液压传动动力元件课件.ppt

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1、1 第一节第一节 概述概述 第二节第二节 齿轮泵齿轮泵 第三节第三节 叶片泵叶片泵 第四节第四节 柱塞泵柱塞泵 第五节第五节 各类液压泵的性能的比较及各类液压泵的性能的比较及应用应用第第3 3章章 液压传动动力元件液压传动动力元件2 序 液压泵为能量转换装置 液压泵：机械能转化为油液的压力能 3.1.1 3.1.1 液压泵的工作原理液压泵的工作原理第一节第一节 概述概述3动画演示4n原理：原理：液压泵与液压马达都是靠液压泵与液压马达都是靠密封容积的变密封容积的变化化实现吸油和压油的。实现吸油和压油的。（1 1）有周期性的密封容积变化有周期性的密封容积变化。密封由小变大时吸。密封由小变大时吸油由

2、大变小时压油。油由大变小时压油。（2 2）油箱必须与大气相通油箱必须与大气相通（或保持一定的压力）（或保持一定的压力）（3 3）有配油装置。有配油装置。它保证密封容积由小变大时只与它保证密封容积由小变大时只与吸油管连通，密封容积由大变小时只与压油管连通。吸油管连通，密封容积由大变小时只与压油管连通。构成容积式泵的三个构成容积式泵的三个必要条件必要条件6n 分类分类 按按结构结构形式形式不不同分类同分类7类型低压中压 中高压 高压超高压压力范围P/MPa02.5 2.58 816163232以上 按液压泵输出的按液压泵输出的流量能否调节流量能否调节分类分类 按液压按液压泵的压力泵的压力分类分类8

3、液压泵的性能参数液压泵的性能参数1 1、压力、压力1 1）工作压力工作压力 液压泵的工作压力是指泵工作时输出油液压泵的工作压力是指泵工作时输出油液的实际压力，泵的工作压力决定于负载液的实际压力，泵的工作压力决定于负载外负载增大，泵的工作压力也随之升高。外负载增大，泵的工作压力也随之升高。主要是指：压力、流量和排量、功率和效率主要是指：压力、流量和排量、功率和效率10流量：单位时间内泵输出油液的体积，单位流量：单位时间内泵输出油液的体积，单位m/sm/s2 2 1)排量排量 (V)(V)由泵的密封容腔几何尺寸变化计由泵的密封容腔几何尺寸变化计 算而得的泵（在无泄漏情况下）算而得的泵（在无泄漏情况

4、下）每转每转 一转一转所能排出液体体积。常用单位所能排出液体体积。常用单位ml/rml/r 2)2)理论流量理论流量(q(qt t)由泵的密封容腔几何尺寸变化计算由泵的密封容腔几何尺寸变化计算 而得而得的泵（在无泄漏情况下）的泵（在无泄漏情况下）在单位时间内在单位时间内的排出的液体的排出的液体体积称为泵的理论流量。泵的理论流量等于排量和转体积称为泵的理论流量。泵的理论流量等于排量和转速的乘积，即速的乘积，即 q qt t=Vn=Vn 2 2、流量和排量、流量和排量11 3)3)实际流量实际流量 泵的实际流量是指泵工作时的实泵的实际流量是指泵工作时的实际际 输出流量。输出流量。由于泄漏，实际流量

5、总是比理论流量要小。由于泄漏，实际流量总是比理论流量要小。q=qq=qt t-qq 4)4)额额 定流量定流量q qn n 泵在正常工作条件下，按试验标泵在正常工作条件下，按试验标准准 规定泵必须保证的输出流量。额定流量也小规定泵必须保证的输出流量。额定流量也小于理论流量。于理论流量。13 若不考虑液压泵在能量转换中的损失 则 p p0 0=p=pi i=p=pt t (理论功率)p pt t=pq=pqt t=pVn=T=pVn=Tt t=2=2T Tt tn n 4 4 效率效率 由于有泄漏和机械摩擦，总会有能量损失，故由于有泄漏和机械摩擦，总会有能量损失，故 p p0 0 pipi。效率

6、分两种：效率分两种：容积效率容积效率 和和机械效率机械效率15 则有则有 因因q ql l随随p p增大而增大，增大而增大，导致导致q q随随P P增大而减小，增大而减小，它们的变化曲线它们的变化曲线 如右图示如右图示 16 2 2）机械效率机械效率 泵在工作时存在机械摩擦（相对泵在工作时存在机械摩擦（相对运动零件之间的摩擦及液体的粘性摩擦），因运动零件之间的摩擦及液体的粘性摩擦），因此驱动泵所需的实际输入转矩此驱动泵所需的实际输入转矩T T必然大于理论转必然大于理论转矩矩T Tt t，理论转矩与实际输入的转矩之比称为机械理论转矩与实际输入的转矩之比称为机械效率。以效率。以 mm表示表示T T

7、 转矩损失转矩损失m m=忽略 能量损失Tt Tt为 18对液压马达来说，其效率求法如下：容积效率 理论流量与实际流量之比。机械效率 实际转矩与理论转矩之比。19第二节第二节 齿轮泵齿轮泵 一外啮合式齿轮一外啮合式齿轮泵的工作原理泵的工作原理 泵体、端盖和齿轮泵体、端盖和齿轮之间形成了密封腔，之间形成了密封腔，并由两个齿轮的齿并由两个齿轮的齿面接触线将左、右面接触线将左、右两腔分开，形成了两腔分开，形成了吸、压油腔。吸、压油腔。动画演示20 二二 外啮合齿轮泵的流量及流量脉动外啮合齿轮泵的流量及流量脉动 排量的精确计算应按齿轮啮合原理来进行。近似排量的精确计算应按齿轮啮合原理来进行。近似计算等

8、于两个齿轮的齿间槽容积之和，设齿间计算等于两个齿轮的齿间槽容积之和，设齿间槽的体积等于轮齿的体积，则有槽的体积等于轮齿的体积，则有 v=DhB=2zmv=DhB=2zm2 2B B D D-节圆直径，节圆直径，D=mzD=mz h-h-有效齿高，有效齿高，h=2mh=2m B-B-齿宽齿宽 m-m-齿轮模数齿轮模数21 实际上齿槽容积比轮齿体积稍大一些，所以通常取实际上齿槽容积比轮齿体积稍大一些，所以通常取 v=6.66z mv=6.66z m2 2B B2 2、流量、流量齿轮泵的实际输出流量为齿轮泵的实际输出流量为 q=vnq=vnv v=6.66z m=6.66z m2 2BnBnv v

9、v v-容积效率，一般为容积效率，一般为0.70.70.90.9 n-n-转速转速r/min r/min 当当z z、mm、b b确定后，转速确定后，转速n n一定时，泵的输出流一定时，泵的输出流量也一定，故齿轮泵属于定量泵。量也一定，故齿轮泵属于定量泵。22 式中式中q q为平均流量，实际上由于齿轮啮合过程为平均流量，实际上由于齿轮啮合过程中压油腔的容积变化率是不均匀的，因此齿轮中压油腔的容积变化率是不均匀的，因此齿轮泵的瞬时流量是脉动的。泵的瞬时流量是脉动的。设设q qmaxmax、q qminmin为最大、最小瞬时流量，流量脉动为最大、最小瞬时流量，流量脉动率可用下式表示率可用下式表示2

10、4（一）困油（一）困油 为了保证一对齿轮平稳工作，其重合度为了保证一对齿轮平稳工作，其重合度 1 1所以总有两对轮齿同时啮合，这样就在两对啮所以总有两对轮齿同时啮合，这样就在两对啮合轮齿之间产生一个合轮齿之间产生一个闭死容积闭死容积，称为，称为困油区困油区，使留在这两对轮齿之间的油液困在这个封闭的使留在这两对轮齿之间的油液困在这个封闭的容积内。随着齿轮啮合，封闭的容积先逐渐减容积内。随着齿轮啮合，封闭的容积先逐渐减小，当啮合点相对于节点对称时，空间最小，小，当啮合点相对于节点对称时，空间最小，随后又逐渐增大，当前一对轮齿即将脱离啮合随后又逐渐增大，当前一对轮齿即将脱离啮合后一对轮齿进入啮合时，

11、空间最大。后一对轮齿进入啮合时，空间最大。三三 外啮合齿轮泵的结构特点外啮合齿轮泵的结构特点2526 当容积减小，被困油液受挤压，而产生当容积减小，被困油液受挤压，而产生高压高压，并从缝，并从缝隙中挤出，导致油液发热，轴承等机件也受到附加的隙中挤出，导致油液发热，轴承等机件也受到附加的不平衡负载作用。不平衡负载作用。当封闭容积增大，又会造成局部真空，使溶于油中的气当封闭容积增大，又会造成局部真空，使溶于油中的气体分离出来，产生体分离出来，产生气穴气穴，引起噪声、振动和气蚀，这，引起噪声、振动和气蚀，这就是齿轮泵的困油现象。就是齿轮泵的困油现象。消除困油的方法消除困油的方法 通常是在齿轮的两端盖

12、板上开通常是在齿轮的两端盖板上开卸荷槽卸荷槽，如图示，当容积减小时，使左边卸荷槽与压油腔相通，如图示，当容积减小时，使左边卸荷槽与压油腔相通，当容积增大时，右边与吸油腔相通，在很多齿轮泵中，当容积增大时，右边与吸油腔相通，在很多齿轮泵中，两槽并不对称于齿轮中心线分布，而是整个向吸油腔两槽并不对称于齿轮中心线分布，而是整个向吸油腔侧平移一段距离，实践证明，这样能取得更好的卸荷侧平移一段距离，实践证明，这样能取得更好的卸荷效果。效果。28齿轮泵压油腔的压力油可通过三条途径泄漏到吸油腔中去：齿轮泵压油腔的压力油可通过三条途径泄漏到吸油腔中去：一是通过齿轮啮合处的间隙；（一是通过齿轮啮合处的间隙；（5

13、%5%）二是通过泵体内孔与齿顶圆间的径向间隙；二是通过泵体内孔与齿顶圆间的径向间隙；（10%10%15%15%）三是通过齿轮两端面和盖板间的端面间隙。三是通过齿轮两端面和盖板间的端面间隙。在三类中，以在三类中，以端面间隙的泄漏量最大端面间隙的泄漏量最大，约占，约占707075%75%，泵的压力愈高，间隙泄漏就愈大，因此一般齿轮泵只是泵的压力愈高，间隙泄漏就愈大，因此一般齿轮泵只是用于低压，且其容积效率亦很低。用于低压，且其容积效率亦很低。（二）（二）泄漏泄漏29采取措施采取措施：减小设计间隙，增加制造成本和机械摩擦不可减小设计间隙，增加制造成本和机械摩擦不可取。取。采用轴向间隙补偿措施采用轴向

14、间隙补偿措施(如图如图3-10)3-10)。31 由于压油腔与吸油腔压力不相等造成径向不平衡力，工由于压油腔与吸油腔压力不相等造成径向不平衡力，工作压力越大，径向不平衡力越大。径向作用力很大时作压力越大，径向不平衡力越大。径向作用力很大时能使泵轴弯曲，导致齿顶接触泵体内腔，产生摩擦，能使泵轴弯曲，导致齿顶接触泵体内腔，产生摩擦，同时加速轴承磨损，降低轴承使用寿命。同时加速轴承磨损，降低轴承使用寿命。（三）（三）径向不平衡力径向不平衡力采取措施采取措施：1 1）缩小压油口，使压油腔的压力油仅作用在一个）缩小压油口，使压油腔的压力油仅作用在一个齿到两个齿的范围内；齿到两个齿的范围内；2 2）适当增

15、大径向间隙，使齿顶不和泵体接触；）适当增大径向间隙，使齿顶不和泵体接触；3 3）开压力平衡槽）开压力平衡槽3233四四 内啮合齿轮泵内啮合齿轮泵1 1 工作原理工作原理动画演示34动画演示35一一 单作用式叶片泵单作用式叶片泵 动画演示1配油盘第三节第三节 叶片泵叶片泵组组成成36n原理原理 单作用式叶片泵的定子内表面是圆形的，转子与定子间单作用式叶片泵的定子内表面是圆形的，转子与定子间有一有一偏心量偏心量，在定子和转子的两端装有配油盘，配油，在定子和转子的两端装有配油盘，配油盘上开有一个吸油窗口和一个排油窗口，分别和泵壳盘上开有一个吸油窗口和一个排油窗口，分别和泵壳上的吸油口和排油口相通，叶

16、片的根部分别和上的吸油口和排油口相通，叶片的根部分别和相应的相应的油区油区相通。相通。这种泵的转子每转一转，泵上的每一密封工作腔完成这种泵的转子每转一转，泵上的每一密封工作腔完成吸油和压油动作各一次，所以称为吸油和压油动作各一次，所以称为单作用式叶片泵单作用式叶片泵。又因这种泵的转子受不平衡的径向液压力，故又称又因这种泵的转子受不平衡的径向液压力，故又称非非平衡式叶片泵平衡式叶片泵。37由于轴和轴承的不平衡负荷较大，因而使这种泵的工作由于轴和轴承的不平衡负荷较大，因而使这种泵的工作压力的提高受到了限制。压力的提高受到了限制。改变定子和转子间的偏心矩改变定子和转子间的偏心矩e e值，就可以改变泵

17、的排量，值，就可以改变泵的排量，故单作用式叶片泵常做成故单作用式叶片泵常做成变量泵变量泵。383940单作用式叶片泵的定子内缘和转子外缘为圆柱体，当单作用式叶片泵的定子内缘和转子外缘为圆柱体，当偏心安装，在每一瞬时容积的变化是不均匀的，因而偏心安装，在每一瞬时容积的变化是不均匀的，因而存在流量脉动。存在流量脉动。当叶片为奇数时：当叶片为奇数时：当叶片为偶数时当叶片为偶数时：（三）单作用式叶片泵的流量脉动（三）单作用式叶片泵的流量脉动41由上式表明：由上式表明：1 1）叶片数越多，流量的脉动率越小，脉）叶片数越多，流量的脉动率越小，脉 动频率越高。动频率越高。2 2）奇数叶片泵又比偶数的脉动率小

18、，脉）奇数叶片泵又比偶数的脉动率小，脉 动频率高。动频率高。因此，因此，单作用式叶片泵的叶片数总是采用奇数，一般为单作用式叶片泵的叶片数总是采用奇数，一般为1313或或1515。42 定子和转子偏心安装定子和转子偏心安装 改变偏心量改变偏心量e e可调节泵的输出流可调节泵的输出流量量 偏心反向，吸油、压油方向也反向。偏心反向，吸油、压油方向也反向。径向液压力不平衡径向液压力不平衡 单作用式叶片泵的转子及轴承上单作用式叶片泵的转子及轴承上承受着不平衡的径向力，这限制了泵工作压力的提高，承受着不平衡的径向力，这限制了泵工作压力的提高，故泵的额定压力不超过故泵的额定压力不超过7Mpa.7Mpa.（三

19、）单作用式叶片泵的结构特点（三）单作用式叶片泵的结构特点43叶片后倾叶片后倾 为了减小叶片与定子间的磨损，叶片底油槽采取在压油区为了减小叶片与定子间的磨损，叶片底油槽采取在压油区通压力油，在吸油区与吸油腔相通的结构形式。因而，叶通压力油，在吸油区与吸油腔相通的结构形式。因而，叶片的底部和顶部所受的液压力是平衡的。这样，叶片的向片的底部和顶部所受的液压力是平衡的。这样，叶片的向外运动主要靠旋转时所受到的惯性力。据力学分析，叶片外运动主要靠旋转时所受到的惯性力。据力学分析，叶片后倾一个角度有利于叶片在惯性力作用下向外伸出。通常后倾一个角度有利于叶片在惯性力作用下向外伸出。通常后倾角为后倾角为242

20、444二二 双作用式叶片泵双作用式叶片泵动画演示（一）（一）工作原理工作原理 组成组成45定子内表面形似椭圆，由两端大半径圆弧、两端小半径定子内表面形似椭圆，由两端大半径圆弧、两端小半径圆弧和四段过渡曲线组成。叶片根部通过配流盘侧面上圆弧和四段过渡曲线组成。叶片根部通过配流盘侧面上的环行槽与的环行槽与压油腔压油腔相通，使叶片在离心力和根部油压作相通，使叶片在离心力和根部油压作用下压向定子内表面。这种泵转子每转一转，完成吸油、用下压向定子内表面。这种泵转子每转一转，完成吸油、压油两次，因而称为压油两次，因而称为双作用式泵，双作用式泵，泵的两个吸油区和压泵的两个吸油区和压油区是径向对称的，作用在转

21、子上的液压力径向平衡，油区是径向对称的，作用在转子上的液压力径向平衡，所以又称为所以又称为平衡式平衡式。46吸压47 （三）流量脉动（三）流量脉动 按理论讲，若不考虑叶片厚度，则瞬时流量应该是按理论讲，若不考虑叶片厚度，则瞬时流量应该是均匀的，无流量脉动。均匀的，无流量脉动。但是实际由于但是实际由于叶片存在厚度；叶片存在厚度；长半径圆弧和短长半径圆弧和短半径圆弧不可能制造的严格统一；半径圆弧不可能制造的严格统一；叶片根部被设叶片根部被设计成与压油腔相通计成与压油腔相通。泵的瞬时流量仍将出现为小脉动，但其脉动率较泵的瞬时流量仍将出现为小脉动，但其脉动率较其它泵（除螺杆泵）小得多，且叶片数为其它泵

22、（除螺杆泵）小得多，且叶片数为4 4的整数的整数倍且大于倍且大于8 8时最小。为此，双作用式叶片泵常取时最小。为此，双作用式叶片泵常取1212或或1616。48（四）双作用式叶片泵的结构特点（四）双作用式叶片泵的结构特点定子过渡曲线定子过渡曲线 理想的过渡曲线不仅应使叶片在槽中滑动时的理想的过渡曲线不仅应使叶片在槽中滑动时的径向速度和加速度变化均匀，而且应使叶片转到径向速度和加速度变化均匀，而且应使叶片转到过渡曲线和圆弧交界处的加速度突变不大，以减过渡曲线和圆弧交界处的加速度突变不大，以减小冲击和噪声。目前双作用式叶片泵一般都是用小冲击和噪声。目前双作用式叶片泵一般都是用综合性能较好的综合性能

23、较好的等加速度等减速曲线等加速度等减速曲线。径向作用力平衡径向作用力平衡 由于双作用式叶片泵的吸、压油口对称分布，由于双作用式叶片泵的吸、压油口对称分布，所以转子和轴承上所受的径向力是平衡的。所以转子和轴承上所受的径向力是平衡的。49 配流盘的作用是给泵进行配油。为了保证配流盘的吸、配流盘的作用是给泵进行配油。为了保证配流盘的吸、压油窗口在工作中能隔开，就必须使配流盘上封油区夹压油窗口在工作中能隔开，就必须使配流盘上封油区夹角角(即吸油窗口和压油窗口之间的夹角即吸油窗口和压油窗口之间的夹角)大于或等于两大于或等于两个相邻叶片间的夹角，个相邻叶片间的夹角，如图如图3 32020所示所示，即：，即

24、：配流盘配流盘此外定子圆弧部的夹角此外定子圆弧部的夹角应当等于或大于配流盘上封油区应当等于或大于配流盘上封油区夹角夹角 ，以免产生困油和气穴现象。，以免产生困油和气穴现象。50在配流盘上在配流盘上叶片从封油叶片从封油区进入压油区进入压油窗口一边开窗口一边开卸荷三角槽，卸荷三角槽，如图如图3 32020所所示示51叶片在转子中放叶片在转子中放置时应当有利于置时应当有利于叶片在转子的槽叶片在转子的槽中滑动，并且磨中滑动，并且磨损要小。损要小。叶片倾角叶片倾角 5253压力角压力角 越大，越大，FtFt力越大。当转子槽按旋转方向倾斜力越大。当转子槽按旋转方向倾斜a a角角时，可使原径向排置叶片的压力

25、角时，可使原径向排置叶片的压力角减少为减少为，这样就，这样就可以减少与叶片垂直的力可以减少与叶片垂直的力FtFt，使叶片在转子槽中移动灵活，使叶片在转子槽中移动灵活，减少磨损。由于不同转角处的定子曲线的法线方向不同，减少磨损。由于不同转角处的定子曲线的法线方向不同，由理论和实践得出，一般叶片倾角由理论和实践得出，一般叶片倾角a=10a=10 14 14注意：由于叶片倾斜一个角度安装，转子必须朝注意：由于叶片倾斜一个角度安装，转子必须朝倾斜的方向旋转，也就是叶片顶部按转子回转方倾斜的方向旋转，也就是叶片顶部按转子回转方向往前倾斜向往前倾斜54端面间的自动补偿端面间的自动补偿 为了减小端面泄漏，采

26、取的间隙自动补偿措施是将右配为了减小端面泄漏，采取的间隙自动补偿措施是将右配流盘的右侧与压油腔连通，使配流盘在液压力作用下流盘的右侧与压油腔连通，使配流盘在液压力作用下压向定子。泵的工作压力愈高，配油盘就会愈加贴紧压向定子。泵的工作压力愈高，配油盘就会愈加贴紧定子。定子。减小叶片对定子的作用力减小叶片对定子的作用力 (1)(1)减小作用在叶片底部的油液压力，将泵的压油腔的油减小作用在叶片底部的油液压力，将泵的压油腔的油液通过阻尼槽或内装式小减压阀通到吸油区的叶片底液通过阻尼槽或内装式小减压阀通到吸油区的叶片底部，以减小压力。部，以减小压力。(2)(2)采用子母叶片结构，减小叶片底部承受压力油作

27、用采用子母叶片结构，减小叶片底部承受压力油作用的宽度或采用阶梯叶片（见图的宽度或采用阶梯叶片（见图4-104-10）高压双作用叶片泵的结构特点高压双作用叶片泵的结构特点5556 作用机理作用机理 （图见下页图见下页）它能根据外负载（泵出口压力）的大小自动调它能根据外负载（泵出口压力）的大小自动调节泵的排量节泵的排量。如图示转子中心是固定的，定子。如图示转子中心是固定的，定子可左右移动。泵逆时针旋转时，转子上部为压可左右移动。泵逆时针旋转时，转子上部为压油腔，下部为吸油腔，当外负载压力升高时，油腔，下部为吸油腔，当外负载压力升高时，定子将左移，即减少定子将左移，即减少e e，从而使输出流量减小，

28、从而使输出流量减小而达到降压的目的，但当压力大到泵内偏心所而达到降压的目的，但当压力大到泵内偏心所产生的流量全部用于补偿泄漏时，泵的输出流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，泵的输出压量为零，不管外负载再怎样加大，泵的输出压力不会再升高。反之，压力降低，则定子右移力不会再升高。反之，压力降低，则定子右移而使输出压力升高。而使输出压力升高。（三（三）限压式限压式变量叶片泵变量叶片泵57设泵的最大偏心为设泵的最大偏心为e emaxmax，弹簧的预压缩量为弹簧的预压缩量为，弹簧刚弹簧刚度为度为当泵的压力为时，定子移动了距离，这当泵的压力为时，定子移动了距离，这时的偏

29、心量为时的偏心量为 e emaxmax （）（）如忽略泵在滑块滚针支撑处的摩擦力，泵定子的受力方如忽略泵在滑块滚针支撑处的摩擦力，泵定子的受力方程为程为（）初始时压力设为初始时压力设为b b，则，则：b b由此可得：由此可得：e=ee=e0 0-A-A（p-pp-pb b)/k)/k（e e0 0）A A2 2(1+(1+A Aq)p/Ksq)p/Ks58动画演示5960在泵的供油压力低于预先调整的压力在泵的供油压力低于预先调整的压力p pb b时，流量时，流量按按ABAB段变化，泵只是有泄漏损失，而偏心距段变化，泵只是有泄漏损失，而偏心距e e值不值不变；变；泵的供油压力超过泵的供油压力超过

30、p pb b时，限压弹簧被压缩，偏心时，限压弹簧被压缩，偏心距距e e减小，流量随压力的增高而急剧下降，按减小，流量随压力的增高而急剧下降，按BCBC曲线变化。曲线变化。小小 结结61由于限压式变量叶片泵有上述流量压力特性，所以多应用于由于限压式变量叶片泵有上述流量压力特性，所以多应用于组合机床的进给系统，以实现组合机床的进给系统，以实现快进、工进和快退快进、工进和快退等运动；限等运动；限压式变量叶片泵也适用于压式变量叶片泵也适用于定位和夹紧系统定位和夹紧系统。当快进和快退需要较大的流量和较低的压力时，泵可利用当快进和快退需要较大的流量和较低的压力时，泵可利用ABAB曲线工作；当工作进给需要较

31、小的流量和较高的压力时，则曲线工作；当工作进给需要较小的流量和较高的压力时，则泵可利用泵可利用BCBC曲线工作。曲线工作。在定位和夹紧系统中，当定位和夹紧部件的移动需要低压、在定位和夹紧系统中，当定位和夹紧部件的移动需要低压、大流量时，可利用大流量时，可利用ABAB曲线工作；夹紧结束后，仅需要维持较曲线工作；夹紧结束后，仅需要维持较高的压力和较小的流量高的压力和较小的流量(补充泄漏量补充泄漏量)，则可利用曲线近于，则可利用曲线近于C C点点的特性的特性62总之，限压式变量叶片泵的输出流量可根据系统的压力变化总之，限压式变量叶片泵的输出流量可根据系统的压力变化(即外负载的大小即外负载的大小)，自

32、动地调节流量，也就是压力高时，输，自动地调节流量，也就是压力高时，输出流量小；压力低时，输出流量大出流量小；压力低时，输出流量大(2)(2)优缺点优缺点限压式变量叶片泵根据负载大小，自动调节输出流量，限压式变量叶片泵根据负载大小，自动调节输出流量，因此功率损耗小、可以减少油液发热。因此功率损耗小、可以减少油液发热。液压系统中采用变量泵，可节省液压元件的数量，从液压系统中采用变量泵，可节省液压元件的数量，从而简化了油路系统而简化了油路系统。63 泵本身的结构复杂，泄漏量大，流量脉动较严泵本身的结构复杂，泄漏量大，流量脉动较严重，致使执行元件的运动速度不够平稳重，致使执行元件的运动速度不够平稳 存

33、在径向力不平衡问题，影响轴承的寿命，存在径向力不平衡问题，影响轴承的寿命，噪声也大噪声也大64第四节第四节 柱塞泵柱塞泵柱塞泵的分类：柱塞泵的分类：q 柱塞泵按照柱塞的排列和运动方向不同，分为径向柱塞泵柱塞泵按照柱塞的排列和运动方向不同，分为径向柱塞泵和轴向柱塞泵；和轴向柱塞泵；q 轴向柱塞泵按照配流方式的不同，分为直轴式（斜盘式）轴向柱塞泵按照配流方式的不同，分为直轴式（斜盘式）和斜轴式（摆缸式）。和斜轴式（摆缸式）。工作原理：工作原理：柱塞泵是依靠柱塞在其缸体内往复运动时密封工作腔的容柱塞泵是依靠柱塞在其缸体内往复运动时密封工作腔的容积变化来实现吸油和压油的。积变化来实现吸油和压油的。这类

34、泵泄漏小，容积效率高，可以在高压下工作这类泵泄漏小，容积效率高，可以在高压下工作6566一、径向柱塞泵67动画演示68 流量计算流量计算69 径向柱塞泵的特点径向柱塞泵的特点柱塞在转子内是径向排列的，所以径向尺寸柱塞在转子内是径向排列的，所以径向尺寸大，旋转惯性大，结构复杂。大，旋转惯性大，结构复杂。柱塞与定子为点接触，接触应力高柱塞与定子为点接触，接触应力高配油轴受到径向不平衡液压力的作用，易磨损，配油轴受到径向不平衡液压力的作用，易磨损，摩损后间隙不能补偿，泄漏大，故这种泵的工作摩损后间隙不能补偿，泄漏大，故这种泵的工作压力、容积效率和泵的转速都比轴向柱塞泵低压力、容积效率和泵的转速都比轴

35、向柱塞泵低70定子与转子偏心安装，改变偏心距定子与转子偏心安装，改变偏心距e e值可改变泵值可改变泵的排量，因此径向柱塞泵可做变量泵使用。有的径的排量，因此径向柱塞泵可做变量泵使用。有的径向柱塞泵的偏心距向柱塞泵的偏心距e e可从正值变到负值，改变偏心的可从正值变到负值，改变偏心的方向，泵的吸油方向和排油方向也发生变化，成为方向，泵的吸油方向和排油方向也发生变化，成为双向径向柱塞变量泵双向径向柱塞变量泵 由其特点所决定，径向柱塞泵广泛地用于低速、由其特点所决定，径向柱塞泵广泛地用于低速、高压、大功率的拉床、插床和刨床的液压传动的主高压、大功率的拉床、插床和刨床的液压传动的主运动中运动中71动画

36、演示二、轴向柱塞泵二、轴向柱塞泵72轴向柱塞泵的流量计算轴向柱塞泵的流量计算737475 结构特点结构特点n滑靴滑靴 ：降低接触应力，减少磨损；：降低接触应力，减少磨损；n柱塞的伸出：由弹簧、回程盘组成回程装置，柱塞的伸出：由弹簧、回程盘组成回程装置，有自吸能力；有自吸能力；n缸体端面间隙的自动补偿；缸体端面间隙的自动补偿；n变量机构：手动变量机构。变量机构：手动变量机构。76动画演示77轴向柱塞泵优点：优点：结构紧凑，径向尺寸小，惯性小，容积效率高，结构紧凑，径向尺寸小，惯性小，容积效率高，工作压力也很大，目前最高压力可达工作压力也很大，目前最高压力可达40MPa40MPa，甚至更高，一般用

37、于工程机械、压力机等高压甚至更高，一般用于工程机械、压力机等高压系统。系统。缺点：缺点：因为柱塞轴向安装，所以轴向尺寸较大，因为柱塞轴向安装，所以轴向尺寸较大，轴轴向作用力也很大，结构比较复杂。向作用力也很大，结构比较复杂。78 柱塞泵的优点v 参数高：参数高：额定压力高，转速高，泵的驱动功率大；额定压力高，转速高，泵的驱动功率大；v 效率高：效率高：容积效率为容积效率为9595左右，总效率左右，总效率 为为9090左右；左右；v 寿命长；寿命长；v 变量方便，形式多变量方便，形式多。79 柱塞泵的缺点：q结构较复杂，零件数较多；结构较复杂，零件数较多；q制造工艺要求较高，成本较贵；制造工艺要

38、求较高，成本较贵；q对油液的污染较敏感，要求较多的过滤对油液的污染较敏感，要求较多的过滤精度，对使用和维护要求较高；精度，对使用和维护要求较高；80 第五节第五节 液压泵的噪声液压泵的噪声一、产生噪声的原因一、产生噪声的原因1.1.泵的流量脉动和压力脉动；泵的流量脉动和压力脉动；2.2.泵的两个油腔突然相通的时候，产生油液流泵的两个油腔突然相通的时候，产生油液流量和压力突变；量和压力突变；3.3.空穴现象；空穴现象；4.4.泵内流道具有界面突然扩大和收缩、急拐弯，泵内流道具有界面突然扩大和收缩、急拐弯，通道截面过小而导致液体紊流、漩涡及喷流；通道截面过小而导致液体紊流、漩涡及喷流；5.5.机械

39、原因。机械原因。81 降低噪声的措施降低噪声的措施1.1.要消除液压泵内部油液压力的急剧变化；要消除液压泵内部油液压力的急剧变化；2.2.为吸收液压泵流量及压力脉动，在液压泵的出口装消为吸收液压泵流量及压力脉动，在液压泵的出口装消声器；声器；3.3.装在油箱上的泵使用橡胶垫减震；装在油箱上的泵使用橡胶垫减震；4.4.压油管的一段用高压软管，对泵和管路的连接进行隔压油管的一段用高压软管，对泵和管路的连接进行隔振；振；5.5.防止泵产生空穴现象，采用直径较大的吸油管，减小防止泵产生空穴现象，采用直径较大的吸油管，减小管道局部阻力；采用大容量的吸油过滤器，防止油液管道局部阻力；采用大容量的吸油过滤器

40、，防止油液中混入空气；中混入空气；6.6.合理设计液压泵，提高零件刚度。合理设计液压泵，提高零件刚度。82 液压泵的图形符号83液压泵的选用1 1、选择液压泵的原则选择液压泵的原则是否要求变量：是否要求变量：径向柱塞泵、轴向柱塞泵、单作用叶径向柱塞泵、轴向柱塞泵、单作用叶片泵是变量泵。片泵是变量泵。工作压力：工作压力：柱塞泵压力柱塞泵压力31.5MPa31.5MPa；叶片泵压力；叶片泵压力6.3MPa,6.3MPa,高压化以后可达高压化以后可达16MPa16MPa；齿轮泵压力；齿轮泵压力2.5MPa2.5MPa，高压化，高压化以后可达以后可达21MPa21MPa。工作环境：工作环境：齿轮泵的抗

41、污染能力最好。齿轮泵的抗污染能力最好。噪声指标：噪声指标：低噪声泵有内啮合齿轮泵、双作用叶片泵低噪声泵有内啮合齿轮泵、双作用叶片泵和螺杆泵，双作用叶片泵和螺杆泵的瞬时流量均匀。和螺杆泵，双作用叶片泵和螺杆泵的瞬时流量均匀。效率：效率：轴向柱塞泵的总效率最高；同一结构的泵，排轴向柱塞泵的总效率最高；同一结构的泵，排量大的泵总效率高；同一排量的泵在额定工况下总效量大的泵总效率高；同一排量的泵在额定工况下总效率最高。率最高。84 液压泵的选用2 2、液压泵压力大小的选用液压泵压力大小的选用 液液压压泵泵的的选选择择，通通常常是是先先根根据据对对液液压压泵泵的的性性能能要要求求来来选选定定液液压压泵泵

42、的的型型式式，再再根根据据液液压压泵泵所所应应保保证证的的压压力力和和流流量来确定它的具体规格。量来确定它的具体规格。液液压压泵泵的的的的工工作作压压力力是是根根据据执执行行元元件件的的最最大大工工作作压压力力来来决决定定的的，考考虑虑到到各各种种压压力力损损失失，泵泵的的最最大大工工作作压压力力P P泵泵可按下式确定：可按下式确定：P P泵泵 k k压压PP缸缸 式中：式中：P P泵泵 一液压泵所需要提供的压力，一液压泵所需要提供的压力，Pa,Pa,k k压一压一 系统中压力损失系数，取系统中压力损失系数，取1.3 1.3 1.5 1.5 P P缸缸 一液压缸中所需的最大工作压力，一液压缸中

43、所需的最大工作压力，PaPa85液压泵的产品样本中表明的最大工作压力和额定液压泵的产品样本中表明的最大工作压力和额定压力，选用时应使额定压力等于或大于计算值压力，选用时应使额定压力等于或大于计算值86液压泵的选用2 2、液压泵流量大小的选用液压泵流量大小的选用液液压压泵泵的的输输出出流流量量应应满满足足执执行行元元件件最最高高运运动动速速度度的的要求要求输出流量取决于系统所需最大流量及泄漏量，即输出流量取决于系统所需最大流量及泄漏量，即Q Q泵泵 K K流流.Q.Q缸缸式中：式中：Q Q泵泵液压泵所需输出的流量，液压泵所需输出的流量，mm3 3/min/min。K K流流系统的泄漏系数，取系统

44、的泄漏系数，取1.11.1 1.3 1.3 Q Q缸一液压缸所需提供的最大流量，缸一液压缸所需提供的最大流量，mm3 3/min/min。求出泵的输出流量后，按产品样本选取额定流量求出泵的输出流量后，按产品样本选取额定流量等于或稍大于计算出的泵流量等于或稍大于计算出的泵流量87如果系统由单泵供给一个执行元件，则按执行元件的最高如果系统由单泵供给一个执行元件，则按执行元件的最高速度要求选用液压泵。速度要求选用液压泵。如果系统由双泵供油，则按工作进给的如果系统由双泵供油，则按工作进给的最高工进速度最高工进速度要求要求选用小流量泵；快速进给由双泵同时供油，应按快速进给的选用小流量泵；快速进给由双泵同

45、时供油，应按快速进给的速度要求，求出快速进给的需油量，从中减去工作进给的小速度要求，求出快速进给的需油量，从中减去工作进给的小流量泵的流量，即为大流量泵的流量。流量泵的流量，即为大流量泵的流量。系统由一台液压泵供油给几个执行元件，则应计算出各系统由一台液压泵供油给几个执行元件，则应计算出各个阶段每个执行元件所需流量，做出流量循环图，按最大流个阶段每个执行元件所需流量，做出流量循环图，按最大流量选取泵的流量。量选取泵的流量。由计算所得的流量选用泵有以由计算所得的流量选用泵有以下几种情况下几种情况：88多个执行元件同时动作，应按同时动作的执行元多个执行元件同时动作，应按同时动作的执行元件的最大流量

46、之和确定泵的流量件的最大流量之和确定泵的流量如果系统中有蓄能器做执行元件的能源补充，如果系统中有蓄能器做执行元件的能源补充，则泵的流量规格可选小些则泵的流量规格可选小些对于工作过程始终用节流阀调速的系统，在确定对于工作过程始终用节流阀调速的系统，在确定泵的流量时，还应加上溢流阀的最小溢流量泵的流量时，还应加上溢流阀的最小溢流量(一般一般取取3L3Lmin)min)。89在在P P泵、泵、Q Q泵求出以后，就可具体选择液压泵的规格，泵求出以后，就可具体选择液压泵的规格，选择时选择时应使实际选用泵的额定压力大于所求出的应使实际选用泵的额定压力大于所求出的P P泵值，通常可放大泵值，通常可放大25%

47、25%。泵的额定流量略大于或等于所求出的。泵的额定流量略大于或等于所求出的Q Q缸值即可缸值即可90电动机参数的选择驱动液压泵所需的电动机功率可按下式确定：驱动液压泵所需的电动机功率可按下式确定：（KWKW）式中：式中：PMPM电动机所需的功率，电动机所需的功率，kwkw p p泵泵所需的最大工作压力，泵泵所需的最大工作压力，MPa,MPa,Q Q泵泵所需输出的最大流量，泵泵所需输出的最大流量，L/minL/min 泵的总效率。泵的总效率。各各种种泵泵的的总总效效率率大大致致为为：齿齿轮轮泵泵0.6 0.6 0.70.7，叶叶片片泵泵0.6 0.6 0.750.75；柱塞泵；柱塞泵0.8 0.850.8 0.85。91第五节第五节 各类液压泵的性能比较及应用各类液压泵的性能比较及应用作业：作业：3-19 3-20 3-19 3-20