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液压泵(液压马达)的选用
液压泵(液压马达)的选用
液压泵的技术性能和参数选择
| 类型 | 齿轮泵 | 螺杆泵 | 叶片泵 | 柱塞泵 | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 外啮合 | 内啮合 | 单作用 | 双作用 | 轴向 | 径向轴配流 | 卧式轴配流 | |||||
| 楔块式 | 摆线转子式 | 直轴端面配流 | 斜轴端面配流 | 阀配流 | |||||||
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压力 /MPa |
≤25.0 | ≤30.0 | 1.6~16.0 | 2.5~10.0 | ≤6.3 | 6.3~32 | ≤10.0 | ≤40.0 | ≤70.0 | 10.0~20.0 | ≤40.0 |
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排量 /mL·r^(-1) |
0.5~650 | 0.8~300 | 2.5~150 | 25~1500 | 1~320 | 0.5~480 | 0.2~560 | 0.2~3600 | ≤420 | 20~720 | 1~250 |
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转速 /r·min^(-1) |
300~7000 | 1500~2000 | 1000~4500 | 1000~2300 | 500~2000 | 500~4000 | 600~2200 | 600~1800 | ≤1800 | 700~1800 | 200~2200 |
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最大功率 /kW |
120 | 350 | 120 | 390 | 30 | 320 | 730 | 2660 | 750 | 250 | 260 |
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容积效率 /% |
70~95 | ≤96 | 80~90 | 70~95 | 85~92 | 80~294 | 88~93 | 88~93 | 90~95 | 80~90 | 90~95 |
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总效率 /% |
63~87 | ≤90 | 65~80 | 70~85 | 64~81 | 65~82 | 81~88 | 81~88 | 83~88 | 81~83 | 83~88 |
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最高自吸能力 /kPa |
50 | 40 | 40 | 63.5 | 33.5 | 33.5 | 16.5 | 16.5 | 16.5 | 16.5 | 16.5 |
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流量脉动 /% |
11~27 | 1~3 | ≤3 | <1 | ≤1 | ≤1 | 1~5 | 1~5 | <14 | <2 | ≤14 |
| 排量V /cm3/r 或 mL/r |
理论排量:液压泵每转一周排出的液体体积。其值由密封容器几何尺寸的变化计算而得,也叫几何排量 空载排量:在规定最低工作压力下,泵每转一周排出的液体体积。其值用以下办法求得:先测出对应两种转速的流量,再分別计算出排量,取平均值。理论排量无法测出,在实用场合往往以空载排量代替理论排量 有效排量:在规定工况下泵每转一周实际排出的液体体积 |
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| 流量q/ m3/r或 L/min |
理论流量:液压泵在单位时间内排出的液体体积,其值等于理论排量和泵的转速之乘枳 有效流量:在某种压力和温度下,泵在单位时间内排出的液体体积,也称实际流量 瞬间流量:液压泵在运转中,在某一时间点排出的液体体积 平均流量:根据在某一时间段内泵排出的液体体积计算出的,单位时间内泵排出的液体体积。其值为在该时间段内各瞬间流量的平均值 额定流量:泵在额定工况下的流量 除极个别地方外,本章所论述的流量均指体积流量,故流量符号q不加任何区别流量性质的角标,如体积流量为qv,质量为qm等 |
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| 压力P /MPa |
额定压力:液压泵在正常工作条件下,按试验标准规定能连续运转的最高压力 最高压力:液压泵能按试验标准规定,允许短暂运转的最高压力(峰值压力) 例如某泵额定压力为21MPa,最高压力为28MPa,短暂运转时间为6s 工作压力:液压泵实际工作时的压力 |
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| 转速n /r/min |
额定转速:在额定工况下,液压泵能长时间持续正常运转的最高转速 最大转速:在额定工况下,液压泵能超过额定转速允许短暂运转的最高转速 最低转速:液压泵在正常工作条件下,能运转的最小转速 |
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| 功率P /kW |
输入功率:驱动液压泵运转的机械功率 输岀功率:液压泵输岀液压功率,其值为工作压力与有效流量的乘积 |
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| 效率 |
容积效率:液压泵输岀的有效流量与理论流量的比值 机械效率:液压泵的液压转矩与实际输入转矩的比值 总效率:液压泵输出的液压功率与输入的机械功率的比值 |
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| 吸入能力/Pa | 液压泵能正常运转(不发生汽蚀)条件下吸入口处的最低绝对压力,一般用真空度表示 | |||
液压泵的主要参数及计算公式
| 参数名称 | 单位 | 液压泵 | |
|---|---|---|---|
| 排量、流量 | 排量 | m3/r | 每转一转。由其密封腔内几何尺寸变化计算而得的排出液体的体积 |
| 理论流量Q0 | m3/s |
泵单位时间内由密封腔内几何尺寸 变化计算而得的排出液体的体积 Q0=q0n/60 |
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| 实际流量Q |
泵工作时出口处流量 Q=q0nηv/60 |
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| 压力 | 额定压力 | Pa | 在正常工作条件下,按试验标准规定能连续运转的最高压力 |
| 最高压力 Pmax | 按试验标准规定允许短暂运行的最高压力 | ||
| 工作压力p | 泵工作时的压力 | ||
| 转速 | 额定转速n | r/min | 在额定压力下,能连续长时间正常运转的最高转速 |
| 最高转速 | 在额定压力下,超过额定转速而允许短暂运行的最大转速 | ||
| 最低转速 | 正常运转所允许的最低转速 | ||
| 功率 | 输入功率 | W |
驱动泵轴的机械功率 Pi=pQ/η |
| 输出功率 |
泵输出的液压功率,其值为泵实际输出的实际流量和压力的乘积 P0=pQ |
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| 机械功率 | Pi=(π/30)Tn | ||
| T—压力为p时泵的输入转矩或马达的输出转矩。N·m | |||
| 转矩 | 理论转矩 | N·m | |
| 实际转矩 |
液压泵输入转矩Ti Ti=(1/2π)pq0(1/ηm) |
||
| 效率 | 容积效率ηv |
泵的实际输出流量与理论流量的比值 ηv=Q/Q0 |
|
| 机械效率ηm |
泵理论转矩(由压力作用于转子产生的液压转矩)与泵轴上实际输出转矩之比 ηm=pq0/(2πTi) |
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| 总效率η |
泵的输出功率与输入功率之比 η=ηvηm |
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| 单位换算式 | q0 | mL/r |
Q=q0nηv10-3 Pi=pQ/(60η) |
| n | r/min | ||
| Q | L/min | ||
| p | MPa | ||
| Pi | kW | ||
| T0 | N·m | ||
液压泵的选择要点
| 选择液压泵时要考虑的因素有工作压力、流量、转速、定量或变量方式、容积效率、总效率、原动机的种类、噪声、压力脉动率、自吸能力等,还耍考虑与液压油的相容性、尺寸、质量、经济性和维修性。这些因素,有些已写入产品样本或技术资料里,要仔细研究,不明确的地方要询问制造厂 |
| 液压泵的输出压力应是执行元件所需压力、配管的压力损失、控制阀的压力损失之和。它不得超过样本上的额定压力, 强调安全性、可靠性时,还应留有较大的余地。样本上的最高工作压力是短期冲击时的允许压力,如果毎个循环中都发生这样的冲击压力,泵的寿命就会显著缩短,甚至泵会损坏 |
| 液压泵的输出流量应包括执行元件所需流量(有多个执行元件时由时间图求出总流量)、溢流阀的最小溢流量、各元件的泄露量的总和、电动机掉转(通长1r/s左右)引起的流量减少量、液压泵长期使用后效率降低引起的流量减少量(通常 5%~7%),样本上往往给出理论排量、转速范围及典型转速、不同压力下的输出流量 |
| 压力越高、转速越低则泵的容枳效率越低,变量泵排量调小时容积效率降低。转速恒定时泵的总效率在某个压力下最髙;变量泵的总效率在某个排量、某个压力下最高、泵的总效率对液压系统的效率有很大影响,应该选择效率高的泵,并尽量使泵工作在高效工况区 |
| 转速关联着泵的寿命、耐久性、气穴、噪声等。虽然样本上写着允许的转速范围,但最好是在与用途相适应的最佳转速下使用。特别是用发动机驱动泵的情况下,油温低时,若低速则吸油困难、有因润滑不良引起的卡咬失效的危险,而高转速下则要考虑产生汽蚀、振动、异常磨损、流量不稳定等现象的可能性。转速剧烈变动还对泵内部零件的强度有很大影响 |
| 开式回路中使用时需要泵具有一定的自吸能力。发生汽蚀不仅可能使泵损坏,而且还引起振动和噪声,使控制阀、执行元件动作不良,对整个液压系统产生恶劣影响。在确认所用泵的自吸能力的同时,必须再考虑液压装置的使用温度条件、 液压油的黏度。在计算吸油管路的阻力的基础上,确定泵相对于油箱液位的安装位置并设计吸油管路。另外,泵的自吸能力就计算值来说要留有充分裕量 |
| 液压泵是主要噪声源,在对噪声冇限制的场和,要选用低噪声泵或降低转速使用。注意,泵的噪声数据有两种,即在特定声场测得的和在一般声场测得的数据,两者之间有显著不同 |
| 用定量泵还是用变量泵,需要仔细论证。定量泵简单、便宜,变量泵结构复杂、价格昂贵,但节省能源。变量泵(尤其是变量轴向柱塞量的变量机构有各种形式。就控制方法来说,有手动控制、内部压力控制、外部压力控制、电磁阀控制、顺序阀控制、电磁比例阀控制、伺服阀控制等。就控制结果来说,有比例变量、恒压变量、恒流变量、恒扭矩变量、恒功率变量、负载传感变量等。变量方式的选择要适应系统的要求,实际使用中要弄清这些变量方式的静态特性、动态特性和使用方法。不同种类的泵、不同生产厂,其变量机构的特性不同 |