液压泵的种类和分类原理.doc

液压泵的种类和工作原理液压泵是为液压传动提供加压液体的一种液压元件，是泵的一种。它的功能是把动力机(如电动机和内燃机等)的机械能转换成液体的压力能。输出流量可以根据需要来调节的称为变量泵，流量不能调节的称为定量泵。液压系统中常用的泵有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵 3种。一 Gear pump齿轮泵：体积较小，结构较简单，对油的清洁度要求不严，价格较便宜；但泵轴受不平衡力，磨损严重，泄漏较大。、 工作原理： 电动机带动油泵齿轮旋转时，由于一对齿轮脱开，使泵体吸油腔容积逐渐增大，形成局部真空油液在大气压力的作用下经油管、泵体进入吸油腔。进入吸油腔的油液在密封的工作窨中随齿轮转动沿泵体内进入排油腔，在排油腔充满油液的齿间由于齿啮合，使该腔的容积逐渐减少，把齿间的油液挤压出去，在外载荷的作用下形成油压，随着齿轮的连续旋转，油泵便不断地吸油和排油。2、 结构：（1） 输油泵是卧式回转泵，主要有泵体、前后盖、主从动齿轮、安全阀体、轴承、轴承座及密封装置等零件组成，具体结构见附图。（2） 泵体、前后盖、轴承座为灰口铸体件，齿轮用优质碳素钢制作，也可根据用户特殊需要，用铜材或不锈钢材料制作。（3） 2CY1.1-5型油泵的轴承座内装有轴向密封，采用三个耐油橡胶圈和一个挡圈组成的橡胶圈密封，调节压紧盖上的两只螺栓可调节密封的松紧程度，滑动轴承采用粉末冶金。2CY12-60油泵的盖内装有机械密封，轴承采用单系列向心球轴承或圆柱滚子轴承，靠输送的油液自动润滑。（4） 泵体内均装有安全阀，当排油管道阀门关闭或油路系统发生鼓掌，油压超过泵的排出压力时，安全阀门便自动开启，使油液部分或全部地回流至油腔，对泵和管道安全起保护作用。（5） 油泵通过弹性联轴器与电机联接，并安装在公共底版上。二Vane pump叶片泵：分为双作用叶片泵和单作用叶片泵。这种泵流量均匀，运转平稳，噪音小，工作压力和容积效率比齿轮泵高，结构比齿轮泵复杂。工作原理：叶片泵的工作原理及结构（一）双叶片泵的工作原理 1.定子(内腔型线):（转子和定子一般是针对电机等原动机来说的。但泵里面也是有转动零件和非转动零件之分。对于泵内部结构，由于油泵也分为很多种。一般转子部件包括以下零件：叶轮、轴、叶轮螺母、轴套、键、轴承等等一起转的零件。定子有：泵体、轴承盖、导壳、泵盖等等）1）两段长半径圆弧2）两段短半径圆弧3）四段过渡曲线2.转子:有若干叶槽，内有叶片。旋转时，叶片受离心力及液压力作用下，外顶定子内壁，并在槽内往复滑动。3.配油盘: 在定子和转子两侧，盘上有两对吸、排口，在定子、转子、叶片和配油盘之间形成若干个工作空间。叶片由短转向长半径时,叶片间V增大，P降低，经配油盘吸油。叶片由长向短半径时,叶片间V减小，经配油盘的排出口排油。当叶片位于密封区时,正好将吸、排口隔开，叶片间V不变，没有困油问题。转子转一周，每工作V都吸、排两次（双作用泵）。（二）单作用叶片泵的工作原理定子内腔型线是圆，转子轴与定子偏心。逆时针回转时，工作V右半转增大，左半转V 减小。从两侧配油盘的吸、排口吸排油。 两相邻叶片转到吸、排油口间的密封区时，所接触定子曲线不是与转子同心的圆弧。密封区的圆心角略大于相邻叶片所占圆心角。 叶间工作V 先略有增大，然后略有缩小，会产生困油现象，但不太严重。通过在排出口边缘开三角形卸荷槽的方法即可解决。定子、转子和轴承受径向力作用，属非卸荷式叶片泵。工作P不宜太高，Q的均匀性也比双作用差。移动定子可改变偏心的方向及大小，可做成n恒定而Q可变的双向或单向的无级变量泵。其中用得较多的是限压式变量叶片泵。（三）内反馈限压式变量叶片泵作用力Fx配油盘中线相对于定子中线顺转向偏转了角。排油p对定子的作用力F便在定子中线方向产生分力Fx。当Fx小于补偿器弹簧预紧力时:1）定子与转子的偏心距保持最大值 2）泵的Q随排出p增加而稍有降低，如特性曲线中AB段所示当排压大于PB时， Fx增大使定子向减小e的向移动，泵的Q即随排压增加而迅速降低。当升到Pc时，e减小，Qt=漏泄量，则Q=0，有Pmax。调节螺钉6和3，增大弹簧预紧力，PB, Pc 增大，特性曲线BC段右移。弹簧刚度越小，则BC段越陡， Pc 与PB, 越接近。螺钉3可变泵的最大e，而改变Qmax，AB段就上下平移。内反馈限压式变量泵只能单向变量。（四）叶片泵的结构定子和左、右配油盘装在泵体中，用圆柱销定位，右配油盘背后的槽e通排油腔，转子通过花键带动，传动轴由滚针轴承和球轴承支承。下面介绍双作用叶片泵结构的主要部分：定子过渡曲线必须设计成使叶片在叶槽中移动速度的变化尽可能小，以免产生太大的惯性力，导致叶片与定子的脱离或冲击。为使叶片在吸入区能贴紧定子，双作用叶片泵一般使叶片底部与排出油腔相通，配油盘端面环槽C有小孔与排出腔相通 单作用叶片泵由于叶片在转过吸入区时向外伸出的加速度较小，单靠离心力即足以保证叶片贴紧定子。双作用泵的叶片数Z应取偶数，保证转子径向力平衡。 配油盘： 1.吸入口流速不能太高，否则，流动阻力太大，在吸油时就可能产生气穴现象。2.右盘通排油腔。左盘的对应位置上也开有不通的排口(盲孔)，(c)，使叶片两侧受力平衡。3.盘上密封区的圆心角必须 = 两叶片之间的圆心角2p/Z， (d)，否则会使吸、排口沟通4.而定子圆弧段的圆心角应大于或等于，以免产生困油现象。5.盘上三角节流槽，使相邻叶片间的工作空间在从密封区转入排出区时，能逐渐地与排出口相沟通，以免P骤增，造成液击和噪声，并引起瞬时流量的脉动三Ram-type pump柱塞泵：容积效率高，泄漏小，可在高压下工作，大多用於大功率液压系统；但结构复杂，材料和加工精度要求高，价格贵，对油的清洁度要求高。一般在齿轮泵和叶片泵不能满足要求时才用柱塞泵。还有一些其他形式的液压泵，如螺杆泵等，但应用不如上述3种普遍。液压系统中:柱塞泵分为轴向柱塞泵和径向柱塞泵两种代表性的结构形式；由于径向柱塞泵属于一种新型的技术含量比较高的高效泵，随着国产化的不断加快，径向柱塞泵必然会成为柱塞泵应用领域的重要组成部分；具体详见径向柱塞泵百科1；以下仅以轴向柱塞泵为例进行解释。轴向柱塞泵是利用与传动轴平行的柱塞在柱塞孔内往复运动所产生的容积变化来进行工作的。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，工作压力高等优点，但对液压油的污染较敏感，结构较复杂，造价较高。MCY14-1B：定量柱塞泵SCY14-1B：手动变量柱塞泵YCY14-1B：压力变量柱塞泵BCY14-1B：电液控制柱塞泵PCY14-1B：恒压变量柱塞泵 柱塞泵的泵油机构包括两套精密偶件：柱塞（plunger）+柱塞套(barrel)构成柱塞偶件(plunger and barrel assembly)（图5-11）、出油阀（delivery valve）和出油阀座(delivery valve seat)构成出油阀偶件(delivery valve assembly 柱塞和柱塞套是一对精密偶件，经配对研磨后不能互换，要求有高的精度和光洁度和好的耐磨性，其径向间隙为0.0020.003mm 柱塞头部圆柱面上切有斜槽，并通过径向孔、轴向孔与顶部相通，其目的是改变循环供油量；柱塞套上制有进、回油孔，均与泵上体内低压油腔相通，柱塞套装入泵上体后，应用定位螺钉定位。 柱塞头部斜槽的位置不同，改变供油量的方法也不同。 出油阀和出油阀座也是一对精密偶件，配对研磨后不能互换，其配合间隙为0.01mm 。 出油阀是一个单向阀，在弹簧压力作用下，阀上部圆锥面与阀座严密配合，其作用是在停供时，将高压油管与柱塞上端空腔隔绝，防止高压油管内的油倒流入喷油泵内。 出油阀的下部呈十字断面，既能导向，又能通过柴油。出油阀的锥面下有一个小的圆柱面，称为减压环带，其作用是在供油终了时，使高压油管内的油压迅速下降，避免喷孔处产生滴油现象。当环带落入阀座内时则使上方容积很快增大，压力迅速减小，停喷迅速。 工作时，在喷油泵凸轮轴上的凸轮与柱塞弹簧的作用下，迫使柱塞作上、下往复运动，从而完成泵油任务，泵油过程可分为以下三个阶段。 进油过程 当凸轮的凸起部分转过去后，在弹簧力的作用下，柱塞向下运动，柱塞上部空间（称为泵油室）产生真空度，当柱塞上端面把柱塞套上的进油孔打开后，充满在油泵上体油道内的柴油经油孔进入泵油室，柱塞运动到下止点，进油结束。 供油过程 当凸轮轴转到凸轮的凸起部分顶起滚轮体时，柱塞弹簧被压缩，柱塞向上运动，燃油受压，一部分燃油经油孔流回喷油泵上体油腔。当柱塞顶面遮住套筒上进油孔的上缘时，由于柱塞和套筒的配合间隙很小（0.0015-0.0025mm）使柱塞顶部的泵油室成为一个密封油腔，柱塞继续上升，泵油室内的油压迅速升高，泵油压力出油阀弹簧力+高压油管剩余压力时，推开出油阀，高压柴油经出油阀进入高压油管，通过喷油器喷入燃烧室。 回油过程 柱塞向上供油，当上行到柱塞上的斜槽（停供边）与套筒上的回油孔相通时，泵油室低压油路便与柱塞头部的中孔和径向孔及斜槽沟通，