第3章液壓泵與馬達(dá)

普通高等教育3D版機(jī)械類規(guī)劃教材

液壓與氣壓傳動(dòng)（3D版）

陳清奎劉延俊成紅梅葛媛媛

劉玉慧趙玲玲王鳳良編著主

審

萬金領(lǐng)機(jī)械工業(yè)出版社3.2齒輪泵3.2.1外嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu)和工作原理結(jié)構(gòu)組成齒輪泵的工作原理密封空間形成：密封空間變化：輪齒脫開嚙合－吸油輪齒進(jìn)入嚙合－壓油輪齒、泵體、泵蓋之間3.2.2齒輪泵的排量和流量計(jì)算齒輪泵的排量實(shí)際上齒間槽的容積比輪齒的體積稍大些，所以通常取理論流量和實(shí)際輸出流量分別為：流量脈動(dòng)率σ3.2.3外嚙合齒輪泵存在的突出問題1.困油在泵體端蓋上開卸荷槽解決辦法：危害：閉死容積由大變小—形成液壓沖擊，噪聲，油液發(fā)熱。閉死容積由小變大—形成負(fù)壓，產(chǎn)生氣蝕。2.徑向不平衡力齒輪徑向液壓力分布不均，造成徑向總力不平衡。危害：軸承載荷增加、磨損，軸受徑向力而變形，刮殼。解決措施:目前常采取縮小壓油口的辦法，使壓油腔的壓力油僅作用在一到兩個(gè)齒的范圍內(nèi)，減小了壓油腔壓力油的作用面積；同時(shí)適當(dāng)增大徑向間隙（一般為0.13~0.16mm），使齒頂不能和泵體接觸。3.泄漏軸向間隙泄漏—75~80%徑向間隙泄漏—15~20%嚙合線泄漏—

5%3.2.4提高壓力的措施在齒輪和蓋板之間增加一個(gè)補(bǔ)償零件，如浮動(dòng)軸套或浮動(dòng)側(cè)板，在浮動(dòng)零件背面引入壓力油，讓作用在背面的液壓力稍大于正面的液壓力

要提高齒輪泵的工作壓力，首要問題是解決端面泄漏。3.2.5外嚙合齒輪泵的特點(diǎn)及應(yīng)用外嚙合齒輪泵具有尺寸小，重量輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，價(jià)格低廉，工作可靠，自吸性能好，抗污染性強(qiáng)，維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是一些機(jī)件承受徑向不平衡力，磨損嚴(yán)重，泄漏大。另外流量脈動(dòng)和噪聲都較大，排量不可變而只能作定量泵。特點(diǎn)：外嚙合齒輪泵主要用于低壓系統(tǒng)或?qū)α髁棵}動(dòng)要求不高的場(chǎng)合。應(yīng)用場(chǎng)合：3.2.6內(nèi)嚙合齒輪泵一對(duì)相互嚙合的小齒輪和內(nèi)齒輪與側(cè)板所圍成的密閉容積被齒嚙合線分割成兩部分，當(dāng)傳動(dòng)軸帶動(dòng)小齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，輪齒脫開嚙合的一側(cè)密閉容積增大，為吸油腔；輪齒進(jìn)入嚙合的一側(cè)密閉容積減小，為壓油腔。工作原理圖3-12內(nèi)嚙合漸開線齒輪泵工作原理3.2.6內(nèi)嚙合齒輪泵無困油現(xiàn)象流量脈動(dòng)小噪聲低圖3-13內(nèi)嚙合擺線齒輪泵工作原理內(nèi)嚙合齒輪泵特點(diǎn)3.2.7螺桿泵

相互嚙合的螺桿與殼體之間形成多個(gè)密閉容積，每個(gè)密閉容積為一級(jí)。當(dāng)傳動(dòng)軸帶動(dòng)主螺桿順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，左端密閉容積逐漸形成，容積增大為吸油腔；右端密閉容積逐漸消失，容積減小為壓油腔。特點(diǎn)

流量均勻噪聲低自吸性能好工作原理第三節(jié)葉片泵

雙作用葉片泵

單作用葉片泵

變量葉片泵配油：配油盤配油1.工作原理及流量計(jì)算(1)工作原理密封空間：相臨葉片、轉(zhuǎn)子外表面、定子內(nèi)表面之間密封空間變化：葉片外伸—吸油葉片內(nèi)縮—壓油吸排油兩次—雙作用泵(2)

流量計(jì)算定量泵(3)雙作用葉片泵典型結(jié)構(gòu)■

定子曲線兩段短半徑為r的圓弧兩段長(zhǎng)半徑為R的圓弧四段夾角為α的過渡曲線■

葉片傾角和和葉片數(shù)葉片前傾θ角葉片數(shù)為偶數(shù)為減少Ft，葉片前傾θ角FnFp葉片傾θ角度Ft分析：葉片偶數(shù)，可使理論流量均勻，噪聲低■

徑向力轉(zhuǎn)軸所受徑向力平衡，無徑向不平衡力■

根部通油葉片伸出主要靠離心力和壓力油作用卸荷式泵2.雙作用葉片泵結(jié)構(gòu)3.高壓葉片泵特點(diǎn)葉片槽根部全部通壓力油會(huì)帶來以下負(fù)作用：定子的吸油腔部分被葉片刮研，造成磨損，減少了泵的理論排量，可能引起瞬時(shí)理論流量脈動(dòng)。這樣，影響了泵的壽命和額定壓力的提高。提高雙作用葉片泵額定壓力的措施：減少端面泄漏減小通往吸油區(qū)葉片根部的油液壓力減小吸油區(qū)葉片根部的有效作用面積雙葉片子母葉片定子轉(zhuǎn)子母葉片子葉片

密封空間：相臨葉片、定子、轉(zhuǎn)子、配油盤之間密封空間變化：葉片伸—吸油葉片縮—壓油配油：端面配油盤配油二、單作用葉片泵1.工作原理非卸荷式泵2.流量計(jì)算變量泵單作用葉片泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：定子：?jiǎn)巫饔萌~片泵定子內(nèi)表面為圓面。葉片傾角：為保證葉片所受合力與運(yùn)動(dòng)方向一

致，減少葉片受彎的力，葉片后傾θ角。葉片數(shù)：葉片數(shù)取為奇數(shù)，以減小流量的脈動(dòng)。三、變量葉片泵（限壓式）當(dāng)PAx≤Fs時(shí)當(dāng)PAx＞Fs時(shí)→PAX←FSe=emax–x，

q=qmax-q(x)……變量泵e=emaxq=qmax……定量泵預(yù)先調(diào)整emax確定qmax2.特性曲線當(dāng)P<Pc時(shí)p↑—q不變，q=qmaxAB段當(dāng)P>＞Pc時(shí)q=0—限壓

當(dāng)P>Pc時(shí)p↑—q↓

，q=qmax-q(x)BC段ABCPqPCpmax→PAX←FS設(shè)壓力P增大到Pc時(shí)，定子開始移動(dòng)流量計(jì)算：工作原理

密封容積：柱塞和缸孔之間密封容積變化：

柱塞外伸—吸油柱塞內(nèi)縮—壓油配油：配油軸配油徑向柱塞泵實(shí)物照片密封空間：柱塞和缸體內(nèi)孔之間密封空間變化：柱塞外伸—吸油柱塞內(nèi)縮—壓油配油：端面配油盤配油2、結(jié)構(gòu)a為壓油腰形槽,c為吸油腰形槽。外圏的環(huán)形槽d為卸荷槽，與吸油腔相通。兩個(gè)密封區(qū)的通孔b作用是減小沖擊、降低噪聲。兩個(gè)密封區(qū)的肓孔e作用是存儲(chǔ)潤(rùn)滑油，防止缸體和配流盤之間出現(xiàn)干摩擦現(xiàn)象。配流盤上的缺口，f是定位槽，通過銷和前泵體定位。

斜軸(缸)式軸向柱塞泵

缸體的中心線與傳動(dòng)主軸成一角度，故此泵稱為斜軸泵。柱塞數(shù)一般為７／９個(gè)第五節(jié)各類液壓泵的特點(diǎn)及應(yīng)用齒輪泵外嚙：對(duì)油不敏感，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，脈動(dòng)大，噪聲大內(nèi)嚙：對(duì)油不敏感，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)高，脈動(dòng)小，噪聲小葉片泵雙作用：對(duì)油敏感，結(jié)構(gòu)緊湊，噪聲小單作用：可變量，壓力低，噪聲大柱塞泵：壓力高，可變量，對(duì)油敏感，噪聲大

◎考慮使用性能，優(yōu)先選用柱塞泵，其次是葉片泵，最后是齒輪泵?！蚩紤]結(jié)構(gòu)性價(jià)比、自吸能力及抗污染能力，齒輪泵最好，柱塞泵最差?！虻蛪阂簤合到y(tǒng)（如機(jī)械輔助裝置）宜采用齒輪泵，中壓液壓系統(tǒng)宜采用葉片泵，高壓液壓系統(tǒng)宜采用柱塞泵?！蛴锌焖俸吐俟ぷ餍谐痰脑O(shè)備可采用限壓式變量葉片泵?！蛟谔厥饩茉O(shè)備上可采用雙作用葉片泵、螺桿泵?！?qū)ζ椒€(wěn)性、脈動(dòng)性及噪聲要求不高的場(chǎng)合，可采用中高壓、高壓齒輪泵。第六節(jié)液壓馬達(dá)液壓馬達(dá)概述液壓馬達(dá)分類液壓馬達(dá)主要參數(shù)液壓馬達(dá)職能符號(hào)液壓馬達(dá)概述液壓馬達(dá)是將液體壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的裝置,輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，是液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件。液壓馬達(dá)與液壓泵在原理上有可逆性，但因用途不同結(jié)構(gòu)上有些差別：馬達(dá)要求正反轉(zhuǎn)，其結(jié)構(gòu)具有對(duì)稱性；而泵為了保證其自吸性能，結(jié)構(gòu)上采取了某些措施。液壓馬達(dá)的分類

ns＞500r/min為高速液壓馬達(dá)：齒輪馬達(dá)，葉片馬達(dá)，軸向柱塞馬達(dá)。

ns＜500r/min為低速液壓馬達(dá)：徑向柱塞馬達(dá)（單作用連桿型徑向柱塞馬達(dá)，多作用內(nèi)曲線徑向柱塞馬達(dá)）。齒輪馬達(dá)葉片馬達(dá)柱塞馬達(dá)進(jìn)出油口相等，有單獨(dú)的泄油口；為減少摩擦力矩，采用滾動(dòng)軸承；為減少轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，齒數(shù)較泵的齒數(shù)多。

由于密封性能差，容積效率較低，不能產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)矩，且瞬時(shí)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩隨嚙合點(diǎn)而變化，因此僅用于高速小轉(zhuǎn)矩的場(chǎng)合，如工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械及對(duì)轉(zhuǎn)矩均勻性