液压泵教学 液压传动系统教学课件

液压泵一、概述1.液压泵的工作原理与基本类型液压泵是液压系统的能源装置，也称为动力元件。它起着向系统提供动力源的作用，是系统不可缺少的核心元件。液压泵将电动机的机械能转化为工作液体的压力能，是一种能量转化装置。液压泵一、概述液压泵工作原理图1、3-单向阀2-弹簧3-泵体4-柱塞5-偏心轮液压泵工作原理：柱塞5装在泵体4中形成一个密闭容积a，柱塞在弹簧2的作用下始终压紧在偏心轮6上。偏心轮在电动机的带动下转动，柱塞做上下往复运动。当柱塞向下运动时，密闭容积逐渐增大，形成局部真空，油箱内的油液在大气压作用下，顶开单向阀1（单向阀3关闭）进入密闭容积中，实现吸油。当柱塞向上运动时，密闭容积逐渐减小，油液受挤压而产生压力，使单向阀1关闭，油液顶开单向阀3输入系统，实现压油。若偏心轮不停地转动，液压泵就不断地吸油和压油。由上可知，液压泵是通过密闭容积的变化来完成吸油和压油的，这种泵统称为容积式泵。液压泵正常工作的必备条件为：（1）应具有密闭容积，且密闭容积能交替变化。（2）具有配油装置（3）油箱必须与大气相通。液压泵图形符号液压泵一、概述1.液压泵的工作原理与基本类型（1）液压泵的压力①工作压力p液压泵的工作压力是指泵工作时输出油液的实际压力，其大小是由工作负载决定的。②额定压力pE液压泵的额定压力是指泵在正常工作条件下，连续运转时所允许的最高压力，它受泵本身的泄漏和结构强度所制约，超过此值则使泵过载。额定压力一般标注在液压泵的铭牌上。低压小于等于2.5MPa，中压2.5到8之间，中高压8到16，高压16到31.5，超高压大于31.5.液压泵2.液压泵的主要性能参数一、概述（2）液压泵的排量和流量①排量V液压泵的排量是指泵轴每转一周，由计算所得排出油液的体积，常用单位为cm3/r。排量的大小仅与泵密闭工作腔的几何尺寸有关，排量可以调节的称为变量泵；排量不可以调节的称为定量泵。②流量液压泵的流量又分为理论流量、实际流量和额定流量。③理论流量qt理论流量是指泵在单位时间内排出油液的体积，它等于排量V和转速n的乘积，即qt=Vn④实际流量qV实际流量是指泵在工作时实际输出的流量。由于泵存在泄漏，所以泵的实际流量小于理论流量。⑤额定流量qE额定流量是泵在正常情况下，试验标准规定必须保证的流量。液压泵的铭牌上一般标注的就是额定流量。液压泵2.液压泵的主要性能参数一、概述（3）液压泵的功率和效率①功率P液压泵的功率是指泵在单位时间内所做的功，用P表示。②实际功率P0由右图可知，如忽略液压缸和管路的功率损失，则液压泵的输出功率P0就等于液压缸的输出功率，即液压泵2.液压泵的主要性能参数即液压泵的输出功率P0等于泵的工作压力p与实际输出流量qV的乘积。③实际输入功率Pi液压泵的输入功率Pi是指电动机驱动泵轴时的机械功率，即④容积效率ηV液压泵在能量转化和传递过程中，必然存在着能量损失，其能量损失可分为容积损失和机械损失。容积损失主要由泄漏引起，使泵实际输出的流量qV总是小于理论流量qt，其效率称为容积效率ηV，可表示为⑤机械效率ηm由于泵内有各种摩擦损失（机械摩擦、液体摩擦），泵的实际输入转矩T总是大于其理论转矩Tt。其机械效率为液压泵2.液压泵的主要性能参数⑥总效率η由于泵在能量转换时有能量损失（机械摩擦损失、泄漏流量损失），泵的输出功率P0总是小于泵的输入功率Pi。总效率为即泵的总效率等于机械效率和容积效率的乘积。按照泵的输出功率和总效率可计算出所配套的液压泵电动机的功率Pi。液压泵2.液压泵的主要性能参数[简答题]某液压泵输出压力p＝10MPa，转速n＝1450r/min，泵的排量Vp＝46.2mL/r，容积效率ηv＝0.95，总效率η＝0.9。求驱动该泵所需电动机的功率P电和泵的输出功率P？

液压泵2.液压泵的主要性能参数液压泵二、齿轮泵齿轮泵一般是定量泵，按结构不同分为外啮合和内啮合两种。外啮合齿轮泵因结构简单、成本低，应用较为广泛。齿轮泵的工作原理：齿轮泵体内装有一对模数相同、齿数相等的齿轮，当吸油口和压油口分别用油管与油箱和系统接通后，齿轮各齿槽和泵体以及齿轮前后端面（图中未表示）形成密闭工作腔，而啮合线又把它们分为互不相通的吸油腔和压油腔。当电动机带动齿轮按图示方向旋转时，右侧相互啮合的轮齿逐渐脱离啮合（齿与齿分开），工作空间的容积增大，形成局部真空，在大气压的作用下从油箱吸油，并被旋转的齿轮带到左侧。左侧齿与齿进入啮合时，密闭容积减小，油液受压被挤出，输入系统而压油。齿轮泵不断旋转，吸油、压油过程便连续进行。液压泵二、齿轮泵齿轮泵的工作原理：齿轮泵工作时，为消除作用在齿轮上的径向不平衡力，常采用缩小压油口以减小径向力的方法。因此齿轮泵的压油口小于吸油口，且两油口不能互换，故为单向泵。另外，齿轮泵的容积变化率是固定的，因此流量不可调，故为定量泵。液压泵三、叶片泵叶片泵按其是否可以调节流量进行分类，分为定量叶片泵和变量叶片泵。定量泵除单泵外，还有双联、双级叶片泵等。（1）定量叶片泵的工作原理压油吸油图2-5所示为定量叶片泵的工作原理图。它主要由定子、转子、叶片、配油盘、转动轴和泵体等组成。1—定子；2—转子；3—叶片；4—配油盘；5—转动轴；6—泵体1.定量叶片泵液压泵1.定量叶片泵三、叶片泵（1）定量叶片泵的工作原理

液压泵三、叶片泵（1）定量叶片泵的工作原理叶片安装在转子的径向槽内，并可沿槽滑动。定子内表面由两段长半径R圆弧、两段短半径r圆弧和四段过渡曲线组成，且定子和转子中心重合。转子旋转时，叶片靠离心力和根部油压力作用伸出紧贴在定子的内表面上，两叶片之间和转子的外圆柱面、定子内表面及前后配油盘形成了一个密闭工作容腔。如图中转子逆时针转动，密闭工作腔的容积在右上角和左下角处逐渐增大，形成局部真空而吸油，为吸油区。在左上角和右下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把它们隔开。转子每转一周，每个密闭工作腔吸、压油各两次，故又称为双作用叶片泵。由于两个吸油口和两个压油口对称分布，转子的径向力平衡，所以这种泵可以提高输油压力。又因转子与定子同心，流量不可调，故该泵只能作定量泵用。液压泵三、叶片泵（2）双联叶片泵和双级叶片泵双联叶片泵是将两个双作用叶片泵的主要工作部件安装在一个泵体内，同轴驱动，并在油路上实现两泵并联工作，如图（a）所示。双联叶片泵有两个各自独立的出油口，两泵的输出流量可以分开使用，也可以合并使用。双级叶片泵是将两个双作用叶片泵的主要工作部件安装在一个泵体内，同轴驱动，并在油路上实现两泵串联工作，如图（b）所示。双级叶片泵的压力可达到单级泵的两倍。液压泵2.变量叶片泵三、叶片泵

变量叶片泵的工作原理如图2-7所示。它的结构和工作原理与定量泵相似不同之处在于定子的内表面是圆柱形；定子与转子间有可调偏心距e，通过调整偏心距e，可以调节输出流量的大小；在配油盘上只开有一个吸油窗口和一个压油窗口。转子每转一周，每个密闭工作腔吸、压油各一次故又称为单作用叶片泵。在组合机床液压系统中，常用到一种具有特殊性能的单作用叶片泵，称为限压式变量叶片泵。这种泵当工作压力达到预先调定的数值后，泵的输出流量便自动随压力的增大而减小。液压泵2.变量叶片泵三、叶片泵限压式变量叶片泵的工作原理图如右图所示。转子1的中心O1固定，定子2可以左右移动，其两侧分别与弹簧3及柱塞6接触。柱塞左端油腔与压油腔相通，泵的工作压力p随负载的变化而变化。在初始状态下，定子和转子有最大偏心量e0。转子1按图示方向旋转，当供油压力较低，柱塞左端液压推力小于弹簧3的作用力时，定子2保持不动，最大偏心量e0不变，输出流量最大；随着泵的工作压力提高，柱塞左端的液压推力也随之增大。当液压推力大于弹簧的作用力时，定子向右移动，偏心e减小，泵的输出油量随之减小；当泵的压力升高到使偏心量近似为零时，泵的输出流量为零（微小偏心量所排出的流量仅用来补偿内泄漏）。这时无论泵的工作负载如何增大，泵的工作压力也不再升高，故称为限压式变量泵。1-转子2-定子3-弹簧4-调压螺钉液压泵2.变量叶片泵三、叶片泵限压式变量叶片泵的工作原理图如右图所示。转子1的中心O1固定，定子2可以左右移动，其两侧分别与弹簧3及柱塞6接触。柱塞左端油腔与压油腔相通，泵的工作压力p随负载的变化而变化。在初始状态下，定子和转子有最大偏心量e0。转子1按图示方向旋转，当供油压力较低，柱塞左端液压推力小于弹簧3的作用力时，定子2保持不动，最大偏心量e0不变，输出流量最大；随着泵的工作压力提高，柱塞左端的液压推力也随之增大。当液压推力大于弹簧的作用力时，定子向右移动，偏心e减小，泵的输出油量随之减小；当泵的压力升高到使偏心量近似为零时，泵的输出流量为零（微小偏心量所排出的流量仅用来补偿内泄漏）。这时无论泵的工作负载如何增大，泵的工作压力也不再升高，故称为限压式变量泵。1-转子2-定子3-弹簧4-调压螺钉液压泵2.变量叶片泵三、叶片泵右图为限压式变量叶片泵的特性曲线。图中AB线段表示工作压力小于pB时，输出流量最大且基本保持不变。调节螺钉7可改变泵的最大偏心距e0，即可以改变泵的最大输出流量，从而使AB段上下平移。曲线BC段表示泵的供油压力超过pB时，随着泵的工作压力提高，泵的输出流量也相应减小，当压力升高至pc时，输出流量为零。调节螺钉4可以改变pB的大小，从而使BC段左右平移。若改变弹簧刚度，则可改变BC段斜率。液压泵2.变量叶片泵三、叶片泵限压式变量叶片泵能按负载的大小自动调节流量，功率利用合理，常用于执行元件有快慢速要求或有保压要求的场合。快速运动时负载小，压力低，流量大，泵相应地输出低压大流量的压力油（利用曲线AB段）。慢速工进时，负载大，压力高，流量小，泵相应地输出高压大流量的压力油（自动转换到BC段）。保压时，提供很小流量以补充系统泄漏，在近pc点工作。限压式变量叶片泵与双联泵供油相比，可以简化油路，节省液压元件。液压泵四、柱塞泵

柱塞泵的种类很多，按柱塞的排列和运动方向不同，可分为径向柱塞泵和轴向柱塞泵。径向柱塞泵径向尺寸大、结构复杂、自吸能力差，目前已应用不多。轴向柱塞泵的工作原理如下图所示。它由配油盘、缸体、柱塞和斜盘等零件组成。配油盘、斜盘均与泵体固定（图中未标出），柱塞在弹簧的作用下紧压在斜盘上。在配油盘上开有两个弧形沟槽，分别与吸、压油口连通，形成吸油腔和压油腔。

1-配油盘2-缸体3-柱塞4-斜盘液压泵四、柱塞泵当电动机通过传动轴带动缸体旋转时，柱塞在柱塞孔内作往复运动。柱塞在转角π~2π范围内逐渐向外伸出，其底部的密闭容积增大，经配油盘吸油窗口吸油；柱塞在转角0~π范围内逐渐被斜盘压入缸体，其底部的密闭容积减小，经配油盘压油窗口而压油。改变斜盘倾角γ的大小，就能改变柱塞的行程长度，也就改变了泵的排量。若改变斜盘倾角的方向，也就改变了泵吸压油的方向，从而成为双向变量轴向柱塞泵。三螺杆泵的结构图，在壳体2内放置有三根平行的双头螺杆，中间为主动螺杆（凸螺杆），两侧为从动螺杆（凹螺杆）。相互啮合的三根螺杆壳体之间形成多个密闭容积，每个密闭容积为一级，其长度约等于螺杆的螺距。当主动螺杆顺时针方向旋转（从轴伸出端看）时，左端螺杆密封空闭容积逐渐增大为吸油腔，右端螺杆密封空闭容积逐渐减小为压油腔。螺杆的级数越多，泵的额定压力越高。液压泵四、螺杆泵1—后盖2—壳体3—主动螺杆（凸螺杆）4—从动螺杆（凹螺杆）5—前盖液压泵四、螺杆泵

螺杆泵的最大优点是输出流量均匀，噪声低，特别适用于对压力和流量稳定要求高的精密机械。