第四章-液压泵和液压马达03.ppt

南昌大学科技学院南昌大学科技学院第四章第四章 液压泵和液压马达液压泵和液压马达第一节第一节 概述概述第二节第二节 液压泵液压泵第三节第三节 液压马达液压马达第四节第四节 液压泵中气穴及噪声液压泵中气穴及噪声第五节第五节 液压泵的选用液压泵的选用2024/5/10 2024/5/10 周周五五.南昌大学科技学院南昌大学科技学院第一节第一节 概述概述液压泵与液压马达，是液压系统中的能量转换装置。液压泵与液压马达，是液压系统中的能量转换装置。本章主要介绍几种典型的液压泵与液压马达的工作原理本章主要介绍几种典型的液压泵与液压马达的工作原理、结构特点、性能参数以及应用。、结构特点、性能参数以及应用。一、作用和分类一、作用和分类1 1、作用、作用 将原动机输出的机械能转换成压力能，属于将原动机输出的机械能转换成压力能，属于动力元件动力元件，其功用是给液压系统提供压力油以驱动系统工作。，其功用是给液压系统提供压力油以驱动系统工作。液压泵的输入参量为机械参量液压泵的输入参量为机械参量(转矩转矩T T和转速和转速n)n)，输出，输出参量为液压参量参量为液压参量(压力压力p p和流量和流量q)q)。液压泵液压泵2024/5/10 2024/5/10 周周五五.南昌大学科技学院南昌大学科技学院第一节第一节 概述概述 将输入的液体压力能转换成工作机构所需要的机械能，将输入的液体压力能转换成工作机构所需要的机械能，属于属于执行元件执行元件，常置于液压系统的输出端，直接或间接驱常置于液压系统的输出端，直接或间接驱动负载连续回转而做功。动负载连续回转而做功。因此，液压马达的输入参量为液压参量因此，液压马达的输入参量为液压参量(压力压力p p和流量和流量q)q)，输出参量为机械参量，输出参量为机械参量(转矩转矩T T和转速和转速n)n)。2 2、分类、分类（1 1）按流量是否可调：定量）按流量是否可调：定量/变量泵；定量变量泵；定量/变量马达。变量马达。（2 2）按结构形式：齿轮泵）按结构形式：齿轮泵/马达、叶片泵马达、叶片泵/马达、柱塞泵马达、柱塞泵/马马 达。达。同一类型的泵和马达结构上相似，特殊情况下可换用。同一类型的泵和马达结构上相似，特殊情况下可换用。液压马达液压马达2024/5/10 2024/5/10 周周五五.南昌大学科技学院南昌大学科技学院第一节第一节 概述概述2 2、工作原理、工作原理液压泵和马达靠密封工作腔液压泵和马达靠密封工作腔容积变化容积变化工作工作容积式，以容积式，以容积式泵为例：容积式泵为例：BACO泵吸入泵排出2024/5/10 2024/5/10 周周五五.南昌大学科技学院南昌大学科技学院第一节第一节 概述概述 凸轮凸轮1 1旋转时，当柱塞向右移动，工作腔容积变大，产旋转时，当柱塞向右移动，工作腔容积变大，产生真空，油液便通过吸油阀生真空，油液便通过吸油阀5 5吸入；吸入；柱塞向左移动时，工作腔容积变小，已吸入的油液便柱塞向左移动时，工作腔容积变小，已吸入的油液便通过压油阀通过压油阀6 6排到系统中去。排到系统中去。2024/5/10 2024/5/10 周周五五.南昌大学科技学院南昌大学科技学院第一节第一节 概述概述二、主要性能参数二、主要性能参数液压泵的性能参数主要有压力、转速、排量、流量、液压泵的性能参数主要有压力、转速、排量、流量、功率和效率。功率和效率。1 1、压力、压力 额定压力额定压力 在正常工作条件下，按试验标准在正常工作条件下，按试验标准规定连续运转所允许的最高压力规定连续运转所允许的最高压力最高允许压力最高允许压力 短时间内所允许短时间内所允许超载使用的极限压力超载使用的极限压力 工作压力工作压力 实际工作时的压力，即液压泵实际工作时的压力，即液压泵出口的压力，马达的入口压力出口的压力，马达的入口压力 吸入压力吸入压力 液压泵进口处的压力液压泵进口处的压力 2024/5/10 2024/5/10 周周五五.南昌大学科技学院南昌大学科技学院第一节第一节 概述概述2 2、流量、流量 额定流量额定流量在额定压力、额定转速下，按试验标准在额定压力、额定转速下，按试验标准规定必须保证的输出规定必须保证的输出(输入输入)流量流量 几何几何/理论流量理论流量qt不考虑泄漏，单位时间内泵所排出或马不考虑泄漏，单位时间内泵所排出或马达所输入的液体体积达所输入的液体体积 实际流量实际流量q实际工作时，不同压力下，泵（马达）实际工作时，不同压力下，泵（马达）所排出（输入）的液体流量所排出（输入）的液体流量 瞬时理论流量瞬时理论流量由于运动学机理，液压泵的流量往往具有脉由于运动学机理，液压泵的流量往往具有脉动性，液压泵某一瞬间所排的理论流量动性，液压泵某一瞬间所排的理论流量 2024/5/10 2024/5/10 周周五五.南昌大学科技学院南昌大学科技学院第一节第一节 概述概述3 3、排量、排量 一般所指排量即几何排量，用一般所指排量即几何排量，用V V表示，根据定义可知：表示，根据定义可知：qt=v.n4 4、功率、功率泵：输入功率泵：输入功率=转矩转矩X X转速转速 输出功率输出功率=压力压力X X流量流量 马达：输入功率马达：输入功率=压力压力X X流量流量 输出功率输出功率=转矩转矩X X转速转速 几何几何/理论排量理论排量V不考虑泄漏，主轴转一转泵所排出或马不考虑泄漏，主轴转一转泵所排出或马达所输入的液体体积达所输入的液体体积 实际排量实际排量实际工作时，不同压力下，主轴转一转实际工作时，不同压力下，主轴转一转泵（马达）所排出（输入）的液体体积泵（马达）所排出（输入）的液体体积 2024/5/10 2024/5/10 周周五五.南昌大学科技学院南昌大学科技学院第一节第一节 概述概述（1 1）不考虑能量损失）不考虑能量损失 泵：泵：=马达：马达：=（2 2）考虑能量损失（）考虑能量损失（T w q pT w q p均为实际量）均为实际量）泵，输入功率：泵，输入功率：，输出功率：，输出功率：且且 马达，输入功率：马达，输入功率：，输出功率：，输出功率：且且u关于运用公式关于运用公式 注意单位：注意单位：p q T w np q T w n的单位分别是：的单位分别是：，则功率，则功率P P的单位为的单位为W W。2024/5/10 2024/5/10 周周五五.南昌大学科技学院南昌大学科技学院第一节第一节 概述概述5 5、效率、效率功率损失分为两部分功率损失分为两部分 内泄漏、气穴和油液在高压下压缩等造成的流量损失内泄漏、气穴和油液在高压下压缩等造成的流量损失 容积损失容积损失容积效率；容积效率；因摩擦而造成的转矩上的损失因摩擦而造成的转矩上的损失机械损失机械损失机械效率。机械效率。（1 1）液压泵）液压泵 几何流量几何流量q qt t 输出（实际）流量输出（实际）流量q q 几何（实际）转矩几何（实际）转矩T Tt t 驱动转矩驱动转矩T T 容积效率：容积效率：为损失流量为损失流量 2024/5/10 2024/5/10 周周五五.南昌大学科技学院南昌大学科技学院第一节第一节 概述概述 机械效率：机械效率：为损失转矩为损失转矩（2 2）液压马达）液压马达 几何（实际）流量几何（实际）流量q qt t 输出（实际）转矩输出（实际）转矩T To总效率：总效率：2024/5/10 2024/5/10 周周五五.南昌大学科技学院南昌大学科技学院第一节第一节 概述概述 d=泵的角度排量dVVqT=w/()(dVtP2024/5/10 2024/5/10 周周五五.南昌大学科技学院南昌大学科技学院第一节第一节 概述概述 d=马达的角度排量dVVqT=w/()(dVtP2024/5/10 2024/5/10 周周五五.南昌大学科技学院南昌大学科技学院第一节第一节 概述概述三、图形符号三、图形符号2024/5/10 2024/5/10 周周五五.南昌大学科技学院南昌大学科技学院第二节第二节 液压泵液压泵齿轮泵、叶片泵、柱塞泵齿轮泵、叶片泵、柱塞泵一、齿轮泵一、齿轮泵外啮合式、内啮合式；外啮合齿轮泵应用较广，内啮合外啮合式、内啮合式；外啮合齿轮泵应用较广，内啮合齿轮泵则多为辅助泵。齿轮泵则多为辅助泵。1 1、外啮合齿轮泵、外啮合齿轮泵（1 1）工作原理）工作原理一对参数相同的一对参数相同的齿轮；齿轮；壳体壳体；端盖端盖；长短轴长短轴；2024/5/10 2024/5/10 周周五五.南昌大学科技学院南昌大学科技学院第二节第二节 液压泵液压泵 两啮合的轮齿将泵体、两啮合的轮齿将泵体、前后盖板和齿轮包围的密前后盖板和齿轮包围的密闭容积分成两部分，轮齿闭容积分成两部分，轮齿进入啮合的一侧密闭容积进入啮合的一侧密闭容积减小，经压油口排油，退减小，经压油口排油，退出啮合的一侧密闭容积增出啮合的一侧密闭容积增大，经吸油口吸油。大，经吸油口吸油。l l壳体壳体 2 2主动齿轮主动齿轮 3 3从动齿轮从动齿轮 2024/5/10 2024/5/10 周周五五.南昌大学科技学院南昌大学科技学院第二节第二节 液压泵液压泵（2 2）排量和流量）排量和流量 外啮合齿轮泵的排量可近似看作是两个啮合齿轮的外啮合齿轮泵的排量可近似看作是两个啮合齿轮的齿谷容齿谷容积之和积之和。若假设齿谷容积等于轮齿体积，则当齿轮齿数为。若假设齿谷容积等于轮齿体积，则当齿轮齿数为Z Z ，模数为模数为m m，节圆直径为，节圆直径为d d，有效齿高为，有效齿高为h h，齿宽为，齿宽为b b时，根据齿轮时，根据齿轮参数计算公式有参数计算公式有 ，齿轮泵的排量近似为，齿轮泵的排量近似为:实际上，齿谷容积比轮齿体积稍大一些，并且齿数越少实际上，齿谷容积比轮齿体积稍大一些，并且齿数越少误差越大，因此误差越大，因此,在实际计算中用下式来代替上式中在实际计算中用下式来代替上式中值，齿值，齿数少时取大值。数少时取大值。2024/5/10 2024/5/10 周周五五.南昌大学科技学院南昌大学科技学院第二节第二节 液压泵液压泵 由此得齿轮泵的输出流量为由此得齿轮泵的输出流量为 ：（3 3）流量脉动）流量脉动 根据齿轮啮合原理可知，齿轮在啮合过程中，啮合点是根据齿轮啮合原理可知，齿轮在啮合过程中，啮合点是沿啮合线不断变化的，造成吸、压油腔的容积变化率也是变化沿啮合线不断变化的，造成吸、压油腔的容积变化率也是变化的，因此齿轮泵的瞬时流量是脉动的。设的，因此齿轮泵的瞬时流量是脉动的。设 和和 分别表示齿轮泵的最大和最小瞬时流量，则其流量的脉动率：分别表示齿轮泵的最大和最小瞬时流量，则其流量的脉动率：2024/5/10 2024/5/10 周周五五.南昌大学科技学院南昌大学科技学院第二节第二节 液压泵液压泵（4 4）结构特点分析）结构特点分析2024/5/10 2024/5/10 周周五五.南昌大学科技学院南昌大学科技学院第二节第二节 液压泵液压泵困油、泄漏、径向不平衡力困油、泄漏、径向不平衡力困油现象困油现象u产生原因产生原因 困油现象产生的原因：齿轮重迭系数困油现象产生的原因：齿轮重迭系数1 1，在两对轮齿，在两对轮齿同时啮合时，它们之间将形成一个与吸、压油腔均不相通的闭同时啮合时，它们之间将形成一个与吸、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。后由小变大。2024/5/10 2024/5/10 周周五五.南昌大学科技学院南昌大学科技学院第二节第二节 液压泵液压泵u危害危害 闭死容积闭死容积由大变小由大变小时油液受挤压，时油液受挤压，导致压力冲击和油液导致压力冲击和油液发热，使轴承等承受附加载荷；闭死容积发热，使轴承等承受附加载荷；闭死容积由小变大由小变大时，产生气时，产生气穴，会引起汽蚀和噪声。穴，会引起汽蚀和噪声。u减小措施减小措施 在前后盖板或浮动轴套上开卸荷槽。在前后盖板或浮动轴套上开卸荷槽。2024/5/10 2024/5/10 周周五五.南昌大学科技学院南昌大学科技学院第二节第二节 液压泵液压泵 两槽间距两槽间距a a为最小闭死容积，而使为最小闭死容积，而使闭死容积由大变小时与闭死容积由大变小时与压油腔相通，闭死容积由小变大时与吸油腔相通压油腔相通，闭死容积由小变大时与吸油腔相通。2024/5/10 2024/5/10 周周五五.南昌大学科技学院南昌大学科技学院第二节第二节 液压泵液压泵泄漏（压油腔泄漏（压油腔吸油腔）吸油腔）u产生原因和危害：产生原因和危害：齿侧间隙齿侧间隙齿轮啮合线处的间隙；齿轮啮合线处的间隙；齿齿顶间隙顶间隙泵体定子环内孔和齿顶间的径向间隙；泵体定子环内孔和齿顶间的径向间隙；端面间隙端面间隙齿齿轮两端面和侧板间的间隙。泄漏导致容积效率和压力降低。轮两端面和侧板间的间隙。泄漏导致容积效率和压力降低。在这三类间隙中，端面间隙的泄漏量最大，压力越高，由间隙泄漏的液压油就愈多。2024/5/10 2024/5/10 周周五五.南昌大学科技学院南昌大学科技学院第二节第二节 液压泵液压泵u减小措施减小措施 自动补偿端面间隙：自动补偿端面间隙：浮动轴套式浮动轴套式和和浮动侧板式浮动侧板式两种两种 。原理：原理：引入压力油使轴套或侧板紧贴在齿轮端面上，压引入压力油使轴套或侧板紧贴在齿轮端面上，压力愈高，间隙愈小，可自动补偿端面磨损和减小间隙。力愈高，间隙愈小，可自动补偿端面磨损和减小间隙。浮动轴套式为了提高齿轮泵的压力和容积效率，实现齿轮泵的高压化，需要从结构上来取措施，对端面间隙进行自动补偿。2024/5/10 2024/5/10 周周五五.南昌大学科技学院南昌大学科技学院第二节第二节 液压泵液压泵径向不平衡力径向不平衡力u产生原因产生原因 在齿轮泵中，油液作在齿轮泵中，油液作用在齿轮外缘的压力是不用在齿轮外缘的压力是不均匀的，从低压腔到高压均匀的，从低压腔到高压腔，压力沿齿轮旋转的方腔，压力沿齿轮旋转的方向逐齿递增，因此，齿轮向逐齿递增，因此，齿轮和轴受到径向不平衡力的和轴受到径向不平衡力的作用。作用。齿轮泵径向受力图齿轮泵径向受力图 2024/5/10 2024/5/10 周周五五.南昌大学科技学院南昌大学科技学院第二节第二节 液压泵液压泵u危害危害 加重了轴承的负荷，加速了齿顶与泵体之间磨损，影响加重了轴承的负荷，加速了齿顶与泵体之间磨损，影响泵的寿命。泵的寿命。u减小措施减小措施 减小压油口的尺寸减小压油口的尺寸(压油口小于吸油口压油口小于吸油口)；加大齿轮轴和轴承的承载能力；加大齿轮轴和轴承的承载能力；开压力平衡槽；开压力平衡槽；适当增大径向间隙等办法来解决。适当增大径向间隙等办法来解决。其中后两种是以其中后两种是以增大泄漏增大泄漏为代价的。为代价的。2024/5/10 2024/5/10 周周五五.南昌大学科技学院南昌大学科技学院第二节第二节 液压泵液压泵（5 5）提高齿轮泵压力措施）提高齿轮泵压力措施影响齿轮泵压力的主要因素：泄漏和径向不平衡力，因此影响齿轮泵压力的主要因素：泄漏和径向不平衡力，因此提高压力措施有：提高压力措施有：自动补偿端面间隙；自动补偿端面间隙；减小压油口的尺寸；减小压油口的尺寸；加大齿轮轴和轴承的承载能力；加大齿轮轴和轴承的承载能力；开压力平衡槽；开压力平衡槽；适当增大径向间隙等办法来解决。适当增大径向间隙等办法来解决。2024/5/10 2024/5/10 周周五五.南昌大学科技学院南昌大学科技学院第二节第二节 液压泵液压泵（6 6）优缺点）优缺点 齿轮泵是一种常用的液压泵。齿轮泵是一种常用的液压泵。优点：优点：结构简单，制造方便，价格低廉，体积小，重量轻，自结构简单，制造方便，价格低廉，体积小，重量轻，自吸性好，对油液污染不敏感，工作可靠；吸性好，对油液污染不敏感，工作可靠；缺点：缺点：流量和压力脉动大，噪声大，排量不可调。流量和压力脉动大，噪声大，排量不可调。2024/5/10 2024/5/10 周周五五.南昌大学科技学院南昌大学科技学院第二节第二节 液压泵液压泵2 2、螺杆泵、螺杆泵一种外啮合摆线齿轮泵一种外啮合摆线齿轮泵（1 1）工作原理）工作原理 组成：组成：螺杆泵的工作机构是由互相啮合且装于定子内的螺杆泵的工作机构是由互相啮合且装于定子内的三根螺杆组成，中间一根为主动螺杆，由电机带动，旁边两根三根螺杆组成，中间一根为主动螺杆，由电机带动，旁边两根为从动螺杆、另外还有前、后端盖等主要零件组成。为从动螺杆、另外还有前、后端盖等主要零件组成。1 1从动螺杆从动螺杆 2 2吸油腔吸油腔 3 3主动螺杆主动螺杆 4 4压油腔压油腔 2024/5/10 2024/5/10 周周五五.南昌大学科技学院南昌大学科技学院第二节第二节 液压泵液压泵 工作原理：工作原理：相互啮合的螺杆与壳体之间形成多个密闭容积，每个密闭、相互啮合的螺杆与壳体之间形成多个密闭容积，每个密闭、容积为一级。当传动轴带动主螺杆顺时针旋转时，左端密闭容积逐渐形成，容积为一级。当传动轴带动主螺杆顺时针旋转时，左端密闭容积逐渐形成，容积增大为吸油腔；右端密闭容积逐渐消失，容积减小为压油腔。容积增大为吸油腔；右端密闭容积逐渐消失，容积减小为压油腔。2024/5/10 2024/5/10 周周五五.南昌大学科技学院南昌大学科技学院第二节第二节 液压泵液压泵（2 2）特点）特点主要用于精密工作机械的液压系统中主要用于精密工作机械的液压系统中优点：优点：结构简单、运动平稳、噪声小、转速高、容积效率高、结构简单、运动平稳、噪声小、转速高、容积效率高、对油液污染不敏感；对油液污染不敏感；缺点：缺点：结构复杂，加工困难，难保证精度。结构复杂，加工困难，难保证精度。2024/5/10 2024/5/10 周周五五.南昌大学科技学院南昌大学科技学院第二节第二节 液压泵液压泵3 3、内啮合齿轮泵、内啮合齿轮泵分渐开线齿轮泵、摆线齿轮泵分渐开线齿轮泵、摆线齿轮泵（1 1）工作原理）工作原理2024/5/10 2024/5/10 周周五五.南昌大学科技学院南昌大学科技学院第二节第二节 液压泵液压泵渐开线内啮合齿轮泵渐开线内啮合齿轮泵 在渐开线齿形内啮在渐开线齿形内啮合齿轮泵中，小齿轮和合齿轮泵中，小齿轮和内齿轮之间要装一块月内齿轮之间要装一块月牙隔板，以便把吸油腔牙隔板，以便把吸油腔和压油腔隔开，如图。和压油腔隔开，如图。内啮合齿轮泵中的内啮合齿轮泵中的小齿轮是主动轮，大齿小齿轮是主动轮，大齿轮为从动轮，在工作时轮为从动轮，在工作时大齿轮随小齿轮同向旋大齿轮随小齿轮同向旋转。转。渐开线内啮合齿轮泵1 吸油腔，2 压油腔，3 隔板吸油窗口压油窗口月牙板从动内齿轮主动小齿轮2024/5/10 2024/5/10 周周五五.南昌大学科技学院南昌大学科技学院第二节第二节 液压泵液压泵摆线内啮合齿轮泵摆线内啮合齿轮泵 摆线齿形啮合摆线齿形啮合齿轮泵又称摆线转齿轮泵又称摆线转子泵。子泵。在这种泵中，在这种泵中，小齿轮和内齿轮只小齿轮和内齿轮只相差一齿，因而不相差一齿，因而不需设置隔板。需设置隔板。摆线啮合齿轮泵吸油窗口压油窗口主动小齿轮从动内齿轮2024/5/10 2024/5/10 周周五五.南昌大学科技学院南昌大学科技学院第二节第二节 液压泵液压泵（2 2）特点）特点一般用于中、低压系统，或作为补油泵。一般用于中、低压系统，或作为补油泵。优点：优点：内啮合齿轮泵的结构紧凑，尺寸小，重量轻，运转平稳内啮合齿轮泵的结构紧凑，尺寸小，重量轻，运转平稳，噪声低；，噪声低；缺点：缺点：在低速、高压下工作时，压力脉动大，容积效率低；内在低速、高压下工作时，压力脉动大，容积效率低；内 啮合齿轮泵的缺点是齿形复杂，加工困难，价格较贵，且不适啮合齿轮泵的缺点是齿形复杂，加工困难，价格较贵，且不适合高压工况。合高压工况。2024/5/10 2024/5/10 周周五五.南昌大学科技学院南昌大学科技学院第二节第二节 液压泵液压泵二、叶片泵二、叶片泵分单作用叶片泵、双作用叶片泵分单作用叶片泵、双作用叶片泵单作用叶片泵双作用叶片泵2024/5/10 2024/5/10 周周五五.南昌大学科技学院南昌大学科技学院第二节第二节 液压泵液压泵1 1、单作用叶片泵、单作用叶片泵（1 1）工作原理）工作原理组成：定子、转子、组成：定子、转子、叶片、配油盘，端盖叶片、配油盘，端盖工作过程工作过程 叶片在转子的槽内叶片在转子的槽内可灵活滑动可灵活滑动 ,两相邻叶两相邻叶片、配油盘、定子和转片、配油盘、定子和转子便形成了一个密封的子便形成了一个密封的工作腔。工作腔。单作用叶片泵工作原理1压油口;2 转子;3 定子;4 叶片;5 吸油口 2024/5/10 2024/5/10 周周五五.南昌大学科技学院南昌大学科技学院第二节第二节 液压泵液压泵特点特点u转子转一转，完成吸压油各一次转子转一转，完成吸压油各一次单作用泵；单作用泵；u存在偏心距存在偏心距e e，改变，改变e e的大小，可以改变排量的大小，可以改变排量变量泵；变量泵；u转子受不平衡力转子受不平衡力非平衡式泵；非平衡式泵；2024/5/10 2024/5/10 周周五五.南昌大学科技学院南昌大学科技学院第二节第二节 液压泵液压泵（2 2）排量和流量）排量和流量2024/5/10 2024/5/10 周周五五.南昌大学科技学院南昌大学科技学院第二节第二节 液压泵液压泵叶片数越多，流量脉动越小，叶片为奇数比偶数小，一叶片数越多，流量脉动越小，叶片为奇数比偶数小，一般取般取1313或或1515。（3 3）结构特点分析）结构特点分析改变心距可改变排量，偏心反向时，吸压油口反向；改变心距可改变排量，偏心反向时，吸压油口反向；叶片后倾，便于叶片抛出；叶片后倾，便于叶片抛出；吸油腔一侧叶片底部通吸油腔，压油腔一侧叶片底部通吸油腔一侧叶片底部通吸油腔，压油腔一侧叶片底部通压油腔，叶片靠离心力甩出；压油腔，叶片靠离心力甩出；困油、泄漏、径向不平衡力也存在。困油、泄漏、径向不平衡力也存在。2024/5/10 2024/5/10 周周五五.南昌大学科技学院南昌大学科技学院第二节第二节 液压泵液压泵2 2、双作用叶片泵、双作用叶片泵（1 1）工作原理）工作原理组成组成 定子、定子、转子、转子、叶片、叶片、端盖、端盖、配油盘；配油盘；定子内表面由定子内表面由四段圆弧和四段过四段圆弧和四段过渡曲线组成。渡曲线组成。双作用叶片泵工作原理1定子；2 压油口；3 转子；4 叶片；5 吸油口2024/5/10 2024/5/10 周周五五.南昌大学科技学院南昌大学科技学院第二节第二节 液压泵液压泵工作过程工作过程双作用叶片泵工作原理1定子；2 压油口；3 转子；4 叶片；5 吸油口右图中，当转子顺右图中，当转子顺时针方向旋转时，时针方向旋转时，密封工作腔的容积密封工作腔的容积在左上角和右下角在左上角和右下角处逐渐增大，为吸处逐渐增大，为吸油区，在左下角和油区，在左下角和右上角处逐渐减小，右上角处逐渐减小，为压油区；吸油区为压油区；吸油区和压油区之间有一和压油区之间有一段封油区将吸、压段封油区将吸、压油区隔开。油区隔开。2024/5/10 2024/5/10 周周五五.南昌大学科技学院南昌大学科技学院第二节第二节 液压泵液压泵特点特点双作用叶片泵工作原理1定子；2 压油口；3 转子；4 叶片；5 吸油口u转子转一转完成转子转一转完成2 2次吸油、压油次吸油、压油双作用叶片泵；双作用叶片泵；u定子和转子无偏定子和转子无偏心距心距定量泵；定量泵；u吸压油区对称分吸压油区对称分布，径向力平衡布，径向力平衡平衡式泵。平衡式泵。2024/5/10 2024/5/10 周周五五.南昌大学科技学院南昌大学科技学院第二节第二节 液压泵液压泵（2 2）排量和流量）排量和流量 双作用叶片泵平均流量计算原理 当两叶片从当两叶片从a a，b b位置转位置转c c，d d位置时，排出容积位置时，排出容积为为M M的油液；从的油液；从c c，d d转转到到e e，f f 时，吸进了容时，吸进了容积为积为M M的油液。从的油液。从e e，f f 转到转到g g，h h时又排出了容时又排出了容积为积为M M的油液；再从的油液；再从g g，h h转回到转回到a a，b b时又吸进时又吸进了容积为了容积为M M的油液。的油液。2024/5/10 2024/5/10 周周五五.南昌大学科技学院南昌大学科技学院第二节第二节 液压泵液压泵 转子转一周，两叶片间转子转一周，两叶片间吸油两次，排油两次，每次吸油两次，排油两次，每次容积为容积为M M；当叶片数为；当叶片数为Z Z时，时，转动一周所有叶片的排量为转动一周所有叶片的排量为2Z2Z个个M M容积，若不计叶片几容积，若不计叶片几何尺度，此值正好为环行体何尺度，此值正好为环行体积的两倍。故泵的排量为：积的两倍。故泵的排量为：平均流量为：平均流量为：R 定子长半径；r 定子短半径；B 转子厚度。2024/5/10 2024/5/10 周周五五.南昌大学科技学院南昌大学科技学院第二节第二节 液压泵液压泵 考虑叶片厚度影响后，双作用叶片泵精确流量计算公为考虑叶片厚度影响后，双作用叶片泵精确流量计算公为：不考虑双作用叶片泵叶片厚度，流量是均匀的，但由于不考虑双作用叶片泵叶片厚度，流量是均匀的，但由于叶片存在厚度且存在几何误差和装配误差，脉动依然存在，叶片存在厚度且存在几何误差和装配误差，脉动依然存在，叶片数为叶片数为4 4的倍数时脉动最小，一般取的倍数时脉动最小，一般取1212或或1616。（3 3）结构特点分析）结构特点分析定子内表面由四段圆弧和四段过渡曲线组成；定子内表面由四段圆弧和四段过渡曲线组成；叶片前倾，便于压回；叶片前倾，便于压回；叶片根部通压力油；叶片根部通压力油；主要有泄漏现象主要有泄漏现象2024/5/10 2024/5/10 周周五五.南昌大学科技学院南昌大学科技学院第二节第二节 液压泵液压泵（4 4）提高双作用叶片泵压力的措施）提高双作用叶片泵压力的措施随着技术的发展，双作用叶片的最高工作压力已达成随着技术的发展，双作用叶片的最高工作压力已达成2030MPa2030MPa，这是因为双作用叶片泵转子上的径向力基本，这是因为双作用叶片泵转子上的径向力基本上是平衡的，不像齿轮泵和单作用叶片泵那样，工作压上是平衡的，不像齿轮泵和单作用叶片泵那样，工作压力的提高会受到径向承载能力的限制；力的提高会受到径向承载能力的限制；叶片泵工作压力提高的主要限制条件是叶片泵工作压力提高的主要限制条件是叶片和定子内表叶片和定子内表面的磨损（叶片底部通压力油）面的磨损（叶片底部通压力油）。为了解决定子和叶片的磨损，要采取措施减小在吸油区为了解决定子和叶片的磨损，要采取措施减小在吸油区叶片对定子内表面的压紧力，目前采取的主要结构措施有以叶片对定子内表面的压紧力，目前采取的主要结构措施有以下几种：下几种：2024/5/10 2024/5/10 周周五五.南昌大学科技学院南昌大学科技学院双叶片结构双叶片结构 各转子槽内装有两个经过倒角的叶片。两叶片的倒角部分构成从叶各转子槽内装有两个经过倒角的叶片。两叶片的倒角部分构成从叶片底部通向头部的片底部通向头部的V V型油道，因而作用在叶片底、头部的油压力相等，合型油道，因而作用在叶片底、头部的油压力相等，合理设计叶片头部的形状，使叶片头部承压面积略小于叶片底部承压面积。理设计叶片头部的形状，使叶片头部承压面积略小于叶片底部承压面积。这个承压面积的差值就形成叶片对定子内表面的接触力。这个承压面积的差值就形成叶片对定子内表面的接触力。第二节第二节 液压泵液压泵2024/5/10 2024/5/10 周周五五.南昌大学科技学院南昌大学科技学院弹簧负载叶片结构弹簧负载叶片结构 叶片的底面上开叶片的底面上开有三个弹簧孔，通过有三个弹簧孔，通过叶片头部和底部相连叶片头部和底部相连的小孔及侧面的半圆的小孔及侧面的半圆槽使叶片底面与头部槽使叶片底面与头部沟通。不过，弹簧在沟通。不过，弹簧在工作过程中频繁受交工作过程中频繁受交变压缩，易引起疲劳变压缩，易引起疲劳损坏。损坏。弹簧负载叶片结构第二节第二节 液压泵液压泵2024/5/10 2024/5/10 周周五五.南昌大学科技学院南昌大学科技学院母子叶片结构母子叶片结构 第二节第二节 液压泵液压泵2024/5/10 2024/5/10 周周五五.南昌大学科技学院南昌大学科技学院叶片槽中装有母叶片和子叶片，母、子叶片能自由地相对叶片槽中装有母叶片和子叶片，母、子叶片能自由地相对滑动，正确选择子叶片和母叶片的宽度尺寸之比可使母叶滑动，正确选择子叶片和母叶片的宽度尺寸之比可使母叶片和定子的接触压力适当；片和定子的接触压力适当；转子上的压力平衡孔使母叶片的头部和底部液压力相等，转子上的压力平衡孔使母叶片的头部和底部液压力相等，泵的排油压力通到母、子叶片之间的中间压力腔；泵的排油压力通到母、子叶片之间的中间压力腔；叶片作用在定子上的力为：叶片作用在定子上的力为：第二节第二节 液压泵液压泵2024/5/10 2024/5/10 周周五五.南昌大学科技学院南昌大学科技学院阶梯叶片结构阶梯叶片结构 叶片做阶梯形式，转子上的叶片槽亦具有相应的形状。它们之间的中叶片做阶梯形式，转子上的叶片槽亦具有相应的形状。它们之间的中间油腔经配流盘上的槽与压力油相通，转子上的压力平衡油道把叶片头部间油腔经配流盘上的槽与压力油相通，转子上的压力平衡油道把叶片头部的压力油引入叶片底部。这种结构由于叶片及槽的形状较为复杂，加工工的压力油引入叶片底部。这种结构由于叶片及槽的形状较为复杂，加工工艺性较差，应用较少。艺性较差，应用较少。1定子；2 转子；3 中间油腔；4 压力平衡油道 第二节第二节 液压泵液压泵2024/5/10 2024/5/10 周周五五.南昌大学科技学院南昌大学科技学院第二节第二节 液压泵液压泵3 3、（外反馈）限压式变量叶片泵、（外反馈）限压式变量叶片泵单作用叶片泵分类单作用叶片泵分类 单向变量泵单向变量泵双向变量泵双向变量泵u按改变偏心方式不同按改变偏心方式不同手调式变量泵手调式变量泵自动调节式变量泵自动调节式变量泵u按改变偏心方式不同按改变偏心方式不同限压式限压式稳流量式稳流量式外反馈式外反馈式内反馈式内反馈式2024/5/10 2024/5/10 周周五五.南昌大学科技学院南昌大学科技学院第二节第二节 液压泵液压泵4 4、限压式变量叶片泵、限压式变量叶片泵2024/5/10 2024/5/10 周周五五.南昌大学科技学院南昌大学科技学院第二节第二节 液压泵液压泵(1)(1)工作原理工作原理根据外负载大小自动调节泵的排量根据外负载大小自动调节泵的排量2024/5/10 2024/5/10 周周五五.南昌大学科技学院南昌大学科技学院第二节第二节 液压泵液压泵 弹簧预压缩量为弹簧预压缩量为x x0 0，此时，此时e=e=e emaxmax，q=q=q qmaxmax，预紧力预紧力F Fs s=kx=kx0 0，F Fp p=p.Ap.Ax x，F Fx x F Fp p；外负载增大，外负载增大，p p增大，增大，F Fp p增大，增大，F Fp pFFs s，e e减小，减小，q q减小；减小；p p增大，增大，F Fp p增大，最后增大，最后e=e=e eminmin00，流量用以补偿泄漏，所，流量用以补偿泄漏，所以以q=0q=0，p p不再增大。不再增大。2024/5/10 2024/5/10 周周五五.南昌大学科技学院南昌大学科技学院第二节第二节 液压泵液压泵(2)qp(2)qp特性特性限压式变量叶片泵的特性曲线 当当p pp pc c时，油压的作用时，油压的作用力还不能克服弹簧的预压紧力还不能克服弹簧的预压紧力，这时定子的偏心距变，力，这时定子的偏心距变，泵的理论流量不变，但由于泵的理论流量不变，但由于供油压力增大时，泄漏量增供油压力增大时，泄漏量增大，实际流量减小，所以流大，实际流量减小，所以流量曲线为量曲线为ABAB段；段；当当p=pcp=pc时，时，B B为特性曲线的转折点；为特性曲线的转折点；当当p ppcpc时，弹簧受压缩，定子偏心距减小，使流量降时，弹簧受压缩，定子偏心距减小，使流量降低，如图曲线低，如图曲线BCBC所示。所示。2024/5/10 2024/5/10 周周五五.南昌大学科技学院南昌大学科技学院第二节第二节 液压泵液压泵（3 3）特性曲线的调节）特性曲线的调节改变反馈柱塞的初始位置，可以改变初始偏心距的大小，改变反馈柱塞的初始位置，可以改变初始偏心距的大小，从而改变了泵的最大输出流量，即使曲线从而改变了泵的最大输出流量，即使曲线ABAB段上下平移；段上下平移；改变压力弹簧的预紧力的大小，可以改变改变压力弹簧的预紧力的大小，可以改变PcPc的大小，使的大小，使曲线拐点曲线拐点B B左右平移；左右平移；改变压力弹簧的刚度，可以改变改变压力弹簧的刚度，可以改变BCBC的斜率，弹簧刚度增的斜率，弹簧刚度增大，大，BCBC段的斜率变小，曲线段的斜率变小，曲线BCBC段趋于平缓。段趋于平缓。2024/5/10 2024/5/10 周周五五.南昌大学科技学院南昌大学科技学院第二节第二节 液压泵液压泵三、柱塞泵三、柱塞泵依靠柱塞在缸孔内作往复运动时产生容积变化进行吸压油。依靠柱塞在缸孔内作往复运动时产生容积变化进行吸压油。按柱塞排列和运动方式不同分：轴向柱塞泵和径向柱塞泵。按柱塞排列和运动方式不同分：轴向柱塞泵和径向柱塞泵。1 1、轴向柱塞泵、轴向柱塞泵根据结构又分直轴式和斜轴式根据结构又分直轴式和斜轴式（1）直轴式轴向柱塞泵直轴式轴向柱塞泵工作原理工作原理是柱塞的轴线和传动轴的轴线平行。是柱塞的轴线和传动轴的轴线平行。轴向柱塞泵轴向柱塞泵是柱塞的轴线和传动轴的轴线垂直。是柱塞的轴线和传动轴的轴线垂直。径向柱塞泵径向柱塞泵2024/5/10 2024/5/10 周周五五.南昌大学科技学院南昌大学科技学院第二节第二节 液压泵液压泵工作原理图：工作原理图：2024/5/10 2024/5/10 周周五五.南昌大学科技学院南昌大学科技学院缸缸体体柱柱塞塞滑滑履履组组配配流流盘盘第二节第二节 液压泵液压泵2024/5/10 2024/5/10 周周五五.南昌大学科技学院南昌大学科技学院第二节第二节 液压泵液压泵u组成：斜盘、柱塞、缸体、配油盘、传动轴；组成：斜盘、柱塞、缸体、配油盘、传动轴；u工作过程工作过程l斜盘斜盘1 1和配油盘和配油盘4 4不动，传动轴不动，传动轴5 5带动缸体带动缸体3 3、柱塞、柱塞2 2一起转一起转动；动；吸油口压油口1 1斜盘斜盘 2 2柱塞柱塞 3 3缸体缸体 4 4配流盘配流盘 5 5传动轴传动轴 2024/5/10 2024/5/10 周周五五.南昌大学科技学院南昌大学科技学院第二节第二节 液压泵液压泵l传动轴旋转时，柱塞传动轴旋转时，柱塞2 2在其沿斜盘自下而上回转的半周内在其沿斜盘自下而上回转的半周内逐渐向缸体外伸出，使缸体孔内密封工作腔容积不断增加，逐渐向缸体外伸出，使缸体孔内密封工作腔容积不断增加，油液经配油盘油液经配油盘4 4上的配油窗口上的配油窗口6 6吸入。柱塞在其自上而下回转吸入。柱塞在其自上而下回转的半周内又逐渐向里推入，使密封工作腔容积不断减小，将的半周内又逐渐向里推入，使密封工作腔容积不断减小，将油液从配油盘窗口油液从配油盘窗口7 7向外排出。向外排出。2024/5/10 2024/5/10 周周五五.南昌大学科技学院南昌大学科技学院第二节第二节 液压泵液压泵排量和流量排量和流量 若柱塞数目为若柱塞数目为 ，柱塞直径为，柱塞直径为 ，柱塞孔分布圆直径，柱塞孔分布圆直径为为 ，斜盘倾角为，斜盘倾角为 ，则泵的排量为，则泵的排量为 ：泵的输出流量为泵的输出流量为 ：柱塞泵的排量是转角的函数，其输出流量是脉动的，柱柱塞泵的排量是转角的函数，其输出流量是脉动的，柱塞数为塞数为奇数时的脉动率比偶数柱塞小奇数时的脉动率比偶数柱塞小，数目越多，脉动越小数目越多，脉动越小，从结构工艺性和脉动率综合考虑，常取从结构工艺性和脉动率综合考虑，常取Z