(液压与气压传动技术)第3章液压动力元件课件

第2章液压动力元件概述一、主要作用为整个液压系统提供动力源。液压传动系统是以液压泵作为向系统提供一定流量和压力的动力元件，液压泵将原动机输出的机械能转换为工作液体的压力能，是一种能量转换装置。概述二、对动力元件的基本要求1.节能：系统在不需要高压流体时，应卸载或采用其它的节能措施；2.工作平稳：振动小、噪音低，符合有关规定；3.美观协调等第一节液压泵的工作原理一、容积式液压泵的工作原理将原动机（电动机或内燃机）输出的机械能转换为工作液体的压力能。1、液压泵的工作原理液压泵都是依靠密封工作腔容积大小交替变化来实现吸油和压油的。液压泵当凸轮由原动机带动旋转时，柱塞便在凸轮和弹簧的作用下在缸体内往复运动。缸体内孔与柱塞外圆之间有良好的配合精度，使柱塞在缸体孔内作往复运动时基本没有油液泄漏，即具有良好的密封性。一、容积式液压泵的工作原理第一节液压泵的工作原理柱塞右移时，缸体中密封工作腔的容积变大，产生真空，油箱中的油液便在大气压力作用下通过吸油单向阀吸入缸体内，实现吸油;柱塞左移时，缸体中密封工作腔的容积变小,油液受挤压，便通过压油单向阀输送到系统中去,实现压油。一、容积式液压泵的工作原理第一节液压泵的工作原理如果偏心轮不断地旋转，液压泵就会不断地完成吸油和压油动作，因此就会连续不断地向液压系统供油。一、容积式液压泵的工作原理第一节液压泵的工作原理二、容积式液压泵的工作特点从上述液压泵的工作过程可以看出，其基本工作条件是：

1.

具有密封的工作容腔;

2.

密封工作容腔的容积大小是交替变化的，变大、变小时分别对应吸油、压油过程；

3.

吸、压油过程对应的区域不能连通。第一节液压泵的工作原理三、常用容积式液压泵常用的容积式泵类型按输出流量是否可调可分为定量泵和变量泵，按结构分类如下图第一节液压泵的工作原理三、常用容积式液压泵常用容积式液压泵职能符号如下图

(a)单向定量液压泵；(b)单向变量液压泵；(c)双向定量液压泵；(d)双向变量液压泵四、液压泵的主要性能参数压力性能参数排量和流量功率与效率1.液压泵的压力液压泵的压力参数分为工作压力、额定压力和最高允许压力。

工作压力指液压泵实际工作时输出的实际压力值。工作压力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。

三、液压泵的主要性能参数1.液压泵的压力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。

额定压力值的大小由液压泵零部件的结构强度和密封性来决定。超过这个压力值，液压泵有可能发生机械或密封方面的损坏。四、液压泵的主要性能参数液压泵的压力参数分为工作压力、额定压力和最高允许压力。

1.液压泵的压力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植，称为液压泵的最高允许压力。

四、液压泵的主要性能参数液压泵的压力参数分为工作压力、额定压力和最高允许压力。

1.液压泵的压力一般选

工作压力p＝2/3至3/4额定压力ps

压力分级四、液压泵的主要性能参数四、液压泵的主要性能参数2.排量和流量排量V指在无泄漏情况下，液压泵转一转所能排出的油液体积。

排量的大小只与液压泵中密封工作容腔的几何尺寸和个数有关。

排量可以调节的液压泵称为变量泵；排量不可以调节的液压泵则称为定量泵。四、液压泵的主要性能参数2.排量和流量流量分为理论流量、实际流量和额定流量。理论流量qt指在无泄漏情况下，液压泵单位时间内输出的油液体积。其值等于泵的排量V和泵轴转数n的乘积，即qt＝Vn

(L/min或m3/s)四、液压泵的主要性能参数2.排量和流量实际流量q液压泵在某一具体工况下，单位时间内所排出的液体体积

。

由于工作过程中泵的出口压力不等于零，因而存在内部泄漏量（泵的工作压力越高，泄漏量越大），使得泵的实际流量小于泵的理论流量；当液压泵处于卸荷（非工作）状态时，这时输出的实际流量近似为理论流量。它等于理论流量qt减去泄漏和压缩损失后的流量△q,即

四、液压泵的主要性能参数2.排量和流量额定流量qn

在正常工作条件下，该试验标准规定（如在额定压力和额定转速下）必须保证的流量。

四、液压泵的主要性能参数3.功率与效率效率实际上，液压泵在工作中是有能量损失的，这种损失分为容积损失和机械损失。

容积损失主要是液压泵内部泄漏造成的流量损失。容积损失的大小用容积效率ηｖ表征。它等于液压泵的实际输出流量q与其理论流量qt之比，即液压泵的实际输出流量q为

四、液压泵的主要性能参数3.功率与效率效率实际上，液压泵在工作中是有能量损失的，这种损失分为容积损失和机械损失。

机械损失指液压泵内流体粘性和机械摩擦造成的转矩损失。机械损失的大小用机械效率ηｍ表征。它等于液压泵的理论转矩Tt与实际输入转矩T之比，即

四、液压泵的主要性能参数3.功率与效率效率实际上，液压泵在工作中是有能量损失的，这种损失分为容积损失和机械损失。

泵的总效率是泵的输出功率与输入功率之比，等于容积效率和机械效率的乘积，即总效率四、液压泵的主要性能参数3.功率与效率功率驱动液压泵的机械功率，由电动机或内燃机给出。

输入功率Ｐi

Tt—液压泵的理论转矩；ω—液压泵转动的角速度。Ｐｉ＝Ｔｔω＝２πｎＴ液压泵输出的液压功率，即泵的实际流量q与泵的进、出口压差p的乘积。

输出功率Ｐｏ当忽略能量转换及输送过程中的损失时，液压泵的输出功率应该等于输入功率。Ｐｏ＝ｐｑ五、液压泵与电动机参数的选择1.液压泵大小的选用

液压泵的选择，通常是先根据对液压泵的性能要求来选定液压泵的型式，再根据液压泵所应保证的压力和流量来确定它的具体规格。

五、液压泵与电动机参数的选择1.液压泵大小的选用

P泵≥k压×P缸式中：P泵一液压泵所需要提供的压力，Pa,k压一系统中压力损失系数，取1.3-1.5P缸一液压缸中所需的最大工作压力，Pa液压泵最大工作压力的确定

液压泵的的工作压力是根据执行元件的最大工作压力来决定的

五、液压泵与电动机参数的选择1.液压泵大小的选用液压泵最大输出流量的确定液压泵的输出流量取决于系统所需最大流量及泄漏量

Q泵≥K流×Q缸式中：Q泵—液压泵所需输出的流量，m3/min。

K流—系统的泄漏系数，取1.1～1.3Q缸一液压缸所需提供的最大流量，m3/min。

若为多液压缸同时动作，Q缸应为同时动作的几个液压缸所需的最大流量之和。

五、液压泵与电动机参数的选择2.电动机参数的选择驱动液压泵所需的电动机功率可按下式确定

式中：PM－电动机所需的功率，kWp泵－泵所需的最大工作压力，Pa,Q泵－泵所需输出的最大流量，m3/minη－泵的总效率。液压泵的输出油压p=10MPa，转速n=1450r/min，排量V=46.2mL/r，容积效率ηV=0.95，总效率η=0.9。求液压泵的输出功率和驱动泵的电动机功率。液压泵的输出油压p=10MPa，转速n=1450r/min，排量V=46.2mL/r，容积效率ηV=0.95，总效率η=0.9。求液压泵的输出功率和驱动泵的电动机功率。解（1）求液压泵的输出功率液压泵输出的实际流量:qV=qVtηV=VnηV==46.2×10-3×1450×0.95=63.64L/min液压泵的输出功率:

Po=pqV=10×63.64/60=10.6kW2）求驱动泵的电动机功率驱动泵的电动机功率即泵的输入功率，为

Pi=Po/η=10.6/0.9=11.8kW叶片泵转速n＝1500r/min，输出压力6.3MPa时输出流量为53L/min，测得泵轴消耗功率为7kW，当泵空载时（没有泄漏时），输出流量为56L/min，求该泵的容积效率和总效率。

叶片泵转速n＝1500r/min，输出压力6.3MPa时输出流量为53L/min，测得泵轴消耗功率为7kW，当泵空载时（没有泄漏时），输出流量为56L/min，求该泵的容积效率(0.946)和总效率。解：叶片泵空载时可认为无泄漏，空载时的输出流量即为理论流量

qt=56L/min

q=53L/min4.9液压泵的额定流量为100L/min，液压泵的额定压力为2.5MPa，当转速为1450r/min时，机械效率为=0.9。由实验测得，当液压泵的出口压力为零时，流量为106L/min；压力为2.5MPa时，流量为100.7L/min，试求：（1）液压泵的容积效率是多少？（2）如果液压泵的转速下降到500r/min，在额定压力下工作时，估算液压泵的流量是多少？（3）计算在上述两种转速下液压泵的驱动功率是多少？第二节齿轮泵齿轮泵是液压系统中广泛采用的一种液压泵，一般做成定量泵，可分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵，其中以外啮合齿轮泵应用最广。齿轮泵是一种常用的液压泵，主要特点是：

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。定量泵

上述特点使得齿轮泵通常被用于工作环境比较恶劣的各种低压、中压系统中。

在结构上分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵。外啮合齿轮泵应用广泛。第二节齿轮泵齿轮泵实物结构第二节齿轮泵CB-B型外啮合齿轮泵为分离三片式结构，其内部结构如图所示。齿轮泵实物结构第二节齿轮泵一、外啮合齿轮泵泵的壳体内装有一对外啮合齿轮；

1.工作原理齿轮将泵壳体内分隔成左、右两个密封容腔；

1.工作原理当齿轮按图示方向旋转时，右侧的齿轮逐渐脱离啮合，露出齿间。因此这一侧的密封容腔的体积逐渐增大，形成局部真空，油箱中的油液在大气压力的作用下经泵的吸油口进入这个腔体，因此这个容腔称为吸油腔；

一、外啮合齿轮泵1.工作原理随着齿轮的转动，每个齿间中的油液从右侧被带到了左侧。在左侧的密封容腔中，轮齿逐渐进入啮合,使左侧密封容腔的体积逐渐减小，把齿间的油液从压油口挤压输出,该容腔称为压油腔。一、外啮合齿轮泵1.工作原理

当齿轮泵不断地旋转时，齿轮泵的吸、压油口不断地吸油和压油，实现了向液压系统输送油液的过程。

一、外啮合齿轮泵假设：齿槽容积=轮齿体积则排量=齿槽容积+轮齿体积即相当于有效齿高和齿宽所构成的平面所扫过的环形体积，则V=πdhb=2πzm2b实际上∵齿槽容积>轮齿体积∴取V=6.66zm2bd-分度圆直径d=mzh-有效齿高h=2mb-齿宽m-模数z-齿数排量计算流量计算理论流量：

qt=Vn=6.66zm2bn实际流量：q=qtηv=6.66zm2bnηv结论

1齿轮泵的qt是齿轮几何参数和转速的函数

2∵转速等于常数，流量等于常数

∴定量泵

3理论流量与出口压力无关为了使齿轮平稳地啮合运转，齿轮的重叠系数大于1,即存在两对轮齿同时进入啮合的时候。因此，就有一部分油液困在两对轮齿所形成的封闭容腔之内。

困油封闭容腔先随齿轮转动逐渐减小，以后又逐渐增大。

这种现象称为困油现象。

一、外啮合齿轮泵2.几个突出的问题及解决办法封闭容腔减小时会使被困油液受挤压而产生高压，并从缝隙中流出，导致油液发热，并使轴承等零件受到额外的不平衡负载；困油封闭容腔的增大会造成局部真空，使溶于油液中的气体分离出来，形成气泡，产生气穴，使泵产生强烈的噪音。一、外啮合齿轮泵2.几个突出的问题及解决办法消除困油的措施：困油通常是在两端盖板上开一对卸荷槽（图中的虚线所示）。当封闭容腔减小时，让卸荷槽与压油腔相通，使封闭容腔中的高压油排到压油腔中去；一、外啮合齿轮泵2.几个突出的问题及解决办法消除困油的措施：困油当封闭容腔增大时，使卸荷槽与吸油腔相通，使吸油腔的油及时补入到封闭容腔中，从而避免产生真空，这样使困油现象得以消除。一、外啮合齿轮泵2.几个突出的问题及解决办法由于在压油腔和吸油腔之间存在压差，液体压力的合力作用在齿轮和轴上，是一种径向不平衡力。径向不平衡力

径向不平衡力加速轴承的磨损，增大内部泄漏，甚至造成齿顶与壳体内表面的摩擦。

可通过缩小压油腔、开压力平衡槽等措施减小径向不平衡力。一、外啮合齿轮泵2.几个突出的问题及解决办法泄漏降低了液压泵的容积效率。2.几个突出的问题及解决办法即一部分液压油从压油腔流回吸油腔，没有输送到系统中去。泄漏一、外啮合齿轮泵

外啮合齿轮泵有三个可能泄漏的部位：齿轮端面和端盖间；齿轮外圆和壳体内孔间；两个齿轮的齿轮啮合处。

2.几个突出的问题及解决办法

外啮合齿轮泵的泄漏主要是齿轮端面泄漏，这部分泄漏量约占总泄漏量的75%-80%。一、外啮合齿轮泵泄漏2.几个突出的问题及解决办法一、外啮合齿轮泵

减小端面泄漏是提高齿轮泵容积效率的主要途径。一般采用齿轮端面间隙自动补偿的办法

泄漏浮动轴套补偿原理：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。二、内啮合齿轮泵

内啮合齿轮泵有许多优点,如结构紧凑,体积小,零件少,转速可高达10000r/mim,运动平稳,噪声低,容积效率较高等。缺点是流量脉动大,转子的制造工艺复杂等,目前已采用粉末冶金压制成型。内啮合齿轮泵可正、反转,可作液压马达用。

内啮合齿轮泵有内啮合渐开线齿轮泵和内啮合摆线齿轮泵（又称转子泵)两种。内啮合摆线齿轮泵实物结构二、内啮合齿轮泵

小齿轮和内齿轮均为摆线齿轮，不需设置隔板。小齿轮比内齿轮只少一个齿。

内啮合齿轮泵有内啮合渐开线齿轮泵和内啮合摆线齿轮泵（又称转子泵)两种。内啮合摆线齿轮泵二、内啮合齿轮泵三、外啮合齿轮泵的拆装

通过拆装CB-B型外啮合齿轮泵，了解齿轮泵的内部结构及组成，掌握齿轮泵的工作原理及结构特点，正确选择和使用齿轮泵。

三、外啮合齿轮泵的拆装三、外啮合齿轮泵的拆装（1）松开6个紧固螺钉9，分开端盖4和8；从泵体7中取出主动齿轮及轴、从动齿轮及轴；（2）分解端盖与轴承、齿轮与轴、端盖与油封。装配顺序与拆卸相反。1．拆卸步骤三、外啮合齿轮泵的拆装（1）泵体7泵体的两端面开有封油槽16，此槽与吸油口相通，用来防止泵内油液从泵体与泵盖接合面外泄，泵体与齿顶圆的径向间隙为0.13-0.16mm。（2）端盖4与8前后端盖内侧开有卸荷槽（见图中虚线所示），用来消除困油。端盖4上吸油口大，压油口小，用来减小作用在轴和轴承上的径向不平衡力。（3）齿轮6两个齿轮的齿数和模数都相等，齿轮与端盖间轴向间隙为0.03-0.04mm，轴向间隙不可以调节。2．主要零件分析三、外啮合齿轮泵的拆装（1）卸荷槽的作用是什么？（2）齿轮泵的密封工作区是指哪一部分？（3）该齿轮泵有无配流装置？它是如何完成吸、压油分配的？（4）该齿轮泵中存在几种可能产生泄漏的途径？为了减小泄漏，该泵采取了什么措施？（5）该齿轮泵采取什么措施来减小泵轴上的径向不平衡力的？3．思考题齿轮泵的常见故障及排除方法故障现象产生原因排除方法噪声大1．吸油管接头、泵体与泵盖的接合面、堵头和泵轴密封圈等处密封不良，有空气被吸入2．泵盖螺钉松动3．泵与联轴器不同心或松动4．齿轮齿形精度太低或接触不良1．用涂脂法查出泄漏处。用密封胶涂敷管接头并拧紧；修磨泵体与泵盖结合面保证平面度不超过0.005mm；用环氧树脂黏结剂涂敷堵头配合面再压进；更换密封圈2．适当拧紧3．重新安装，使其同心，紧固连接件4．更换齿轮或研磨修整故障现象产生原因排除方法噪声大5．齿轮轴向间隙过小

6．齿轮内孔与端面垂直度或泵盖上两孔平行度超差7．泵盖修磨后，两卸荷槽距离增大，产生困油8．滚针轴承等零件损坏9．装配不良，如主轴转一周有时轻时重现象5．配磨齿轮、泵体和泵盖6．检查并修复有关零件7．修整卸荷槽，保证两槽距离8．拆检，更换损坏件9．拆检，重装调整

故障现象产生原因排除方法流量不足或压力不能升高1．齿轮端面与泵盖接合面严重拉伤，使轴向间隙过大2．径向不平衡力使齿轮轴变形碰擦泵体，增大径向间隙3．泵盖螺钉过松4．中、高压泵弓形密封圈破坏、或侧板磨损严重1．修磨齿轮及泵盖端面，并清除齿形上毛刺2．校正或更换齿轮轴3．适当拧紧4．更换零件

过热1．轴向间隙与径向间隙过小2．侧板和轴套与齿轮端面严重摩擦1．检测泵体、齿轮，重配间隙2．修理或更换侧板和轴套

叶片泵具有结构紧凑、流量均匀、噪声小、运转平稳等优点，因而被广泛用于中、低压液压系统中。叶片泵按结构可分为:

但它也存在着结构复杂，对油液污染比较敏感等缺点。单作用式（多用于变量泵）双作用式（均为定量泵）第三节叶片泵一、双作用叶片泵转子2和定子1是同心的，定子内表面由八段曲面拼成；叶片3在离心力和底部压力油的作用下紧贴在定子的内表面上，在相邻叶片之间形成密封容腔；1、原理1－定子；2－转子；3－叶片当转子沿图示方向转动时，右上角和左下角的密封容腔容积逐渐变大，所在的区域是吸油区；左上角和右下角的密封容腔容积逐渐变小，所在的区域是压油区。1、原理一、双作用叶片泵1－定子；2－转子；3－叶片2）泵的排量不可调，只能作为定量泵；1）转子一转，每个工作容腔吸、压油各两次，所以称为双作用叶片泵；2、特点3）两个吸、压油区径向对称分布，作用在转子上的液压力是径向平衡的；4）叶片泵的流量脉动很小，且当叶片数为4的倍数时流量脉动率最小，所以叶片数一般取12或16。一、双作用叶片泵双作用叶片泵排量

∵叶片每伸缩一次，每两叶片间油液的排出量为：V密max-V密min∴（V密max-V密min）Z即一转压出油液的体积，即等于一环形体积。

双作用叶片泵排量

又∵双作用式

∴应为两倍的环形体积

即Vt

=2π(R2-r2)BB-叶片宽度双作用叶片泵流量

双作用叶片泵的理论流量为：

qt=2π(R2-r2)nB

泵输出的实际流量为：

q

=2π(R2-r2)nBηv

3.双作用叶片泵的结构特点YB1型双作用叶片泵，额定压力为6.3MPa，属于中压泵1—左配油盘;2、8—向心球轴承;3—传动轴;4—定子;5—右配油盘;6—后泵体;7—前泵体;9—密封圈;10—端盖;11—叶片;12—转子;13—螺钉78（1）定子过渡曲线（2）叶片倾角θ（3）配油盘的三角槽定子内表面的曲线由四段圆弧和四段过渡曲线组成。广泛采用等加速等减速曲线作为过渡曲线。叶片工作时，受离心力和叶片根部压力油的作用，使叶片和定子紧密接触。叶片相对旋转方向向前倾斜一角度θ，使叶片运动灵活，

常取θ=150。在压油窗口靠叶片从封油区进入压油区的一边开有一个三角槽，使两叶片之间的封闭油液在未进入压油区之前就与压力油相通，以减小密封腔中油压突变和噪声。特点二、单作用叶片泵由转子l、定子2、叶片3和配油盘(图中未画出)等零件组成。1、工作原理叶片可在转子槽内灵活滑动。定子的内表面是圆形的，转子与定子之间有一偏心量。配油盘只开一个吸油窗口和一个压油窗口。1－转子；2－定子；3－叶片当转子转动时，由于离心力作用，叶片顶部始终压在定子内圆表面上，两相邻叶片间就形成了密封容腔。

由于在转子每转一周的过程中，每个密封容腔完成吸油、压油各一次，也称为单作用式叶片泵。1、工作原理二、单作用叶片泵1－转子；2－定子；3－叶片1）改变偏心距大小即改变了排量；2）当偏心量为零时，密封容腔容积不会变化，就不具备液压泵的工作条件了;3）转向不变时，改变定子与转子偏心距的方向也就改变了泵的吸、压油口。2、特点4）叶片数均为奇数，一般为13或15片。二、单作用叶片泵单作用叶片泵的排量∵两叶片处于定子最右边，v密max

处于定子最左边，v密min∴（V密max-V密min）Z即一转压出油液的体积，即等于一环形体积

故V=π[(R+e)2-(R-e)2]B

=4πReB

=2πDeBB-叶片宽度D-转子内径e-转子与定子的偏心距单作用叶片泵的流量

理论流量：qt=vn=2πBeDn

实际流量：

q

=qtηv=2πBeDnηv

85（1）定子和转子偏心安置移动定子位置以改变偏心距，就可以调节泵的输出流量。偏心反向时，吸油压油方向也相反。（2）叶片后倾叶片底部油槽采取在压油区通压力油、在吸油区与吸油腔相通的结构形式，因而，叶片的底部和顶部所受的液压力是平衡的。叶片仅靠旋转时所受的离心力向外运动顶在定子的内表面，叶片向后倾斜有利于向外伸出，常取θ=240。（3）径向液压力不平衡由于转子及轴承上承受的径向力不平衡，所以该泵不宜用于高压场合，其额定压力一般不超过7MPa。3.单作用叶片泵的结构特点三、限压式变量叶片泵

变量泵是指排量可以调节的液压泵。这种调节可能是手动的，也可能是自动的。限压式变量叶片泵是一种利用负载变化自动实现流量调节的动力元件，在实际中得到广泛应用。转子中心固定，定子中心可左右移动。它在限压弹簧的作用下被推向右端，使定子和转子中心之间有一个偏心。1、结构和工作原理

当转子逆时针转动，上部为压油区，下部为吸油区。配油盘上吸、压油窗口关于泵的中心线对称，压力油的合力垂直向上，可以把定子压在滚针支承上。三、限压式变量叶片泵柱塞与泵的压油腔相通。设柱塞面积为Ax，则作用在定子上的液压力为pAx。当泵的工作压力升高使得pAx＞弹簧力时，液压力克服弹簧力把定子向左推移，偏心距减小了，泵的输出流量也随之减小。1、结构和工作原理三、限压式变量叶片泵

当泵的工作压力升高使得pAx＞弹簧力时，液压力克服弹簧力把定子向左推移，偏心距减小了，泵的输出流量也随之减小。

压力越高，偏心距越小，泵输出的流量也越小；1、结构和工作原理三、限压式变量叶片泵当压力增大到偏心距所产生的流量刚好能补偿泵的内部泄漏时，泵输出流量为零。

这意味着不论外负载如何增加，泵的输出压力不会再增高。这也是"限压"的由来。

由于反馈是借助于外部的反馈柱塞实现的，故称为外反馈。1、结构和工作原理三、限压式变量叶片泵2、压力流量特性曲线

图中ＡＢ段是泵的不变量段，此时弹簧力＞液压力，最大偏心距是常数，故其特性如定量泵，压力增高时泄漏量增加，实际输出流量略有减少；三、限压式变量叶片泵

图中ＢＣ段是泵的变量段，泵的实际输出流量随着工作压力增高而减少；

图中Ｂ点称为曲线的拐点，对应的工作压力pc=ksx0/

Ax，其值由弹簧的预紧量确定；2、压力流量特性曲线三、限压式变量叶片泵

Ｃ点变量泵最大输出压力，相当于实际输出流量为零时的压力；

调解弹簧压缩量，可改变pc、pmax的值，BC段曲线左右平移；2、压力流量特性曲线三、限压式变量叶片泵

调节流量限位螺钉位置，可改变最大偏心量，从而改变泵的最大流量，AB段曲线上下平移；

更换刚度不同的弹簧，可改变BC段的斜率：弹簧越软，曲线越陡。2、压力流量特性曲线三、限压式变量叶片泵3、应用三、限压式变量叶片泵

限压式变量叶片泵结构复杂，轮廓尺寸大，相对运动的机件多，泄漏较大。同时，转子轴上承受较大的不平衡径向液压力，噪声较大，容积效率和机械效率都没有定量叶片泵高。而从另外一方面看，在泵的工作压力条件下，它能按外负载和压力的波动来自动调节流量，节省了能量，减少了油液的发热，对机械动作和变化的外负载具有一定的自适应调整性。

3、应用三、限压式变量叶片泵

限压式变量叶片泵对于那些要实现空行程快速移动和工作行程慢速进给（慢速移动）的液压驱动是一种较合适的液压泵。一般快速行程需要快的移动速度和大的工作流量，负载压力较低，这正好对应了特性曲线的AB起始段，而工作进给是需要较高的压力，同时移动速度较低，所需流量减少，对应了特性曲线的BC段。因此，限压式变量叶片泵特别适用于那些要求执行元件有快速、慢速和保压阶段的中、低压系统，有利于节能和简化液压回路。

四、限压式变量叶片泵的拆装

通过拆装YBX型外反馈限压式变量叶片泵，了解叶片泵的内部结构及组成，掌握叶片泵的工作原理及结构特点，正确选择和使用叶片泵。YBX型外反馈限压式变量叶片泵内部结构如下图

四、限压式变量叶片泵的拆装1-预紧力调整螺钉；2-调压弹簧；3-泵体；4-转子；5-定子；6-滑块；7-传动轴；8-叶片；9-反馈活塞；10-最大偏心调节螺钉1．拆卸步骤四、限压式变量叶片泵的拆装(1)松开固定螺钉，拆下弹簧压盖，取出限压弹簧2及弹簧座；(2)松开固定螺钉，拆下活塞压盖，取出反馈活塞9；(3)松开固定螺钉，拆下滑块压盖，取出滑块6及滚针；(4)松开固定螺钉，拆下传动轴左右端盖，取出左配流盘、定子、转子传动轴组件和右配流盘；(5)分解以上各部件。拆卸后清洗、检验、分析，装配与拆卸顺序相反。2、主要零件分析四、限压式变量叶片泵的拆装(1)定子5和转子4定子5的内表面和转子4的外表面是圆柱面。转子4中心固定，定子5中心可以左右移动。转子4径向开有15条槽可以安置叶片，如图2-23所示。四、限压式变量叶片泵的拆装(2)叶片8该泵共有15个叶片，流量脉动较偶数小。叶片后倾角为240，有利于叶片在惯性力的作用下向外伸出。2、主要零件分析(3)配流盘如左图所示，配流盘上有四个圆弧槽，分别为配油窗口和叶片底部的通油槽。压油腔一侧的叶片底部通油槽和压油腔相通，吸油腔一侧的叶片底部通油槽与吸油腔相通，以保持叶片的底部和顶部所受的液压力是平衡的。

四、限压式变量叶片泵的拆装2、主要零件分析(4)滑块6滑块6用来支持定子，并承受压力油对定子的作用力。(5)压力调节装置压力调节装置由预紧力调整螺钉1、调压弹簧2弹簧座组成。调节弹簧的预压缩量，可以改变泵的限定压力。(6)最大流量调节装置最大流量调节装置由反馈活塞9和最大偏心调节螺钉10组成。调节螺钉10可以改变活塞11的原始位置，也改变了定子与转子的原始偏心量，从而改变泵的最大流量。(7)压力反馈装置泵的出口压力作用在活塞上，活塞对定子产生反馈力。

四、限压式变量叶片泵的拆装3、思考题（1）单作用叶片泵密封空间由哪些零件组成？共有几个？（2）单作用叶片泵和双作用叶片泵在结构上有什么区别？（3）限压式变量泵配流盘上开有几个槽孔？各有什么用处？（4）应操纵何种装置来调节限压式变量泵的最大流量和限定压力？

柱塞泵依靠柱塞在缸体中往复运动，使密封工作容腔的容积发生变化来实现吸油、压油的。与齿轮泵和叶片泵相比，具有以下特点：工作压力高：由于密封容腔是由柱塞孔和柱塞构成，圆柱面相对容易加工，可以达到较高的尺寸精度，因此这种泵的密封性很好，有较高的容积效率。柱塞泵的工作压力一般为20～40MPa，最高可达1000MPa；易于变量：由于便于改变柱塞的行程，因此容易实现单向或双向变量；流量范围大

：设计上可以选用不同的柱塞直径或数量，因此可得到不同的流量。

第四节柱塞泵

柱塞泵也存着在对油污染敏感和价格较昂贵等缺点。总之，柱塞泵具有额定压力高，结构紧凑，效率高及流量调节方便等优点，被广泛用于高压、大流量和流量需要调节的场合，诸如液压机、工程机械和船舶中。

根据柱塞的布置和运动方向与传动主轴相对位置的不同，可分为径向柱塞泵和轴向柱塞泵两类。

第四节柱塞泵一、径向柱塞泵

径向柱塞泵是将柱塞径向排列在缸体内，缸体由原动机带动连同柱塞一起转动，周期性改变密闭容积的大小，达到吸、排油的目的。

径向柱塞泵实物结构一、径向柱塞泵一、径向柱塞泵1－柱塞；2－缸体；3－衬套；4－定子；5－配油轴1、结构和工作原理一、径向柱塞泵定子和转子之间有一个偏心，配油轴固定不动。柱塞在转子的径向孔内运动，形成了泵的密封工作容腔。1、结构和工作原理

当转子按图示方向转动时，位于上半周的工作容腔处于吸油状态，油箱中的油液经配油轴的孔进入吸油腔；位于下半周的工作容腔则处于压油状态，将油从配油轴的孔向外输出。一、径向柱塞泵1、结构和工作原理

径向柱塞泵的配油轴5是固定不动的，图所示为配油轴的结构。油液从配油轴的上半部的两个进油孔a1和a2流入，从下半部两个压油孔b1和b1压出。为了实现配油，配油轴在与衬套3接触的部位开有上下两个缺口，从而形成吸油口和压油口，而留下的部分则形成封油区。一、径向柱塞泵1、结构和工作原理

改变定子与转子偏心距的大小和方向，就可以改变泵的输出流量和泵的吸、压油方向。因此径向柱塞泵可做成单向或双向变量。一、径向柱塞泵1、结构和工作原理径向柱塞泵径向尺寸大，自吸能力差，配油轴受径向不平衡液压力作用，易于磨损，因而限制了转速和工作压力的提高。径向柱塞泵的容积效率和机械效率都较高。一、径向柱塞泵2、特点1、结构和工作原理二、轴向柱塞泵

轴向柱塞泵是将多个柱塞轴向配置在一个共同缸体的圆周上，并使柱塞中心线和缸体中心线平行的一种泵，轴向柱塞泵有两种形式，直轴式（斜盘式）和斜轴式（摆缸式）

1、结构和工作原理二、轴向柱塞泵直轴式轴向柱塞泵实物外形斜轴式轴向柱塞泵实物外形二、轴向柱塞泵

1为缸体传动轴，2为配油盘，3为柱塞，4为斜盘1、结构和工作原理二、轴向柱塞泵

传动轴带动缸体旋转，斜盘和配油盘固定不动。柱塞均布于缸体内，柱塞的头部靠机械装置或在低压油作用下紧压在斜盘上。斜盘法线和缸体轴线的夹角为γ。当传动轴旋转时，柱塞一方面随缸体转动，另一方面在缸体内作往复运动。

1、结构和工作原理二、轴向柱塞泵

柱塞相对缸体左移时工作容腔是吸油状态，柱塞相对缸体右移时工作容腔是压油状态。缸体每转一周，每个柱塞完成吸、压油一次。

如果可以改变斜角γ的大小和方向，就能改变泵的排量和吸、压油的方向，此时即为双向变量轴向柱塞泵1、结构和工作原理二、轴向柱塞泵（1）柱塞和缸体配合间隙容易控制，密封性好，容积斜率高0.93-0.95。（2）采用滑履与回程盘装置，避免球头的头接触。（3）高压泵，结构复杂，价格贵，使用环境要求高。（4）柱塞数通常为7、9、11个，单数，减小脉动。（5）排量取决于泵的斜盘倾角γ。2、工作特点二、轴向柱塞泵3.斜盘式轴向柱塞泵的结构特点1—中间泵体;2—内套;3—弹簧;4—钢套;5—缸体;6—配油盘;7—前泵体;8—传动轴;9—柱塞;10—外套;11—轴承;12—滑履;13—钢珠;14—回程盘;15—斜盘;16—轴销;17—变量活塞;18—丝杆;19—手轮;20—变量机构壳体斜盘式轴向柱塞泵的结构特点（1）滑履结构

一般轴向柱塞泵都在柱塞头部装有滑履12，各相对运动表面之间通过滑履上的小孔引入压力油，实现可靠的润滑，大大降低了相对运动零件表面的磨损。（2）中心弹簧机构

用一个弹簧3，通过钢珠13和回程盘14将滑履压向斜盘，从而使泵具有较好的自吸能力。弹簧只受静载荷，不易疲劳损坏。（3）缸体端面间隙的自动补偿

使缸体紧压配油盘端面的作用力，除弹簧3的推力外，还有柱塞孔底部台阶面上所受的液压力。由于缸体始终受力紧贴着配油盘，使端面间隙得到了自动补偿，提高泵的容积效率。（4）变量机构

手动变量机构。变量时，转动手轮19——18——17——16——15绕其中心转动，从而改变了斜盘倾角γ。

轴向柱塞泵的排量若柱塞数为z，柱塞直径为d，柱塞孔的分布圆直径为D，斜盘倾角为γ，则柱塞的行程为：h=Dtanγ

故缸体转一转，泵的排量为：

V=Zhπd2/4=πd2ZD(tanγ)/4轴向柱塞泵流量

理论流量：qT=Vn=D

(tanγ)·zπd2/4实际流量：q

=qTηpv

=D

(tanγ)·zηpvπd2/4三、轴向柱塞泵的拆装

通过拆装SCY14-1B型手动变量轴向柱塞泵，了解轴向柱塞泵的内部结构及组成，掌握柱塞泵的工作原理及结构特点，正确选择和使用柱塞泵。三、轴向柱塞泵的拆装SCY14-1B型手动变量轴向柱塞泵结构如下图

1－泵体；2－弹簧；3－缸体；4－配油盘；5－前泵体；6－传动轴；7－柱塞；8－轴承；9－滑履；10－回程盘；11－斜盘；12－轴销；13－变量活塞；14－丝杠；15－手轮；16－螺母

三、轴向柱塞泵的拆装（1）松开固定螺钉，分开左端手动变量机构、中间泵体和右端泵盖三部件；（2）分解各部件；（3）清洗、检验和分析（4）装配。先装部件后总装。

1．拆装步骤三、轴向柱塞泵的拆装2．主要零部件分析

（1）缸体3缸体用铝青铜制成，缸体上面有七个与柱塞相配合的圆柱孔，其加工精度很高，以保证既能相对滑动，又有良好的密封性能。缸体中心开有花键孔，与传动轴6相配合。缸体右端面与配流盘4相配合。缸体外表面镶有钢套并装在滚动轴承8上。（2）柱塞7与滑履9柱塞的球头与滑履铰接。柱塞在缸体内作往复运动，并随缸体一起转动。滑履随柱塞做轴向运动，并在斜盘11的作用下绕柱塞球头中心摆动，使滑履平面与斜盘斜面贴合。柱塞和滑履中心开有直径1mm的小孔，缸中的压力油可进入柱塞和滑履、滑履和斜盘间的相对滑动表面，形成油膜，起静压支承作用。减小这些零件的磨损。三、轴向柱塞泵的拆装2．主要零部件分析

轴向柱塞泵缸体轴向柱塞泵柱塞三、轴向柱塞泵的拆装2．主要零部件分析

（3）中心弹簧机