= 外部流量计算内部流量时,要除以容积效率 @,/nvp=0, 已知马达的外流量求内流量时,乘容积效率:gm·M=QM 已知马达内部流量求外部流量时,除以容积效率:Qw/mw=Q

对于泵和马达的容积效率，计算目中不考虑容积效率， 一是马虎，二是基本概念不清，即理论流量与实际流量 难以区分。实际流量是泵出口处实实在在的输出流量， 理论流量是由泵的内部结构、尺寸、转速等因素决定的， 泵内部所能产生的流量。这部分流量从泵内部“送往‘ ， 泵的出口“途中” ，产生泄漏，使得泵的出口流量减小， 即泵的内理论流量大于泵外实际流量。 内部流量计算外部流量时,要乘以容积效率 ; 外部流量计算内部流量时,要除以容积效率 已知马达的外流量求内流量时, 乘容积效率: 已知马达内部流量求外部流量时, 除以容积效率: Qtp  VP  QP * Qp  VP  QtP / QtP VM  QtM  QtM  VM  QM /

关于压力P的取值 在转矩公式中M=PM9m/2z1是马达的自身结构 内部因素。单靠q是不会产生转矩的。压力P是产生转 矩的外界因素。P越大,产生的转矩越大,反之亦然。当 马达出口压力为零时,入口油压力P将全部转换马达轴 所输出的转矩。故此时公式中的压力应以马达的入口 压值代。当马达的出口压力不为零时,出口压力在马达 的出口将形成反向阻力矩。这时换成马达轴上转矩的入 口压力必须是克服出口阻力(压力)后剩余那部分的压力 因此,此时公式中的值应以马达入口与出口压力的 值代入

关于压力PM的取值 在转矩公式中 ,qM是马达的自身结构、 内部因素。单靠qM是不会产生转矩的。压力PM是产生转 矩的外界因素。PM越大，产生的转矩越大,反之亦然。当 马达出口压力为零时，入口油压力PM将全部转换马达轴 所输出的转矩。故此时公式中的压力PM应以马达的入口 压值代。当马达的出口压力不为零时,出口压力在马达 的出口将形成反向阻力矩。这时换成马达轴上转矩的入 口压力必须是克服出口阻力(压力)后剩余那部分的压力。 因此，此时公式中的PM值应以马达入口与出口压力的差 值代入。 TM  pM qm mM / 2

3.解题技巧 关于解题技巧,对于基本概念只能加强理解,深入掌握; 对于计算题,本章主要是泵 液压马达的有关性能参数的计算,为液压系统设计、泵 及液压件的选择打下一定基础。这里主要谈谈泵和液压 马达的功率和马达的转速的计算问题。 ①求泵的输入功率P时,从概念上讲,有两种方法;是 直接由输入转矩T和角速度身求得-P=7·9 是由泵的出口压力和流量Q求得一R=nm(观为 泵的总效率)。对于前者, 这一量题目可直接或间 接给出(间接求出),但对转短很少给出,该式计算输入 功率较困难。,由于压力p、流量Q和效率,题目有时直 接给出,有时可直接或间接算出,故一般常选此式来计算 泵的输入功率,即由输出功率计算输入功率。所谓由出 求人

3.解题技巧 关于解题技巧,对于基本概念只能加强理解,深入掌握； 对于计算题,本章主要是泵 液压马达的有关性能参数的计算，为液压系统设计、泵 及液压件的选择打下一定基础。这里主要谈谈泵和液压 马达的功率和马达的转速的计算问题。 ①求泵的输入功率Pip时，从概念上讲，有两种方法；是 直接由输入转矩Tp和角速度 求得-- ;二 是由泵的出口压力pp和流量Qp求得一 ( 为 泵的总效率)。对于前者, 这一量题目可直接或间 接给出(间接求出),但对转矩Tp很少给出，该式计算输入 功率较困难。,由于压力pp、流量Qp和效率，题目有时直 接给出,有时可直接或间接算出,故一般常选此式来计算 泵的输入功率，即由输出功率计算输入功率。所谓由出 求人。  p Pip Tp  p   Pip pp Qp  p   /  p  p

②求液压马达的输出功率P。,亦有两种方法 是直接由马达的输出转矩T和角速度求得 PM=7·9是由马达的人口压力P和流量Q 求得 M=p·Q·m马达的总效率)。对于 前者,徊Ω直接给出或间接求出出,而转矩 般团是待求量。故用该式计算马达输出功率 较困难。对于后者,由于压力P、流量Q和效率 题目有时直接给出、有时由题目的已知条件可直 接或间接算出,故常首选用此来计算液压马达的 输出功率。即由输入功率计算输出功率。所谓由 入求出

②求液压马达的输出功率PoM，亦有两种方法:一 是直接由马达的输出转矩TM和角速度 求得- 一 ；二是由马达的人口压力PM和流量QM 求得—— (M为马达的总效率)。对于 前者, 很少直接给出或间接求出出，而转矩 一般又常是待求量。故用该式计算马达输出功率 较困难。对于后者,由于压力PM、流量QM和效率 题目有时直接给出、有时由题目的已知条件可直 接或间接算出，故常首选用此来计算液压马达的 输出功率。即由输入功率计算输出功率。所谓由 入求出。 M M POM TM  M   POM pM QM  M    TM

③液压马达得转速n计算, 两种方法: 是pq,和者间的关系求n,即=QqM 二是由马达输入功率间的关系求即P和输出功率P 间的关系求n,亦 Pow=Tw·9M=T2mw=Pn·nM=pMQn·n 即 PM2MnM 。对于后者,一方 2丌 面计算式较复杂;另一方面计算式中pQ、7及n 值有的题目已给出,有的尚需间接算出。相比之下, 前面的公式较简单,即通常情况下,应首选来计算马 达转速。 , =Qu / qm

③液压马达得转速nM计算， 两种方法： 一是 ,三者间的关系求nM,即 二是由马达输入功率间的关系求即 间的关系求 ,亦 即 。对于后者，一方 面计算式较复杂；另一方面计算式中 等 值有的题目已给出，有的尚需间接算出。相比之下， 前面的公式较简单，即通常情况下，应首选来计算马 达转速。 QtM、q M和n M / , M tM M n  Q q POM TM M TM  M PM  M M QM  M      2 n    p  i   2 n   M M M M M T P Q pM、QM、TM及 M / , M tM M n  Q q PiM和输出功率POM n M

液压思考题 【答】容积式泵的工作原理是:形成若干 密闭的工作腔,当密闭工作腔的容积从 小向大变化时,形成部分真空、吸油; 当密闭工作腔的容积从大向小变化时,进 行压油(排油)。泵的输油能力(输出流 量的大小)是由密闭工作腔的数目、容积 变化的大小及容积变化的快慢决定的。液 压马达是个执行元件,是把入口输出的液 体的

液压思考题 1.容积式泵（液压马达）的工作原理 【答】容积式泵的工作原理是：形成若干 密闭的工作腔，当密闭工作腔的容积从 小向大变化时，形成部分真空、吸油； 当密闭工作腔的容积从大向小变化时，进 行压油（排油）。泵的输油能力（输出流 量的大小）是由密闭工作腔的数目、容积 变化的大小及容积变化的快慢决定的。液 压马达是个执行元件，是把入口输出的液 体的