液压与气压传动 第3章液压泵与液压马达

1、第第3章章 液压泵与液压马达液压泵与液压马达 3.1 液压泵与液压马达概述3.1.1 液压泵的工作原理3.1.2 液压泵的分类3.1.3 液压泵的主要性能参数 3.2 齿轮泵3.2.1 齿轮泵工作原理3.2.2 外啮合齿轮泵的排量和流量3.2.3 KCB型齿轮油泵3.2.4 齿轮泵存在问题 3.3 叶片泵3.3.1 单作用叶片泵3.3.2 双作用叶片泵第第3 3章章 液压泵与液压马达液压泵与液压马达 3.4 柱塞泵3.4.1 径向柱塞泵3.4.2 轴向柱塞泵 3.5 液压泵的类型选用 3.6 液压泵常见故障及排除方法3.6.1 液压泵的安装要求3.6.2 液压泵的使用注意事项3.6.3 液压泵

2、故障分析及排除 3.7 液压马达3.7.1 液压马达的分类3.7.2 液压马达的工作原理及图形符号3.7.3 液压马达的主要性能参数第第3 3章章 液压泵与液压马达液压泵与液压马达3.1 3.1 液压泵与液压马达概述液压泵与液压马达概述 液压泵和液压马达在液压系统中都属于能量转换装置。液压泵和液压马达在液压系统中都属于能量转换装置。 液压泵是动力装置液压泵是动力装置，它将电机输出的机械能转变成液体的压力能，为系统提供一定流量和压力的液体。 液压马达是执行元件液压马达是执行元件，它将液体的压力能转变成机械能，使执行元件输出一定的转矩和转速，从而驱动负载运动。第第3 3章章 液压泵与液压马达液压泵

3、与液压马达第第3 3章章 液压泵与液压马达液压泵与液压马达1.工作原理单柱塞液压泵的工作原理如图3-1所示。吸油阀6和排油阀 7均是单向阀，柱塞2和泵体5之间是间隙配合密封，它们组成了一个密封可变的工作容积4。柱塞2依靠弹簧3压在偏心轮1上，偏心轮转动时，柱塞作往复直线运动。当柱塞向右移动时，密封可变的工作容积 4逐渐增大，形成真空，油箱的油液在大气压力作用下通过吸油阀 6进入工作容积4，此时排油阀7关闭，以防系统油液回流，从而完成一个吸油过程；当柱塞向左移动时，密封可变的工作容积 4逐渐减小，油液受挤压，压力增大，工作容积 4内的液体通过排油阀 7压出，进入液压系统，此时吸油阀 6关闭，防止

4、油流回油箱，从而完成了一个压油过程。由于液压泵是靠密封工作容积的变化来实现吸油和排油的，故称其为容积式泵。3.1.1 3.1.1 液压泵的工作原理液压泵的工作原理第第3 3章章 液压泵与液压马达液压泵与液压马达 a） b） c） d）图3-1 液压泵的工作原理及图形符号a）液压泵的工作原理 b）一般符号 c）定量泵 d）变量泵1偏心轮 2柱塞 3弹簧 4工作容积 5泵体 6、7单向阀容积式泵的工作原理第第3 3章章 液压泵与液压马达液压泵与液压马达第第3 3章章 液压泵与液压马达液压泵与液压马达 2.构成液压泵的必备条件 从液压泵的工作原理可知，构成液压泵必须具备下列条件： 1)容积式液压泵必

5、须具备密封可变的工作容积，吸油和压油过程是依靠工作容积的变化来实现的； 2)必须具备配油装置。泵在吸油时密封可变的工作容积必须与油箱相通，排油口关闭；在压油时密封可变的工作容积与排油口相通，而与油箱不通，由吸油到压油或由压油到吸油的转换称为配流。图3-1中分别由单向阀6、7来实现的，阀6和7称为配流装置； 3)油箱压力应大于泵吸油口的压力。 第第3 3章章 液压泵与液压马达液压泵与液压马达 1.按输出流量是否可变分类 液压泵分为定量泵和变量泵。定量泵是指泵的输出流量是不能调节的，变量泵是指泵的输出流量是可以调节 的。 2.按输出油液的方向是否可变分类 液压泵分为单向液压泵和双向液压泵。单向液压

6、泵是指泵的输出油液方向是不能变化的，双向液压泵是指泵的输出油液方向是可以变化的。 3.按结构形式分类 液压泵可分为齿轮泵、叶片泵、柱塞泵、螺杆泵等。3.1.2 3.1.2 液压泵的分类液压泵的分类第第3 3章章 液压泵与液压马达液压泵与液压马达 液压泵的主要性能参数是指泵的压力、流量、功率和效率。1.压力液压泵的压力主要指工作压力和额定压力。 液压泵的工作压力是指泵工作时实际输出压力，用符号 p表示，单位为Pa。其大小取决于外负载，随外负载增大而升高，与泵的流量无关。 液压泵的额定压力是指泵正常工作连续运转的最高工作压力。正常工作时不允许超过此值，超过此值即为过载，使泵的效率明显下降、寿命降低

7、。实际上泵的额定压力是由泵本身结构和寿命决定的。通常将其标在液压泵的铭牌上。2.排量液压泵的排量是指泵每转一转所排出液体的几何体积，用符号V 表示，其单位为 m3/r，工程上通常用 ml/r。3.1.3 3.1.3 液压泵的主要性能参数液压泵的主要性能参数第第3 3章章 液压泵与液压马达液压泵与液压马达Vnqth式中 V液压泵的排量； n液压泵的转速。 实际流量是指泵在实际工作压力下单位时间内输出液体的体积，用符号q 表示。实际流量与压力有关，压力越高，泄漏越大，实际流量越小。所以实际流量、理论流量和泄漏量的关系，即qqqth（3-1）3.流量液压泵的流量有理论流量、实际流量、额定流量三种。

8、理论流量是指单位时间内输出液体的几何体积，用符号qth表示。排量和理论流量的关系，即 式中 q泵的泄漏量。 额定流量是指泵在额定压力下输出的流量，其值标在液压泵铭牌上。 （3-2） 第第3 3章章 液压泵与液压马达液压泵与液压马达pqPoTPi 4.功率液压泵是将原动机输入的机械能转换成液体的压力能。液压系统中液体的压力能可用实际工作压力和实际流量之积表示，故液压泵的实际输出功率为（3-3）式中 P0液压泵的实际输出功率； p 液压泵的出口工作压力； q 液压泵的实际输出流量； 液压泵的实际输入功率，即（3-4）式中 Pi液压泵的实际输入功率（电机输出功率）； T 液压泵的实际输入转矩； 液压

9、泵的角速度=2n； n 液压泵的转速。 第第3 3章章 液压泵与液压马达液压泵与液压马达Vnqqqqqqqqththththv11TTthm 5.效率液压泵实际工作时总是有能量损失的，主要功率损失表现为容积损失和机械损失。 容积损失主要是液压泵泄漏造成的。通常液压泵的实际流量q 与理论流量qth的比值称为容积效率，用符号v表示（3-5）式中 q液压泵的泄漏量。 由于液压泵的泄漏量随压力升高而增大，故其容积效率随压力升高而降低。 机械损失是由于零件之间摩擦以及流动液体内摩擦造成的。主要表现为摩擦转矩损失，因此泵的实际输入转矩大于理论转矩。通常机械效率是指驱动液压泵的理论转矩与实际转矩的比值，用符

10、号m表示第第3 3章章 液压泵与液压马达液压泵与液压马达22pVnpqTththTpVm2/mvthioTpVqqnTpqpP22oiPP则电机的输入功率为 根据能量守恒定律，若不计泵的能量损失，则泵的理论输入功率与理论输出功率应相等，即 2nTth=pqth 则：理论扭矩为 机械效率为 （3-6）泵的总效率等于泵的输出功率和输入功率的比值，即（3-7）因此，液压泵的总效率等于容积效率和机械效率的乘积。 第第3 3章章 液压泵与液压马达液压泵与液压马达TPiTTthmP =TP =0pqimvTthpqththvqqpqPomviopP图3-2 泵的能量转换示意图6.泵的能量转换示意图为了看清

11、楚泵在能量转换中的情况，现将以上分析内容绘制成图3-2。由此可以得到泵的常用计算公式：机械效率：理论功率： Tth=pqth 容积效率：输出功率：总 效 率：输入功率：第第3 3章章 液压泵与液压马达液压泵与液压马达9 . 06 .3532thvqq76. 085. 09 . 0mv 例例1 某液压泵的额定流量为32Lmin，额定压力为2.5 MPa，额定转速为1450 rmin，泵的机械效率m=0.85。由实验测得，当泵的出口压力近似为零时。其流量为35.6 Lmin。求泵的容积效率和总效率是多少? 如果在额定压力下，泵的转速为500 rmin时，估算泵的流量为多少?该转速下泵的容积效率为多

12、少?两种转速下，泵的驱动功率又是多少? 解：1.泵的容积效率和总效率液压泵出口压力为零时的流量为理论流量，即qth=35.6 Lmin。液压泵的容积效率液压泵的总效率第第3 3章章 液压泵与液压马达液压泵与液压马达14506 .351nqVth2.液压泵的流量和容积效率液压泵的排量：于是液压泵的额定转速n2=500rmin时，其理论流量:qth= Vn2 =O.025500 =12.5 Lmin因为额定压力不变，所以液压泵的容积效率不变，故液压泵的输出流量:q2 = qth v =12.50.9 =11.25 Lmin0.025 Lr第第3 3章章 液压泵与液压马达液压泵与液压马达609 .

13、085. 01032105 . 2361mvpqpqP609 . 085. 01025.11105 . 236222mvpqpqP3.液压泵的驱动功率 当n1=1450 r/min时液压泵的驱动功率:当n2=500 r/min时液压泵的驱动功率:1743W=1.74 kW612.7W0.6 kW第第3 3章章 液压泵与液压马达液压泵与液压马达 内啮合齿轮泵的工作原理如图3-3所示。图3-3a为渐开线齿轮，图3-3b为摆线齿轮，外啮合齿轮泵的工作原理如图3-4所示。齿轮泵的结构主要由一对相互啮合的齿轮、泵体和前后端盖等组成。图3-3 内啮合齿轮泵的工作原理 a）渐开线齿轮 b）摆线齿轮3.2.1

14、 3.2.1 齿轮泵工作原理齿轮泵工作原理3.23.2齿轮泵齿轮泵第第3 3章章 液压泵与液压马达液压泵与液压马达 齿轮泵是依靠一对互相啮合的轮齿工作的，啮合线把工作容腔分为吸油区和压油区，工作密封容积由齿轮齿槽、泵体和前后端盖构成，按图示方向旋转，当两齿逐渐退出啮合时，轮齿的体积让出齿槽，齿槽的工作密封容积逐渐增大，形成真空，将油从油箱中吸入齿间槽容积，随着齿轮转动，进入齿间槽的液体被带到压油区。当两齿逐渐进入啮合时，齿间槽容积被轮齿占有，工作容积逐渐变小，油液受挤压，液体被排出。图3-4 外啮合齿轮泵的工作原理第第3 3章章 液压泵与液压马达液压泵与液压马达第第3 3章章 液压泵与液压马达

15、液压泵与液压马达zbm.V2666vzbnmq266. 6 齿轮泵的排量是按排出齿间槽的容积近似计算的，即 (3-8)(3-8) 式中 m 齿轮的模数； 齿轮的齿数； 齿轮的宽度。实际输出流量 q 考虑到容积效率的影响，则为(3-9) 式中 n 齿轮泵的转速； v容积效率，一般为0.70.9。3.2.2 3.2.2 外啮合齿轮泵的排量和流量外啮合齿轮泵的排量和流量第第3 3章章 液压泵与液压马达液压泵与液压马达 由式可知：齿轮泵流量主要取决于齿轮转速、模数、齿数和齿宽。转速越高，流量越大，但转速过高，离心力太大，会使齿谷中不能充满液体，形成吸空。在外形尺寸一定时，齿数越少，模数越大，流量也越大

16、。因此，齿轮泵模数都较大。通常齿数在 814范围内，以避免齿数少、模数大，流量脉动大的现象。齿宽越大，轴承所承受负荷亦越高，使泵尺寸增大，寿命缩短。 第第3 3章章 液压泵与液压马达液压泵与液压马达KCB型齿轮油泵如图3-5所示。主要由泵体、主、从动齿轮、机械密封、安全阀和端盖等组成。采用由前端盖、后端盖和泵体组成的三片式结构，泵体内装有一对齿数相同、宽度和泵体宽度相等的相互啮合的齿轮，这对齿轮与泵体等组成若干个密封工作腔，并由齿轮的啮合线把这些密封工作容腔分成吸油腔和压油腔两部分。两齿轮分别用键固定在由轴承支承的主动轴和从动轴上，主动轴由电动机带动旋转，完成吸油和压油过程。 泵的前后盖和泵体

17、由两个定位销定位，用六个螺钉紧固。为了尽量减少泄漏，对泵的端面间隙和径向间隙严格控制。为了防止排出管堵塞等原因使排出压力过高，产生事故，泵壳上装有安全阀，在排出压力过高时，高压液体顶开安全阀，使部分液体从通道回流到吸入口，以降低出口压力，起到保护作用。安全压力的太小，可通过改变弹簧压缩量进行调整。3.2.33.2.3KCBKCB型齿轮油泵型齿轮油泵第第3 3章章 液压泵与液压马达液压泵与液压马达图3-5 KCB型齿轮油泵1端盖 2机械密封 3泵体 4主动齿轮 5安全阀 6从动齿轮 7轴承第第3 3章章 液压泵与液压马达液压泵与液压马达5 .3430thvqq=0.8696=87例2 某齿轮泵的

18、齿轮模数为4 mm，齿数9个，齿宽为18 mm，在额定压力下，转数为2000 rmin时，泵的实际输出流量为 30Lmin，泵的最大工作压力为 2.5MPa，机械效率为0.9。求:1.泵的容积效率?2.齿轮泵的输入功率；3.齿轮泵输入理论转矩和实际转矩。 解：1.泵的容积效率 泵的理论流量 泵的容积效率622102000189466. 666. 6ZBnmqth=34.5Lmin第第3 3章章 液压泵与液压马达液压泵与液压马达63. 79 . 087. 6mthTTKW 2. 齿轮泵的输入功率齿轮泵的输入功率3. 齿轮泵输入理论转矩和实际转矩齿轮泵输入理论转矩和实际转矩87. 62000210

19、5 .34105 . 2236npqTththNm16009 . 060/105 .34105 . 236mthipqpqPW=1.6kW第第3 3章章 液压泵与液压马达液压泵与液压马达 齿轮泵主要存在着困油、径向力不平衡和泄漏等问题。1.困油现象为保证齿轮连续传动，必须要求前一对轮齿尚未脱开前，后一对轮齿就要进入啮合，即重叠系数大于1，因此有一部分液体被困在两对齿轮、啮合线及前后端盖之间形成的密封容积内。如图3-6a所示，当齿轮继续转动时，密封容积变小，如图3-6b所示，随齿轮继续转动这一容积又逐渐增大，如图3-6c所示，直到第一对啮合齿轮脱开时容积增到最大。图3-6 齿轮泵的困油现象a)进

20、入啮合 b)啮合中位 c)退出啮合3.2.4 3.2.4 齿轮泵存在问题齿轮泵存在问题第第3 3章章 液压泵与液压马达液压泵与液压马达 当密封容积由大变小时，被困在容积内的液体受到挤压，压力急剧升高。于是被困液体从一切可以泄漏的缝隙强行挤出，这时齿轮和轴承受到很大的脉冲径向力，功率损失增加，磨损加剧。当密封容积由小变大时，剩余的被困液体压力下降，形成局部真空，使溶解在液体中气体析出或液体本身汽化形成汽蚀，使泵产生振动和噪声。这种现象被称为“困油”现象，困液现象对齿轮泵工作性能及寿命的危害很大。 为消除困油现象，可以采取一些卸荷措施，使密封容积及时与吸油或压油腔连通。即在轴套或者是在前后端盖上开

21、两个卸荷槽，见图3-7a所示的虚线位置，当困油区由大变小，油液受到挤压时，能与压油腔相通；当困油区由小变大，产生局部真空时，能与吸油腔相通。两卸荷槽之间的距离a，必须保证在任何时候都不能使吸油腔和压油腔互通。第第3 3章章 液压泵与液压马达液压泵与液压马达a）对称布置 b）非对称布置图3-7 齿轮泵困油卸荷槽第第3 3章章 液压泵与液压马达液压泵与液压马达2.径向力不平衡齿轮泵的径向液压力如图3-8a所示。齿轮轴上主要受到齿轮啮合时产生的力和油液压力产生的径向液压力。后者要比前者大得多，对轴承受力起主要作用。从低压的吸油腔到高压的压油腔，压力沿齿轮旋转方向逐齿递增，因此齿轮和轴受到径向不平衡力

22、的作用。工作压力越高，径向不平衡力越大。其结果加速了轴承磨损，降低了轴承的寿命，甚至使轴变形，造成齿顶与泵体内壁的摩擦等。 为了解决径向力不平衡问题，可在齿轮泵的泵体上开均压槽即 A腔和B腔，如图3-8b所示。A腔和高压腔相通，用来和高压腔形成压力平衡。B 腔与低压腔相通，使高压油卸压。此方法可以平衡径向力，但引起泄漏和降低泵的容积效率。齿轮泵也可以采用缩小排油口的直径，以减少液压力对齿顶部分的作用面积来减小径向不平衡力。第第3 3章章 液压泵与液压马达液压泵与液压马达 a） b） 图3-8 齿轮泵的液压径向力和均压槽 a）齿轮泵的径向液压力 b）齿轮泵的均压槽3.泄漏齿轮泵的泄漏是一个较大的

23、问题。为保证密封来减少泄漏，应选择尽可能小的间隙。齿轮泵的间隙主要有啮合线间隙、齿轮端面与前后端盖间的轴向间隙、齿顶与泵体内壁间的径向间隙，其中轴向间隙泄漏占70%左右，因此要严格控制轴向间隙。第第3 3章章 液压泵与液压马达液压泵与液压马达 叶片泵分为单作用叶片泵和双作用叶片泵两种型式，单作用叶片泵可以作成变量泵，双作用叶片泵为定量泵。叶片泵属于中压泵。其特点是：结构紧凑、体积小、重量轻、流量均匀、运转平稳、噪声小、寿命长等。因此，叶片泵常用于中压、中高压的液压系统。 3.3 3.3 叶片泵叶片泵第第3 3章章 液压泵与液压马达液压泵与液压马达1.工作原理单作用叶片泵的工作原理如图3-9所示

24、。其主要由转子3、定子4、叶片5、前后侧面两个配油盘1、传动轴2和机壳6等组成。定子4的内表面是圆形，转子3和定子4偏心安装，偏心量为e，当转子转动时，转子径向槽中的叶片在离心力作用下甩出，使叶片紧顶在定子内表面上。在两侧配油盘上开有吸油和压油窗口，分别与吸、压油口连通。从图中可以看出，转子、定子、叶片和配油盘形成了若干个密封工作容积。当转子按图示方向旋转时，右边密封工作腔的容积逐渐增大，形成局部真空，将油液吸入，而左边密封工作容腔的容积逐渐减小，油液受到挤压使压力增大，将油液压出泵外进入液压系统。由于转子每转一转，每两叶片间的密封工作容腔实现一次吸油和一次压油过程，故称为单作用叶片泵。转子承

25、受压油腔的单向液压作用力，使转子轴承承受很大的径向载荷，所以也称为不平衡式叶片泵。3.3.1 3.3.1 单作用叶片泵单作用叶片泵第第3 3章章 液压泵与液压马达液压泵与液压马达图3-9 单作用叶片泵的工作原理1配油盘 2传动轴 3转子 4定子 5叶片 6机壳 单作用叶片泵的流量可以通过改变转子和定子之间的偏心距 e来调节，当e加大时，密封工作容腔的容积变化大，因而输出流量增大；随着 e的减小，输出流量相应减小，当减小到零时，转子和定子同心，密封容积不产生变化，因而输出流量为零。 第第3 3章章 液压泵与液压马达液压泵与液压马达第第3 3章章 液压泵与液压马达液压泵与液压马达RebV4vReb

26、nq42.排量单作用叶片泵的排量可近似用园环的体积来计算，即3.流量 实际流量计算公式 （3-10 ）（3-11）式中 R 定子内半径； e 定子与转子的偏心距； b 定子的宽度； n 转子的转速； v泵的容积效率。第第3 3章章 液压泵与液压马达液压泵与液压马达 4.变量原理变量泵分单向变量泵和双向变量泵，单向变量泵只能改变泵的流量，而双向变量泵即能改变泵的流量又能改变泵输出液体流动的方向。单向变量泵的流量通过改变转子和定子之间的偏心距 e 来调节，调节方式分为手动和自动两种。限压式变量泵是利用工作压力的反馈作用实现的，它分为外反馈式、内反馈式两种。 外反馈限压式变量叶片泵的工作原理如图3-

27、10所示。转子2的中心01是固定的，定子3可以左右移动，在限压弹簧 5的作用下，定子靠在左端与反馈柱塞7右端面接触，转子中心01与定子中心02之间有一个初始偏心距e0，由螺钉l调节。其决定了最大流量。配油盘对称布置在定子和转子两侧。止推滑块 6是用来支承定子，承受作用于定子上的液压力。泵的出口压力，经泵体内通道作用在反馈柱塞7的左端面上。工作时，出口压力通过柱塞对定子产生反馈力，用来平衡弹簧 5的预紧力。负载变化时，反馈力就变化，定子相对转子移动，从而改变偏心距和流量。这种泵是把泵的出口压力反馈到柱塞上来压到定子上，故称外反馈式变量叶片泵。第第3 3章章 液压泵与液压马达液压泵与液压马达图3-

28、10 外反馈限压式变量叶片泵工作原理1、4调节螺钉 2转子 3定子5弹簧 6止推滑块 7反馈柱塞 当泵的工作压力 p小于限定压力时，当定子受到的反馈力小于等于弹簧作用力时，定子不动，偏心距e0最大流量也最大，此时压力称为限定压力。反馈力大于限定压力时。弹簧被压缩，定子右移，偏心距e 减小，流量输出也随之减小。当工作压力继续升高到某一数值时，弹簧压缩到最短，定子移动至最右端，偏心距e 最小，实际流量接近零，输出少量的流量来补偿泄漏。此时无论外负载怎样增大，泵的输出压力也不会增加，所以称为限压式变量叶片泵。第第3 3章章 液压泵与液压马达液压泵与液压马达 内反馈限压式变量叶片泵的工作原理如图3-1

29、1所示。这种泵的工作原理与外反馈式相似。靠改变偏心距 e 来改变泵的排量。配油盘的吸、压油口对y 轴不对称布置，工作时偏心量的改变是靠液压合力F 对定子内表面产生一个轴向分力Fx，当 Fx 超过弹簧的限定压力时，定子向右移动，减小定子和转子的偏心量e，从而使流量改变。调节螺钉6可调节泵的最大流量，调节螺钉 4可以改变泵的限定压力大小。图3-11 内反馈限压式变量叶片泵工作原理1转子 2定子 3弹簧 4、6调节螺栓 第第3 3章章 液压泵与液压马达液压泵与液压马达1.工作原理双作用式叶片泵的工作原理如图3-12所示。该泵由泵体l、定子2、转子3、叶片4、前后配油盘和传动轴组成。定子与转子中心重合

30、。定子2与泵体1固定在一起，其定子内表面是由四段圆弧和四段过渡曲线组成。定子两侧配油盘上开有四个对称布置的腰形孔 I、，配置位置是四段过渡曲线处。I、 相通为吸油窗口，通过管道与油箱相通。、为压油窗口向系统供油。叶片、定子、转子及配油盘组成了若干个密封容积。 当转子转动时，叶片在离心力及底部油压作用下，向外伸出并压紧在定子内表面上。当叶片由小半径向大半径移动时，相隔两叶片间密封容积逐渐增大，产生局部真空，通过吸油窗口从油箱吸入泵内，当叶片由大半径向小半径移动时，叶片缩回，相隔两叶片间密封容积逐渐减小，油液受挤压，压力上升，将油液从压油窗口排出。当泵连续转动时，重复吸、压油过程从而不断向液压系统

31、供油。3.3.2 3.3.2 双作用叶片泵双作用叶片泵第第3 3章章 液压泵与液压马达液压泵与液压马达图3-12 双作用叶片泵的工作原理1泵体 2定子 3转子 4叶片 由于双作用叶片泵有两个吸油腔，两个压油腔，转子每转一转，叶片泵便完成两次吸油、两次排油过程，故称为双作用式叶片泵。第第3 3章章 液压泵与液压马达液压泵与液压马达第第3 3章章 液压泵与液压马达液压泵与液压马达2.叶片泵的结构YB1 型双作用叶片泵结构如图3-13所示。该泵为分离式结构，泵体分为前泵体7和后泵体l，泵体内安有左配油盘2、右配油盘6、定子4、转子 3、叶片 5。为使装配方便，将泵体内元件用两个长螺钉13连为一个整体

32、部件，并用螺钉头部作定位销，它与后泵体上定位孔定位，保证了安装相对位置精度。从图上看出，吸油口开在后泵体上，压油口开在前泵体上，传动轴 9与转子用花键相联，并依靠两个滚动轴承11、12支承。密封圈10可以防止油的泄漏和空气、灰尘的侵入。 结构上，配油盘腰形孔端开有卸荷三角槽，以消除冲击现象；叶片前倾 角1014。，以减少压力角，防止叶片产生卡死现象；为使叶片与定子内表面紧密接触，在配油盘对应于叶片根部位置开有环形槽，槽内的小孔与压力油相通；右配油盘的右侧面与压油腔相通，液压力压紧配油盘，从而减少了端面间隙，因此，叶片泵可制成中压、中高压泵。第第3 3章章 液压泵与液压马达液压泵与液压马达图3-

33、13 双作用叶片泵的结构图1后泵体 2、6前、后配油盘 3转子 4定子 5叶片 7前泵体 8端盖 9转动轴 10密封圈 11、12滚动轴承 13紧固螺钉第第3 3章章 液压泵与液压马达液压泵与液压马达zrRrRbVcos222vzrRrRbnqcos222 3.排量双作用叶片泵的排量可用园环体积去除叶片影响的两倍来近似计算，即（3-12）4.流量双作用叶片泵实际流量式中 b 转子的宽度； z 叶片数； R 定子长半径； r 定子短半径； 叶片厚度； 叶片倾角； v 容积效率； n 转子转速。（3-133-13）第第3 3章章 液压泵与液压马达液压泵与液压马达 柱塞泵是依靠柱塞在缸体柱塞孔内作往

34、复直线运动，使密封容积产生变化来实现吸油和压油的过程。按柱塞轴线与驱动轴线的排列方向不同，可分为径向柱塞泵和轴向柱塞泵两大类。柱塞泵均可以作成变量泵。 柱塞泵密封性能好，效率高，流量可调，使用寿命长。一般在 2040 MPa，最高可达100 MPa。常用于高压大流量的液压系统， 3.4 3.4 柱塞泵柱塞泵第第3 3章章 液压泵与液压马达液压泵与液压马达 1.工作原理径向柱塞泵的工作原理如图3-14 所示。转子3上圆周均匀分布的径向柱塞孔，柱塞1可在柱塞孔里滑动，衬套4过盈配合在转子孔内，随转子一起旋转，定子 2和配油轴5固定。转子、柱塞和配油轴形成了可变的密封容积，当转子按图示方向旋转时，柱

35、塞在离心力作用下压紧在定子 2的内表面上。由于转子和定子间有一偏心距 e，故当柱塞随转子转到上半周时向外伸出，柱塞底部的密封容积逐渐增大而产生局部真空，经固定配油轴上的 a腔吸油；柱塞随转子转到下半周时，柱塞被向里压入，柱塞底部的密封容积逐渐变小，油压升高，经固定配油轴上的 b腔压油。转子每转一周，每个柱塞各实现吸油和压油一次。这就是径向柱塞泵的工作原理。 3.4.1 3.4.1 径向柱塞泵径向柱塞泵第第3 3章章 液压泵与液压马达液压泵与液压马达1柱塞 2定子 3转子 4衬套 5配油轴 移动定子改变偏心距e的大小，泵的排量就得到改变。移动定子使偏心距e从正值到负值时，泵的吸、压油口便可互换，

36、从而可以实现双向变量，故这种泵亦可作成双向变量泵。 图3-14 径向柱塞泵工作原理第第3 3章章 液压泵与液压马达液压泵与液压马达ezdV22vezndq22 3.流量 泵的实际流量计算公式为 2.排量泵的排量计算公式为 （3-14）（3-15）式中 d柱塞的直径； e偏心距； z柱塞数目； n转子转速； v容积效率。 由于径向柱塞泵中的柱塞在缸体中瞬时移动速度是变化的，因此泵的输出流量是脉动的，当柱塞数较多并为单数时，流量脉动较小。径向柱塞泵的径向尺寸大，结构复杂，自吸能力差，且配油轴受到径向不平衡液压力作用易磨损，这些均限制了它的转速和压力的提高。因此，近年来径向柱塞泵已逐渐被轴向柱塞泵所

37、代替。第第3 3章章 液压泵与液压马达液压泵与液压马达1.工作原理轴向柱塞泵的工作原理如图 3-15所示。其结构主要由斜盘 1、缸体2、柱塞3、配油盘4、传动轴5、弹簧6等组成。缸体 2 圆周均匀分布着轴向柱塞孔，柱塞 3可在孔内滑动。柱塞底部的弹簧保持其头部与斜盘紧密接触。斜盘的法线与传动轴线成角。斜盘和配油盘固定不动，传动轴带动缸体和柱塞一起转动。缸体、柱塞和配油盘形成了可变的密封容积，当轴按图示方向旋转时，柱塞在 (3/2/2 /2 )半周内旋转时，柱塞逐渐向外伸出，使柱塞底部可变密封容积不断增大，产生局部真空，经配油盘上的吸油窗口进行吸油；柱塞在 (/23/2)半周内旋转时，柱塞被斜盘

38、逐渐压回，使可变密封容积不断减小，通过配油盘上的压油窗口进行压油。3.4.2 3.4.2 轴向柱塞泵轴向柱塞泵第第3 3章章 液压泵与液压马达液压泵与液压马达图3-15 轴向柱塞泵的工作原理 1斜盘 2缸体 3柱塞 4配油盘 5传动轴 6弹簧 工作中，缸体每转一转，每个柱塞各完成一次吸油和压油的过程。缸体连续旋转，柱塞泵不断地吸油和压油。改变斜盘的倾角，则改变柱塞的行程，从而使泵的流量发生改变，所以柱塞泵常作成变量泵。若改变斜盘的倾角方向或传动轴的旋转方向，则改变了吸油、压油的方向，该泵可作成双向变量轴向柱塞泵。第第3 3章章 液压泵与液压马达液压泵与液压马达tan42DzdV vnDzdqt

39、an42 3.流量 泵的实际流量计算公式为 2.排量 泵的排量计算公式为 （3-16）（3-17）式中 d柱塞的直径； D柱塞分布圆直径； z柱塞数目； v容积效率； n转子转速。 柱塞泵的瞬时流量是脉动的且随柱塞数而变化，柱塞数越多且为单数时，流量脉动小，故柱塞泵的柱塞数为单数，从结构和工艺上考虑，常取7或9个柱塞。第第3 3章章 液压泵与液压马达液压泵与液压马达4.轴向柱塞泵的结构图3-16为 CY14-1B型斜盘式轴向柱塞泵。其结构由主体部分和变量机构两部分组成。主体部分的缸体5 装在中间泵体1和前泵体7内，由传动轴8通过花键带动旋转。在缸体5上分布有7个柱塞孔，柱塞9球形头部装在滑履1

40、2内并可作相对转动。由传动轴的定心弹簧3通过内套2、钢球14和回程盘13将滑靴压在斜盘16上，使泵具有一定的自吸能力。为了减少滑靴和斜盘之间的摩擦，压力油经柱塞中心孔和滑靴中心孔进入滑靴与斜盘之间，形成静压油垫，减少了磨损，提高了寿命。缸体外镶有钢套 4支承在轴承11上，轴承承受斜盘对缸体的径向分力，从而消除了传动轴和缸体的弯矩，保证缸体和配油盘的贴合。定心弹簧 3通过外套筒10压向缸体 5，从而消除缸体和配油盘的间隙，减少泄漏。 第第3 3章章 液压泵与液压马达液压泵与液压马达l中间泵体 2内套筒 3定心弹簧 4钢套 5缸体 6配油盘7前泵体 8传动轴 9柱塞 10外套筒 l1滚子轴承 12

41、滑靴 13回程盘14钢球 15销轴 16斜盘 17活塞 18键 19螺杆 20手轮 21螺帽图3-16 CY14-1B型斜盘式轴向柱塞泵第第3 3章章 液压泵与液压马达液压泵与液压马达 变量机构通过转动手轮20使螺杆19转动，在键的作用下，变量活塞17只能上下移动，带动斜盘的轴销15移动，从而使斜盘绕钢球中心转动。改变斜盘的倾角，则改变了泵的排量。调节流量后用锁紧螺帽21将螺杆锁紧。这种变量机构结构简单，体积小，通常只能在停机或工作压力较低的情况下操纵。 轴向柱塞泵的变量机构形式较多，主要有手动、液压和伺服变量方式。第第3 3章章 液压泵与液压马达液压泵与液压马达 液压泵的选用主要从压力、流量

42、考虑，其次从自吸能力、抗污染能力、效率和价格方面等考虑，常用的液压泵性能比较见表3-1。 从压力上考虑，低压液压系统2.5MPa以下时宜采用齿轮泵，中压液压系统6.3MPa以下时宜采用叶片泵，高压液压系统10 MPa以上时宜采用柱塞泵。 从流量上考虑，首先考虑是否需要变量，其次看机械设备的特性，有快速和慢速工作行程的设备，如组合机床，可采用限压式变量叶片泵、双联叶片泵。在特殊精密设备上，如镜面磨床、注塑机等，可采用双作用叶片泵、螺杆泵。 3.5 3.5 液压泵的类型选用液压泵的类型选用第第3 3章章 液压泵与液压马达液压泵与液压马达表表3-1 3-1 常用的液压泵性能比较常用的液压泵性能比较

43、类型类型性能性能外啮合外啮合齿轮泵齿轮泵螺杆泵螺杆泵双作用双作用叶片泵叶片泵限压式变限压式变量叶片泵量叶片泵柱塞泵柱塞泵轴向式轴向式径向式径向式输出压力输出压力低压低压中压中压高压高压流量调节流量调节不能能不能能能能效率效率低较高较高较高高高输出流输出流量脉动量脉动很大最小很小一般一般一般自吸能力自吸能力好好较差较差差差对油液污对油液污染敏感性染敏感性不敏感不敏感较敏感较敏感很敏感很敏感噪噪 音音大最小小较大大大第第3 3章章 液压泵与液压马达液压泵与液压马达 从负载特性考虑，负载小、功率小的液压设备，可用齿轮泵、双作用叶片泵。负载大、功率大的液压设备，如龙门刨床、液压机、工程机械和轧钢机械等

44、，可采用柱塞泵。 对有些平稳性、脉动性及噪声要求不高的场合，可采用中高压、高压齿轮泵。机械辅助装置如送料、夹紧、润滑等可采用价格低的齿轮泵。 从结构复杂程度、自吸能力、抗污染能力和价格方面比较，齿轮泵最好，柱塞泵最差。从使用性能上排为是柱塞泵、叶片泵和齿轮泵。第第3 3章章 液压泵与液压马达液压泵与液压马达 为了使液压泵正常运转，延长使用寿命，应从安装、使用、日常维护等各个环节着手，掌握正确合理的安装、使用和故章分析等方面的知识。 液压泵安装不当会引起噪声、振动、影响工作性能和降低寿命。因此在安装时应做到以下几点： 1)泵的支座或法兰和电动机应有共同的安装基础。基础、法兰或支座都必须有足够的刚

45、度。在底座下面及法兰和支架之间装上橡胶的隔振垫，以降低噪声。3.6.1 3.6.1 液压泵的安装要求液压泵的安装要求3.6 3.6 液压泵常见故障及排除方法液压泵常见故障及排除方法第第3 3章章 液压泵与液压马达液压泵与液压马达 2)液压泵一般不允许承受径向负载，因此常用电动机直接通过弹性联轴器传动。安装时要求电动机与液压泵的轴应有较高的同轴度，其偏差应在0.1mm以下，倾斜角不得大于 1o，以避免增加泵轴的额外负载并引起噪声。 3)对于安装在油箱上的自吸泵，通常泵中心至油箱液面的距离不大于0.5m；对于安装在油箱下面或旁边的泵，为了便于检修，吸入管道上应安装截止阀。 4)液压泵的进口、出口位

46、置和旋转方向应符合泵上标明的要求，不得搞错接反。 5)要拧紧油口管接头连接螺钉，密封装置要可靠，以免引起吸空、漏油，影响泵的工作性能。 6)在齿轮泵和叶片泵的吸入管道上可装有粗滤油器，但在柱塞泵的吸入口一般不装滤油器。 7)安装联轴器时，不要用力敲打泵轴，以免损伤泵的转子。第第3 3章章 液压泵与液压马达液压泵与液压马达 要想使液压泵获得满意的使用效果，单靠产品本身的高质量是不能完全保证的，还必须正确地使用和维护，其注意事项如下： 1)泵的使用转速和压力都不能超过规定值。 2)若泵有转向要求时，不得反向旋转。 3)泵的自吸真空度应在规定范围内，否则吸油不足会引起气蚀、噪声和振动。 4)若泵的入

47、口规定有供油压力时，应当给予保证。 5)了解泵承受径向力的能力，不能承受径向力的泵，不得将带轮和齿轮等传动件直接装在输出轴上。 3.6.2 3.6.2 液压泵的使用注意事项液压泵的使用注意事项第第3 3章章 液压泵与液压马达液压泵与液压马达 6)泵的泄漏油管要通畅。 7)停机时间较长的泵，不应满载起动，待空转一段时间后再进行正常使用。 8)检查滤油器的情况，了解堵塞附着物的质、量与大小等情况，并定期清除。 9)检查液压油的变化，油液面的变化，调查油的粘度变化、污染度及变色的程度，并定期更换液压油或补油。 10)检查油的温度，一般情况下，工作温度不超过50，最高不要超过65，短时间内最高油温不要

48、超过8090。 11)检查各密封点的情况，防止空气进入泵内，或油泄漏到泵外。第第3 3章章 液压泵与液压马达液压泵与液压马达 在使用中，液压泵出现故障和造成故障的原因是多种多样的。总的看来，造成故障的原因有两方面： 1.液压泵本身故障液压泵是由许多零件装配而成。当泵经过一段时间使用，有些加工精度、表面粗糙度、配合间隙、形位公差和接触刚度等质量问题暴露出来，突出的表现是技术要求遭到破坏。 2.外界因素引起故障外界因素是指对液压泵的操作不正确，主要表现在下列几个方面。 1)油液粘度，粘度过高会增加吸油阻力，易出现吸空现象，使压力和流量不足；粘度过低会增加泄漏，降低容积效率，并容易吸入空气，造成冲击或爬行。3.6.3 3.6.3 液压泵故障分析及排除液压泵故障分析及排除第第3 3章章 液压泵与液压马达液压泵与液压马达 2)环境，环境杂质、铁屑和灰尘等混入油液，轻者影响系统正常工作，重者影响泵的寿命。 3)泵的安装，泵轴与电机轴同轴度超差，可能引起不规则的噪声和运动不平稳，严重时还会损坏零件