1、.,第三章液壓動力元件,3.1液壓泵的工作原理和分類 3.2液壓泵的主要技術(shù)參數(shù) 3.3齒輪泵和擺線轉(zhuǎn)子泵 3.4葉片泵 3.5柱塞泵,.,3.1 液壓泵的工作原理和分類,液壓泵將原動機（電動機和內(nèi)燃機）輸出的機械能轉(zhuǎn)換成工作液體的壓力能，以推動執(zhí)行元件工作 液壓泵的工作原理 液壓泵是依靠周期性 變化的密封容積和配流裝 置來進行工作的，故一般 稱為容積式液壓泵。,.,單柱塞泵的工作原理 柱塞裝在缸體中形成密封工作容積. 當(dāng)原動機驅(qū)動凸輪旋轉(zhuǎn)時，在凸輪和彈簧的作用下，柱塞便在缸體內(nèi)做往復(fù)運動。 柱塞右移，缸體中密封工作容積變大，形成局部真空，油箱中的油液在大氣壓作用下，經(jīng)吸油管頂開單向閥 （吸油

2、閥）進入缸體內(nèi)，實現(xiàn)吸油。 柱塞左移，缸體中密封工作容積變小，油液受擠壓，通過單向閥（壓油閥）輸送到系統(tǒng)中去，實現(xiàn)壓油。 當(dāng)偏心輪不斷旋轉(zhuǎn)，液壓泵就不斷地吸油和壓油，從而不斷地向液壓系統(tǒng)供油。,.,采掘機械中常用的液壓泵類型有齒輪式、葉片式和柱塞式。,.,液壓泵的圖形符號如圖32所示,(a)單向定量液壓泵；(b)單向變量液壓泵；(c)雙向定量液壓泵；(d)雙向變量液壓泵,.,3.2 液壓泵的主要技術(shù)參數(shù),一、排量、流量和容積效率 排量 在不考慮泄漏的情況下，液壓泵每轉(zhuǎn)一周，所排出油液的體積。 排量的大小由密封容積幾何尺寸的變化計算而得。 理論流量qt 在不考慮泄漏的情況下，液壓泵在單位時間內(nèi)所

3、排出油液的體積。 qtV.n,其中n為主軸轉(zhuǎn)速 實際流量q 在具體實際工況下，液壓泵在單位時間內(nèi)所排出油液的體積。 q=qt-q1，其中q1為泄露和壓損引起的流量。,.,額定流量qn 泵在額定壓力和額定轉(zhuǎn)速下輸出的實際流量。 容積效率V 用來表征液壓泵的容積損失，即由液壓泵內(nèi)部泄漏造成的流量損失。 V=q/qt，其中q為液壓泵的實際流量，qt為理論流量。 泄漏量q=klp。這是因為液壓泵工作構(gòu)件之間的間隙很小，泄漏液體的流動狀態(tài)可以看作是層流，即泄漏量與泵的工作壓力p成正比，kl是液壓泵的泄漏系數(shù)。,.,二、壓力和轉(zhuǎn)速 額定壓力：泵在額定轉(zhuǎn)速和最大排量下能連續(xù)運轉(zhuǎn)的工作壓力。在額定壓力下，液壓

4、泵能保證規(guī)定的容積效率和壽命。 最大壓力：泵在短時間內(nèi)超載所允許的極限壓力 實際工作壓力：液壓泵在工作時所達(dá)到的具體壓力值，其大小取決于執(zhí)行元件的負(fù)載。 額定轉(zhuǎn)速：泵在額定壓力下，連續(xù)長時間運轉(zhuǎn)的最大轉(zhuǎn)速。 最高轉(zhuǎn)速：泵在額定壓力下，允許短暫運行的最大轉(zhuǎn)速。當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速超過最大轉(zhuǎn)速時，吸油腔會因流速過大而產(chǎn)生吸空和氣穴現(xiàn)象，這是不允許的。,.,最低轉(zhuǎn)速：允許泵正常運行的最低轉(zhuǎn)速。液壓泵的轉(zhuǎn)速低于最低轉(zhuǎn)速時，則因流量過小，使系統(tǒng)不能工作，也是不允許的。 一般情況下，液壓泵應(yīng)在額定轉(zhuǎn)速下運轉(zhuǎn)。常用各類液壓泵的額定轉(zhuǎn)速范圍如下： 齒輪泵：10001800r/min； 葉片泵：10001800r/min

5、； 軸向柱塞泵：10002200r/min。 三、輸出功率、輸入功率和總效率 輸入功率Pr Pr =Tw 輸出功率Pt Pt =Prm 總效率 =Pt/Pr=vm,.,3.3 齒輪泵和擺線轉(zhuǎn)子泵,一、齒輪泵 齒輪泵是液壓泵中結(jié)構(gòu)最簡單的一種，且價格便宜，故在一般機械上被廣泛使用；齒輪泵是定量泵，可分為外嚙合齒輪泵和內(nèi)嚙合齒輪泵兩種。 工作原理 兩嚙合的輪齒將泵體、 前后蓋板和齒輪包圍的密閉 容積分成兩部分，輪齒進入 嚙合的一側(cè)密閉容積減小， 經(jīng)壓油口排油，退出嚙合的 一側(cè)密閉容積增大，經(jīng)吸油 口吸油。,圖3-3 齒輪泵的工作原理圖,.,困油現(xiàn)象 齒輪重合度1， 形成一個與吸、壓油腔 均不相通的

6、閉死容積， 此閉死容積隨齒輪轉(zhuǎn)動 其大小發(fā)生變化，先由 大變小，后由小變大。 結(jié)構(gòu)上常常在齒輪 泵的側(cè)蓋后滑動軸承上 開設(shè)卸荷槽，是閉死容 積縮小時與排液腔連通， 容積變大時則與吸液腔 連通，來解決困油問題。,.,二、擺線轉(zhuǎn)子泵 結(jié)構(gòu)：一對內(nèi)嚙合轉(zhuǎn)子（擺線齒），內(nèi)轉(zhuǎn)子比外轉(zhuǎn)子少1齒。 七腔互隔，前半部容積漸小、排油腔；后半部容積漸大，進油腔。 內(nèi)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周，外轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)6/7周，每一密封空間完成吸油、排油6/7循環(huán)。,(a) 有隔板的內(nèi)嚙合齒輪泵； (b)擺動式內(nèi)嚙合齒輪泵,.,3.4 葉片泵,葉片泵按結(jié)構(gòu)可分為單作用葉片泵和雙作用葉片泵。 單作用葉片泵，是指轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周，密封工作容積完成一次

7、吸油和一次壓油；可作變量泵用。 雙作用葉片泵，是指轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周，密封工作容積完成兩次吸油和兩次壓油；只能作定量泵用。,.,優(yōu)點：運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲小；流量均勻，脈動小；單作用泵可變量；結(jié)構(gòu)緊湊，外形尺寸小。 缺點：吸油能力差；對油液污染敏感；結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對材質(zhì)和加工要求高；成本較高。,.,3.5 柱塞泵,工作原理：柱塞在液壓缸內(nèi)作往復(fù)運動來實現(xiàn)吸油和壓油。與齒輪泵相比，該泵能以最小的尺寸和最小的重量供給最大的動力，為一種高效率的泵，但制造成本相對較高，該泵用于高壓、大流量、大功率的場合 一、徑向柱塞泵 柱塞軸線與傳動軸軸線垂直；柱塞徑向排列安裝在缸體的圓周上,.,結(jié)構(gòu) 由柱塞 、轉(zhuǎn)子、襯套、定子和配

8、油軸組成。 轉(zhuǎn)子內(nèi)孔壓有襯套，之間為過盈配合，襯套隨轉(zhuǎn)子一起轉(zhuǎn)動。 定子和轉(zhuǎn)子之間有偏心e，配油軸固定不動。 柱塞徑向排列在缸體圓周上的柱塞孔中，轉(zhuǎn)子（缸體）由原動機帶動連同柱塞一起旋轉(zhuǎn)，柱塞靠離心力作用抵緊在定子內(nèi)壁，并在轉(zhuǎn)子的徑向孔內(nèi)運動，形成密封工作容腔。 配油方式為軸配油 配油軸和襯套接觸的一段加工出上下兩個缺口，形成吸油口和壓油口，留下的部分形成封油區(qū)。 從配油軸的一端往兩缺口部分各鉆兩個深孔，通向吸油口和壓油口。 油液從上半部的兩個孔流入，從下半部的兩個孔壓出。配油軸固定不動。,.,工作原理 柱塞經(jīng)上半周時逐漸向外伸出，柱塞底部密封工作容積逐漸增大，經(jīng)襯套上的油孔從配油軸上的吸油口吸油； 柱塞經(jīng)下半周時逐漸向內(nèi)縮回，柱塞底部密封工作容積逐漸減小，經(jīng)襯套上的油孔從配油軸上的壓油口吸油； 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周，每個工作容積完成一次吸油和一次壓油。 轉(zhuǎn)子不停地旋轉(zhuǎn)，泵就不停地吸油和壓油。 改變偏心e的大小和方向，就可以改變泵的輸出流量和泵的吸、壓油方向。 因此徑向柱塞泵可以做成單向或雙向變量泵