液壓動力元件——液壓泵的認識與選用CONTENTS目錄01任務概述02液壓泵相關知識03液壓泵的選用04任務組織與實施05任務總結與測評任務概述01任務目標知識目標了解液壓泵的工作原理，知曉其通過密封腔容積周期性變化工作；了解液壓泵的種類和特點，如按結構分有齒輪泵、葉片泵等，不同類型特點各異。能力目標能夠理解液壓泵的工作原理，清晰闡述其吸油和壓油過程；能夠熟練說出液壓泵的種類和特點，精準區(qū)分不同類型泵的優(yōu)缺點。素養(yǎng)目標遵守實驗安全操作規(guī)范，保障實驗過程安全；培養(yǎng)團隊合作精神和認真嚴謹?shù)膶W習態(tài)度，提升學習效果；培養(yǎng)自主學習意識，提高自我學習能力；熱愛本專業(yè)工作，增強職業(yè)認同感。任務描述液壓機類型與功能液壓壓力機通過液壓系統(tǒng)產(chǎn)生很大的靜壓力，實現(xiàn)對零件的擠壓、校直、冷彎等加工，四柱式液壓機是其中典型類型。四柱式液壓機結構四柱式液壓機主要由橫梁、導柱、工作臺、上滑塊和下滑塊頂升機構等部件組成。主要運動及驅動元件液壓機的主要運動是上滑塊機構和下滑塊頂出機構的運動，上滑塊機構由主液壓缸（上缸）驅動，頂出機構由輔助液壓缸（下缸）驅動。引出問題：是什么元件使上滑塊、下滑塊產(chǎn)生很大的靜壓力？1－床身；2－工作平臺；3－導柱；4－上滑塊；5－上缸；6－上滑塊模具；7-下滑塊模具任務分析壓力需求分析要使上滑塊、下滑塊產(chǎn)生很大的靜壓力來完成對零件的加工，就要求輸入上、下液壓缸的壓力油的壓力足夠大。動力元件作用在液壓系統(tǒng)中，動力元件起著向系統(tǒng)提供壓力油的作用，是系統(tǒng)不可或缺的核心元件。引出液壓泵液壓系統(tǒng)中的動力元件就是液壓泵，它能滿足上、下液壓缸對壓力油的需求。1－床身；2－工作平臺；3－導柱；4－上滑塊；5－上缸；6－上滑塊模具；7-下滑塊模具液壓泵相關知識02液壓泵的類型按結構分類液壓泵按結構不同分為齒輪泵、葉片泵、柱塞泵和螺桿泵。不同結構的液壓泵在性能和應用上存在差異。按輸出流量分類分為定量泵和變量泵。定量泵排量為常數(shù)，變量泵排量可調節(jié)，能更好地適應不同工作需求。按工作壓力分類可分為低壓泵、中壓泵、中高壓泵和高壓泵，不同壓力等級的泵適用于不同壓力要求的液壓系統(tǒng)。圖形符號展示常用液壓泵有單向定量泵、雙向定量泵、單向變量泵、雙向變量泵等圖形符號，用于液壓系統(tǒng)原理圖中表示泵的類型。（a）單向定量泵（b）雙向定量泵

（c）單向變量泵（d）雙向變量泵液壓泵的工作原理單柱塞泵工作示例單柱塞泵由偏心輪、柱塞、缸筒、彈簧和單向閥等組成。偏心輪旋轉使柱塞往復運動，密封容積周期性變化，實現(xiàn)吸油和壓油。容積式工作原理液壓泵依靠密封腔的容積周期性變化工作，又稱為容積式液壓泵。輸出流量取決于密封腔容積變化大小和次數(shù)，與壓力無關（不計泄漏）。正常工作基本條件一是要有周期性變化的密封容積腔；二是必須有相應配流機構隔開吸油腔和壓油腔；三是油箱要與大氣相通，保證充分吸油。1－偏心輪；2－柱塞；3－缸筒；4－彈簧；5、6－單向閥常用的液壓泵——齒輪泵齒輪泵分類齒輪泵一般分為外嚙合齒輪泵和內嚙合齒輪泵，其中外嚙合齒輪泵應用最廣泛。外嚙合齒輪泵原理及優(yōu)缺點工作時，齒輪旋轉使吸油腔容積增大吸油，壓油腔容積減小壓油。優(yōu)點是結構簡單、自吸能力好等；缺點是流量與壓力脈動大、噪聲大、不能變量。內嚙合齒輪泵原理及優(yōu)缺點工作原理與外嚙合類似，漸開線齒輪泵需月牙形隔板分隔吸壓油腔。優(yōu)點是結構緊湊、磨損小、噪聲小等；缺點是齒形復雜、加工精度要求高、造價高。外嚙合齒輪泵工作原理圖（a）剖面結構

（b）實物圖外嚙合齒輪泵剖面結構及實物圖內嚙合齒輪泵的工作原理圖常用的液壓泵——螺桿泵螺桿泵本質螺桿泵實質上是一種外嚙合的擺線齒輪泵，泵內螺桿有2個或3個。雙螺桿泵工作原理螺桿的嚙合線分割出多個密封工作腔，隨著螺桿旋轉，密封工作腔容積變化，實現(xiàn)吸油和壓油。螺桿泵優(yōu)缺點優(yōu)點是結構簡單、運轉平穩(wěn)、輸油均勻、噪聲小、容積效率高、對油液污染不敏感；缺點是螺桿形狀復雜、加工困難、成本高。常用的液壓泵——葉片泵葉片泵分類根據(jù)密封工作容積在轉子旋轉一周吸、排油液次數(shù)，分為單作用葉片泵和雙作用葉片泵。單作用葉片泵由轉子、定子、葉片等組成，定子與轉子有偏心距。工作時，葉片間工作空間容積變化實現(xiàn)吸油和壓油。適用于變量需求場合，但不宜用于高壓系統(tǒng)。雙作用葉片泵轉子和定子中心重合，定子內表面近似橢圓柱形。轉子旋轉時，密封空間容積變化完成兩次吸油和壓油。適用于高壓系統(tǒng)，結構復雜，對油液質量要求高。單作用葉片泵的工作原理圖雙作用葉片泵的工作原理圖葉片泵剖面結構及實物圖常用的液壓泵——柱塞泵柱塞泵優(yōu)點與應用優(yōu)點是密封性能好、高壓下容積效率高、易于實現(xiàn)變量、零件受壓應力利于材料利用。應用于高壓、大流量、大功率系統(tǒng)及流量需調節(jié)場合。徑向柱塞泵由定子、轉子、配油軸、柱塞等組成，定子與轉子偏心安裝。轉子旋轉時，柱塞完成吸油和壓油過程，輸出流量由偏心距決定。軸向柱塞泵多個柱塞軸向配置在缸體圓周上，有直軸式和斜軸式。傳動軸帶動缸體旋轉，柱塞在斜盤作用下往復運動，實現(xiàn)吸油和壓油，常用于工程機械等高壓系統(tǒng)。1－定子；2－配油軸；3－轉子；4－柱塞；5－軸向孔

徑向柱塞泵的工作原理徑向柱塞泵的實物圖1－傳動軸；2－缸體；3－斜盤；4－滑靴；5－柱塞；6-柱塞孔軸向柱塞泵工作原理圖液壓泵的選用03液壓泵的性能參數(shù)壓力參數(shù)工作壓力是液壓泵實際工作時的輸出壓力，其大小取決于外載和排油管壓力損失，與流量無關；額定壓力是泵在正常工作條件下連續(xù)運轉的最高壓力；最高允許壓力則是超過額定壓力時，允許泵短暫運行的最高壓力值。排量參數(shù)排量指液壓泵每轉一周，由密封容積幾何尺寸變化計算得出的排出油液體積。排量可調節(jié)的為變量泵，排量恒定的為定量泵。流量參數(shù)理論流量是不考慮油液泄漏時，泵單位時間排出液體體積的平均值；實際流量是某一工況下泵單位時間排出的油液體積；額定流量是在正常工作條件下，按試驗標準規(guī)定必須保證的流量。液壓泵的選用原則確定類型根據(jù)主機工況、功率大小和系統(tǒng)對工作性能的要求，先確定液壓泵的類型。如高壓系統(tǒng)可能需選用柱塞泵，低壓系統(tǒng)可考慮齒輪泵。確定規(guī)格型號在確定類型后，按系統(tǒng)所要求的壓力、流量大小來確定液壓泵的規(guī)格型號。常用液壓泵性能對比不同類型液壓泵性能有差異，如外嚙合齒輪泵輸出壓力為低壓，流量不可調節(jié)，效率低；而軸向柱塞泵輸出壓力為高壓，流量可調節(jié)，效率高。不同工況下液壓泵的選擇01壓力方面低壓液壓系統(tǒng)（壓力在2.5MPa以下）宜采用齒輪泵；中壓液壓系統(tǒng)（壓力在6.3MPa以下）宜采用葉片泵；高壓液壓系統(tǒng)（壓力在10MPa以上）宜采用柱塞泵。02流量方面需要變量的系統(tǒng)，可采用限壓式變量葉片泵等；特殊精密設備，如鏡面磨床、注塑機等，可采用雙作用葉片泵、螺桿泵。03負載特性方面負載小、功率小的液壓設備，可用齒輪泵及雙作用葉片泵；負載大、功率大的設備，如龍門刨床、液壓機等，可采用柱塞泵。04平穩(wěn)性等方面對平穩(wěn)性、脈動性及噪聲要求不高的場合，可采用中、高壓齒輪泵；機械輔助裝置可采用價格低的齒輪泵。液壓泵的使用注意事項01啟動前液壓泵啟動前，必須保證其殼體內已充滿油液，否則泵會很快損壞，有的柱塞泵甚至會立即損壞。02過濾器方面泵的吸油口和排油口的過濾器應及時清洗，防止污物阻塞導致泵工作出現(xiàn)問題；自吸性能差的泵，吸油口過濾器要定期清洗。03油溫方面應避免在油溫過低或過高的情況下啟動泵。油溫過低，油液黏度大，吸油困難；油溫過高，油液黏度下降，潤滑效果降低。04安裝方面液壓泵的吸油管與系統(tǒng)回油管安裝要有間隔，避免熱油直接吸入泵；大功率系統(tǒng)中，應用橡膠軟管連接油箱和泵的吸油口，防止機械振動引起油箱共振。任務組織與實施04任務組織分工搜集資料分工學生需觀看視頻、課件，分組查閱資料并明確工作任務；教師要提出工作任務，演示常用液壓泵工作原理并指導學生學習。制定執(zhí)行計劃分工學生制訂項目實施計劃，討論方案可行性并形成計劃書；教師實時指導評價，與學生交流并發(fā)揮咨詢協(xié)調作用。項目實施分工學生按計劃書分工完成拆卸、組裝工作并形成過程監(jiān)控記錄；教師檢查學生子任務完成情況，激發(fā)思考并做好咨詢。檢查測評分工學生展示成果自評，優(yōu)化方案并撰寫工作總結；教師在項目開展和結束時分別做好記錄與評價。任務實施選擇變量柱塞泵選擇依據(jù)四柱式液壓機液壓系統(tǒng)有高壓、大流量、大功率的特點，變量柱塞泵壓力高、流量調節(jié)方便，可采用高壓、大流量、恒功率控制的變量柱塞泵。雙聯(lián)葉片泵選擇依據(jù)當液壓系統(tǒng)對壓力要求較小時，雙聯(lián)葉片泵能滿足需求，可選用雙聯(lián)葉片泵。任務總結與測評05任務總結液壓泵知識概述本項目主要講解了液壓泵的種類、結構、工作原理以及選用的一般原則。圖形符號熟悉讀者應熟悉液壓泵的圖形符號，如單向定量泵、雙向定量泵等不同類型的符號。典型泵的掌握需掌握典型液壓泵的結構、特點，如齒輪泵、葉片泵、柱塞泵等，并能根據(jù)實際情況選用合適的液壓泵。任務測評測評內容及配分測評內容包括識別并選用動力元件（20分）、工具的選用