液压与气动技术 教学课件 樊薇 曾美华项目二 任务二常见液压泵的原理结构

1、在线教务辅导网： :/教材其余课件及动画素材请查阅在线教务辅导网QQ:349134187 或者直接输入下面地址：机械工程系知识回顾容积式泵的工作原理：依靠密封容积的变化来工作。液压泵正常工作的必备条件：1.有周期性变化的密封容积;2.有与密封容积变化相协调的配油装置3.油箱与大气相通机械工程系任务二、常用液压泵的结构原理分析 本次课教学目标：1掌握齿轮泵的工作原理和结构特点2掌握叶片泵的工作原理和结构特点3掌握柱塞泵的工作原理和结构特点 本次课教学内容：1齿轮泵的工作原理和结构特点2叶片泵的工作原理和结构特点3柱塞泵的工作原理和结构特点 机械工程系一、齿轮泵1.齿轮泵的分类外啮合齿轮泵 内啮合

2、齿轮泵机械工程系 2.外啮合齿轮泵组成： 前后泵盖、泵体、一对齿数和模数都相等的外啮合齿轮、传动轴机械工程系外啮合齿轮泵工作原理： 密封容积形成：齿轮、泵体内表面、前后泵盖围成。密封容积变化：齿轮退出啮合,容积吸油 齿轮进入啮合,容积压油吸压油口隔开：两齿轮啮合线及泵盖 机械工程系外啮合齿轮泵外啮合齿轮泵结构特点（1） 困油现象及其消除措施；（2） 径向作用力不平衡及改善措施；（3）泄漏及补偿措施。机械工程系困油现象产生原因？ 为保证齿轮连续平稳运转，又能够使吸压油口隔开，齿轮啮合时的重叠系数必须大于1。 外啮合齿轮泵工作时总是两对轮齿同时啮合状态， 故在齿向啮合线间形成一个封闭的容积腔。机械

3、工程系困油现象产生原因？ab 封闭容积缩小压增大b c 封闭容积增大压力减小机械工程系困油的危害性！ab 密闭容积缩小其压力 p 高压油从一切可能泄漏的缝隙强行挤出，使轴和轴承受很大冲击载荷，泵剧烈振动，同时无功损耗增大，油液发热。bc 密闭容积增大其压力 p 形成局部真空，产生气穴，引起振动、噪声、汽蚀等结论：由于困油现象，使泵工作性能不稳定，产生 振动、噪声等，直接影响泵的工作寿命，应予克服。机械工程系消除困油的措施处理原则：ab时 密封容积减小，使之通压油口 bC时 密封容积增大，使之通吸油口 Cb时 密封容积最小，隔开吸具体措施：在泵盖（或轴承座）上开两个卸荷槽以消除困油，CB-B形泵

4、将卸荷槽整个向吸油腔侧平 移一段距离，效果更好。机械工程系消除困油的措施机械工程系径向作用力不平衡径向不平衡力的产生和改善 液压力分布规律： 沿圆周从高压腔到低压腔，压力沿齿轮外圆逐齿降低。p，径向不平衡力增大，齿轮和轴承受到很大的冲击载荷，产生振动 和噪声。改善措施：缩小压油口，以减小压力油作用面积；增大泵体内表面和齿顶间隙和开压力平衡槽，都会使容积效率降低。机械工程系泄漏三种途径啮合线泄漏 约占齿轮泵总泄漏量的 5%径向泄漏约占齿轮泵总泄漏量的 20%25%端面泄漏* 约占齿轮泵总泄漏量的 75%80%结论：泵工作压力愈高，泄漏量愈大。要提高齿轮泵的工作压力必须解决端面或轴向泄漏的问题。机

5、械工程系提高外啮合齿轮泵压力措施由于：齿轮泵存在间隙 ，p qv 径向不平衡力也p p 径向力提高齿轮泵压力的方法（主要是减少端面泄漏）： （1）浮动轴套补偿原理：将压力油引入轴套背面，使之紧贴齿轮 端面，补偿磨损，减小间隙。 （2）弹性侧板式补偿原理： 将泵出口压力油引至侧板背面，靠侧板自身的变形来补偿端面间隙。机械工程系外啮合齿轮泵的优缺点优点：1.结构简单，制造方便，价格低廉；2.结构紧凑，体积小，重量轻；3.自吸性能好，对油污不敏感；4.工作可靠，便于维护。缺点：1.流量脉动大；2.噪声大；3.排量不可调。机械工程系3.内啮合齿轮泵渐开线齿形内啮合齿轮泵 摆线齿形内啮合齿轮泵 （摆线转

6、子泵）机械工程系渐开线齿形内啮合齿轮泵组成:小齿轮、内齿环、月牙形隔板等。工作原理:小齿轮带动内齿环同向异速旋 转，右半部分轮齿退出啮合，形成真空 吸油。左半部分轮齿退出啮合，容积减小，压油。月牙板同两齿轮将吸压油口隔开。机械工程系摆线齿形内啮合齿轮泵（摆线转子泵）组成工作原理特点机械工程系摆线齿形内啮合齿轮泵组成和工作原理组成: 内外转子相差一齿且有一偏心距，因而不需设置月牙板。工作原理： 吸油左半部分，轮齿脱开啮合容积； 压油右半部分，轮齿进入啮合容积。机械工程系内啮合齿轮泵特点优点：无困油现象；结构紧凑，尺寸小，重量轻；流量脉动小，运转平稳，噪声小 。缺点：不宜低速下工作，齿形复杂，加工

7、困难，价格昂贵。 机械工程系二、叶片泵1.分类：单作用叶片泵 双作用叶片泵机械工程系双作用叶片泵的结构机械工程系双作用叶片泵的结构特点1.定子内腔为椭园形，由两段长圆弧、两段短圆弧和四段过度曲线组成;2.转子、定子同心安装;3.吸油区和压油区间有一段封油区把它们隔开。4.叶片前倾13;5.叶片顶部靠离心力和其底部高压油的作用紧贴定子内表面。机械工程系双作用叶片泵的工作原理密封工作腔V密形成：定子、转子和相邻两叶片、配流盘围成。V密变化：转子逆转，右上及左下，叶片伸出，V密吸油；左上及右下，叶片缩回，V密压油。吸压油口隔开：由配油盘上封油区及叶片实现机械工程系双作用叶片泵性能特点 1）转子转一圈

8、，吸、压油各两次，输 油量均匀，脉动小，运动平稳，噪声低。 称双作用式；2）吸、压油口对称，径向力平衡，磨损小。 又称卸荷式；3） 叶片前倾转子旋转方向13按装；4） 叶片靠根部油压和离心力紧贴定子内壁。5） 吸油区与压油区之间有一段封油区将它们隔开。机械工程系双作用叶片泵的应用 由于双作用叶片泵不仅作用在转子上的力平衡，且运转平稳、输油量均匀、噪声小。但结构较复杂，自吸能力差，对油的污染较敏感，一般用于要求运动平稳、噪声小，工作环境较好的中等压液压系统。机械工程系3.单作用叶片泵 单作用叶片工作原理;限压压变量泵工和特性。机械工程系单作用叶片泵的组成 组成：1.转子2.定子3.叶片4.配油盘

9、5.传动轴6.壳体等。机械工程系单作用叶片泵的工作原理 密封工作腔v密形成：定子、转子、叶片、配流围成。密封工作腔v密变化：转子顺转，左半周，叶片伸出，v密，吸油 ；右半周，叶片缩回，v密，压油吸、压油腔隔开：配油盘上封油区和叶片机械工程系单作用叶片泵变量原理 改变偏心距e的方式有：手动式和自动式两类自动式又分：限压式、恒压式、恒流量式三种。限压式变量叶片泵应用广泛。机械工程系单作用叶片泵特点 1. 转子转一转，吸压油各一次。 称单作用式2. 吸压油口各半，径向力不平衡。 称非卸荷式3. 叶片后倾转子旋转方行24安装，叶片顶端主要靠离心力紧贴定子内表面，保持密封性。4. 单作用叶片泵可做成双向

10、变量泵。机械工程系限压式变量叶片泵的工作原理和特性外反馈限压式变量叶片泵限压式变量叶片泵流量压力特性限压式变量叶片泵的应用机械工程系外反馈限压式变量叶片泵组成组成：变量泵主体、限压弹簧、 调节机构（螺钉）、反馈液压缸机械工程系 外反馈限压式变量叶片泵工作原理当pA kx0时，即泵工作压力大于泵调定压力时，定子右移，偏心距随泵工作压力增大，输出流量而减小：e ，Q机械工程系限压式变量叶片泵的流量压力特性曲线当p pB时， pA pB时，pA = （x0+x）变量泵机械工程系限压式变量叶片泵的调节过程调节螺钉6，可改变Qmax，使AB段上下平移，调节螺钉4，可改变pB，使BC段左右平移更换弹簧，可

11、改变弹簧度，使BC段斜度发生变化：弹簧越硬（k大），BC曲线越平缓；弹簧越软( k小），BC曲线越陡。机械工程系限压式变量叶片泵应用 限压式变量叶片泵常用于执行元件需要有快、慢速运动的液压系统中，可以降低功率损失，减少油液发热；与采用其他泵供油相比，可以减化油路，节省液压元件，减少成本。机械工程系 三、 柱塞泵机械工程系 柱塞泵工作原理靠柱塞在缸体内的往复运动， 使密封容积变化实现吸压油。 机械工程系 柱塞泵特点 圆形构件配合，加工方便，精度高，密封性好, 主要零件处于受压状态，材料强度性能得以充分利用 。 有如下特点 ： （1）工作压力高 ，效率高。 （2）易于变量和换向。 （3）流量范围大

12、。 缸体和配油盘柱塞滑履组机械工程系 柱塞泵分类 按柱塞排列方式分 一.轴向柱塞泵 1.*斜盘式 2.斜轴式 二. 径向柱塞泵机械工程系 轴向柱塞泵 特征 组成 工作原理机械工程系 轴向柱塞泵的组成 配油盘、柱塞、缸体、倾斜盘等机械工程系 轴向柱塞泵工作原理工作密封腔V密的形成柱塞、缸体、配油盘组成 。 右半周，V密增大，a吸油 ，V密变化，缸体顺转 左半周，V密减小，b压油 。 吸压油口隔开配油盘上的封油区及缸体底部的通油孔 。机械工程系 轴向柱塞泵变量原理 斜盘倾角=0 输出流量Q=0 倾角大小变化，流量大小变化 方向变化，输油方向变化 斜盘式轴向柱塞泵可作双向变量泵机械工程系 径向柱塞泵

13、 组成 工作原理机械工程系 径向柱塞泵结构 组成：定子、转子、柱塞、配油铜套于转子压配合、配油轴（不旋转）机械工程系 径向柱塞泵工作原理工作密封腔V密的形成柱塞、缸体、配油轴 组成 上半周，V密增大，吸油 V密变化，转子顺转下半周，V密减小，压油 吸压油口隔开配油轴和配油铜套机械工程系 径向柱塞泵特点1）改变偏心距e大小，可改变流量大小；改变偏心距e方向，可改变输油方向。 所以，径向柱塞泵可作双向变量泵。2）转子每转一周，每个柱塞吸排油一次，配油轴受着径向不平衡力。3）柱塞顶部与定子内表面为点接触，易磨损。4）径向尺寸大、结构复杂、自吸能力差，目前使用的很少，逐渐被轴向柱塞泵所代替。 机械工程

14、系各类液压泵的性能比较与应用 齿轮泵外啮：自吸性能好，对油污染不敏感，结构简单，造价低；但脉动大，噪声大，泄漏大，效率低；输出低压。内啮：对油不敏感，结构紧凑，体积小，运动平稳，噪声小；但低速效率低，造价高；输出低压。叶片泵双作用：径向力平衡，运动平稳，脉动很小，噪声小，结构紧凑，效率较高；但自吸性能较差，对油污染敏感，不可变量；输出中压。单作用：运动较平稳，噪声一般，可变量，效率较高；但自吸性能较差，对油污染敏感，径向力不平衡，脉动较大；输出中压。柱塞泵轴向式：受力性能好，效率高，可变量变向，脉动一般 ；但自吸能力差，对油污染敏感，噪声较大，尺寸大，结构复杂；输出高压。径向式：受力性能好，效率高，可变量变向；但脉动较大，自吸能力差，对油污染敏感，噪声较大，尺寸大，结构复杂，定子磨损大，寿命短，逐渐被轴向柱塞泵代替；输出高压机械工程系 各类液压泵性能比较及应用机械工程系 各类液压泵性能比较及应用(续)机械工程系 液压泵一