液压与气动技术

液压与气动技术主讲：李垒枣庄学院2.1.1液压泵概述一.液压泵的工作原理液压泵是一种能量转换装置，它将机械能转换为液压能，是液压传动系统中的动力元件，为系统提供压力油液。2.1.1液压泵的概述液压泵正常工作的基本条件：

⑴在结构上具有一个或多个密封且可以周期性变化的工作容积；当工作容积增大时，完成吸油过程；当工作容积减小时，完成排油过程。液压泵的输出流量与此空间的容积变化量和单位时间内的变化次数成正比，与其它因素无关。

⑵具有相应的配油机构，将吸油过程与排油过程分开；

⑶油箱内液体的绝对压力必须恒等于或大于大气压力2.1.1液压泵的主要性能参数1.压力(1)工作压力。液压泵实际工作时的输出压力称为工作压力。工作压力的大小取决于外负载的大小和排油管路上的压力损失,而与液压泵的流量无关。(2)额定压力。液压泵在正常工作条件下,按试验标准规定连续运转的最高压力称为液压泵的额定压力。(3)最高允许压力。在超过额定压力的条件下,根据试验标准规定,允许液压泵短暂运行的最高压力值,称为液压泵的最高允许压力。

2.排量和流量(1)排量V。(2)理论流量(3)实际流量q。(4)额定流量qn。2.1.2液压泵的主要工作参数三、功率和效率(1)液压泵的功率损失。①容积损失。②机械损失。(2)液压泵的功率。①输入功率Pi。②输出功率Po。(3)液压泵的总效率。液压泵的总效率是指液压泵的实际输出功率与其输入功率的比值2.2齿轮泵

2.2齿轮泵的工作原理

构造1.一对互相啮合的齿轮2.主动轮由原动机带动回转，齿顶和端面被泵体和前后端盖包围由于相啮合齿的分隔，吸入腔和排出腔隔开结构特点1.泵如果反转，吸排方向相反2.啮合紧密，齿顶和端面间隙都小，液体不会大量漏回吸入腔磨擦面较多，只用来排送有润滑性的油液2.2齿轮泵的工作原理吸油过程：轮齿脱开啮合→V↑→p↓→吸油；排油过程：轮齿进入啮合→V↓→p↑→排油。1)产生原因：齿轮泵结构上存在的问题1.

困油现象2)危害：影响工作、缩短寿命3)措施：开卸荷槽，原则：Vb由大→小，与压油腔相通Vb由小→大，与吸油腔相通保证吸、压油腔始终不通吸压2.径向力不平衡1）原因：径向液压力分布不均啮合力2）危害：轴承磨损、刮壳。3）措施：缩小压油口

齿轮泵结构上存在的问题3.

泄漏问题1)泄漏途径:2)危害：ηv↓3)防泄措施：

a)

减小轴向间隙

b)

轴向间隙补偿装置浮动侧板浮动轴套齿轮泵结构上存在的问题b)轴向间隙补偿装置浮动侧板浮动轴套a)减小轴向间隙小流量：间隙0.025-0.04mm

大流量：间隙0.04-0.06mm齿轮泵结构上存在的问题内啮合齿轮泵2.3叶片泵2.3.1单作用叶片泵特点：

●定子和转子偏心；

●定子内曲线是圆；

●配油盘有二个月牙形窗口。

●叶片靠离心力伸出。工作原理密封工作腔（转子、定子、叶片、配油盘组成）吸油过程：叶片伸出→V↑→p↓→吸油；排油过程：叶片缩回→V↓→p↑→排油。旋转一周，完成一次吸油，一次排油——单作用泵径向力不平衡——非平衡式叶片泵（一个吸油区，一个排油区）2.3.2双作用叶片泵结构特点：

●定子和转子同心；

●定子内曲线由四段圆弧和四段过渡曲线组成；

●配油盘上有四个月牙形窗口。2.工作原理旋转一周，完成二次吸油，二次排油——双作用泵径向力平衡——平衡式叶片泵（两个吸油区，两个排油区）3.流量计算和流量脉动其中：B-叶片宽度

R

-定子长轴半径

r

-定子短轴半径

θ–叶片倾角

b

–叶片厚度1）流量：一般取z=12、16片(取4的倍数）4.双作用叶片泵的结构特点配油盘5.提高双作用叶片泵压力的措施（1）.减小作用在叶片底部的油液压力（2）.减小叶片底部承受压力油作用的面积（3）.使叶片顶部和底部的液压作用力平衡2.4双级叶片泵和双联叶片泵4、限压式变量叶片泵结构特点:

弹簧、反馈柱塞、限位螺钉。工作原理：靠反馈力和弹簧力平衡，控制偏心距的大小，来改变流量。转子中心固定，定子可以水平移动外反馈、限压流量-压力特性曲线调节限位螺钉，qmax

变;改变弹簧刚度，pmax变，BC斜率变。5、限压式变量叶片泵2.4柱塞泵定义柱塞沿径向放置的泵称为径向柱塞泵，柱塞轴向布置的泵称为轴向柱塞泵。为了连续吸油和压油，柱塞数必须大于等于3。径向柱塞泵轴向柱塞泵柱塞泵轴向式径向式一、径向柱塞泵1、径向柱塞泵工作原理2、径向柱塞泵排量公式式中：e——定子与缸体之间的偏心距

z——柱塞数二、轴向柱塞泵1、轴向柱塞泵工作原理2、斜盘式轴向柱塞泵的排量公式改变斜盘倾角α可以改变泵的排量。αmax一般小于180～200。实际上,由于柱塞在缸体孔中运动的速度不是恒速的，因而输出流量是有脉动的3、轴向柱塞泵的结构特点1）主体部分：①回程弹簧：保证缸体与配流盘，滑履与斜盘紧密接触，端面间隙自动补偿，提高了容积效率②传动轴是悬臂梁，缸体外有大轴承支承。避免了缸体和配流盘之间的偏磨现象。③柱塞、滑履中间的小孔，把压力油引入滑履底部，形成了静压油膜，减小滑履、斜盘间的磨损。2）变量机构：改变斜盘的倾角，可改变轴向柱塞泵的排量和输出流量。柱塞泵的变量方式有：手动S，电动D，伺服C，压力补偿Y等。①手动变量机构

转动手轮，使丝杠转动，带动变量活塞作用轴向移动，通过轴销使斜盘倾角改变，达到变量的目的。这种变量机构结构简单，但操纵不轻便，且不能在工作过程中变量。②伺服变量机构。伺服变量机构是通过操作液压伺服阀动作,利用泵输出的压力油推动变量活塞来实现变量的。故加在拉杆上的力很小,控制灵敏。

三、柱塞泵的应用：由于轴向柱塞泵的密封容积是利用圆柱表面形成的：

1、圆柱加工方便，配合精度高，容积效率为95％左右，总效率为90％左右；

2、只需改变柱塞的工作行程就能改变流量，易于实现变量。

3、主要零件均受压应力，材料强度性能可得以充分利用。

轴向柱塞泵被广泛用于高压、大流量、大功率的系统中和流量需要调节的场合，如龙门刨床、拉床、液压机、工程机械、矿山冶金机械、船舶等得到广泛的应用。2.5液压泵的噪声一、产生噪声的原因(1)泵的流量脉动和压力脉动,造成泵构件的振动。(2)泵的工作腔从吸油腔突然和压油腔相通,或从压油腔突然和吸油腔相通时,产生的油液流量和压力突变,对噪声的影响甚大。(3)空穴现象(4)泵内流道具有截面突然扩大和收缩、急拐弯,通道截面过小而导致液体紊流、旋涡及喷流,使噪声加大。(5)由于机械原因,如转动部分不平衡、轴承不良、泵轴的弯曲等机械振动引起的机械噪声。2.5液压泵的噪声二、降低噪声的措施(1)消除液压泵内部油液压力的急剧变化。(2)为吸收液压泵流量及压力脉动,可在液压泵的出口装置消音器。(3)装在油箱上的泵应使用橡胶垫减振。(4)压油管的一段用橡胶软管,对泵和管路的连接进行隔振。(5)防止泵产生空穴现象,可采用直径较大的吸油管,减小管道局部阻力;采用大容量的吸油滤油器,防止油液中混入空气;合理设计液压泵,提高零件刚度。

2.6液压泵的选用液压泵是液压系统提供一定流量和压力的油液动力元件,它是每个液压系统不可缺少的核心元件,合理的选择液压泵对于降低液压系统的能耗、提高系统的效率、降低噪声、改善工作性能和保证系统的可靠工作都十分重要