液压系统的能源装置

§4-1油泵的基本概念§4-2齿轮泵§4-3叶片式油泵§4-4柱塞式油泵§4-5蓄能器§4-6液压系统中的其他装置第四章液压系统的能源装置一、油泵的工作原理和油泵的种类1.工作原理:液压泵靠容积变化的原理工作。§4-1油泵的基本概念

（一）工作原理——运动分析2.容积式泵的特点:1）有若干个密封的工作腔。

2）工作时，容积的大小可交替变化。容积增大产生真空吸入液体，容积减小排出液体，由吸油到排油的转换称为配流。吸油腔的压力决定于吸油高度及吸油管的压力损失，排油腔的压力决定于负载和排油管的压力损失。

3）泵排出的理论流量仅由泵的几何尺寸和速度决定，与排油压力无关。3.油泵的种类

1）按单位时间内输出油液的体积能否调节可分为定量泵和变量泵。

2）按泵的结构（构成密封工作容积的方法）可分为：齿轮泵、叶片泵、柱塞泵三大类一、油泵的工作原理和油泵的种类

二、油泵的压力、流量、容积效率1.额定压力泵铭牌上所标的“额定压力”是指泵的密封能力和结构强度可以使它达到的，但正常工作时不允许超过的最大工作压力。2.工作压力指泵工作时的实际输出压力。油泵的工作压力的高低取决于负载的大小。3.排量油泵每转一转所排出的液体体积（与转速无关）q(ml/r)。4.流量油泵单位时间内输出的油液的体积（l/min），油泵的流量与油泵输出的压力无直接关系，但由于各零件间有间隙存在要产生泄漏，故有

Q实＝Q理－Q5.额定流量指泵在额定转速和额定压力下该泵输出的实际流量。6容积效率（图4-2）

三、泵的功率和效率1.泵的输出功率：2.电机的输入功率：3.泵的实际输出功率：

4.油泵所需的实际输入功率：

5.效率:四、油泵的表示符号一、工作原理二、齿轮泵的流量三、低压齿轮泵的结构

四、高压齿轮泵五、齿轮泵的优缺点及应用六、其它型式的齿轮油泵§4-2齿轮泵

一、工作原理1.密封工作腔：由壳体、端盖、齿轮的各齿槽组成.2.齿轮按图中旋转时，左侧吸油腔由于啮合着的轮齿逐渐脱开，密封工作容积逐渐增大，形成部分真空，吸入油液，随齿轮旋转带到压油腔，压油腔齿轮逐渐进入啮合，密封工作腔容积不断减小，油液被挤压出去，完成压油过程。二、齿轮泵的流量1.排量式中D＝mz——节圆直径

h＝2m——齿轮有效高度

z——齿数

m——模数

b——齿宽 二、齿轮泵的流量2.流量式中 K——修正系数K＝1.05～1.15低压泵取 K＝1.052K＝6.66高压泵取 K＝1.1142K＝7通常 z＝13～19压力角 ＝20为了避免根切采用正移距修正方法。三、低压齿轮泵的结构1.CB－B型低压齿轮泵结构简介（图4-5）2.特点

1）结构简单，零件工艺性好，齿轮端面处的轴向间隙在零件磨损后不能自动补偿。

2）存在径向不平衡力（作用在轴承上，影响轴承寿命）。（图4-6）

3）困油现象（图4-7）

4）泄漏三、低压齿轮泵的结构四、高压齿轮泵泄漏径向力不平衡1.优点：结构简单，制造工艺性好，价格便宜，自吸能力较好，抗污染能力强，而且能耐冲击性负载。2.缺点：流量脉动大，泄漏大，噪声大，效率低，零件的互换性差，磨损后不易修复。3.应用：用于环境差、精度要求不高的场合，通常p<10MPa，如工程机械、建筑机械、农用机械等。五、齿轮泵的优缺点及应用1.螺杆泵2.摆线齿轮泵3.螺杆泵六、其它型式的齿轮油泵（一）结构及工作原理1.单螺杆泵（图6-11）六、其它型式的齿轮油泵——螺杆泵（一）结构及工作原理2.双螺杆泵（图6-12）六、其它型式的齿轮油泵——螺杆泵（一）结构及工作原理3.三螺杆泵六、其它型式的齿轮油泵——螺杆泵（二）特点

1.流量均匀，无脉动。

2.无往复运动零件，不受惯性力影响，转速高（1500～3000rpm），运转平稳，噪音小。

3.具有自吸能力，不必灌泵就可启动。

4.可输送气液混合和含少量固体颗粒的悬浮液。

5.结构简单，尺寸小，重量轻，使用方便六、其它型式的齿轮油泵——螺杆泵一、基本结构（图4-10）二、单作用式叶片泵三、双作用叶片泵四、叶片泵的应用五、高压叶片泵的特点§4-3叶片式油泵1.单作用式2.双作用式一、基本结构（图4-10）二、单作用式叶片泵1.工作原理二、单作用式叶片泵2.排量（图4-11）二、单作用式叶片泵流量3.特点

1）偏心量e决定排量的大小

2）改变旋转方向可以改变排油方向，改变偏心距e的方向，也可改变吸排油方向（注：叶片的方向不一样，要采取措施解决，可采用双叶片）。

3）单作用泵的轴承受一液压不平衡力。二、单作用式叶片泵二、单作用式叶片泵4.变量叶片泵1）工作原理压力油二、单作用式叶片泵2）调节原理图（4-12）（图4-13）实际调节方法：（图4-14）①p限可用螺钉调节弹簧预压缩量，曲线左右动。②emax可通过偏心量调节螺钉调节，改变最大流量，曲线上下移动。③曲线的斜率可通过改变弹簧的刚度K来实现，刚度K越小，曲线越陡。

三、双作用叶片泵1.工作原理2.区别与YB型双作用叶片泵的结构特点

1）定子曲线不是圆形的，由过渡曲线与圆弧曲线相联接，为了使叶片在运转中不与定子产生冲击，要求过渡曲线为等加速和等减速曲线：

2）定子、转子同心安装；

3）叶片前倾安装；

4）吸、排油腔对称，转子上液压力平衡；

5）不能变量；

6）改变转向可以变向三、双作用叶片泵三、双作用叶片泵3.双作用叶片泵的平均流量排量:三、双作用叶片泵

流量:4.YB型双作用叶片泵的结构特点1）叶片与槽的配合间隙2）定子曲线3）配油盘（图4-19）（图4-20）4）叶片倾角（图4-21）三、双作用叶片泵三、双作用叶片泵1.用于中低压、要求较高的系统中。2.油液粘度要合适，转速不能太低，500～1500rpm。3.要注意油液的清洁，油不清洁容易使叶片卡死。4.通常只能单方向旋转，如果旋转方向错误，会造成叶片折断。四、叶片泵的应用叶片卸荷的方法采用双叶片结构在叶片根部装弹簧采取母子式结构（也称复合叶片式）五、高压叶片泵的特点一、柱塞式油泵的特点及类型二、斜盘式轴向柱塞泵三、斜盘式轴向柱塞泵的结构四、各类泵性能特点比较及应用§4-4柱塞式油泵1.特点:1）工作压力高，容积效率高，p＝20～40MPa，Pmax可到100MPa；

2）流量大，易于实现变量；

3）主要零件均受压，使材料的强度得以充分利用，寿命长，单位功率重量小。一、柱塞式油泵的特点及类型2.类型

1）径向柱塞泵：柱塞在缸体内成径向分布；

2）轴向柱塞泵：缸体内柱塞的中心线与缸体的轴线平行；

a.斜盘式：驱动轴的轴线与缸体的轴线方向一致；

b.斜轴式：驱动轴的轴线与缸体的轴线方向不一致。一、柱塞式油泵的特点及类型一、柱塞式油泵的特点及类型1.组成2.工作原理二、斜盘式轴向柱塞泵3.流量排量:流量 4.特点

1）利用斜盘吸排运动，属于单作用泵。

2）改变斜盘倾角r的大小可以改变密封工作腔最大容积的大小，即改变r的大小可以改变排量和流量。二、斜盘式轴向柱塞泵1.组成图4-22（彩图16、17、P52、53）1.CY14-1系列油泵的主体部分结构（图4-23）三、斜盘式轴向柱塞泵的结构吸排油过程三、斜盘式轴向柱塞泵的结构2.结构特点1）两对高速相对运动副均采用静压轴承结构；①滑靴对斜盘运动副（图4-24）②缸体与配油盘摩擦副（图4-25）2）倾复力矩的平衡：正确选用滚柱轴承的尺寸规格，合理布置位置。3）配油盘的结构及消震措施：①吸排油槽间过渡区开有若干盲孔，用来储油以防止缸体在该区域滑动时出现干摩擦。②在过渡区开有阻尼孔，与配油盘底部泵体上的吸排油腔相通，用来消除柱塞孔与配油盘的吸排油腔相通时的液压冲击。③吸排油槽中间有薄片相连以增加配油盘的强度和结构刚度，配油盘的外缘辅助支承带上开有泄油槽和径向浅槽，用以储油和润滑。三、斜盘式轴向柱塞泵的结构3.变量机构1）手动变量机构2）压力补偿变量机构三、斜盘式轴向柱塞泵的结构四、各类泵性能特点比较及应用一、蓄能器的用途二、蓄能器的种类和结构三、气囊式蓄能器的容积计算四、蓄能器的安装使用§4-5蓄能器1.贮能2.保压3.吸收冲击和压力脉动一、蓄能器的用途二、蓄能器的种类和结构1.动式（垂锤式）2.弹簧式3.充气式

1）气液直接接触式

2）活塞式

3）气囊式贮能器的三种工作状态： 由玻意尔气体定律：n——多变指数Vi——pi下的气体体积三、气囊式蓄能器的容积计算三、气囊式蓄能器的容积计算三、气囊式蓄能器的容积计算①当蓄能器排油缓慢n=1②当蓄能器排油时间较快n=1.4充气压力p0、系统最低工作压力p2的取：a）折合型气囊式蓄能器0.8～0.95b）波纹型气囊 0.6～0.65c）活塞式蓄能器 0.8～0.9d）气液直接接触式 0.7～0.85蓄能器的压力波动值可取 左右V——工作容积，由工作周期中所需的流量确定；V0——由V查表选取V0的标准值。1.充气前应将少量工作油灌入壳体以便润滑（10%），以防胶囊损坏；2.所充气体应是氮气等惰性气体；3.蓄能器原则上应该油口向下垂直安装，以防皮囊与壳体单边接触加快磨损；4.蓄能器与泵之间多设单向阀，以防泵停止工作时油倒流，在蓄能器与管路系统间应设截止阀，以便充气和检修；5.作为缓冲和削减压力脉动时，应尽量靠近冲击和振动的地方安装；6.一般每六个月检查一次充气压力，使之保持要求的预压。四、蓄能器的安装使用一、油箱二、滤油器三、热交换器§4-6液压系统中的其他装置一、油箱1.作用2.油箱的结构（图4-35）3.油箱容量的计算二、滤油器1.作用2.过滤精度粗滤： d>0.01mm＝10m

普遍滤油器d＝0.1～0.01mm

＝10～100m精滤： d＝0.01～0.005＝5～10m特精滤：d＝0.005～0.001＝1～5m二、滤油器3.滤油器的形式（图4-36）1）网式滤油器2）线隙式（图4-37）3）纸芯式（图4-38）4）金属烧结式（图4-39）二、滤油器1）有足够的通油能力：要求流量大于系统实际流量的2倍以上。一般取Q滤＝(2～3)Q泵对自行设计的通流面积