液压与气压传动2本PPT学习教案VIP

1、会计学1液压与气压传动液压与气压传动2本本了解液压泵主要性能参数、分类了解液压泵主要性能参数、分类了解常用液压泵的结构及工作原理了解常用液压泵的结构及工作原理掌握泵原理、必要条件、排流量、齿轮泵原理、困油掌握泵原理、必要条件、排流量、齿轮泵原理、困油容积式泵工作原理、必要条件容积式泵工作原理、必要条件齿轮泵工作原理、排流量计算齿轮泵工作原理、排流量计算容积式泵的共同弊病、容积式泵的共同弊病、 困油现象的实质困油现象的实质 第1页/共72页能源装置有两大类：液压能源装置和气源装置。能源装置有两大类：液压能源装置和气源装置。：向液压系统输送具有一定压力和：向液压系统输送具有一定压力和流量的清洁的工

2、作介质；流量的清洁的工作介质；向气动系统输送一定压力和流量洁净向气动系统输送一定压力和流量洁净的压缩空气。的压缩空气。 液压能源装置可以是和主机分离的单独的液压泵液压能源装置可以是和主机分离的单独的液压泵站，也可以是和主机在一起的液压泵组；站，也可以是和主机在一起的液压泵组； 气源装置一般都是单独的。气源装置一般都是单独的。第2页/共72页则则、（后冷（后冷却器、油水分离器、储气罐、干燥器及输送管道）、却器、油水分离器、储气罐、干燥器及输送管道）、（分水过滤器、油雾器及减压阀）（分水过滤器、油雾器及减压阀），还有一些还有一些，如自动排水器、消声器、缓冲，如自动排水器、消声器、缓冲器等，这些辅件

3、是向系统输送洁净的压缩空气所必不器等，这些辅件是向系统输送洁净的压缩空气所必不可少的。可少的。 第3页/共72页：。 为液压系统提供具有一定压力和流量的液压液，是液压系统的重要组成部分。为液压系统提供具有一定压力和流量的液压液，是液压系统的重要组成部分。 其性能好坏直接影响液压系统工作的可靠性和稳定性。其性能好坏直接影响液压系统工作的可靠性和稳定性。：是：是实现连续旋转或摆动实现连续旋转或摆动，它把输入油液的压力能转换为输出轴转动的机械能，用来推动负载作功。，它把输入油液的压力能转换为输出轴转动的机械能，用来推动负载作功。第4页/共72页 液压系统中所用的各种液压泵，其液压系统中所用的各种液压

4、泵，其都是都是的。的。旋转时，旋转时，在在和和作用下在缸体作用下在缸体中左右移动。中左右移动。时时，缸体中的，缸体中的容容积增大，产生真空，油液积增大，产生真空，油液通过通过吸入，此时吸入，此时关闭；关闭；时，时，缸体缸体的容积变的容积变小，将吸入的油液通过小，将吸入的油液通过输入液压系统中去，输入液压系统中去，此时，此时，关闭。关闭。 单柱塞式液压泵工作原理单柱塞式液压泵工作原理11凸轮凸轮 22柱塞柱塞 33弹簧弹簧 44密封工作腔密封工作腔 55吸油阀吸油阀 66压油阀压油阀第5页/共72页形成密封工作腔；形成密封工作腔；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

5、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）吸压油腔隔开（配流装置）。吸压油腔隔开（配流装置）。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；具有配流装置；具有配流装置； 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。第6页/共72页u 转矩脉动转矩脉动; ; u 马达的进、回油口互换时，马达将反向转动马达的进、回油口互换时，马达将反向转动; ;u 改变斜盘倾角改变斜盘倾角 的大小，既改变了马达的排量，也使的大小，既改变了马达的排量，也使 输出转矩输出转矩T T 发生变化；发生变化；u 改

6、变斜盘倾角改变斜盘倾角 的方向，就改变了马达的旋转方向。的方向，就改变了马达的旋转方向。 第7页/共72页 下图下图所示为轴向柱塞式液压马达的工作原理。所示为轴向柱塞式液压马达的工作原理。和和固定不动，固定不动，可在可在的孔内移动，斜盘中心线与缸体中心线相交一个倾角的孔内移动，斜盘中心线与缸体中心线相交一个倾角 。高压油经配油盘的窗口进入缸体的柱塞孔时，处在高压腔中的柱塞被顶出，压在斜盘上，斜盘对柱塞的反作用力。高压油经配油盘的窗口进入缸体的柱塞孔时，处在高压腔中的柱塞被顶出，压在斜盘上，斜盘对柱塞的反作用力 可分解为两个分力，轴向分力可分解为两个分力，轴向分力和作用在柱塞上的液压力平衡，垂直

7、分力和作用在柱塞上的液压力平衡，垂直分力使缸体产生转矩，带动使缸体产生转矩，带动转动。转动。图图3-26 3-26 轴向柱塞式液压轴向柱塞式液压马达的工作原理马达的工作原理11斜盘斜盘 22缸体缸体 33柱柱塞塞 44配油盘配油盘 55马达轴马达轴设第设第 个柱塞和缸体的垂直中心线夹角为个柱塞和缸体的垂直中心线夹角为 ，则在柱塞上产生，则在柱塞上产生的转矩为的转矩为式中式中 R R柱塞在缸体中的分布圆半径。柱塞在缸体中的分布圆半径。 sintansinRFRFrFTxyyi液压马达产生的转矩应是处于高压腔柱塞产生转矩的总和，即液压马达产生的转矩应是处于高压腔柱塞产生转矩的总和，即 随着角随着角

8、的变化，每个柱塞产生的转矩也发生变化，故液压马达产生的总转矩也是脉动的，它的脉动情况和讨论液压泵流量脉动时的情况相似。的变化，每个柱塞产生的转矩也发生变化，故液压马达产生的总转矩也是脉动的，它的脉动情况和讨论液压泵流量脉动时的情况相似。(p122) sintanRFTx第8页/共72页 p指指，。pn n指液压泵在连续使用中允许达到的最高压力。指液压泵在连续使用中允许达到的最高压力。是指在没有泄漏情况下，泵轴转过一转时所能排出的油是指在没有泄漏情况下，泵轴转过一转时所能排出的油液体积。液体积。p pmaxmax 指短时间内超载运转时允许的极限压力。指短时间内超载运转时允许的极限压力。p 指液压

9、泵进口处的压力。指液压泵进口处的压力。第9页/共72页：在额定转速和额定压力下输出的流量。：在额定转速和额定压力下输出的流量。：在没有泄漏情况下，单位时间内所输出的油液在没有泄漏情况下，单位时间内所输出的油液体积。体积。 常用单位为常用单位为mm3 3/s/s和和L/minL/min。：单位时间内实际输出的油液体积。：单位时间内实际输出的油液体积。液压泵的流量液压泵的流量可分为可分为、和和。第10页/共72页如果不考虑液压泵在能量转换过程中的损失，则如果不考虑液压泵在能量转换过程中的损失，则，即是它们的，即是它们的Pt=pVn=Tt=2nTt 1）为驱动液压泵轴的机械功率。为驱动液压泵轴的机械

10、功率。2）为液压泵输出的液压功率。为液压泵输出的液压功率。式中式中 Tt液压泵的理论转矩；液压泵的理论转矩； 泵的角速度；泵的角速度； n泵的转速。泵的转速。第11页/共72页 因因、和和在高压下受压缩而造成的流量上的损失。在高压下受压缩而造成的流量上的损失。由于液压泵内工作构件之间存在间隙所造成的内泄漏是主要原因，因而泵的压力增高，输出的实际流量就减小。由于液压泵内工作构件之间存在间隙所造成的内泄漏是主要原因，因而泵的压力增高，输出的实际流量就减小。功率损失可分为功率损失可分为和和。实际上，液压泵在能量转换过程中是有损失的，因此输出功实际上，液压泵在能量转换过程中是有损失的，因此输出功率总是

11、比输入功率小，即率总是比输入功率小，即。第12页/共72页用用来表征容积损失的大小：来表征容积损失的大小：ttttvqqqqqqq 1 式中式中某一工某一工作压力下液压泵的作压力下液压泵的流量损失，即泄漏流量损失，即泄漏量。量。如果将泄漏油液的流态看作为层流，则如果将泄漏油液的流态看作为层流，则与泵的与泵的，即，即，k1为泄漏系数。有：为泄漏系数。有：Vnpkqpk1111 tv 由式由式（2-42-4）中可看出：中可看出：泵的输出压力泵的输出压力，泄漏系数，泄漏系数，泵的排量，泵的排量，转速，转速，容积效率容积效率v就就。第13页/共72页 因泵内摩擦而造成的转矩上的损失。因泵内摩擦而造成的

12、转矩上的损失。设转矩损失为设转矩损失为T，实际，实际为为T=Tt+T，：TTTTT tttm 对液压泵而言，对液压泵而言，。pVnpqnT tt 2t2pVT TpVm2 第14页/共72页 液压泵的输出功率与输入功率之比液压泵的输出功率与输入功率之比式（式（2-52-5）表明：）表明： mvtttio TqqTTpVnpqTTpqPP第15页/共72页 qqtv Vnq tv Vqn pVnnT t2t2pVT tmTT 第16页/共72页 实际转矩实际转矩T：总效率：总效率：vmvVio 222pVTVnpnTpqnTPPm 2pVT 第17页/共72页 液压泵的性能曲线是在一定的液压泵的

13、性能曲线是在一定的、和和下，通过试验得下，通过试验得出的。出的。其其（或实际流量）、（或实际流量）、。液压泵的性能曲线液压泵的性能曲线 由图示性能曲线可以看出：容积效率由图示性能曲线可以看出：容积效率v（或实际流量（或实际流量q）随压力）随压力增高而减小，压力增高而减小，压力p为零时，泄漏流量为零时，泄漏流量q为零，容积效率为零，容积效率v=100%，实际流量，实际流量q等于理论流量等于理论流量qt。总效率。总效率随工作压力增随工作压力增高而增大，且有一个最高值。高而增大，且有一个最高值。 第18页/共72页对于某些工作转速可在一对于某些工作转速可在一定范围内变化的液压泵或定范围内变化的液压泵

14、或排量可变的液压泵，为了排量可变的液压泵，为了显示在整个允许工作的转显示在整个允许工作的转速范围内的全性能特性，速范围内的全性能特性，常用常用表表示，如示，如所示。所示。图中除表示工作压力图中除表示工作压力p、流量流量q、转速、转速n的关系外，的关系外，还表示了等效率曲线还表示了等效率曲线i、等功率曲线等功率曲线Pii等。等。 第19页/共72页 液压泵种类繁多。液压泵种类繁多。按泵的排量可否调节按泵的排量可否调节，可分为，可分为和和。其中其中有有、等。等。按结构形式按结构形式，可分为，可分为、和和等。等。每类中还有多种型式，例如每类中还有多种型式，例如u柱塞泵有柱塞泵有和和之分；之分；u叶片

15、泵有叶片泵有、和和之分；之分；u齿轮泵有齿轮泵有和和之分；之分；u螺杆泵有螺杆泵有和和之分；等等。之分；等等。按使用压力：按使用压力： 低压低压 中压中压 中高压中高压 高压高压第20页/共72页 液压马达和液压泵结构基本相同。液压马达和液压泵结构基本相同。按按，可分为齿轮式、叶片式、柱塞式和其它形式。，可分为齿轮式、叶片式、柱塞式和其它形式。按按：高速：高速( (额定转速高于额定转速高于500r500rmin)min)和低速和低速 ( (额定额定转速低于转速低于500r500rmin) min) 按按：定量马达和变量马达。：定量马达和变量马达。第21页/共72页齿轮液压泵是一种常用的液压泵，

16、在结构上可分为齿轮液压泵是一种常用的液压泵，在结构上可分为和和。内啮合内啮合外啮合外啮合第22页/共72页 1. 工作原理工作原理结构组成：结构组成：外啮合齿轮泵外啮合齿轮泵 由壳体、一对由壳体、一对齿数、模数、齿数、模数、齿形完全相同的渐开线外啮齿形完全相同的渐开线外啮合合齿轮和两个端盖等主要零齿轮和两个端盖等主要零件组成。件组成。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。当齿轮按图示方向旋转时，当齿轮按图示方向旋转时，右侧吸油腔的轮齿右侧吸油腔的轮齿，密封工作腔的容积，密封工作腔的容积，形成部分真空。因此，形成部分真空。因此，油箱中的油

17、液在大气压作用油箱中的油液在大气压作用下，经吸油管进入吸油腔，下，经吸油管进入吸油腔，将齿间槽充满，并随着齿轮将齿间槽充满，并随着齿轮旋转，把油液带到左侧压油旋转，把油液带到左侧压油腔去。因左侧压油腔的轮齿腔去。因左侧压油腔的轮齿逐渐进入啮合，密封工作腔逐渐进入啮合，密封工作腔容积容积，齿间槽中的，齿间槽中的油液被挤出，通过泵的出口油液被挤出，通过泵的出口输出。输出。第23页/共72页密封容积变化密封容积变化齿轮退出啮合齿轮退出啮合, ,容积容积吸油吸油齿轮进入啮合齿轮进入啮合, ,容积容积压油压油外啮合外啮合工作原理工作原理吸压油口隔开吸压油口隔开两相互啮合的轮齿以及两个端盖两相互啮合的轮齿

18、以及两个端盖齿轮泵齿轮泵，齿，齿轮的轮的。（结构。（结构见课件见课件2 2的图的图2-62-6）第24页/共72页AAA-AM5:1I156图2-6 CB-F型齿轮泵的结构第25页/共72页2. 排量计算排量计算外啮合齿轮泵排量的精确计算可按齿轮啮合原理来进行。外啮合齿轮泵排量的精确计算可按齿轮啮合原理来进行。近似计算时，可假设：近似计算时，可假设：则：当齿轮模数为则：当齿轮模数为m、齿数为、齿数为z、分度圆直径为、分度圆直径为D、工作齿高、工作齿高为为hw（hw=2m）、齿宽为）、齿宽为b时，时，为为bzmbDhV22w 设：设：第26页/共72页School of Mechanical E

19、ngineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院2. 排量计算排量计算实际上实际上 因为因为 齿槽容积齿槽容积轮齿体积轮齿体积 所以所以 通常取通常取 V=6.66zm2bu流量计算流量计算 理论流量：理论流量： qt=Vn=6.66zm2bn 实际流量：实际流量： q=qtv=6.66zm2bnv 齿轮泵的齿轮泵的qt是是和和 因为转速等于常数，流量等于常数因为转速等于常数，流量等于常数 所以定量泵。所以定量泵。 理论流量与出口压力无关。理论流量与出口压力无关。第27页/共72页3. 流量脉动流量脉动因为齿轮啮合过程中，啮合点位置瞬间变化，工作腔容积变因为齿轮啮合过程中，啮合点位

20、置瞬间变化，工作腔容积变化率不是常数化率不是常数所以齿轮泵的瞬时流量是脉动的所以齿轮泵的瞬时流量是脉动的 一般，运用一般，运用来评价瞬时流量的脉动。来评价瞬时流量的脉动。 设设qmax、qmin表示最大瞬时流量和最小瞬时流量，表示最大瞬时流量和最小瞬时流量，q表示平均表示平均流量，则流量脉动率可以用下式表示流量，则流量脉动率可以用下式表示qqqminmax 外啮合齿轮泵齿数越少，脉动率就越外啮合齿轮泵齿数越少，脉动率就越大，其值最高可达大，其值最高可达0.20以上；以上；。 第28页/共72页4. 几个突出问题几个突出问题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

21、平衡u泄漏泄漏第29页/共72页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第30页/共72页l 困油现象困油现象为了使齿轮泵能连续平稳地供油，必须使齿轮啮合的重叠系为了使齿轮泵能连续平稳地供油，必须使齿轮啮合的重叠系数数大于大于1。这样，齿轮在啮合过程中，前一对轮齿尚未脱离。这样，齿轮在啮合过程中，前一对轮齿尚未脱离啮合，后一对轮齿已进入啮合。啮合，后一对轮齿已进入啮合。因为因为两对轮齿同时啮合两对轮齿同时啮合 所以所以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

22、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。 第31页/共72页东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院l 困油现象产生原困油现象产生原因因b c 容积逐渐增大容积逐渐增大 第32页/共72页l 困油引起的后果困油引起的后果 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

23、，泵剧烈振动，同时无功损耗增大，油液发热。 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。由于困油现象，使泵工作性能不稳定，产生振动、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。噪声等，直接影响泵的工作寿命。第33页/共72页l 消除困油的办法消除困油的办法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

24、，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。困油现象在其他液压泵中同样存在，是个共困油现象在其他液压泵中同样存在，是个共性问题。在设计与制造液压泵时应竭力避免性问题。在设计与制造液压泵时应竭力避免。 第34页/共72页u径向作用力不平衡径向作用力不平衡液压力。液压力。齿轮泵中，从压油腔经过泵体内孔和齿顶圆间的径向间隙向吸油腔泄漏的油液，其压力随径向位置而不同。经过分析发现，从压油腔到吸油腔的压力是逐级下降的。其合力相当于给齿轮轴一个径向作用力，此力称为齿轮泵中，从压油腔经过泵体内孔和齿顶圆间的径

25、向间隙向吸油腔泄漏的油液，其压力随径向位置而不同。经过分析发现，从压油腔到吸油腔的压力是逐级下降的。其合力相当于给齿轮轴一个径向作用力，此力称为。工作压力越高，径向不平衡力也越大，直接影响轴承的寿命。工作压力越高，径向不平衡力也越大，直接影响轴承的寿命。径向不平衡力很大时能使轴弯曲、齿顶和壳体内表面产生摩擦。径向不平衡力很大时能使轴弯曲、齿顶和壳体内表面产生摩擦。 齿轮泵的径向不平衡力齿轮泵的径向不平衡力 第35页/共72页u径向作用力不平衡径向作用力不平衡u缩小压油口，以减小压力缩小压油口，以减小压力油作用面积油作用面积u增大泵体内表面和齿顶间增大泵体内表面和齿顶间隙隙u开压力平衡槽，会使容

26、积开压力平衡槽，会使容积效率减小效率减小齿轮泵的压力平衡槽齿轮泵的压力平衡槽1 1、22压力平衡槽压力平衡槽 第36页/共72页u泄漏泄漏第37页/共72页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 将压力油引入轴套背将压力油引入轴套背面，使之紧贴齿轮端面，使之紧贴齿轮端面，补偿磨损，减小面，补偿磨损，减小间隙。间隙。 带浮动轴套的齿轮泵带浮动轴套的齿轮泵第38页/共72页 将泵出口将泵出口压力油引压力油引至侧板背至侧板背面，靠侧面，靠侧板自身的板自身的变形来补变形来补偿端面间偿端面间隙。隙。带浮动侧板的齿轮泵带浮动侧板的齿轮泵第39页/共72页5. 5. 提高外啮合齿轮

27、泵压力的措施提高外啮合齿轮泵压力的措施 在用浮动轴套产生轴向补偿的同时，由于齿顶处高压油的作用，可使轴套与齿轮副一起在泵体内浮动，从而自动地将齿顶圆压紧在泵体的吸油腔侧内壁上，不仅结构简单，且能使轴承的受力有所减轻。在用浮动轴套产生轴向补偿的同时，由于齿顶处高压油的作用，可使轴套与齿轮副一起在泵体内浮动，从而自动地将齿顶圆压紧在泵体的吸油腔侧内壁上，不仅结构简单，且能使轴承的受力有所减轻。 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第40页/共72页6. 6. 外啮合齿轮泵的优点外啮合齿轮泵的优点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

28、齿轮泵的缺点第41页/共72页 内啮合齿轮泵有内啮合齿轮泵有（又名转子泵）（又名转子泵）两种。两种。 第42页/共72页、和和等等图图2-10 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：当小齿轮按逆时针方向绕中心当小齿轮按逆时针方向绕中心O O1 1旋转时，驱动内齿轮绕旋转时，驱动内齿轮绕O O2 2同向旋转。月牙形隔板把同向旋转。月牙形隔板把和和隔开。隔开。，轮齿脱离啮合，形成局部真空，油液从吸油窗口吸入，进入齿槽，并被带到压油腔。，轮齿脱离啮合，形成局部真空，油液从吸油窗口吸入，进入齿槽，并被带到压油腔。轮齿进入啮合，工作腔容积逐渐变小，将油液经压油窗口压出。轮齿进入啮合，工作

29、腔容积逐渐变小，将油液经压油窗口压出。 工作原理工作原理：第43页/共72页由由和和（均为摆线齿轮）组成。（均为摆线齿轮）组成。且有一偏心距，且有一偏心距，。 结构组成结构组成：当小齿轮绕中心当小齿轮绕中心O O1 1旋转时，内齿轮被驱动，并绕旋转时，内齿轮被驱动，并绕O O2 2同向旋转。同向旋转。，轮齿脱离啮合，形成局部真空，进行吸油。，轮齿脱离啮合，形成局部真空，进行吸油。，轮齿进入啮合，进行压油。，轮齿进入啮合，进行压油。 工作原理工作原理：图图2-10 摆线齿形内啮合齿轮摆线齿形内啮合齿轮泵泵第44页/共72页u 结构紧凑，尺寸小，质量轻；结构紧凑，尺寸小，质量轻；u 因齿轮同向旋转

30、，相对滑动速度小，磨损小，使用寿命长因齿轮同向旋转，相对滑动速度小，磨损小，使用寿命长；u 流量脉动小，因而压力脉动和噪声都较小；流量脉动小，因而压力脉动和噪声都较小；u 油液在离心力作用下易充满齿间槽，故允许高速旋转，油液在离心力作用下易充满齿间槽，故允许高速旋转，容积效率高。容积效率高。 摆线内啮合齿轮泵结构更简单，啮合重叠系数大，传动摆线内啮合齿轮泵结构更简单，啮合重叠系数大，传动平稳，吸油条件更为良好。平稳，吸油条件更为良好。 齿形复杂，加工精度要求高，因此造价较贵。齿形复杂，加工精度要求高，因此造价较贵。 第45页/共72页 具有良好的轴向和径向补偿措施的中、小排量的齿轮泵的最高具有

31、良好的轴向和径向补偿措施的中、小排量的齿轮泵的最高工作压力目前均超过了工作压力目前均超过了25MPa25MPa，最高达，最高达32MPa32MPa以上。大排量齿轮泵的许用以上。大排量齿轮泵的许用压力亦可达压力亦可达1620MPa1620MPa； 液压工程用的齿轮泵的排量范围很宽从液压工程用的齿轮泵的排量范围很宽从0.05800mL/r0.05800mL/r，但常，但常用者为用者为2.5250mL/r2.5250mL/r。 微型齿轮泵的最高转速可达微型齿轮泵的最高转速可达20000r/min20000r/min以上，常用者为以上，常用者为10003000r/min10003000r/min。必须

32、指出，齿轮泵的工作转速亦有下限，一般为。必须指出，齿轮泵的工作转速亦有下限，一般为300500r/min300500r/min。 低压齿轮泵的寿命为低压齿轮泵的寿命为30005000h30005000h，高压外齿轮泵额定压力下，高压外齿轮泵额定压力下的寿命一般却只有几百小时，高压内齿轮泵的寿命可达的寿命一般却只有几百小时，高压内齿轮泵的寿命可达20003000h20003000h。第46页/共72页叶片液压泵的特点叶片液压泵的特点，主要分，主要分（）和和（）两大类。两大类。叶片液压泵的种类叶片液压泵的种类第47页/共72页双作用叶片泵的作用原理和单作用叶片泵相似，双作用叶片泵的作用原理和单作用

33、叶片泵相似，只在于定子内表面由只在于定子内表面由、和和组成。且组成。且。u当转子当转子时，密封工作腔容积在时，密封工作腔容积在和和处处，为，为；u在在和和，为，为。在吸油区和压油区之间有一段封油区将它们隔开。在吸油区和压油区之间有一段封油区将它们隔开。工作原理（结构见课件工作原理（结构见课件2图图2-10） 双作用叶片泵的工作原双作用叶片泵的工作原理理泵的转子每转一转，完成泵的转子每转一转，完成，所以称，所以称。由于泵的吸油区和压油区对称布由于泵的吸油区和压油区对称布置，因此，转子所受径向力是平置，因此，转子所受径向力是平衡的，所以，又称衡的，所以，又称。 第48页/共72页123456789

34、1、8轴承 2配油盘 3轴 4转子 5定子 6壳体 7配油盘 8、9叶片图2-10 定量叶片泵结构图第49页/共72页双作用叶片泵的排量双作用叶片泵的排量由图由图2-15所示，所示，为为封油区内的油液封油区内的油液体积，体积，为为封油区内的油液体积，封油区内的油液体积，泵泵，考虑到叶，考虑到叶片厚度片厚度 对吸油和压油时油液体积的影响。对吸油和压油时油液体积的影响。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。 双作用叶片泵双作用叶片泵排量计算排量计算22122()2()cosRrVVV

35、zbRrsz第50页/共72页 qt =Vn= f(几何参数，几何参数， n) n = c qt= C 双作用叶片泵为定量泵双作用叶片泵为定量泵 第51页/共72页当转子按逆时针方向转动时，当转子按逆时针方向转动时，密封工作腔，密封工作腔，形成局部，形成局部真空，于是通过吸油口和配油盘上的吸油窗口真空，于是通过吸油口和配油盘上的吸油窗口；，密封，密封工作腔工作腔，工作腔内的油液经配油，工作腔内的油液经配油盘压油窗口和泵的压油口盘压油窗口和泵的压油口。工作原理工作原理：由由、和和等主等主要零件组成。定子的内表面是圆柱形孔，定子要零件组成。定子的内表面是圆柱形孔，定子和转子中心不重合，相距一偏心距

36、和转子中心不重合，相距一偏心距e e。叶片可。叶片可以在转子槽内灵活滑动（当转子转动时，叶片以在转子槽内灵活滑动（当转子转动时，叶片由离心力或液压力作用使其顶部和定子内表面由离心力或液压力作用使其顶部和定子内表面产生可靠接触）。配油盘上各有一个腰形的产生可靠接触）。配油盘上各有一个腰形的和和。由。由、和和组成组成。结构组成结构组成： 单作用叶片泵工作原单作用叶片泵工作原理理 11转子转子 22定子定子 33叶片叶片泵的转子每旋转一周，叶片在槽中泵的转子每旋转一周，叶片在槽中往复滑动一次，密封工作腔容积增往复滑动一次，密封工作腔容积增大和缩小各一次，完成一次吸油和大和缩小各一次，完成一次吸油和压

37、油，故称压油，故称。：配油盘上封油区和叶片：配油盘上封油区和叶片第52页/共72页单作用叶片泵的排量单作用叶片泵的排量 转子转一转，每个工作腔容积变化为转子转一转，每个工作腔容积变化为 V=V1-V2 叶片泵每转输出的油液体积为叶片泵每转输出的油液体积为Vz，z为叶片数。为叶片数。2Vbe D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。 单作用叶片泵单作用叶片泵排量计算排量计算第53页/共72页单作用叶片泵的流量单作用叶片泵的流量 qt = Vn = 2bDen q = qtv = 2bDenv qt = f(几何参数、

38、几何参数、 n、e) n = c e变化变化 q C 变量泵变量泵 e = 0 q = 0e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单作用叶片泵可做片泵可做双向变量双向变量泵！泵！第54页/共72页单作用叶片泵性能特点单作用叶片泵性能特点第55页/共72页是一种是一种。当工作压力大到泵所产生的流量全部用于补偿。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，泄漏时，泵的输出流量为零，不管外负载再怎样加大，泵的输出压力不会再升高，所以这种泵被称泵的输出压力不会再升高，所以这种泵被称。的的的的( (和和

39、) ) ，故其可分为，故其可分为和和两种。其中，外反馈限压式变量叶片泵能根据外负载（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。泵的工作压力）的大小自动调节泵的排量。第56页/共72页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中心固定不动，中心固定不动，可左右移动。定子左侧有一可左右移动。定子左侧有一，右侧是一，右侧是一，它的油腔与泵的压油腔相通。，它的油腔与泵的压油腔相通。 外反馈限压式变量叶片泵外反馈限压式变量叶片泵11转子转子 22弹簧弹簧 33定子定子 44滑块滚滑块滚针支承针支承 55反馈柱塞反馈柱塞

40、 66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，反馈柱塞面积为，反馈柱塞面积为Ax，若忽略泵在，若忽略泵在4处的摩擦力处的摩擦力Ff，则泵的定子受弹簧力，则泵的定子受弹簧力Fs=ksx0和反馈柱塞压力的作用。和反馈柱塞压力的作用。当泵的转子按当泵的转子按时，转子时，转子，。把定子向上压在滑块滚针支承上。把定子向上压在滑块滚针支承上。第57页/共72页当反馈柱塞的液压力当反馈柱塞的液压力F（等于（等于pAx）弹簧力弹簧力Fs时，定时，定子处于子处于，即，即e=emax，泵的，泵的。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

41、子向左推移馈柱塞把定子向左推移x距离，距离，到到e=emax-x，。泵的泵的，定子与转子间的，定子与转子间的，泵的，泵的。即即。 第58页/共72页摆动液压马达是一种摆动液压马达是一种。它有单叶片式和双叶片。它有单叶片式和双叶片式两种结构。式两种结构。 摆动液压马达摆动液压马达a a） b b）11叶片叶片 22分隔片分隔片 33缸筒缸筒右图右图a a所示为所示为，压力油从进油口进入，压力油从进油口进入，推动，推动和轴一起作逆和轴一起作逆时针方向转动，回油从缸筒的时针方向转动，回油从缸筒的回油口排出。其回油口排出。其，用以隔开高低用以隔开高低压腔。压腔。当当时，时，。 图图b所示为所示为。它有

42、。它有，其，其。在相同的条件下，其。在相同的条件下，其T T双双 = 2= 2T T单单 ，双双=1/2单单 。第59页/共72页柱塞液压泵是柱塞液压泵是。（。（p80）由于柱塞和缸体内孔都是圆柱表面，容易得到高由于柱塞和缸体内孔都是圆柱表面，容易得到高精度的配合，密封性能好，在高压下工作仍能保持较高精度的配合，密封性能好，在高压下工作仍能保持较高的容积效率和总效率。的容积效率和总效率。根据柱塞的布置和运动方向与传动主轴相对位置根据柱塞的布置和运动方向与传动主轴相对位置的不同，柱塞液压泵可分为的不同，柱塞液压泵可分为和和两两类。类。 第60页/共72页直轴式轴向柱塞泵又名直轴式轴向柱塞泵又名。

43、此液压泵的此液压泵的。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，每个柱塞往复运动一次，复运动一次，完成一次吸油完成一次吸油和压油动作和压油动作。 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11斜盘斜盘 22柱塞柱塞 33缸体缸体 44配油盘配油盘 5传动轴传动轴d第61页/共72页大小变化，流量大小变大小变化，流量大小变化化方向变化，输油方向变方向变化，输油方向变化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 斜盘式轴向柱塞泵可作斜盘式轴向柱塞泵可作第62页/共72页2. 排量排量由图由图2-20可看出，直轴式轴向柱塞泵的排量可按下式计算可看出，直轴式轴向柱

44、塞泵的排量可按下式计算 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。2tan4Vd Dz第63页/共72页4. 变量机构变量机构由式（由式（2-15）可以看出，改变斜盘倾角）可以看出，改变斜盘倾角，就可改变轴向柱塞泵，就可改变轴向柱塞泵的排量，从而达到改变泵的输出流量。的排量，从而达到改变泵的输出流量。 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。 有手动控制、液压伺服控制和手动伺服控制等有手动控制、液压伺服控制和手动伺服控制等。有恒压控制、恒流量控制和恒功率控制等多种有恒压控制、恒流量控制和恒

45、功率控制等多种。 3. 典型结构（见课件典型结构（见课件2图图3-22）第64页/共72页东南大学机械工程学院东南大学机械工程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。其由其由带动带动旋转，使旋转，使上下移动并通过上下移动并通过使使绕其回转中心绕其回转中心O O摆动，从而改变摆动，从而改变的大小，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。 手动变量机构原理手动变量机构原理图图11手轮手轮 22螺杆螺杆33螺母螺母 44变量活塞变量活塞55销轴销轴 66斜盘斜盘第65页/共72页这种轴向柱塞泵的传动轴中心线与缸体中心线倾斜一个角度这种轴向柱塞泵的传动轴中心线与缸体中心线倾斜一个角度，故称，故称，目前应用比较广泛的是无铰斜轴式柱塞泵。，目前应用比较广泛的是无铰斜轴式柱塞泵。1.工作原理工作原理 无铰斜轴式柱塞泵工作原理无铰斜轴式柱塞泵工作原理 11主轴主轴 22连杆连杆 33柱塞柱塞 44缸体缸体 55配流盘配流盘 右图所示为该泵的工作原理。右图所示为该泵的工作原理。 当当转动时，通过转动时，通过的侧面和的侧面和的内壁接触带动缸体的内壁接触带动缸体4转动。同时，柱塞在缸体的柱