第三章 液壓泵及液壓馬達

1、第第3 3章章 液壓泵與液壓馬達液壓泵與液壓馬達 液壓泵與液壓馬達，是液壓系統(tǒng)中的能量轉換裝置。液壓泵與液壓馬達，是液壓系統(tǒng)中的能量轉換裝置。 本章主要介紹幾種典型的液壓泵與液壓馬達的工作本章主要介紹幾種典型的液壓泵與液壓馬達的工作原理、結構特點、性能參數(shù)以及應用。原理、結構特點、性能參數(shù)以及應用。 液壓泵液壓泵液壓馬達液壓馬達 將原動機輸出的機械能轉換成壓力能，屬于動力元件，將原動機輸出的機械能轉換成壓力能，屬于動力元件，其功用是給液壓系統(tǒng)提供足夠的壓力油以驅動系統(tǒng)工作。因此，液壓其功用是給液壓系統(tǒng)提供足夠的壓力油以驅動系統(tǒng)工作。因此，液壓泵的輸入參量為機械參量泵的輸入參量為機械參量( (轉

2、矩轉矩T T和轉速和轉速n n) )，輸出參量為液壓參量，輸出參量為液壓參量( (壓壓力力p和流量和流量q) )。 將輸入的液體壓力能轉換成工作機構所需要的機械能，將輸入的液體壓力能轉換成工作機構所需要的機械能，屬于執(zhí)行元件，屬于執(zhí)行元件， 常置于液壓系統(tǒng)的輸出端，直接或間接驅動負載連續(xù)常置于液壓系統(tǒng)的輸出端，直接或間接驅動負載連續(xù)回轉而做功。因此，液壓馬達的輸入參量為液壓參量回轉而做功。因此，液壓馬達的輸入參量為液壓參量( (壓力壓力p和流量和流量q) )，輸出參量為機械參量輸出參量為機械參量( (轉矩轉矩T T和轉速和轉速n n) )。 目錄目錄 3.1 3.1 液壓泵與液壓馬達概述液壓泵

3、與液壓馬達概述 3.2 3.2 齒輪泵齒輪泵 3.3 3.3 葉片泵葉片泵 3.4 3.4 柱塞泵柱塞泵 3.5 3.5 液壓泵的選用液壓泵的選用 3.6 3.6 液壓馬達液壓馬達 3.1 液壓泵與液壓馬達概述 液壓泵的工作原理液壓泵的工作原理單柱塞容積式泵的工作原理圖 1偏心輪2柱塞3缸體4彈簧5壓油單向閥6吸油單向閥a密封油腔 液壓泵的性能參數(shù)主要有壓力、轉速、排量、流量、功率和液壓泵的性能參數(shù)主要有壓力、轉速、排量、流量、功率和效率。效率。 液壓泵的主要性能參數(shù)液壓泵的主要性能參數(shù)3.1 3.1 液壓泵與液壓馬達概述液壓泵與液壓馬達概述壓力壓力np額定壓力額定壓力 maxp最高允許壓力最

4、高允許壓力 p工作壓力工作壓力 吸入壓力吸入壓力 在正常工作條件下，按試驗標準在正常工作條件下，按試驗標準規(guī)定連續(xù)運轉所允許的最高壓力規(guī)定連續(xù)運轉所允許的最高壓力泵短時間內所允許泵短時間內所允許超載使用的極限壓力超載使用的極限壓力 實際工作時的輸出壓力，實際工作時的輸出壓力，即液壓泵出口的壓力即液壓泵出口的壓力 液壓泵進口處的壓力液壓泵進口處的壓力 3.1 3.1 液壓泵與液壓馬達概述液壓泵與液壓馬達概述轉速轉速n額定轉速額定轉速maxn最高轉速最高轉速minn最低轉速最低轉速液壓泵的主要性能參數(shù)液壓泵的主要性能參數(shù)在額定壓力下，根據(jù)試驗結果推薦能長在額定壓力下，根據(jù)試驗結果推薦能長時間連續(xù)運

5、行并保持較高運行效率的轉速時間連續(xù)運行并保持較高運行效率的轉速 在額定壓力下，為保證使用壽命和性能所在額定壓力下，為保證使用壽命和性能所允許的短暫運行的最高轉速允許的短暫運行的最高轉速 為保證液壓泵可靠工作或運行效率不致過為保證液壓泵可靠工作或運行效率不致過低所允許的最低轉速低所允許的最低轉速 3.1 3.1 液壓泵與液壓馬達概述液壓泵與液壓馬達概述排量及流量排量及流量液壓泵的主要性能參數(shù)液壓泵的主要性能參數(shù)tq理論流量理論流量q實際流量實際流量排量排量V在不考慮泄漏的情況下，液壓泵主軸每轉一周，在不考慮泄漏的情況下，液壓泵主軸每轉一周，所排出的液體的體積所排出的液體的體積在不考慮泄漏的情況下

6、，液壓泵在單位時間內在不考慮泄漏的情況下，液壓泵在單位時間內所排出的液體的體積所排出的液體的體積 tqnV指實際運行時，在不同壓力下液壓泵所排出的指實際運行時，在不同壓力下液壓泵所排出的流量流量 流量不均勻系數(shù)流量不均勻系數(shù)q瞬時理論流量瞬時理論流量tshq額定流量額定流量nq3.1 3.1 液壓泵與液壓馬達概述液壓泵與液壓馬達概述液壓泵的主要性能參數(shù)液壓泵的主要性能參數(shù)排量及流量排量及流量在額定壓力、額定轉速下，按試驗標準規(guī)定在額定壓力、額定轉速下，按試驗標準規(guī)定必須保證的輸出流量必須保證的輸出流量 由于運動學機理，液壓泵的流量往往具有脈由于運動學機理，液壓泵的流量往往具有脈動性，液壓泵某一

7、瞬間所排的理論流量動性，液壓泵某一瞬間所排的理論流量 在液壓泵的轉速一定時，因流量脈動造成的在液壓泵的轉速一定時，因流量脈動造成的流量不均勻程度流量不均勻程度 tshmaxtshminqt()()qqq3.1 3.1 液壓泵與液壓馬達概述液壓泵與液壓馬達概述輸入功率輸入功率P Pi i輸出功率輸出功率P Po o理論功率理論功率P Pt t液壓泵的主要性能參數(shù)液壓泵的主要性能參數(shù)功率功率原動機的輸出功率，即實際驅動泵軸所需原動機的輸出功率，即實際驅動泵軸所需的機械功率的機械功率 i2PTnT輸出功率輸出功率(kW)(kW)用其實際流量用其實際流量q q和出口壓力和出口壓力p p的乘積表示的乘積

8、表示 Oppqttt2PpqnT如果液壓泵在能量轉換過程中沒有能量損失，如果液壓泵在能量轉換過程中沒有能量損失，則輸入功率與輸出功率相等，即為理論功率則輸入功率與輸出功率相等，即為理論功率 3.1 3.1 液壓泵與液壓馬達概述液壓泵與液壓馬達概述液壓泵的主要性能參數(shù)液壓泵的主要性能參數(shù)效率效率機械效率機械效率 容積效率容積效率 總效率總效率 tmTTllVtt11qqqqqnV oVmiPp 液壓泵的性能曲線液壓泵的性能曲線 3.1 3.1 液壓泵與液壓馬達概述液壓泵與液壓馬達概述 液壓泵的容積效率、機械液壓泵的容積效率、機械效率、總效率、理論流量、實效率、總效率、理論流量、實際流量和實際輸入

9、功率與工作際流量和實際輸入功率與工作壓力的關系曲線如圖所示。它壓力的關系曲線如圖所示。它是液壓泵在特定的介質、轉速是液壓泵在特定的介質、轉速和油溫等條件下通過實驗得出和油溫等條件下通過實驗得出的。的。 性能曲線性能曲線 液壓泵的噪聲通常用分貝衡量，液壓液壓泵的噪聲通常用分貝衡量，液壓泵的噪聲產生的原因主要包括：流量脈動、泵的噪聲產生的原因主要包括：流量脈動、液流沖擊、零部件的振動和摩擦，以及液液流沖擊、零部件的振動和摩擦，以及液壓沖擊等壓沖擊等。 3.1 3.1 液壓泵與液壓馬達概述液壓泵與液壓馬達概述噪聲噪聲液壓泵的主要性能參數(shù)液壓泵的主要性能參數(shù) 液壓馬達的主要性能參數(shù)有壓力、排量和流量、

10、轉速和容積效率、液壓馬達的主要性能參數(shù)有壓力、排量和流量、轉速和容積效率、轉矩和機械效率、效率與總功率、啟動性能、最低穩(wěn)定轉速、制動性轉矩和機械效率、效率與總功率、啟動性能、最低穩(wěn)定轉速、制動性能、工作平穩(wěn)性及噪聲。能、工作平穩(wěn)性及噪聲。液壓馬達的主要性能參數(shù)液壓馬達的主要性能參數(shù)3.1 3.1 液壓泵與液壓馬達概述液壓泵與液壓馬達概述壓力壓力 為保證液壓馬達運轉的平穩(wěn)性，一般取液壓馬達的背壓為保證液壓馬達運轉的平穩(wěn)性，一般取液壓馬達的背壓為（為（0.5-10.5-1）MPa。 Mq對于液壓馬達，其實際流量對于液壓馬達，其實際流量 大于理論流量大于理論流量 ，即，即 M tq1MMtqqq液壓

11、馬達在其排量一定時，其理論轉速液壓馬達在其排量一定時，其理論轉速 取決于進入馬達的流量取決于進入馬達的流量 Mqtn3.1 3.1 液壓泵與液壓馬達概述液壓泵與液壓馬達概述排量及流量排量及流量轉速轉速液壓馬達的主要性能參數(shù)液壓馬達的主要性能參數(shù)MtMqnV則馬達實際輸出轉速為則馬達實際輸出轉速為液壓馬達的容積效率定義為理論流量液壓馬達的容積效率定義為理論流量 與實際流量與實際流量 之比，即之比，即 MqMtq3.1 3.1 液壓泵與液壓馬達概述液壓泵與液壓馬達概述容積效率容積效率液壓馬達的主要性能參數(shù)液壓馬達的主要性能參數(shù)MtMllMVMMM1qqqqqqq MlMMMVMMqqqnVV液壓馬

12、達的機械效率定義為實際輸出轉矩液壓馬達的機械效率定義為實際輸出轉矩T T與理論轉矩與理論轉矩 之比，即之比，即 tT3.1 3.1 液壓泵與液壓馬達概述液壓泵與液壓馬達概述轉矩和機械效率轉矩和機械效率液壓馬達的主要性能參數(shù)液壓馬達的主要性能參數(shù)tMmttt1TTTTTTT 輸入功率輸入功率 輸出功率輸出功率 液壓馬達的總效率液壓馬達的總效率 3.1 3.1 液壓泵與液壓馬達概述液壓泵與液壓馬達概述液壓馬達的主要性能參數(shù)液壓馬達的主要性能參數(shù)功率和總效率功率和總效率MoMMpTMiMMpp qMoMMMMmMVMiM2Pn TPpq 液壓馬達的啟動性能主要由啟動轉矩和啟動機械效率來描述。液壓馬達

13、的啟動性能主要由啟動轉矩和啟動機械效率來描述。 啟動轉矩是指液壓馬達由靜止狀態(tài)啟動時液壓馬達軸上所能輸啟動轉矩是指液壓馬達由靜止狀態(tài)啟動時液壓馬達軸上所能輸出的轉矩。出的轉矩。 啟動機械效率是指液壓馬達由靜止狀態(tài)啟動時，液壓馬達實際啟動機械效率是指液壓馬達由靜止狀態(tài)啟動時，液壓馬達實際 輸出的轉矩與它在同一工作壓差時的理論轉矩之比。輸出的轉矩與它在同一工作壓差時的理論轉矩之比。3.1 3.1 液壓泵與液壓馬達概述液壓泵與液壓馬達概述液壓馬達的主要性能參數(shù)液壓馬達的主要性能參數(shù)啟動性能啟動性能 最低穩(wěn)定轉速最低穩(wěn)定轉速 是指液壓馬達在額定負載下，不出現(xiàn)爬行現(xiàn)是指液壓馬達在額定負載下，不出現(xiàn)爬行現(xiàn)

14、象的最低轉速。象的最低轉速。 minn 當液壓馬達用來起吊重物或驅動車輪時，為了防止在停車時重物當液壓馬達用來起吊重物或驅動車輪時，為了防止在停車時重物下落或車輪在斜坡上自行下滑，對其制動性要有一定的要求。下落或車輪在斜坡上自行下滑，對其制動性要有一定的要求。 3.1 3.1 液壓泵與液壓馬達概述液壓泵與液壓馬達概述液壓馬達的主要性能參數(shù)液壓馬達的主要性能參數(shù)最低穩(wěn)定轉速最低穩(wěn)定轉速制動性能制動性能液壓馬達的工作平穩(wěn)性用理論轉矩的不均勻系數(shù)液壓馬達的工作平穩(wěn)性用理論轉矩的不均勻系數(shù) 評價。評價。液壓馬達的噪聲亦分為機械噪聲和液壓噪聲。液壓馬達的噪聲亦分為機械噪聲和液壓噪聲。 3.1 3.1 液

15、壓泵與液壓馬達概述液壓泵與液壓馬達概述液壓馬達的主要性能參數(shù)液壓馬達的主要性能參數(shù)平穩(wěn)性平穩(wěn)性噪聲噪聲maxmin()/MtttTTT 液壓泵按主要運動構件的形狀和運動方式分為齒輪泵、葉片液壓泵按主要運動構件的形狀和運動方式分為齒輪泵、葉片泵、柱塞泵和螺桿泵四大類，按排量能否改變可分為定量泵和變泵、柱塞泵和螺桿泵四大類，按排量能否改變可分為定量泵和變量泵。量泵。 液壓馬達按結構可分為齒輪馬達、葉片馬達、柱塞馬達和螺桿液壓馬達按結構可分為齒輪馬達、葉片馬達、柱塞馬達和螺桿馬達；按排量能否改變可分為定量馬達、變量馬達；按其工作特性馬達；按排量能否改變可分為定量馬達、變量馬達；按其工作特性分為高速液

16、壓馬達和低速液壓馬達。把額定轉速在分為高速液壓馬達和低速液壓馬達。把額定轉速在500r/min500r/min以上的以上的馬達稱為高速小扭矩馬達，這類馬達有齒輪馬達、螺桿馬達、葉片馬達稱為高速小扭矩馬達，這類馬達有齒輪馬達、螺桿馬達、葉片馬達、柱塞馬達等。馬達、柱塞馬達等。 3.1 3.1 液壓泵與液壓馬達概述液壓泵與液壓馬達概述液壓泵的分類液壓泵的分類液壓馬達的分類液壓馬達的分類3.1 3.1 液壓泵與液壓馬達概述液壓泵與液壓馬達概述液壓泵和液壓馬達的圖形符號液壓泵和液壓馬達的圖形符號3.2 3.2 齒輪泵齒輪泵CB-B型齒輪泵結構圖型齒輪泵結構圖 工作原理工作原理 l l殼體殼體 22主動

17、齒輪主動齒輪 33從動齒輪從動齒輪 3.2 3.2 齒輪泵齒輪泵工作原理工作原理 齒輪泵的工作原理圖齒輪泵的工作原理圖 齒輪泵的工作原理.swf3.2 3.2 齒輪泵齒輪泵 由于齒輪兩端面與泵蓋的間隙以及齒輪的齒頂與泵體內表面由于齒輪兩端面與泵蓋的間隙以及齒輪的齒頂與泵體內表面的間隙都很小，因此，一對嚙合的輪齒，將泵體、前后泵蓋和齒的間隙都很小，因此，一對嚙合的輪齒，將泵體、前后泵蓋和齒輪包圍的密封容積分隔成左、右兩個密封工作腔。當原動機帶動輪包圍的密封容積分隔成左、右兩個密封工作腔。當原動機帶動齒輪如圖示方向旋轉時，右側的輪齒不斷退出嚙合，而左側的輪齒輪如圖示方向旋轉時，右側的輪齒不斷退出嚙

18、合，而左側的輪齒不斷進入嚙合，因嚙合點的嚙合半徑小于齒頂圓半徑，右側退齒不斷進入嚙合，因嚙合點的嚙合半徑小于齒頂圓半徑，右側退出嚙合的輪齒露出齒間，其密封工作腔容積逐漸增大，形成局部出嚙合的輪齒露出齒間，其密封工作腔容積逐漸增大，形成局部真空，油箱中的油液在大氣壓力的作用下經泵的吸油口進入這個真空，油箱中的油液在大氣壓力的作用下經泵的吸油口進入這個密封油腔密封油腔吸油腔。隨著齒輪的轉動，吸入的油液被齒間轉移吸油腔。隨著齒輪的轉動，吸入的油液被齒間轉移到左側的密封工作腔。左側進入嚙合的輪齒使密封油腔到左側的密封工作腔。左側進入嚙合的輪齒使密封油腔壓油壓油腔容積逐漸減小，把齒間油液擠出，從壓油口輸

19、出，壓入液壓系腔容積逐漸減小，把齒間油液擠出，從壓油口輸出，壓入液壓系統(tǒng)。這就是齒輪泵的吸油和壓油過程。齒輪連續(xù)旋轉，泵連續(xù)不統(tǒng)。這就是齒輪泵的吸油和壓油過程。齒輪連續(xù)旋轉，泵連續(xù)不斷地吸油和壓油。斷地吸油和壓油。 工作原理工作原理 排量和流量計算排量和流量計算D齒輪節(jié)圓直徑；齒輪節(jié)圓直徑；h齒輪扣除頂隙部分的有效齒高，齒輪扣除頂隙部分的有效齒高，h= =2 2m；B齒輪齒寬；齒輪齒寬；Z齒輪齒數(shù)；齒輪齒數(shù)；M齒輪模數(shù)齒輪模數(shù) 3.2 3.2 齒輪泵齒輪泵 外嚙合齒輪泵的排量是這兩個輪齒的齒間槽容積的總合。外嚙合齒輪泵的排量是這兩個輪齒的齒間槽容積的總合。如果近似地認為齒間槽的容積等于輪齒的體

20、積，那么外嚙合如果近似地認為齒間槽的容積等于輪齒的體積，那么外嚙合齒輪泵的排量計算式為：齒輪泵的排量計算式為： 22VDhBzm B其中其中3.2 3.2 齒輪泵齒輪泵排量和流量計算排量和流量計算 n齒輪泵的轉速齒輪泵的轉速 V齒輪泵的容積效率齒輪泵的容積效率 齒輪泵的實際流量齒輪泵的實際流量q為為 ：2V6.66VqVnzm Bn其中其中3.2 3.2 齒輪泵齒輪泵 根據(jù)齒輪嚙合原理可知，齒輪在嚙合過程中，嚙合點是沿嚙合線不根據(jù)齒輪嚙合原理可知，齒輪在嚙合過程中，嚙合點是沿嚙合線不斷變化的，造成吸、壓油腔的容積變化率也是變化的，因此齒輪泵的瞬斷變化的，造成吸、壓油腔的容積變化率也是變化的，因

21、此齒輪泵的瞬時流量是脈動的。設時流量是脈動的。設 和和 分別表示齒輪泵的最大和最小瞬分別表示齒輪泵的最大和最小瞬時流量，則其流量的脈動率為時流量，則其流量的脈動率為 maxshqminshq排量和流量計算排量和流量計算shmaxshminq() ()100%qqq結構特點分析結構特點分析3.2 3.2 齒輪泵齒輪泵1. 1. 泄漏問題泄漏問題泵體的內圓和齒頂徑向間隙的泄漏泵體的內圓和齒頂徑向間隙的泄漏 齒面嚙合處間隙的泄漏齒面嚙合處間隙的泄漏 齒輪端面間隙的泄漏齒輪端面間隙的泄漏 齒輪泵由于泄漏量較大，其額定工作壓力不高，要想提高齒輪泵由于泄漏量較大，其額定工作壓力不高，要想提高齒輪泵的額定壓

22、力并保證較高的容積效率，首先要解決沿端面齒輪泵的額定壓力并保證較高的容積效率，首先要解決沿端面間隙的泄漏問題。間隙的泄漏問題。 3.2 3.2 齒輪泵齒輪泵結構特點分析結構特點分析2. 2. 困油現(xiàn)象困油現(xiàn)象 為了保證齒輪傳動的平穩(wěn)性，保證吸壓油腔嚴格地隔離以及齒輪為了保證齒輪傳動的平穩(wěn)性，保證吸壓油腔嚴格地隔離以及齒輪泵供油的連續(xù)性，根據(jù)齒輪嚙合原理，就要求齒輪的重疊系數(shù)大于泵供油的連續(xù)性，根據(jù)齒輪嚙合原理，就要求齒輪的重疊系數(shù)大于1 1，這樣在齒輪嚙合中，在前一對輪齒退出嚙合之前，后一對輪齒已經進這樣在齒輪嚙合中，在前一對輪齒退出嚙合之前，后一對輪齒已經進入嚙合。在兩對輪齒同時嚙合的時段內

23、，就有一部分油液困在兩對輪入嚙合。在兩對輪齒同時嚙合的時段內，就有一部分油液困在兩對輪齒所形成的封閉油腔內，既不與吸油腔相通也不與壓油腔相通。這個齒所形成的封閉油腔內，既不與吸油腔相通也不與壓油腔相通。這個封閉油腔的容積，開始時隨齒輪的旋轉逐漸減少，以后又逐漸增大，封閉油腔的容積，開始時隨齒輪的旋轉逐漸減少，以后又逐漸增大，封閉油腔容積減小時，困在油腔中的油液受到擠壓，并從縫隙中擠出封閉油腔容積減小時，困在油腔中的油液受到擠壓，并從縫隙中擠出而產生很高的壓力，使油液發(fā)熱，軸承負荷增大；而封閉油腔容積增而產生很高的壓力，使油液發(fā)熱，軸承負荷增大；而封閉油腔容積增大時，又會造成局部真空，產生氣穴現(xiàn)

24、象。這些都將使齒輪泵產生強大時，又會造成局部真空，產生氣穴現(xiàn)象。這些都將使齒輪泵產生強烈的振動和噪音，這就是困油現(xiàn)象。烈的振動和噪音，這就是困油現(xiàn)象。 3.2 3.2 齒輪泵齒輪泵齒輪泵的困油現(xiàn)象齒輪泵的困油現(xiàn)象 3.2 3.2 齒輪泵齒輪泵3. 3. 不平衡的徑向力不平衡的徑向力結構特點分析結構特點分析 在齒輪泵中，作用在齒輪外圓上的壓力是不相等的。齒輪周圍壓在齒輪泵中，作用在齒輪外圓上的壓力是不相等的。齒輪周圍壓力不一致，使齒輪軸受力不平衡。從泵的進油口沿齒頂圓圓周到出油力不一致，使齒輪軸受力不平衡。從泵的進油口沿齒頂圓圓周到出油口齒和齒之間的油的壓力，從壓油口到吸油口按遞減規(guī)律分布，這些

25、口齒和齒之間的油的壓力，從壓油口到吸油口按遞減規(guī)律分布，這些力的合力構成了一個不平衡的徑向力。其帶來的危害是加重了軸承的力的合力構成了一個不平衡的徑向力。其帶來的危害是加重了軸承的負荷，并加速了齒頂與泵體之間磨損，影響泵的壽命?？梢圆捎脺p小負荷，并加速了齒頂與泵體之間磨損，影響泵的壽命?？梢圆捎脺p小壓油口的尺寸、加大齒輪軸和軸承的承載能力、開壓力平衡槽、適當壓油口的尺寸、加大齒輪軸和軸承的承載能力、開壓力平衡槽、適當增大徑向間隙等辦法來解決。增大徑向間隙等辦法來解決。 齒輪泵徑向受力圖齒輪泵徑向受力圖 3.2 3.2 齒輪泵齒輪泵提高齒輪泵壓力的措施提高齒輪泵壓力的措施 要提高齒輪泵的工作壓力

26、，要提高齒輪泵的工作壓力，必須減小端面泄漏，可以采用必須減小端面泄漏，可以采用浮動軸套或浮動側板，使軸向浮動軸套或浮動側板，使軸向間隙能自動補償。利用特制的間隙能自動補償。利用特制的通道，把壓力油引入右腔，在通道，把壓力油引入右腔，在油壓的作用下浮動軸套以一定油壓的作用下浮動軸套以一定的壓緊力壓向齒輪，壓力愈高、的壓緊力壓向齒輪，壓力愈高、壓得愈緊，軸向間隙就愈小，壓得愈緊，軸向間隙就愈小，因而減少了泄漏。當泵在較低因而減少了泄漏。當泵在較低壓力下工作時，壓緊力隨之減壓力下工作時，壓緊力隨之減小，泄漏也不會增加。小，泄漏也不會增加。 浮動軸套結構示意圖浮動軸套結構示意圖 3.2 3.2 齒輪泵

27、齒輪泵內嚙合齒輪泵內嚙合齒輪泵 內嚙合齒輪泵有漸開線齒輪泵和擺線齒輪泵兩種內嚙合齒輪泵有漸開線齒輪泵和擺線齒輪泵兩種 (a) (a) 漸開線齒輪泵漸開線齒輪泵 (b) (b) 擺線齒輪泵擺線齒輪泵 11吸油腔吸油腔 22壓油腔壓油腔 33隔板隔板 3.2 3.2 齒輪泵齒輪泵 螺桿泵螺桿泵 螺桿泵的工作機構是由互相嚙合且裝于定子內的三根螺桿組成，螺桿泵的工作機構是由互相嚙合且裝于定子內的三根螺桿組成，中間一根為主動螺桿，由電機帶動，旁邊兩根為從動螺桿、另外還有中間一根為主動螺桿，由電機帶動，旁邊兩根為從動螺桿、另外還有前、后端蓋等主要零件組成。前、后端蓋等主要零件組成。11從動螺桿從動螺桿 2

28、2吸油腔吸油腔 33主動螺桿主動螺桿 44壓油腔壓油腔 3.2 3.2 齒輪泵齒輪泵 螺桿的嚙合線把主動螺桿和從動螺桿的螺旋槽分割成多個相互螺桿的嚙合線把主動螺桿和從動螺桿的螺旋槽分割成多個相互隔離的密封腔。隨著螺桿的旋轉，這些密封工作腔一個接一個地在隔離的密封腔。隨著螺桿的旋轉，這些密封工作腔一個接一個地在左端形成，不斷地從左到右移動。主動螺桿每轉一周，每個密封工左端形成，不斷地從左到右移動。主動螺桿每轉一周，每個密封工作腔便移動一個螺旋導程。因此，在左端吸油腔，密封油腔容積逐作腔便移動一個螺旋導程。因此，在左端吸油腔，密封油腔容積逐漸增大，進行吸油，而在右端壓油腔，密封油腔容積逐漸減小，進

29、漸增大，進行吸油，而在右端壓油腔，密封油腔容積逐漸減小，進行壓油。由此可知，螺桿直徑愈大，螺旋槽愈深，泵的排量就愈大；行壓油。由此可知，螺桿直徑愈大，螺旋槽愈深，泵的排量就愈大；螺桿愈長，吸油口螺桿愈長，吸油口2 2和壓油口和壓油口4 4之間密封層次愈多，泵的額定壓力就之間密封層次愈多，泵的額定壓力就愈高。愈高。 3.2 3.2 齒輪泵齒輪泵螺桿泵的工作原理螺桿泵的工作原理 葉片泵葉片泵 3.3 3.3 葉片泵葉片泵 葉片泵分單作用式和雙作用式。葉片泵分單作用式和雙作用式。 轉子旋轉一周進行一次吸油、壓油，轉子旋轉一周進行一次吸油、壓油，并且流量可調節(jié)，故稱變量泵。并且流量可調節(jié)，故稱變量泵。

30、單作用式葉片泵單作用式葉片泵 轉子旋轉一周，進行二次吸油、壓油，轉子旋轉一周，進行二次吸油、壓油，并且流量不可調節(jié)，故稱定量泵。并且流量不可調節(jié)，故稱定量泵。 雙作用式葉片泵雙作用式葉片泵單作用葉片泵的工作原理圖單作用葉片泵的工作原理圖 11轉子轉子 22定子定子 33葉片葉片 3.3 3.3 葉片泵葉片泵工作原理工作原理單作用葉片泵單作用葉片泵 單作用葉片泵排量計算簡圖單作用葉片泵排量計算簡圖 3.3 3.3 葉片泵葉片泵流量計算流量計算單作用葉片泵單作用葉片泵 單作用葉片泵的理論流量和實際流量分別為單作用葉片泵的理論流量和實際流量分別為: : 容積效率容積效率v3.3 3.3 葉片泵葉片泵

31、兩相鄰葉片間的夾角兩相鄰葉片間的夾角 Z Z葉片的數(shù)目葉片的數(shù)目 流量計算流量計算每個密封腔在壓油時容積變化量為：每個密封腔在壓油時容積變化量為： 單作用葉片泵的排量為：單作用葉片泵的排量為： 4VZ VReB 221214()() 2VVVB ReReReBZt4qVnReBntvV4qqReBn其中其中雙作用葉片泵雙作用葉片泵 雙作用葉片泵的工作原理圖雙作用葉片泵的工作原理圖 11定子定子 22轉子轉子 33葉片葉片 3.3 3.3 葉片泵葉片泵工作原理工作原理雙作用葉片泵排量計算簡圖雙作用葉片泵排量計算簡圖 3.3 3.3 葉片泵葉片泵流量計算流量計算雙作用葉片泵雙作用葉片泵 泵的輸出流

32、量為泵的輸出流量為： 3.3 3.3 葉片泵葉片泵雙作葉片泵的排量為：雙作葉片泵的排量為： R R定子大圓弧半徑定子大圓弧半徑 r r定子小圓弧半徑定子小圓弧半徑 B B葉片寬度葉片寬度 流量計算流量計算222()2VZRrB222()B Rr其中其中22VV2 ()qVnB Rr n外反饋限壓式變量葉片泵的工作原理圖外反饋限壓式變量葉片泵的工作原理圖 3.3 3.3 葉片泵葉片泵工作原理工作原理限壓式變量葉片泵限壓式變量葉片泵 3.3 3.3 葉片泵葉片泵限壓式變量葉片泵的工作原理限壓式變量葉片泵的工作原理轉子的中心轉子的中心O是固定不變的，定子是固定不變的，定子( (其中心其中心O1) )

33、可以水平左右移動，可以水平左右移動，它在限壓彈簧的作用下被推向右端，使定子和轉子的中心保持一個偏心它在限壓彈簧的作用下被推向右端，使定子和轉子的中心保持一個偏心距。當泵的轉子按逆時針旋轉時，轉子上部為壓油區(qū)，壓力油的合距。當泵的轉子按逆時針旋轉時，轉子上部為壓油區(qū)，壓力油的合力把定子向上壓在滑塊滾針支承上。定子右邊有一個反饋柱塞，它的油力把定子向上壓在滑塊滾針支承上。定子右邊有一個反饋柱塞，它的油腔與泵的壓油腔相通。設反饋柱塞面積為腔與泵的壓油腔相通。設反饋柱塞面積為A，則作用在定子上的反饋力，則作用在定子上的反饋力為為pA，當液壓力小于彈簧力時，彈簧把定子推向最右邊，此時偏心距為，當液壓力小

34、于彈簧力時，彈簧把定子推向最右邊，此時偏心距為最大值最大值, ,，q=。當泵的壓力增大。當泵的壓力增大，pAFS時，反饋力克服彈簧時，反饋力克服彈簧力，把定子向左推移，偏心距減小，流量降低，當壓力大到泵內偏心距力，把定子向左推移，偏心距減小，流量降低，當壓力大到泵內偏心距所產生的流量全部用于補償泄漏時，泵的輸出流量為零，不管外載再怎所產生的流量全部用于補償泄漏時，泵的輸出流量為零，不管外載再怎樣加大，泵的輸出壓力不會再升高，這就是此泵被稱為限壓式變量葉片樣加大，泵的輸出壓力不會再升高，這就是此泵被稱為限壓式變量葉片泵的由來。泵的由來。 maxemaxemaxq 當當ppc時，油壓的作用力還時，

35、油壓的作用力還不能克服彈簧的預壓緊力，這時定不能克服彈簧的預壓緊力，這時定子的偏心距不變，泵的理論流量不子的偏心距不變，泵的理論流量不變，但由于供油壓力增大時，泄漏變，但由于供油壓力增大時，泄漏量增大，實際流量減小，所以流量量增大，實際流量減小，所以流量曲線為曲線為AB段；當段；當p=pc時，時，B為特性為特性曲線的轉折點；當曲線的轉折點；當ppc時，彈簧時，彈簧受壓縮，定子偏心距減小，使流量受壓縮，定子偏心距減小，使流量降低，如圖曲線降低，如圖曲線BC所示。所示。 3.3 3.3 葉片泵葉片泵限壓式變量葉片泵限壓式變量葉片泵 特征曲線特征曲線限壓式變量葉片泵的特性曲線限壓式變量葉片泵的特性曲

36、線 由限壓式變量葉片泵的工作原理可知：改變反饋柱塞的初由限壓式變量葉片泵的工作原理可知：改變反饋柱塞的初始位置，可以改變初始偏心距的大小，從而改變了泵的最大輸始位置，可以改變初始偏心距的大小，從而改變了泵的最大輸出流量，即使曲線出流量，即使曲線AB段上下平移；改變壓力彈簧的預緊力的大段上下平移；改變壓力彈簧的預緊力的大小，可以改變小，可以改變Pc的大小，使曲線拐點的大小，使曲線拐點B左右平移；改變壓力彈左右平移；改變壓力彈簧的剛度，可以改變簧的剛度，可以改變BC的斜率，彈簧剛度增大，的斜率，彈簧剛度增大，BC段的斜率段的斜率變小，曲線變小，曲線BCBC段趨于平緩。掌握了限壓式變量泵的上述特性，

37、段趨于平緩。掌握了限壓式變量泵的上述特性，可以很好地為實際工作服務?？梢院芎玫貫閷嶋H工作服務。 3.3 3.3 葉片泵葉片泵特征曲線的調節(jié)特征曲線的調節(jié)限壓式變量葉片泵限壓式變量葉片泵 3.4 3.4 柱塞泵柱塞泵 柱塞泵按柱塞排列和運動方式的不同分軸向柱塞泵和徑柱塞泵按柱塞排列和運動方式的不同分軸向柱塞泵和徑向柱塞泵。向柱塞泵。柱塞泵柱塞泵 是柱塞的軸線和傳動軸的軸線平行。是柱塞的軸線和傳動軸的軸線平行。軸向柱塞泵軸向柱塞泵是柱塞的軸線和傳動軸的軸線垂直。是柱塞的軸線和傳動軸的軸線垂直。 徑向柱塞泵徑向柱塞泵徑向柱塞泵的工作原理圖徑向柱塞泵的工作原理圖 11柱塞柱塞 22轉子轉子 33襯套襯

38、套 44定子定子 55配流軸配流軸 3.4 3.4 柱塞泵柱塞泵徑向柱塞泵徑向柱塞泵 工作原理工作原理3.4 3.4 柱塞泵柱塞泵徑向柱塞泵的工作原理徑向柱塞泵的工作原理轉子的中心與定子中心之間有一偏心距轉子的中心與定子中心之間有一偏心距e，柱塞徑向排列安裝在缸，柱塞徑向排列安裝在缸體中，缸體由原動機帶動連同柱塞一起旋轉，柱塞在離心力體中，缸體由原動機帶動連同柱塞一起旋轉，柱塞在離心力( (或低壓油或低壓油) )作用下抵緊定子內壁，當轉子連同柱塞按圖示方向旋轉時，右半周的的作用下抵緊定子內壁，當轉子連同柱塞按圖示方向旋轉時，右半周的的柱塞往外滑動，柱塞底部的密封工作腔容積增大，于是通過配流軸軸

39、向柱塞往外滑動，柱塞底部的密封工作腔容積增大，于是通過配流軸軸向孔吸油；左半周的柱塞往里滑動，柱塞孔內的密封工作腔容積減小，于孔吸油；左半周的柱塞往里滑動，柱塞孔內的密封工作腔容積減小，于是通過配流軸軸向孔壓油。轉子每轉一周，柱塞在缸孔內吸油、壓油各是通過配流軸軸向孔壓油。轉子每轉一周，柱塞在缸孔內吸油、壓油各一次。當移動定子改變偏心距一次。當移動定子改變偏心距e的大小時，泵的排量就得到改變；當移的大小時，泵的排量就得到改變；當移動定子使偏心距從正值變?yōu)樨撝禃r，泵的吸、壓油腔就互換。因此徑向動定子使偏心距從正值變?yōu)樨撝禃r，泵的吸、壓油腔就互換。因此徑向柱塞泵可以制成單向或雙向變量泵。徑向柱塞泵

40、徑向尺寸大，轉動慣量柱塞泵可以制成單向或雙向變量泵。徑向柱塞泵徑向尺寸大，轉動慣量大，自吸能力差，且配流軸受到徑向不平衡液壓力的作用，易于磨損，大，自吸能力差，且配流軸受到徑向不平衡液壓力的作用，易于磨損，這些都限制了其轉速與壓力的提高，故應用范圍較小。常用于拉床、壓這些都限制了其轉速與壓力的提高，故應用范圍較小。常用于拉床、壓力機或船舶等大功率系統(tǒng)。力機或船舶等大功率系統(tǒng)。 當徑向柱塞泵的定子和轉子間的偏心距為當徑向柱塞泵的定子和轉子間的偏心距為e時，柱塞在缸體孔內的時，柱塞在缸體孔內的運動行程為運動行程為2 2e，若柱塞數(shù)為，若柱塞數(shù)為Z，柱塞直徑為，柱塞直徑為d，則泵的排量為：，則泵的排

41、量為： v3.4 3.4 柱塞泵柱塞泵徑向柱塞泵徑向柱塞泵 排量和流量計算排量和流量計算224VdeZ2V24qdeZn若泵的轉速為若泵的轉速為n，容積效率為，容積效率為 ，則泵的流量為：，則泵的流量為： v軸向柱塞泵軸向柱塞泵 直軸式軸向柱塞泵的工作原理直軸式軸向柱塞泵的工作原理 11傳動軸傳動軸 22斜盤斜盤 33柱塞柱塞 44缸體缸體 55配流盤配流盤 3.4 3.4 柱塞泵柱塞泵工作原理工作原理3.4 3.4 柱塞泵柱塞泵軸向柱塞泵的工作原理軸向柱塞泵的工作原理柱塞泵是依靠柱塞在缸體內作往復運動的，使得密封油腔容積變化柱塞泵是依靠柱塞在缸體內作往復運動的，使得密封油腔容積變化而實現(xiàn)吸油

42、和壓油。柱塞和配油盤形成若干個密封工作油腔，斜盤傾角而實現(xiàn)吸油和壓油。柱塞和配油盤形成若干個密封工作油腔，斜盤傾角( (斜盤工作表面與垂直于軸線方向的夾角斜盤工作表面與垂直于軸線方向的夾角) )為。油缸體內均布著幾個柱塞為。油缸體內均布著幾個柱塞孔，柱塞在柱塞孔里滑動。當傳動軸帶著缸體和柱塞一起旋轉時孔，柱塞在柱塞孔里滑動。當傳動軸帶著缸體和柱塞一起旋轉時( (圖示圖示逆時針逆時針) )，柱塞在缸體內作往復運動，在自下而上回轉的半周內，柱塞，柱塞在缸體內作往復運動，在自下而上回轉的半周內，柱塞逐漸向外伸出，使缸體內密封油腔容積增加，形成局部真空，于是油液逐漸向外伸出，使缸體內密封油腔容積增加，

43、形成局部真空，于是油液就通過配油盤的吸油窗口就通過配油盤的吸油窗口a進入缸體中。在自上而下的半周內，柱塞被進入缸體中。在自上而下的半周內，柱塞被斜盤推著逐漸向里縮回，使密封油腔容積減小，將液體從配油窗口斜盤推著逐漸向里縮回，使密封油腔容積減小，將液體從配油窗口b排排出去。這樣，缸體每轉動一周，完成一次吸油和一次壓油。出去。這樣，缸體每轉動一周，完成一次吸油和一次壓油。 當柱塞數(shù)為當柱塞數(shù)為Z時，柱塞泵的排量為：時，柱塞泵的排量為： ，則泵的實際輸出流量為：則泵的實際輸出流量為： 若泵的轉速為若泵的轉速為n，容積效率為，容積效率為 v3.4 3.4 柱塞泵柱塞泵軸向柱塞泵軸向柱塞泵 排量和流量計

44、算排量和流量計算 當柱塞的直徑為當柱塞的直徑為d，柱塞分布圓直徑為，柱塞分布圓直徑為D，斜盤傾角為，斜盤傾角為 時，時，柱塞的行程為柱塞的行程為 tgSD2tan4Vd DZ2Vtan4qd DZn(1) (1) 柱塞和柱塞孔的加工、裝配精度高柱塞和柱塞孔的加工、裝配精度高 (2) (2) 缸體端面間隙的自動補償缸體端面間隙的自動補償 (3) (3) 滑履結構滑履結構 (4) (4) 軸向柱塞泵沒有自吸能力軸向柱塞泵沒有自吸能力 (5) (5) 變量機構變量機構 3.4 3.4 柱塞泵柱塞泵軸向柱塞泵軸向柱塞泵 結構特點結構特點結構舉例結構舉例 手動伺服變量機構手動伺服變量機構 11缸筒缸筒

45、22活塞活塞 33伺服閥閥芯伺服閥閥芯 44斜盤斜盤 3.4 3.4 柱塞泵柱塞泵3.4 3.4 柱塞泵柱塞泵結構舉例結構舉例 直軸式軸向柱塞泵的結構直軸式軸向柱塞泵的結構 3.5 3.5 液壓泵的選用液壓泵的選用 液壓泵是液壓系統(tǒng)的動力元件，其作用是供給系統(tǒng)一定流量和壓液壓泵是液壓系統(tǒng)的動力元件，其作用是供給系統(tǒng)一定流量和壓力的油液，因此也是液壓系統(tǒng)的核心元件。合理地選擇液壓泵對于降力的油液，因此也是液壓系統(tǒng)的核心元件。合理地選擇液壓泵對于降低液壓系統(tǒng)的能耗、提高系統(tǒng)的效率、降低噪聲、改善工作性能和保低液壓系統(tǒng)的能耗、提高系統(tǒng)的效率、降低噪聲、改善工作性能和保證系統(tǒng)的可靠工作都十分重要。證系

46、統(tǒng)的可靠工作都十分重要。 選擇液壓泵的原則：應根據(jù)主機工況、功率大小和系統(tǒng)對工作性選擇液壓泵的原則：應根據(jù)主機工況、功率大小和系統(tǒng)對工作性能的要求，首先確定液壓泵的結構類型，然后按系統(tǒng)所要求的壓力、能的要求，首先確定液壓泵的結構類型，然后按系統(tǒng)所要求的壓力、流量大小確定其規(guī)格型號。下表給出了各類液壓泵的性能特點、比較流量大小確定其規(guī)格型號。下表給出了各類液壓泵的性能特點、比較及應用。及應用。 液壓泵的選用液壓泵的選用3.6 3.6 液壓馬達液壓馬達 從能量互相轉換的觀點看，泵和馬達是統(tǒng)一體矛盾的兩個從能量互相轉換的觀點看，泵和馬達是統(tǒng)一體矛盾的兩個方面，它們可以依一定條件而變化。當電動機帶動其

47、轉動時，方面，它們可以依一定條件而變化。當電動機帶動其轉動時，即為泵，輸出壓力油即為泵，輸出壓力油( (流量和壓力流量和壓力) )；當向其通入壓力油時，即；當向其通入壓力油時，即為馬達，輸出機械能為馬達，輸出機械能( (扭矩和轉速扭矩和轉速) )。 從工作原理上講，它們是可逆的，但由于用途不同，故在從工作原理上講，它們是可逆的，但由于用途不同，故在結構上各有其特點。因此，在實際工作中大部分泵和馬達是不結構上各有其特點。因此，在實際工作中大部分泵和馬達是不可逆的?？赡娴摹?液壓馬達液壓馬達是把液壓能轉變?yōu)闄C械能的一種能量轉變裝置。是把液壓能轉變?yōu)闄C械能的一種能量轉變裝置。葉片馬達葉片馬達 葉片式液壓馬達工作原理圖葉片式液壓馬達工作原理圖 3.6 3.6 液壓馬達液壓馬達工作原理工作原理當壓力油經過配油窗口進入葉片當壓力油經過配油窗口進入葉片1 1和葉片和葉片3(3(或葉片或葉片5 5和葉片和葉片7)7)之間之間時，葉片時，葉片1 1和葉片和葉片3 3一側作用高壓油，另一側作用低壓油，同時由于葉一側作用高壓油，另一側作用低壓油，同時由于葉片片3 3伸出的面積大于葉片伸出的面積大于葉片1 1伸出的面積，因此使轉子產生逆時針轉