液压与气压传动(1).ppt

School of Mechanical Engineering上海电机学院机械学院上海电机学院机械学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件液压与气压传动液压与气压传动图图图图2-12-1 单柱塞式液压泵工作原理单柱塞式液压泵工作原理1 1凸轮凸轮 2 2柱塞柱塞 3 3弹簧弹簧 4 4密封工作腔密封工作腔 5 5吸油阀吸油阀 6 6压油阀压油阀School of Mechanical Engineering上海电机学院机械学院上海电机学院机械学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件液压与气压传动液压与气压传动液压泵液压泵吸油吸油吸油吸油时，油箱的油液在大气压作用下使吸油阀开启，而时，油箱的油液在大气压作用下使吸油阀开启，而压油阀在阀的弹簧作用下关闭；压油阀在阀的弹簧作用下关闭；液压泵液压泵输油输油时，吸油阀在液压和弹簧作用下关闭，而压油阀在时，吸油阀在液压和弹簧作用下关闭，而压油阀在液压作用下开启。液压作用下开启。这种这种吸入和输出油液的转换吸入和输出油液的转换吸入和输出油液的转换吸入和输出油液的转换，称为，称为配流配流配流配流。液压泵的配流方式：液压泵的配流方式：液压泵的配流方式：液压泵的配流方式：u 确定式配流确定式配流确定式配流确定式配流（如叶片泵的配流盘、径向柱塞泵的配流轴）（如叶片泵的配流盘、径向柱塞泵的配流轴）u 阀式配流阀式配流阀式配流阀式配流 （如逆止阀等）（如逆止阀等）School of Mechanical Engineering上海电机学院机械学院上海电机学院机械学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件液压与气压传动液压与气压传动液压泵的密封工作腔处于吸油时称为液压泵的密封工作腔处于吸油时称为吸油腔吸油腔吸油腔吸油腔，处于输油时称，处于输油时称为为压油腔压油腔压油腔压油腔。吸油腔压力吸油腔压力吸油腔压力吸油腔压力取决于取决于取决于取决于液压泵吸油口至油箱液面高度和吸油管路液压泵吸油口至油箱液面高度和吸油管路压力损失；压力损失；压油腔压力压油腔压力压油腔压力压油腔压力决定于决定于决定于决定于负载和压油管路压力损失。输出的负载和压油管路压力损失。输出的理论流理论流理论流理论流量量量量只只决定于工作腔的几何尺寸决定于工作腔的几何尺寸决定于工作腔的几何尺寸决定于工作腔的几何尺寸和和柱塞的往复次数柱塞的往复次数柱塞的往复次数柱塞的往复次数（或角速度）（或角速度），而，而与压油腔压力无关与压油腔压力无关与压油腔压力无关与压油腔压力无关。液压泵的基本原理液压泵的基本原理液压泵的基本原理液压泵的基本原理吸油：吸油：吸油：吸油：密封容积增大，产生真空密封容积增大，产生真空 压油：压油：压油：压油：密封容积减小，油液被迫压出密封容积减小，油液被迫压出 容积式容积式School of Mechanical Engineering上海电机学院机械学院上海电机学院机械学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件液压与气压传动液压与气压传动构成液压泵的基本条件（必要条件）1 1 1 1）形成密封工作腔；形成密封工作腔；2 2 2 2）密封工作腔容积大小交替变化；密封工作腔容积大小交替变化；（变大时与吸油口相通，变小时与压油口相通）（变大时与吸油口相通，变小时与压油口相通）3 3 3 3）吸压油腔隔开（配流装置）。吸压油腔隔开（配流装置）。液压泵的基本特点1 1 1 1）具有一个或若干个周期性变化的密封容积；具有一个或若干个周期性变化的密封容积；2 2 2 2）具有配流装置；具有配流装置；3 3 3 3）油箱内液体的绝对压力必须恒等于或大于大气压力。油箱内液体的绝对压力必须恒等于或大于大气压力。School of Mechanical Engineering上海电机学院机械学院上海电机学院机械学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件液压与气压传动液压与气压传动Part 2.3Part 2.3 齿轮泵齿轮泵齿轮泵齿轮泵的结构和工作原理的结构和工作原理的结构和工作原理的结构和工作原理按结构分为：按结构分为：外啮合齿轮泵外啮合齿轮泵外啮合齿轮泵外啮合齿轮泵 内啮合齿轮泵内啮合齿轮泵内啮合齿轮泵内啮合齿轮泵内啮合内啮合齿轮泵齿轮泵外啮合外啮合齿轮泵齿轮泵齿轮泵齿轮泵School of Mechanical Engineering上海电机学院机械学院上海电机学院机械学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件液压与气压传动液压与气压传动Part 2.3.1Part 2.3.1 外啮合外啮合外啮合外啮合齿轮泵齿轮泵齿轮泵齿轮泵1.工作原理工作原理结构组成：结构组成：图图图图2-4 2-4 外啮合齿轮泵外啮合齿轮泵 壳体壳体,一对一对外啮合外啮合齿轮齿轮,两个端盖，传动轴。两个端盖，传动轴。壳体、端盖和齿轮的各个齿壳体、端盖和齿轮的各个齿间槽组成许多密封工作腔。间槽组成许多密封工作腔。School of Mechanical Engineering上海电机学院机械学院上海电机学院机械学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件液压与气压传动液压与气压传动4.几个突出问题几个突出问题u泄漏泄漏u困油现象及其消除措施困油现象及其消除措施u径向作用力不平衡径向作用力不平衡School of Mechanical Engineering上海电机学院机械学院上海电机学院机械学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件液压与气压传动液压与气压传动u泄漏泄漏其中对泄漏影响最大的是其中对泄漏影响最大的是其中对泄漏影响最大的是其中对泄漏影响最大的是端面间隙间隙，可占总泄端面间隙间隙，可占总泄端面间隙间隙，可占总泄端面间隙间隙，可占总泄漏量的漏量的漏量的漏量的75%80%75%80%75%80%75%80%。它是影它是影它是影它是影响齿轮泵压力提高的首要响齿轮泵压力提高的首要响齿轮泵压力提高的首要响齿轮泵压力提高的首要因素因素因素因素。三个泄露途径三个泄露途径:端面间隙泄漏：最大端面间隙泄漏：最大端面间隙泄漏：最大端面间隙泄漏：最大 啮合间隙泄漏啮合间隙泄漏啮合间隙泄漏啮合间隙泄漏 径向间隙泄漏径向间隙泄漏径向间隙泄漏径向间隙泄漏School of Mechanical Engineering上海电机学院机械学院上海电机学院机械学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件液压与气压传动液压与气压传动u困油现象及其消除措施困油现象及其消除措施l 何谓困油现象何谓困油现象 l 产生原因产生原因 l 引起结果引起结果 l 消除困油的方法消除困油的方法School of Mechanical Engineering上海电机学院机械学院上海电机学院机械学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件液压与气压传动液压与气压传动l 困油现象困油现象齿轮泵齿轮啮合的重叠系数齿轮泵齿轮啮合的重叠系数大于大于1。两对轮齿同时啮合两对轮齿同时啮合 形成闭死容积形成闭死容积 就有一部分油液被围困在两对轮齿所形成的独立的封闭就有一部分油液被围困在两对轮齿所形成的独立的封闭腔内，这一封闭腔和泵的吸、压油腔相互间不连通。腔内，这一封闭腔和泵的吸、压油腔相互间不连通。当齿轮旋转时，此封闭腔容积发生变化，使油液受压缩或膨当齿轮旋转时，此封闭腔容积发生变化，使油液受压缩或膨胀，这种现象称为胀，这种现象称为困油现象困油现象困油现象困油现象。School of Mechanical Engineering上海电机学院机械学院上海电机学院机械学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件液压与气压传动液压与气压传动l 困油现象产生原因困油现象产生原因ab 容积逐渐减小容积逐渐减小 b c 容积逐渐增大容积逐渐增大 School of Mechanical Engineering上海电机学院机械学院上海电机学院机械学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件液压与气压传动液压与气压传动l 困油引起的后果困油引起的后果ab ab 容积逐渐减小容积逐渐减小容积逐渐减小容积逐渐减小 p p 高压油从一切可能泄漏的缝隙强行挤出，使轴和轴承受很大高压油从一切可能泄漏的缝隙强行挤出，使轴和轴承受很大冲击载荷，泵剧烈振动，同时无功损耗增大，油液发热。冲击载荷，泵剧烈振动，同时无功损耗增大，油液发热。bc bc 容积逐渐增大容积逐渐增大容积逐渐增大容积逐渐增大 p p 形成局部真空，使溶于油液中的气体析出，形成气泡，产生形成局部真空，使溶于油液中的气体析出，形成气泡，产生气穴，引起振动、噪声、汽蚀等。气穴，引起振动、噪声、汽蚀等。总之：总之：总之：总之：由于困油现象，使泵工作性能不稳定，产生振动、噪由于困油现象，使泵工作性能不稳定，产生振动、噪声等，直接影响泵的工作寿命。声等，直接影响泵的工作寿命。School of Mechanical Engineering上海电机学院机械学院上海电机学院机械学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件液压与气压传动液压与气压传动l 消除消除困油的困油的办法办法ab 密封容积减小，使之通压油口密封容积减小，使之通压油口(图图a)，避免压力急剧升高避免压力急剧升高 bc 密封容积增大，使之通吸油口密封容积增大，使之通吸油口(图图c)，避免形成局部真空避免形成局部真空 b 密封容积最小，隔开吸压油密封容积最小，隔开吸压油方法：方法：方法：方法：在两侧端盖上分别开卸荷槽以消除困油。在两侧端盖上分别开卸荷槽以消除困油。School of Mechanical Engineering上海电机学院机械学院上海电机学院机械学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件液压与气压传动液压与气压传动u径向作用力不平衡径向作用力不平衡齿轮泵的径向不平衡力齿轮泵的径向不平衡力 School of Mechanical Engineering上海电机学院机械学院上海电机学院机械学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件液压与气压传动液压与气压传动u径向作用力不平衡径向作用力不平衡改善措施：改善措施：改善措施：改善措施：u缩小压油口，以减小压力油缩小压油口，以减小压力油作用面积。作用面积。u增大泵体内表面和齿顶间隙增大泵体内表面和齿顶间隙u开压力平衡槽，会使容积效开压力平衡槽，会使容积效率减小率减小齿轮泵的压力平衡槽齿轮泵的压力平衡槽1 1、2 2压力平衡槽压力平衡槽 School of Mechanical Engineering上海电机学院机械学院上海电机学院机械学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件液压与气压传动液压与气压传动5.5.提高外啮合齿轮泵压力的措施提高外啮合齿轮泵压力的措施 原理：将压力油引入原理：将压力油引入轴套背面，使之紧贴轴套背面，使之紧贴齿轮端面，补偿磨损，齿轮端面，补偿磨损，减小间隙。减小间隙。图图图图2-72-72-72-7 带浮动轴套的齿轮泵带浮动轴套的齿轮泵（1 1）采用浮动轴套，使）采用浮动轴套，使）采用浮动轴套，使）采用浮动轴套，使端面端面间隙自动补偿。间隙自动补偿。School of Mechanical Engineering上海电机学院机械学院上海电机学院机械学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件液压与气压传动液压与气压传动（2 2）减小径向不平衡力，如缩小压油口。减小径向不平衡力，如缩小压油口。减小径向不平衡力，如缩小压油口。减小径向不平衡力，如缩小压油口。缩小压油口缩小压油口缩小压油口缩小压油口 并用扩大泵体内腔高压区径向并用扩大泵体内腔高压区径向并用扩大泵体内腔高压区径向并用扩大泵体内腔高压区径向间隙来实现径向补偿。间隙来实现径向补偿。间隙来实现径向补偿。间隙来实现径向补偿。图图图图2-9 2-9 2-9 2-9 扩大高压区径向间隙的扩大高压区径向间隙的齿轮泵齿轮泵School of Mechanical Engineering上海电机学院机械学院上海电机学院机械学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件液压与气压传动液压与气压传动6.6.外啮合齿轮泵的优点外啮合齿轮泵的优点结构简单，制造方便，价格结构简单，制造方便，价格低廉低廉结构紧凑，体积小，重量轻结构紧凑，体积小，重量轻自吸性能好，对油污不敏感自吸性能好，对油污不敏感工作可靠，便于维护工作可靠，便于维护流量脉动大流量脉动大噪声大噪声大排量不可调排量不可调7.7.外啮合齿轮泵的缺点外啮合齿轮泵的缺点School of Mechanical Engineering上海电机学院机械学院上海电机学院机械学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件液压与气压传动液压与气压传动Part 2.3.2Part 2.3.2 内啮合内啮合内啮合内啮合齿轮泵齿轮泵齿轮泵齿轮泵内啮合齿轮泵有内啮合齿轮泵有u渐开线齿轮泵渐开线齿轮泵u摆线齿轮泵摆线齿轮泵（又名转子泵）（又名转子泵）School of Mechanical Engineering上海电机学院机械学院上海电机学院机械学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件液压与气压传动液压与气压传动小齿轮小齿轮小齿轮小齿轮、内齿轮内齿轮内齿轮内齿轮和和月牙形隔板月牙形隔板月牙形隔板月牙形隔板等等渐开线内啮合齿轮泵渐开线内啮合齿轮泵结构组成：结构组成：渐开线齿形内啮合渐开线齿形内啮合渐开线齿形内啮合渐开线齿形内啮合齿轮泵齿轮泵齿轮泵齿轮泵School of Mechanical Engineering上海电机学院机械学院上海电机学院机械学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件液压与气压传动液压与气压传动摆线齿形内啮合摆线齿形内啮合摆线齿形内啮合摆线齿形内啮合齿轮泵齿轮泵齿轮泵齿轮泵摆线齿形内啮合齿轮泵摆线齿形内啮合齿轮泵School of Mechanical Engineering上海电机学院机械学院上海电机学院机械学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件液压与气压传动液压与气压传动Part 2.3.3Part 2.3.3 螺杆泵螺杆泵螺杆泵螺杆泵School of Mechanical Engineering上海电机学院机械学院上海电机学院机械学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件液压与气压传动液压与气压传动Part 2.4 叶片泵叶片泵叶片泵叶片泵uu流量脉动率小。输出流量均匀、运转平稳、噪声小；流量脉动率小。输出流量均匀、运转平稳、噪声小；流量脉动率小。输出流量均匀、运转平稳、噪声小；流量脉动率小。输出流量均匀、运转平稳、噪声小；uu为中压泵。为中压泵。为中压泵。为中压泵。uu叶片泵对油液污染敏感。叶片泵对油液污染敏感。叶片泵对油液污染敏感。叶片泵对油液污染敏感。叶片泵的特点叶片泵的特点 单作用单作用单作用单作用叶片泵叶片泵 双作用双作用双作用双作用叶片泵叶片泵叶片泵的种类叶片泵的种类School of Mechanical Engineering上海电机学院机械学院上海电机学院机械学院Part 2.4.1Part 2.4.1 单作用单作用单作用单作用叶片泵叶片泵叶片泵叶片泵 转子转动时，转子转动时，叶片因离心力叶片因离心力叶片因离心力叶片因离心力（或液压力）向外伸出（或液压力）向外伸出（或液压力）向外伸出（或液压力）向外伸出，紧贴在，紧贴在定子内表面上。定子内表面上。2、工作原理：吸油过程；压油过程、工作原理：吸油过程；压油过程组成：组成：转子转子转子转子1 1 1 1、定子定子定子定子2 2 2 2、叶片叶片叶片叶片3 3 3 3、配油盘配油盘配油盘配油盘和和端盖端盖端盖端盖等。等。特点：定子的内表面是圆柱形孔特点：定子的内表面是圆柱形孔 定子和转子不同心，有偏心距定子和转子不同心，有偏心距e e 转子上开槽，叶片可以在转子槽内灵活滑动转子上开槽，叶片可以在转子槽内灵活滑动 配油盘上有配油盘上有2 2个腰形个腰形窗口窗口窗口窗口密封工作腔围成：由密封工作腔围成：由定子定子定子定子、转子转子转子转子、两相邻叶片两相邻叶片两相邻叶片两相邻叶片和和 配油盘配油盘配油盘配油盘组成组成密封工作腔密封工作腔密封工作腔密封工作腔。1、结构、结构图图图图2-122-12 单作用叶片泵工作原理单作用叶片泵工作原理 1 1转子转子 2 2定子定子 3 3叶片叶片吸压油腔隔开吸压油腔隔开吸压油腔隔开吸压油腔隔开：配油盘上封油区和叶片：配油盘上封油区和叶片School of Mechanical Engineering上海电机学院机械学院上海电机学院机械学院排量：由泵的结构决定。排量：由泵的结构决定。（2-112-112-112-11）式中式中:b转子宽度；转子宽度；e转子和定子间的偏心距；转子和定子间的偏心距；D定子内圆直径。定子内圆直径。图图图图2-132-13 单作用叶片泵单作用叶片泵排量计算排量计算流量：流量：理论流量：理论流量：理论流量：理论流量：qt=Vn实际流量：实际流量：实际流量：实际流量：q =qtvSchool of Mechanical Engineering上海电机学院机械学院上海电机学院机械学院e大小变化，流量大小变化大小变化，流量大小变化方向变化，输油方向变化方向变化，输油方向变化单作用叶片泵常单作用叶片泵常作为变量泵作为变量泵（1）单作用叶片泵常作为单作用叶片泵常作为变量泵：变量泵：改变定子和转子间的偏心距改变定子和转子间的偏心距e的大小，就的大小，就可用改变排量。可用改变排量。3、单作用叶片泵的特点、单作用叶片泵的特点School of Mechanical Engineering上海电机学院机械学院上海电机学院机械学院（2）单作用叶片泵是单作用叶片泵是单作用泵：单作用泵：泵轴每旋转一周，密封工作腔容积增大和泵轴每旋转一周，密封工作腔容积增大和缩小各一次，完成一次吸油和压油。称为单作缩小各一次，完成一次吸油和压油。称为单作用。用。（3）流量有脉动，叶片取奇数）流量有脉动，叶片取奇数1315片，流片，流量脉动率越小。量脉动率越小。奇数叶片泵的脉动率比偶数叶片泵的脉动奇数叶片泵的脉动率比偶数叶片泵的脉动率小。率小。（4）转子上受不平衡液压力，轴承负载较大。）转子上受不平衡液压力，轴承负载较大。School of Mechanical Engineering上海电机学院机械学院上海电机学院机械学院（5 5）为了使叶片在离心力作用下可靠地压紧在定子内圆表）为了使叶片在离心力作用下可靠地压紧在定子内圆表）为了使叶片在离心力作用下可靠地压紧在定子内圆表）为了使叶片在离心力作用下可靠地压紧在定子内圆表面上，面上，面上，面上，可采用特殊沟槽使压油一侧的叶片底部和压油腔相可采用特殊沟槽使压油一侧的叶片底部和压油腔相可采用特殊沟槽使压油一侧的叶片底部和压油腔相可采用特殊沟槽使压油一侧的叶片底部和压油腔相通，吸通，吸通，吸通，吸 油腔一侧的叶片底部和吸油腔相通。油腔一侧的叶片底部和吸油腔相通。油腔一侧的叶片底部和吸油腔相通。油腔一侧的叶片底部和吸油腔相通。School of Mechanical Engineering上海电机学院机械学院上海电机学院机械学院Part 2.4.2Part 2.4.2 双作用双作用双作用双作用叶片泵叶片泵叶片泵叶片泵与单作用的异同：与单作用的异同：相同点：相同点：结构组成与单作用结构组成与单作用相同相同 不同点：不同点：不同点：不同点：定子内表面由定子内表面由两段长半两段长半两段长半两段长半径圆弧径圆弧径圆弧径圆弧、两段短半径圆弧两段短半径圆弧两段短半径圆弧两段短半径圆弧和和四四四四段过渡曲线段过渡曲线段过渡曲线段过渡曲线组成（共组成（共8段）。段）。定子和转子同心定子和转子同心定子和转子同心定子和转子同心。1、工作原理：、工作原理：图图图图2-142-14 双作用叶片泵的工作原理双作用叶片泵的工作原理School of Mechanical Engineering上海电机学院机械学院上海电机学院机械学院排量：排量：（2-122-122-122-12）式中式中:R、r叶片泵定子内表面圆弧部分长、短半径；叶片泵定子内表面圆弧部分长、短半径；z叶片数；叶片数；b叶片宽度；叶片宽度；叶片倾角。叶片倾角。图图图图2-152-15 双作用双作用叶片泵叶片泵排量计算排量计算流量：流量：流量：流量：理论流量：理论流量：理论流量：理论流量：qt=Vn 实际流量：实际流量：实际流量：实际流量：q =qtvSchool of Mechanical Engineering上海电机学院机械学院上海电机学院机械学院（1）双作用叶片泵为定量泵；）双作用叶片泵为定量泵；（2）它是双作用泵：泵轴每转一转，完成吸油和压油各）它是双作用泵：泵轴每转一转，完成吸油和压油各两次，故称双作用。两次，故称双作用。（3）它是卸荷式液压泵（平衡泵）：泵的吸油区和压油）它是卸荷式液压泵（平衡泵）：泵的吸油区和压油区对称布置，转子所受径向力是平衡的。区对称布置，转子所受径向力是平衡的。（4）叶片数为偶数时，流量脉动小，一般取叶片数为偶数时，流量脉动小，一般取叶片数为偶数时，流量脉动小，一般取叶片数为偶数时，流量脉动小，一般取1212或或或或1616片。片。片。片。双作用叶片泵的流量脉动比单作用小。双作用叶片泵的流量脉动比单作用小。双作用叶片泵的流量脉动比单作用小。双作用叶片泵的流量脉动比单作用小。2、特点：、特点：School of Mechanical Engineering上海电机学院机械学院上海电机学院机械学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件Part 2.4.3Part 2.4.3 限压式变量限压式变量限压式变量限压式变量叶片泵叶片泵叶片泵叶片泵 单作用叶片泵的一个实例单作用叶片泵的一个实例单作用叶片泵的一个实例单作用叶片泵的一个实例 限压式变量叶片泵限压式变量叶片泵限压式变量叶片泵限压式变量叶片泵是一种是一种输出流量随工作压力变化而变化输出流量随工作压力变化而变化输出流量随工作压力变化而变化输出流量随工作压力变化而变化的泵的泵的泵的泵。压力越大，流量越小。压力越大，流量越小。限压式：限压式：限压式：限压式：当工作压力大到泵所产生的流量全部用于补偿泄漏时，当工作压力大到泵所产生的流量全部用于补偿泄漏时，泵的输出流量为零，不管外负载再怎样加大，泵的输出压力不泵的输出流量为零，不管外负载再怎样加大，泵的输出压力不会再升高。会再升高。限压式变量叶片泵限压式变量叶片泵限压式变量叶片泵限压式变量叶片泵的的流量改变流量改变流量改变流量改变是是是是利用压力的反馈作用实现利用压力的反馈作用实现利用压力的反馈作用实现利用压力的反馈作用实现的，的，分为分为外反馈式外反馈式外反馈式外反馈式和和内反馈式内反馈式内反馈式内反馈式两种。其中，外反馈限压式变量叶片两种。其中，外反馈限压式变量叶片泵能根据外负载（泵的工作压力）的大小自动调节泵的排量。泵能根据外负载（泵的工作压力）的大小自动调节泵的排量。School of Mechanical Engineering上海电机学院机械学院上海电机学院机械学院外反馈限压式变量叶片泵工作原理外反馈限压式变量叶片泵工作原理图中液压泵的图中液压泵的转子转子转子转子1 1 1 1中心固定中心固定不动，不动，定子定子定子定子3 3 3 3可左右移动。定可左右移动。定子左侧有一子左侧有一弹簧弹簧弹簧弹簧2 2 2 2，右侧是一，右侧是一反馈柱塞反馈柱塞反馈柱塞反馈柱塞5 5 5 5，它的油腔与泵的，它的油腔与泵的压油腔相通。压油腔相通。图图图图2-172-17 外反馈限压式变量叶片泵外反馈限压式变量叶片泵1 1转子转子 2 2弹簧弹簧 3 3定子定子 4 4滑块滚针滑块滚针支承支承 5 5反馈柱塞反馈柱塞 6 6流量调节螺钉流量调节螺钉设弹簧刚度为设弹簧刚度为ks，反馈柱塞面反馈柱塞面积为积为Ax，若忽略泵在若忽略泵在滑块滚针滑块滚针滑块滚针滑块滚针支承支承支承支承4处的摩擦力处的摩擦力Ff，则泵的定则泵的定子受弹簧力子受弹簧力Fs=ksx0和反馈柱塞和反馈柱塞压力的作用。压力的作用。当泵的转子按当泵的转子按逆时针方向旋转逆时针方向旋转逆时针方向旋转逆时针方向旋转时，转子时，转子上部为压油腔上部为压油腔上部为压油腔上部为压油腔，下部下部下部下部为吸油腔为吸油腔为吸油腔为吸油腔。压力油压力油压力油压力油把定子向上把定子向上压在滑块滚针支承上。压在滑块滚针支承上。School of Mechanical Engineering上海电机学院机械学院上海电机学院机械学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件液压与气压传动液压与气压传动当反馈柱塞的液压力当反馈柱塞的液压力F（等于等于pAx）小于小于小于小于弹簧力弹簧力Fs时，定子时，定子处于处于最右边最右边最右边最右边，偏心距最大偏心距最大偏心距最大偏心距最大，即，即e=emax，泵的泵的输出流量最大输出流量最大输出流量最大输出流量最大。若泵的输出压力因工作负载增大而增高，使若泵的输出压力因工作负载增大而增高，使FFs时，反时，反馈柱塞把定子向左推移馈柱塞把定子向左推移x距离，距离，偏心距减小偏心距减小偏心距减小偏心距减小到到e=emax-x，输输输输出流量随之减小出流量随之减小出流量随之减小出流量随之减小。泵的泵的工作压力越高工作压力越高工作压力越高工作压力越高，定子与转子间的，定子与转子间的偏心距越小偏心距越小偏心距越小偏心距越小，泵的，泵的输输输输出流量也越小出流量也越小出流量也越小出流量也越小。即即泵的实际输出流量随着工作压力的增高泵的实际输出流量随着工作压力的增高泵的实际输出流量随着工作压力的增高泵的实际输出流量随着工作压力的增高而减小而减小而减小而减小。School of Mechanical Engineering上海电机学院机械学院上海电机学院机械学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件液压与气压传动液压与气压传动Part 2.5Part 2.5 柱塞泵柱塞泵柱塞泵柱塞泵柱塞泵是柱塞泵是依靠柱塞在缸体孔内作往复运动时产生的容积依靠柱塞在缸体孔内作往复运动时产生的容积依靠柱塞在缸体孔内作往复运动时产生的容积依靠柱塞在缸体孔内作往复运动时产生的容积变化进行吸油和压油的变化进行吸油和压油的变化进行吸油和压油的变化进行吸油和压油的。特点：特点：特点：特点：高压泵高压泵(额定压力额定压力32a)分类：分类：分类：分类：径向柱塞泵径向柱塞泵径向柱塞泵径向柱塞泵 轴向柱塞泵轴向柱塞泵轴向柱塞泵轴向柱塞泵School of Mechanical Engineering上海电机学院机械学院上海电机学院机械学院Part 2.5.1 Part 2.5.1 斜盘式斜盘式斜盘式斜盘式轴向轴向轴向轴向柱塞泵柱塞泵柱塞泵柱塞泵斜盘式轴向柱塞泵斜盘式轴向柱塞泵斜盘式轴向柱塞泵斜盘式轴向柱塞泵又名直轴式轴向柱塞泵。又名直轴式轴向柱塞泵。特征：柱塞中心线平行于缸体的轴心线特征：柱塞中心线平行于缸体的轴心线特征：柱塞中心线平行于缸体的轴心线特征：柱塞中心线平行于缸体的轴心线。1.工作原理：工作原理：缸体旋转一周，缸体旋转一周，每个柱塞往复每个柱塞往复运动一次，完运动一次，完成一次吸油和成一次吸油和压油动作压油动作。图图图图2-202-20 直轴式轴向柱塞泵的工作原理直轴式轴向柱塞泵的工作原理1 1斜盘斜盘 2 2柱塞柱塞 3 3缸体缸体 4 4配油盘配油盘 5传动轴传动轴dSchool of Mechanical Engineering上海电机学院机械学院上海电机学院机械学院密封工作腔形成密封工作腔形成密封工作腔形成密封工作腔形成：柱塞柱塞、缸体、配流盘、缸体、配流盘 围成围成吸压油口隔开：吸压油口隔开：配油盘上的封油区与腰形窗口配油盘上的封油区与腰形窗口密封工作腔变化密封工作腔变化密封工作腔变化密封工作腔变化：缸体转动，使缸体转动，使柱塞柱塞往复运动往复运动使使密封工作腔密封工作腔容积变化容积变化dSchool of Mechanical Engineering上海电机学院机械学院上海电机学院机械学院2.排量排量（2-132-132-132-13）式中式中:d 柱塞直径；柱塞直径；D柱塞在缸体上的分布圆直径；柱塞在缸体上的分布圆直径；斜盘倾角；斜盘倾角；z 柱塞数。柱塞数。School of Mechanical Engineering上海电机学院机械学院上海电机学院机械学院大小变化，流量大小变化大小变化，流量大小变化方向变化，输油方向变化方向变化，输油方向变化斜盘式轴向柱塞泵变量原理：斜盘式轴向柱塞泵变量原理：斜盘倾角斜盘倾角：斜盘与缸体中心线的夹角斜盘与缸体中心线的夹角3 3、流量流量理论流量：理论流量：理论流量：理论流量：qt=Vn实际流量：实际流量：实际流量：实际流量：q =qtv双向变量双向变量 改变斜盘倾角改变斜盘倾角，就可改变轴向柱塞泵的排量，从而就可改变轴向柱塞泵的排量，从而改变泵的输出流量。改变泵的输出流量。School of Mechanical Engineering上海电机学院机械学院上海电机学院机械学院4.流量脉动流量脉动输出流量是脉动的输出流量是脉动的输出流量是脉动的输出流量是脉动的，当柱塞数，当柱塞数z为单数时，脉动较小。为单数时，脉动较小。常用的柱塞数，取常用的柱塞数，取7、9或或11个。个。School of Mechanical Engineering上海电机学院机械学院上海电机学院机械学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件液压与气压传动液压与气压传动5.变量机构变量机构用来改变斜盘倾角用来改变斜盘倾角的机械装置称为的机械装置称为变量机构变量机构变量机构变量机构。uu按控制方式分按控制方式分按控制方式分按控制方式分有手动控制、液压伺服控制和手动有手动控制、液压伺服控制和手动伺服控制等；伺服控制等；uu按控制目的分按控制目的分按控制目的分按控制目的分有恒压控制、恒流量控制和恒功率有恒压控制、恒流量控制和恒功率控制等。控制等。变量机构分类变量机构分类变量机构分类变量机构分类School of Mechanical Engineering上海电机学院机械学院上海电机学院机械学院手动变量机构工作原理手动变量机构工作原理图图2-212-21所示为手动变量机构原理图。所示为手动变量机构原理图。其由其由手轮手轮手轮手轮1 1 1 1带动带动螺杆螺杆螺杆螺杆2 2 2 2旋转，使旋转，使变量活变量活变量活变量活塞塞塞塞4 4 4 4上下移动并通过上下移动并通过销轴销轴销轴销轴5 5 5 5使使斜盘斜盘斜盘斜盘6 6 6 6绕绕其回转中心其回转中心O O摆动，从而改变摆动，从而改变倾角倾角倾角倾角 的大小，达到调节流量的目的。的大小，达到调节流量的目的。这种变量机构结构简单，但操纵费力，这种变量机构结构简单，但操纵费力，仅适用于中小功率的液压泵。仅适用于中小功率的液压泵。图图图图2-21 2-21 手动变量机构原理图手动变量机构原理图1 1手轮手轮 2 2螺杆螺杆3 3螺母螺母 4 4变量活塞变量活塞5 5销轴销轴 6 6斜盘斜盘School of Mechanical Engineering上海电机学院机械学院上海电机学院机械学院Part 2.5.2Part 2.5.2 斜轴式轴向斜轴式轴向斜轴式轴向斜轴式轴向柱塞泵柱塞泵柱塞泵柱塞泵特征：斜轴式轴向柱塞泵特征：斜轴式轴向柱塞泵特征：斜轴式轴向柱塞泵特征：斜轴式轴向柱塞泵的传动轴中的传动轴中心线与缸体中心线倾斜一个角度心线与缸体中心线倾斜一个角度 。称为缸体倾角称为缸体倾角称为缸体倾角称为缸体倾角 1.工作原理工作原理图图图图2-222-22 无铰斜轴式柱塞泵工作原理无铰斜轴式柱塞泵工作原理 1 1主轴主轴 2 2连杆连杆 3 3柱塞柱塞 4 4缸体缸体 5 5配流盘配流盘 当当主轴主轴主轴主轴1 1转动时，通过转动时，通过连杆连杆连杆连杆2 2的侧面和的侧面和柱塞柱塞柱塞柱塞3 3的内壁接触带动缸体的内壁接触带动缸体4转动。同转动。同时，柱塞在缸体的柱塞孔中作往复运时，柱塞在缸体的柱塞孔中作往复运动，实现吸油和压油。动，实现吸油和压油。其排量公式与直轴式轴向柱塞泵相同，用其排量公式与直轴式轴向柱塞泵相同，用缸体倾角缸体倾角缸体倾角缸体倾角 代替代替代替代替公式中公式中斜盘的倾角斜盘的倾角斜盘的倾角斜盘的倾角 即可。即可。School of Mechanical Engineering上海电机学院机械学院上海电机学院机械学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件液压与气压传动液压与气压传动2.特点特点斜轴式轴向柱塞泵与直轴式轴向柱塞泵相比，具有如下优点：斜轴式轴向柱塞泵与直轴式轴向柱塞泵相比，具有如下优点：1 1 1 1）柱塞的侧向力小，因而由此引起的摩擦损失很小；柱塞的侧向力小，因而由此引起的摩擦损失很小；2 2 2 2）主轴与缸体的轴线夹角较大，斜轴式泵一般为主轴与缸体的轴线夹角较大，斜轴式泵一般为2525，最大达，最大达4040；而直轴式泵一般是而直轴式泵一般是1515，最大为，最大为2020，所以斜轴式泵变量范围大；，所以斜轴式泵变量范围大；3 3 3 3）主轴不穿过配油盘，故其球面配油盘的分布圆直径可设计得较小，在主轴不穿过配油盘，故其球面配油盘的分布圆直径可设计得较小，在同样工作压力下摩擦副的比功率值（同样工作压力下摩擦副的比功率值（pv）较小，因此可提高泵的转速；较小，因此可提高泵的转速；4 4 4 4）连杆球头和主轴盘连接比较牢固，故自吸能力较强；连杆球头和主轴盘连接比较牢固，故自吸能力较强；5 5 5 5）转动部件的转动惯量小，起动特性好，起动效率高。转动部件的转动惯量小，起动特性好，起动效率高。斜轴式轴向柱塞泵的缺点：斜轴式轴向柱塞泵的缺点：结构中多处球面摩擦副的加工精度要求较高。结构中多处球面摩擦副的加工精度要求较高。School of Mechanical Engineering上海电机学院机械学院上海电机学院机械学院Part 2.5.3Part 2.5.3 径向径向径向径向柱塞泵柱塞泵柱塞泵柱塞泵结构组成：结构组成：定子定子定子定子、转子转子转子转子（缸体）、（缸体）、配油轴配油轴配油轴配油轴、衬套、柱塞衬套、柱塞衬套、柱塞衬套、柱塞（定子、配流轴固定不动）（定子、配流轴固定不动）（定子、配流轴固定不动）（定子、配流轴固定不动）1.工作原理工作原理图图图图2-23 2-23 轴配油式径向柱塞泵轴配油式径向柱塞泵1 1定子定子 2 2转子转子 3 3配油轴配油轴4 4衬套衬套 5 5柱塞柱塞 a a吸油腔吸油腔 b b压油腔压油腔转子每转一转，柱塞在缸孔内吸油、转子每转一转，柱塞在缸孔内吸油、压油各一次。通过变量机构改变定子压油各一次。通过变量机构改变定子和转子间的偏心距和转子间的偏心距e，就可改变泵的排就可改变泵的排量。径向柱塞变量泵一般都是将定子量。径向柱塞