第3章液壓泵Fluidpump目錄/CONTENTS液壓泵概述01齒輪泵02柱塞泵04葉片泵03液壓泵的選用05液壓泵概述3.1Hydraulicpumpoverview液壓泵是液壓系統(tǒng)的動(dòng)力元件，它將原動(dòng)機(jī)（電動(dòng)機(jī)或內(nèi)燃機(jī)）的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓油的壓力能，向系統(tǒng)提供具有一定壓力的流量。液壓泵3.1液壓泵概述液壓系統(tǒng)動(dòng)力元件流量液壓系統(tǒng)的各種液壓泵都是依靠密閉容積的變化進(jìn)行工作的。圖3-1所示為容積式單柱塞液壓泵的工作原理圖。其由單向閥1和2、彈簧3、泵體4、柱塞5和偏心輪6等組成，柱塞5裝在泵體4中，形成密閉容積空間。當(dāng)原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)偏心輪順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)時(shí)，柱塞5在彈簧3的作用下始終壓緊在偏心輪6上，使柱塞5在泵體4內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使密閉容積的大小發(fā)生周期性的交替變化。當(dāng)密閉容積由小變大而形成局部真空時(shí)，油箱中的液壓油在大氣壓力的作用下，通過(guò)吸油管頂開(kāi)吸油單向閥1從而流入泵體4中的密閉容積中，實(shí)現(xiàn)液壓泵的吸油。當(dāng)密閉容積由大變小時(shí)，密閉容積中的液壓油受到柱塞5的擠壓而壓力升高，使閥1關(guān)閉，液壓油頂開(kāi)排油單向閥2從而輸油至泵體4外部的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)液壓泵的壓油。偏心輪6每轉(zhuǎn)一周，液壓泵吸、壓油各一次。原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)偏心輪6不斷旋轉(zhuǎn)，液壓泵就不斷地吸油和壓油，將原動(dòng)機(jī)輸入的機(jī)械能不斷地轉(zhuǎn)換成液壓油的壓力能而輸入系統(tǒng)。由此可見(jiàn)，單柱塞液壓泵是依靠密封容積變化來(lái)實(shí)現(xiàn)吸油和壓油的，故又稱為容積式液壓泵。3.1.1液壓泵的工作原理3.1.1液壓泵的工作原理圖3-1容積式單柱塞液壓泵的工作原理圖設(shè)柱塞的直徑為d，偏心輪偏心距為e，則柱塞向上的最大行程為:s=2e排出的油液體積為:V=（πd2/4）s=（πd2/2）e對(duì)于單柱塞液壓泵，V即為泵每轉(zhuǎn)所排出的油液體積，稱為泵的排量，其只與泵的幾何參數(shù)有關(guān)系。根據(jù)以上分析可知，構(gòu)成液壓泵的基本條件包括以下幾點(diǎn)：(1)具有一個(gè)或若干個(gè)周期性變化的密封容積。液壓泵的輸出流量與此密封容積在單位時(shí)間內(nèi)的變化量成正比，這是容積式液壓泵的一個(gè)重要特性。(2)具有相應(yīng)的配油機(jī)構(gòu)，將吸油腔和壓油腔隔開(kāi)，保證液壓泵有規(guī)律地連續(xù)吸油和壓油。配油的形式有閥式配油、盤式配油和軸式配油等。圖3-1中所示的單向閥1、2就是閥式配油機(jī)構(gòu)。(3)油箱必須與大氣相通或采用密閉的充壓油箱。這是容積式液壓泵能夠吸入油液的外部條件。為保證液壓泵正常吸油，油箱內(nèi)液壓油的絕對(duì)壓力必須恒等于或大于大氣壓力。3.1.1液壓泵的工作原理(1)工作壓力p。液壓泵在實(shí)際工作時(shí)輸出油液的壓力稱為液壓泵的工作壓力，其大小取決于外負(fù)載的大小和排油管路上的壓力損失，與液壓泵的流量無(wú)關(guān)。(2)額定壓力pn。液壓泵在正常工作條件下，按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定能連續(xù)、長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)的最高工作壓力稱為液壓泵的額定壓力。在液壓泵產(chǎn)品樣本或銘牌上標(biāo)出的壓力即為液壓泵的額定壓力，它受泵本身的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、泄漏等因素的影響。(3)最高允許壓力pmax。在超過(guò)額定壓力的條件下，根據(jù)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，允許液壓泵短暫運(yùn)行的最高壓力值稱為液壓泵的最高允許壓力。3.1.2液壓泵的主要性能參數(shù)1.壓力（1）排量。在不考慮泄漏損失的情況下，泵軸每轉(zhuǎn)一周時(shí)所排出油液的體積稱為液壓泵的排量，用V來(lái)表示，單位為m3/r或mL/r。液壓泵的排量一般可根據(jù)泵軸每轉(zhuǎn)一周時(shí)密封腔容積的變化量來(lái)計(jì)算。（2）流量。液壓泵的流量分為理論流量、實(shí)際流量、額定流量和瞬時(shí)理論流量。①理論流量qt。在不考慮泄漏損失的情況下，液壓泵在單位時(shí)間內(nèi)排出的油液體積稱為液壓泵的理論流量。顯然，如果液壓泵的排量為V，主軸轉(zhuǎn)速為n，那么該液壓泵的理論流量qt為qt=Vn（3-1)②實(shí)際流量q。在考慮泄漏損失的情況下，液壓泵在單位時(shí)間內(nèi)實(shí)際排出的油液體積稱為液壓泵的實(shí)際流量。顯然，液壓泵的實(shí)際流量等于理論流量qt減去泄漏流量Δq，即q=qt－Δq（3-2)③額定流量qn。液壓泵在額定壓力和額定轉(zhuǎn)速下工作時(shí)，在單位時(shí)間內(nèi)實(shí)際排出的油液體積稱為液壓泵的額定流量。在液壓泵產(chǎn)品樣本或銘牌上標(biāo)出的流量即為液壓泵的額定流量。④瞬時(shí)理論流量qsh。瞬時(shí)理論流量是指液壓泵任一瞬間輸出的理論流量。一般,液壓泵的瞬時(shí)理論流量是波動(dòng)的。理論流量qt、實(shí)際流量q及額定流量qn常用的單位為m3/s或mL/min。3.1.2液壓泵的主要性能參數(shù)2.排量和流量（1）液壓泵的功率。液壓泵由原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，輸入的是機(jī)械能，表現(xiàn)為轉(zhuǎn)矩T和轉(zhuǎn)速n（或角速度ω）；輸出的是油液的壓力能，表現(xiàn)為油液的壓力p和流量q。如果不考慮液壓泵在能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中的損失，液壓泵的輸出功率等于輸入功率。①實(shí)際輸入功率Pi。液壓泵的實(shí)際輸入功率是指液壓泵在實(shí)際工作時(shí)，作用在液壓泵主軸上的機(jī)械功率。當(dāng)實(shí)際輸入轉(zhuǎn)矩為Ti、轉(zhuǎn)速為n、角速度為ω時(shí)，有Pi=ωTi=2πnTi（3-3)②實(shí)際輸出功率P。液壓泵的實(shí)際輸出功率是指液壓泵在實(shí)際工作過(guò)程中的工作壓力p和實(shí)際輸出流量q的乘積，即P=pq（3-4)③理論功率Pt。在不考慮泵在能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中的損失時(shí)，液壓泵的輸出功率或輸入功率都被稱為液壓泵的理論功率，即Pt=ωTt=2πnTt=pqt（3-5)式中，Tt為液壓泵的理論輸入轉(zhuǎn)矩。液壓泵的實(shí)際輸入功率Pi、實(shí)際輸出功率P和理論功率Pt的法定單位為W(瓦特)。3.1.2液壓泵的主要性能參數(shù)3.功率和效率（2）液壓泵的效率。液壓泵的效率包括容積效率、機(jī)械效率和總效率。①容積效率。液壓泵的實(shí)際流量q和理論流量qt的比值稱為液壓泵的容積效率，可用ηV來(lái)表示，即ηV=q/qt=(qt－Δq)/qt=1－Δq/qt（3-6)因此，液壓泵的實(shí)際流量q為q=qtηV=VnηV（3-7)式中，V為液壓泵的排量；n為液壓泵的轉(zhuǎn)速。容積損失產(chǎn)生的原因：因?yàn)橐簤罕脙?nèi)部高壓腔泄漏，吸油過(guò)程中吸油阻力太大、油液黏度太大、泵軸轉(zhuǎn)速太高等，油液不能全部充滿液壓泵的密封工作腔，所以液壓泵的實(shí)際流量總是小于理論流量。液壓泵的容積效率隨著液壓泵工作壓力的增大而減小，而且隨著液壓泵的結(jié)構(gòu)類型不同而異，但恒小于1。②機(jī)械效率。液壓泵的理論輸入轉(zhuǎn)矩Tt與實(shí)際輸入轉(zhuǎn)矩Ti的比值稱為機(jī)械效率，可用ηm表示，即ηm=Tt/Ti=pV/2πTi（3-8)機(jī)械損失產(chǎn)生的原因：因?yàn)橐簤罕帽皿w內(nèi)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的部件之間因機(jī)械摩擦而引起轉(zhuǎn)矩?fù)p失，所以液壓泵的實(shí)際輸入轉(zhuǎn)矩Ti總是大于理論輸入轉(zhuǎn)矩Tt。3.1.2液壓泵的主要性能參數(shù)3.功率和效率③總效率η。因?yàn)橐簤罕么嬖谛孤┖蜋C(jī)械摩擦，泵在能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中有能量損失，所以液壓泵輸出功率小于輸入功率，兩者的差值即為功率損失。液壓泵的總效率η是指液壓泵的實(shí)際輸出功率P與實(shí)際輸入功率Pi的比值，即:η=P/Pi=pq/2πnTi=pqtηV/(2πnTt/ηm)=（pqt/2πnTt）ηVηm=ηVηm（3-9)由式（3-9)可知，液壓泵的總效率等于其容積效率與機(jī)械效率的乘積。液壓泵各個(gè)參數(shù)與工作壓力之間的關(guān)系用特性曲線表示，如圖3-2所示。3.1.2液壓泵的主要性能參數(shù)3.功率和效率液壓泵的種類很多，按其結(jié)構(gòu)形式可分為齒輪泵、葉片泵、柱塞泵、螺桿泵等；按其輸出流量是否可調(diào)可分為定量泵和變量泵；按其輸油方向能否改變可分為單向泵和雙向泵；按其工作壓力的不同可分為低壓泵、中壓泵、中高壓泵和高壓泵。常用液壓泵的圖形符號(hào)如圖3-3所示。3.1.3液壓泵的類型和圖形符號(hào)3.功率和效率某液壓泵的排量V＝17.24×10-6m3/r，轉(zhuǎn)速n＝1450r/min，容積效率ηV＝0.95，總效率η＝0.90，試求泵的理論流量qt、實(shí)際流量q，以及在工作壓力p＝10MPa時(shí)泵的實(shí)際輸出功率P和實(shí)際輸入功率Pi。解泵的理論流量為qt=Vn＝17.24×10-6÷60×1450＝416.63×10-6(m3/s)泵的實(shí)際流量為q=qtηV=416.63×10－6×0.95=395.80×10－6(m3/s)泵的實(shí)際輸出功率為P=pq=10×106×395.80×10－6=3958.0W=3.96(kW)泵的實(shí)際輸入功率為Pi=P/η=3.96/0.90=4.4(kW)3.1.3液壓泵的類型和圖形符號(hào)l例齒輪泵3.2Wheelpump齒輪泵是液壓系統(tǒng)中廣泛采用的一種液壓泵，它一般做成定量泵，按結(jié)構(gòu)形式不同分為外嚙合齒輪泵和內(nèi)嚙合齒輪泵兩種。外嚙合齒輪泵由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、價(jià)格低廉、體積小、質(zhì)量輕、自吸性能好、對(duì)液壓油污染不敏感、工作可靠而應(yīng)用最廣，缺點(diǎn)是流量脈動(dòng)大，噪聲大。齒輪泵3.2齒輪泵液壓系統(tǒng)液壓泵定量泵圖3-4所示為CB-B齒輪泵的結(jié)構(gòu)。它是由泵體7、前泵蓋8和后泵蓋4組成的分離三片式結(jié)構(gòu)，在泵體7的內(nèi)孔裝有一對(duì)模數(shù)相等、齒數(shù)相等、寬度和泵體相同的且相互嚙合的漸開(kāi)線齒輪6。兩齒輪分別用鍵固定在由滾針軸承支承的主動(dòng)軸12和從動(dòng)軸15上，主動(dòng)軸12由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。漸開(kāi)線齒輪6的輪齒槽與泵體及兩泵蓋內(nèi)壁形成了許多密封工作腔，并由兩齒輪的嚙合面把進(jìn)、出油口處的密封腔劃分為左、右兩腔，即吸油腔和壓油腔。前、后泵蓋和泵體用兩個(gè)定位銷17定位，用六個(gè)螺釘9緊固。3.2.1外嚙合齒輪泵1.外嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu)外嚙合齒輪泵的工作原理如圖3-5所示。當(dāng)齒輪按圖示箭頭方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，右側(cè)吸油腔內(nèi)的輪齒逐漸脫開(kāi)嚙合，使該腔容積逐漸增大，形成局部真空，油箱中的液壓油在大氣壓力的作用下，經(jīng)吸油管進(jìn)入右腔吸油腔內(nèi)，補(bǔ)充增大的容積，將齒間槽充滿。隨著齒輪的旋轉(zhuǎn)，吸入輪齒齒間的油液被帶到左側(cè)壓油腔。輪齒在左側(cè)逐漸進(jìn)入嚙合，使密封工作腔容積逐漸減小，齒間油液被擠出，使左側(cè)壓油腔油壓升高，油液從壓油腔輸出，經(jīng)管道進(jìn)入系統(tǒng)，形成了齒輪泵的壓油過(guò)程。泵軸每轉(zhuǎn)一周，每個(gè)密封工作腔吸、壓油各一次。傳動(dòng)軸帶動(dòng)兩齒輪連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪泵的吸、壓油口便連續(xù)不斷地吸油和壓油。3.2.1外嚙合齒輪泵2.外嚙合齒輪泵的工作原理齒輪泵的排量相當(dāng)于一對(duì)齒輪所有齒槽容積之和。如果齒槽容積大致等于輪齒的體積，那么齒輪泵的排量就等于一個(gè)齒輪的齒槽容積和輪齒體積的總和，即相當(dāng)于由有效齒高(h=2m)和齒寬構(gòu)成的平面所掃過(guò)的環(huán)形體積，即V=πDhB=2πzm2B（3-10)式中，D為齒輪分度圓直徑，D=mz；h為有效齒高，h=2m；B為齒寬；m為齒輪模數(shù)；z為齒輪齒數(shù)。實(shí)際上齒槽容積要比輪齒體積稍大，故式（3-10）中的π常以3.33代替，則式（3-10)可寫成V=6.66zm2B（3-11)齒輪泵的實(shí)際流量q為q=6.66zm2BnηV（3-12)式中，n為齒輪泵轉(zhuǎn)速；ηV為齒輪泵的容積效率。由式（3-11)和式（3-12)可知，齒輪泵是定量泵。3.2.1外嚙合齒輪泵3.外嚙合齒輪泵的排量和流量從上述公式可以看出，齒輪泵的流量與幾個(gè)主要參數(shù)的關(guān)系如下：（1）輸油量與齒輪模數(shù)m的平方成正比。（2）在齒輪泵的體積一定時(shí)，齒數(shù)少，模數(shù)就大，輸油量增加，但流量脈動(dòng)大；齒數(shù)多，模數(shù)就小，輸油量減少，流量脈動(dòng)也小。用于機(jī)床上的低壓齒輪泵，取z=13～19；而中、高壓齒輪泵，取z=6～14。當(dāng)齒數(shù)z＜14時(shí)，要對(duì)齒輪進(jìn)行修正。（3）輸油量和齒寬B、轉(zhuǎn)速n成正比。一般齒寬B=6～10m，轉(zhuǎn)速n為750r/min、1000r/min、1500r/min。轉(zhuǎn)速過(guò)高，會(huì)造成吸油不足；轉(zhuǎn)速過(guò)低，齒輪泵不能正常工作。一般齒輪的最大圓周速度不應(yīng)大于5～6m/s。3.2.1外嚙合齒輪泵3.外嚙合齒輪泵的排量和流量（1）齒輪泵的泄漏。齒輪泵壓油腔的壓力油向吸油腔泄漏有三條途徑：一是通過(guò)齒輪嚙合處的間隙，二是通過(guò)泵體內(nèi)孔與齒頂間的徑向間隙，三是通過(guò)齒輪兩端面與兩泵蓋間的軸向間隙。其中，軸向間隙的泄漏量最大，占總泄漏量的75%～80%，而且齒輪泵的工作壓力越高，泄漏越大，容積效率越低。因此，一般齒輪泵只適用于低壓場(chǎng)合。為了使齒輪泵能在高壓下工作，減少齒輪泵的泄漏，并使之具有較高的容積效率，需要從結(jié)構(gòu)上采取措施來(lái)對(duì)間隙進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償。通常采用以下幾種軸向間隙的自動(dòng)補(bǔ)償裝置：①浮動(dòng)軸套式。圖3-6(a)所示為浮動(dòng)軸套式的軸向間隙自動(dòng)補(bǔ)償裝置。它將泵的出口壓力油引入齒輪軸上浮動(dòng)軸套1的外側(cè)A腔，在油液壓力作用下，使軸套緊貼在齒輪3的端面，因此可以消除軸向間隙并可補(bǔ)償齒輪端面與軸套間的磨損量。在泵啟動(dòng)時(shí)，靠彈簧4來(lái)產(chǎn)生預(yù)緊力，保證了軸向間隙的密封。②浮動(dòng)側(cè)板式。浮動(dòng)側(cè)板式軸向間隙自動(dòng)補(bǔ)償裝置的工作原理與浮動(dòng)軸套式基本相似，它也是將泵的出口壓力油引到浮動(dòng)側(cè)板5的背面\[圖3-6(b)\]，使之緊貼于齒輪6的端面來(lái)自動(dòng)補(bǔ)償軸向間隙。泵啟動(dòng)時(shí)，浮動(dòng)側(cè)板靠密封圈來(lái)產(chǎn)生預(yù)緊力。③撓性側(cè)板式。圖3-6(c)所示為撓性側(cè)板式軸向間隙自動(dòng)補(bǔ)償裝置，它將泵的出口壓力油引到側(cè)板8的背面后，靠側(cè)板自身的變形來(lái)補(bǔ)償齒輪9端面的軸向間隙，側(cè)板的厚度較薄，內(nèi)側(cè)面要求耐磨(如燒結(jié)有0.5～0.7mm的磷青銅)，這種結(jié)構(gòu)在采取一定措施后，易使側(cè)板外側(cè)面的壓力分布與齒輪端面的壓力分布相適應(yīng)。3.2.1外嚙合齒輪泵4.外嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)3.2.1外嚙合齒輪泵圖3-6常用的軸向間隙自動(dòng)補(bǔ)償裝置（2）困油現(xiàn)象。為了保證齒輪泵能連續(xù)且平穩(wěn)地供油，要求齒輪嚙合的重疊系數(shù)ε必須大于1，即存在兩對(duì)輪齒同時(shí)進(jìn)入嚙合的情況。因此就有一部分油液被圍困在這一封閉的困油腔中。困油腔又稱困油區(qū)，它與泵的高、低壓腔均不相通，并且隨齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)容積大小發(fā)生變化，如圖37所示。當(dāng)困油腔的容積減小時(shí)，困油腔中的油液受到擠壓，壓力急劇上升，從一切可能泄漏的縫隙中擠出，產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲；同時(shí)，使軸承突然受到很大的沖擊載荷，降低其壽命，并且造成功率損失，使油液發(fā)熱等。當(dāng)困油腔的容積增大時(shí)，由于沒(méi)有油液予以補(bǔ)充，壓力降低，形成局部真空，使原來(lái)溶解于油液中的空氣分離出來(lái)，形成了氣泡，油液中產(chǎn)生氣泡后會(huì)引起噪聲、氣蝕等一系列惡果。這種困油現(xiàn)象極為嚴(yán)重地影響著齒輪泵的工作平穩(wěn)性和使用壽命。為了消除困油現(xiàn)象，在CB-B型齒輪泵的前泵蓋和后泵蓋上都銑出兩個(gè)困油卸荷槽，如圖3-7（d）中的虛線所示。當(dāng)困油腔容積減小時(shí)，通過(guò)一個(gè)卸荷槽使困油腔與壓油腔相通；而當(dāng)困油腔容積增大時(shí)，通過(guò)另一個(gè)卸荷槽使困油腔與吸油腔相通，實(shí)現(xiàn)補(bǔ)油。兩卸荷槽之間的距離為a，必須保證壓油腔和吸油腔互不相通。3.2.1外嚙合齒輪泵4.外嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)3.2.1外嚙合齒輪泵圖3-7齒輪泵的困油現(xiàn)象（3）液壓徑向不平衡力。齒輪泵工作時(shí),在齒頂圓與泵體內(nèi)表面之間的徑向間隙中，油液作用在齒輪外緣上的液壓力是不均勻的，從吸油腔到壓油腔，液壓力沿齒輪旋轉(zhuǎn)方向逐齒遞增，因此使齒輪、傳動(dòng)軸和軸承受到徑向不平衡力的作用。如圖3-8所示，泵的右側(cè)為吸油腔，左側(cè)為壓油腔。液壓力越高，徑向不平衡力就越大。嚴(yán)重時(shí)，徑向不平衡力能使齒輪軸變形，泵體吸油口一側(cè)被輪齒刮傷，同時(shí)加速了軸承的磨損，降低了軸承的壽命。3.2.1外嚙合齒輪泵4.外嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為了減小徑向不平衡力的影響，常采取縮小壓油口的辦法，使壓油腔的壓力僅作用于1-2個(gè)齒。CB-B型齒輪泵則縮小壓油腔，以減少液壓力對(duì)齒頂部分的作用面積來(lái)減小徑向不平衡力，所以泵的壓油口孔徑比吸油口孔徑要小。適當(dāng)增大徑向間隙，可使齒輪在徑向不平衡力的作用下，齒頂不能和泵體相接觸。在有些齒輪泵上采用開(kāi)壓力平衡槽的辦法來(lái)消除徑向不平衡力（圖3-9），但這將使泄漏增大、容積效率降低等。3.2.1外嚙合齒輪泵4.外嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)內(nèi)嚙合齒輪泵主要有漸開(kāi)線內(nèi)嚙合齒輪泵和擺線內(nèi)嚙合齒輪泵兩種，其工作原理如圖3-10所示，也是利用齒間密封容積變化實(shí)現(xiàn)吸、壓油的。齒輪泵3.2.2內(nèi)嚙合齒輪泵液壓系統(tǒng)液壓泵定量泵漸開(kāi)線內(nèi)嚙合齒輪泵由小齒輪、內(nèi)齒環(huán)、月牙形隔板等組成，如圖3-10（a）所示。當(dāng)主動(dòng)輪的小齒輪帶動(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，容積增大，形成真空，進(jìn)行吸油。進(jìn)入齒槽的油液被帶到壓油腔，右半部輪齒進(jìn)入嚙合，容積減小，從壓油口壓油。在小齒輪與內(nèi)齒環(huán)之間裝有一塊月牙形隔板，以便將吸、壓油腔隔開(kāi)。3.2.2內(nèi)嚙合齒輪泵1.漸開(kāi)線內(nèi)嚙合齒輪泵擺線內(nèi)嚙合齒輪泵由配油盤(前、后泵蓋)、外轉(zhuǎn)子(從動(dòng)輪)和偏心安置在泵體內(nèi)的內(nèi)轉(zhuǎn)子(主動(dòng)輪)等組成。內(nèi)、外轉(zhuǎn)子相差一齒，圖3-10（b）中所示的內(nèi)轉(zhuǎn)子為六齒，外轉(zhuǎn)子為七齒。泵工作時(shí)，內(nèi)轉(zhuǎn)子帶動(dòng)外轉(zhuǎn)子同向旋轉(zhuǎn)，所有內(nèi)轉(zhuǎn)子的齒都進(jìn)入嚙合狀態(tài)，形成若干個(gè)密封腔。隨著內(nèi)、外轉(zhuǎn)子的嚙合旋轉(zhuǎn)，各密封腔容積發(fā)生變化，實(shí)現(xiàn)吸油和壓油。內(nèi)嚙合齒輪泵的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，尺寸小，質(zhì)量輕，使用壽命長(zhǎng)，壓力脈動(dòng)和噪聲都較小，其缺點(diǎn)是齒形復(fù)雜，加工精度要求高，造價(jià)較貴。內(nèi)嚙合齒輪泵現(xiàn)在多采用粉末冶金工藝壓制成型，成本降低，應(yīng)用得到發(fā)展。3.2.2內(nèi)嚙合齒輪泵2.擺線內(nèi)嚙合齒輪泵葉片泵3.3]Vanepump葉片泵在中、低壓液壓系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛，具有結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲小、輸油均勻、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，吸油特性差，對(duì)油液的污染敏感。根據(jù)工作原理，葉片泵可分為雙作用葉片泵和單作用葉片泵；根據(jù)輸出流量是否可變，葉片泵可分為變量葉片泵和定量葉片泵。葉片泵3.3葉片泵低壓液壓系統(tǒng)工作原理污染敏感圖3-11所示為雙作用葉片泵的工作原理圖，該泵由定子1、轉(zhuǎn)子2、葉片3、配油盤和泵體等組成。定子1與泵體固定在一起并和轉(zhuǎn)子2同心安裝。定子1內(nèi)表面形似橢圓形，由兩段大半徑R圓弧、兩段小半徑r圓弧和4段過(guò)渡曲線共8個(gè)部分組成。在轉(zhuǎn)子2上沿圓周均布的若干個(gè)徑向槽內(nèi)分別安放有葉片3，這些葉片可沿徑向槽做徑向滑動(dòng)。轉(zhuǎn)子徑向槽的底部通過(guò)配油盤上的油槽(圖中未表示出來(lái))與壓油窗口相通。定子內(nèi)表面、轉(zhuǎn)子外表面、可滑動(dòng)葉片和配油盤構(gòu)成多個(gè)容積可變的密封工作腔。在配油盤上，對(duì)應(yīng)于定子四段過(guò)渡曲線的位置開(kāi)設(shè)四個(gè)配油窗口，其中兩個(gè)配油窗口a與吸油口連通，稱為吸油窗口；另外兩個(gè)配油窗口b與壓油口連通，稱為壓油窗口。3.3.1雙作用葉片泵1.雙作用葉片泵的工作原理當(dāng)轉(zhuǎn)子由泵軸帶動(dòng)按逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)時(shí)，葉片在離心力和根部油壓的作用下壓向定子內(nèi)表面，并隨定子內(nèi)表面曲線的變化而被迫在轉(zhuǎn)子徑向槽中往復(fù)滑動(dòng)。于是，相鄰兩葉片間的密封容積就發(fā)生增大或減小的變化，經(jīng)過(guò)吸油窗口a處時(shí)容積增大，通過(guò)吸油窗口a吸油；經(jīng)過(guò)壓油窗口b處時(shí)容積減小，通過(guò)壓油窗口b壓油。轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周，每個(gè)葉片在轉(zhuǎn)子徑向槽中往復(fù)滑動(dòng)兩次，每個(gè)密封腔完成兩次吸油和兩次壓油，所以稱這種泵為雙作用葉片泵。又因?yàn)楸玫膬蓚€(gè)吸油區(qū)和兩個(gè)壓油區(qū)是徑向?qū)ΨQ分布的，作用在轉(zhuǎn)子和軸承上的徑向液壓力互相平衡，所以又稱這種泵為平衡式葉片泵，因而雙作用葉片泵可承受的工作壓力比普通齒輪泵高。這種泵的排量不可調(diào)節(jié)，它是定量泵。3.3.1雙作用葉片泵1.雙作用葉片泵的工作原理（1）排量。由雙作用葉片泵的工作原理可知，泵每轉(zhuǎn)一周，相鄰兩葉片間密封腔油液的排出量等于大半徑R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，則泵軸每轉(zhuǎn)的排油量應(yīng)等于上述容積差的2z倍，雙作用葉片泵的排量為：V=2B[π(R2－r2)－(R－r)δz/cosθ]（3-13)式中，R為定子內(nèi)表面大圓弧半徑（mm）；r為定子內(nèi)表面小圓弧半徑(mm)；B為葉片寬度(mm)；δ為葉片厚度(mm)；θ為葉片前傾安放角（°）；z為葉片數(shù)。雙作用葉片泵的流量脈動(dòng)較小，流量脈動(dòng)率在葉片數(shù)為4的倍數(shù)，且大于8時(shí)最小，故雙作用葉片泵一般葉片數(shù)為12或者16。（2）流量。雙作用葉片泵的實(shí)際輸出流量公式為q=VnηV=2B[π(R2－r2)－(R－r)δ/zcosθ]nηV（3-14)式中，n為泵的轉(zhuǎn)速；ηV為泵的容積效率。3.3.1雙作用葉片泵2.雙作用葉片泵的排量和流量雙作用葉片泵的結(jié)構(gòu)如圖3-12所示。它由前泵體8、后泵體6、左配油盤2、右配油盤7、定子5、轉(zhuǎn)子4、葉片12和傳動(dòng)軸3等組成。左右配油盤、定子、轉(zhuǎn)子和葉片預(yù)先組裝成一體，然后裝入泵體內(nèi)。轉(zhuǎn)子上開(kāi)設(shè)有12條葉片槽，槽底經(jīng)環(huán)形槽與壓油腔相通，葉片可在槽中滑動(dòng)。組裝部件時(shí),用兩個(gè)螺釘緊固并提供軸向間隙預(yù)緊，以確保液壓泵啟動(dòng)后建立壓力。傳動(dòng)軸3支承在滾針軸承1和滾動(dòng)軸承9上，通過(guò)花鍵帶動(dòng)轉(zhuǎn)子在配油盤之間轉(zhuǎn)動(dòng)。密封圈用于防止油液泄漏和空氣滲入。泵的左側(cè)為吸油口，右側(cè)為壓油口。3.3.1雙作用葉片泵3.雙作用葉片泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)雙作用葉片泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下：（1）定子過(guò)渡曲線。目前，YB1型雙作用葉片泵一般都采用綜合性能較好的等加速、等減速曲線作為定子內(nèi)表面曲線中的過(guò)渡曲線。（2）葉片傾角θ。葉片在工作過(guò)程中受離心力和葉片根部壓力油的作用，使葉片與定子緊密接觸。為使葉片能在槽中滑動(dòng)靈活而不至于因摩擦力過(guò)大等被卡住甚至折斷，葉片不能徑向安裝，而是將葉片相對(duì)于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向向前傾斜θ角度安放，常取θ＝15°。（3）配油盤。YB1型雙作用葉片泵的配油盤的兩個(gè)吸油窗口與兩個(gè)壓油窗口對(duì)稱布置，因此作用在轉(zhuǎn)子和定子上的液壓徑向力平衡，軸承承受的徑向力小，使用壽命長(zhǎng)。配油盤的壓油窗口靠葉片從封油區(qū)（吸油窗口和壓油窗口之間的區(qū)域）進(jìn)入壓油區(qū)的一側(cè)開(kāi)有的一個(gè)三角槽中，使兩葉片之間的封閉油液在未進(jìn)入壓油區(qū)之前就通過(guò)該三角槽與壓力油相通，使其油壓逐漸變化，減小了密封腔中油壓的突變和噪聲，所以該三角槽又稱為卸荷槽。3.3.1雙作用葉片泵3.雙作用葉片泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)一般雙作用葉片泵的葉片底部通壓油腔，就使得處于吸油區(qū)的葉片頂部和根部的液壓力不平衡。葉片頂部以很大的力壓向定子的內(nèi)表面，加速了定子內(nèi)表面的磨損，影響泵的壽命和額定壓力的提高。當(dāng)提高泵的工作壓力時(shí)，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。提高雙作用葉片泵工作壓力的措施有以下幾點(diǎn)：（1）雙葉片式結(jié)構(gòu)。如圖3-13所示，在轉(zhuǎn)子的每個(gè)槽內(nèi)裝兩片葉片，葉片頂端和兩側(cè)面倒角構(gòu)成了V形通道，使根部高壓油經(jīng)過(guò)通道進(jìn)入頂部，這樣葉片頂部油液壓力和根部油液壓力相等，但承壓面積不相等，從而使葉片壓向定子的作用力不致過(guò)大。3.3.1雙作用葉片泵4.提高雙作用葉片泵工作壓力的措施（2）母子葉片式結(jié)構(gòu)。母子葉片又稱為復(fù)合葉片，如圖3-14所示。母葉片1根部的L腔經(jīng)轉(zhuǎn)子3上虛線所示的油孔始終和頂部油腔相通，而子葉片2與母葉片1間的小腔C通過(guò)配油盤經(jīng)K槽總是接通高壓油。當(dāng)葉片在吸油區(qū)工作時(shí)，推動(dòng)母葉片1壓向定子4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。3.3.1雙作用葉片泵

4.提高雙作用葉片泵工作壓力的措施（3）彈簧葉片式結(jié)構(gòu)。彈簧葉片式結(jié)構(gòu)如圖3-15所示，葉片根部裝有彈簧。這種結(jié)構(gòu)的葉片較厚，葉片頂部與底部有孔相通，葉片根部的油液是由葉片頂部經(jīng)葉片的孔引入的，因此葉片上、下油腔中油液的作用力基本平衡。為使葉片緊貼于定子內(nèi)表面，保證密封，在葉片根部裝有彈簧。3.3.1雙作用葉片泵

4.提高雙作用葉片泵工作壓力的措施單作用葉片泵的工作原理如圖3-16所示，該泵由轉(zhuǎn)子1、定子2、葉片3、配油盤、泵體等組成。定子的內(nèi)表面為圓柱形，轉(zhuǎn)子與定子之間具有偏心距e。轉(zhuǎn)子上開(kāi)有均勻分布的徑向槽，葉片后傾一個(gè)角度安裝在轉(zhuǎn)子的槽內(nèi)并可靈活滑動(dòng)，在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的離心力及通入葉片根部的高壓油的作用下，葉片頂部貼緊在定子內(nèi)表面上，于是,兩相鄰葉片、配油盤、定子和轉(zhuǎn)子間便形成了與葉片數(shù)量z相同的z個(gè)密封工作腔。當(dāng)轉(zhuǎn)子按圖示方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，右側(cè)的葉片向外伸出，密封工作腔容積逐漸增大，通過(guò)配油盤上的吸油窗口吸油。而圖中左側(cè)的葉片向里縮進(jìn)，密封工作腔的容積逐漸減小，通過(guò)壓油窗口將油液壓出。轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，每個(gè)葉片在徑向槽中往復(fù)滑動(dòng)一次，每相鄰兩葉片間的密封工作腔實(shí)現(xiàn)一次吸油和一次壓油。3.3.2單作用葉片泵1.單作用葉片泵的工作原理又因?yàn)楸玫奈蛥^(qū)和壓油區(qū)各占一側(cè)，壓油區(qū)作用在轉(zhuǎn)子和軸承上的徑向液壓力大于吸油區(qū)的徑向液壓力，致使轉(zhuǎn)子和軸承所受徑向力不平衡，所以單作用葉片泵又稱為非平衡式葉片泵，從而使單作用葉片泵工作壓力比的提高受到限制。改變定子與轉(zhuǎn)子間的偏心距e，就可以改變泵的排量，故單作用葉片泵常做成變量泵。3.3.2單作用葉片泵

1.單作用葉片泵的工作原理如圖3-17所示，當(dāng)單作用葉片泵的轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周時(shí)，每相鄰葉片間的密封容積變化為ΔV=V1-V2，泵的排量為ΔVz(z為葉片數(shù))。由此可知單作用葉片泵的排量近似為V=Bπ[（R+e）2－（R－e）2]=4BπRe=2BπDe（3-15)式中，B為定子的寬度(mm)；e為轉(zhuǎn)子與定子的偏心距(mm)；D為定子的內(nèi)圓直徑(mm)；R為定子的內(nèi)圓半徑(mm)。單作用葉片泵的實(shí)際流量為q=VnηV=2BπDenηV（3-16)式中，n為泵的轉(zhuǎn)速；ηV為泵的容積效率。3.3.2單作用葉片泵2.單作用葉片泵的排量和流量單作用葉片泵的定子內(nèi)表面和轉(zhuǎn)子外表面都為圓柱面，由于偏心安裝，其容積變化不均勻，因而其流量是脈動(dòng)的。泵內(nèi)葉片數(shù)越多，流量脈動(dòng)率越小，而且葉片為奇數(shù)時(shí)流量脈動(dòng)率較小，故單作用葉片泵的葉片數(shù)一般為13或15。3.3.2單作用葉片泵

2.單作用葉片泵的排量和流量單作用葉片泵的變量方式有手動(dòng)調(diào)節(jié)和自動(dòng)調(diào)節(jié)兩種。自動(dòng)調(diào)節(jié)變量葉片泵根據(jù)工作特性的不同分為限壓式、恒壓式和恒流式三類，目前最常用的是限壓式。單作用葉片泵3.3.3限壓式變量葉片泵變量方式工作特性限壓式圖3-18（a）所示為限壓式變量葉片泵的工作原理。轉(zhuǎn)子1的中心O1固定不動(dòng)，以O(shè)2為中心的定子2可以左右移動(dòng)。轉(zhuǎn)子上半部為壓油腔，下半部為吸油腔。壓油腔在向系統(tǒng)排油的同時(shí)，經(jīng)泵的外部油管與在定子左側(cè)的變量反饋柱塞缸（反饋缸柱塞5的有效面積為A）相通。預(yù)緊力調(diào)節(jié)螺釘4用于調(diào)節(jié)限壓彈簧3作用在定子右側(cè)的預(yù)緊力kx0（k為彈簧的剛度系數(shù)，x0為彈簧的預(yù)壓縮量），即調(diào)節(jié)泵的限定壓力Pb。最大流量調(diào)節(jié)螺釘6用于調(diào)節(jié)定子與轉(zhuǎn)子之間的初始偏心距e0，它決定了泵的最大流量。這種泵是利用壓油口壓力油通過(guò)反饋缸柱塞5在定子上產(chǎn)生的反饋力pA（p為泵的工作壓力）與限壓彈簧3作用在定子上的彈簧力的平衡關(guān)系進(jìn)行工作的。當(dāng)反饋力pA和限壓彈簧3的預(yù)緊力kx0相等時(shí)，即pA＝kx0，p＝kx0/A，稱此時(shí)的工作壓力p為限定壓力，用pb表示。當(dāng)負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，泵的工作壓力p發(fā)生變化，反饋力pA發(fā)生變化，定子相對(duì)于轉(zhuǎn)子移動(dòng)，使偏心距e改變，自動(dòng)改變泵的輸出流量。3.3.3限壓式變量葉片泵1.限壓式變量葉片泵的工作原理3.3.1雙作用葉片泵圖3-18限壓式變量葉片泵的工作原理和特性曲線當(dāng)泵未運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，定子在限壓彈簧的作用下處于最左端，緊靠反饋缸柱塞5，定子與轉(zhuǎn)子之間有一初始偏心距e0。當(dāng)泵按圖示方向運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，當(dāng)泵的工作壓力p小于限定壓力pb時(shí)，反饋力pA小于限壓彈簧3的預(yù)緊力kx0，此時(shí)限壓彈簧的預(yù)壓縮量x0不變，定子處于最左端不移動(dòng)，保持最大偏心距e0不變，泵的輸出流量最大。當(dāng)泵的工作壓力p隨負(fù)載升高大于等于限定壓力pb時(shí),反饋力pA大于等于限壓彈簧3的預(yù)緊力kx0，此時(shí),限壓彈簧被壓縮，定子右移，偏心距e減小，泵的輸出流量也相應(yīng)減小。泵的工作壓力p越高，偏心距e越小，輸出流量也越小。當(dāng)泵的工作壓力p增大到某一極限值pc時(shí)，定子移到最右端位置，偏心距e減至最小，使泵產(chǎn)生的流量只夠用來(lái)補(bǔ)償泄漏，泵的輸出流量為零。此時(shí)，不管負(fù)載如何增大，泵的工作壓力不會(huì)再升高，即泵的最大工作壓力是受到限制的，所以這種泵被稱為限壓式變量葉片泵。3.3.3限壓式變量葉片泵1.限壓式變量葉片泵的工作原理限壓式變量葉片泵的流量壓力特性曲線如圖3-18（b）所示，它反映了泵在工作時(shí)流量隨工作壓力變化的關(guān)系。（1）A點(diǎn)流量為泵的空載流量，亦即由最大流量調(diào)節(jié)螺釘限定的最大流量。（2）B點(diǎn)流量為泵的拐點(diǎn)（臨界變量點(diǎn)）流量，即泵的工作壓力達(dá)到限定壓力pb時(shí)，泵欲變量但還未變量的臨界點(diǎn)流量。（3）C點(diǎn)流量是泵的工作壓力達(dá)到最大值極限壓力pc時(shí)對(duì)應(yīng)的流量，C點(diǎn)流量為零。（4）AB段為泵的定量段，表示當(dāng)泵的工作壓力p小于限定壓力pb時(shí)，泵輸出的流量最大而且基本保持不變，只是因?yàn)樾孤?，泵的?shí)際輸出流量隨工作壓力的增大而呈線形減小。（5）BC段為泵的變量段，表示當(dāng)泵的工作壓力p大于限定壓力pb時(shí)，泵輸出的流量隨工作壓力的增大而自動(dòng)減小。3.3.3限壓式變量葉片泵2.限壓式變量葉片泵的流量壓力特性曲線限壓式變量葉片泵與雙作用定量葉片泵相比，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，尺寸大，相對(duì)運(yùn)動(dòng)的機(jī)件多，軸上受單向徑向液壓力大，故泄漏大，容積效率和機(jī)械效率較低。由于流量有脈動(dòng)和存在困油現(xiàn)象，因而壓力脈動(dòng)和噪聲大，工作壓力的提高受到限制。但是這種泵的流量可隨負(fù)載的大小自動(dòng)調(diào)節(jié)，故功率損失小，可節(jié)省能源，減少發(fā)熱。由于它在低壓時(shí)流量大、高壓時(shí)流量小，因此特別適合驅(qū)動(dòng)快速推力小、慢速推力大的工作機(jī)構(gòu)。（1）當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)快進(jìn)或快退時(shí)，需要大流量和較小的工作壓力，這樣可利用限壓式變量葉片泵流量壓力特性曲線中的AB段。（2）在工作進(jìn)給時(shí)，需要較小流量和較大的工作壓力，這樣可利用流量壓力特性曲線中的BC段。（3）在定位夾緊系統(tǒng)中，定位、夾緊部件移動(dòng)時(shí)，需要低壓大流量，即可用AB段；當(dāng)定位、夾緊時(shí)，僅需要維持較大的壓力和補(bǔ)償泄漏量的流量，則可以利用C點(diǎn)的特性。從上述應(yīng)用實(shí)例中可以看出，限壓式變量葉片泵若功率利用合理，可減少功率損耗，減少油液發(fā)熱，并且可以簡(jiǎn)化油路系統(tǒng)。但由于限壓式變量葉片泵結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，泄漏比較大，因而使執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)速度不夠平穩(wěn)。3.3.3限壓式變量葉片泵3.限壓式變量葉片泵的特點(diǎn)和應(yīng)用（1）壓力。雙作用定量葉片泵的最高工作壓力現(xiàn)已達(dá)到30MPa。單作用變量葉片泵的工作壓力一般不超過(guò)17.5MPa。（2）排量范圍。葉片泵產(chǎn)品的排量為0.5～4200mL/r，常用的排量為2.5～300mL/r。常見(jiàn)變量葉片泵產(chǎn)品的排量為6～120mL/r。（3）轉(zhuǎn)速。小排量雙作用定量葉片泵的最高轉(zhuǎn)速可達(dá)10000r/min，一般產(chǎn)品只有1500～2000r/min。常用單作用變量葉片泵的最高轉(zhuǎn)速約為3000r/min，但其同時(shí)還有最低轉(zhuǎn)速的限制（一般為600～900r/min），以保證有足夠的離心力可靠地甩出葉片。（4）效率。雙作用定量葉片泵在額定工況下的容積效率可超過(guò)95%。3.3.4葉片泵的性能和特點(diǎn)1.葉片泵的主要性能葉片泵可制成變量泵，特別是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的壓力補(bǔ)償型變量泵；定量葉片泵可制成雙作用或多作用的，軸承受力平衡，壽命長(zhǎng)；單位體積的排量較大；多作用葉片泵的流量脈動(dòng)較小，噪聲較低。但是葉片泵吸油能力較差；受葉片與滑道間接觸應(yīng)力和許用滑動(dòng)摩擦力的限制，變量葉片泵的壓力和轉(zhuǎn)速均難以提高，而根據(jù)葉片外伸所需離心力的要求，其轉(zhuǎn)速又不能低，故實(shí)用工況范圍較窄；對(duì)污染物比較敏感。3.3.4葉片泵的性能和特點(diǎn)2.葉片泵的特點(diǎn)柱塞泵3.4

Plungerpump柱塞泵是靠柱塞在缸體中做往復(fù)運(yùn)動(dòng)所造成的密封容積的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)吸油與壓油的液壓泵，與齒輪泵和葉片泵相比，這種泵有許多優(yōu)點(diǎn)。第一，構(gòu)成密封容積的零件為圓柱形的柱塞和缸孔，加工方便，可得到較高的配合精度，密封性能好，在高壓工作時(shí)，仍有較高的容積效率；第二，只需改變柱塞的工作行程就能改變流量，易于實(shí)現(xiàn)變量；第三，柱塞泵中的主要零件均受壓應(yīng)力作用，材料強(qiáng)度性能可得到充分利用。由于柱塞泵壓力高，結(jié)構(gòu)緊湊，效率高，流量調(diào)節(jié)方便，因而在需要高壓、大流量、大功率的系統(tǒng)中和流量需要調(diào)節(jié)的場(chǎng)合，如龍門刨床、拉床、液壓機(jī)、工程機(jī)械和礦山冶金機(jī)械、船舶上得到廣泛的應(yīng)用。柱塞泵按柱塞的排列和運(yùn)動(dòng)方向的不同，可分為徑向柱塞泵和軸向柱塞泵兩大類。3.4柱塞泵圖3-19所示為配油軸式徑向柱塞泵的工作原理。它由定子4、缸體(轉(zhuǎn)子)2、配油軸5、襯套3和柱塞1等主要零件構(gòu)成。柱塞1徑向排列在缸體2中，缸體由原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)且連同柱塞一起旋轉(zhuǎn)，所以缸體2一般稱為轉(zhuǎn)子。柱塞1在離心力的（或在低壓油）作用下抵緊定子4的內(nèi)壁，當(dāng)轉(zhuǎn)子按圖示方向回轉(zhuǎn)時(shí)，由于定子與轉(zhuǎn)子之間有偏心距e，柱塞繞經(jīng)上半周時(shí)向外伸出，柱塞底部的容積逐漸增大，形成部分真空，因此便經(jīng)過(guò)襯套3（襯套3壓緊在轉(zhuǎn)子內(nèi)，并和轉(zhuǎn)子一起回轉(zhuǎn)）上的油孔從配油軸和吸油口b吸油；當(dāng)柱塞轉(zhuǎn)到下半周時(shí)，定子內(nèi)壁將柱塞向里推，柱塞底部的容積逐漸減小，向配油軸的壓油口c壓油；當(dāng)轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)一周時(shí)，每個(gè)柱塞底部的密封容積完成一次吸油和壓油，轉(zhuǎn)子連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，即完成壓、吸油工作。配油軸固定不動(dòng)，油液從配油軸上半部的兩個(gè)油孔a流入，從下半部的兩個(gè)油孔d壓出。為了進(jìn)行配油，在配油軸和襯套接觸的一段上加工出上、下兩個(gè)缺口，形成吸油口b和壓油口c，留下的部分形成封油區(qū)。封油區(qū)的寬度應(yīng)能封住襯套上的吸、壓油口，以防吸油口和壓油口相連通；但尺寸也不能大得太多，以免產(chǎn)生困油現(xiàn)象。3.4.1徑向柱塞泵1.徑向柱塞泵的工作原理3.4.1徑向柱塞泵1.徑向柱塞泵的工作原理當(dāng)轉(zhuǎn)子與定子間的偏心距為e時(shí)，轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一整轉(zhuǎn)，柱塞在缸體孔內(nèi)的行程為2e,若柱塞數(shù)為z，柱塞直徑為d，則徑向柱塞泵的排量為V=(π/4)d22ez（3-17)設(shè)泵的轉(zhuǎn)速為n，容積效率為ηV，則徑向柱塞泵的實(shí)際流量為q=VnηV=(π/2)d2eznηV（3-18)3.4.1徑向柱塞泵2.徑向柱塞泵的排量和流量徑向柱塞泵徑向尺寸大，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，自吸能力差，配油軸受徑向不平衡液壓力的作用易于磨損，同時(shí)配油軸與襯套之間磨損后的間隙不能自動(dòng)補(bǔ)償，泄漏較大，從而限制了徑向柱塞泵的轉(zhuǎn)速和壓力的提高。但是其容積效率和機(jī)械效率都比較高。沿水平方向移動(dòng)定子而改變偏心距e的大小，便可改變柱塞移動(dòng)的行程，從而改變泵的排量。若改變偏心距e的偏移方向，泵的輸油方向亦隨之改變。因此，徑向柱塞泵可以做成單向或雙向變量泵。3.4.1徑向柱塞泵3.徑向柱塞泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)軸向柱塞泵是將多個(gè)柱塞配置在一個(gè)共同缸體的圓周上，并使柱塞中心線和缸體中心線平行的一種泵。軸向柱塞泵有直軸式(斜盤式)和斜軸式(擺缸式)兩種形式。軸向柱塞泵3.4.2軸向柱塞泵柱塞配置缸體中心線兩種形式（1）直軸式軸向柱塞泵的工作原理。直軸式軸向柱塞泵的主體由配油盤1、缸體2、柱塞3和斜盤4組成，如圖3-20所示。柱塞沿圓周均勻分布在缸體內(nèi)。斜盤軸線和缸體軸線傾斜一定角度。柱塞靠機(jī)械裝置或在低壓油作用下壓緊在斜盤上(圖中為彈簧)。配油盤和斜盤固定不轉(zhuǎn)。當(dāng)原動(dòng)機(jī)通過(guò)傳動(dòng)軸使缸體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，斜盤的作用迫使柱塞在缸體內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)配油盤的配油窗口進(jìn)行吸油和壓油。如圖3-20中所示回轉(zhuǎn)方向，當(dāng)缸體轉(zhuǎn)角在π～2π時(shí)，柱塞向外伸出，柱塞底部缸孔的密封工作容積增大，通過(guò)配油盤的吸油窗口吸油；當(dāng)缸體轉(zhuǎn)角在0～π時(shí)，柱塞被斜盤推入缸體，使缸孔密封工作容積減小，通過(guò)配油盤的壓油窗口壓油。缸體每轉(zhuǎn)一周，每個(gè)柱塞各完成吸、壓油一次。如改變斜盤傾角γ，就能改變柱塞行程的長(zhǎng)度，即改變液壓泵的排量；如改變斜盤傾角γ的方向，就能改變吸油和壓油的方向，即直軸式軸向柱塞泵為雙向變量泵。3.4.2軸向柱塞泵1.軸向柱塞泵的工作原理3.4.1徑向柱塞泵圖3-20直軸式軸向柱塞泵（2）斜軸式軸向柱塞泵的工作原理。斜軸式軸向柱塞泵的缸體軸線相對(duì)于傳動(dòng)軸軸線成一個(gè)傾角，傳動(dòng)軸端部用萬(wàn)向鉸鏈、連桿與缸體中的每個(gè)柱塞相連，當(dāng)傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，萬(wàn)向鉸鏈、連桿使柱塞和缸體一起轉(zhuǎn)動(dòng)，并迫使柱塞在缸體中做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，借助配油盤進(jìn)行吸油和壓油。這類泵的優(yōu)點(diǎn)是變量范圍大，泵的強(qiáng)度較高，但與斜盤式軸向柱塞泵相比，其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，外形尺寸和表面質(zhì)量精度要求均較大。軸向柱塞泵的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，徑向尺寸小，慣性小，容積效率高，目前最高壓力可達(dá)40.0MPa甚至更高，一般用于工程機(jī)械、壓力機(jī)等高壓系統(tǒng)中；但其軸向尺寸較大，軸向作用力也較大，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。3.4.2軸向柱塞泵1.軸向柱塞泵的工作原理如圖3-20所示，當(dāng)柱塞的直徑為d，柱塞分布圓直徑為D，斜盤傾角為γ時(shí)，柱塞的行程為s=Dtanγ，所以當(dāng)柱塞數(shù)為z時(shí)，軸向柱塞泵的排量為V=π/4d2zDtanγ（3-19)設(shè)泵的轉(zhuǎn)速為n，容積效率為ηV，則軸向柱塞泵的實(shí)際流量為q=VnηV=(π/4)d2zDtanγnηV（3-20)實(shí)際上，由于柱塞在缸體孔中運(yùn)動(dòng)的速度不是恒速的，因而輸出流量是有脈動(dòng)的。當(dāng)柱塞數(shù)為奇數(shù)時(shí)，脈動(dòng)較小，且柱塞數(shù)多時(shí)脈動(dòng)也較小，因而一般常用的柱塞泵的柱塞個(gè)數(shù)為7，9或11。3.4.2軸向柱塞泵2.軸向柱塞泵的排量和流量（1）典型結(jié)構(gòu)。如圖3-21所示，柱塞的球狀頭部裝在滑履4內(nèi)，以缸體作為支承的彈簧9通過(guò)鋼球推壓回程盤3，回程盤和柱塞滑履一同轉(zhuǎn)動(dòng)。在排油過(guò)程中借助斜盤2推動(dòng)柱塞做軸向運(yùn)動(dòng)；在吸油時(shí)依靠回程盤、鋼球和彈簧組成的回程裝置將滑履緊緊壓在斜盤表面上并滑動(dòng)，彈簧9一般稱為回程彈簧，這樣的泵具有自吸能力。在滑履與斜盤相接觸的部分有一個(gè)油室，它通過(guò)柱塞中間的小孔與缸體中的工作腔相連，壓力油進(jìn)入油室后在滑履與斜盤的接觸面間形成一層油膜，起著靜壓支承的作用，使滑履作用在斜盤上的力大大減小，因而磨損也減小。傳動(dòng)軸8通過(guò)花鍵帶動(dòng)缸體6旋轉(zhuǎn)，由于滑履4貼緊在斜盤表面上，柱塞在隨缸體旋轉(zhuǎn)的同時(shí)在缸體中做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。缸體中柱塞底部的密封工作容積是通過(guò)配油盤7與泵的進(jìn)、出油口相通的。隨著傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，液壓泵就連續(xù)地吸油和排油。3.4.2軸向柱塞泵3.軸向柱塞泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)3.4.1徑向柱塞泵圖3-21直軸式軸向柱塞泵的結(jié)構(gòu)及手動(dòng)變量機(jī)構(gòu)（2）變量機(jī)構(gòu)。由式（3-20)可知，只要改變斜盤的傾角，就可改變軸向柱塞泵的排量和流量。下面介紹常用的軸向柱塞泵的手動(dòng)變量機(jī)構(gòu)和伺服變量機(jī)構(gòu)的工作原理。①手動(dòng)變量機(jī)構(gòu)。如圖3-21所示，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪1使絲杠12轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)變量活塞11做軸向移動(dòng)(因?qū)蜴I的作用，變量活塞只能做軸向移動(dòng)，不能轉(zhuǎn)動(dòng))。軸銷10使斜盤2繞變量機(jī)構(gòu)殼體上的圓弧導(dǎo)軌面的中心(鋼球中心)旋轉(zhuǎn)，從而使斜盤傾角改變，達(dá)到變量的目的。當(dāng)流量達(dá)到要求時(shí)，可用鎖緊螺母13鎖緊。這種變量機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但操縱不輕便，且不能在工作過(guò)程中變量。3.4.2軸向柱塞泵3.軸向柱塞泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)②伺服變量機(jī)構(gòu)。圖3-22所示為軸向柱塞泵的伺服變量機(jī)構(gòu)，以此機(jī)構(gòu)代替圖3-21所示軸向柱塞泵中的手動(dòng)變量機(jī)構(gòu)，就成為伺服變量泵。其工作原理為泵輸出的壓力油由通道經(jīng)單向閥a進(jìn)入變量機(jī)構(gòu)殼體的下油腔d，液壓力作用在變量活塞4的下端。當(dāng)與伺服閥閥芯1相連接的拉桿不動(dòng)時(shí)(圖示狀態(tài))，變量活塞4的上油腔g處于封閉狀態(tài)，變量活塞不動(dòng)，斜盤3在某一相應(yīng)的位置上。當(dāng)使拉桿向下移動(dòng)時(shí)，推動(dòng)閥芯1一起向下移動(dòng)，下油腔d的壓力油經(jīng)油道e進(jìn)入上油腔g。由于變量活塞上端的有效面積大于下端的有效面積，向下的液壓力大于向上的液壓力，因而變量活塞4也隨之向下移動(dòng)，直到將油道e的油口封閉為止。變量活塞的移動(dòng)量等于拉桿的位移量，當(dāng)變量活塞向下移動(dòng)時(shí)，軸銷帶動(dòng)斜盤3擺動(dòng)，斜盤傾斜角增加，泵的輸出及流入量隨之增加；當(dāng)拉桿帶動(dòng)伺服閥閥芯向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，閥芯將油道f打開(kāi)，上油腔g通過(guò)卸壓通道接通油箱，變量活塞向上移動(dòng),直到閥芯將卸壓通道關(guān)閉為止。它的移動(dòng)量也等于拉桿的移動(dòng)量。這時(shí)斜盤也被帶動(dòng)做相應(yīng)的擺動(dòng)，使傾斜角減小，泵的流量也隨之相