液压泵的认识与拆装一体化课程实施课件

1、 机械制造基础机械制造基础-液压泵的认识与拆装液压泵的认识与拆装教学流程自测与检查4工作任务实施3计划、决策2任务布置与资讯1按钮一、任务布置与资讯工作任务1、理解液压泵的工作原理。2、通过几种典型的液压泵的拆装，掌握几种常用液压泵的结构、工作原理、特性和使用场合。3、正确的选用液压泵。按钮资讯：液压泵的工作原理与主要技术参数资讯1-1： 泵的图形符号a.单向定量液压泵 b.双向定量液压泵 c.单向变量液压泵 d.双向变量液压泵图1 液压泵的图形符号它将原动机输入的机械能转换为液体的压力能，为液压系统提供一定流量的压力油。按其排量能否调节分为： 定量泵（定量马达） 变量泵（变量马达）按结构形式

2、可分为： 齿轮式 叶片式 柱塞式 螺杆式资讯1-2：液压泵的分类液压泵的分类图中16是一种单向变量泵。吸油：密封容积增大，形成局部真空；压油：密封容积减小，压力增加。两个特征： （1）有周期性的密封容积变化。 （2）有配油机构。 资讯1-3：液压泵的工作原理资讯1-4：液压泵的性能参数1.压力工作压力：液压泵工作时实际输出压力，取决于负载。额定压力：在正常工作条件下，按试验标准规定的连续运转的最高压力，超过此值即为过载，它取决于泵的结构强度和密封条件。条件。排量V：在无泄漏的情况下，泵轴每转一转排出的液体体积，它取决于泵的几何尺寸，又称几何排量，单位是 m3/r 。理论流量Qt：在无泄漏的情况

3、下，单位时间内输出液体的体积，它取决于几何排量，也称几何流量，单位是m3/s 。实际流量Q：泵在单位时间内实际输出液体的体积。由于存在内、外泄漏Q，所以q小于q t ，即QtQQvVnQVnQt2排量、流量、容积效率容积效率容积效率vv：泵实际流量和理论流量之比，即vQ/ Qt。 容积效率是描述泵性能好坏的重要指标。 在一定范围内，泵的泄漏随泵的工作压力增高而线性增大，所以容积效率随泵工作压力的增高而降低。(空载流量与理论流量相等)额定流量：额定流量： 泵在额定压力、额定转速下必须保证的实际流量。nTPi2pQPPoipQPo输出功率：输出功率：输入功率：输入功率：ioPP效率：效率：mvnT

4、机械效率：泵的理论转矩与实际转矩之比，即：MMtm3效率、输出功率、输入功率泵的能量转换关系1、某泵转速n=950转/分，空载流量为160升/分，在压力为29.5Mpa时，相同转速下的实际流量为150升/分，泵的总效率为=0.87，求：（1）容积效率 ？（2）机械效率 ？ （3）驱动泵的电机功率N ?2、液压泵进口压力 ， 出口压力 ，实际输出流量 ，泵输入转矩 ，输入转速 ，容积效率 。试求：（1）泵的总效率 （2）泵的输出功率 （3）泵的机械效率 （4）泵的理论功率MPap00MPaps32minLQ250mNTp1350入minrn1000960.PmP0mv练习：二、计划、决策引导问题

5、按钮 1、数控车床液压控制系统液压泵应该选哪种液压泵？ 2、数控车床液压控制系统液压泵的主要参数有哪些？如何确定？1、了解常用的几种液压泵的结构，理解泵的密封容腔是如何形成的？如何吸油、压油？二、计划、决策2、理解液压泵的压力、流量、功率、转速、功率、容积效率等参数及影响因素，正确选择泵的参数。2、通过齿轮泵、叶片泵、柱塞泵的拆装，理解液压泵的工作原理，熟悉常用的几种液压泵的特点，正确选用。 齿轮泵是液压系统中广泛采用的一种液压泵,它一般做成定量泵,按结构不同,齿轮泵分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵,而以外啮合齿轮泵应用最广。外啮合齿轮泵 内啮合齿轮泵 外啮合齿轮泵的基本构造3-1齿轮泵的结构与

6、原理三、任务实施当齿轮旋转，左侧油腔由于轮齿逐渐脱开，使左侧密封容积增大，形成局部真空，油压在大气压的作用下，从油箱 经过油管被吸到左边油腔，充满齿槽，随着齿轮的旋转被带到右边。外啮合齿轮泵的工作原理叶片泵，是依叶片泵，是依靠转子槽内的叶片靠转子槽内的叶片与泵壳与泵壳(定子环定子环)相接相接触，将吸入的液体触，将吸入的液体由进油侧压向排油由进油侧压向排油侧的泵。侧的泵。3-2：叶片泵叶片泵的结构与工作原理叶片泵的基本构造叶片泵由转子2、定子3、叶片4、配油盘5和端盖等部件所组成。定子的内表面是圆柱形孔。转子和定子之间存在着偏心。 叶片泵的工作原理叶片泵的工作原理3-2-1单作用叶片泵的工作过程

7、 在转子转动时的离心力以及通入叶片根部压力油的作用下，叶片顶部贴紧在定子内表面上，于是两相邻叶片、配油盘、定子和转子间便形成了一个个密封的工作腔。当转子按逆时针方向旋转时，图左侧的叶片向外伸出，密封工作腔容积逐渐增大，产生真空，于是通过吸油口和配油盘上窗口将油吸入。右侧叶片往里缩进，密封腔的容积逐渐缩小，密封腔中的油液经配油盘另一窗口和压油口被压出而被输出。 3-2-2双作用叶片泵的工作过程双作用叶片泵的工作过程 双作用叶片泵转子每双作用叶片泵转子每转一转，每个密封工转一转，每个密封工作腔完成吸油和压油作腔完成吸油和压油动作各两次，所以称动作各两次，所以称为双作用叶片泵。为双作用叶片泵。柱塞泵

8、是依靠柱塞泵是依靠柱塞在缸体中往复柱塞在缸体中往复运动，使密封工作运动，使密封工作容腔的容积发生变容腔的容积发生变化来实现吸油、压化来实现吸油、压油。油。3-3：柱塞泵柱塞泵的结构与工作原理3-3-1柱塞泵的分类轴向式轴向柱塞泵是活塞或柱塞的往复运动方向与缸体中心轴平行的柱塞泵。轴向柱塞泵利用与传动轴平行的柱塞在柱塞孔内往复运动所产生的容积变化来进行工作的。轴向式 轴向柱塞泵工作原理轴向柱塞泵工作原理斜盘式轴向柱塞泵结构斜盘式轴向柱塞泵结构斜盘式轴向柱塞泵通常斜盘式轴向柱塞泵通常由斜盘、配流盘、轴、由斜盘、配流盘、轴、缸体、以及缸体内的柱缸体、以及缸体内的柱塞、弹簧等组成。塞、弹簧等组成。斜盘

9、式轴向柱塞泵工作原理斜盘式轴向柱塞泵工作原理 斜盘式轴向柱塞泵由传斜盘式轴向柱塞泵由传动轴带动缸体旋转，斜动轴带动缸体旋转，斜盘和配油盘是固定不动盘和配油盘是固定不动的。柱塞均布于缸体内，的。柱塞均布于缸体内， 柱塞的头部靠机械装置柱塞的头部靠机械装置或在低压油作用下紧压或在低压油作用下紧压在斜盘上。当传动轴旋在斜盘上。当传动轴旋转时，柱塞一方面随缸转时，柱塞一方面随缸体转动，另一方面，在体转动，另一方面，在缸体内作往复运动。缸体内作往复运动。轴向柱塞泵结构轴向柱塞泵结构斜盘式轴向柱塞泵工作原理斜盘式轴向柱塞泵工作原理3-3-2柱塞泵的分类径向式径向柱塞泵是活塞或径向柱塞泵是活塞或柱塞的往复运

10、动方向柱塞的往复运动方向与缸体中心轴垂直的与缸体中心轴垂直的柱塞泵。柱塞泵。径向式径向式 径向柱塞泵工作原理径向柱塞泵工作原理缸体由电动机带动旋缸体由电动机带动旋转，柱塞要靠离心力转，柱塞要靠离心力甩出，但其顶部被定甩出，但其顶部被定子子4的内壁所限制。的内壁所限制。定子定子4是是 一个与缸体一个与缸体偏心放置的圆环。因偏心放置的圆环。因此，当缸体旋转时柱此，当缸体旋转时柱塞就塞就 做往复运动。做往复运动。三、任务实施液压泵的认识按钮c.单向变量液压泵 指出下列液压泵的图形符号代表的类型a.单向定量液压泵 b.双向定量液压泵d.双向变量液压泵三、任务实施液压泵的认识按钮c.单向变量液压泵 d.

11、双向变量液压泵步骤2：画出下列液压泵的图形符号a.单向定量液压泵 b.双向定量液压泵三、任务实施液压泵的认识按钮b.变量液压泵步骤3：下列液压泵各列举一种a.定量液压泵外啮合齿轮泵CB单作用叶片泵YB三、任务实施齿轮泵的拆装按钮1.分析齿轮泵的结构关系，列出主要零件。三、任务实施齿轮泵的拆装按钮2.分组拆卸齿轮泵并将拆卸的步骤填入下表（要求详细填写）。工作步骤工作步骤工作内容工作内容所用工具、设备所用工具、设备工作要求工作要求12345三、任务实施齿轮泵的拆装1.齿轮泵的密封容腔是由哪些零件组成？2.进出油口孔径是否相等？为什么？3.困油卸荷槽在哪个位置？相对高低压腔是否对称分布？4.泵内压力

12、油是怎么泄漏的？怎样提高容积效率？5.泵内径向力是怎样产生的？它有什么影响？在结构上采取了什么措施减小其影响？6.泵的理论流量决定于哪些结构参数？它是否可调？按钮3.拆开一台外啮合齿轮泵，仔细观察，弄清以下问题。1) 产生原因： 1，构成闭死容积Vb Vb由大小，p， 油液发热，轴承磨损。 Vb由小大，p ， 汽蚀、噪声、振动、金属表面剥蚀。外啮合齿轮泵结构上存在的几个问题外啮合齿轮泵结构上存在的几个问题1. 困油现象2) 危害：影响工作、缩短寿命3) 措施：开卸荷槽 原则： Vb由大小，与压油腔相通 Vb由小大，与吸油腔相通 保证吸、压油腔始终不通吸压2. 泄漏问题1) 泄漏途径：轴向间隙

13、80% ql 径向间隙 15% ql 啮合处 5% ql2) 危害：v3) 防泄措施： a) 减小轴向间隙 b) 轴向间隙补偿装置 浮动侧板 浮动轴套防泄措施：b) 轴向间隙补偿装置 浮动侧板 浮动轴套a) 减小轴向间隙 小流量：间隙0.025-0.04 mm 大流量：间隙0.04-0.06 mm3. 径向力不平衡1）原因：径向液压力分布不均 啮合力2）危害：轴承磨损、刮壳。3）措施：缩小压油口，增加径 向间隙。 压油口缩小后， 安装时注意不能反转。 齿轮泵优缺点和用途齿轮泵优缺点和用途优点：体积小，重量轻，结构紧凑，工作可靠， 自吸性能好，对油液污染不敏感，便于 制造、维修。缺点：效率低，流

14、量脉动大，噪声高。用途：工程机械、机床低压系统。齿轮泵的常见故障及排除方法齿轮泵的常见故障及排除方法故障现象故障现象产产 生生 原原 因因排排 除除 方方 法法噪声大噪声大1吸油管接头、泵体与泵盖的接合面、堵头和泵轴密封圈等处密封不良，有空气被吸入2泵盖螺钉松动3泵与联轴器不同心或松动4齿轮齿形精度太低或接触不良5齿轮轴向间隙过小 6齿轮内孔与端面垂直度或泵盖上两孔平行度超差7泵盖修磨后，两卸荷槽距离增大， 产生困油8滚针轴承等零件损坏9装配不良，如主轴转一周有时轻时重现象1用涂脂法查出泄漏处。用密封胶涂敷管接头并拧紧；修磨泵体与泵盖结合面保证平面度不超过0.005mm；用环氧树脂黏结剂涂敷堵

15、头配合面再压进；更换密封圈2适当拧紧3重新安装，使其同心，紧固连接件4更换齿轮或研磨修整5配磨齿轮、泵体和泵盖6检查并修复有关零件7修整卸荷槽，保证两槽距离8拆检，更换损坏件9拆检，重装调整 流量不足或流量不足或压力不压力不能升高能升高1齿轮端面与泵盖接合面严重拉伤， 使轴向间隙过大2径向不平衡力使齿轮轴变形碰擦泵体，增大径向间隙3泵盖螺钉过松4中、高压泵弓形密封圈破坏、或侧板磨损严重1修磨齿轮及泵盖端面，并清除齿形上毛刺2校正或更换齿轮轴3适当拧紧4更换零件 过热过热1轴向间隙与径向间隙过小2侧板和轴套与齿轮端面严重摩擦1检测泵体、齿轮，重配间隙2修理或更换侧板和轴套三、任务实施叶片泵的拆装

16、按钮1.拆开一台叶片泵，仔细观察，弄清结构。三、任务实施叶片泵的拆装按钮2.分组拆卸叶片泵并将拆卸的步骤填入下表。工作步骤工作步骤工作内容工作内容所用工具、设备所用工具、设备工作要求工作要求12345三、任务实施叶片泵的拆装按钮3.拆开叶片泵，弄清以下问题。1.叶片泵的密封容腔是由哪些零件组成？2.单作用叶片泵与双作用叶片泵有什么不同？3.泵内部泄漏有哪些部位？如何提高容积效率？4.泵在工作时叶片一端靠什么力量始终顶住定子内圈表面而不产生脱空现象？5.定子内圈是由哪些线段组成的？各起什么作用？6.怎样安装配油盘？哪个是吸油口？哪个是压油口？7、转子的叶片槽为什么不径向开？朝前倾斜还是朝后倾斜？

17、8、配油盘上的三角沟槽起什么作用？单作用叶片泵单作用叶片泵1. 结构：转子、定子、叶片、配油盘、壳体、端盖等。 特点： 定子和转子偏心； 定子内曲线是圆； 配油盘有二个月牙形窗口。 叶片靠离心力伸出。2. 工作原理 密封工作腔（转子、定子、叶片、配油盘组成） 吸油过程：叶片伸出V p 吸油； 排油过程：叶片缩回V p 排油。 旋转一周，完成一次吸油，一次排油单作用泵 径向力不平衡非平衡式叶片泵 （一个吸油区，一个排油区）3. 流量计算和流量脉动1) 流量计算： 221RA 21VVVbreRbBOABOAV21)(21)(2211111breRbBOABOAV21)(21)(2222222bb

18、beReRbeReRVRe2Re421)Re2()Re2(21)()21222222（z2式中：b - 叶片宽度 e 偏心距 D - 定子内径排量：流量：vnbeDQ2beDV2D RbzzbzVVRe4Re4zbbzVRe42Re22) 流量脉动流量脉动：22525. 1zz奇数叶片偶数叶片结论：z,. 奇数比偶数时小。 一般取z = 13、15片双作用叶片泵双作用叶片泵 定子和转子同心； 定子内曲线由四段圆弧 和四段过渡曲线组成； 配油盘上有四个月牙形 窗口。1. 结构特点：2. 工作原理 旋转一周，完成二次吸油，二次排油双作用泵 径向力平衡平衡式叶片泵 （两个吸油区，两个排油区）3. 流

19、量计算和流量脉动vnszrRrRbqcos)(222其中：b - 叶片宽度 R - 定子长轴半径 r - 定子短轴半径 叶片倾角 s 叶片厚度2) 流量脉动：01）流量：一般取 z = 12、16片 (取4的倍数）吸压 理论上每一瞬间密封容积的变化一样，制造时长、短径圆弧很难保证同心。4. 结构特点1）叶片倾角 T = N sin (- ) sin (- ) sin T T作用作用：减小切向分力，减轻叶片和槽的磨损，避免卡死。 一般取 = 1014 O YB 型叶片泵取 =13 O 双作用叶片泵前倾，单作用叶片后倾。 叶片倾斜放置的泵不能反转受力分析受力分析： NTP T = N sin 压力

20、角 T sin , , sin, T 危害危害：叶片和槽磨损，卡死。措施措施：沿旋转方向前倾角 前倾角后：NT P 压力角(- )2) 配油盘上的三角槽原因： pV 油液倒流。影响：流量脉动，噪声。措施：开三角槽作用：缓冲，避免压力突变， 减小流量脉动和噪声。吸压1.1.结构特点结构特点: : 弹簧、反馈柱塞、 限位螺钉。eoo2.工作原理：工作原理：靠反馈力和弹簧力平衡，控制偏心距 的大小来改变流量。转子中心固定，定子可以水平移动外反馈、限压限压式变量叶片泵限压式变量叶片泵3. 流量-压力特性曲线 调节限位螺钉，qmax 变; 改变弹簧刚度，pmax变，BC斜率变。4. 优缺点及应用 优点：

21、功率利用合理，简化液压系统 缺点：结构复杂，泄漏增加，m，v 应用：要求执行元件有快速、慢速和保压的 场合叶片泵的常见故障及排除方法故障故障产产 生生 原原 因因排排 除除 方方 法法噪声大噪声大1叶片顶部倒角太小叶片顶部倒角太小2叶片各面不垂直叶片各面不垂直3定子内表面被刮伤或磨损，产生定子内表面被刮伤或磨损，产生运动噪声运动噪声4由于修磨使配油盘上三角形卸荷由于修磨使配油盘上三角形卸荷槽太短，不能消除困油现象槽太短，不能消除困油现象5配油盘端面与内孔不垂直，旋转配油盘端面与内孔不垂直，旋转时刮磨转子端面而产生噪声时刮磨转子端面而产生噪声6泵轴与原动机不同轴泵轴与原动机不同轴1重新倒角（不小

22、于重新倒角（不小于145）或修）或修成圆角成圆角2检查，修磨检查，修磨3抛光，有的定子可翻转抛光，有的定子可翻转180使用使用4锉修卸荷槽锉修卸荷槽5修磨配油盘端面，保证其与内孔的修磨配油盘端面，保证其与内孔的垂垂 直度小于直度小于0.0050.01mm6调整连轴器，使同轴度小于调整连轴器，使同轴度小于0.1mm容积效容积效率率低低或或压压力力不不能能升升高高1个别叶片在转子槽内移动不灵活个别叶片在转子槽内移动不灵活甚至卡住甚至卡住2叶片装反叶片装反3叶片顶部与定子内表面接触不良叶片顶部与定子内表面接触不良4叶片与转子叶片槽配合间隙过大叶片与转子叶片槽配合间隙过大5配油盘端面磨损配油盘端面磨损

23、6限压式变量泵限定压力调得太小限压式变量泵限定压力调得太小7限压式变量泵的调压弹簧变形或限压式变量泵的调压弹簧变形或太软太软8变量泵的反馈缸柱塞磨损变量泵的反馈缸柱塞磨损 1检查，选配叶片或单槽研配保证间检查，选配叶片或单槽研配保证间隙隙2重新装配重新装配3修磨定子内表面或更换叶片修磨定子内表面或更换叶片4选配叶片，保证配合间隙选配叶片，保证配合间隙5修磨或更换修磨或更换6重新调整压力调节螺钉重新调整压力调节螺钉7更换合适的弹簧更换合适的弹簧8更换新柱塞更换新柱塞3.5 柱塞泵柱塞泵 轴向式n径向式1. 工作原理 密封工作腔（缸体孔、柱塞底部） 由于斜盘倾斜放置，使得柱塞随缸体转动时沿轴线作往

24、复运动，底部密封容积变化，实现吸油、排油。 吸油过程：柱塞伸出Vp吸油； 排油过程：柱塞缩回vp排油。一、轴向柱塞泵一、轴向柱塞泵* 缸体转动* 斜盘、配油盘不动缸体、柱塞、配油盘、斜盘* 柱塞伸出低压油机械装置2.典型结构3. 流量计算hAV hd42tgDdV42排量:ztgDdzVV42一个密封空间:tgDhvvzntgDdVnq42流量:式中： d - 柱塞直径 D - 柱塞分布圆直径 - 斜盘倾角 z - 柱塞数tgDh q tg , q ; q 。 改变 的大小变量泵； 改变 的方向双向泵。流量脉动率：)2(sin2)4(sin222zzqz为奇数z为偶数结论：柱塞数为奇数时流量脉动小， 柱塞数越多，脉动越小。一般取 z = 7、9、11vnztgDdq424.特点及应用 特点：n容积效率高，压力高。（v=0.98, p = 32 Mpa） 柱塞和缸体均为圆柱表面,易加工,精度高，内泄小n结构紧凑、径向尺寸小，转动惯量小;n易于实现变量；n构造复杂,成本高；n对油液污染敏感。 应用：n用于高压、高转速的场合。5. 典型结构SCY14-1型轴向柱塞泵 （p = 32 MPa）斜盘配油盘变量机构压盘缸体滑靴配油盘传动轴结构特点n滑靴：降低接触应力，减小磨损。n柱塞的