《液压传动》液压泵

1、1第第3 3章章 液压泵液压泵3.1 3.1 概概 述述 液压泵是液压传动系统中的动力装置，是能量转换元件。它们由原动机（电动机或柴油机等）驱动，把输入的机械能转换成为油液的压力能再输出到系统中去，为执行元件提供动力，是液压传动系统的核心元件，其性能好坏将直接影响到系统能否正常工作。 根据液压泵结构形式，可分为齿轮泵，叶片泵和柱塞泵 。 根据几何排量是否可调节（变化）分为变量泵和定量泵。 根据液压泵是否可以正反方向转动分为单向液压泵和双向液压泵。液压泵图形符号见图3.11。2一、一、液压泵液压泵的工作原理的工作原理 1一凸轮；一凸轮；2一柱塞；一柱塞；3一泵体；一泵体；4一弹簧；一弹簧； 5一

2、吸油（单向）阀；一吸油（单向）阀；6一压油（单向）阀一压油（单向）阀 液压泵是靠密封容腔容积的变化来工作的。液压泵是靠密封容腔容积的变化来工作的。 三个基本条件：三个基本条件：第第3 3章章 液压泵液压泵3液压泵性能参数主要是指压力、流量和排量、功率和效率等。1 1压力压力 液压泵的压力参数主要是工作压力和额定压力。 （1）工作压力 它是指液压泵在实际工作时输出油液的压力值，即泵出油口处压力值，也称为系统压力。此压力取决于系统中阻止液体流动的阻力。阻力（负载）增大，工作压力升高；反之则工作压力降低。泵的最大工作压力是由其组成部分零件的结构强度和密封好坏来决定的，随着泵工作压力的提高，它的泄漏量

3、增大，效率降低。 （2）额定压力 它是指在保证液压泵的容积效率、使用寿命和额定转速的前提下，泵连续长期运转时允许使用的压力最大限定值。它是泵在正常工作的条件下，按实验标准规定能连续运转的最高压力。当泵的工作压力超过额定压力时，就会过载。 （3）吸入压力或者背压 注意压力的分级 二、 液压泵的性能参数42 2流量和排量流量和排量流量是指单位时间内泵输出油液的体积，其单位为m3/s 。 （1）排 量qB 泵每转一周，泵密封容腔几何尺寸的变化而排出油液的体积。针对某个结构的泵而言，它是个不变量 。 （2）理论流量Qt 在单位时间内由泵密封容腔几何尺寸变化计算而得到的泵排出液体的体积，等于排量qB和转

4、速n的乘积，测试中常以零压下的流量表示 （3）实际流量QB 它是泵工作时的输出流量，这时的流量必须考虑到泵的泄漏。它等于泵理论流量减去因泄漏损失的流量q （称为泵容积损失），它随着泵工作压力的升高而增大。 （4）额定流量 QR 泵在额定转速和额定压力下输出的流量。由于泵存在泄漏，所以泵实际流量QB和额定流量QR都小于理论流量Qt 。53 3功率功率 液压泵的输入能量为机械能，其表现为转矩T和转速； 液压泵的输出能量为液压能，表现为压力p和流量q 。 （1）理论功率 Pt 用泵的理论流量 Qt (m3/s)与泵进出口压差p（Pa）的乘积来表示， 由于泵的进口压力很小，近似为零，所以在很多情况下，

5、泵进出口压差可用其出口压力来代替。 （2）输入功率Pi 是实际驱动泵轴所需要的机械功率 。 （3）输出功率PB 是用泵实际输出流量QB与泵进出口压差p的乘积来表示 ，当忽略能量转换及输送过程中的损失时，液压泵的输出功率应该等于输入功率 。64 4效率效率 液压泵在工作中是有能量损失的，因泄漏而产生的损失是容积损失（液压功率损失），因摩擦而产生的损失是机械损失（机械功率损失）。 （1）容积效率 它是液压泵实际流量与理论流量之比 （2）机械效率(Mechanical Efficient) 液体在泵内流动时，液体粘性会引起转矩损失，此外泵内零件相对运动时，机械摩擦也会引起转矩损失。机械效率是泵所需要

6、的理论转矩Tt与实际转矩之比 （3）总效率(Total Efficient) 泵的总效率是泵输出功率与输入功率PI 之比BBttttBv11nqQQQQQQQQBItItIBBBIBtBItBm22PPPpQnTpqTnTTTBmBvtBmBBIBBIBBpqpQPpQPP74 4效率效率 液压泵的容积效率、机械效率、总效率、理论流量液压泵的容积效率、机械效率、总效率、理论流量QtQt、实际流量实际流量Q QB B和实际和实际输入功率输入功率P PI I与工作压力与工作压力p pB B的关系曲线如图所示。液压泵在零压时的流量即为的关系曲线如图所示。液压泵在零压时的流量即为QtQt由于泵的泄漏量

7、随压力升高而增大，所以泵的容积效率由于泵的泄漏量随压力升高而增大，所以泵的容积效率 及实际流量及实际流量Q QB B随泵随泵的工作压力升高而降低，压力为零时的容积效率的工作压力升高而降低，压力为零时的容积效率 =100 =100，这时的实际流量这时的实际流量Q QB B等于理论流量等于理论流量Qt Qt 。总效率开始随压力的增大很快上升，接近液压泵的额定。总效率开始随压力的增大很快上升，接近液压泵的额定压力时总效率最大，达到最大值后，又逐步降低。压力时总效率最大，达到最大值后，又逐步降低。 由容积效率和总效率这两条曲线的变化可以看出机械效率的变化情况。泵在由容积效率和总效率这两条曲线的变化可以

8、看出机械效率的变化情况。泵在低压时，机械摩擦损失在总损失中所低压时，机械摩擦损失在总损失中所占的比例较大，其机械效率很低。随着占的比例较大，其机械效率很低。随着工作压力的提高，机械效率很快上升。工作压力的提高，机械效率很快上升。在达到某一值后，机械效率大致保持在达到某一值后，机械效率大致保持不变，从而表现出总效率曲线几乎和不变，从而表现出总效率曲线几乎和容积效率曲线平行下降的变化规律。容积效率曲线平行下降的变化规律。8例例3 31 1 某液压泵的输出压力 p=10 MPa，泵转速 n=1450 rmin，排量 qt=46.2 mLr，容积效率 =0.95，总效率 =0.9 。试求液压泵的输出功

9、率和驱动泵的电动机功率。解解 (1) 求液压泵的输出功率 液压泵输出的实际流量为： Lmin则液压泵的输出功率为： kW（2）求电动机的功率电动机功率即泵的输人功率为： kW pvp641.6395. 01450102 .463pvtpvtnqQQ6 .106010641.63101036pqPo8.119.06.10poiPP9 齿轮泵是一种常用的液压泵。它的主要特点是结构简单、制造方便、价格低廉、体积小、重量轻、自吸性能好、对油液污染不敏感和工作可靠等。其主要缺点是流量和压力脉动大、噪声大、排量不可调节（是定量泵），它被广泛地应用于各种低压系统中。但随着齿轮泵在结构上的不断改进完善，它也被

10、用于采矿、冶金、建筑、航空、航海、农林等机械的中、高压液压系统中。 齿轮泵按齿形曲线的不同可分为渐开线齿形和非渐开线齿形两种；按齿轮啮合形式的不同可分为外啮合和内啮合两种。外啮合齿轮泵应用较广，本节着重介绍它的工作原理、结构特点和性能。3.2 3.2 齿齿 轮轮 泵泵10一、齿轮泵的一、齿轮泵的工作原理工作原理 齿轮1、2的齿廓线（面）与壳体内表面及前后端盖构成若干密封容积，啮合线将高、低压腔隔离开来。当齿轮按图示方向旋转时，下侧的轮齿逐渐脱离啮合，其密封容积逐渐增大，形成局部真空，油液在大气压力的作用下从吸油口进入下部低压腔；随着齿轮的转动，齿轮的齿谷把油液从下侧带到上侧密封容积中，轮齿在上

11、侧进入啮合时，使上侧密封容积逐渐减小，油液从上侧油高压腔将油液排出。当齿轮泵不断地旋转时，齿轮泵不断地吸油和排油 11二、齿轮泵的排量和流量二、齿轮泵的排量和流量 1 1排量与流量：排量与流量： 对于由一对齿数相等的齿轮组成的外啮合齿轮泵，其主轴旋转一周所排出的液体体积等于两齿轮轮齿体积之和。对于标准齿轮而言，轮齿体积与齿谷容积是相同的。这样，齿轮泵的几何排量等于一个齿轮的轮齿体积和齿谷容积之和。考虑到齿顶间隙的液体从排液腔仍被带回到吸油腔，不参与排液，则齿轮泵的几何排量等于以齿顶圆为外径、以 (Z2)m的圆为内径、高为齿轮宽度B的圆筒体积 Bmmmqzzz222B2B)2()2(4122 2

12、瞬态流量瞬态流量 齿轮泵实际流量是齿轮泵的平均流量。根据齿轮啮合原理可知，齿轮在啮合过程中，由于啮合点位置不断变化，吸、压油腔在每一瞬时的容积变化率是不均匀的，所以齿轮泵的瞬时流量是脉动的。 如果泵的瞬时流量脉动大，不仅会使液压缸运动的平稳性、液压马达转速的均匀性变差，而且会引起压力脉动，进而使管道、阀门乃至整个系统振动，特别是在共振时，发出很强的噪声，这对轴和轴承的强度，对管接头和密封都有破坏性影响。 为此必须对泵的瞬态流量进行分析，找出影响流量脉动(Flow Pulsation)的因素，作为设计时选取有关参数的依据。 13三、齿轮泵的结构特点1. 1. 泄漏泄漏 液压泵中组成密封工作容积的

13、零件作相对运动，其间隙产生的泄漏影响液压泵的性能。外啮合齿轮泵高压油腔的压力油到低压腔中去的泄漏途径： (1) 泵体内表面和齿顶径向间隙的径向泄漏 由于齿轮转动方向与泄漏方向相反，压油腔到吸油腔通道较长，故其泄漏量相对较小，约占总泄漏量的1015左右。 （2）齿轮端面间隙的轴向泄漏（或端面泄漏） 齿轮端面与前后盖之间的端面间隙较大，此端面间隙封油长度又短，所以泄漏量最大，可占总泄漏量的70一 75。 （3）齿面啮合处间隙的泄漏 由于齿形误差会造成沿齿宽方向接触不好而产生间隙，使压油腔与吸油腔之间造成泄漏，这部分泄漏量很少。 从上述可知，齿轮泵由于泄漏量较大，其额定工作压力不高，要提高齿轮泵的额

14、定压力并保证较高的容积效率，首先要减少沿端面间隙的泄漏问题。 141) 泄漏途径：轴向间隙 径向间隙 啮合处 2) 危害：v3) 防泄措施： a) 减小轴向间隙 b) 轴向间隙补偿装置 浮动侧板 浮动轴套15防泄措施：b) 轴向间隙补偿装置 浮动侧板 浮动轴套a) 减小轴向间隙 小流量：间隙0.025-0.04 mm 大流量：间隙0.04-0.06 mm161) 产生原因： 1，构成闭死容积Vb Vb由大小，p， 油液发热，轴承磨损。 Vb由小大，p ， 汽蚀、噪声、振动、金属表面剥蚀。2. 困油现象2) 危害：影响工作、缩短寿命3) 措施：开卸荷槽 原则： Vb由大小，与压油腔相通 Vb由小

15、大，与吸油腔相通 保证吸、压油腔始终不通吸压173液压径向不平衡力 在齿轮泵中，由于在压油在齿轮泵中，由于在压油腔和吸油腔之间存在着压差，腔和吸油腔之间存在着压差，又因泵体内表面与齿轮齿顶之又因泵体内表面与齿轮齿顶之间存在着径向间隙，可以认为间存在着径向间隙，可以认为压油腔压力逐渐分级下降到吸压油腔压力逐渐分级下降到吸油腔压力，如图油腔压力，如图3.63.6所示。这所示。这些液体压力的合力就是作用些液体压力的合力就是作用在轴上的径向不平衡力在轴上的径向不平衡力F F181）原因：径向液压力分布不均 啮合力2）危害：轴承磨损、刮壳。3）措施：缩小压油口，增加径 向间隙。 压油口缩小后，安装时注意

16、不能反转。 19 作用在泵轴上的径向力，能使轴弯曲，从而引起齿顶与泵壳体相接触，从而降低了轴承的寿命，这种危害会随着齿轮泵压力的提高而加剧，所以应采取措施尽量减小径向不平衡力，其方法如下： (1) 缩小压油口的直径，使压力油仅作用在一个齿到两个齿的范围内，这样压力油作用于齿轮上的面积减小，因而径向不平衡力也就相应地减小。 （2）增大泵体内表面与齿轮齿顶圆的间隙，使齿轮在径向不平衡力作用下，齿顶也不能和泵体相接触。 （3）开压力平衡槽，如图所示，开两个压力平衡槽1和2分别与低、高压油腔相通，这样吸油腔与压油腔相对应的径向力得到平衡，使作用在轴承上的径向力大大地减小。但此种方法会使泵的内泄漏增加，

17、容积效率降低，所以目前很少使用此种方法。 20四、四、 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 要提高齿轮泵的压力，必须减小端面泄漏。要减少端面泄漏，即使把间隙做得很小，随着时间的推移，由于端面磨损而增大的间隙不能补偿，容积效率又很快地下降，压力仍不能提高 目前提高齿轮泵压力的方法是用齿轮端面间隙自动补偿装置，即采用浮动轴套或弹性侧板两种自动补偿端面间隙装置，其工作原理是把泵内压油腔的压力油引到轴套外侧或侧板上，产生液压力，使轴套内侧或侧板紧压在齿轮的端面上，压力愈高，压得越紧，从而自动地补偿由于端面磨损而产生的间隙。 图中高压齿轮泵是采用浮动轴套。图中的轴套1和2是浮动安装的，

18、轴套左侧的空腔均与泵的压油腔相通。当泵工作时，轴套受左侧压力油的作用而向右移动，将齿轮两侧面压紧，从而自动补偿了端面间隙，齿轮泵的额定压力可提高到1016 MPa，其容积效率不低于0.9 。21五、内啮合齿轮泵五、内啮合齿轮泵 内啮合齿轮泵有渐开线齿形和摆线齿形两种类型。图图3.11 3.11 内啮合渐开线齿轮泵的工作原理图内啮合渐开线齿轮泵的工作原理图 图图3.12 3.12 内啮合摆线齿轮泵工作原理图内啮合摆线齿轮泵工作原理图l l一小齿轮（主动齿轮）；一小齿轮（主动齿轮）；2 2一内齿轮（从动齿轮）；一内齿轮（从动齿轮）； l l一外转子；一外转子；2 2一内转子一内转子 3 3一月牙板

19、；一月牙板；4 4一吸油腔；一吸油腔；5 5一压油腔一压油腔22六、六、 螺杆泵螺杆泵图3.13 螺杆泵结构简图l一后盖；2一壳体；3一主动螺杆（凸螺杆）； 4、5一从动螺杆（凹螺杆）；6一前盖 23双作用式叶片泵工作原理图1一叶片；2一定子；3一转子3.3 3.3 叶片泵叶片泵 叶片泵具有结构紧凑、流量均匀、噪声小、运转平稳等优点，因而被广泛地应用于中、低压液压系统中。但它也存在着结构复杂、吸油能力差、对油液污染比较敏感等缺点。 叶片泵按其结构来分有单作用式和双作用式两大类。单作用式主要作变量泵；双作用式作定量泵，双作用式泵的径向力平衡，流量均匀，寿命长，有其独特的优点。一、一、 双作用叶片

20、泵双作用叶片泵1. 1. 双作用叶片泵的双作用叶片泵的工作原理工作原理242. 2. 双作用叶片泵的排量与流量双作用叶片泵的排量与流量（1 1）排量）排量如图如图3.3-33.3-3所示，当不考虑叶片厚度时，双作用式叶片泵排量等于所示，当不考虑叶片厚度时，双作用式叶片泵排量等于两叶片间最大容积两叶片间最大容积V1V1与最小容积与最小容积V2V2之差与叶片数之差与叶片数Z Z之积后的之积后的2 2倍倍（2 2）流量）流量 双作用式叶片泵的流量双作用式叶片泵的流量Q QB B为为 )(2)(22221BrRBVVqzBvB22Bcos)(2nZrRrRBQ253 3双作用叶片泵的结构特点双作用叶片

21、泵的结构特点 （1 1）定子工作表面曲线）定子工作表面曲线 定子工作表面曲线如图定子工作表面曲线如图 3.3-43.3-4所示。它是由两段大半径为所示。它是由两段大半径为 R R的的小半径为小半径为r r的圆弧的圆弧a1a2 a1a2 ，以及圆弧间的四段过渡曲线，以及圆弧间的四段过渡曲线b1a2b1a2和和a1b2a1b2组成。理想的过渡曲线应保证叶片在转子槽中滑动时径向速度组成。理想的过渡曲线应保证叶片在转子槽中滑动时径向速度和加速度变化均匀，并且应使叶片在过渡曲线和圆弧交接点处和加速度变化均匀，并且应使叶片在过渡曲线和圆弧交接点处的加速度突变较小，叶片顶部与定子内表面的加速度突变较小，叶片

22、顶部与定子内表面不产生脱空（叶片顶部短时间与定子内表面不产生脱空（叶片顶部短时间与定子内表面不接触），从而保证叶片对定子表面的冲击不接触），从而保证叶片对定子表面的冲击尽可能的小，对定子的磨损小，瞬时流量脉尽可能的小，对定子的磨损小，瞬时流量脉动小。动小。 目前定子的过渡曲线有阿基米德螺线、目前定子的过渡曲线有阿基米德螺线、等加速等加速等减速曲线等等减速曲线等263 3双作用叶片泵的结构特点双作用叶片泵的结构特点 （2 2）配流盘）配流盘 配流盘的作用是给泵进行配油。为了保证配流盘的吸、排油窗口在工作中配流盘的作用是给泵进行配油。为了保证配流盘的吸、排油窗口在工作中能隔开，就必须使配流盘上封油

23、区夹角能隔开，就必须使配流盘上封油区夹角 （即吸油窗口和排油窗口之间的夹角）（即吸油窗口和排油窗口之间的夹角）大于或等于两个相邻叶片间的夹角。大于或等于两个相邻叶片间的夹角。 当两相邻叶片之间的油液从定子封油区当两相邻叶片之间的油液从定子封油区（即定子圆弧部分）突然转入压油窗口时，（即定子圆弧部分）突然转入压油窗口时，压力迅速达到泵的输出压力，油液瞬间被压压力迅速达到泵的输出压力，油液瞬间被压缩，使高压油腔中的油液倒流，泵的瞬时流缩，使高压油腔中的油液倒流，泵的瞬时流量减少，引起流量脉动和噪声。为了避免产量减少，引起流量脉动和噪声。为了避免产生这种现象，生这种现象， 在配流盘窗口上开始进入压油

24、区一侧卸在配流盘窗口上开始进入压油区一侧卸荷三角槽，如图所示，这样使相邻叶片间的荷三角槽，如图所示，这样使相邻叶片间的密封容积逐渐地进入压油窗口时，压力逐渐密封容积逐渐地进入压油窗口时，压力逐渐上升，从而消除困油现象和由于压力突变而上升，从而消除困油现象和由于压力突变而引起的瞬时流量脉动和噪声。引起的瞬时流量脉动和噪声。273 3双作用叶片泵的结构特点双作用叶片泵的结构特点 （3 3）叶片倾角）叶片倾角 叶片在转子中放置方式应当有利于叶片在转子的槽中滑动，并且叶片叶片在转子中放置方式应当有利于叶片在转子的槽中滑动，并且叶片对定子及转子槽的磨损要小。叶片在工作过程中，受到离心力和叶片底部压对定子

25、及转子槽的磨损要小。叶片在工作过程中，受到离心力和叶片底部压力油的作用，使叶片与定子紧密接触。当叶片转至高压区时，定子内表面给力油的作用，使叶片与定子紧密接触。当叶片转至高压区时，定子内表面给叶片顶部反作用力为叶片顶部反作用力为F FN N ，其方向沿定子内表面曲线的法线方向，该力可分解，其方向沿定子内表面曲线的法线方向，该力可分解为两个力，即与叶片垂直的力为两个力，即与叶片垂直的力 FTFT和沿叶片槽方向的力和沿叶片槽方向的力 F F，如图所示。其中，如图所示。其中F FT T力的作用使叶片与转子槽侧壁产生很大的摩擦力，力的作用使叶片与转子槽侧壁产生很大的摩擦力，并且容易使叶片折断。并且容易

26、使叶片折断。 F FT T力的大小取决压力角力的大小取决压力角 （即作用力（即作用力FNFN方向与方向与叶片运动方向的夹角）的大小，压力角叶片运动方向的夹角）的大小，压力角 越大则越大则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 角时，可使原角时，可使原径向放置叶片的压力角径向放置叶片的压力角 减少为减少为 ，这样就可以减少，这样就可以减少与叶片垂直的力与叶片垂直的力 ，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减少磨损。由于不同转角处的定子曲线的法线方向不同，一般叶片倾角为向不同，一般叶片倾角为10101414度度

27、 。284 4双作用叶片泵的结构特点双作用叶片泵的结构特点提高双作用叶片泵压力，需要采取以下措施：提高双作用叶片泵压力，需要采取以下措施：（1 1）端面间隙自动补偿）端面间隙自动补偿 将配流盘的一侧与高压油腔连通，使配流盘在液压油推力将配流盘的一侧与高压油腔连通，使配流盘在液压油推力作用下压向定子端面。泵的工作压力越高，配流盘就会自动压紧定子，作用下压向定子端面。泵的工作压力越高，配流盘就会自动压紧定子，同时配流盘产生适量的弹性变形，使转子与配流盘间隙进行自动补同时配流盘产生适量的弹性变形，使转子与配流盘间隙进行自动补偿，从而提高双作用叶片泵输出压力。偿，从而提高双作用叶片泵输出压力。（2 2

28、）减少叶片对定子作用力）减少叶片对定子作用力 为保证叶片顶部与定子内表面紧密接触，所有叶片底部为保证叶片顶部与定子内表面紧密接触，所有叶片底部都与高压油腔相通。当叶片在吸油腔时，叶片底部作用着压油腔的压力都与高压油腔相通。当叶片在吸油腔时，叶片底部作用着压油腔的压力，而顶部却作用着吸油腔的压力，这一压力差使叶片以很大的力压向，而顶部却作用着吸油腔的压力，这一压力差使叶片以很大的力压向定子内表面，在叶片和定子之间产生强烈的摩擦和磨损，使泵的寿命定子内表面，在叶片和定子之间产生强烈的摩擦和磨损，使泵的寿命降低。因此高压双作用叶片泵必须在结构上采取如下的措施降低。因此高压双作用叶片泵必须在结构上采取

29、如下的措施 ：29二、二、 单作用叶片泵单作用叶片泵单作用叶片泵的工作原理（动画）单作用叶片泵的工作原理（动画）单作用叶片泵工作原理图 l一转子；2一定子；3一叶片 30三三. . 限压式变量叶片泵的限压式变量叶片泵的工作原理工作原理 外反馈限压式变量叶片泵工作原理图（动画效果）l一偏心调节螺钉；2一预紧力调节螺钉；3一限压弹簧 31图3.31为限压式变量叶片泵流量一压力特性曲线。该曲线表示了泵工作时流量与压力变化关系。当泵的工作压力小于pb时，其流量q变化按斜线AB变化，在该阶段变量泵相当一个定量泵，图中B点为曲线的拐点，其对应的压力就是限定压力pb 。它表示泵在原始偏心量e0时可达到的最大

30、工作压力。当泵的工作压力p超过pb时，偏心量e减小，输出流量随压力的增高而急剧减少，流量按BC段曲线变化，C点所对应压力pc为截止压力（又称为最大压力）。当更换不同刚度的限压弹簧时，可改变曲线BC段的斜率，弹簧刚度Ks值越小（越“软”），BC段越陡，pc值越小；反之，弹簧刚度Ks值越大（越“硬”），曲线BC段越平缓，pc值亦越大。 限压式变量叶片泵的流量一压力特性曲线表明了它的静态特性。调节螺钉1可以改变泵的最大流量，使特性曲线AB段上下平移；调节螺钉2可改变限定压力pb的大小，使特性曲线BC段左右平移。 32限压式变量叶片泵的应用限压式变量叶片泵的应用 由于限压式变量叶片泵具有上述特点，因此

31、它常用于执行机构需要快慢速的液压系统。例如用于组合机床动力滑台的进给系统，用来实现快进、工进、快退等工作循环；也可用于定位、夹紧系统。当执行机构快进或快退时，需要大流量和较小的工作压力，这样，可利用限压式变量叶片泵流量一压力特性曲线（见图3.31）中AB段；在工作进给时，需要较小流量和较大的工作压力，这样可利用BC段。在定位夹紧系统中，定位、夹紧部件移动时需要低压大流量，即可用AB段；当定位、夹紧时，仅需要维持较大的压力和补偿泄漏量的流量，则可以利用特性曲线C点的特性。 从上述液压系统中可以看出，限压式变量叶片泵功率利用合理，可减少功率损耗，减少油液发热，并且可以简化油路系统。但由于限压式变量

32、叶片泵结构比较复杂，泄漏比较大，所以使执行机构运动速度不够平稳。 33 由一个或一个以上的柱塞在缸体内作往复运动而工作的液压泵。根据柱塞泵在缸体内的排列方式不同，可分为： 径向柱塞泵：柱塞轴线与缸体轴线垂直的柱塞泵。如果只有一个柱 塞，则称单柱塞泵；如果多个柱塞（通常为3个，少数 为5个）水平放置，则称卧式柱塞泵 轴向柱塞泵：柱塞轴线与缸体轴线平行或略有倾斜的柱塞泵。 可分为两种： 直轴泵，又称斜盘泵，其柱塞轴线与缸体或驱动轴轴 线平行。根据驱动轴是否穿越斜盘，可分 为通轴式和半轴式两种。 斜轴泵，是驱动轴线与缸体轴线成明显交（倾）角 直轴泵与斜轴泵的明显区别在于： 直轴泵的驱动轴、缸体和柱塞

33、一起转动 斜轴泵是通过驱动轴柱塞和连杆驱动缸体转动的。3.4 3.4 轴轴 向向 柱柱 塞塞 泵泵 34与齿轮泵和叶片泵相比，轴向柱塞泵有如下特点：1） 由于密封容积是由缸孔和柱塞构成的，配合表面质量和尺寸精度易达到设计要求，密封性好，泄漏量小，效率高（总效率 ，容积效率 ，机械效率 ；2） 工作压力高（一般为14MPa40MPa，最高允许压力50MPa，甚至可达100MPa）。3） 转速高（额定转速 ，最高可达 ），4） 体积小和质量轻（功率质量比为 ，最大可达 ），惯性小和变量容易等 在高压(14MPa32MPa)和大功率液压系统中广泛应用轴向柱塞泵。 轴向柱塞泵的缺点是轴向尺寸大，对零件

34、的工艺和材质要求高，并且由于平面摩擦副的存在，故抗污染(Pollute)能力差，必须特别注意正确选择油液(Oil)品种和型号及保证油液的清洁度(Clealiness)。3.4 3.4 轴轴 向向 柱柱 塞塞 泵泵 35一. 直轴式轴向柱塞（斜盘）泵工作原理、排量和流量分析1工作原理 斜盘式轴向柱塞泵结构如图所示，它由传动轴5、斜盘1、柱塞2、缸体3、配流盘4和弹簧等构成。传动轴5带动缸体3转动，缸体3上沿圆周均匀分布多个（通常为奇数 ）平行于主轴轴线的缸孔，孔中装有柱塞2以形成密封工作容积；柱塞在尾部弹簧力和低压液压力的作用下，其头部压紧在斜盘平面上，斜盘倾角是可调的。 3.4 3.4 轴轴

35、向向 柱柱 塞塞 泵泵 36一. 直轴式轴向柱塞（斜盘）泵工作原理、排量和流量分析1工作原理 当传动轴5带动缸体3转动时，柱塞2相对缸体3作往复运动；纸面内的柱塞从下死点向上死点的过渡，柱塞相对缸孔外伸，密封容积不断变大，形成局部真空，油液经配流盘腰形孔a被吸入，直到上死点为止，这是吸油过程；同时，纸面外的柱塞在斜盘平面制约下，相对缸孔内移，密封容积不断变小，受挤压的油液经配流盘腰形孔b被排出而输向系统，直到下死点为止，这是排油过程。3.4 3.4 轴轴 向向 柱柱 塞塞 泵泵 37一. 直轴式轴向柱塞（斜盘）泵工作原理、排量和流量分析2几何排量、平均流量和瞬态流量 如图柱塞分布圆直径为D，柱

36、塞从上死点A到下死点C的运动过程为排液过程，排液行程S=Dtan，则其几何排量则轴向柱塞泵的输出流量为 tan4422BDZZdhdqtan4BBv2BvtBnDdQQz3.4 3.4 轴轴 向向 柱柱 塞塞 泵泵 38二. 直轴式柱塞泵典型结构该泵结构可分为两大部分：手动变量机构（序号1424）主体结构（序号113，25，26） 3.4 3.4 轴轴 向向 柱柱 塞塞 泵泵 39二. 直轴式柱塞泵典型结构变量机构：用以调节斜盘倾角，以改变几何排量和流量。1）手动变量机构 如图左部（序号1424）所示，用手转动手轮14，使螺杆17转动，则柱塞18产生向上位移，并通过销轴（与斜盘连在一起）带动斜盘向上摆动，使斜盘倾角变小，从而改变泵的几何排量和流量。15为锁紧螺母，调节完毕后用之锁紧，使几何排量为调定值。21为刻度盘，用以指示排量大小，拨叉23固定在柱塞18上。 由于斜盘受力很大，故手动变量机构只能在停车时调节。 3.4 3.4 轴轴 向向 柱柱 塞塞 泵泵 40二. 直轴式柱塞泵典型结构2）手动伺服变量机构 /压力油液经孔道a、单向阀4，进入差动液压缸底部的d腔，再经过差动活塞内的通道e作用在伺服阀芯的环形槽f上。当拉杆6不动作时，伺服阀芯5静止而处于中间位置的封闭状态，这时液压缸上腔g既不能通压力油，与阀芯下环形通道i相通的回油通道h被封