液压及气动传动 第3章 动力元件

1、3.1概述概述3.2齿轮泵齿轮泵3.3叶片泵叶片泵3.4柱塞泵柱塞泵 液压泵液压泵是液压传动系统中的能量转换元件是液压传动系统中的能量转换元件。 液压泵由原动机驱动，把输入的机械能转换成为油液 的压力能，再以压力、流量的形式输入到系统中去，它是 液压系统的动力源。3.1一、液压泵的工作原理和分类一、液压泵的工作原理和分类3.1.1 工作原理工作原理依靠密封工作容积大小的交替改变来实现液压泵的工作。依靠密封工作容积大小的交替改变来实现液压泵的工作。 下面以单柱塞式下面以单柱塞式 液压泵为例来说明其工作原理。液压泵为例来说明其工作原理。液压泵工作的必需条件：液压泵工作的必需条件： （1）必须有一个

2、或多个周期性变化的封闭容 积； （2）必须有配油机构，即 封闭容积加大时吸油腔相通 封闭容积减小时排出压油腔相通 （3）吸、压油腔要互相隔开并具有良好密封性。 液 压 泵 按 其 在 单 位 时 间 内 所 能 输 出 油 液 体 积 能否调节而分为定量泵和变量泵两类；按结构形 式 可 以 分 为 齿 轮 式 、 叶 片 式 和 柱 塞 式 三 大 类 。 液压泵分类：液压泵分类：靠密封容积的变化来工作的泵统称为容积式泵。靠密封容积的变化来工作的泵统称为容积式泵。 液压泵的图形符号液压泵的图形符号 DBS系列电动泵站系列电动泵站手动泵手动泵液压泵的性能参数主要有：液压泵的性能参数主要有：液压泵

3、液压泵的性能参数 压压 力力 转转 速速 排量和流量排量和流量 功率和效率功率和效率 3.1.2 3.1.2 液压泵的性能参数液压泵的性能参数一、一、 排量、流量和压力排量、流量和压力1. 压压 力力 1 1） 工作压力（工作压力（p p） 液压泵工作时输出液体的实际液压泵工作时输出液体的实际压力。其值取决于负载（包括管路阻力）。压力。其值取决于负载（包括管路阻力）。液压泵液压泵的性能参数 2）额定压力额定压力：液压泵在正常工作条件下，按试验标准规在正常工作条件下，按试验标准规定连续运转的最高压力定连续运转的最高压力，超过此值就是过载。 3）最高允许压力最高允许压力：液压泵在短时间内允许超载使

4、用的极在短时间内允许超载使用的极限压力。限压力。 4）吸入压力吸入压力：液压泵的吸入口处压力。的吸入口处压力。 液压泵液压泵的性能参数2. 排量和流量排量和流量 排量（排量（V） 在不考虑泄漏的情况下，液压泵每转一转所在不考虑泄漏的情况下，液压泵每转一转所排出的液体体积。排出的液体体积。（ m3 / r、 mL / r ）它只与液压泵的它只与液压泵的密封腔的数目和结构尺寸有关密封腔的数目和结构尺寸有关。 (2)(2) 理论流量理论流量（q qt t） 在不考虑泄漏的情况下，液压泵在不考虑泄漏的情况下，液压泵在单在单位时间内输出液体的位时间内输出液体的体积。体积。3 (/ ) ( /min)tq

5、V nmsL，液压泵液压泵的性能参数(3) 实际流量（实际流量（q） 指液压泵工作时实际输出的流量指液压泵工作时实际输出的流量。tqqq(q 指因泄漏、压缩等损失的流量。指因泄漏、压缩等损失的流量。) 由于泄漏量由于泄漏量q随着压力随着压力p的增大而增大，的增大而增大， 所以实际流量所以实际流量q随着压力随着压力p的的而而。 (4) 额定流量额定流量（q n） 液压泵在额定压力和额定转速下工作的液压泵在额定压力和额定转速下工作的实实 际输出流量际输出流量。它它可可用来评价液压泵的供油能力，是液压泵技术规格指标之一。用来评价液压泵的供油能力，是液压泵技术规格指标之一。二、二、 转速转速(1) 额

6、定转速额定转速（n s） 指在额定输出功率（或额定压力）指在额定输出功率（或额定压力）下，液压泵能长时间正常运转的最高转速。下，液压泵能长时间正常运转的最高转速。(2) 最高转速最高转速（n max） 指在额定压力下，允许液压泵指在额定压力下，允许液压泵超过额定转速短暂运行的极限转速，超过它就会产生气蚀现象。超过额定转速短暂运行的极限转速，超过它就会产生气蚀现象。(3) 最低转速最低转速（n min） 指正常运转时的最低转速，低指正常运转时的最低转速，低于它就不能实现有效的自吸。于它就不能实现有效的自吸。液压泵液压泵的性能参数三、三、 功功 率率 和和 效效 率率液压泵的性能参数ttttnTT

7、pqP2（3.6） 液压泵由原动机驱动，输入量是转矩 和角速度 ，输出量是液体的压力 和流量 ；如果不考虑液压泵在能量转换过程中的损失，则输出功率等于输入功率，也就是它们的理论功率是： Tqp1. 功率功率 1）理论功率理论功率 ：tP式中： tqp, 液压泵的压力和理论 流量。 液压泵的理论转 矩(N.m)和转速(r/min)。 tTn液压泵液压泵的性能参数 实际上，液压泵在能量转换过程中是有损失的， 因此输出功率小于输入功率。即P0Pi。就有效率问题。功率损失可以分为容积损失和机械损失两部分： 容积损失是因泄漏、气穴和油液在高压下压缩等造成的 流量损失。 机械损失是指因摩擦而造成的转矩上的

8、损失。 2）输入功率输入功率 ：iPpqAqpApAFP0iiinTTP23）输出功率输出功率 ：oP液压泵液压泵的性能参数2)机械效率机械效率 ：泵所需要的理论转矩Tt与实际转矩T的比值称为机械效率。pm2、效率、效率3)总效率总效率 ：是泵输出功率与输入功率之比。ppmpvittttiopPPqqnTpqqqnTpqPP22（3-11）itttpmPPnTnTTT22(3-10)Vnqqqqqqqqttttpv11（3-7）pv1）容积效率）容积效率 ：泵的实际流量与理论流量之比。泵泄漏系数llkpkq （3-8） 3 . 液 压 泵 的 特 性 曲 线液 压 泵 的 特 性 曲 线通常，

9、齿轮泵的总效率为通常，齿轮泵的总效率为0.60.8；叶片泵的总效率为；叶片泵的总效率为0.70.85；柱塞泵总效率为柱塞泵总效率为0.80.9。具体可查阅相关资料。具体可查阅相关资料。液压泵液压泵的性能参数例3.1 某液压系统，泵的排量V10m L/r，电机转速n1200rpm，泵的输出压力p=5Mpa，泵容积效率pv0.92，总效率p0.84，求 1）泵的理论流量；2）泵的实际流量；3）泵的输出功率；4）驱动电机功率。解：1）泵的理论流量 )(9 . 06004.115kwpqPo)(07. 184. 09 . 0kwPPpOi12120010103VnqtL/min 2) 泵的实际流量 3

10、)泵的输出功率 4）驱动电机功率 04.1192.012pvtqqL/min3.2 3.2 齿轮泵齿轮泵 特特 点：点：优点优点：体积小，重量轻，结构：体积小，重量轻，结构简单，制造方便，价格低，工作可简单，制造方便，价格低，工作可靠，转速范围大，自吸性能较好，靠，转速范围大，自吸性能较好，对油液污染不敏感，维护方便等。对油液污染不敏感，维护方便等。 缺点：流量和压力脉动较大，噪声大，排量不可变，齿轮磨损缺点：流量和压力脉动较大，噪声大，排量不可变，齿轮磨损后不易修复，互换性差等。后不易修复，互换性差等。液压泵齿轮泵 分分 类：类：a. 按结构形式分：按结构形式分：外啮合式和内啮合式外啮合式和

11、内啮合式b. 按齿形曲线分：按齿形曲线分：渐开线形、圆弧齿形和摆线形渐开线形、圆弧齿形和摆线形c. 按工作压力分：按工作压力分：低压低压（1（一般在（一般在1.051.3之间），使得两齿同时啮合。之间），使得两齿同时啮合。液压泵齿轮泵渐开线形外啮合齿轮 定定 义义 在液压泵运转过程中产生既不与吸油区相通，也不与排油在液压泵运转过程中产生既不与吸油区相通，也不与排油区相通的闭死容积，且闭死容积的大小不断变化的现象。区相通的闭死容积，且闭死容积的大小不断变化的现象。 原原 因因液压泵齿轮泵渐开线形外啮合齿轮 危危 害害液压泵齿轮泵渐开线形外啮合齿轮 措措 施施在齿轮泵的侧板上或浮动轴套上开卸荷槽。

12、在齿轮泵的侧板上或浮动轴套上开卸荷槽。3)泄漏及端面间隙的自动补偿泄漏及端面间隙的自动补偿 齿轮泵压油腔的压力油可通过三条途经泄漏到吸油腔去： 在这三类间 隙中，端面间隙 的泄漏量最大， 压力越高，由间 隙泄漏的液压油 就愈多。 3）齿轮两端面和侧板间的间隙端面间隙端面间隙。 2）泵体定子环内孔和齿顶间的径向间隙齿顶间隙齿顶间隙； 1）齿轮啮合线处的间隙齿侧间隙齿侧间隙； 通常采用的自动补偿端面间隙装置有：浮动轴套式和 弹性侧板式两种 。 原理： 引入压力油使轴套或侧板紧贴在齿轮端面上，压 力愈高，间隙愈小，可自动补偿端面磨损和减小间隙。 浮动轴套式 二、二、 渐开线形内啮合齿轮泵渐开线形内啮

13、合齿轮泵内啮合齿轮泵有内啮合齿轮泵有渐开线齿轮泵和摆线齿轮渐开线齿轮泵和摆线齿轮泵两种。泵两种。 （一）渐开线内啮合齿轮泵（一）渐开线内啮合齿轮泵 1 . 主要组成主要组成小齿轮、内齿环、月牙形隔板等。小齿轮、内齿环、月牙形隔板等。 注意：两者的齿数不同。注意：两者的齿数不同。液压泵齿轮泵渐开线形内啮合齿轮 2. 工作原理工作原理液压泵齿轮泵渐开线形内啮合齿轮 3. 流量流量 4. 特点特点流量和压力的脉动较小；无困油区，噪声较低；流量和压力的脉动较小；无困油区，噪声较低；加工难价格高；轮齿接触应力小，泵的寿命较长。加工难价格高；轮齿接触应力小，泵的寿命较长。22Vqk z mb n 液压泵齿

14、轮泵渐开线形内啮合齿轮 摆线齿轮泵又称为转子泵，由两齿轮及摆线齿轮泵又称为转子泵，由两齿轮及前后端盖等组成。且前后端盖等组成。且两齿轮相差一个齿两齿轮相差一个齿。 （二）摆线形内啮合齿轮泵（二）摆线形内啮合齿轮泵 1 . 主要组成主要组成 2. 工作原理工作原理吸油吸油 左半部分，轮齿脱开啮合，容积左半部分，轮齿脱开啮合，容积压油压油 右半部分，轮齿进入啮合，容积右半部分，轮齿进入啮合，容积 3. 流量流量22122 ()VQrrb n 4. 特点特点结构紧凑，尺寸小，重量轻；运转平稳，噪声小，结构紧凑，尺寸小，重量轻；运转平稳，噪声小，流量脉动小。但齿形复杂，加工困难，价格昂贵。流量脉动小。

15、但齿形复杂，加工困难，价格昂贵。液压泵齿轮泵摆线形内啮合齿轮液压泵齿轮泵摆线形内啮合齿轮组成：一根主动螺杆双头、右旋、凸螺杆 组成 两根从动螺杆双头、左旋、凹螺杆，装在泵体内，和其他零件组成螺杆泵。工作原理： V密形成：必须满足四个密封条件，才能形成密封积：主从动螺杆共扼、螺杆根数 和螺纹头数必须满足一定关系、泵体最小长度应大于螺杆的导程、保证 最小径向间隙，才能形成空间八字形密封容积。 左面吸油 V密变化：当主动螺杆逆时针方向旋转时 右面压油 吸压油口隔开：上述四个密封条件 特点： 结构简单，体积小，重量轻，运转平稳，噪声小，寿命长，流量均匀，自吸能力强， 容积效率高，无困油现象；但螺杆齿形

16、复杂，不易加工，精度难以保证。 3.3 3.3 叶片泵叶片泵 特特 点：点：优点优点：结构紧凑，工作压力较高，流量脉动小，结构紧凑，工作压力较高，流量脉动小，工作平稳，噪声工作平稳，噪声小，寿命较长。小，寿命较长。 缺点：吸油特性不太好，对油液的污染也比较敏感，结构复杂，制造缺点：吸油特性不太好，对油液的污染也比较敏感，结构复杂，制造工艺要求比较高。工艺要求比较高。广泛用于完成广泛用于完成“各种中等负荷工作各种中等负荷工作”的设备中。的设备中。液压泵叶片泵 分分 类：类：按工作原理分：按工作原理分：单作用式单作用式 通常做成变量泵；通常做成变量泵；双作用式双作用式 通常做成定量泵；通常做成定量

17、泵；按工作压力分：按工作压力分：中低压中低压 7MPa；中高压中高压 16MPa；高高 压压 2030 MPa；液压泵叶片泵3.3.1 双作用叶片泵双作用叶片泵泵的定子每旋转一周，每个密封工作容积吸泵的定子每旋转一周，每个密封工作容积吸/排油各两次，排油各两次，称为双作用叶片泵，又称为卸荷式称为双作用叶片泵，又称为卸荷式/平衡式叶片泵。平衡式叶片泵。 1. 定定 义义 2. 工作原理工作原理1. 结构结构:双作用叶片泵的结双作用叶片泵的结构与单作用叶片泵的结构与单作用叶片泵的结构基本相同，也是由定构基本相同，也是由定子、转子、叶片、配油子、转子、叶片、配油盘、壳体及传动轴等组盘、壳体及传动轴等

18、组成。成。液压泵叶片泵双作用叶片泵液压泵叶片泵单作用叶片泵p 转子和定子同心；转子和定子同心；p 定子内表面的曲线由两段定子内表面的曲线由两段大半径圆弧（大半径圆弧（R），两段小半），两段小半径圆弧（径圆弧（r）及两段过渡曲线）及两段过渡曲线所组成；所组成；其不同之处在于：其不同之处在于：液压泵叶片泵双作用叶片泵液压泵叶片泵双作用叶片泵2) 工作原理 双作用叶片泵的原理和单作用叶片泵相似，不同之处只在于定子内表面是由两段长半径圆弧、两段短半径圆弧和四段过渡曲线组成，且定子和转子是同心的。 泵的排量为：BrRV)(222式中： R 定子长半径； r 定子短半径；B 转子厚度。 平均流量为： vB

19、nrRq)(2223.双作用叶片泵的排量和流量双作用叶片泵的排量和流量 考虑叶片厚度影响后，双作用叶片泵精确流量计算公式为：vBnbzrRrRqcos)( 2)(2 22（2.23） 由于存在制造工业误差，定子大小圆弧不同心，造成了少量流量脉动。但脉动率比较小，为减小脉动，叶片数应为4的整数倍，且大于8时最小，故通常取叶片数为12或16片。4.双作用式叶片泵的结构特点双作用式叶片泵的结构特点 （1 ）定子工作表面曲线）定子工作表面曲线 定子工作曲线如图3-17所示。由两段大半径圆弧、两段小半径圆弧及四段过渡曲线组成。 定子过渡曲线采用阿基米德螺线或等加速-等减速曲线。我国YB型叶片泵采用等加速

20、等减速曲线作为过渡曲线 (2)配流盘 配流盘的作用是给泵进行配油。为了保证配流盘的吸、压油口在工作中能隔开，就必须使配流盘上封油区夹角(即吸油窗口和压油窗口之间的夹角)大于或等于两个相邻叶片间的夹角，如图320所示，即： a) 封油区所对应的夹角必须等于或稍大于两个叶片之间的夹角。 b) 叶片根部与高压油腔相通，保证叶片紧压在定子内表面上。 c) 在配油盘上开三角槽。 Z2(3)叶片倾角 压力角： 定子对叶片的法向反力FN与叶片运动方向的夹角。 倾角：叶片与径向半径的夹角。 将叶片顺着转子转动方向前倾一个角度，这样就可以减小侧向力FT，使叶片在槽中移动灵活，并可减少磨损。液压泵的叶片倾角一般取

21、为1014。 高压双作用叶片泵的结构特点高压双作用叶片泵的结构特点随着技术的发展，双作用叶片的最高工作压力已达成2030MPa，这是因为双作用叶片泵转子上的径向力基本上是平衡的，不像齿轮泵和单作用叶片泵那样，工作压力的提高会受到径向承载能力的限制； 叶片泵工作压力提高的主要限制条件是叶片和定子内叶片和定子内表面的磨损。表面的磨损。 （1） 端面间隙的自动补偿 压紧定子 右配流盘的右侧与压力油相通 弹性变形（2） 减小叶片对定子的作用力 径向力平衡，配油盘浮动 压力升高不受以上因素影响,但因叶片与定子内表面接触，才能形成密封容积，叶片底部通 在压油区，顶底压力平衡 压力油 在吸油区，顶部低压，底

22、部高压，致使叶片作用于定子表面的力很大，使磨损加剧，寿命降低，成为限制双作用叶片泵压力提高的主要因素，所以应采取措施减小吸油区叶片对定子内表面的作用力。 图2.12 双作用叶片泵工作原理 1定子；2 压油口；3 转子；4 叶片；5 吸油口 1） 减小作用在叶片底部的油液压力 通过阻尼孔或减压阀减小吸油口油液的压力 2） 减小叶片底部受压力油作用的面积减小叶片厚度，一般1.82.5mm。 为了解决定子和叶片的磨损，要采取措施减小在吸油区叶片对定子内表面的压紧力，目前采取的措施有以下几种： 3）双叶片结构 各转子槽内装有两个经过倒角的叶片。两叶片的倒角部分构成从叶片底部通向头部的V型油道，因而作用

23、在叶片底、头部的油压力相等，合理设计叶片头部的形状，使叶片头部承压面积略小于叶片底部承压面积。这个承压面积的差值就形成叶片对定子内表面的接触力。 4）母子叶片结构 3.3.2 单作用叶片泵单作用叶片泵泵的定子每旋转一周，每个密封工作容积吸泵的定子每旋转一周，每个密封工作容积吸/排油各一次，排油各一次，称为单作用叶片泵，也称非卸荷式泵。称为单作用叶片泵，也称非卸荷式泵。 1. 定定 义义 2. 工作原理工作原理a. 组成组成: 由定子、转子、叶片、配油盘、壳体及传动轴组成。由定子、转子、叶片、配油盘、壳体及传动轴组成。液压泵叶片泵单作用叶片泵定定子子内内表表面面为为圆圆柱柱形形；定定子子与与转转

24、子子安安装装的的偏偏配配油油盘盘沿沿轴轴线线方方向向对对心心距距为为e；称称布布置置；b. 结构特点：结构特点：液压泵叶片泵单作用叶片泵C. 工作原理工作原理由叶片、定子内表面、转子外表面与两侧配流盘由叶片、定子内表面、转子外表面与两侧配流盘围成；由于安装时存在偏心距，使密闭容积可变；围成；由于安装时存在偏心距，使密闭容积可变；密闭容积：密闭容积：配流作用：配流作用：由配油盘和叶片共同作用实现。叶片将吸、压油由配油盘和叶片共同作用实现。叶片将吸、压油腔隔开；配油盘分别与吸、压油腔连通；腔隔开；配油盘分别与吸、压油腔连通；液压泵叶片泵单作用叶片泵单作用叶片泵的结构特点单作用叶片泵的结构特点 存在

25、困油现象 配流盘的吸、排油窗口间的密封角略大于两相邻叶片间的夹角，而单作用叶片泵的定子不存在与转子同心的圆弧段，因此，当上述被封闭的容腔发生变化时，会产生与齿轮泵相类似的困油现象。通常，通过配流盘排油窗口边缘开三角卸荷槽的方法来消除困油现象。 转子承受径向液压力 单作用叶片泵转子上的径向液压力不平衡，轴承负荷较大。这使泵的工作压力和排量的提高均受到限制。 叶片沿旋转方向向后倾斜 叶片底部分别通吸压油 叶片顶、底受力平衡 故叶片向外运动主要靠旋转时的惯性力与离心力等的合力，其应尽量与转子中叶片槽方向一致，为此叶片槽应向后倾20 30。单作用叶片泵的平单作用叶片泵的平均流量均流量BeRZ2)(为容

26、积BeRZ2)(为容积 eDB B e R e R V 2 ) ( ) ( 2 2 单作用叶片泵排量为 B e R e R V Z V 2 2 ) ( ) ( Z 个叶片时 当泵有 B e R Z B e R Z V 2 2 ) )( ( ) )( ( 的油液 一个叶片密封容积排出 pv pv eDBn V n q 2 流量为 改变转子和定子的偏心距，即可改变排量，故可做变量泵，但其容积变化不均匀，故有流量脉动，叶片应取奇数，一般为13到15。 单作用叶片泵定、转子偏心安装。3.3.3 变量叶片泵变量叶片泵偏心距偏心距e可变的可变的 单作用单作用 叶片泵称为变量叶片泵。叶片泵称为变量叶片泵。p

27、 单向变量泵单向变量泵 指指e只能在一个方向改变（或者说，只能改只能在一个方向改变（或者说，只能改变流量，不能改变输油方向变流量，不能改变输油方向) )；其中：其中：e自动调节的单向变量泵有限压式、恒流式等；自动调节的单向变量泵有限压式、恒流式等；p 双向变量泵双向变量泵 指能在正、反两个方向改变指能在正、反两个方向改变e 值；值；液压泵叶片泵变量叶片泵单作用变量泵的分类 手动 改变偏心方式 限压式 自动 恒压式 恒流量式 （一）限压式变量叶片泵（一）限压式变量叶片泵利用其利用其输出油压的反馈作用输出油压的反馈作用来自动调节偏心距，以调来自动调节偏心距，以调节泵的输出流量的变量泵，称为限压式变

28、量叶片泵，又称节泵的输出流量的变量泵，称为限压式变量叶片泵，又称压力反馈变量泵。压力反馈变量泵。 根据压力反馈的方式不同分为：内反馈式和外反馈式。根据压力反馈的方式不同分为：内反馈式和外反馈式。液压泵叶片泵变量叶片泵限压式变量叶片泵限压式变量叶片泵的应用限压式变量叶片泵的应用 常用于执行机构需要有快、慢速运动的场合， 如：组合机床进给系统实现快进、工进、快退等快进或快退：用AB段工进： 用BC段或定位夹紧系统定位夹紧：用AB段夹紧结束保压：用C点限压式变量叶片泵的特点： 功率损耗小，减小发热，简化系统，但结构复杂。1. 内反馈限压式变量叶片泵的变量原理内反馈限压式变量叶片泵的变量原理利用的是泵

29、本身输出油压对定子产生径向力不平衡液压力的反馈作利用的是泵本身输出油压对定子产生径向力不平衡液压力的反馈作用来调节用来调节 e ，从而改变流量，称为内反馈限压变量叶片泵。，从而改变流量，称为内反馈限压变量叶片泵。液压泵叶片泵变量叶片泵限压式变量叶片泵 配流盘上的窗口为配流盘上的窗口为非对称布置非对称布置（相对坐标轴而言）（相对坐标轴而言）油压对油压对定子内表面的作用力的合力定子内表面的作用力的合力 F也随之偏转也随之偏转角。角。液压泵叶片泵变量叶片泵限压式变量叶片泵当当p，F x弹簧力（弹簧力（ksx0），定子右移，），定子右移，e， ，极限值为：，极限值为： e= 0，输出的油液完全用于补偿

30、泄漏；，输出的油液完全用于补偿泄漏；当当p ，F x弹簧力（弹簧力（ksx0），定子左移，），定子左移，e， ，极限值为：，极限值为： e = e max，输出油液流量最大；，输出油液流量最大；液压泵叶片泵变量叶片泵限压式变量叶片泵2. 内反馈限压式变量叶片泵的变量特性内反馈限压式变量叶片泵的变量特性p 初始态初始态调定限定压力为调定限定压力为p x ，此时，弹簧预压缩量为，此时，弹簧预压缩量为x00 xxsp Ak x0/xxsxp Ak（压力油作用于定子内表面在（压力油作用于定子内表面在x x方向的投影面积）方向的投影面积）液压泵叶片泵变量叶片泵限压式变量叶片泵p 状态改变后状态改变后 p

31、至至p p x，e。弹簧压缩量增加值为。弹簧压缩量增加值为 x=e max e，则：，则：0()xspAk xx max()xxsAppeek液压泵叶片泵变量叶片泵限压式变量叶片泵显然，当显然，当 p p x 时，时，e= e max ，泵的偏转角，泵的偏转角为最大，为最大，流量最大；流量最大；当当 e=0 时，时，p = p max ，此时，无论外界负载多大，此时，无论外界负载多大，p都不再都不再，因此称为限压式泵。，因此称为限压式泵。max()xxsAppeek液压泵叶片泵变量叶片泵限压式变量叶片泵p 流量流量压力特性曲线压力特性曲线 AB段段 p p x ；B 点点 p = px，为拐点

32、。，为拐点。 BC段段 p p x；液压泵叶片泵变量叶片泵限压式变量叶片泵调节流量调节螺钉，可以改变调节流量调节螺钉，可以改变e max和和q max，从而使，从而使AB线上下平移；线上下平移；调节压力调节螺钉，改变调节压力调节螺钉，改变限压弹簧的预压缩量，可限压弹簧的预压缩量，可改变拐点改变拐点B处的压力处的压力 p x，从而使从而使 BC 线左右平移。线左右平移。更换不同刚度的弹簧（即改变更换不同刚度的弹簧（即改变ks），可得到不同斜率的），可得到不同斜率的BC线，且线，且ks越小，越小，BC线越陡，线越陡，pmax值越小；反之，越大。值越小；反之，越大。？如何实现如何实现变量泵的调节变量

33、泵的调节液压泵叶片泵变量叶片泵限压式变量叶片泵3. 外反馈限压式变量叶片泵的变量原理外反馈限压式变量叶片泵的变量原理液压泵叶片泵变量叶片泵限压式变量叶片泵液压泵叶片泵变量叶片泵限压式变量叶片泵外反馈限压式变量泵的结构原理与内反馈式基本相同。外反馈限压式变量泵的结构原理与内反馈式基本相同。因此，因此，其其qp特性曲线相同特性曲线相同。液压泵叶片泵变量叶片泵限压式变量叶片泵其不同之处在于：其不同之处在于：配流盘上的配流窗配流盘上的配流窗口对称于水平轴线口对称于水平轴线定子偏心量的改变是定子偏心量的改变是由左边的外反馈柱塞由左边的外反馈柱塞来完成的。反馈柱塞来完成的。反馈柱塞的油腔与压油腔相通。的油

34、腔与压油腔相通。液压泵叶片泵变量叶片泵限压式变量叶片泵液压泵叶片泵变量叶片泵限压式变量叶片泵122spAFFpAFpAAA/spFA （二）（二） 稳流量式变量叶片泵的变量原理稳流量式变量叶片泵的变量原理液压泵叶片泵变量叶片泵活塞活塞6稳流量式变量叶片泵 稳流量式变量泵是利用节流稳流量式变量泵是利用节流阀的压差阀的压差p来控制两个平衡液压缸，来控制两个平衡液压缸，以调节定子与转子的偏心距以调节定子与转子的偏心距e，从，从而自动调节流量。而自动调节流量。 稳流量式变量泵在使用时，其稳流量式变量泵在使用时，其出口端必须加节流阀（出口端必须加节流阀（2）。）。液压泵叶片泵变量叶片泵首页稳流量式变量叶

35、片泵3.4 3.4 柱塞泵柱塞泵 特特 点：点：柱塞式液压泵是靠柱塞的往复运柱塞式液压泵是靠柱塞的往复运动，改变柱塞腔内的容积来实现吸压动，改变柱塞腔内的容积来实现吸压油的。油的。液压泵柱塞泵(1)工作压力高 由于密封容积是由缸体中的柱塞孔和柱塞构成，其配合表面质量和尺寸精度容易达到要求，密封性好，结构紧凑，容积效率高。此外，柱塞泵的主要零件在工作中处于受压状态，故使零件材料的机械性能得到充分地利用，所以零件强度高。基于上述两点，这类泵工作压力一般为20一40MPa，最高可达1000MPa。 (2)易于变量 只要改变柱塞行程便可改变液压泵的流量，并且易于实现单向或双向变量。 (3)流量范围大

36、只要改变柱塞直径或数量，便可得到不同的流量。 但柱塞系还存在着对油污染敏感，滤油精度要求高，结构复杂，加工精度高价格较昂贵等缺点。 从以上的特点可以看出，柱塞泵具有额定压力高，结构紧凑，效率高及流量调节方便等优点。所以柱塞泵常用于高压、大流量和流量需要调节的场合，如液压机、工程机械、龙门刨床、拉床、船舶等设备的液压系统。 分分 类：类：按工作机构（柱塞）与泵体（缸）按工作机构（柱塞）与泵体（缸）的中心线的相对位置不同，分为：的中心线的相对位置不同，分为：按泵的配流方式（泵的传动是否驱动缸体转动）不同，分为：按泵的配流方式（泵的传动是否驱动缸体转动）不同，分为：阀阀 配配 流流 缸体不动，不易实

37、现无级变速；缸体不动，不易实现无级变速；轴轴 配配 流流 缸体转动的径向泵缸体转动的径向泵端面配流端面配流 缸体转动的轴向泵缸体转动的轴向泵易于实现易于实现无级变速无级变速径向泵径向泵轴向泵轴向泵液压泵柱塞泵3.4.1 径向柱塞泵径向柱塞泵 各柱塞排列在传动轴半径方向，即柱塞中心线垂直于传各柱塞排列在传动轴半径方向，即柱塞中心线垂直于传动轴中心线。动轴中心线。 2. 工作原理工作原理a. 组组 成成:由定子、转子、配油轴、壳体等组成。由定子、转子、配油轴、壳体等组成。 1. 定定 义义偏心安装偏心安装固定固定液压泵柱塞泵径向柱塞泵 变量泵主体部分结构 液压泵柱塞泵径向柱塞泵液压泵柱塞泵径向柱塞

38、泵 转子的中心与定子的中心之间有一个偏心量e。在固 定不动的配流轴上，相对于柱塞孔的部位有相互隔开的上 下两个配流窗口，该配流窗口又分别通过所在部位的二个 轴向孔与泵的吸、排油口连通。 当转子按图示 箭头方向旋转时， 上半周的柱塞皆往 外滑动，通过轴向 孔吸油；下半周的 柱塞皆往里滑动， 通过配流盘向外排 油。 b. 工作原理（工作原理（轴配流轴配流）: 液压泵柱塞泵径向柱塞泵 3. 流量计算流量计算22604VndqeZd柱塞直径；柱塞直径； Z柱塞数；柱塞数； e偏心距偏心距 ； n转速（转速（r/min） 4. 应用应用 拉床、压力机或船舶等高压大流量系统。拉床、压力机或船舶等高压大流量

39、系统。 液压泵柱塞泵径向柱塞泵eZdV242 斜盘式又分:通轴式和非通轴式。 特点:结构紧凑、泄漏小、工作压力高、易变量等。 3.4.2 轴向柱塞泵轴向柱塞泵 直轴式（倾斜盘式）直轴式（倾斜盘式） 缸体轴线与传动轴轴线相重合；缸体轴线与传动轴轴线相重合； 斜轴式（倾斜缸式）斜轴式（倾斜缸式） 缸体轴线与传动轴轴线相交成一缸体轴线与传动轴轴线相交成一 定角度；定角度； 1. 工作原理工作原理（一）（一） 直轴式柱塞泵直轴式柱塞泵a. 点接触型轴向柱塞泵点接触型轴向柱塞泵工作原理工作原理如图所示如图所示。液压泵柱塞泵轴向柱塞泵液压泵柱塞泵轴向柱塞泵u如何形成可变密封容积？如何形成可变密封容积？改变

40、斜盘倾角，就可改变柱塞往改变斜盘倾角，就可改变柱塞往复运动形成的密闭容积的大小，复运动形成的密闭容积的大小，从而改变泵的排量。从而改变泵的排量。u如何改变可变密封容积？如何改变可变密封容积？液压泵柱塞泵轴向柱塞泵 1. 工作原理工作原理（二）（二） 斜轴式柱塞泵斜轴式柱塞泵改变缸体的轴线与传改变缸体的轴线与传动轴之间的夹角，也就改动轴之间的夹角，也就改变了往复行程，从而改变变了往复行程，从而改变泵的排量。泵的排量。液压泵柱塞泵轴向柱塞泵（三）（三） 轴向柱塞泵的流量计算轴向柱塞泵的流量计算液压泵柱塞泵轴向柱塞泵 如图，若柱塞数目为Z，柱塞直径为d，柱塞孔分布圆 直径为D，斜盘倾角为，则泵的排量

41、为 ：zDtgdV24（3.37） 泵的输出流量为 ：tgzDndqv24（3.38） 斜盘1柱塞2缸体3配油盘4 实际上，柱塞泵的排量是转角的函数，其输出流量 是脉动的。就柱塞数而言，柱塞数为奇数时的脉动率比 偶数柱塞小，且柱塞数越多，脉动越小，故柱塞泵的柱 塞数一般都为奇数。 从结构工艺性和脉动率综合考虑，常取Z=7或Z=9。 SCY14-1B型轴向柱塞泵是高压斜盘轴向泵中应用较广的柱塞泵，型轴向柱塞泵是高压斜盘轴向泵中应用较广的柱塞泵，其工作压力为其工作压力为32MPa，排量为，排量为10250mL/r。2.SCY14-1B型轴向柱塞泵型轴向柱塞泵它由它由主体部分和变量机构主体部分和变量

42、机构两部分组成。两部分组成。 液压泵柱塞泵轴向柱塞泵 四、 轴向柱塞泵的结构v 主体结构主体结构 主体结构主要由斜盘、柱塞、缸体、配油盘和传动轴等组成。主体结构主要由斜盘、柱塞、缸体、配油盘和传动轴等组成。 柱塞泵在高速、高压下工作，所以由柱塞泵在高速、高压下工作，所以由滑靴和斜盘、柱塞和缸体孔、滑靴和斜盘、柱塞和缸体孔、缸体和配流盘缸体和配流盘所形成的摩擦副，是影响柱塞泵工作性能和寿命的主要因所形成的摩擦副，是影响柱塞泵工作性能和寿命的主要因素。它们既要保证密封性，又要尽量减少磨损。素。它们既要保证密封性，又要尽量减少磨损。 a）柱塞和滑靴）柱塞和滑靴柱塞数量通常为奇数，取柱塞数量通常为奇数，取7，9，11。 b） 配流盘配流盘具有阻尼孔，卸压槽。具有阻尼孔，卸压槽。 c） 回程装置回程装置中心弹簧，回程盘，钢球。中心弹簧，回程盘，钢球。 液压泵柱塞泵轴向柱塞泵液压泵柱塞泵轴向柱塞泵 为了克服点接触轴向柱塞泵的不足（挤压应力大，自吸能力不为了克服点接触轴向柱塞泵的不足（挤压应力大，自吸能力不好等），出现了带好等），出现了带“滑靴型滑靴型”的轴向柱塞泵。的轴向柱塞泵。 滑靴型轴向柱塞泵滑靴型轴向柱塞泵液压泵柱塞泵轴向柱塞泵柱塞滑履组柱塞滑履组液压泵柱塞泵轴向柱塞泵配流盘配流盘液压泵柱塞泵轴向柱塞泵v 手动变量机构手动变量机构 转动手轮，使丝杠转动手轮，使丝杠转动，带