液压与气动技术第三章 液压动力元件ppt课件

1、第第3章章 液压动力元件液压动力元件3.1 液压动力元件概述液压动力元件概述3.2 齿轮泵齿轮泵3.3 叶片泵叶片泵3.4 柱塞泵柱塞泵3.5 液压泵的选用液压泵的选用3.6 液压泵常见缺点及排除方法液压泵常见缺点及排除方法3.1 液压动力元件概述液压动力元件概述3.1.1液压泵的任务原理液压泵的任务原理液压泵的任务原理如图液压泵的任务原理如图3-1所示，电动机所示，电动机带动凸轮带动凸轮1旋转时，柱塞旋转时，柱塞2在凸轮和弹簧在凸轮和弹簧3的作用下，在缸体的柱塞孔内左、右往复的作用下，在缸体的柱塞孔内左、右往复挪动，缸体与柱塞之间构成了容积可变的挪动，缸体与柱塞之间构成了容积可变的密封任务腔

2、密封任务腔4。柱塞。柱塞2向右挪动时，任务向右挪动时，任务腔容积变大，构成部分真空，油液中的油腔容积变大，构成部分真空，油液中的油便在大气压力作用下经过单向阀便在大气压力作用下经过单向阀5流入泵流入泵体内，单向阀体内，单向阀6封锁，防止系统油液回流，封锁，防止系统油液回流，这时液压泵吸油。柱塞向左挪动时，任务这时液压泵吸油。柱塞向左挪动时，任务腔容积变小，油液受挤压，便经单向阀腔容积变小，油液受挤压，便经单向阀6压入系统，单向阀压入系统，单向阀5封锁，防止油液流回封锁，防止油液流回油箱，这时液压泵压油。假设凸轮不停地油箱，这时液压泵压油。假设凸轮不停地旋转，泵就不断地吸油和压油。旋转，泵就不断

3、地吸油和压油。下一页前往3.1 液压动力元件概述液压动力元件概述由此可见，泵是靠密封任务腔的容积变化进展任务的。根据由此可见，泵是靠密封任务腔的容积变化进展任务的。根据任务腔的容积变化而进展吸油和排油是液压泵的共同特点，任务腔的容积变化而进展吸油和排油是液压泵的共同特点，因此这种泵又称为容积泵。液压泵正常任务必备的条件是：因此这种泵又称为容积泵。液压泵正常任务必备的条件是： 有周期性的密封容积变化。密封容积由小变大时吸油，由有周期性的密封容积变化。密封容积由小变大时吸油，由大变小时压油。大变小时压油。 有配流安装。配流安装的作用是保证密封容积在吸油过程有配流安装。配流安装的作用是保证密封容积在

4、吸油过程中与油箱相通，同时封锁供油通路；压油时与供油管路相通中与油箱相通，同时封锁供油通路；压油时与供油管路相通而与油箱切断。图而与油箱切断。图3-1中的单向阀中的单向阀5和单向阀和单向阀6就是配流安装，就是配流安装，配流安装的方式随着泵的构造差别而不同。配流安装的方式随着泵的构造差别而不同。 吸油过程中，油箱必需和大气相通。吸油过程中，油箱必需和大气相通。上一页 下一页前往3.1 液压动力元件概述液压动力元件概述3.1.2液压泵的性能参数液压泵的性能参数1.液压泵的压力液压泵的压力液压泵的压力参数分为任务压力和额定压液压泵的压力参数分为任务压力和额定压力。力。1任务压力任务压力p液压泵的任务

5、压力是指液压泵出口处的实液压泵的任务压力是指液压泵出口处的实践压力值。其大小由外界负载决议：当负践压力值。其大小由外界负载决议：当负载添加时，液压泵的压力升高；当负载减载添加时，液压泵的压力升高；当负载减少时，液压泵压力下降。少时，液压泵压力下降。2额定压力额定压力pn液压泵的额定压力是指液压泵在延续任务液压泵的额定压力是指液压泵在延续任务过程中允许到达的最高压力。额定压力值过程中允许到达的最高压力。额定压力值的大小由液压泵零部件的构造强度和密封的大小由液压泵零部件的构造强度和密封性来决议。超越这个压力值，液压泵有能性来决议。超越这个压力值，液压泵有能够发活力械或密封方面的损坏。够发活力械或密

6、封方面的损坏。由于液压传动的用途不同，系统所需求的由于液压传动的用途不同，系统所需求的压力也不同，为了便于液压元件的设计、压力也不同，为了便于液压元件的设计、消费和运用，将压力分为几个等级，见表消费和运用，将压力分为几个等级，见表3-1。 上一页 下一页前往3.1 液压动力元件概述液压动力元件概述2.液压泵的排量液压泵的排量排量排量V是指在无走漏情况下，液压泵转一转所能排出的油液是指在无走漏情况下，液压泵转一转所能排出的油液体积。可见，排量的大小只与液压泵中密封任务容腔的几何体积。可见，排量的大小只与液压泵中密封任务容腔的几何尺寸和个数有关。尺寸和个数有关。3.液压泵的流量液压泵的流量1实际流

7、量实际流量qVt液压泵的实际流量是指在无走漏情况下，液压泵单位时间内液压泵的实际流量是指在无走漏情况下，液压泵单位时间内输出的油液体积。其值等于泵的排量输出的油液体积。其值等于泵的排量V和泵轴转数和泵轴转数n的乘积，的乘积，即即 qVt=Vn (3-1)上一页 下一页前往3.1 液压动力元件概述液压动力元件概述2实践流量实践流量qV液压泵的实践流量是指单位时间内液压泵实践输出油液体积。液压泵的实践流量是指单位时间内液压泵实践输出油液体积。 由于任务过程中泵的出口压力不等于零，因此存在内部走漏由于任务过程中泵的出口压力不等于零，因此存在内部走漏量量q泵的任务压力越高，走漏量越大，泵的任务压力越高

8、，走漏量越大， 使泵的实践流使泵的实践流量小于泵的实际流量，即量小于泵的实际流量，即 qV=qVt-q (3-2)显然，当液压泵处于卸荷非任务形状时，这时输出的实显然，当液压泵处于卸荷非任务形状时，这时输出的实践流量近似为实际流量。践流量近似为实际流量。3额定流量额定流量qVn液压泵的额定流量是泵在额定转数和额定压力下输出的实践液压泵的额定流量是泵在额定转数和额定压力下输出的实践流量。流量。上一页 下一页前往3.1 液压动力元件概述液压动力元件概述4.液压泵的功率液压泵的功率1输入功率输入功率Pi输入功率是驱动液压泵的机械功率，由电动机或柴油机给出，输入功率是驱动液压泵的机械功率，由电动机或柴

9、油机给出，即即 Pi=Ti2n (3-3) 式中式中Ti泵轴上的实践输入转矩。泵轴上的实践输入转矩。 2输出功率输出功率P0输出功率是液压泵输出的液压功率，即泵的实践流量输出功率是液压泵输出的液压功率，即泵的实践流量qV与泵与泵的进、出口压差的进、出口压差p的乘积：的乘积：P0=pqV (3-4)上一页 下一页前往3.1 液压动力元件概述液压动力元件概述5.液压泵的效率液压泵的效率实践上，液压泵在任务中是有能量损失的，这种损失分为容实践上，液压泵在任务中是有能量损失的，这种损失分为容积损失和机械损失。积损失和机械损失。(1)容积损失和容积效率容积损失和容积效率V容积损失主要是液压泵内部走漏呵斥

10、的流量损失。容积损失容积损失主要是液压泵内部走漏呵斥的流量损失。容积损失的大小用容积效率表征，即的大小用容积效率表征，即 V=qV/qVt=qV/Vn (3-5)(2)机械损失和机械效率机械损失和机械效率m由于泵内各种摩擦机械摩擦、液体摩擦，泵的实践输入由于泵内各种摩擦机械摩擦、液体摩擦，泵的实践输入转矩转矩Ti总是大于其实际转矩总是大于其实际转矩Tt，这种损失称为机械损失。机，这种损失称为机械损失。机械损失的大小用机械效率表征，即械损失的大小用机械效率表征，即m=Tt/Ti=pV/2Ti (3-6)上一页 下一页前往3.1 液压动力元件概述液压动力元件概述(3)液压泵的总效率液压泵的总效率泵

11、的总效率是泵的输出功率与输入功率之比，即泵的总效率是泵的输出功率与输入功率之比，即 =P0/Pi=Vm (3-7)液压泵的总效率、容积效率和机械效率可以经过实验测得。液压泵的总效率、容积效率和机械效率可以经过实验测得。 3.1.3液压泵的分类液压泵的分类液压泵按构造方式不同可分为齿轮泵、叶片泵和柱塞泵；按液压泵按构造方式不同可分为齿轮泵、叶片泵和柱塞泵；按流量能否改动可分为定量泵和变量泵；按液流方向能否改动流量能否改动可分为定量泵和变量泵；按液流方向能否改动可分为单向泵和双向泵。可分为单向泵和双向泵。上一页前往3.2 齿齿 轮轮 泵泵齿轮泵的种类很多，按任务压力大致可分为低压齿轮泵齿轮泵的种类

12、很多，按任务压力大致可分为低压齿轮泵(p2.5 MPa)、中压齿轮泵、中压齿轮泵(p2.58 MPa)、中高压、中高压齿轮泵齿轮泵(p816 MPa)和高压齿轮泵和高压齿轮泵(p1632 MPa)四种。目前国内消费和运用较多的是中、低压和中高压齿轮四种。目前国内消费和运用较多的是中、低压和中高压齿轮泵，高压齿轮泵正处在开展和研制阶段。泵，高压齿轮泵正处在开展和研制阶段。齿轮泵按啮合方式的不同，可分为内啮合和外啮合两种，其齿轮泵按啮合方式的不同，可分为内啮合和外啮合两种，其中外啮合齿轮泵运用更广泛，而内啮合齿轮泵那么多为辅助中外啮合齿轮泵运用更广泛，而内啮合齿轮泵那么多为辅助泵。泵。下一页前往3

13、.2 齿齿 轮轮 泵泵3.2.1外啮合齿轮泵外啮合齿轮泵1.外啮合齿轮泵的任务原理外啮合齿轮泵的任务原理图图3-2所示为外啮合齿轮泵的任务原理图。所示为外啮合齿轮泵的任务原理图。在泵的壳体在泵的壳体1内有一对外啮合齿轮，即自内有一对外啮合齿轮，即自动齿轮动齿轮2和从动齿轮和从动齿轮3。由于齿轮端面与。由于齿轮端面与壳体端盖之间的缝隙很小，齿轮齿顶与壳壳体端盖之间的缝隙很小，齿轮齿顶与壳体内外表的间隙也很小，因此可以看成将体内外表的间隙也很小，因此可以看成将齿轮泵壳体内分隔成左、右两个密封容腔。齿轮泵壳体内分隔成左、右两个密封容腔。当齿轮按图示方向旋转时，右侧的齿轮逐当齿轮按图示方向旋转时，右侧

14、的齿轮逐渐脱离啮合，显露齿间。因此这一侧的密渐脱离啮合，显露齿间。因此这一侧的密封容腔的体积逐渐增大，构成部分真空，封容腔的体积逐渐增大，构成部分真空，油箱中的油液在大气压力的作用下经泵的油箱中的油液在大气压力的作用下经泵的吸油口进入这个腔体，因此这个容腔称为吸油口进入这个腔体，因此这个容腔称为吸油腔。随着齿轮的转动，每个齿间中的吸油腔。随着齿轮的转动，每个齿间中的油液从右侧被带到了左侧。油液从右侧被带到了左侧。 上一页 下一页前往3.2 齿齿 轮轮 泵泵在左侧的密封容腔中，轮齿逐渐进入啮合，使左侧密封容腔在左侧的密封容腔中，轮齿逐渐进入啮合，使左侧密封容腔的体积逐渐减小，把齿间的油液从压油口

15、挤压输出的容腔称的体积逐渐减小，把齿间的油液从压油口挤压输出的容腔称为压油腔。当齿轮泵不断地旋转时，齿轮泵的吸、压油口不为压油腔。当齿轮泵不断地旋转时，齿轮泵的吸、压油口不断地吸油和压油，实现了向液压系统保送油液的过程。在齿断地吸油和压油，实现了向液压系统保送油液的过程。在齿轮泵中，吸油区和压油区由相互啮合的轮齿和泵体分隔开来，轮泵中，吸油区和压油区由相互啮合的轮齿和泵体分隔开来，因此没有单独的配油机构。因此没有单独的配油机构。在齿轮泵任务的过程中，只需齿轮旋转方向不变，吸、压油在齿轮泵任务的过程中，只需齿轮旋转方向不变，吸、压油腔的位置也是确定不变的，轮齿啮合线不断起着分隔吸、压腔的位置也是

16、确定不变的，轮齿啮合线不断起着分隔吸、压油腔的作用，所以不需求单独的配流安装。油腔的作用，所以不需求单独的配流安装。上一页 下一页前往3.2 齿齿 轮轮 泵泵2.齿轮泵的流量和脉动率齿轮泵的流量和脉动率外啮合齿轮泵的排量可近似看作是两个啮合齿轮的齿谷容积外啮合齿轮泵的排量可近似看作是两个啮合齿轮的齿谷容积之和。假设假设齿谷容积等于轮齿体积，那么当齿轮齿数为之和。假设假设齿谷容积等于轮齿体积，那么当齿轮齿数为z，模数为，模数为m，分度圆直径为，分度圆直径为d，有效齿高为，有效齿高为h，齿宽为，齿宽为b时，时，根据齿轮参数计算公式有根据齿轮参数计算公式有d=mz，h=2m，齿轮泵的排量近，齿轮泵的

17、排量近似为似为V=dhb=2zm2b (3-8)实践上，齿谷容积比轮齿体积稍大一些，并且齿数越少误差实践上，齿谷容积比轮齿体积稍大一些，并且齿数越少误差越大，因此越大，因此,在实践计算中用在实践计算中用3.333.50来替代上式中来替代上式中值，值，齿数少时取大值。齿轮泵的排量为齿数少时取大值。齿轮泵的排量为V=6.667zm2b (3-9)上一页 下一页前往3.2 齿齿 轮轮 泵泵由此得齿轮泵的输出流量为由此得齿轮泵的输出流量为q=(6.667)zm2bnV (3-10)式中式中n泵的转速；泵的转速； V泵容积效率。泵容积效率。实践上，由于齿轮泵在任务过程中，排量是转角的周期函数，实践上，由

18、于齿轮泵在任务过程中，排量是转角的周期函数，存在排量脉动，瞬时流量也是脉动的。存在排量脉动，瞬时流量也是脉动的。流量脉动会直接影响到系统任务的平稳性，引起压力脉动，流量脉动会直接影响到系统任务的平稳性，引起压力脉动，使管路系统产生振动和噪声。假设脉动频率与系统的固有频使管路系统产生振动和噪声。假设脉动频率与系统的固有频率一致，还将引起共振，加剧振动和噪声。假设用率一致，还将引起共振，加剧振动和噪声。假设用qmax、qmin来表示最大、最小瞬时流量，来表示最大、最小瞬时流量，q0表示平均流量，那么表示平均流量，那么流量脉动率为流量脉动率为=qmax-qmin/q0 (3-11)上一页 下一页前往

19、3.2 齿齿 轮轮 泵泵它是衡量容积式泵流量质量的一个重要目的。在容积式泵中，它是衡量容积式泵流量质量的一个重要目的。在容积式泵中，齿轮泵的流量脉动最大，并且齿数愈少，脉动率愈大，这是齿轮泵的流量脉动最大，并且齿数愈少，脉动率愈大，这是外啮合齿轮泵的一个弱点。相应的内啮合齿轮泵比外啮合齿外啮合齿轮泵的一个弱点。相应的内啮合齿轮泵比外啮合齿轮泵的流量脉动率要小得多。轮泵的流量脉动率要小得多。3.外啮合齿轮泵的构造特点外啮合齿轮泵的构造特点CB-B型齿轮泵为无侧板型，它是三片式构造的中低压齿轮型齿轮泵为无侧板型，它是三片式构造的中低压齿轮泵，构造简单，不能接受较高的压力。其额定压力为泵，构造简单，

20、不能接受较高的压力。其额定压力为2.5 MPa，排量为，排量为2.5125 mL/r，转速为，转速为1 450 r/min，主要用于机床作液压系统动力源以及各种补油、光滑和冷却主要用于机床作液压系统动力源以及各种补油、光滑和冷却系统。系统。如图如图3-3所示为所示为CB-B型齿轮泵构造。自动轴型齿轮泵构造。自动轴7装有自动齿轮，装有自动齿轮，从动轴从动轴9装有从动齿轮。用定位销装有从动齿轮。用定位销8和螺钉和螺钉2把泵体把泵体4与后泵与后泵盖盖5和前泵盖和前泵盖1装在一同，构成齿轮泵的密封容腔。泵体两端装在一同，构成齿轮泵的密封容腔。泵体两端面开有封油卸荷槽口面开有封油卸荷槽口d，可防止油外泄

21、和减轻螺钉拉力。油，可防止油外泄和减轻螺钉拉力。油孔孔a、b、c可使轴承处油液流向吸油口。可使轴承处油液流向吸油口。上一页 下一页前往3.2 齿齿 轮轮 泵泵4.外啮合齿轮泵构造上存在的几个问题：外啮合齿轮泵构造上存在的几个问题：(1)困油的景象困油的景象齿轮泵要平稳地任务，齿轮啮合时的重叠系数必需大于齿轮泵要平稳地任务，齿轮啮合时的重叠系数必需大于1，即一对以上轮齿尚未脱开，另一对轮齿已进入啮合。此时，即一对以上轮齿尚未脱开，另一对轮齿已进入啮合。此时，就有一部分油液被围困在两对轮齿啮合时所构成的封锁油腔就有一部分油液被围困在两对轮齿啮合时所构成的封锁油腔之内，如图之内，如图3-4所示。这个

22、密封容积的大小随齿轮转动先由所示。这个密封容积的大小随齿轮转动先由最大如图最大如图3-4(a)逐渐减到最小如图逐渐减到最小如图3-4(b)，又由，又由最小逐渐增到最大如图最小逐渐增到最大如图3-4(c)。密封容积减小时，被困。密封容积减小时，被困油液遭到挤压而产生瞬间高压，密封容腔的被困油液假设无油液遭到挤压而产生瞬间高压，密封容腔的被困油液假设无油道与排油口相通，油液将从缝隙中被挤出，导致油液发热，油道与排油口相通，油液将从缝隙中被挤出，导致油液发热，轴承等零件也遭到附加冲击载荷的作用；密封容积增大时，轴承等零件也遭到附加冲击载荷的作用；密封容积增大时，无油液的补充，又会呵斥部分真空，使溶于

23、油液中的气体分无油液的补充，又会呵斥部分真空，使溶于油液中的气体分别出来，产生气穴。这就是齿轮泵的困油景象。别出来，产生气穴。这就是齿轮泵的困油景象。上一页 下一页前往3.2 齿齿 轮轮 泵泵困油景象使齿轮泵产生剧烈的噪声，并引起振动和气蚀，同困油景象使齿轮泵产生剧烈的噪声，并引起振动和气蚀，同时降低泵的容积效率，影响任务的平稳性和运用寿命。消除时降低泵的容积效率，影响任务的平稳性和运用寿命。消除困油的方法，通常是在两端盖板上开卸槽如图困油的方法，通常是在两端盖板上开卸槽如图3-4d中中的虚线方框。当封锁容积减小时，经过右边的卸荷槽与压的虚线方框。当封锁容积减小时，经过右边的卸荷槽与压油腔相通

24、，而封锁容积增大时，经过左边的卸荷槽与吸油腔油腔相通，而封锁容积增大时，经过左边的卸荷槽与吸油腔通，两卸荷槽的间距必需确保在任何时候都不使吸、排油相通，两卸荷槽的间距必需确保在任何时候都不使吸、排油相通。通。(2)径向不平衡力径向不平衡力在齿轮泵中，油液作用在轮外缘的压力是不均匀的，从低压在齿轮泵中，油液作用在轮外缘的压力是不均匀的，从低压腔到高压腔，压力沿齿轮旋转的方向逐齿递增，因此，齿轮腔到高压腔，压力沿齿轮旋转的方向逐齿递增，因此，齿轮和轴遭到径向不平衡力的作用，任务压力越高，径向不平衡和轴遭到径向不平衡力的作用，任务压力越高，径向不平衡力越大，严重时能使泵轴弯曲，导致齿顶接触泵体，产生

25、磨力越大，严重时能使泵轴弯曲，导致齿顶接触泵体，产生磨损，同时也降低轴承运用寿命。损，同时也降低轴承运用寿命。 为了减小径向不平衡力的影响，常采取减少压油口的方法，为了减小径向不平衡力的影响，常采取减少压油口的方法，使压油腔的压力油仅作用在一个齿到两个齿的范围内；同时使压油腔的压力油仅作用在一个齿到两个齿的范围内；同时适当增大径向间隙，使齿顶不与泵体接触。适当增大径向间隙，使齿顶不与泵体接触。上一页 下一页前往3.2 齿齿 轮轮 泵泵(3)走漏及端面间隙的自动补偿走漏及端面间隙的自动补偿外啮合齿轮泵压油腔的压力油向吸油腔走漏有三条途径：一外啮合齿轮泵压油腔的压力油向吸油腔走漏有三条途径：一是经

26、过齿轮啮合线处的间隙；二是经过泵体内孔和齿顶圆间是经过齿轮啮合线处的间隙；二是经过泵体内孔和齿顶圆间的径向间隙；三是经过齿轮两端面和盖板间的端面间隙。在的径向间隙；三是经过齿轮两端面和盖板间的端面间隙。在这三类间隙中，端面间隙的走漏量最大，普通占总走漏量的这三类间隙中，端面间隙的走漏量最大，普通占总走漏量的70%80%左右，而且泵的压力愈高，间隙走漏就愈大。左右，而且泵的压力愈高，间隙走漏就愈大。因此，为了提高齿轮泵的压力和容积效率，实现齿轮泵的高因此，为了提高齿轮泵的压力和容积效率，实现齿轮泵的高压化，需求从构造上采取措施，对端面间隙进展自动补偿。压化，需求从构造上采取措施，对端面间隙进展自

27、动补偿。通常采用的自动补偿端面间隙安装有浮动轴套式和弹性侧板通常采用的自动补偿端面间隙安装有浮动轴套式和弹性侧板式两种。其原理都是引入压力油使轴套或侧板紧贴在齿轮端式两种。其原理都是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面上，压力愈高，间隙愈小，可自动补偿端面磨损和减小间隙。隙。 上一页 下一页前往3.2 齿齿 轮轮 泵泵3.2.2内啮合齿轮泵内啮合齿轮泵内啮合齿轮泵有渐开线齿形和摆线齿形两内啮合齿轮泵有渐开线齿形和摆线齿形两种，其构造表示如图种，其构造表示如图3-5所示。这两种内所示。这两种内啮合齿轮泵任务原理和主要特点皆同于外啮合齿轮泵任务原

28、理和主要特点皆同于外啮合齿轮泵。在渐开线齿形内啮合齿轮泵啮合齿轮泵。在渐开线齿形内啮合齿轮泵中，小齿轮和内齿轮之间要装一块月牙隔中，小齿轮和内齿轮之间要装一块月牙隔板，以便把吸油腔和压油腔隔开，如图板，以便把吸油腔和压油腔隔开，如图3-5a所示；摆线齿形啮合齿轮泵又称所示；摆线齿形啮合齿轮泵又称摆线转子泵，在这种泵中，小齿轮和内齿摆线转子泵，在这种泵中，小齿轮和内齿轮只相差一齿，因此不需设置隔板，如图轮只相差一齿，因此不需设置隔板，如图3-5b所示。内啮合齿轮泵中的小齿所示。内啮合齿轮泵中的小齿轮是自动轮，大齿轮为从动轮，在任务时轮是自动轮，大齿轮为从动轮，在任务时大齿轮随小齿轮同向旋转。大齿

29、轮随小齿轮同向旋转。上一页 下一页前往3.2 齿齿 轮轮 泵泵与外啮合齿轮泵相比，内啮合齿轮泵内可做到无困油景象，与外啮合齿轮泵相比，内啮合齿轮泵内可做到无困油景象，流量脉动小。内啮合齿轮泵的构造紧凑，尺寸小，分量轻，流量脉动小。内啮合齿轮泵的构造紧凑，尺寸小，分量轻，运转平稳，噪声低，在高转速任务时有较高的容积效率。但运转平稳，噪声低，在高转速任务时有较高的容积效率。但在低速、高压下任务时，压力脉动大，容积效率低，所以普在低速、高压下任务时，压力脉动大，容积效率低，所以普通用于中、低压系统。在闭式系统中，常用这种泵作为补油通用于中、低压系统。在闭式系统中，常用这种泵作为补油泵。内啮合齿轮泵的

30、缺陷是齿形复杂，加工困难，价钱较贵，泵。内啮合齿轮泵的缺陷是齿形复杂，加工困难，价钱较贵，且不适宜高速高压任务情况。且不适宜高速高压任务情况。上一页 前往3.3 叶叶 片片 泵泵叶片泵是机床液压系统中运用最广的一种泵。相对于齿轮泵叶片泵是机床液压系统中运用最广的一种泵。相对于齿轮泵来说，它输出流量均匀，脉动小，噪声小，但构造较复杂，来说，它输出流量均匀，脉动小，噪声小，但构造较复杂，对油液的污染比较敏感，主要用于速度平稳性要求较高的中对油液的污染比较敏感，主要用于速度平稳性要求较高的中低压系统。随着构造、工艺及资料的不断改良，叶片泵正向低压系统。随着构造、工艺及资料的不断改良，叶片泵正向着中高

31、压及高压方向开展。着中高压及高压方向开展。叶片泵按其排量能否可变分为定量叶片泵和变量叶片泵；叶叶片泵按其排量能否可变分为定量叶片泵和变量叶片泵；叶片泵按吸、压油液次数又分为单作用叶片泵和双用叶片泵。片泵按吸、压油液次数又分为单作用叶片泵和双用叶片泵。下一页前往3.3 叶叶 片片 泵泵3.3.1双作用叶片泵双作用叶片泵1.任务原理任务原理 如图如图3-6所示为双作用叶片泵的任务原理所示为双作用叶片泵的任务原理图。它主要由定子、转子、叶片、配油盘、图。它主要由定子、转子、叶片、配油盘、转动轴和泵体等组成。定子内外表由四段转动轴和泵体等组成。定子内外表由四段圆弧和四段过渡曲线组成，形似椭圆，且圆弧和

32、四段过渡曲线组成，形似椭圆，且定子和转子是同心安装的，泵的供油流量定子和转子是同心安装的，泵的供油流量无法调理，所以属于定量泵。无法调理，所以属于定量泵。转子旋转时，叶片靠离心力和根部油压作转子旋转时，叶片靠离心力和根部油压作用伸出并紧贴在定子的内外表上，两叶片用伸出并紧贴在定子的内外表上，两叶片之间和转子的外圆柱面、定子内外表及前之间和转子的外圆柱面、定子内外表及前后配油盘构成了假设干个密封任务容腔。后配油盘构成了假设干个密封任务容腔。上一页 下一页前往3.3 叶叶 片片 泵泵当图中转子顺时针方向旋转时，密封任务腔的容积在左上角当图中转子顺时针方向旋转时，密封任务腔的容积在左上角和右下角处逐

33、渐增大，构成部分真空而吸油，为吸油区；在和右下角处逐渐增大，构成部分真空而吸油，为吸油区；在左下角和右上角处逐渐减小而压油，为压油区。吸油区和压左下角和右上角处逐渐减小而压油，为压油区。吸油区和压油区之间有一段封油区将吸、压油区隔开。这种泵的转子每油区之间有一段封油区将吸、压油区隔开。这种泵的转子每转一转，每个密封任务腔完成吸油和压油各两次，所以称为转一转，每个密封任务腔完成吸油和压油各两次，所以称为双作用叶片泵。泵的两个吸油区和两个压油区是径向对称的，双作用叶片泵。泵的两个吸油区和两个压油区是径向对称的，因此作用在转子上的径向液压力平衡，所以又称为平衡式叶因此作用在转子上的径向液压力平衡，所

34、以又称为平衡式叶片泵。片泵。2.排量和流量排量和流量双作用叶片泵的转子每转一转，经过过渡密封区的液体体积双作用叶片泵的转子每转一转，经过过渡密封区的液体体积为一圆环体积的为一圆环体积的2倍。其圆环外半径等于定子长半径倍。其圆环外半径等于定子长半径R、内半、内半径等于定子短半径径等于定子短半径r、叶片宽度、叶片宽度b。不思索叶片体积的影响，。不思索叶片体积的影响，双作用叶片泵的实际排量为双作用叶片泵的实际排量为V=2(R2-r2)b (3-12)上一页 下一页前往3.3 叶叶 片片 泵泵式中式中R定子长半径；定子长半径； r定子短半径；定子短半径； b叶片宽度。叶片宽度。双作用叶片泵的平均实践流

35、量为双作用叶片泵的平均实践流量为qV=2(R2-r2)bnV (3-13)式中式中n泵的转速泵的转速; V泵容积效率。泵容积效率。由于叶片有一定的厚度，根部又连通压油腔，在吸油区的叶由于叶片有一定的厚度，根部又连通压油腔，在吸油区的叶片不断伸出，根部容积要由压力油来补充，减少了输出量，片不断伸出，根部容积要由压力油来补充，减少了输出量，呵斥少量流量脉动，但脉动率较小。经过实际分析可知，流呵斥少量流量脉动，但脉动率较小。经过实际分析可知，流量脉动率在叶片数为量脉动率在叶片数为4的整数倍，且大于的整数倍，且大于8时最小，故双作用时最小，故双作用叶片泵的叶片数通常取为叶片泵的叶片数通常取为12或或1

36、6。上一页 下一页前往3.3 叶叶 片片 泵泵3.构造特点构造特点1定子曲线定子曲线如图如图3-7所示的是定子曲线。定子内外表曲线本质上由两段所示的是定子曲线。定子内外表曲线本质上由两段长半径长半径R圆弧圆弧角范围、两段短半径角范围、两段短半径r圆弧圆弧角范围角范围和四段过渡曲线和四段过渡曲线角范围八个部分组成。理想的过渡曲角范围八个部分组成。理想的过渡曲线不仅应使叶片在槽中滑动时的径向速度变化均匀，而且应线不仅应使叶片在槽中滑动时的径向速度变化均匀，而且应使叶片转到过渡曲线和圆弧段交接点处的加速度突变不大，使叶片转到过渡曲线和圆弧段交接点处的加速度突变不大，以减小冲击和噪声，同时，还应使泵的

37、瞬时流量的脉动最小。以减小冲击和噪声，同时，还应使泵的瞬时流量的脉动最小。2叶片倾角叶片倾角从图从图3-6中可以看到叶片顶部伴随转子上的叶片槽顺转子旋中可以看到叶片顶部伴随转子上的叶片槽顺转子旋转方向转过一角度，即前倾一个角度，其目的是减小叶片和转方向转过一角度，即前倾一个角度，其目的是减小叶片和定子内外表接触时的压力角，从而减少叶片和定子间的摩擦定子内外表接触时的压力角，从而减少叶片和定子间的摩擦磨损。当叶片以前倾角安装时，叶片泵不允许反转。磨损。当叶片以前倾角安装时，叶片泵不允许反转。上一页 下一页前往3.3 叶叶 片片 泵泵3端面间隙端面间隙为了使转子和叶片能自在旋转，它们与配油盘两端面

38、间应坚为了使转子和叶片能自在旋转，它们与配油盘两端面间应坚持一定间隙。但间隙过大将使泵的内走漏添加，容积效率降持一定间隙。但间隙过大将使泵的内走漏添加，容积效率降低。为了提高压力，减少端面走漏，采取的间隙自动补偿措低。为了提高压力，减少端面走漏，采取的间隙自动补偿措施是将配油盘的外侧与压油腔连通，使配油盘在液压推力作施是将配油盘的外侧与压油腔连通，使配油盘在液压推力作用下压向转子。泵的任务压力愈高，配油盘就愈加贴紧转子，用下压向转子。泵的任务压力愈高，配油盘就愈加贴紧转子，对转子端面间隙进展自动补偿。对转子端面间隙进展自动补偿。上一页 下一页前往3.3 叶叶 片片 泵泵3.3.2单作用叶片泵单

39、作用叶片泵1.任务原理任务原理 如图如图3-8所示为单作用叶片泵的任务原理所示为单作用叶片泵的任务原理图。与双作用叶片泵显著不同之处是，单图。与双作用叶片泵显著不同之处是，单作用叶片泵的定子内外表是一个圆形，转作用叶片泵的定子内外表是一个圆形，转子与定子之间有一偏心量子与定子之间有一偏心量e，两端的配油，两端的配油盘上只开有一个吸油口和一个压油口。当盘上只开有一个吸油口和一个压油口。当转子旋转一周时，每一叶片在转子槽内往转子旋转一周时，每一叶片在转子槽内往复滑动一次，每相邻两叶片间的密封腔容复滑动一次，每相邻两叶片间的密封腔容积发生一次增大和减少的变化，容积增大积发生一次增大和减少的变化，容积

40、增大时经过吸油窗口吸油，容积减少时那么经时经过吸油窗口吸油，容积减少时那么经过压油窗口压油。由于这种泵在转子每转过压油窗口压油。由于这种泵在转子每转一转过程中，吸油压油各一次，故称单作一转过程中，吸油压油各一次，故称单作用叶片泵。又因这种泵的转子遭到不平衡用叶片泵。又因这种泵的转子遭到不平衡的径向液压力，故又称为非卸荷式叶片泵，的径向液压力，故又称为非卸荷式叶片泵，也因此使泵任务压力的提高遭到了限制。也因此使泵任务压力的提高遭到了限制。假设改动定子和转子间的偏心距假设改动定子和转子间的偏心距e，就可，就可以改动泵的排量，故单作用叶片泵常做成以改动泵的排量，故单作用叶片泵常做成变量泵。变量泵。上

41、一页 下一页前往3.3 叶叶 片片 泵泵2.排量和流量排量和流量假设不思索叶片的厚度，设定子内径为假设不思索叶片的厚度，设定子内径为D，定子与转子的偏，定子与转子的偏心距为心距为e，叶片宽度为，叶片宽度为b，转子转速为，转子转速为n，那么泵的排量近似，那么泵的排量近似为为V=2beD (3-14)单作用叶片泵的平均实践流量为单作用叶片泵的平均实践流量为q=2beDnV (3-15)式中式中b叶片宽度；叶片宽度； e定子与转子的偏心距；定子与转子的偏心距； D定子半径；定子半径； n泵的转速；泵的转速； V泵容积效率。泵容积效率。上一页 下一页前往3.3 叶叶 片片 泵泵3.单作用叶片泵的构造特

42、点单作用叶片泵的构造特点1定子和转子偏心安顿定子和转子偏心安顿挪动定子位置以改动偏心距，就可以调理泵的输出流量。偏挪动定子位置以改动偏心距，就可以调理泵的输出流量。偏心反向时，吸油压油方向也相反。心反向时，吸油压油方向也相反。2叶片后倾叶片后倾 为了减小叶片与定子间磨损，叶片底部油槽采取在压油区通为了减小叶片与定子间磨损，叶片底部油槽采取在压油区通压力油、在吸油区与吸油腔相通的构造方式，因此，叶片的压力油、在吸油区与吸油腔相通的构造方式，因此，叶片的底部和顶部所受的液压力是平衡的。这样，叶片仅靠旋转时底部和顶部所受的液压力是平衡的。这样，叶片仅靠旋转时所受的离心力作用向外运动顶在定子内外表上。

43、根据力学分所受的离心力作用向外运动顶在定子内外表上。根据力学分析，叶片后倾一个角度更有利于叶片向外伸出，通常后倾角析，叶片后倾一个角度更有利于叶片向外伸出，通常后倾角为为24。3径向液压力不平衡径向液压力不平衡由于转子及轴承上接受的径向力不平衡，所以该泵不宜用于由于转子及轴承上接受的径向力不平衡，所以该泵不宜用于高压，其额定压力不超越高压，其额定压力不超越7 MPa。上一页 下一页前往3.3 叶叶 片片 泵泵4.限压式变量叶片泵限压式变量叶片泵单作用叶片泵的变量方法有手调和自调两种。自调变量泵又单作用叶片泵的变量方法有手调和自调两种。自调变量泵又根据其任务特性的不同分为限压式、恒压式和恒流量式

44、三类，根据其任务特性的不同分为限压式、恒压式和恒流量式三类，其中限压式运用较多。其中限压式运用较多。如图如图3-9a所示表示限压式变量叶片泵的任务原理，图所示表示限压式变量叶片泵的任务原理，图3-9b所示那么表示其变量特性曲线。转子的中心所示那么表示其变量特性曲线。转子的中心O1是是固定的，定子固定的，定子2可以左右挪动，在限压弹簧可以左右挪动，在限压弹簧3的作用下，定子的作用下，定子被推向右端，使定子中心被推向右端，使定子中心O2和转子中心和转子中心O1之间有一初始偏之间有一初始偏心量心量e0,它决议了泵的最大流量。它决议了泵的最大流量。e0的大小可用螺钉的大小可用螺钉6调理。调理。泵的出口

45、压力泵的出口压力p，经泵体内通道作用于有效面积为，经泵体内通道作用于有效面积为A的柱塞的柱塞5上，使柱塞对定子上，使柱塞对定子2产生一作用力产生一作用力pA。泵的限定压力。泵的限定压力pB可可经过调理螺钉经过调理螺钉4，改动弹簧，改动弹簧3的紧缩量来获得，设弹簧的紧缩量来获得，设弹簧3的预的预紧力为紧力为FS。上一页 下一页前往3.3 叶叶 片片 泵泵当泵的任务压力小于限定压力当泵的任务压力小于限定压力pB时，那么时，那么pAFs，此时定，此时定子不作挪动，最大偏心量子不作挪动，最大偏心量e0坚持不变，泵输出流量根本上维坚持不变，泵输出流量根本上维持最大，如图持最大，如图3-9b所示中曲线所示

46、中曲线AB段稍有下降是泵的流段稍有下降是泵的流量走漏所引起；当泵的任务压力升高而大于限定压力量走漏所引起；当泵的任务压力升高而大于限定压力pB时，时，pAFs，定子左移，偏心量减小，泵的流量也减小。泵的任，定子左移，偏心量减小，泵的流量也减小。泵的任务压力愈高，偏心量就愈小，泵的流量也就愈小；当泵的压务压力愈高，偏心量就愈小，泵的流量也就愈小；当泵的压力到达极限压力力到达极限压力pC时，偏心量接近零，泵不再有流量输出。时，偏心量接近零，泵不再有流量输出。上一页前往3.4 柱柱 塞塞 泵泵柱塞泵是依托柱塞在缸体内往复运动，使密封任务腔容积产柱塞泵是依托柱塞在缸体内往复运动，使密封任务腔容积产生变

47、化来实现吸油、压油的。由于其主要构件柱塞与缸体的生变化来实现吸油、压油的。由于其主要构件柱塞与缸体的任务部分均匀为圆柱外表，因此加工方便，配合精度高，密任务部分均匀为圆柱外表，因此加工方便，配合精度高，密封性能好。同时，柱塞泵主要零件处于受压形状，使资料强封性能好。同时，柱塞泵主要零件处于受压形状，使资料强度性能得到充分利用，故柱塞泵常做成高压泵。而且，只需度性能得到充分利用，故柱塞泵常做成高压泵。而且，只需改动柱塞的任务行程就能改动泵的排量，易于实现单向或双改动柱塞的任务行程就能改动泵的排量，易于实现单向或双向变量。所以，柱塞泵具有压力高、构造紧凑、效率高及流向变量。所以，柱塞泵具有压力高、

48、构造紧凑、效率高及流量调理方便等优点。其缺陷是构造较为复杂，有些零件对资量调理方便等优点。其缺陷是构造较为复杂，有些零件对资料及加工工艺的要求较高，因此在各类容积式泵中，柱塞泵料及加工工艺的要求较高，因此在各类容积式泵中，柱塞泵的价钱最高。柱塞泵常用于需求高压大流量和流量需求调理的价钱最高。柱塞泵常用于需求高压大流量和流量需求调理的液压系统，如龙门刨床、拉床、液压机、起重机械等设备的液压系统，如龙门刨床、拉床、液压机、起重机械等设备的液压系统。的液压系统。柱塞泵按柱塞陈列方向的不同，分为径向柱塞泵和轴向柱塞柱塞泵按柱塞陈列方向的不同，分为径向柱塞泵和轴向柱塞泵。泵。下一页前往3.4 柱柱 塞塞

49、 泵泵3.4.1径向柱塞泵的任务原理径向柱塞泵的任务原理1.径向柱塞泵的任务原理径向柱塞泵的任务原理如图如图3-10为的径向柱塞泵的任务原理图。为的径向柱塞泵的任务原理图。泵由转子泵由转子1、定子、定子2、柱塞、柱塞3、配油铜套、配油铜套4、配油轴配油轴5等主要零件组成。柱塞沿径向均等主要零件组成。柱塞沿径向均匀分布地安装在转子上。配油铜套和转子匀分布地安装在转子上。配油铜套和转子严密配合，并套装在配油轴上，配油轴是严密配合，并套装在配油轴上，配油轴是固定不动的。转子连同柱塞由电动机带动固定不动的。转子连同柱塞由电动机带动一同旋转。柱塞靠离心力有些构造是靠一同旋转。柱塞靠离心力有些构造是靠弹簧

50、或低压补油作用紧压在定子的内壁弹簧或低压补油作用紧压在定子的内壁面上。由于定子和转子之间有一偏心距面上。由于定子和转子之间有一偏心距e，所以当转子按图示方向旋转时，柱塞在上所以当转子按图示方向旋转时，柱塞在上半周内向外伸出，其底部的密封容积逐渐半周内向外伸出，其底部的密封容积逐渐增大，产生部分真空，于是经过固定在配增大，产生部分真空，于是经过固定在配油盘轴上的窗口油盘轴上的窗口a吸油。当柱塞处于下半吸油。当柱塞处于下半周时，柱塞底部的密封容积逐渐减小，经周时，柱塞底部的密封容积逐渐减小，经过配油轴窗口过配油轴窗口b把油液压出。转子转一周，把油液压出。转子转一周，每个柱塞各吸、压油一次。假设改动

51、定子每个柱塞各吸、压油一次。假设改动定子和转子的偏心距和转子的偏心距e，那么泵的输出流量也，那么泵的输出流量也改动，即为径向柱塞变量泵；假设偏心距改动，即为径向柱塞变量泵；假设偏心距e从正值变为负值，那么进油口和压油口从正值变为负值，那么进油口和压油口互换，即为双向径向变量柱塞泵。互换，即为双向径向变量柱塞泵。上一页 下一页前往3.4 柱柱 塞塞 泵泵2. 径向柱塞泵的排量和流量径向柱塞泵的排量和流量柱塞的行程为两倍偏心距柱塞的行程为两倍偏心距e，泵的排量为，泵的排量为 (3-16)泵的实践输出流量为泵的实践输出流量为 (3-17) 径向柱塞泵的输出流量是脉动的。实际与实验分析阐明，柱塞径向柱

52、塞泵的输出流量是脉动的。实际与实验分析阐明，柱塞的数量为奇数时流量脉动小，因此，径向柱塞泵柱塞的个数通的数量为奇数时流量脉动小，因此，径向柱塞泵柱塞的个数通常是常是7个或个或9个。个。径向柱塞泵输油量大，压力高，性能稳定，耐冲击性能好，任径向柱塞泵输油量大，压力高，性能稳定，耐冲击性能好，任务可靠；但其径向尺寸大，构造较复杂，自吸才干差，且配油务可靠；但其径向尺寸大，构造较复杂，自吸才干差，且配油轴遭到不平衡液压力的作用，柱塞顶部与定子内外表为点接触，轴遭到不平衡液压力的作用，柱塞顶部与定子内外表为点接触，容易磨损，这些都限制了它的运用，已逐渐被轴向柱塞泵替代。容易磨损，这些都限制了它的运用，

53、已逐渐被轴向柱塞泵替代。ezdezdV22224上一页 下一页前往Vezndqv223.4 柱柱 塞塞 泵泵3.4.2轴向柱塞泵的任务原理轴向柱塞泵的任务原理如图如图3-11所示为轴向柱塞泵的任务原理所示为轴向柱塞泵的任务原理图。轴向柱塞泵的柱塞平行于缸体轴心线。图。轴向柱塞泵的柱塞平行于缸体轴心线。它主要由斜盘它主要由斜盘1、柱塞、柱塞2、缸体、缸体3、配油盘、配油盘4、轴、轴5和弹簧和弹簧6等零件组成。斜盘等零件组成。斜盘1和配和配流盘流盘4固定不动，斜盘法线和缸体轴线间固定不动，斜盘法线和缸体轴线间的交角为的交角为。缸体。缸体3由轴由轴5带动旋转，缸体带动旋转，缸体上均匀分布了假设干个轴向柱塞孔，孔内上均匀分布了假设干个轴向柱塞孔，孔内装有柱塞装有柱塞2，柱塞在弹簧力作用下，头部，柱塞在弹簧力作用下，头部和斜盘靠牢。和斜盘靠牢。上一页 下一页前往3.4 柱柱 塞塞 泵泵当缸体按如图当缸体按如图3-11所示方向转动时，由于斜盘和压板的作所示方向转动时，由于斜盘和压板的作用，迫使柱塞在缸体内作往复运动，使各柱塞与缸体间的密用，迫使柱塞在缸体内作往复运动，使各柱塞与缸体间的密封容积作增大或减少变化，经过配油盘的吸油窗口和压油窗封容积作增大或减少变化，经过配油盘的吸油窗口