太原理工大学机械液压传动课件03液压泵概述A

1、液压泵液压泵1.液压泵概述液压泵概述2.齿轮泵齿轮泵3.叶片泵叶片泵4.柱塞泵柱塞泵n液压泵是液压系统的动力元件，将原动机输入液压泵是液压系统的动力元件，将原动机输入的机械能转换为压力能输出，为执行元件提供的机械能转换为压力能输出，为执行元件提供压力油。压力油。n液压泵的性能好坏直接影响到液压系统的工作液压泵的性能好坏直接影响到液压系统的工作性能和可靠性。性能和可靠性。n液压泵的基本工作原理液压泵的基本工作原理n液压泵的主要性能参数液压泵的主要性能参数n液压泵的分类和选用液压泵的分类和选用n液压泵的图形符号液压泵的图形符号1.液压泵概述液压泵概述液压泵基本工作原理液压泵基本工作原理液压泵正常工

2、作的三个基本条件液压泵正常工作的三个基本条件n必须具有一个由运动件和非运动件所构必须具有一个由运动件和非运动件所构成的成的密闭的可变化的工作容积密闭的可变化的工作容积；n必须有必须有配流机构配流机构，使可变化的密闭容积，使可变化的密闭容积按照一定的规律与吸排液管路连通；按照一定的规律与吸排液管路连通；n油箱液面必须保持大于等于油箱液面必须保持大于等于(不小于不小于)一一个大气压个大气压。液压泵的主要性能参数液压泵的主要性能参数n液压泵的压力液压泵的压力n工作压力工作压力 p ：泵工作时的出口压力，大小取决于负载。：泵工作时的出口压力，大小取决于负载。n额定压力额定压力 ps ：正常工作条件下按

3、实验标准连续运转的最：正常工作条件下按实验标准连续运转的最高压力。高压力。n最高压力最高压力P max:液压泵短时间工作的最高压力值。液压泵短时间工作的最高压力值。n液压泵的排量、流量和容积效率液压泵的排量、流量和容积效率n排量排量V：液压泵每转一转理论上应排除的油液体积，又称：液压泵每转一转理论上应排除的油液体积，又称为理论排量或几何排量。常用单位为理论排量或几何排量。常用单位为为cm3/r。排量的大小。排量的大小仅与泵的几何尺寸有关。仅与泵的几何尺寸有关。n理论流量理论流量 q t：泵在单位时间内理论上排出的油液体：泵在单位时间内理论上排出的油液体积，积，q t= n v ，单位为，单位为

4、 m3/s 或或 L/min 。n实际流量实际流量 q ：泵在单位时间内实际排出的油液体积。：泵在单位时间内实际排出的油液体积。在泵的出口压力在泵的出口压力 0 时，因存在泄漏流量时，因存在泄漏流量q，因此，因此q = q t- q 。n瞬时理论流量瞬时理论流量 qsh ：任一瞬时理论输出的流量，一：任一瞬时理论输出的流量，一般泵的瞬时理论流量是脉动的，即般泵的瞬时理论流量是脉动的，即qshq t。n额定流量额定流量 q s ：泵在额定压力，额定转速下允许连：泵在额定压力，额定转速下允许连续运转的流量。续运转的流量。n容积效率容积效率v：v= q /q t =（q t - q）/ q t =1

5、-q /q t n泵的功率和效率泵的功率和效率n输入功率输入功率 P r： 驱动泵轴的机械功率为泵的输入功率，驱动泵轴的机械功率为泵的输入功率， P r= Tn输出功率输出功率 P：泵输出液压功率，：泵输出液压功率， P = p qn总效率总效率p ：p = P / P r= p q / T=vm 式中式中m为机械效率。为机械效率。n泵的转速泵的转速：n额定转速额定转速 n s：额定压力下能连续长时间正常运转的最高额定压力下能连续长时间正常运转的最高转速。转速。n最高转速最高转速 n max：额定压力下允许短时间运行的最高转速。额定压力下允许短时间运行的最高转速。n最低转速最低转速n min：

6、正常运转允许的最低转速。正常运转允许的最低转速。n转速范围：最低转速和最高转速之间的转速。转速范围：最低转速和最高转速之间的转速。液压泵的分类和选用液压泵的分类和选用n按运动部件的形状和运动方式分为齿轮泵，叶片泵，按运动部件的形状和运动方式分为齿轮泵，叶片泵，柱塞泵，螺杆泵。柱塞泵，螺杆泵。n齿轮泵又分外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵齿轮泵又分外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵n叶片泵又分双作用叶片泵，单作用叶片泵和凸轮转子泵叶片泵又分双作用叶片泵，单作用叶片泵和凸轮转子泵n柱塞泵又分径向柱塞泵和轴向柱塞泵柱塞泵又分径向柱塞泵和轴向柱塞泵n按排量能否变量分定量泵和变量泵。按排量能否变量分定量泵和变量泵。n单

7、作用叶片泵，径向柱塞泵和轴向柱塞泵可以作变量泵单作用叶片泵，径向柱塞泵和轴向柱塞泵可以作变量泵n选用原则：选用原则：n是否要求变量是否要求变量 要求变量选用变量泵。要求变量选用变量泵。n工作压力工作压力 柱塞泵的额定压力最高。柱塞泵的额定压力最高。 n工作环境工作环境 齿轮泵的抗污能力最好。齿轮泵的抗污能力最好。n噪声指标噪声指标 双作用叶片泵和螺杆泵属低噪声泵。双作用叶片泵和螺杆泵属低噪声泵。n效率效率 轴向柱塞泵的总效率最高。轴向柱塞泵的总效率最高。液压泵的职能符号液压泵的职能符号2.齿轮泵齿轮泵n 齿轮泵是利用齿轮啮合齿轮泵是利用齿轮啮合原理工作的，根据啮合形原理工作的，根据啮合形式不同

8、分为外啮合齿轮泵式不同分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵。和内啮合齿轮泵。外啮合齿轮泵外啮合齿轮泵n结构组成结构组成n一对几何参数完全相同的齿一对几何参数完全相同的齿轮，齿宽为轮，齿宽为B，齿数为，齿数为zn泵体泵体n前后盖板前后盖板n长短轴长短轴工作原理工作原理 两啮合的轮齿将泵体、前两啮合的轮齿将泵体、前后盖板和齿轮包围的密闭后盖板和齿轮包围的密闭容积分成两部分，轮齿进容积分成两部分，轮齿进入啮合的一侧密闭容积减入啮合的一侧密闭容积减小，经压油口排油，退出小，经压油口排油，退出啮合的一侧密闭容积增大，啮合的一侧密闭容积增大，经吸油口吸油。经吸油口吸油。外啮合齿轮泵的结构特点外啮合齿轮泵的结构特

9、点泄漏与间隙补偿措施齿轮泵存在端面泄漏、径向泄齿轮泵存在端面泄漏、径向泄漏和轮齿啮合处泄漏。漏和轮齿啮合处泄漏。端面泄漏占端面泄漏占8085。端面间隙补偿采用静压平衡措端面间隙补偿采用静压平衡措施：在齿轮和盖板之间增加一施：在齿轮和盖板之间增加一个补偿零件，如浮动轴套或浮个补偿零件，如浮动轴套或浮动侧板，在浮动零件的背面引动侧板，在浮动零件的背面引入压力油，让作用在背面的液入压力油，让作用在背面的液压力稍大于正面的液压力，其压力稍大于正面的液压力，其差值由一层很薄的油膜承受。差值由一层很薄的油膜承受。 齿谷内的油液由吸油区的低压齿谷内的油液由吸油区的低压逐步增压到压油区的高压。作逐步增压到压油

10、区的高压。作用在齿轮轴上液压径向力和轮用在齿轮轴上液压径向力和轮齿啮合力的合力齿啮合力的合力 F = K p B De K为系数，对主动齿轮为系数，对主动齿轮K=0.75；对从动齿轮对从动齿轮K=0.85。 液压径向力的平衡措施之液压径向力的平衡措施之一：通过在盖板上开设平衡一：通过在盖板上开设平衡槽，使它们分别与低、高压槽，使它们分别与低、高压腔相通，产生一个与液压径腔相通，产生一个与液压径向力平衡的作用。向力平衡的作用。 平衡径向力的措施都是以平衡径向力的措施都是以增加径向泄漏为代价。增加径向泄漏为代价。 困油现象与卸荷措施困油现象与卸荷措施困油现象产生的原因困油现象产生的原因 齿轮重迭系

11、数齿轮重迭系数1，在两对轮，在两对轮齿同时啮合时，它们之间将形成一个与吸、压油腔均齿同时啮合时，它们之间将形成一个与吸、压油腔均不相通的闭死容积，此闭死容积随齿轮转动其大小发不相通的闭死容积，此闭死容积随齿轮转动其大小发生变化，先由大变小，后由小变大。生变化，先由大变小，后由小变大。困油现象的危害困油现象的危害 闭死容积由大变小时油液受闭死容积由大变小时油液受挤压，挤压， 导致压力冲击和油液发热，闭死容积由导致压力冲击和油液发热，闭死容积由小变大时，会引起汽蚀和噪声。小变大时，会引起汽蚀和噪声。n卸荷措施卸荷措施 在前后盖板或浮动轴套上开卸荷槽在前后盖板或浮动轴套上开卸荷槽3.叶片泵叶片泵n叶

12、片泵又分为双作用叶片泵和单作用叶片泵。叶片泵又分为双作用叶片泵和单作用叶片泵。双作用叶片泵只能作定量泵用，单作用叶片双作用叶片泵只能作定量泵用，单作用叶片泵可作变量泵用。泵可作变量泵用。n双作用叶片泵因转子旋转一周，叶片在转子双作用叶片泵因转子旋转一周，叶片在转子叶片槽内滑动两次，完成两次吸油和压油而叶片槽内滑动两次，完成两次吸油和压油而得名。得名。n单作用叶片泵转子每转一周，吸、压油各一单作用叶片泵转子每转一周，吸、压油各一次，故称为单作用。次，故称为单作用。双作用叶片泵双作用叶片泵双作用叶片泵工作原理双作用叶片泵工作原理n工作原理工作原理 由定子内环、转由定子内环、转子外圆和左右配流盘组成

13、的密闭子外圆和左右配流盘组成的密闭工作容积被叶片分割为四部分，工作容积被叶片分割为四部分，传动轴带动转子旋转，叶片在离传动轴带动转子旋转，叶片在离心力作用下紧贴定子内表面，因心力作用下紧贴定子内表面，因定子内环由两段大半径圆弧、两定子内环由两段大半径圆弧、两段小半径圆弧和四段过渡曲线组段小半径圆弧和四段过渡曲线组成，故有两部分密闭容积将减小，成，故有两部分密闭容积将减小，受挤压的油液经配流窗口排出，受挤压的油液经配流窗口排出，两部分密闭容积将增大形成真空，两部分密闭容积将增大形成真空，经配流窗口从油箱吸油。经配流窗口从油箱吸油。双作用叶片泵的结构特点双作用叶片泵的结构特点n径向力平衡。径向力平

14、衡。n为保证叶片自由滑动且始终紧贴定子内表面，叶片槽为保证叶片自由滑动且始终紧贴定子内表面，叶片槽根部全部通压力油。根部全部通压力油。n合理设计过渡曲线形状和叶片数（合理设计过渡曲线形状和叶片数（z8），可使理论），可使理论流量均匀，噪声低。流量均匀，噪声低。n定子曲线圆弧段圆心角定子曲线圆弧段圆心角配流窗口的间距角配流窗口的间距角 叶片叶片间夹角间夹角（= 2/ z ）。）。n为减少两叶片间的密闭容积在吸压油腔转换时因压力为减少两叶片间的密闭容积在吸压油腔转换时因压力突变而引起的压力冲击，在配流盘的配流窗口前端开突变而引起的压力冲击，在配流盘的配流窗口前端开有减振槽。有减振槽。单作用叶片泵单

15、作用叶片泵n工作原理工作原理n定子定子 内环为圆内环为圆n转子转子 与定子存在偏心与定子存在偏心e，铣有，铣有z 个叶片槽个叶片槽n叶片叶片 在转子叶片槽内在转子叶片槽内自由滑动，宽度为自由滑动，宽度为Bn左、右配流盘左、右配流盘 铣有吸、铣有吸、压油窗口压油窗口n传动轴传动轴单作用叶片泵的特点单作用叶片泵的特点n可以通过改变定子的偏心距可以通过改变定子的偏心距 e 来调节泵的来调节泵的排量和流量。排量和流量。n叶片槽根部分别通油，叶片厚度对排量无叶片槽根部分别通油，叶片厚度对排量无影响。影响。n因叶片矢径是转角的函数，瞬时理论流量因叶片矢径是转角的函数，瞬时理论流量是脉动的。叶片数取为奇数，

16、以减小流量是脉动的。叶片数取为奇数，以减小流量的脉动。的脉动。限压式变量叶片泵限压式变量叶片泵n变量原理变量原理 n定子右边控制活塞作定子右边控制活塞作用着泵的出口压力油，用着泵的出口压力油，左边作用着调压弹簧左边作用着调压弹簧力，当力，当FFt，定子将向偏心减小的定子将向偏心减小的方向移动，泵的输出方向移动，泵的输出流量减小。流量减小。动画动画4.柱塞泵 柱塞沿径向放置的泵称为径向柱塞泵，柱塞轴柱塞沿径向放置的泵称为径向柱塞泵，柱塞轴向布置的泵称为轴向柱塞泵。为了连续吸油和压油，向布置的泵称为轴向柱塞泵。为了连续吸油和压油，柱塞数必须大于等于柱塞数必须大于等于3。n径向柱塞泵径向柱塞泵n配流

17、轴式径向柱塞泵配流轴式径向柱塞泵n阀式配流径向柱塞泵阀式配流径向柱塞泵n轴向柱塞泵轴向柱塞泵n斜盘式轴向柱塞泵斜盘式轴向柱塞泵n斜轴式轴向柱塞泵斜轴式轴向柱塞泵配流轴配流轴式径向式径向柱塞泵柱塞泵配流轴式径向柱塞泵工作原理配流轴式径向柱塞泵工作原理n工作原理工作原理n缸体缸体 均布有七个柱塞均布有七个柱塞孔，柱塞底部空间为密孔，柱塞底部空间为密闭工作腔。闭工作腔。n柱塞柱塞 其头部滑履与定其头部滑履与定子内圆接触。子内圆接触。n定子定子 与缸体存在偏心。与缸体存在偏心。n配流轴配流轴n传动轴传动轴配流轴式径向柱塞泵结构特点配流轴式径向柱塞泵结构特点n配流轴配流，因配流轴上与吸、压油窗口对配流轴

18、配流，因配流轴上与吸、压油窗口对应的方向开有平衡油槽，使液压径向力得到应的方向开有平衡油槽，使液压径向力得到平衡，容积效率较高。平衡，容积效率较高。n柱塞头部装有滑履，滑履与定子内圆为面接柱塞头部装有滑履，滑履与定子内圆为面接触，接触面比压很小。触，接触面比压很小。n可以实现多泵同轴串联，液压装置结构紧凑。可以实现多泵同轴串联，液压装置结构紧凑。n改变定子相对缸体的偏心距可以改变排量，改变定子相对缸体的偏心距可以改变排量，且变量方式多样。且变量方式多样。缸体缸体柱塞滑履组柱塞滑履组配流盘配流盘斜盘式轴向柱塞泵工作原理斜盘式轴向柱塞泵工作原理n工作原理工作原理n缸体缸体:均布均布Z 个柱塞个柱塞孔，分布圆直径为孔，分布圆直径为D柱塞滑履组柱塞滑履组 柱塞直径为柱塞直径为dn斜盘斜盘 :相对传动轴相对传动轴倾角为倾角为n配流盘配流盘n传动轴传动轴图2-17 伺服变量机构1阀芯；2球铰；3斜盘；4活塞；5壳体斜轴式轴向柱塞泵斜轴式轴向