液压泵概述及齿轮泵

《液压与气压传动》第二章液压动力元件第一页，共二十八页。液压泵概述齿轮泵叶片泵柱塞泵液压泵的噪声液压泵的选用习题Home第二页，共二十八页。液压泵的工作原理及特点

液压泵的分类液压泵的主要性能参数Home第一节液压泵概述第三页，共二十八页。单柱塞液压泵的工作原理及特点特点：1.具有若干个容积不断变化的密封工作腔;2.油箱油液绝对压力≧大气压力；3.具有配流机构。Home第四页，共二十八页。液压泵的分类1.根据泵输出油液体积是否可调变量泵定量泵Go第五页，共二十八页。液压泵的分类2.根据泵的结构形式液压泵齿轮泵

叶片泵

柱塞泵单作用叶片泵双作用叶片泵轴向柱塞泵径向柱塞泵内啮合齿轮泵外啮合齿轮泵Go第六页，共二十八页。液压泵的分类3.按输油方向能否改变单向双向4.按使用压力中压中高压高压低压≦2.5MPa2.5~8MPa8~16MPa≧16MPaHome第七页，共二十八页。液压泵的主要性能参数1.压力工作压力(p)泵实际工作时输出油液的压力。——（克服外荷载需要压力）额定压力(pn)最高允许压力(pmax)最大工作压力

泵在短时间内允许超载使用的极限压力。如果p>pn

即泵过载p≤pn≤pmax

Go第八页，共二十八页。2.排量和流量排量(V

)

在没有泄露的情况下，泵每转一周所排出的液体的体积。实际流量(q)理论流量

(qt)额定流量(qn)不考虑泄露的情况下，单位时间内所排出液体的体积。qt=Vnq=qt-ql指泵工作时实际输出的流量。

泵在额定转数和额定压力下输出的实际流量。

q≤qn≤qt

Go第九页，共二十八页。3.功率和效率

输入功率1)液压泵的功率输出功率(Po)(Pi)——电动机的输出功率Pi

=Tiω=2πnTiPo=△pq

——△p

(Pa);q(m3/s);Po(W)Po=△pq/60

——△p

(MPa);q(L/min);Po(kW)若忽略能量损失，则Po

=Pi

∵实际上有能量损失∴Po

<

Pi

Go第十页，共二十八页。3.功率和效率容积损失2)液压泵的功率损失产生的主要原因：1.高压产生泄漏2.油液有粘性，当泵高速旋转而导致油液不能全部充满密封工作腔容积效率(ηv

)——液压泵实际流量与理论流量之比值

Go第十一页，共二十八页。3.功率和效率机械损失2)液压泵的功率损失产生的主要原因：1.运动部件摩擦

2.粘性摩擦Go机械效率(ηm

)——理论转矩与实际输入转矩之比值第十二页，共二十八页。3.功率和效率3)液压泵的总效率Go总效率——输出功率与输入功率之比值结论：总效率等于容积效率与机械效率之乘积。第十三页，共二十八页。液压泵的各个参数和压力之间的关系液压泵的特性曲线

Home第十四页，共二十八页。第二节齿轮泵特点：1.

抗油液污染能力强，体积小，价格低廉；2.

内部泄漏比较大，噪声大，流量脉动大，排量不能调节。分类：外啮合齿轮泵

螺杆泵

内啮合齿轮泵

内啮合齿轮泵与外啮合齿轮泵比较有：体积小，流量脉动小，噪声小，但加工困难，使用受到限制。

Home第十五页，共二十八页。工作原理排量和流量计算外啮合齿轮泵结构上存在的几个问题提高外啮合齿轮泵压力的措施Home外啮合齿轮泵第十六页，共二十八页。外啮合齿轮泵的组成组成：分离三片式，前、后泵盖，泵体，一对齿数、模数、齿形完全相同的渐开线外啮合齿轮装在泵体内，将密封工作腔分为两部分（吸油腔和压油腔）。Go第十七页，共二十八页。工作原理：1.密封容积的形成——齿轮的齿槽、泵体内表面、前后泵盖等围成。2.密封容积变化3.吸压油口隔开——两齿轮啮合线及泵盖齿轮脱开啮合，V密↑，产生真空，吸油

齿轮进入啮合，V密↓，油被迫压出压油Home第十八页，共二十八页。排量和流量计算

∵齿轮啮合时，啮合点位置瞬间变化，其工作容积变化率不等∴瞬时流量不均匀——即脉动，计算瞬时流量时须积分计算才精确，比较麻烦，一般用近似计算法。Go第十九页，共二十八页。排量的计算假设：V齿槽=V轮齿排量=V齿槽+V轮齿

B—齿轮齿宽；Z—齿轮齿数；m—齿轮模数。V=π/4｛[(z+2)m]2-

[(z-2)m]2

｝B=2π

m2zB实际上：∵V齿槽>V轮齿∴

V=6.66zm2B

Go第二十页，共二十八页。流量的计算理论流量：n—齿轮泵的转速；ηv—齿轮泵的容积效率qt

=Vn=6.66zm2Bn实际流量：q=qtηv

=6.66zm2Bnηv

结论：1）q=f（齿轮几何参数、n）3）∵n=C，q=C，∴定量泵2）理论流量与出口压力无关；实际流量随出口压力的升高而降低。Go第二十一页，共二十八页。瞬时流量∵每一对轮齿啮合时，啮合点位置变化

∴瞬时流量也变化

出现流量脉动设qmax和qmin分别表示齿轮泵的最大、最小瞬时流量流量脉动率δ为结论：齿数越少，脉动率越大，最大可达20%以上。

既会引起系统的压力脉动，产生振动和噪声，又会影响传动的平稳性。Home第二十二页，共二十八页。外啮合齿轮泵结构上存在的问题(1)(1)

泄漏端面泄漏*:齿侧泄漏:径向泄漏:占齿轮泵总泄漏量的75%—80%

20%—25%

5%∵齿轮泵存在间隙∴p↑

△q↑

Go第二十三页，共二十八页。(2)困油产生原因：齿轮啮合的ε>1，两对轮齿同时啮合时，两对轮齿和前后泵盖形成一个封闭容积，且大小发生变化。Go第二十四页，共二十八页。(2)困油产生结果：V封↓→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，同时损耗增大，油液发热。V封↑→p↓→形成局部真空，产生气穴，引起振动噪声、汽蚀等消除困油的方法：原则：V封↓，通→压油腔V封↑，通→吸油腔隔开吸压油口

在两侧泵盖上开卸荷槽，将卸荷槽向吸油腔侧偏移。方法：Go第二十五页，共二十八页。(3)径向不平衡力液体沿圆周分布规律：从高压腔到低压腔，压力沿齿轮圆周逐齿分级降低。∴p↑，径向不平衡力增大。结果：轴承寿命，还可能使齿轮轴弯曲，导致齿顶与泵体摩擦加剧，使泵不能正常工作。加速轴承磨损，降低改善措施：1）缩小压油口，以减小压力油作用面积；2）适当增大径向间隙。Home第二十六页，共二十八页。提高外啮合齿轮泵压力的方法减小径向力

增大轴与轴承刚度

*自动补偿端面间隙

可采用如下方法

Home原理：将压力油引到浮动轴套的外侧，使轴套紧贴齿轮端面，补偿磨损，减小间隙。齿轮泵端间隙自动补偿第二十七页，共二十八页。内容梗概《液压与气压传动》。第一节液压泵概述。2.5~8MPa。——（克服外荷载需要压力）。最高允许压力(pmax)。的液体的体积。额定流量(qn)。不考虑泄露的情况下，单位时间内所排出液体的体积。qt=Vn。q=qt-ql。泵在额定转数和额定压力下输出的实际流量。(Pi)。——电动机的输出功率。——△p(MPa)。若忽略能量损失，则Po=Pi。容积效率(ηv)——液压泵实际流量与理论。——理论转矩与实际。总效率——输出功率与输入功率之比值。结论：总效率等于容积效率与机械。液压泵的各个参数和压力之间的关系。第二节齿轮泵。1.

抗油液污染能力强，体积小，价格低廉。组成：分离三片式，前、后泵盖，泵体，一对齿数、模数、齿形完全相同的渐开线外啮合齿轮装在泵体内，将密封工作腔分为两部分（吸油腔和压油腔）。3.吸压油口隔开——两齿轮啮合线及泵盖