液压传动与气动技术：第2章 液压动力元件

第2章液压动力元件液压泵的工作原理2.1齿轮泵2.2叶片泵2.3柱塞泵2.4螺杆泵2.5常用液压泵的性能比较及选用2.62.1液压泵的工作原理2.1.1容积式液压泵的工作原理2.1.2常用容积式液压泵2.1.3液压泵的主要性能和参数2.1.4液压泵与电动机参数的选择2.1.1容积式液压泵的工作原理1．液压泵的工作原理图2-1所示为一单柱塞液压泵的工作原理图。图2-1单柱塞液压泵工作原理图1—偏心轮

2—柱塞

3—缸体

4—弹簧5—排液阀

6—吸液阀2．容积式液压泵的特点①具有若干个密封且又可以周期性变化的空

间。泵的输出流量与此空间的容积变化量和单位时间内的变化次数成正比，与其他因素无关。②油箱内液体的绝对压力必须恒等于或大于

大气压力。这是容积式液压泵能吸入油液的外部条件。因此为保证液压泵能正常吸油，油箱必须与大气相通或采用密闭的充压油箱。③具有相应的配流机构。将吸液腔和排液腔隔开，保证液压泵有规律地连续吸排液体。吸油时，阀5关闭，阀6开启；压油时，阀5开启，阀6关闭。2.1.2常用容积式液压泵图2-2常用容积式液压泵图2-3容积式液压泵职能符号2.1.3液压泵的主要性能和参数1．压力①工作压力P。②额定压力Pn。③最高允许压力Pm。2.1.3液压泵的主要性能和参数2．排量和流量①排量V。②理论流量Qt。③实际流量Q。④额定流量Qn。2.1.3液压泵的主要性能和参数3．功率和效率液压泵的功率损失有容积损失和机械损失两部分。2.1.4液压泵与电动机参数的选择1．液压泵大小的选用2．电动机参数的选择2.2齿轮泵2.2.1外啮合齿轮泵

2.2.2内啮合齿轮泵图2-5所示为CB-B型外啮合齿轮泵的外形，该齿轮泵为三片式结构，其内部结构如图2-6所示。

图2-5CB-B型外啮合齿轮泵外形图2-6CB-B型外啮合齿轮泵内部结构2.2.1外啮合齿轮泵1．外啮合齿轮泵的工作原理图2-7所示为外啮合齿轮泵的工作原理图。图2-7外啮合齿轮泵的工作原理图2．外啮合齿轮泵结构上存在的主要问题及解决办法（1）困油就在两对轮齿同时啮合的这一小段时间内，留在齿间的油液困在两对轮齿和前后泵盖所形成的一个密闭空间中，如图2-8（a）所示。如图2-8（b）所示，这时封闭容积减至最小。当齿轮继续旋转，这个封闭容积又逐渐增大到如图2-8（c）所示的最大时，容积增大又会造成局部真空，使油液中溶解的气体分离，产生空穴现象。图2-8齿轮泵的困油现象解决方法是在齿轮泵的两侧端盖上开卸荷槽，如图2-9所示。图2-9齿轮泵两侧端盖上开设的卸荷槽图2-10齿轮径向液压力分布及齿轮受力分析（2）径向不平衡力

（3）泄漏

解决方法是减少端面的泄漏。一般采用齿轮端面间隙自动补偿的办法，图2-11所示为采用浮动轴套进行端面间隙自动补偿。图2-11采用浮动轴套进行自动补偿原理2.2.2内啮合齿轮泵图2-12所示为内啮合齿轮泵的外形，图2-13所示为其内部结构。

图2-12内啮合齿轮泵的外形图2-13内啮合齿轮泵的内部结构图2-14内啮合齿轮泵内啮合齿轮泵的工作原理和主要特点，与外啮合齿轮泵基本相同。如图2-14所示。2.3叶片泵2.3.1双作用叶片泵2.3.2单作用叶片泵2.3.3限压式变量叶片泵2.3.1双作用叶片泵1．结构和原理双作用叶片泵的工作原理如图2-15所示，其外形如图2-16所示。图2-15双作用叶片泵的工作原理1—定子

2—转子

3—叶片图2-16双作用叶片泵的外形2．双作用叶片泵结构特点

①叶片沿旋转方向前倾角为10°～14°，以减小压力角。②叶片底部通以压力油，防止压油区叶片内滑。③转子上的径向负荷平衡。④防止压力跳变，配油盘上开有三角槽（眉毛槽），同时避免困油。⑤双作用泵不能改变排量，只作定量泵用。2.3.2单作用叶片泵1．结构和原理单作用叶片泵的工作原理如图2-17所示。图2-17单作用叶片泵的工作原理1—转子

2—定子

3—叶片2．单作用叶片泵结构特点①叶片后倾。②转子上受有不平衡径向力，压力增大，不平衡力增大，不宜用于高压。③均为变量泵结构。2.3.3限压式变量叶片泵1．结构和原理其工作原理如图2-18所示，其外形如图2-19所示。图2-18限压式变量叶片泵的工作原理

1—转子

2—定子

3—吸油窗口

4—柱塞

5—流量调节螺钉6—柱塞缸

7—通道

8—压油窗口

9—调压弹簧

10—调压螺钉图2-19YBX型外反馈限压式变量叶片泵外形2．特性曲线图2-20为限压式变量叶片泵的特性曲线。图2-20限压式叶片泵的特性曲线3．限压式变量叶片泵的应用2.4柱塞泵2.4.1径向柱塞泵2.4.2轴向柱塞泵2.4柱塞泵柱塞泵是通过柱塞在缸体中作往复运动形成密封容积的变化来实现吸油与压油的一种液压泵。2.4.1径向柱塞泵

径向柱塞泵的工作原理如图2-21所示，其外形如图2-22所示。图2-21径向柱塞泵的工作原理1—柱塞

2—缸体

3—衬套

4—定子

5—配油轴图2-22径向柱塞泵的外形图2-23径向柱塞泵配油轴的结构图2-23所示为配油轴的结构。2.4.2轴向柱塞泵1．结构和原理轴向柱塞泵有两种形式：直轴式（斜盘式）和斜轴式（摆缸式）。图2-24所示的为直轴式轴向柱塞泵的工作原理，其外形如图2-25所示。图2-24直轴式轴向柱塞泵的工作原理1—缸体

2—配油盘

3—柱塞

4—斜盘图2-25轴向柱塞泵外形2．轴向柱塞泵特点①柱塞和缸体配合间隙容易控制，密封性好，容积效率高，可达0.93～0.95。②采用滑履与回程盘装置，避免球头的头接触。③高压泵，结构复杂，价格贵，对使用环境要求高。④柱塞数通常为7、9、11，单数，减小脉动。⑤排量取决于泵的斜盘倾角γ。2.5螺杆泵1．结构和原理螺杆泵的工作机构由互相啮合且装于定子内的三根螺杆组成，中间一根为主动螺杆，由电动机带动，旁边两根为从动螺杆；另外还有前、后端盖等主要零件，其工作原理如图2-26所示。图2-26螺杆泵的工作原理1—从动螺杆

2—吸油腔

3—主动螺杆

4—压油腔2．螺杆泵的特点①结构简单紧凑，体积小。②动作平稳，噪声小。③流量和压力脉动小。④转动惯量小，快速运动性能好。⑤螺杆形状复杂，加工比较困难。2.6常用液压泵的性能比较及选用表2-1列出了液压系统中常用液压泵的主要性能。性能外啮合齿轮泵双作用叶片泵限压式变量叶片