【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

1．掌握液壓泵、齒輪泵的工作原理。2．熟悉葉片泵、柱塞泵、液壓馬達(dá)。3．了解其他泵。下一頁(yè)返回項(xiàng)目二液壓泵和液壓馬達(dá)

任務(wù)一初識(shí)液壓泵一、液壓泵的工作原理及特點(diǎn)（一）液壓泵的工作原理液壓系統(tǒng)中所用的各種液壓泵，其工作原理都是依靠液壓泵密封容積的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)吸油和壓油的，這類泵統(tǒng)稱為容積式液壓泵。圖2.1是一個(gè)簡(jiǎn)單的單柱塞液壓泵的工作原理圖。偏心輪1旋轉(zhuǎn)時(shí)，柱塞2在偏心輪和彈簧的作用下在泵體3中左右移動(dòng)。柱塞右移時(shí)，缸體中密封工作腔V腔的容積增大，形成局部真空，油箱中的油液在大氣壓力作用下，通過(guò)單向閥6進(jìn)入泵體V腔，此時(shí)單向閥5關(guān)閉。任務(wù)一初識(shí)液壓泵圖2.1液壓泵工作原理圖1-偏心輪2-柱塞3-泵體4-彈簧5、6-單向閥任務(wù)一初識(shí)液壓泵柱塞左移時(shí)，密封容積V腔變小，油壓升高，油液通過(guò)單向閥5壓向系統(tǒng)。此時(shí)，單向閥6關(guān)閉。偏心輪不停的轉(zhuǎn)動(dòng)，液壓泵便依靠其密封工作腔容積的不斷變化，從而實(shí)現(xiàn)了吸入和輸出油液的。液壓泵輸出的流量取決于密封工作腔容積變化的大??；泵的輸出壓力取決于外負(fù)載。任務(wù)一初識(shí)液壓泵（二）液壓泵的特點(diǎn)單柱塞液壓泵具有一切容積式液壓泵的基本特點(diǎn)：（1）具有若干個(gè)周期性變化的密封容積，密封容積由小變大時(shí)吸油，由大變小時(shí)壓油。液壓泵輸出油液的多少只取決于此密封容積的變化量及其變化頻率。這是容積式泵的一個(gè)重要特性。任務(wù)一初識(shí)液壓泵（2)油箱內(nèi)液體的絕對(duì)壓力必須等于或大于大氣壓力，這是容積式液壓泵能夠吸入油液的必要外部條件。因此，為保證液壓泵正常吸油，油箱必須與大氣相通，或采用密閉的充壓油箱。（3)具有相應(yīng)的配流機(jī)構(gòu)，將吸油腔與排油腔隔開(kāi)。它保證密封容積由小變大時(shí)只與吸油管連通，密封容積由大變小時(shí)只與壓油管連通。上述單柱塞泵中的兩個(gè)單向閥5和6就是起配流作用的，是配流機(jī)構(gòu)的一種類型。按照結(jié)構(gòu)形式的不同，液壓泵分為齒輪式、葉片式、柱塞式和螺桿式等類型。按照輸出油液的流量可否調(diào)節(jié)，液壓泵又有定量式和變量式之分。任務(wù)一初識(shí)液壓泵二、液壓泵的主要性能參數(shù)（一）壓力(1）工作壓力液壓泵工作時(shí)輸出油液的實(shí)際壓力稱為工作壓力。工作壓力取決于外負(fù)載的大小和排油管路上的壓力損失，而與液壓泵的流量無(wú)關(guān)。任務(wù)一初識(shí)液壓泵(2)額定壓力泵在正常工作條件下，按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定能連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的最高壓力稱為泵的額定壓力。泵的額定壓力受泵本身的泄漏和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度制約。當(dāng)泵的工作壓力超過(guò)額定壓力時(shí)，泵就會(huì)過(guò)載。由于液壓傳動(dòng)的用途不同，系統(tǒng)所需的壓力也不相同，為了便于液壓元件的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和使用，將壓力分為幾個(gè)等級(jí)，見(jiàn)書表2.1。任務(wù)一初識(shí)液壓泵（二）排量和流量(1）排量在不考慮泄漏的情況下，液壓泵每轉(zhuǎn)一周所排出的液體的體積稱為液壓泵的排量。其大小由液壓泵密封容積幾何尺寸變化而得到，常用單位為ml/r。排量可以調(diào)節(jié)的液壓泵稱為變量泵；排量不可以調(diào)節(jié)的液壓泵則稱為定量泵.任務(wù)一初識(shí)液壓泵(2)理論流量在不考慮液壓泵泄漏的條件下，在單位時(shí)間內(nèi)所排出的液體體積稱為理論流量。顯然，如果液壓泵的排量為，其主軸轉(zhuǎn)速為，則該液壓泵的理論流量的計(jì)算公式為

(2.1)任務(wù)一初識(shí)液壓泵

(3)實(shí)際流量液壓泵在某一具體工況下，單位時(shí)間內(nèi)所排出的液體的實(shí)際體積稱為實(shí)際流量，它等于理論流量減去泄漏流量，即q=qt-△q(2.2)

任務(wù)一初識(shí)液壓泵(4)額定流量液壓泵在正常工作條件下，按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定(如在額定壓力和額定轉(zhuǎn)速下)必須保證的流量,是泵正常工作時(shí)實(shí)際流量的最小值。任務(wù)一初識(shí)液壓泵（三）液壓泵的功率(1)輸出功率泵輸出的是液壓能，表現(xiàn)為輸出油液的壓力和流量。以圖2.3所示的泵—缸系統(tǒng)為例，當(dāng)忽略輸送管路及液壓缸中的能量損失時(shí)，液壓泵的輸出功率應(yīng)等于液壓缸的輸入功率又等于液壓缸的輸出功率，即

(2.5)式（2.5)表明，在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中，液體所具有的功率，即液壓功率等于壓力和流量的乘積。任務(wù)一初識(shí)液壓泵圖2.3液壓泵輸出功率的計(jì)算任務(wù)一初識(shí)液壓泵(2)輸入功率液壓泵的輸入功率為泵軸的驅(qū)動(dòng)功率，其值為

(2.6)式中，為液壓泵的輸入轉(zhuǎn)矩，為泵軸的轉(zhuǎn)速。液壓泵在工作中，由于有泄漏和機(jī)械摩擦造成能量損失，故其輸出功率小于輸入功率，即Po＜Pi。任務(wù)一初識(shí)液壓泵（四）液壓泵的效率(1)容積效率液壓泵實(shí)際流量與理論流量的比值稱為容積效率（2.7）(2)機(jī)械效率液壓泵在工作時(shí)存在機(jī)械摩擦(相對(duì)運(yùn)動(dòng)零件之間的摩擦及液體粘性摩擦)，因此驅(qū)動(dòng)泵所需的實(shí)際輸入轉(zhuǎn)矩必然大于理論轉(zhuǎn)矩。理論轉(zhuǎn)矩與實(shí)際輸入轉(zhuǎn)矩的比值稱為機(jī)械效率

(2.8)任務(wù)一初識(shí)液壓泵因泵的理論功率(當(dāng)忽略能量損失時(shí))表達(dá)式為

(2.9)則有

=(2.10)將此代入式(3.8)，得=(2.11)任務(wù)一初識(shí)液壓泵(3)總效率泵的輸出功率與輸入功率的比值稱為泵的總效率=(2.12)式(2.12)說(shuō)明，液壓泵的總效率等于容積效率和機(jī)械效率的乘積。綜上所述，泵的理論流量、實(shí)際流量、理論轉(zhuǎn)矩、實(shí)際轉(zhuǎn)矩、容積效率、機(jī)械效率和總效率之間的關(guān)系如圖3-4所示。任務(wù)一初識(shí)液壓泵圖2.4液壓泵有關(guān)參數(shù)之間的關(guān)系曲線a)泵的功率流程圖b)特性曲線任務(wù)二

認(rèn)識(shí)齒輪泵齒輪泵是液壓系統(tǒng)中常用的液壓泵。它的主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，重量輕，價(jià)格便宜，自吸性能好，對(duì)油液的污染不敏感，工作可靠，便于維護(hù)修理。其缺點(diǎn)是泄漏量大，噪聲大，效率低，排量不可調(diào)。齒輪泵按其嚙合形式有外嚙合和內(nèi)嚙合兩種，其中外嚙合齒輪泵應(yīng)用廣泛。任務(wù)二

認(rèn)識(shí)齒輪泵一、外嚙合齒輪泵（一）外嚙合齒輪泵的工作原理如圖2.5所示是外嚙合齒輪泵的工作原理圖。在泵體內(nèi)有一對(duì)齒數(shù)、模數(shù)都相同的外嚙合漸開(kāi)線齒輪。齒輪兩側(cè)有端蓋(圖中未示出)。泵體、端蓋和齒輪之間形成了密封容腔，并由兩個(gè)齒輪的齒面接觸線將左右兩腔隔開(kāi)，形成了吸、壓油腔。當(dāng)齒輪按圖示方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，左側(cè)吸油腔內(nèi)相互嚙合的輪齒相繼脫開(kāi)，使密封容積逐漸增大，形成局部真空，油箱中的油液在大氣壓力作用下進(jìn)入吸油腔，并隨著旋轉(zhuǎn)的輪齒進(jìn)入右側(cè)壓油腔。右側(cè)壓油腔的輪齒則不斷進(jìn)入嚙合，使密封容積減小，油液被擠出，通過(guò)與壓油口相連的管道向系統(tǒng)輸送壓力油。在齒輪的工作過(guò)程中，只要泵軸旋轉(zhuǎn)方向不變，其吸、壓油腔的位置就不變，嚙合處的齒面接觸線一直分隔吸、壓油兩腔起著配油的作用，所以齒輪泵中沒(méi)有專門的配流機(jī)構(gòu)，這是它的獨(dú)特之處。任務(wù)二

認(rèn)識(shí)齒輪泵圖2.5齒輪泵的工作原理任務(wù)二

認(rèn)識(shí)齒輪泵（二）外嚙合齒輪泵的排量和流量齒輪泵的排量可近似看作兩個(gè)齒輪的齒槽容積之和。因齒槽容積略大于輪齒體積，故其排量等于一個(gè)齒輪的齒槽容積和輪齒體積的總和再乘以一個(gè)大于1的修正系數(shù)，即相當(dāng)于以有效齒高()和齒寬構(gòu)成的平面所掃過(guò)的環(huán)形體積，于是泵的排量為

(2.13)任務(wù)二

認(rèn)識(shí)齒輪泵則有

(2.14)齒輪泵的實(shí)際輸出流量為

(2.15)式(2.15)中的是齒輪泵的平均流量。實(shí)際上，隨著嚙合點(diǎn)位置的改變，齒輪嚙合過(guò)程中壓油腔的容積變化率是不均勻的，因此齒輪泵的瞬時(shí)流量是脈動(dòng)的。設(shè)、分別表示最大、最小瞬時(shí)流量，流量脈動(dòng)率可用下式表示：任務(wù)二

認(rèn)識(shí)齒輪泵(2.16)齒數(shù)愈少，脈動(dòng)率就愈大，其值最高可達(dá)20%以上。流量脈動(dòng)引起壓力脈動(dòng)，隨之產(chǎn)生振動(dòng)與噪聲，所以高精度機(jī)械不宜采用齒輪泵。任務(wù)二

認(rèn)識(shí)齒輪泵（三）外嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu)要點(diǎn)（1）徑向作用力不平衡在齒輪泵中，液體作用在齒輪外圓上的壓力是不相等的，從低壓腔到高壓腔，壓力沿齒輪旋轉(zhuǎn)方向逐漸上升，因此齒輪受到徑向不平衡力的作用。工作壓力越高，徑向不平衡力也越大。徑向不平衡力過(guò)大時(shí)能使泵軸彎曲，齒頂與泵體接觸，產(chǎn)生摩擦；同時(shí)也加速軸承的磨損，這是影響齒輪泵壽命的主要原因。為了減小徑向不衡力的影響，常采用的最簡(jiǎn)單的辦法就是縮小壓油口，使壓油腔的壓力油僅作用在一個(gè)齒到兩個(gè)齒的范圍內(nèi)；也可采用如圖2.6所示的在泵端蓋設(shè)徑向力平衡槽的結(jié)構(gòu)。任務(wù)二

認(rèn)識(shí)齒輪泵圖2.6齒輪泵徑向力平衡槽任務(wù)二

認(rèn)識(shí)齒輪泵（2）困油現(xiàn)象及其消除措施為使齒輪平穩(wěn)轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪嚙合重合度必須大于1，即在一對(duì)輪齒退出嚙合之前，后面一對(duì)輪齒已進(jìn)入嚙合，因而在兩對(duì)輪齒同時(shí)嚙合的階段，兩對(duì)輪齒的嚙合點(diǎn)之間形成獨(dú)立的密封容積，也就有一部分油液會(huì)被圍困在這個(gè)封閉腔之內(nèi)，如圖2.7所示。這個(gè)封閉容積先隨齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)逐漸減小(由圖2.7a到圖2.7b)，以后又逐漸增大(由圖2.7b到圖2.7c)。封閉容積減小會(huì)使被困油液受擠而產(chǎn)生高壓，并從縫隙中流出，導(dǎo)致油液發(fā)熱，軸承等部件也會(huì)受到附加的不平衡負(fù)載的作用；封閉容積增大又會(huì)造成局部真空，使溶于油中的氣體分離出來(lái)，產(chǎn)生氣穴，引起噪聲、振動(dòng)和氣蝕，這就是齒輪泵的困油現(xiàn)象。任務(wù)二

認(rèn)識(shí)齒輪泵消除困油現(xiàn)象的方法，通常是在齒輪的兩端蓋板上開(kāi)卸荷槽(如圖2.7d中的虛線所示)，使封閉容積減小時(shí)通過(guò)右邊的卸荷槽與壓油腔相通，封閉容積增大時(shí)通過(guò)左邊的卸荷槽與吸油腔相通。在很多齒輪泵中，兩槽并不對(duì)稱于齒輪中心線分布，而是整個(gè)向吸油腔側(cè)平移一段距離，實(shí)踐證明，這樣能取得更好的卸荷效果。任務(wù)二

認(rèn)識(shí)齒輪泵圖2.7齒輪泵的困油現(xiàn)象及其消除措施任務(wù)二

認(rèn)識(shí)齒輪泵（3）泄漏外嚙合齒輪泵高壓腔的壓力油通過(guò)三個(gè)途徑泄漏到低壓腔：從齒輪兩側(cè)面和兩端蓋間的軸向間隙、泵體內(nèi)孔和齒頂圓間的徑向間隙和輪齒嚙合處的間隙。其中，軸向間隙泄漏的途徑多，封油長(zhǎng)度短，泄露量約占了總泄漏量的75％～80％，是影響齒輪泵壓力提高的最主要的問(wèn)題。圖2.8軸向間隙補(bǔ)償裝置示意圖1-浮動(dòng)軸套2-泵體3-齒輪軸4-彈簧5-浮動(dòng)側(cè)板6-彈性側(cè)板

在中、高壓齒輪泵中，要提高工作壓力，解決軸向間隙泄漏，一般采用軸向間隙自動(dòng)補(bǔ)償裝置的辦法。任務(wù)二

認(rèn)識(shí)齒輪泵圖2.8軸向間隙補(bǔ)償裝置示意圖1-浮動(dòng)軸套2-泵體3-齒輪軸4-彈簧5-浮動(dòng)側(cè)板6-彈性側(cè)板任務(wù)二

認(rèn)識(shí)齒輪泵見(jiàn)圖2.8所示，這些裝置有能整體移動(dòng)的浮動(dòng)軸套、浮動(dòng)側(cè)板和能產(chǎn)生一定撓度的彈性側(cè)板。其工作原理是將與齒輪端面接觸的這些部件制作成軸向可移動(dòng)的，并將壓油腔的壓力油經(jīng)專門的通道引入這個(gè)可動(dòng)部件背面的油腔里，使該部件始終受到一個(gè)與工作壓力成比例的軸向力壓向齒輪端面，從而保證泵的軸向間隙能與工作壓力自動(dòng)適應(yīng)，具有良好的密封性能而且長(zhǎng)期穩(wěn)定，并且還可以補(bǔ)償齒輪側(cè)面和該部件間的磨損量。任務(wù)二

認(rèn)識(shí)齒輪泵二、內(nèi)嚙合齒輪泵內(nèi)嚙合齒輪泵有漸開(kāi)線齒輪泵和擺線齒輪泵（又稱擺線轉(zhuǎn)子泵）兩種，其工作原理可見(jiàn)圖2.9。漸開(kāi)線內(nèi)嚙合齒輪泵中，小齒輪與內(nèi)齒環(huán)之間有一月牙形隔板，以便把吸油腔和壓油腔隔開(kāi)。當(dāng)小齒輪帶動(dòng)內(nèi)齒環(huán)繞各自的中心同方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，左半部輪齒退出嚙合，形成真空，進(jìn)行吸油。進(jìn)入齒槽的油被帶到壓油腔，右半部輪齒進(jìn)入嚙合，容積減小，從壓油口排油。任務(wù)二

認(rèn)識(shí)齒輪泵圖2.9內(nèi)嚙合齒輪泵

a)漸開(kāi)線齒形b)擺線齒形1—吸油腔2—壓油腔任務(wù)二

認(rèn)識(shí)齒輪泵擺線內(nèi)嚙合齒輪泵又稱擺線轉(zhuǎn)子泵，其主要零件是一對(duì)內(nèi)嚙合的齒輪(即內(nèi)、外轉(zhuǎn)子)。外轉(zhuǎn)子齒數(shù)比內(nèi)轉(zhuǎn)子齒數(shù)多一個(gè)，不需設(shè)置隔板。內(nèi)轉(zhuǎn)子帶動(dòng)外轉(zhuǎn)子同向旋轉(zhuǎn)。在工作時(shí)，所有內(nèi)轉(zhuǎn)子齒都進(jìn)入嚙合，形成幾個(gè)獨(dú)立的密封腔。隨著內(nèi)外轉(zhuǎn)子的嚙合旋轉(zhuǎn)，各密封腔的容積發(fā)生變化，從而進(jìn)行吸油和壓油。內(nèi)嚙合齒輪泵結(jié)構(gòu)緊湊，尺寸小，重量輕，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲小，效率高，使用壽命長(zhǎng)。但與外嚙合齒輪泵相比，內(nèi)嚙合齒輪泵齒形復(fù)雜，加工精度要求高，價(jià)格較貴。任務(wù)三

認(rèn)識(shí)葉片泵葉片泵具有流量均勻，工作平穩(wěn)，噪聲小，壽命較長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造中的專用機(jī)床、組合機(jī)床、自動(dòng)線等中低壓液壓系統(tǒng)中，但其結(jié)構(gòu)較齒輪泵復(fù)雜，對(duì)油液污染敏感，轉(zhuǎn)速也不能太高。按照工作原理，葉片泵可分為單作用式和雙作用式兩類。雙作用式與單作用式相比，其流量均勻性好，工作壓力較高，應(yīng)用較廣。但其只能作成定量泵，而單作用葉片泵可以做成多種變量形式。任務(wù)三

認(rèn)識(shí)葉片泵一、雙作用葉片泵（一）雙作用葉片泵的工作原理雙作用葉片泵的工作原理如圖2.10所示。該泵主要由定子4、轉(zhuǎn)子3、葉片5、及裝在它們兩側(cè)的配流盤1組成。定子內(nèi)表面形似橢圓，由兩段半徑為R的大圓弧、兩段半徑為r的小圓弧和四段過(guò)渡曲線所組成。定子和轉(zhuǎn)子的中心重合。在轉(zhuǎn)子上沿圓周均布的若干個(gè)槽內(nèi)分別安放有葉片，這些葉片可沿槽作徑向滑動(dòng)。在配流盤上，對(duì)應(yīng)于定子四段過(guò)渡曲線的位置開(kāi)有四個(gè)腰形配流窗口，其中兩個(gè)窗口與泵的吸油口連通，為吸油窗口；另兩個(gè)窗口與壓油口連通，為壓油窗口。任務(wù)三

認(rèn)識(shí)葉片泵圖2.10雙作用葉片泵的工作原理1—配流盤2—軸3—轉(zhuǎn)子4—定子5—葉片任務(wù)三

認(rèn)識(shí)葉片泵當(dāng)轉(zhuǎn)子由軸帶動(dòng)按圖示方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉片在自身離心力和由壓油腔引至葉片根部的高壓油作用下貼緊定子內(nèi)表面，并在轉(zhuǎn)子槽內(nèi)往復(fù)滑動(dòng)。當(dāng)葉片由定子小半徑r處向定子大半徑R處運(yùn)動(dòng)時(shí)，相鄰兩葉片間的密封腔容積就逐漸增大，形成局部真空而經(jīng)過(guò)窗口a吸油；當(dāng)葉片由定子大半徑R處向定子小半徑r處運(yùn)動(dòng)時(shí)，相鄰兩葉片間的密封腔容積就逐漸減小，便通過(guò)窗口b壓油。轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周，每一葉片往復(fù)滑動(dòng)兩次，因而吸、壓油作用發(fā)生兩次，故這種泵稱為雙作用葉片泵。又因吸、壓油口對(duì)稱分布，作用在轉(zhuǎn)子和軸承上的徑向液壓力相平衡，所以這種泵又稱為平衡式葉片泵。任務(wù)三

認(rèn)識(shí)葉片泵（二）雙作用葉片泵的排量和流量由圖2.10可知，當(dāng)葉片每伸縮一次時(shí)，每相鄰兩葉片間油液的排出量等于大半徑圓弧段的容積與小半徑r圓弧段的容積之差。若葉片數(shù)為z，則雙作用葉片泵每轉(zhuǎn)排油量等于上述容積差的2z倍。當(dāng)忽略葉片本身所占的體積時(shí)，雙作用葉片泵的排量即為環(huán)形體容積的2倍，表達(dá)式為

(2.17)雙作用葉片泵為定量泵。任務(wù)三

認(rèn)識(shí)葉片泵泵輸出的實(shí)際流量則為

(2.18)如不考慮葉片對(duì)泵排量的影響，則理論上雙作用葉片泵無(wú)流量脈動(dòng)。實(shí)際上，葉片有一定的厚度，根部又連通壓油腔，而且泵的生產(chǎn)過(guò)程中存在各種誤差，如兩圓弧的形狀誤差、不同心等，這些原因造成輸出流量出現(xiàn)微小脈動(dòng)。但其脈動(dòng)率除螺桿泵外是最小的。通過(guò)理論分析還可知，流量脈動(dòng)率在葉片數(shù)為4的整數(shù)倍、且大于8時(shí)最小，故雙作用葉片泵的葉片數(shù)通常取12或16。任務(wù)三

認(rèn)識(shí)葉片泵（三）雙作用葉片泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（1)定子過(guò)渡曲線定子內(nèi)表面的曲線是由四段圓弧和四段過(guò)渡曲線所組成的。理想的過(guò)渡曲線不僅應(yīng)使葉片在槽中滑動(dòng)時(shí)的徑向速度和加速度變化均勻，而且應(yīng)使葉片轉(zhuǎn)到過(guò)渡曲線和圓弧交接點(diǎn)處的加速度突變不大，以減小沖擊和噪聲。目前雙作用葉片泵一般都使用綜合性能較好的等加速等減速曲線作為過(guò)渡曲線，為了獲得更好的性能，有些泵采用了三次以上的高次曲線。任務(wù)三

認(rèn)識(shí)葉片泵圖2.11雙作用葉片泵的典型結(jié)構(gòu)1—左泵體2—左配流盤3—轉(zhuǎn)子4—定子5—葉片6—右配流盤7—右泵體8—泵蓋9—軸任務(wù)三

認(rèn)識(shí)葉片泵（2)端面間隙的自動(dòng)補(bǔ)償圖2.11所示為一中壓雙作用葉片泵的典型結(jié)構(gòu)圖。由圖可見(jiàn)，為了減少端面泄漏，采取的間隙自動(dòng)補(bǔ)償措施是將右配流盤的右側(cè)與壓油腔連通，使配流盤在液壓推力作用下壓向定子。泵的工作壓力愈高，配流盤就會(huì)更加貼緊定子。同時(shí)，配流盤在液壓力作用下發(fā)生彈性變形，亦對(duì)轉(zhuǎn)子端面的間隙進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償。端面泄漏的減小使泵的容積效率得以提高。任務(wù)三

認(rèn)識(shí)葉片泵（3)提高工作壓力的主要措施為了保證葉片頂部與定子內(nèi)表面緊密接觸，所有葉片的根部都是通壓油腔的，當(dāng)葉片處于吸油區(qū)時(shí)，其根部作用著壓油腔的壓力，頂部卻作用著吸油腔的壓力，這一壓力差使葉片以很大的力壓緊定子內(nèi)表面，這就加速了定子內(nèi)表面的磨損。當(dāng)提高泵的工作壓力時(shí)，此問(wèn)題就更顯突出，所以必須在結(jié)構(gòu)上采取措施，使吸油區(qū)葉片壓向定子的作用力減小。可以采取的措施有多種，高壓葉片泵常用的有雙葉片結(jié)構(gòu)和子母葉片結(jié)構(gòu)。任務(wù)三

認(rèn)識(shí)葉片泵◆雙葉片結(jié)構(gòu)如圖2.12所示，在轉(zhuǎn)子的每一槽內(nèi)裝有兩片葉片，葉片頂端和兩側(cè)面倒角構(gòu)成了V形通道，根部壓力油經(jīng)過(guò)通道進(jìn)入頂部，使葉片頂部和根部的油壓相等。合理設(shè)計(jì)葉片頂部棱邊的寬度，使葉片頂部的承壓面積小于根部的承壓面積，從而既保證葉片與定子緊密接觸，又不致于產(chǎn)生過(guò)大的壓力。任務(wù)三

認(rèn)識(shí)葉片泵圖2.12雙葉片結(jié)構(gòu)圖2.13子母葉片結(jié)構(gòu)1—葉片2—轉(zhuǎn)子3—定子1—母葉片2—轉(zhuǎn)子3—定子4—子葉片任務(wù)三

認(rèn)識(shí)葉片泵◆子母葉片結(jié)構(gòu)子母葉片又稱復(fù)合葉片，如圖2.13所示。母葉片1的根部L腔經(jīng)轉(zhuǎn)子2上虛線所示的油孔始終和頂部油腔相通，而子葉片4和母葉片間的小腔C通過(guò)配流盤經(jīng)K槽總是接通壓力油。當(dāng)葉片在吸油區(qū)工作時(shí)，推動(dòng)母葉片壓向定子3的力僅為小腔C的油液壓力，此力不大，但能使葉片與定子接觸良好，保證密封。任務(wù)三

認(rèn)識(shí)葉片泵二、雙聯(lián)葉片泵將兩個(gè)雙作用葉片泵的主要工作部件裝在一個(gè)泵體內(nèi)，并在油路上并聯(lián)工作，就構(gòu)成雙聯(lián)葉片泵。雙聯(lián)葉片泵的兩個(gè)轉(zhuǎn)子由同一傳動(dòng)軸帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，合用一個(gè)吸油口，有兩個(gè)獨(dú)立的壓油口，兩個(gè)泵可以是相等流量的也可以是不等流量的。任務(wù)三

認(rèn)識(shí)葉片泵雙聯(lián)葉片泵多用于有快進(jìn)和工作進(jìn)給要求的機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)，這時(shí)雙聯(lián)葉片泵由一小流量泵和一大流量泵組成。當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)帶動(dòng)工作部件作輕載快進(jìn)或快退時(shí)，大小兩葉片泵同時(shí)輸出低壓油；當(dāng)重載慢速工進(jìn)時(shí)，高壓小流量泵單獨(dú)供油，大流量泵輸出的油在極低的壓力下流回油箱，實(shí)現(xiàn)卸荷。系統(tǒng)中采用雙聯(lián)泵可以降低功率損耗，減少油液發(fā)熱。雙聯(lián)泵也可應(yīng)用于機(jī)床液壓系統(tǒng)中互不干擾的獨(dú)立油路中。任務(wù)三

認(rèn)識(shí)葉片泵三、單作用葉片泵（一）單作用葉片泵的工作原理與雙作用葉片泵顯著不同的是，單作用葉片泵的定子內(nèi)表面是一個(gè)圓形，定子與轉(zhuǎn)子間有一偏心量e，兩端的配油盤上只開(kāi)有一個(gè)吸油窗口和一個(gè)壓油窗口，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，每一葉片在轉(zhuǎn)子槽內(nèi)往復(fù)滑動(dòng)一次，每相鄰兩葉片間的密封腔容積發(fā)生一次增大和縮小的變化，容積增大時(shí)通過(guò)吸油窗口吸油，容積縮小時(shí)則通過(guò)壓油窗口將油壓出。由于這種泵在轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)的過(guò)程中，吸油壓油各一次，故稱單作用葉片泵。這種泵轉(zhuǎn)子所受的徑向液壓力不平衡，因而使這種泵工作壓力的提高受到了限制。任務(wù)三

認(rèn)識(shí)葉片泵圖2.14單作用葉片泵的工作原理1—配流盤2—軸3—轉(zhuǎn)子4—定子5—葉片任務(wù)三

認(rèn)識(shí)葉片泵（二）單作用葉片泵的排量和流量如圖2.15所示，當(dāng)單作用葉片泵的轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周時(shí)，每?jī)上噜徣~片間的密封容積變化量為V1-V2。加以整理即得泵的排量近似表達(dá)式為

(2.19)泵的實(shí)際流量為

(2.20)任務(wù)三

認(rèn)識(shí)葉片泵式(2.20)表明，只要改變偏心距，即可改變流量，故單作用葉片泵常做成變量泵。單作用葉片泵的定子內(nèi)緣和轉(zhuǎn)子外緣都是圓柱面，由于偏心安置，其容積變化是不均勻的，故有流量脈動(dòng)。理論分析表明，葉片數(shù)為奇數(shù)時(shí)脈動(dòng)率較小，故一般葉片數(shù)為13或15。任務(wù)三

認(rèn)識(shí)葉片泵圖2.15單作用葉片泵排量的計(jì)算任務(wù)三

認(rèn)識(shí)葉片泵（三）單作用葉片泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（1)定子和轉(zhuǎn)子偏心安置移動(dòng)定子位置以改變偏心距，就可以調(diào)節(jié)泵的輸出流量。偏心反向時(shí)，吸油壓油方向相反。（2)徑向液壓力不平衡單作用葉片泵的轉(zhuǎn)子及軸承上承受著不平衡的徑向力。這限制了泵工作壓力的提高，故泵的額定壓力不超過(guò)7MPa。任務(wù)三

認(rèn)識(shí)葉片泵（3)葉片后傾為了減小葉片與定子間的磨損，葉片底部油槽采取在壓油區(qū)通壓力油、吸油區(qū)與吸油腔相通的結(jié)構(gòu)形式。因而，葉片的底部和頂部所受的液壓力是平衡的。這樣，葉片向外運(yùn)動(dòng)僅靠離心力的作用。根據(jù)力學(xué)分析，葉片后傾一個(gè)角度更有利于葉片在離心力作用下向外伸出。通常后傾角為24°。任務(wù)三

認(rèn)識(shí)葉片泵（四）限壓式變量葉片泵單作用葉片泵的變量方法有手調(diào)和自動(dòng)調(diào)節(jié)兩種。自調(diào)變量泵又根據(jù)其工作特性的不同分為限壓式、恒壓式和恒流量式三類，其中以限壓式應(yīng)用較多。限壓式變量葉片泵是利用泵排油壓力的反饋?zhàn)饔脤?shí)現(xiàn)變量的，它有外反饋和內(nèi)反饋兩種形式，下面分別說(shuō)明它們的工作原理和特性。任務(wù)三

認(rèn)識(shí)葉片泵（1)外反饋式變量葉片泵的工作原理如圖2.16所示，轉(zhuǎn)子2的中心O1是固定的，定子3可以左右移動(dòng)，其中心為O2。在限壓彈簧5的作用下，定子被推向左端，使定子中心O2和轉(zhuǎn)子中心O1之間有一初始偏心量。它決定了泵的最大流量。定子左側(cè)裝有反饋液壓缸6，其左腔與泵出口相通。在泵工作過(guò)程中，液壓缸活塞對(duì)定子施加向右的反饋力(為活塞有效作用面積)。任務(wù)三

認(rèn)識(shí)葉片泵圖2.16外反饋式變量葉片泵的工作原理1、4—調(diào)節(jié)螺釘2—轉(zhuǎn)子3—定子5—限壓彈簧6—反饋液壓缸任務(wù)三

認(rèn)識(shí)葉片泵設(shè)泵的工作壓力達(dá)到值時(shí)，定子所受的液壓力與彈簧力相平衡，有(為彈簧剛度，為彈簧的預(yù)壓縮量)，則稱為泵的限定壓力。當(dāng)泵的工作壓力＜時(shí)，＜，定子不動(dòng)，最大偏心距保持不變，泵的流量也維持最大值,當(dāng)泵的工作壓力＞時(shí)，＞,限壓彈簧被壓縮，定子右移，偏心距減小，泵的流量也隨之迅速減小。任務(wù)三

認(rèn)識(shí)葉片泵（2)內(nèi)反饋式變量葉片泵的工作原理內(nèi)反饋式變量葉片泵的工作原理與外反饋式相似，但泵的偏心距的改變不是依靠外反饋液壓缸，而是依靠?jī)?nèi)反饋液壓力的直接作用。內(nèi)反饋式變量葉片泵配流盤的吸、壓油窗口布置如圖3-17所示，由于存在偏角，壓油區(qū)的壓力油對(duì)定子的作用力在平行于轉(zhuǎn)子、定子中心連線O1O2的方向有一分力。隨著泵工作壓力的升高，也增大。當(dāng)大于限壓彈簧5的預(yù)緊力時(shí)，定子就向右移動(dòng)，減小了定子和轉(zhuǎn)子的偏心距，從而使流量相應(yīng)變小。任務(wù)三

認(rèn)識(shí)葉片泵圖2.17內(nèi)反饋式變量葉片泵的工作原理圖2.18限壓式變量葉片泵的特性曲線1、4—調(diào)節(jié)螺釘2—轉(zhuǎn)子3—定子5—限壓彈簧任務(wù)三

認(rèn)識(shí)葉片泵（3）限壓式變量葉片泵的流量壓力特性限壓式變量葉片泵的流量壓力特性曲線如圖2.18所示。當(dāng)泵的工作壓力小于pB時(shí)，其特性相當(dāng)于定量泵，用線段AB表示，線段AB和水平線的差值Δq為泄漏量。B點(diǎn)為特性曲線的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，其對(duì)應(yīng)的壓力pB就是限定壓力，它表示在初始偏心距e0時(shí)，泵可達(dá)到的最大工作壓力。當(dāng)泵的工作壓力超過(guò)pB以后，限壓彈簧被壓縮，偏心距減小，流量隨壓力增加劇減，其變化情況用線段BC表示。C點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的壓力pC為極限壓力(又稱截止壓力)，這時(shí)限壓彈簧被壓縮到最短，偏心距減至最小，泵的實(shí)際輸出流量為零。任務(wù)三

認(rèn)識(shí)葉片泵如圖2.16、2.17所示，泵的最大流量由螺釘1(稱最大流量調(diào)節(jié)螺釘)調(diào)節(jié)，它可改變A點(diǎn)的位置，使AB線段上下平移。泵的限定壓力由螺釘4(稱限定壓力調(diào)節(jié)螺釘)調(diào)節(jié)，它可改變B點(diǎn)的位置，使BC線段左右平移。若改變彈簧剛度k，則可改變BC線段的斜率。任務(wù)四

認(rèn)識(shí)柱塞泵柱塞泵具有壓力高、結(jié)構(gòu)緊湊、效率高及流量調(diào)節(jié)方便等優(yōu)點(diǎn)，常用于高壓大流量和流量需要調(diào)節(jié)的液壓系統(tǒng)。如龍門刨床、拉床、液壓機(jī)、起重機(jī)械等設(shè)備的液壓系統(tǒng)。其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工精度高，價(jià)格高，對(duì)油液的污染敏感。柱塞泵按柱塞排列方向的不同，分為軸向柱塞泵和徑向柱塞泵。軸向柱塞泵按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)又分為斜盤式和斜軸式兩類。任務(wù)四

認(rèn)識(shí)柱塞泵一、斜盤式軸向柱塞泵（一）斜盤式軸向柱塞泵的工作原理軸向柱塞泵的柱塞都沿缸體軸向布置，并均勻分布在缸體的圓周上。斜盤式軸向柱塞泵的工作原理如圖2.19所示。它主要由斜盤1、柱塞3、缸體2、配流盤4等件所組成。任務(wù)四

認(rèn)識(shí)柱塞泵圖2.19斜盤式軸向柱塞泵的工作原理1—斜盤2—缸體3—柱塞4—配流盤5—軸6—彈簧任務(wù)四

認(rèn)識(shí)柱塞泵泵傳動(dòng)軸中心線與缸體中心線重合，斜盤與缸體間有一傾角γ，配流盤上有兩個(gè)窗口。缸體由軸5帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，斜盤和配流盤固定不動(dòng)，在彈簧6的作用下，柱塞頭部始終緊貼斜盤。當(dāng)缸體按圖示方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于斜盤和彈簧的共同作用，使柱塞產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)，各柱塞與缸體間的密封腔容積便發(fā)生增大或縮小的變化，通過(guò)配流盤上的吸油和壓油窗口實(shí)現(xiàn)吸油和壓油。缸體每轉(zhuǎn)一周，每個(gè)柱塞各完成吸、壓油一次。任務(wù)四

認(rèn)識(shí)柱塞泵由于配流盤上吸、壓油窗口之間的過(guò)渡區(qū)的長(zhǎng)度L必須大于缸體上柱塞根部的吸、壓油腰形孔的長(zhǎng)度m，即L＞m，故當(dāng)柱塞根部密封腔轉(zhuǎn)至過(guò)渡區(qū)時(shí)會(huì)產(chǎn)生困油，為減少所引起的振動(dòng)和噪聲，可在配流盤的端面上開(kāi)眉毛槽，如圖2.19中B-B視圖所示?？梢钥闯?，柱塞泵是依靠柱塞在缸體內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使密封容積產(chǎn)生周期性變化而實(shí)現(xiàn)吸油和壓油的。其中柱塞與缸體內(nèi)孔均為圓柱面，易達(dá)到高精度的配合，故該泵的泄漏少，容積效率高。任務(wù)四

認(rèn)識(shí)柱塞泵（二）斜盤式軸向柱塞泵的排量和流量若柱塞數(shù)目為z，柱塞直徑為d，柱塞孔的分布圓直徑為D，斜盤傾角為γ(見(jiàn)圖2.20)，當(dāng)缸體轉(zhuǎn)動(dòng)一轉(zhuǎn)時(shí)，泵的排量為V=(2.21)由式（2.21）可以看出，如果改變斜盤傾角γ的大小，就能改變柱塞的行程長(zhǎng)度，也就改變了泵的排量。如果改變斜盤傾角的方向，就能改變吸、壓油方向，這時(shí)柱塞泵就成為雙向變量軸向柱塞泵。任務(wù)四

認(rèn)識(shí)柱塞泵圖2.20軸向柱塞泵的流量計(jì)算任務(wù)四

認(rèn)識(shí)柱塞泵泵輸出的實(shí)際流量為

(2.22)柱塞泵的輸油量是脈動(dòng)的。單個(gè)柱塞的瞬時(shí)流量是按正弦規(guī)律變化的。整個(gè)泵的瞬時(shí)流量是處于壓油區(qū)幾個(gè)柱塞瞬時(shí)流量的總和，因而也是脈動(dòng)的。任務(wù)四

認(rèn)識(shí)柱塞泵(三)斜盤式軸向柱塞泵的結(jié)構(gòu)要點(diǎn)圖2.21是目前使用比較廣泛的一種斜盤式軸向柱塞泵的結(jié)構(gòu)圖。（1)滑履結(jié)構(gòu)在圖2.19中，各柱塞以球形頭部直接接觸斜盤而滑動(dòng)，柱塞頭部與斜盤之間為點(diǎn)接觸，泵工作時(shí)，柱塞頭部接觸應(yīng)力大，極易磨損，故一般軸向柱塞泵都在柱塞頭部裝一滑履7(見(jiàn)圖2.21)，滑履的底平面與斜盤4接觸，而柱塞頭部與滑履則為球面接觸，并加以鉚合，使柱塞和滑履即不會(huì)脫落，又可以相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣改點(diǎn)接觸為面接觸，并且各相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面之間通過(guò)小孔引入壓力油，實(shí)現(xiàn)可靠的潤(rùn)滑，極大地降低了相對(duì)運(yùn)動(dòng)零件表面的磨損。這樣，就大大提高了泵的工作壓力。任務(wù)四

認(rèn)識(shí)柱塞泵圖2.21手動(dòng)變量斜盤式軸向柱塞泵1—手輪2—螺桿3—活塞4—斜盤5—銷6—壓盤7—滑履8—柱塞9—中間泵10—前泵體

11—前軸承12—配流盤13—軸14—中心彈簧15—缸體16—大軸承17—鋼球任務(wù)四

認(rèn)識(shí)柱塞泵（2)中心彈簧機(jī)構(gòu)柱塞頭部的滑履必須始終緊貼斜盤才能正常工作。圖2.19中是在每個(gè)柱塞底部加一個(gè)彈簧。但這種結(jié)構(gòu)中，隨著柱塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，彈簧易于疲勞損壞。圖2.21中改用一個(gè)中心彈簧14，通過(guò)