液压泵和电机的选型计算

液压泵是液压系统的动力元件，是靠发动机或电动机驱动，从液压油箱中吸入油液，形成压力油排出，送到执行元件的一种元件。液压泵按结构分为齿轮泵、柱塞泵、叶片泵和螺杆泵。

常用液压泵的种类:

1、按流量是否可调节可分为:变量泵和定量泵。输出流量可以根据需要来调节的称为变量泵，流量不能调节的称为定量泵。

2、按液压系统中常用的泵结构分为:齿轮泵、叶片泵和柱塞泵3种。

齿轮泵:体积较小，结构较简单，对油的清洁度要求不严，价格较便宜;但泵轴受不平衡力，磨损严重，泄漏较大。

叶片泵:分为双作用叶片泵和单作用叶片泵。这种泵流量均匀、运转平稳、噪音小、作压力和容积效率比齿轮泵高、结构比齿轮泵复杂。

柱塞泵:容积效率高、泄漏小、可在高压下工作、大多用於大功率液压系统;但结构复杂，材料和加工精度要求高、价格贵、对油的清洁度要求高。

一般在齿轮泵和叶片泵不能满足要求时才用柱塞泵。还有一些其他形式的液压泵，如螺杆泵等，但应用不如上述3种普遍。

性能参数：

1.液压泵压力

液压泵工作压力是指泵(或马达)在实际工作时输出(或输入)油液的压力，由外负载决定。

额定压力是指在正常工作条件下，按试验标准规定能连续运转的最高压力。其大小受寿命的限制，若超过额定压力工作，泵(或马达)的使用寿命将会比设计的寿命短。当工作压力大于额定压力时称超载。

2.转速

工作转速是指泵(或马达)在工作时的实际转动速度。

额定转速是指在额定压力下，能连续长时间正常运转的最高转速。若泵超过额定转速工作将会造成吸油不足，产生振动和大的噪声，零件会遭受气蚀损伤，寿命降低。

最低稳定转速是指马达正常运转所允许的最低转速。在此转速下，马达不出现爬行现象。

3.排量、流量

排量是指泵(或马达)每转一周，由密封容腔几何尺寸变化而得的排出(或输入)液体的体积，常用单位是ml/r(毫升/转)。排量可以通过调节发生变化的成为变量泵(或变量马达)，排量不能变化的成为定量泵(或定量马达)。

实际流量是指泵(或马达)工作时出口处(或进口处)的流量。由于泵本身存在内泄漏，其实际流量小于理论流量。由于马达本身也存在内泄漏，要实现指定转速，为补偿泄漏量，其输入实际流量必须大于理论流量。

4.效率

容积效率，对液压泵是指其实际流量与理论流量的比值。对液压马达是指其理论流量与实际流量的比值。

机械效率，对液压泵是指其理论转矩与实际输入转矩的比值。对液压马达其实际输出的转矩为理论转矩克服摩擦力后的转矩，因此其机械效率为实际输出转矩与理论转矩的比值。

总效率是指泵(或马达)的输出功率与输入功率的比值。总效率等于容积效率与机械效率的乘积。    

齿轮泵具有:1）结构简单紧凑、2）质量轻、3）工艺性好、4）价格便宜、5）自吸力强、6）对油液污染不敏感、7）能耐冲击性负载等优点，应用非常广泛，今天主要讨论齿轮泵的选型。

齿轮泵可分为内啮合齿轮泵和外啮合齿轮泵，内啮合齿轮泵具有输送液体平稳、震动小、噪音低、磨损小，使用寿命长等优点，相对外啮合齿轮泵，内啮合齿轮泵加工精度要求高，价格高。

内啮合齿轮泵结构

外啮合齿轮泵结构

选择液压泵之前首先要确定执行机构所需的最高工作压力，比如液压缸或液压马达的最高工作压力。然后需要计算执行机构正常工作所需的最大流量。

Pa=液压执行机构（液压泵或液压马达）最大工作压力（MPa）

P△=液压泵出口到液压执行机构的总油路压力损失(MPa)

(P△一般对于比较简单的油路取0.5Mpa，对于比较复杂的管路取0.5MPa到1.5MPa)

Qa=液压系统中执行机构同时工作时需要的总流量(L/min)

K=液压系统总的泄漏系数，K一般取1.1至1.3

Vg=泵的排量(L)

n =泵的转速（rpm）

Pp=泵的最高工作压力(MPa)

Kp=液压泵压力安全系数，Kp一般取1.2 到1.5

ηv=泵的容积效率（查泵技术参数表）

ηm=泵的机械效率（查泵技术参数表）

Pm=电机功率（Kw）

则：

当系统中执行机构为间歇动作时，可以采用蓄能器从而选取排量较小的泵和电机，具体参见蓄能器的选型计算。

电机功率的确定；

Pm>Vg*n* η v*Pp/ η m/60

示例，

现有一个直径为50mm的液压缸需要最大顶出力为20KN，顶出速度为10cm/s.需要选择泵和电机。

首先，计算所需的最大工作压力

液压系统的压力损失取0.5Mpa，Kp取1.2

液压泵压力：

Pp=1.2X（10.2+0.5）=13

系统执行机构所需的最大工作流量

Qa=50^2*3.14*100*60/4/10^6=11.8L/min

根据泵的转速工作范围选择泵的转速，一般电机选用1500rpm、1000rpm、750rpm转速的较多，同等功率情况下，电机转速越高，体积越小，但扭矩也越小，因此需要根据泵所需的扭矩和转速，选择合适的转速的电机。

这里选n=1450rpm（1500为同步转速，异步电机达不到1500rpm）

取ηv=0.9，ηm=0.85

则：

泵排量Vg>=1.2*11.8/(1450X0.9)=0.01085L=10.8cm^3

电机功率

Pm=0.01805*1450*0.9*13/(0.85*60)=3.6Kw