液压与气压传动技术项目二液压泵站液压元件的分析与选用任务

《液压与气压传动技术》主讲教师：陈敏捷项目二：液压泵站液压元件的分析与选用任务1：液压动力元件的分析与选用齿轮泵的工作原理与结构特点目录Contents01叶片泵的工作原理与结构特点02柱塞泵的工作原理与结构特点03液压泵的选用04课程导入将电动机（或其它原动机）输出的机械能转换为液体的压力能，为液压系统提供动力。液压泵是液压系统的主要动力元件。

液压动力元件

为系统提供能量和动力。

柱塞2靠弹簧4压紧在偏心轮1上，偏心轮1的转动使柱塞2作往复运动。柱塞2向右移动时，油腔a的容积由小变大，形成局部真空，大气压力迫使油箱中的油液通过吸油管顶开单向阀6，进入油腔a中，这就是泵的吸油过程。当柱塞2向左移动时，油腔a的容积由大变小，迫使其中的油液顶开单向阀5流入系统，这就是泵的压油过程。偏心轮不断地旋转，泵就不断的吸油和压油，实现机械能向油液的压力能的转换。动画演示课程导入液压泵的工作原理液压泵正常工作的必备条件：（1）应具有一个或若干个能周期性变化的密封容积，这是实现吸油与压油的根本原因；（2）应有配流装置：吸油与压油隔开；（3）吸油过程中，油箱必须与大气相通。请同学们思考：打针用的注射器是液压泵吗课程导入齿轮泵柱塞泵叶片泵课程导入螺杆泵常用液压泵主要有：液压泵的常用种类和图形符号：（1）按泵的结构分为：齿轮泵、叶片泵、柱塞泵、螺杆泵等。（2）按泵额定压力的高低分为：低压泵（≤2.5MPa）、中压泵和高压泵（＞16～32MPa）等。（3）按泵输出流量能否调节分为：定量泵和变量泵。（4）按泵输油方向能否改变分为：单向泵和双向泵。液压泵的图形符号单向定量泵双向定量泵单向变量泵双向变量泵课程导入前泵盖后泵盖泵体传动轴螺钉定位销外啮合齿轮泵的结构

齿轮泵后泵盖泵体卸荷槽吸油口排油口平衡槽齿轮泵外啮合齿轮泵的工作原理

泵体内装有一对相同模数、齿数的齿轮，齿轮的两端面靠泵端盖密封。泵体、端盖和齿轮的各齿槽组成了密封容积。靠两齿轮沿齿宽方向的啮合线把密封容积分成吸油腔和压油腔。动画演示+观看微课当齿轮按图示箭头方向旋转时，右侧油腔由于轮齿逐渐脱开啮合，密封容积逐渐增大而形成局部真空，油液吸入,将齿槽充满，随着齿轮旋转被带到左腔。左侧油腔由于轮齿逐渐进入啮合，密封容积逐渐减小，齿槽中油液受到挤压，从排油口排出。齿轮不断旋转，吸油腔不断吸油，压油腔不断排油。困油现象：与吸压油腔均不相通的闭死容积大小发生变化产生原因：齿轮啮合的重叠系数ε>1危害：导致泄露、压力冲击、油液发热，气蚀现象与振动噪声齿轮泵三大问题：困油现象

消除措施：在齿轮泵两端泵盖内侧面上铣出两个卸荷槽。使困油区在容积缩小时，通过卸荷槽与压油腔相通；困油区容积增大时，通过卸荷槽与吸油腔相通，以便及时补油。危害：使泵轴弯曲，齿顶与泵体摩擦，加速轴承磨损，降低轴承寿命改善措施：缩小压油区

适当增大径向间隙平衡槽齿轮泵三大问题：径向不平衡力

泄漏途径：端面泄漏，径向泄漏，轮齿啮合泄漏，端面泄漏占75%—80%。端面间隙补偿采用静压平衡措施：在齿轮和盖板之间增加一个补偿零件，如浮动轴套、浮动侧板。固定轴套齿轮泵三大问题：泄漏

优点：齿轮泵结构简单，尺寸小，重量轻，制造方便，价格低廉，工作可靠，自吸能力强（允许的吸油真空度大）对油液污染不敏感，维护容易。缺点：但一些机件受不平衡径向力，磨损严重，泄漏大，工作压力的提高受到限制；此外，它的流量脉动大，因而压力脉动和噪声都较大，影响工作部件的运动平稳性。应用：运动平稳性要求低、中低压、定流量、对噪声污染要求不高的场合。齿轮泵齿轮泵的特点及用途

结构组成：

（1）渐开线齿，月牙形隔板；

（2）摆线齿，少一齿。工作原理：

与外啮合齿轮泵类似：吸油、带入、压油。特点：

结构紧凑，零件少；

无困油现象；

运动平稳，噪声低，压力脉动小；

泵的额定压力可达成30MPa；

齿形复杂，加工精度要求高，造价贵。动画演示齿轮泵内啮合齿轮泵

渐开线齿摆线齿叶片泵单作用叶片泵

工作原理：转子每转一转，密封容积只变化一次，完成一次吸油和压油，故称为单作用式叶片泵。结构组成：由转子1、定子2、叶片3、配油盘4和泵体5等组成。定子的内孔是一个与转子偏心安装的圆环，两侧的配油盘上开有两个油窗，一个吸油窗，一个压油窗。定子叶片转子叶片泵单作用叶片泵的特点：（1）定子曲线。单作用叶片泵定子内表面为圆面。（2）叶片倾角。为保证叶片所受合力与运动方向一致，减少叶片受弯的力，叶片前倾θ角。不应反向使用。（3）径向力。转轴所受径向力不平衡，有径向不平衡力。所以这种泵不宜用于高压。（4）根部通油。叶片槽根部分别接通吸、压油腔，叶片厚度对排量无影响。（5）叶片数。偏心安装，容积变化不均匀，瞬时理论流量脉动。叶片越多，脉动越小；叶片数取为奇数，以减小流量的脉动。一般为13-15片。（6）变量泵。可以通过改变定子的偏心距e来调节泵的排量和流量。（7）叶片伸出主要靠离心力作用。叶片泵双作用叶片泵

工作原理：双作用叶片泵因旋转一周，叶片在转子叶片槽内滑动两次，完成两次吸油和压油而得名。结构：主要由定子1、转子2、叶片3、配油盘4、传动轴5和泵体6等组成。转子和定子同心安装。定子内表面由两段长径R圆弧、两段短径r圆弧和四段过渡曲线组成。工作原理叶片泵双作用叶片泵的特点：

（1）叶片倾角。叶片沿旋转方向前倾10°～14°，以减小压力角；

（2）叶片底部通以压力油，防止压油区叶片内滑；

（3）转子上的径向负荷平衡；

（4）配油盘上开有三角槽（眉毛槽），防止压力跳变，同时避免困油。

（5）双作用泵不能改变排量，只作定量泵用。叶片泵缺点吸油能力差压力和转速难以提高，又由离心力要求，应用范围较窄对油污染敏感结构复杂，对材质和加工要求高成本高优点结构紧凑，外形尺寸小运转平稳，噪声小流量均匀，脉动小单作用泵可变量可双作用，轴承受力平衡，寿命长中等负荷：广泛应用于机床液压系统中和部分工程机械中，中低压高流量场合。柱塞泵—轴向柱塞泵：柱塞轴向布置

斜盘式

斜轴式—径向柱塞泵：柱塞沿径向放置

配流轴式为了连续吸油和压油，柱塞数必须大于等于3。柱塞泵的分类

柱塞泵结构组成：斜盘（不动）、柱塞（相对缸体往复运动）、缸体（转动）、配流盘（不动）工作原理：缸体转动，斜盘迫使柱塞做往复运动；使密封腔容积增大和减小，实现吸油和压油；缸体每转一转，每个柱塞往复运动一次，吸、压油各一次。特点：斜盘式轴向柱塞泵为双向变量泵改变斜盘的倾角γ，往复运动行程改变，泵排量V改变；改变斜盘的倾角方向，就能改变吸、压油的方向。斜盘式轴向柱塞泵柱塞泵结构组成：

缸体（转动）柱塞（相对缸体往复运动）定子（不动）

配流盘（不动）工作原理：

定子与缸体有偏心量e，定子迫使柱塞往复运动，实现吸油与压油。1.定子2.缸体3.柱塞工作原理径向柱塞泵柱塞泵特点：与齿轮泵和叶片泵相比，柱塞泵具有压力高，结构紧凑，效率高，流量调节方便等优点。用途：广泛应用于需要高压、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、矿山冶金机械及船舶等。柱塞泵的特点与用途

液压泵的选用液压泵的选用原则

（1）是否要求变量：径向柱塞泵、轴向柱塞泵、单作用叶片泵是变量泵；（2）工作压力：柱塞泵压力31.5MPa，叶片泵压力6.3MPa，高压化以后可达16MPa，齿轮泵压力2.5MPa，高压化后可达21MPa；（3）工作环境：齿轮泵的抗污染能力最好；（4）噪声指标：低噪声泵有内啮合齿轮泵、双作用叶片泵和螺杆泵，双作用叶片泵和螺杆泵的瞬时流量均匀；（5）效率：轴向柱塞泵的总效率最高；同一结构的泵，排量大的泵总效率高；同一排量的泵在额定工况下总效率最高。液压泵的选用各类泵性能比较及应用

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