1、,本章目錄,總目錄,退出,第一節(jié) 液壓泵知識(shí),液壓泵是一種能量轉(zhuǎn)換裝置，它把驅(qū)動(dòng)它的原動(dòng)機(jī)（一般為電動(dòng)機(jī)）的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成輸送到系統(tǒng)中去的油液的壓力能，而液壓馬達(dá)則把輸入油液的壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，使其驅(qū)動(dòng)的工作部件作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。液壓泵和液壓馬達(dá)都是容積式的。,教學(xué)要求,重點(diǎn)難點(diǎn),教學(xué)要求,液壓泵是液壓系統(tǒng)的動(dòng)力元件，將原動(dòng)機(jī)輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為壓力能輸出，為執(zhí)行元件提供壓力油。 液壓泵的性能好壞直接影響到液壓系統(tǒng)的工作性能和可靠性。本章要求掌握： 液壓泵的基本工作原理 液壓泵的主要性能參數(shù) 液壓泵的分類和選用 液壓泵的圖形符號(hào),重點(diǎn)難點(diǎn),容積式泵的三個(gè)工作條件 液壓泵的基本工作原理 液壓泵排量及效率

2、的計(jì)算 齒輪泵的三大問題及解決措施 雙作用葉片泵與單作用葉片泵的異同點(diǎn) 各類液壓泵的比較及選用,本章目錄,第一節(jié) 概述,第二節(jié) 齒輪泵,第三節(jié) 葉片泵,第四節(jié) 柱塞泵,第五節(jié) 液壓泵的選用,第六節(jié) 液壓馬達(dá),第一節(jié) 概述,液壓泵工作原理,液壓泵主要性能參數(shù),液壓泵的分類和選用,液壓泵的圖形符號(hào),液壓泵的工作條件,液壓泵基本工作原理,組成：偏心輪、柱塞、彈簧、缸體、兩個(gè)單向閥。柱塞與缸體孔之間形成密閉容積。柱塞直徑為d，偏心輪偏心距為e。 偏心輪旋轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，柱塞上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次，向下運(yùn)動(dòng)吸油，向上運(yùn)動(dòng)排油。 泵每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)排出的油液體積稱為排量，排量只與泵的結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)。,以單柱塞泵為例,單柱塞泵工作

3、原理,液壓泵的三個(gè)工作條件,必須具有一個(gè)由運(yùn)動(dòng)件和非運(yùn)動(dòng)件所構(gòu)成的密閉容積； 密閉容積的大小隨運(yùn)動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)作周期性的變化，容積由小變大吸油，由大變小壓油； 要有相應(yīng)的配油機(jī)構(gòu)；,注：密閉容積增大到極限時(shí)，先要與吸油腔隔開，然后才轉(zhuǎn)為排油；密閉容積減小到極限時(shí)，先要與排油腔隔開，然后才轉(zhuǎn)為吸油。單柱塞泵是通過兩個(gè)單向閥來實(shí)現(xiàn)這一要求的。,液壓泵的主要性能參數(shù),液壓泵的壓力 工作壓力 p ：泵工作時(shí)的出口壓力，其大小取決于負(fù)載。 額定壓力 ps ：正常工作條件下按實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的最高壓力。 吸入壓力：泵進(jìn)口處的壓力。 液壓泵的排量、流量和容積效率 排量V：液壓泵每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)理論上應(yīng)排除的油液體積，又

4、稱為理論排量或幾何排量。常用單位為cm3/r。排量的大小僅與泵的幾何尺寸有關(guān)。,平均理論流量 q t：泵在單位時(shí)間內(nèi)理論上排出的油液體積，q t= n v ，單位為 m3/s 或 L/min 。 實(shí)際流量 q ：泵在單位時(shí)間內(nèi)實(shí)際排出的油液體積。在泵的出口壓力 0 時(shí)，因存在泄漏流量q，因此q = q tq 。 瞬時(shí)理論流量 qsh ：任一瞬時(shí)理論輸出的流量，一般泵的瞬時(shí)理論流量是脈動(dòng)的，即qshq t。 額定流量 q s ：泵在額定壓力，額定轉(zhuǎn)速下允許連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的流量。 容積效率v：v= q /q t =（q t q）/ q t =1q /qt=1-kp /nV 式中 k 為泄漏系數(shù),泵的功率

5、和效率 輸入功率 P t： 驅(qū)動(dòng)泵軸的機(jī)械功率為泵的輸入功率， P t= T 輸出功率 P：泵輸出液壓功率， P = p q 總效率p ：p = P / P t= p q / T=vm 式中m為機(jī)械效率。 泵的轉(zhuǎn)速： 額定轉(zhuǎn)速 n s：額定壓力下能連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間正常運(yùn)轉(zhuǎn)的最高轉(zhuǎn)速。 最高轉(zhuǎn)速 n max：額定壓力下允許短時(shí)間運(yùn)行的最高轉(zhuǎn)速。 最低轉(zhuǎn)速n min：正常運(yùn)轉(zhuǎn)允許的最低轉(zhuǎn)速。 轉(zhuǎn)速范圍：最低轉(zhuǎn)速和最高轉(zhuǎn)速之間的轉(zhuǎn)速。,液壓泵的分類和選用,按運(yùn)動(dòng)部件的形狀和運(yùn)動(dòng)方式分為齒輪泵、葉片泵、柱塞泵、螺桿泵 齒輪泵又分外嚙合齒輪泵和內(nèi)嚙合齒輪泵 葉片泵又分雙作用葉片泵，單作用葉片泵和凸輪轉(zhuǎn)子泵 柱

6、塞泵又分徑向柱塞泵和軸向柱塞泵 按排量能否變量分定量泵和變量泵 單作用葉片泵，徑向柱塞泵和軸向柱塞泵可以作變量泵 選用原則： 是否要求變量 要求變量選用變量泵 工作壓力 柱塞泵的額定壓力最高 工作環(huán)境 齒輪泵的抗污能力最好 噪聲指標(biāo) 雙作用葉片泵和螺桿泵屬低噪聲泵 效率 軸向柱塞泵的總效率最高,液壓泵的圖形符號(hào),液壓泵的功率和效率推導(dǎo)：,不考慮損失時(shí)，,第二節(jié) 齒輪泵,外嚙合齒輪泵的工作原理 外嚙合齒輪泵的流量 外嚙合齒輪泵的三個(gè)問題 其他類型的齒輪泵 齒輪泵的結(jié)構(gòu),齒輪泵是利用齒輪嚙合原理工作的。根據(jù)嚙合形式不同分為外嚙合齒輪泵和內(nèi)嚙合齒輪泵。因螺桿的螺旋面可視為齒輪曲線作螺旋運(yùn)動(dòng)而形成的表

7、面，螺桿的嚙合相當(dāng)于無數(shù)個(gè)無限薄的齒輪曲線的嚙合，因此將螺桿泵與齒輪泵放在一起介紹,外嚙合齒輪泵的工作原理,結(jié)構(gòu)組成 一對(duì)幾何參數(shù)完全相同的齒輪、齒寬為B、齒數(shù)為z 泵體、前后蓋板、長(zhǎng)短軸 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(jìn)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。,齒輪泵結(jié)構(gòu),外嚙合齒輪泵,1后蓋 2軸承 3泵體 4主動(dòng)齒輪 5前蓋 6泵軸 7鍵 8從動(dòng)齒輪,外嚙合齒輪泵的流量,流量計(jì)算,式中：z 齒數(shù)，m 齒數(shù)，b 齒寬 齒輪節(jié)圓直徑一定時(shí)，為增大泵的排量，應(yīng)增大模數(shù)，減小齒數(shù)。齒輪泵的齒輪多為修正

8、齒輪。,流量脈動(dòng),瞬態(tài)流量 正比于容積變化率 流量脈動(dòng)率,齒輪泵的瞬時(shí)理論流量是脈動(dòng)的，這是齒輪泵產(chǎn)生噪聲的主要根源。為減少脈動(dòng)，可同軸安裝兩套齒輪，每套齒輪之間錯(cuò)開半個(gè)齒距，組成供壓油口和吸油口的兩個(gè)分離的齒輪泵。,齒輪泵的三個(gè)問題,困油現(xiàn)象與卸荷措施 困油現(xiàn)象產(chǎn)生原因： 齒輪重迭系數(shù)1，在兩對(duì)輪齒同時(shí)嚙合時(shí)，它們之間將形成一個(gè)與吸、壓油腔均不相通的閉死容積，此閉死容積隨齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)其大小發(fā)生變化，先由大變小，后由小變大。,困油現(xiàn)象的危害：閉死容積由大變小時(shí)油液受擠壓， 導(dǎo)致壓力沖擊和油液發(fā)熱，閉死容積由小變大時(shí)，會(huì)引起汽蝕和噪聲。 卸荷措施 ：在前后蓋板或浮動(dòng)軸套上開卸荷槽 開設(shè)卸荷槽的原則：

9、兩槽間距為最小閉死容積，而使閉死容積由大變小時(shí)與壓油腔相通，閉死容積由小變大時(shí)與吸油腔相通。,泄漏與間隙補(bǔ)償措施： 齒輪泵存在端面泄漏、徑向泄漏和輪齒嚙合處泄漏。 端面泄漏 q泄=75 % 80%； 徑向間隙泄漏q泄=15 % 20%； 嚙合線泄漏q泄=5%。 端面間隙補(bǔ)償采用靜壓平衡措施：在齒輪和蓋板之間增加一個(gè)補(bǔ)償零件，如浮動(dòng)軸套或浮動(dòng)側(cè)板，在浮動(dòng)零件的背面引入壓力油，讓作用在背面的液壓力稍大于正面的液壓力，其差值由一層很薄的油膜承受。,液壓徑向力及平衡措施 產(chǎn)生原因：齒槽內(nèi)的油液由油區(qū) 的低壓逐步增壓到壓油區(qū)的高壓。 作用在齒輪軸上液壓徑向力和輪齒 嚙合力的合力 F = K p B De

10、 , 式中 K為系數(shù)，主動(dòng)齒輪K=0.75；從動(dòng) 齒輪K=0.85。 危害：軸承載荷增加；軸受徑向力 而變形。 平衡措施：開壓力平衡槽即：通過在蓋板上開設(shè)平衡槽，使 它們分別與低、高壓腔相通，產(chǎn)生一個(gè)與液壓徑向力平衡的 作用力，但是，它是以增加徑向泄漏為代價(jià)的。,減小壓油孔（常用方式） 增大徑向間隙加徑向浮動(dòng)塊 這也是以增加徑向泄漏為代價(jià)的 增加軸承承載能力,其他類型齒輪泵,高壓齒輪泵 提高壓力措施： 減小軸向泄漏 提高軸承強(qiáng)度 減小徑向泄漏 方法： 浮動(dòng)軸套式 浮動(dòng)側(cè)板式 撓性側(cè)板式,內(nèi)嚙合齒輪泵 原理: 一對(duì)相互嚙合的小齒輪和內(nèi)齒輪與側(cè)板所圍成的密閉容積被齒嚙合線分割成兩部分，當(dāng)傳動(dòng)軸帶動(dòng)

11、小齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，輪齒脫開嚙合的一側(cè)密閉容積增大，為吸油腔；輪齒進(jìn)入嚙合的一側(cè)密閉容積減小，為壓油腔 。,特點(diǎn): 無困油現(xiàn)象;流量脈動(dòng)小，噪聲低;采取間隙補(bǔ)償措施后，泵的額定壓力可達(dá)30 MPa。,擺線泵 原理： 結(jié)構(gòu)：,螺桿泵： 依螺桿數(shù)分類： 單螺桿、雙螺桿、三螺桿、四螺桿、五螺桿 結(jié)構(gòu)：,工作原理,1后蓋 2殼體 3主動(dòng)螺桿 4從動(dòng)螺桿 5前蓋,螺桿泵工作原理與特點(diǎn),原理：相互嚙合的螺桿與殼體之間形成多個(gè)密閉容積，每個(gè)密閉容積為一級(jí)。當(dāng)傳動(dòng)軸帶動(dòng)主螺桿順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，左端密閉容積逐漸形成，容積增大為吸油腔；右端密閉容積逐漸消失，容積減小為壓油腔。 特點(diǎn)：流量均勻，噪聲低；自吸性能好。,第三節(jié)

12、葉片泵,雙作用葉片泵 單作用葉片泵 變量葉片泵,葉片泵又分為雙作用葉片泵和單作用葉片泵。雙作用葉片泵因轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周，葉片在轉(zhuǎn)子葉片槽內(nèi)滑動(dòng)兩次，完成兩次吸油和壓油而得名;單作用葉片泵轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周，吸、壓油各一次，故稱為單作用。 雙作用葉片泵只能作定量葉片泵，單作用葉片泵可用作變量泵。,結(jié)構(gòu)組成： 定子: 其內(nèi)環(huán)由兩段大半徑圓弧，兩段小半徑圓弧，和四段過渡曲線組成 轉(zhuǎn)子:轉(zhuǎn)子內(nèi)有Z個(gè) 葉片槽，且與定子同 心，寬度為B 葉片: 在葉片槽內(nèi) 能自由滑動(dòng) 左、右配流盤: 開 有對(duì)稱布置的吸、壓 油窗口 傳動(dòng)軸：帶有花鍵 槽，由軸承支撐,雙作用葉片泵,工作原理: 由定子內(nèi)環(huán)、轉(zhuǎn)子外圓和左右配流盤組成的密

13、閉工作容積被葉片分割為四部分，傳動(dòng)軸帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，葉片在離心力作用下緊貼于定子內(nèi)表面，因定子內(nèi)環(huán)由兩段大半徑圓弧、兩段小半徑圓弧和四段過渡曲線組成，故有兩部分密閉容積將減小，受擠壓的油液經(jīng)配流窗口排出，兩部分密閉容積將增大形成真空，經(jīng)配流窗口從油箱吸油。,雙作用葉片泵的流量計(jì)算：,注：式中為葉片的傾角,雙作用葉片泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 定子曲線：由八段弧線組成，兩段半徑為r的圓弧，兩段長(zhǎng)半徑為R的圓弧，四段夾角為的過渡曲線：等加（減）速曲線 阿基米德螺旋線 葉片傾角：為保證葉片所受合力與運(yùn)動(dòng)方向一致，減少葉片受彎的力，葉片前傾角 徑向力：轉(zhuǎn)軸所受徑向力平衡，無徑向不平衡力 根部通油：為保證葉片自由滑動(dòng)且始終緊貼定子內(nèi)表面，葉片槽根部全部通壓力油 葉片數(shù)：合理設(shè)計(jì)葉片數(shù)（Z8，偶數(shù)），可使理論流量均勻，噪聲低 定量泵：雙作用葉片泵轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，吸、壓油各兩次，