液压泵修理理论.pptx

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1、1第一章 液压泵的概述第一章 液压泵的概述1.1 液压泵的类型和基本工作原理1.2 飞机系统内常见典型液压泵第1页/共153页第一章 液压泵的概述 第1篇液压泵修理 第1章液压泵的概述11液压泵的类型和基本工作原理 泵是输送液体或使液体增压的机械，液压泵是一种能量转换装置，它将原动机的机械能或其它外部能量传送给液体，使液体能量增加。泵主要用来输送液体也可输送液体、气体混合物以及含悬浮固体物的液体。通过泵可以实现流体介质的传递和增压，增压泵有多种形式，以下对增压泵作以简单介绍。111按照主要部件运动形式增压泵分为：1离心泵：叶轮式、轴流泵等。2往复泵：活塞泵、柱塞泵、隔膜泵。3同转泵：齿轮泵、滑

2、板泵等；4其他类型泵：引射泵、真空泵；第2页/共153页第一章 液压泵的概述112各型液压泵的基本工作原理：1容积式泵：靠工作部件的运动造成工作容积周期性地增大和缩小而吸排液体，并靠工作部件的挤压而直接使液体的压力能增加。根据运动部件运动方式的不同又分为：往复泵和回转泵两类。根据运动部件结构不同，有：活塞泵和柱塞泵、齿轮泵、叶片泵。2叶轮式泵：叶轮式泵是依靠旋转的叶轮在旋转过程中，靠叶轮带动液体高速回转而把机械能传递给所输送的液体，使液体的压力能增加，达到输送液体的目的(如离心泵)。3喷射式泵：它是利用一种带压的工作流体在泵内通过，靠工作流体产生的高速射流引射流体，然后再通过动量交换而使被引射

3、流体的能量增加，从而达到输送另一种液体的目的(如：喷射泵)。第3页/共153页第一章 液压泵的概述 12飞机系统内常见典型液压泵 液压泵是飞机液压系统的动力源，它是液压系统的重要部件。由液压泵向用户提供所需要流量和压力的液压油。飞机液压系统的液压泵主要采用齿轮泵(如运一7的CB一40液压泵)和柱塞泵(如A320340等现代中大型民航客机)，有的情况下，用离心泵作为辅助增压泵，提高液压泵的性能，由匕机发动机驱动的液压泵称为发动机驱动液压泵(EDP)。而对于多余度的液压系统来说，一-般还采用电动液压泵，作为备份的液压泵，以下针对这三种典型液压泵分别作以介绍。121离心泵：1离心泵组成：离心泵的基本

4、构造主要由六部分组成：泵壳体、泵盖、叶轮、泵轴、轴承和轴封装置等。泵的出油口与泵的轴线成垂直方向。2离心泵的主要部件介绍：1)离心泵的主要部件：离心泵的主要部件包括叶轮、泵壳体和轴封装置。2)离心泵各主要部件的形式和作用：(1)叶轮的作用和形式：叶轮的作用：叶轮的作用是将原动机的机械能直接传给液压油，以增加液压油的静压能和动能(主要增加静压能)。叶轮的形式：叶轮有开式、半闭式和闭式二种，参见图1-1；叶轮一般有612片后弯叶片。开式叶轮在叶片两侧无盖板，制造简单、清洗方便，适用于输送含有较大量悬浮物的物料，效率较低，输送的液体压力不高；半闭式叶轮在吸入口侧无盖板，而在另一侧有盖板，适用于输送易

5、沉淀或含有颗粒的物料，效率也较低；闭式叶轮在叶轮和叶片两侧有前后盖板，效率高，适用于输送不含杂质的清洁液体。一般的离心泵叶轮多为此类。叶轮有单吸和双吸两种吸液方式。第4页/共153页第一章 液压泵的概述 离心泵的特点为：转速高，体积小，重量轻，效率高，流量大，结构简单，性能平稳，容易操作和维修。其不足是：起动前泵内要灌满液体。液体密度对泵性能影响大。7泵的用途：离心泵是一种输送流体的通用机械，液体、气体的输送、循环和增压等都可以用泵来完成。在低压增压泵中，以离心泵应用最为广泛。8离心泵以及部件的的工作：1)叶轮：叶轮被泵轴带动旋转，对位于叶片问的流体做功，流体受离心力的作用，由叶轮中心被抛向外

6、围当流体到达叶轮外周时，流速非常高 2)泵壳：泵壳汇集从各叶片问被抛出的液体，这些液体在壳内顺着蜗壳形通道逐渐扩大的方向流动，使流体的动能转化为静压能，减小能量损失所以泵壳的作用不仅在于汇集液体，它更是一个能量转换装置 3)液体吸上原理：依靠叶轮高速旋转，迫使叶轮中心的液体以很高的速度被抛开，从而在叶轮中心形成低压，低位油槽中的油液被源源不断地吸到泵进口 4)导轮：叶轮外周安装导轮，使泵内液体能量转换效率高导轮是位于叶轮外周固定的带叶片的环这些叶片的 弯曲方向与叶轮叶片的弯曲方向相反，其弯曲角度正好与液体从叶轮流出的方向相适应，引导液体在泵壳通道内平稳地改变方向，使能量损耗最小，动压能转换为静

7、压能的效率高 5)后盖板上的平衡孔：后盖板上的平衡孔消除轴向推力离开叶轮周边的液体压力已经较高，有一部分会渗到叶轮后盖板后侧，而叶轮前侧液体入口处为低压，因而产生了将叶轮推向泵入口一侧的轴向推力这容易引起叶轮与泵壳接触处的磨损，严重时还会产生振动平衡孔使一部分高压液体泄露到低压区，减轻叶轮前后的压力差但由此也会此起泵效率的降低 6)轴封装置：轴封装置保证离心泵正常，高效运转离心泵在工作是泵轴旋转而壳不动，其间的环隙如果不加以密封或密封不好，则外界的空气会渗入叶轮中心的低压区，使泵的流量，效率下降严重时流量为零发生气缚通常可以采用机械密封或填料密封来实现轴与壳之间的密封第5页/共153页第一章

8、液压泵的概述(a)开式 (b)半闭式 (c)闭式 (2)泵壳体的作用和形式：泵壳的作用是将叶轮封闭在一定的窄问，以便由叶轮的作用吸入和压出液体。泵壳多做成蜗壳形，故又称蜗壳。由于流道截面积逐渐扩大，故从叶轮四周甩出的高速液体逐渐降低流速，使部分动能有效地转换为静压能。泵壳不仅汇集由叶轮甩出的液体，同时又是一个能量转换装置。(3)轴封装置的作用和形式：轴封装置的作用是防止泵壳内液体沿轴漏出或外界空气漏入泵壳内。第6页/共153页第一章 液压泵的概述常用轴封装置有填料密封和机械密封两种；填料般用浸油或涂有石墨的石棉绳。机械密封主要的是靠装在轴上的动环与固定在泵壳上的静环之问端面作相对运动而达到密封

9、的目的。3离心泵的工作原理介绍：离心泵就是利用离心力的原理而设计的，高速旋转的叶轮叶片带动流体转动，利用离心力将流体甩出，从而达到输送的目的，依靠旋转叶轮对液体的作用把原动机的机械能传递给液体。由于离心泵的作用液体从叶轮进U流向出口的过程中，其动能和压力能都得到增加，被叶轮排出的液体经过压出腔，大部分动能转换成压力能，然后沿排出管路传输出去，这时叶轮进口处因液体的排出而形成真空或低压，液压油箱中的液压油在液面压力(大气压增压空气)的作用下，被压入叶轮的进口，于是，旋转着的叶轮就连续不断地吸入和排出液压油。第7页/共153页第一章 液压泵的概述4泵的工作过程：在泵启动前，泵壳内灌满被输送的液体；

10、启动后，叶轮由轴带动高速转动，叶片问的液体也必须随着转动。在离心力的作用F，液体从叶轮中心被抛向外缘并获得能量，以高速离开叶轮外缘进入蜗形泵壳。在蜗壳中，液体由于流道的逐渐扩大而减速，又将部分动能转变为静压能，最后以较高的压力流入排【叶J管道。液体由叶轮中心流向外缘时，在叶轮中心形成了一定的真窄，由于油箱液面上的压力大于泵入口处的压力，液压油便被连续压入叶轮中。叶轮不断地转动，液体便会不断地被吸入和排出。5离心泵的启动和系统组成：离心泵若在启动前未充满液体，则泵内存在空气，由于窄气密度很小，所产生的离心力也很小，吸入口处所形成的真空不足以将液体吸入泵内，虽启动离心泵，但不能输送液体，所以离心泵

11、启动前必须向壳体内灌满液体。6离心泵的特点：第8页/共153页第一章 液压泵的概述 离心泵的特点为：转速高，体积小，重量轻，效率高，流量大，结构简单，性能平稳，容易操作和维修。其不足是：起动前泵内要灌满液体。液体密度对泵性能影响大。7泵的用途：离心泵是一种输送流体的通用机械，液体、气体的输送、循环和增压等都可以用泵来完成。在低压增压泵中，以离心泵应用最为广泛。8离心泵以及部件的的工作：1)叶轮：叶轮被泵轴带动旋转，对位于叶片问的流体做功，流体受离心力的作用，由叶轮中心被抛向外围当流体到达叶轮外周时，流速非常高 2)泵壳：泵壳汇集从各叶片问被抛出的液体，这些液体在壳内顺着蜗壳形通道逐渐扩大的方向

12、流动，使流体的动能转化为静压能，减小能量损失所以泵壳的作用不仅在于汇集液体，它更是一个能量转换装置 3)液体吸上原理：依靠叶轮高速旋转，迫使叶轮中心的液体以很高的速度被抛开，从而在叶轮中心形成低压，低位油槽中的油液被源源不断地吸到泵进口 4)导轮：叶轮外周安装导轮，使泵内液体能量转换效率高导轮是位于叶轮外周固定的带叶片的环这些叶片的弯曲方向与叶轮叶片的弯曲方向相反，其弯曲角度正好与液体从叶轮流出的方向相适应，引导液体在泵壳通道内平稳地改变方向，使能量损耗最小，动压能转换为静压能的效率高 5)后盖板上的平衡孔：后盖板上的平衡孔消除轴向推力离开叶轮周边的液体压力已经较高，有一部分会渗到叶轮后盖板后

13、侧，而叶轮前侧液体入口处为低压，因而产生了将叶轮推向泵入口一侧的轴向推力这容易引起叶轮与泵壳接触处的磨损，严重时还会产生振动平衡孔使一部分高压液体泄露到低压区，减轻叶轮前后的压力差但由此也会此起泵效率的降低 6)轴封装置：轴封装置保证离心泵正常，高效运转离心泵在工作是泵轴旋转而壳不动，其间的环隙如果不加以密封或密封不好，则外界的空气会渗入叶轮中心的低压区，使泵的流量，效率下降严重时流量为零发生气缚通常可以采用机械密封或填料密封来实现轴与壳之间的密封第9页/共153页第一章 液压泵的概述 9离心泵的特性曲线：1)离心泵的特性曲线：由于离心泵的种类很多，各种泵内损失难以估计，使得离心泵的实际特性曲

14、线关系H-Q、N-Q、-Q只能靠实验测定，实验测出的特性曲线如图所示，图中有三条曲线，在图中应标明泵的型号及转速，z，说明该泵特性曲线是指该型号泵在指定转速下的特性曲线，若泵的型号或转速不同，则特性曲线将不同。借助离心泵的特性曲线可以较完整地了解一台离心泵的性能。1-2为某型离心泵的特性曲线。各种型号的泵各有其特性曲线，形状基本上相同。由图可见：(1)H-Q曲线：一般离心泵扬程(压头)H随流量蟛的增大而下降。当Q：0时，由图可知H也只能达到一定数值，这是离心泵的一个重要特性；第10页/共153页第一章 液压泵的概述(2)N-Q曲线：轴功率N随流量Q增大而增加，当Q=0时，N最小。这要求离心泵在

15、启动时，应关闭泵的出口活门，以减小启动功率电流，保护电动液压泵避免电机因超载而受损；(3)-p曲线 表示泵的效率与流量的关系。从1-2的特性曲线看出，当0：0时，7=0；随着流量的增大，泵的效率随之上升，并达到一最大值。以后流量再增大，效率就下降。说明离心泵在一定转速下有一最高效率点，称为设计点。泵在与最高效率相对应的流量及压头下工作最经济，所以与最高效率点对应的p、从值称为最佳工作状态参数。根据工作要求，离心泵往往不可能正好在最佳工作点工作，因此一般规定一个工作范围，称为泵的高效率区，一般取最高效率的92左右。10离心泵的汽蚀现象：1)汽蚀发生的机理：离心泵运转时，随液体从叶轮进口向叶轮外围

16、流动时，在叶片附近流体的压力随着从泵入口到叶轮入口而下降，叶轮中心附近液体压力最低。此后，由于叶轮对液体做功，压力很快上升。第11页/共153页第一章 液压泵的概述当叶轮叶片入口附近压力小于等于液体输送温度下的饱和蒸汽压力时，液体就汽化。同时，还可能有溶解在液体内的气体溢出，它们形成许多汽泡。当汽泡随液体流到叶道内压力较高处时，外面的液体压力高于汽泡内的汽化压力，则汽泡会凝结溃灭，气泡的消失产生局部真空。瞬间内周围的液体以极大的速度冲向气泡原来所在的空间，在冲击点处产生很高的局部压强，造成液体互相撞击，使局部的压力骤然剧增(有的可达数百个大气压)。冲击频率高达每秒几万次之多，泵体强烈振动并发出

17、噪声，液体流量、出口压力及效率明显下降，这不仅阻碍流体的正常流动，更为严重的是，如果这些汽泡在叶轮壁面附近溃灭，则液体就像无数小弹头一样，连续地打击金属表面，其撞击频率很高(有的可达20003000Hz)，金属表面会因冲击疲劳而剥裂。若汽泡内夹杂某些活性气体(如氧气等)，他们借助汽泡凝结时放出的能量(局部温度可达200300)，还会形成热电偶并产生电解，对金属起电化学腐蚀作用，更加速了金属剥蚀的破坏速度。第12页/共153页第一章 液压泵的概述上述这种液体汽化、凝结、冲击，形成高压、高温、高频率的冲击载荷，造成金属材料的机械剥裂与电化学腐蚀破坏的综合现象称为离心泵的汽蚀。2)汽蚀的严重后果：汽

18、蚀是离心液压机械的特有现象，汽蚀现象是有害的，必须加以避免。(1)汽蚀使过流部件被剥蚀破坏：当气泡的凝结发生在叶轮表面时众多的液体质点如细小的高频水锤撞击着叶片，另外气泡中可能带有氧气等对金属材料发生化学腐蚀作用。泵在这种状态下长期运转，将导致叶片过早损坏，先在叶片入口附近，继而延至叶轮出Lj。起初是金属表面出现麻点，继而表面呈现槽沟状、蜂窝状、鱼鳞状的裂痕，严重时造成叶片或叶轮前后盖板穿孔，甚至叶轮破裂，造成严重事故。因而汽蚀严重影响到泵的安全运行和使用寿命。(2)汽蚀使泵的性能下降：汽蚀使叶轮和流体之间的能量转换遭到严重的干扰，使泵的性能下降，严重时会使液流中断无法工作。第13页/共153

19、页第一章 液压泵的概述(3)汽蚀使泵产生噪音和振动汽蚀现象发生时，泵体振动，发出噪音，气泡溃灭时，液体互相撞击并撞击壁面，会产生各种频率的噪音。严重时可以听到泵内有“噼啪”的爆炸声，同时引起驱动装置的振动。而驱动装置的振动又进一步促使更多的汽泡产生和溃灭，如此互相激励，导致强烈的汽蚀共振，致使驱动装置不能工作并遭到破坏。3)离心泵产生汽蚀的原因：(1)被输送的介质温度过高；(2)油箱液位过低，有气体被吸入；(3)泵的安装高度过高；(4)流速和吸入管路上的阻力太大；(5)吸入管道、密封不好，有空气进入。4)防止汽蚀现象的措施：(1)为了保证泵不致发生汽蚀现象，泵安装高度不能超过最大允许安装高度(

20、发生汽蚀现象的临界高度)。(2)给油箱增压。(3)减小吸入损失hc，为此可以设法增加管径，尽量减小管路长度，弯头和附件等；(4)在同样转速和流量下，采用双吸泵，因减小进口流速、泵不易发生汽蚀；第14页/共153页第一章 液压泵的概述(5)泵发生汽蚀时，应把流量调小或降速运行；122齿轮泵：1齿轮泵的概述：齿轮泵是液压系统中广泛采用的一种液压泵，齿轮液压泵是依靠泵壳体与啮合齿轮间所形成的工作容积变化和转动来输送液体或使之增压的回转泵。齿轮泵最基本形式就是两个尺寸相同的齿轮在一个紧密配合的壳体内相互啮合旋转，这个壳体的内部类似“8”，字形，两个齿轮装在里面，齿轮的外径及两侧与壳体紧密配合，它一般做

21、成定量泵，按结构不同，齿轮泵分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵，而以外啮合齿轮泵应用最广，下面以外啮合齿轮泵为例讲解齿轮液压泵。2齿轮泵的组成和结构：1)齿轮泵的组成：齿轮泵主要由前盖中间壳体后盖、主动齿轮、从动齿轮、轴、轴端密封和间隙调节装置组成，参见图1-3。第15页/共153页第一章 液压泵的概述 2)齿轮泵的结构：(1)外啮合齿轮泵的两个齿轮齿数和模数都相等，参见1-3。(2)齿轮经热处理有较高的硬度和强度，与轴一同安装在可更换的轴套内运转。泵内全部零件的润滑均在泵工作时利用输出介质而自动达到。(3)泵内有设计合理的泄油和回油槽，是齿轮在工作中承受的扭矩力最小，因此轴承负荷小，磨损小。第1

22、6页/共153页第一章 液压泵的概述 (4)为了保证齿轮能灵活地转动，同时又要保证泄露最小，在齿轮端面和泵盖之间应有适当间隙(轴向间隙)，对小流量泵轴向间隙为0.0250.04mm，大流量泵为0.040.06mm。齿顶和泵体内表面间的间隙(径向间隙)，由于密封带长，同时齿顶线速度形成的剪切流动又和油液泄露方向相反，故对泄露的影响较小，这里要考虑的问题是：当齿轮受到不平衡的径向力后，应避免齿顶和泵体内壁相碰，所以径向间隙就可稍大，一般取0.130.16mm。(5)为了防止压力油从泵体和泵盖问泄露到泵外，并减小压紧螺钉的拉力，在泵体两侧的端面上开有油封卸荷槽16，使渗入泵体和泵盖间的压力油引入吸油

23、腔。在泵盖和从动轴上的小孔，其作用将泄露到轴承端部的压力油也引到泵的吸油腔去，防止油液外溢，同时也润滑了滚针轴承。3齿轮泵的工作原理：轮泵是容积泵的一种，由两个齿轮、泵体与前后盖组成两个封闭空间，当齿轮转动时，在吸油腔，轮齿在啮合点相互从对方齿谷中退出，密封T作空间的有效容积不断增大，压力降低形成真空，油箱中的油液在外界大气压的作用下，由于胀差作用下进入齿问，将液压油吸入，完成吸油过程。随着齿轮的转动，一个个齿间的液压油被带至排出腔，在排油腔，轮齿在啮合点相互进入对方齿谷中，密封工作空间的有效容积不断减小，而将液压油挤入管路中去，实现排油增压过程。吸油腔与排油腔是靠两个齿轮的啮合线和液压泵壳体

24、来隔开的，参考1-4，由于齿的不断啮合，吸油与排油过程就连续发生，因而也就在泵的出口产生了一个连续供油量，泵每转一转，排出的量是一样的。随着驱动轴的不间断地旋转，泵也就不间断地排出液压油。液压泵的供油量与泵的转速成正比关系。实际上，在泵内有很少量的流体损失，这使泵的运行效率不能达到100，因为这些流体被用来润滑轴承及齿轮两侧，而泵体也绝不可能无间隙配合，故不能使流体100地从出口排出。第17页/共153页第一章 液压泵的概述4性能参数和影响性能的因数以及调节1)流量计算公式：实际上齿轮泵的输油量是有脉动的，故上式所表示的是泵的平均输油量。从上面流量公第18页/共153页第一章 液压泵的概述式可

25、以看出齿轮泵的流量和几个主要参数的关系为：(1)输油量与齿轮模数m的平方成正比。(2)在泵的体积一定时，齿数少，模数就大，故输油量增加，但流量脉动大：齿数增加时，模数就小，输油量减少，流量脉动也小。一般低压齿轮泵，取z=1319，而中高压齿轮泵，取z=614。(3)输油量和齿宽B、转速n成正比。一般齿宽B=(610)m：转速n为750r/min：1000r/min、1500r/min，转速过高，会造成吸油不足，转速过低，泵也不能正常工作。一般齿轮的最大圆周速度不应大于56m/s。(4)泵出口压力调节和保护：齿轮泵出口的供压压力完全取决于泵出口处阻力的大小，由于齿轮泵是定量泵，在液压系统中需要设

26、安全活门作为超载保护，根据系统需要的压力选择压力调节活门，以达到要求的工作压力。5齿轮泵存在的问题以及改进措施 1)齿轮泵的困油问题：(1)齿轮泵的困油现象：齿轮泵要能连续地供油，就要求齿轮啮合的重叠系数e大于1，也就是当一对齿轮尚未脱开啮合时，另一对齿轮已进入啮合，这样，就出现同时有两对齿轮啮合的瞬间，在两对齿轮的齿向啮合线之间形成了一个封闭容积，一部分油液也就被困在这一封闭容积中(见图1-5(a)，齿轮连续旋转时，这一封闭容积便逐渐减小，到两啮合点处于节点两侧的对称位置时(见图 1-5(b)，封闭容积为最小，齿轮再继续转动时，封闭容积又逐渐增大，直到图1-5(c)所示位置时，容积又变为最大

27、。在封闭容积减小时，被困油液受到挤压，压力急剧上升，第19页/共153页第一章 液压泵的概述 使轴承上突然受到很大的冲击载荷，使泵剧烈振动，这时高压油从一切可能泄漏的缝隙中挤 出，造成功率损失，使油液发热等。当封闭容积增大时，由于没有油液补充，因此形成局部真空，使原来溶解于油液中的空气分离出来，形成了气泡，油液中产生气泡后，会引起噪声、气蚀等一系列恶果。以上情况就是齿轮泵的困油现象。这种困油现象极为严重地影响着泵的工作平稳性和使用寿命，如1-5 (2)消除困油：为了消除困油现象，在齿轮泵的泵盖上铣出两个困油卸荷凹槽，其几何关系如1-6所示。卸荷槽的位置应该使困油腔由大变小时，能通过卸荷槽与压油

28、腔相通，而当困油腔由小变大时，能通过另一卸荷槽与吸油腔相通。两卸荷槽之间的距离为a，必须保证在任何时候都不能使压油腔和吸油腔互通。按上述对称开的卸荷槽，当困油封闭腔由大变至最小时(图1-6)，由于油液不易从即将关闭的缝隙中挤出，故封闭油压仍将高于压油腔压力：齿轮继续转动，当封闭腔和吸油腔相通的瞬间，高压油又突然和吸油腔的低压油相接触，会引起冲击和噪声。于是齿轮泵将卸荷槽的第20页/共153页第一章 液压泵的概述位置整个向吸油腔侧平移了一个距离。这时封闭腔只有在由小变至最大时才和压油腔断开，油压没有突变，封闭腔和吸油腔接通时，封闭腔不会出现真空也没有压力冲击，这样改进后，使齿轮泵的振动和噪声得到

29、了进一步改善。2)齿轮泵的径向不平衡力：齿轮泵工作时，在齿轮和轴承上承受径向液压力的作用。如图1-7所示，泵的右侧为吸油腔，左侧为压油腔。在压油腔内有液压力作用于齿轮上，沿着齿顶的泄漏油，具有大小不等的压力，就是齿轮和轴承受到的径向不平衡力。液压力越高，这个不平衡力就越大，其结果不仅加速了轴承的磨损，降低了轴承的寿命，甚罕使轴变形，造成齿顶和泵体内壁的摩擦等。为了解决径向力不平衡问题，在有些齿轮泵上，采用开压力平衡槽的办法来消除径向不平衡力，但这将使泄漏增大，容积效率降低等。齿轮泵也可以采用缩小压油腔，以减少液压力对齿顶部分的作用面积来减小径向不平衡力，所以泵的压油口孔径比吸油口孔径要小。第2

30、1页/共153页第一章 液压泵的概述3)高压齿轮液压泵的改进性能措施：齿轮泵由于泄漏大(主要是端面泄漏，约占总泄漏量的7080)，且存在径向不平衡力，故压力不易提高。高压齿轮泵主要是针对上述问题采取了一些措施：(1)如尽量减小径向不平衡力和提高轴与轴承的刚度；(2)对泄漏量最大处的端面问隙，采用了自动补偿装置等；下面对端面间隙的补偿装置作以介绍：浮动轴套式：1-8(a)是浮动轴套式的间隙补偿装置。它利用泵的出口压力油，引入齿轮轴上的浮动轴套1的外侧A腔，在液体压力作用下，使轴套紧贴齿轮3的侧面，因而可以消除间隙并可补偿齿轮侧面和轴套间的磨损量。在泵起动时，靠弹簧4来产生预紧力，保证了轴向间隙的

31、密封。浮动侧板式：浮动侧板式补偿装置的工作原理与浮动轴套式基本相似，它也是利用泵的出口压力油引到浮动侧板1的背面，参见1-8(b)，使之紧贴于齿轮2的端面来补偿间隙。起动时，浮动侧板靠密封圈来产生预紧力。挠性侧板式：1-8(c)是挠性侧板式间隙补偿装置，它是利用泵的出口压力油引到侧板的背面后，靠侧板自身的变形来补偿端面间隙的，侧板的厚度较薄，内侧面要耐磨(如烧结有0.50.7mm的磷青铜)，这种结构采取一定措施后，易使侧板外侧面的压力分布大体上和齿轮侧面的任力分布相适应。第22页/共153页第一章 液压泵的概述 2)齿轮泵壳体上还带有一安全活门(1-9)。调节螺杆用来调整弹簧的预压力，使出油口

32、的油压保持正常的工作压力。当出油口压力突然升高超过许用值时，钢球被顶开，油流回到进油腔内，从而降低了出油口的压力，起安全作用。用垫片来调整齿轮的端面与泵盖之问的轴向间隙，一般轴向间隙控制在0.03-0.04mm，使齿轮轴向不会受泵盖压紧，能自由旋转。由于间隙很小，不会使压油腔与吸油腔相通。垫片也起到泵体与泵盖之问的密封。第23页/共153页第一章 液压泵的概述6齿轮泵的应用及优缺点：1)齿轮泵的用途：齿轮泵适用于输送不含固体颗粒、无腐蚀性、粘度范围较大的润滑性液体，泵的流量可至300米3/时,出口压力可达30MPa，它通常用作液压泵和输送各类油品，Y-7飞机的CB-40泵即为齿轮液压泵。2)优

33、点：齿轮泵结构简单紧凑，制造容易，维护方便，有自吸能力。3)缺点：(1)流量、压力脉动较大且噪声大。(2)压力调节依靠减压活门，齿轮泵必须配带释压活门，以防止由十某种原因如排油管堵塞使泵的出口压力超过容许值而损坏泵或驱动装置。7性能测试注意事项：1)首次启动应向泵内注入液压油。2)启动前应全开进油和出油管路中的活门，严禁关闭活门起动齿轮泵。3)外啮合齿轮液压泵不能反转，在测试前应确认电机转动方向正确后，方可起动电机。8齿轮泵主要故障及维修方法：1)液压泵内部零件磨损：液压泵内部零件磨损会造成内漏。其中轴套与齿轮端面之间泄漏面积大，是造成内漏的主要部位。这部分漏损量占全部内漏的50、70左右。磨

34、损内漏的齿轮泵其容积效率下降，液压泵输出功率大大低于输入功率。其损耗全部转变为热能，会引起液压泵过热。因此轴套需要更换或修理。2)液压泵壳体的磨损：主要是轴套孔的磨损(齿轮轴与轴套的正常间隙是0.090.175ram，最大不得超过0.20ram)。齿轮工作受压力油的作用，齿轮尖部靠近油泵壳体，磨损泵体的低压腔部分。另一种磨损是壳体内工作面成圆周似的磨损，这种磨损主要是添加的油液不净所致，所以必须添加没有杂质的油液。3)油封磨损或老化损坏：使齿轮泵产生渗漏，它降低了油泵的工作压力和流量，需要更换油封来排除此故障。4)油泵端面或主、从动齿轮轴套端面磨损或刮伤，两轴套端面不平度超差：更换磨损的第24

35、页/共153页第一章 液压泵的概述齿轮泵轴套，如果磨损轻微时在研磨台上将端面磨平整，其不平度允许误差0.03mm：9齿轮泵组装注意事项：1)轴套上的卸荷槽必须装在低压腔一侧，以消除齿轮啮合时产生有害的闭死容积；2)在装泵盖前，须向泵壳内倒入少量机油，并用手转动啮合齿轮；3)在装好油泵盖未拧紧螺栓之前，应检查泵盖和泵体之间的间隙是否满足要求，否则按照手册调节。4)液压油泵装好后，应转动灵活无卡滞现象。1.2.3柱塞泵：1.柱塞泵的概述：柱塞泵按其柱塞在转子内的排列方式不同，即缸筒与泵轴的相对位置关系可分为轴向式和径向式两种，按排量是否可变分为定量柱塞泵和变量柱塞泵，常见柱塞泵为轴向式柱塞泵，轴向

36、柱塞泵又分为斜轴式和斜盘式，现代民航客机一般也多使用轴向柱塞泵，以下分别介绍径向柱塞泵和轴向式柱塞泵。2柱塞泵工作原理：1)1-10为柱塞液压泵的基本工作原理图，图中1-缸筒；2-偏心轮；3-柱塞；4-复位弹簧；5-吸油单向活门：6-排油单向活门；A-偏心轮上死点；B-偏心轮下死点。2)以一个柱塞为例介绍柱塞泵基本工作原理，参考1-10，该泵由缸筒1，偏心轮2，柱塞3，复位弹簧4，吸油单向活门5和排油单向活门6等组成。缸筒1固定不动；柱塞3和柱塞孔之间有良好的密封，而且可以在柱塞孔2中作轴向运动；复位弹簧4的弹力使柱塞始终紧贴在偏心轮2上。吸油单向活门5的右端与油箱相通，左端与缸简内的柱塞孔相

37、通。排油单向活门6的右端也与缸筒内的柱塞孔相通，左端与液压系统相连。当柱塞处于偏心轮的下死点A时，柱塞底部的密封容积最小；当偏心轮按图示第25页/共153页第一章 液压泵的概述方向旋转时，柱塞被弹簧顶出时，密封容积不断扩大，形成真空，油箱中的油液在大气压力作用下，推开吸油单向活门而进入密封容积，这就是泵的吸油过程，此时排油单向活门在弹簧力的作用下保持关闭；当偏心轮转至上死点B与柱塞接触时，柱塞伸出钢筒最长，柱塞底部的密封容积最大，吸油过程结束。偏心轮继续旋转，柱塞不断内缩，密封容积不断缩小，其内油液受压，吸油单向活门关闭，并打开排油单向活门，将油液排到液压泵出口，输入液压系统；当偏心轮转至下死

38、点A与柱塞接触时，柱塞底部密封容积最小，排油过程结束。若偏心轮连续不断的旋转，柱塞不断的往复运动，密封容积的大小交替变化，泵就不断的完成吸油和排油过程。这样连续吸油和供油的过程，就形成了连续的液压流量，泵出口的压力取决于负载，可以通过压力调节机构进行调节。3容积式液压泵工作的必要条件：通过上述工作过程的分析，可以得出所有容积式液压泵工作的必要条件：1)吸油腔和压油腔要相互隔开，并且有良好的密封性。当柱塞上移时排油单向活门6的右侧为吸油腔，左侧压油腔，两腔由排油单向活门6隔开；当柱塞下移时，吸油单向活门的左侧为压油腔，右侧为吸油腔，两腔由吸油单向活门5隔开。2)当吸油腔容积扩大吸入液压油；靠压油

39、腔容积缩小排出液压油。即是通过封闭腔“容积变化”来完成吸/排油工作的。3)吸油腔容积扩大到极限位置后，首先要与吸油腔切断，然后再转换到压油腔中来；压油腔容积缩小到极限位置后，也是首先要与压油腔切断，然后再转换到吸油腔中来。以上以一个柱塞为例介绍柱塞液压泵的工作，在实际中一个柱塞的液压泵通常用作手摇泵，除手摇泵外所有柱塞泵都是多个柱塞同时工作，根据以上条件设计制造的液压泵可以产生更大流量，以满足不同用户的需要。柱塞泵一般都由供油部分和调节流量的变量机构组成。供油部分是利用每个柱塞在转子内作往复直线运动时活塞控内的容积不断变化而吸油、压油，油液不断地被压入系统管路，彤成连续的液压油流量；变量机构是

40、通过改变柱塞的运动行程，以达到改变油泵出口流量的目的，下面我们分别介绍径向和轴向柱塞泵。4径向柱塞泵概述：1)径向柱塞泵：径向柱塞泵是活塞或柱塞的往复运动方向与驱动轴垂直的柱塞泵。第26页/共153页第一章 液压泵的概述2)结构特征：各柱塞排列在传动轴半径方向，即柱塞中心线垂直于传动轴中心线；3)分类：按结构的不同来分，径向柱塞泵分为轴配油径向柱塞泵和活门配油径向柱塞泵两种。4)轴配流径向柱塞泵：(1)结构组成(参考1-11)：、配流油轴；、柱塞；、缸筒(转子)；、定子环；、驱动轴等组成；(2)轴配流径向柱塞泵的工作：1-11是径向柱塞泵的工作原理图。这种泵由配流轴 、柱塞、缸体(转子)、定子

41、环、衬套、和配流油轴组成。定子和转子之间有一个偏心e。衬套3固定在转子孔内随之一起转动。配油轴5是固定不动的。柱塞在转子(缸体)的径向孔内运动，形成了泵的密封工作容腔。显然，当转子按图示方向转动时，位于上半周的工作容腔处于吸油状态，油箱中的油液经配油轴的a孔进入b腔；位于下半周的工作容腔则处于压油状态，c腔中的油将从配油轴的d孔向外输出。改变定子与转子偏心距e的大小和方向，就可以改变泵的输出流量和泵的吸、压油方向。因此径向柱塞泵可以做成单向或双向变量泵。(3)轴配流径向柱塞泵缺点：由于径向柱塞泵的径向尺寸大，自吸能力差，配油轴受径向不平衡液压力作用，易于磨损。这些原因限制了转速和工作压力的提高

42、。(4)工作参数：排量：当径向柱塞泵的转子和定子问的偏心距为e时，柱塞在缸体内孔的行程则为2e。若柱塞数为Z，则泵的排量第27页/共153页第一章 液压泵的概述流量：若泵的转速为n，容积效率为npv，则泵的流量为：变量原理：从以上分析可以看出，改变偏心距P的大小和方向，即可改变泵输出流量的大小和方向。径向柱塞泵的输出流量是脉动的。理论与实验分析表明，柱塞的数量为奇数时流量脉动小，因此，径向柱塞泵柱塞的个数通常是7个或9个。5)活门配油径向柱塞泵概述：(1)活门配油径向柱塞泵的主要组成部件：前面介绍的是轴配油径向柱塞泵，即配油机构设置在一根轴上。还有一种结构的径向柱塞泵一活门配油径向柱塞泵。如图

43、1-12是它的结构图。活门配油径向柱塞泵的主要组成部件有：1：偏心轮和主轴；2：连杆；3：连接环；4：销子；5：壳体；6：柱塞第28页/共153页第一章 液压泵的概述第29页/共153页第一章 液压泵的概述(2)活门配油径向柱塞泵的工作：参考1-12，泵轴和偏心轮(1)转动，通过连杆(2)连接环(3)销子(4)带动柱塞(6)在壳体(5)内上下往复运动，柱塞向下运动时通过吸油活门(11)打开吸油，向上运动时通过压油活门(9)打开压出液压油，轴和偏心轮转动一周活塞完成一个往复行程。泵连续运行就产生连续的液压油流量。(3)活门配油径向柱塞泵的缺点：活门配油径向柱塞泵的主要问题是吸、压油过程对柱塞的运

44、动有一定的滞后。当柱塞从吸油过程转换到压油过程时，柱塞在开始向上运动的瞬间，吸油活门尚未关闭，压油活门还未打开，这样，柱塞将油压到吸油腔。同理，当柱塞从压油过程转换到吸油过程时，在柱塞开始往下运动的瞬间，压油活门尚未关闭，吸油活门还未打开，这样柱塞将从压油腔吸油。因此，活门配流径向柱塞泵的实际排量比理论计算值要低。泵的转速愈高这种滞后现象愈严重。所以，此类泵的额定转速一般不高。(4)径向柱塞泵的优点：流量大，压力高，便于作成多排柱塞的形式。5轴向柱塞泵：1)轴向柱塞泵的概述：轴向柱塞泵是活塞或柱塞的往复运动方向与缸体中心轴平行的柱塞泵。2)轴向柱塞泵：(1)根据柱塞轴线平行或倾斜于缸体的轴线，

45、将轴向柱塞泵分成直轴和斜轴两种。(2)直轴式轴向柱塞泵可分为通轴式/非通轴轴向柱塞泵。通轴式/非通轴式轴向柱塞泵的区别如下：非通轴结构(半轴)：受力状态不佳，寿命短，噪声大，成本高。通轴式结构：主轴采用两端支承，受力情况良好；在泵的外端可以安装一小型辅助泵(一般为离心液压泵)，提高了液压泵在低进口压力条件下的工作性能。(3)斜轴式轴向柱塞泵：第30页/共153页第一章 液压泵的概述 斜轴式轴向柱塞泵是传动轴轴线与缸体轴线倾斜一角，斜轴式轴向柱塞泵的组成和工作如1-134)直轴轴向柱塞泵的组成和结构：主要组成：配油盘、柱塞、缸体、斜盘和驱动轴等，参考1-14。直轴斜盘轴向柱塞泵的基本构造情况：如

46、图1-14和图1-15所示。柱塞3装在转子4中，并沿周向均匀分布，柱塞的轴线平行于转子轴1的轴线。转子4由转子轴1带动旋转。分油盘6固定在壳体内，其上开有两道弧形油槽a和b，分别与进油口和出油口相通。斜盘2通过轴承固定安装在液压泵壳体的安装座内，通过变量机构可以改变斜盘的角度。正常工作时，斜盘2和钢筒轴线保持一定的夹角，该夹第31页/共153页第一章 液压泵的概述角不是直角。(5)柱塞头部结构：球形头部：球形头部与斜盘接触为点接触，接触应力大，易磨损。滑靴结构：滑靴结构与斜盘接触为面接触，大大降低了磨损。(6)直轴轴向柱塞泵的工作：参考图1-14，直轴轴向柱塞泵是利用与传动轴平行的柱塞在柱塞孔

47、内往复运动所产生的容积变化来进行工作的。当转子轴l带动转子4旋转时，在弹簧5和斜盘2的作用下，柱塞3在转子4中作往复直线运动。当柱塞3转到分油盘6的进油槽a时，在弹簧5的作用下，柱塞逐个外伸，将油液吸入；当柱塞3转到分油盘的出油槽b时，它被斜盘2压回，将油液挤出。转子4每转一圈，每个柱塞便完成一次吸油和压油工作，每转一圈，一个活塞排出液压油的量为活塞行程内经过的容积，改变活塞的行程即可改变泵的流量，转子不断旋转，柱塞便不断地向系统管路压出液压油；图1-15的结构工作时不需要返回弹簧，通过压紧盘保持活塞滑靴贴合在斜盘上，完成活塞往复运动。(7)供油量的调节：由图1-14和图1-15可以看出；改变

48、斜盘的倾斜角，即可改变柱塞的运动行程，从而改变供油量。斜盘的倾斜角是由变量机构的控制来改变的。第32页/共153页第一章 液压泵的概述第33页/共153页第一章 液压泵的概述(8)液压泵活塞的滑靴是通过压紧盘固定在斜盘上，参考图1-16，可以沿着斜盘表面滑动、转动，斜盘角度改变，活塞的行程随之改变。第34页/共153页第一章 液压泵的概述 (9)轴向柱塞泵的排量和流量：排量V：泵每转一弧度或一圈，由其几何尺寸计算而得到的排出液压油的体积，称为泵的排量(m3rad或m3rev)若柱塞数为z，柱塞直径为d，柱塞孔的分布圆直径为D，斜盘倾角为，则柱塞的行程为Dtan，故缸体转一转，泵的排量为：流量：

49、A、泵的理论流量qt：在不考虑内漏的情况下，泵在单位时间内排出的液压油的体积，称为泵的理论流量。设泵的转速为n(rmin)，则：B、实际流量q：泵工作时实际排出的流量，称为泵的实际流量。它等于泵的理论流量与泵的容积效率pv的乘积(也等于理论流量减去内漏，压缩等损失的流量q)，C、额定流量qn：泵在额定压力下和额定转速下输出的实际流量，称为泵的额定流量。D、由以上公式得出以下结论变量原理：A、当=0，q=0；B、当斜盘角度大小变化时，流量大小变化；C、方向变化，输油方向变化；D、轴向柱塞泵可作为双向变量液压泵；单个柱塞的瞬时流量按正弦规律变化，整个泵的瞬时流量也按正弦规律变化，因此轴向柱塞泵的瞬

50、时流量是脉动的，其脉动情况用脉动率来表示，一般柱塞数z=奇数，脉动率小；柱塞数z=偶数，脉动率大；常取柱塞数z=7或z=9第35页/共153页第一章 液压泵的概述 柱塞泵的工作参数压力P(单位为psi、KPa)：吸入/进口压力：泵进口处的压力。额定压力：在正常工作条件下，按试验标准规定连续运转的最高压力。最高允许压力：按试验标准规定，超过额定压力允许短暂运行的最高压力。工作压力：泵实际工作的压力，在实际工作中，泵的压力是随负载而定的。轴向柱塞泵的优点：由于柱塞和柱塞孔都是圆形零件，加工时可以达到很高的精度配合，因此容积效率高，运转平 稳，流量均匀性好，噪声低，丁作压力高等优点。轴向柱塞泵的缺点