第三章液压动力元件

第三章液压动力元件第三章液压动力元件3.1液压泵的工作原理和分类3.2液压泵的主要技术参数3.3齿轮泵和摆线转子泵3.4叶片泵3.5柱塞泵第三章液压动力元件3.1液压泵的工作原理和分类液压泵将原动机（电动机和内燃机）输出的机械能转换成工作液体的压力能，以推动执行元件工作液压泵的工作原理液压泵是依靠周期性变化的密封容积和配流装置来进行工作的，故一般称为容积式液压泵。第三章液压动力元件单柱塞泵的工作原理柱塞装在缸体中形成密封工作容积.当原动机驱动凸轮旋转时，在凸轮和弹簧的作用下，柱塞便在缸体内做往复运动。柱塞右移，缸体中密封工作容积变大，形成局部真空，油箱中的油液在大气压作用下，经吸油管顶开单向阀

（吸油阀）进入缸体内，实现吸油。柱塞左移，缸体中密封工作容积变小，油液受挤压，通过单向阀（压油阀）输送到系统中去，实现压油。当偏心轮不断旋转，液压泵就不断地吸油和压油，从而不断地向液压系统供油。第三章液压动力元件采掘机械中常用的液压泵类型有齿轮式、叶片式和柱塞式。齿轮式渐开线外啮合齿轮泵摆线内啮合齿轮泵（摆线转子泵）叶片式非平衡式单作用叶片泵平衡时双作用叶片泵卧式柱塞泵斜盘式柱塞式轴式柱塞泵斜轴式无铰双铰径向柱塞泵第三章液压动力元件液压泵的图形符号如图3－2所示(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)双向变量液压泵第三章液压动力元件3.2液压泵的主要技术参数一、排量、流量和容积效率排量在不考虑泄漏的情况下，液压泵每转一周，所排出油液的体积。排量的大小由密封容积几何尺寸的变化计算而得。理论流量qt在不考虑泄漏的情况下，液压泵在单位时间内所排出油液的体积。qt＝V.n,其中n为主轴转速实际流量q

在具体实际工况下，液压泵在单位时间内所排出油液的体积。q=qt-q1，其中q1为泄露和压损引起的流量。第三章液压动力元件额定流量qn泵在额定压力和额定转速下输出的实际流量。容积效率ηV用来表征液压泵的容积损失，即由液压泵内部泄漏造成的流量损失。ηV=q/qt，其中q为液压泵的实际流量，qt为理论流量。泄漏量Δq=klp。这是因为液压泵工作构件之间的间隙很小，泄漏液体的流动状态可以看作是层流，即泄漏量与泵的工作压力p成正比，kl是液压泵的泄漏系数。第三章液压动力元件二、压力和转速额定压力：泵在额定转速和最大排量下能连续运转的工作压力。在额定压力下，液压泵能保证规定的容积效率和寿命。最大压力：泵在短时间内超载所允许的极限压力实际工作压力：液压泵在工作时所达到的具体压力值，其大小取决于执行元件的负载。额定转速：泵在额定压力下，连续长时间运转的最大转速。最高转速：泵在额定压力下，允许短暂运行的最大转速。当泵的转速超过最大转速时，吸油腔会因流速过大而产生吸空和气穴现象，这是不允许的。第三章液压动力元件最低转速：允许泵正常运行的最低转速。液压泵的转速低于最低转速时，则因流量过小，使系统不能工作，也是不允许的。一般情况下，液压泵应在额定转速下运转。常用各类液压泵的额定转速范围如下：齿轮泵：1000~1800r/min；叶片泵：1000~1800r/min；轴向柱塞泵：1000~2200r/min。三、输出功率、输入功率和总效率输入功率PrPr=Tw输出功率PtPt=Pr×ήm总效率ήή=Pt/Pr=ήvήm第三章液压动力元件3.3齿轮泵和摆线转子泵一、齿轮泵齿轮泵是液压泵中结构最简单的一种，且价格便宜，故在一般机械上被广泛使用；齿轮泵是定量泵，可分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵两种。工作原理

两啮合的轮齿将泵体、前后盖板和齿轮包围的密闭容积分成两部分，轮齿进入啮合的一侧密闭容积减小，经压油口排油，退出啮合的一侧密闭容积增大，经吸油口吸油。图3-3齿轮泵的工作原理图第三章液压动力元件困油现象

齿轮重合度ε＞1，形成一个与吸、压油腔均不相通的闭死容积，此闭死容积随齿轮转动其大小发生变化，先由大变小，后由小变大。结构上常常在齿轮泵的侧盖后滑动轴承上开设卸荷槽，是闭死容积缩小时与排液腔连通，容积变大时则与吸液腔连通，来解决困油问题。第三章液压动力元件二、摆线转子泵结构：一对内啮合转子（摆线齿），内转子比外转子少1齿。七腔互隔，前半部容积渐小、排油腔；后半部容积渐大，进油腔。内转子旋转一周，外转子旋转6/7周，每一密封空间完成吸油、排油6/7循环。(a)有隔板的内啮合齿轮泵；(b)摆动式内啮合齿轮泵第三章液压动力元件3.4叶片泵叶片泵按结构可分为单作用叶片泵和双作用叶片泵。单作用叶片泵，是指转子旋转一周，密封工作容积完成一次吸油和一次压油；可作变量泵用。双作用叶片泵，是指转子旋转一周，密封工作容积完成两次吸油和两次压油；只能作定量泵用。第三章液压动力元件优点：运转平稳，噪声小；流量均匀，脉动小；单作用泵可变量；结构紧凑，外形尺寸小。缺点：吸油能力差；对油液污染敏感；结构复杂，对材质和加工要求高；成本较高。第三章液压动力元件3.5柱塞泵工作原理：柱塞在液压缸内作往复运动来实现吸油和压油。与齿轮泵相比，该泵能以最小的尺寸和最小的重量供给最大的动力，为一种高效率的泵，但制造成本相对较高，该泵用于高压、大流量、大功率的场合一、径向柱塞泵柱塞轴线与传动轴轴线垂直；柱塞径向排列安装在缸体的圆周上第三章液压动力元件结构由柱塞、转子、衬套、定子和配油轴组成。转子内孔压有衬套，之间为过盈配合，衬套随转子一起转动。定子和转子之间有偏心e，配油轴固定不动。柱塞径向排列在缸体圆周上的柱塞孔中，转子（缸体）由原动机带动连同柱塞一起旋转，柱塞靠离心力作用抵紧在定子内壁，并在转子的径向孔内运动，形成密封工作容腔。配油方式为轴配油配油轴和衬套接触的一段加工出上下两个缺口，形成吸油口和压油口，留下的部分形成封油区。从配油轴的一端往两缺口部分各钻两个深孔，通向吸油口和压油口。油液从上半部的两个孔流入，从下半部的两个孔压出。配油轴固定不动。第三章液压动力元件工作原理柱塞经上半周时逐渐向外伸出，柱塞底部密封工作容积逐渐增大，经衬套上的油孔从配油轴上的吸油口吸油；柱塞经下半周时逐渐向内缩回，柱塞底部密封工作容积逐渐减小，经衬套上的油孔从配油轴上的压油口吸油；转子旋转一周，每个工作容积完成一次吸油和一次压油。转子不停地旋转，泵就不停地吸油和压油。改变偏心e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。因此径向柱塞泵可以做成单向或双向变量泵。第三章液压动力元件密封容积图3-5径向柱塞泵的工作原理第三章液压动力元件二、轴向柱塞泵结构密封容积柱