《液压气压传动技术书项目化教程》-2.1齿轮泵的认知与维护课件

模块2：液压动力元件的认知与使用任务1齿轮泵的认知与维护1学习目标：1、分析齿轮泵的常见故障；2、系统回路泵符号识别及其应用。3、能够进行液压泵（Hydraulicpump)相应选用参数计算

4、齿轮泵结构的认知；5、能够描述齿轮泵的工作原理和分类。6、能够说明齿轮泵的选用原则

任务1齿轮泵的认知与维护

2液压传动系统压力的建立活塞被压力油推动的条件：任务1齿轮泵的认知与维护

实施任务：用FluidSIM仿真软件搭建图示圆钢校直机液压原理图。做如下实验：（1）将外负载的压力设置为F=200N，记录系统压力表的压力值；（2）将外负载的压力设置为F=800N，记录系统压力表的压力值；（3）将负载压力设置为F=1000N，记录系统压力表的压力值。（4）数控车床液压泵的认知与维修讨论：系统压力由外负载决定3一、主要作用为整个液压系统提供动力源。液压传动系统是以液压泵作为向系统提供一定流量和压力的动力元件，液压泵将原动机输出的机械能转换为工作液体的压力能，是一种能量转换装置。任务1齿轮泵的认知与维护

二、对动力元件的基本要求1.节能：系统在不需要高压流体时，应卸载或采用其它的节能措施；2.工作平稳：3.美观协调等4一、容积式液压泵的工作原理将原动机（电动机或内燃机）输出的机械能转换为工作液体的压力能。1、液压泵的工作原理

液压泵都是依靠密封工作腔容积大小交替变化来实现吸油和压油的。液压泵任务1齿轮泵的认知与维护

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当凸轮由原动机带动旋转时，柱塞便在凸轮和弹簧的作用下在缸体内往复运动。一、容积式液压泵的工作原理任务1齿轮泵的认知与维护

柱右移时，缸体中密封工作腔的容积变大，产生真空，油箱中的油液便在大气压力作用下通过吸油单向阀吸入缸体内实现吸油;

柱塞左移时，缸体中密封工作腔的容积变小,油液受挤压，便通过压油单向阀输送到系统中去,实现压油。6二、容积式液压泵的工作特点

从上述液压泵的工作过程可以看出，其基本工作条件是：

1.

具有密封的工作容腔;

2.

密封工作容腔的容积大小是交替变化的，变大、变小时分别对应吸油、压油过程；

3.

吸、压油过程对应的区域不能连通。任务1齿轮泵的认知与维护

7三、常用容积式液压泵

常用的容积式泵类型按输出流量是否可调可分为定量泵和变量泵，按结构分类如下图任务1齿轮泵的认知与维护

8三、常用容积式液压泵常用容积式液压泵职能符号如下图

(a)单向定量液压泵；(b)单向变量液压泵；(c)双向定量液压泵；(d)双向变量液压泵任务1齿轮泵的认知与维护

9四、液压泵的主要性能参数压力性能参数排量和流量功率与效率任务1齿轮泵的认知与维护

101.液压泵的压力液压泵的压力参数分为工作压力、额定压力和最高允许压力。

工作压力指液压泵实际工作时输出的实际压力值。

工作压力取决于外负载的大小和排油管路上的压力损失，而与液压泵的流量无关。

四、液压泵的主要性能参数任务1齿轮泵的认知与维护

111.液压泵的压力额定压力液压泵在正常工作条件下，按试验标准规定连续运转的最高压力称为液压泵的额定压力。

额定压力值的大小由液压泵零部件的结构强度和密封性来决定。超过这个压力值，液压泵有可能发生机械或密封方面的损坏。四、液压泵的主要性能参数液压泵的压力参数分为工作压力、额定压力(Ratedpressure)和最高允许压力。

任务1齿轮泵的认知与维护

121.液压泵的压力一般选

工作压力p＝2/3至3/4额定压力ps

压力分级四、液压泵的主要性能参数任务1齿轮泵认知与维护

13四、液压泵的主要性能参数2.排量和流量(Flow)排量V指在无泄漏情况下，液压泵转一转所能排出的油液体积。

排量的大小只与液压泵中密封工作容腔的几何尺寸和个数有关。

排量可以调节的液压泵称为变量泵；排量不可以调节的液压泵则称为定量泵。任务1齿轮泵认知与维护

14四、液压泵的主要性能参数2.排量和流量流量分为理论流量、实际流量和额定流量。理论流量qt指在无泄漏情况下，液压泵单位时间内输出的油液体积。

其值等于泵的排量V和泵轴转数n的乘积，即qt＝Vn

(L/min或m3/s)任务1齿轮泵认知与维护

15四、液压泵的主要性能参数2.排量和流量实际流量q液压泵在某一具体工况下，单位时间内所排出的液体体积

。

由于工作过程中泵的出口压力不等于零，因而存在内部泄漏量（泵的工作压力越高，泄漏量越大），使得泵的实际流量小于泵的理论流量；当液压泵处于卸荷（非工作）状态时，这时输出的实际流量近似为理论流量。它等于理论流量qt减去泄漏和压缩损失后的流量△q,即

任务1齿轮泵的认知与维护

16四、液压泵的主要性能参数2.排量和流量额定流量qn

在正常工作条件下，该试验标准规定（如在额定压力和额定转速下）必须保证的流量。任务1齿轮泵的认知与维护

17四、液压泵的主要性能参数3.功率与效率效率实际上，液压泵在工作中是有能量损失的，这种损失分为容积损失和机械损失。容积损失主要是液压泵内部泄漏造成的流量损失。容积损失的大小用容积效率ηｖ表征。它等于液压泵的实际输出流量q与其理论流量qt之比，即液压泵的实际输出流量q为

任务1齿轮泵的认知与维护

18四、液压泵的主要性能参数3.功率与效率效率实际上，液压泵在工作中是有能量损失的，这种损失分为容积损失和机械损失。机械损失指液压泵内流体粘性和机械摩擦造成的转矩损失。机械损失的大小用机械效率ηｍ表征。它等于液压泵的理论转矩Tt与实际输入转矩T之比，即

任务1齿轮泵的认知与维护

19四、液压泵的主要性能参数3.功率与效率效率实际上，液压泵在工作中是有能量损失的，这种损失分为容积损失和机械损失。泵的总效率是泵的输出功率与输入功率之比，等于容积效率和机械效率的乘积，即总效率任务1齿轮泵的认知与维护

20四、液压泵的主要性能参数3.功率与效率功率驱动液压泵的机械功率，由电动机或内燃机给出。输入功率Ｐi

Tt—液压泵的理论转矩；ω—液压泵转动的角速度。Ｐｉ＝Ｔｔω＝２πｎＴ液压泵输出的液压功率，即泵的实际流量q与泵的进、出口压差p的乘积。输出功率Ｐｏ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。Ｐｏ＝ｐｑ任务1齿轮泵的认知与维护

21五、液压泵与电动机参数的选择1.液压泵大小的选用

液压泵的选择，通常是先根据对液压泵的性能要求来选定液压泵的型式，再根据液压泵所应保证的压力和流量来确定它的具体规格。

任务1齿轮泵的认知与维护

P泵≥k压×P缸式中：P泵一液压泵所需要提供的压力，Pa,k压一系统中压力损失系数，取1.3-1.5P缸一液压缸中所需的最大工作压力，Pa液压泵最大工作压力的确定

液压泵的的工作压力是根据执行元件的最大工作压力来决定的

22五、液压泵与电动机参数的选择1.液压泵大小的选用液压泵最大输出流量的确定液压泵的输出流量取决于系统所需最大流量及泄漏量

Q泵≥K流×Q缸式中：Q泵—液压泵所需输出的流量，m3/min。

K流—系统的泄漏系数，取1.1～1.3Q缸一液压缸所需提供的最大流量，m3/min。

若为多液压缸同时动作，Q缸应为同时动作的几个液压缸所需的最大流量之和。

任务1齿轮泵的认知与维护

23五、液压泵与电动机参数的选择2.电动机参数的选择驱动液压泵所需的电动机功率可按下式确定

式中：PM－电动机所需的功率，kWp泵－泵所需的最大工作压力，Pa,Q泵－泵所需输出的最大流量，m3/minη－泵的总效率。任务1齿轮泵的认知与维护

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第二节齿轮泵

齿轮泵是液压系统中广泛采用的一种液压泵，一般做成定量泵，可分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵，其中以外啮合齿轮泵应用最广。任务1齿轮泵的认知与维护

25齿轮泵是一种常用的液压泵，主要特点是：

1.

抗油液污染能力强，体积小，价格低廉；

2.

内部泄漏比较大，噪声大，流量脉动大，排量不能调节。

定量泵

上述特点使得齿轮泵通常被用于工作环境比较恶劣的各种低压、中压系统中。

在结构上分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵。外啮合齿轮泵应用广泛。

第二节齿轮泵任务1齿轮泵的认知与维护

26齿轮泵实物结构

第二节齿轮泵CB-B型外啮合齿轮泵为分离三片式结构，其内部结构如图所示。任务1齿轮泵的认知与维护

271-轴承外环2-堵头3-滚子4-后泵盖5-键6-齿轮7-泵体8-前泵盖9-螺钉10-压环

11-密封环12-主动轴13-键14-泻油孔15-从动轴16-泻油槽17-定位销

齿轮泵实物结构

第二节齿轮泵任务1齿轮泵的认知与维护

28一、外啮合齿轮泵泵的壳体内装有一对外啮合齿轮；1.工作原理齿轮将泵壳体内分隔成左、右两个密封容腔；

任务1齿轮泵认知与维护

291.工作原理当齿轮按图示方向旋转时，右侧的齿轮逐渐脱离啮合，露出齿间。因此这一侧的密封容腔的体积逐渐增大，形成局部真空，油箱中的油液在大气压力的作用下经泵的吸油口进入这个腔体，因此这个容腔称为吸油腔；

一、外啮合齿轮泵任务1齿轮泵认知与维护

301.工作原理随着齿轮的转动，每个齿间中的油液从右侧被带到了左侧。在左侧的密封容腔中，轮齿逐渐进入啮合,使左侧密封容腔的体积逐渐减小，把齿间的油液从压油口挤压输出,该容腔称为压油腔。一、外啮合齿轮泵任务1齿轮泵的认知与维护

311.工作原理

当齿轮泵不断地旋转时，齿轮泵的吸、压油口不断地吸油和压油，实现了向液压系统输送油液的过程。

一、外啮合齿轮泵任务1齿轮泵认知与维护

32为了使齿轮平稳地啮合运转，齿轮的重叠系数大于1,即存在两对轮齿同时进入啮合的时候。因此，就有一部分油液困在两对轮齿所形成的封闭容腔之内。

困油封闭容腔先随齿轮转动逐渐减小，以后又逐渐增大。

这种现象称为困油现象。

一、外啮合齿轮泵2.几个突出的问题及解决办法任务1齿轮泵认知与维护

33封闭容腔减小时会使被困油液受挤压而产生高压，并从缝隙中流出，导致油液发热，并使轴承等零件受到额外的不平衡负载；困油封闭容腔的增大会造成局部真空，使溶于油液中的气体分离出来，形成气泡，产生气穴，使泵产生强烈的噪音。一、外啮合齿轮泵2.几个突出的问题及解决办法任务1齿轮泵的认知与维护

34消除困油的措施：困油通常是在两端盖板上开一对卸荷槽（图中的虚线所示）。

当封闭容腔减小时，让卸荷槽与压油腔相通，使封闭容腔中的高压油排到压油腔中去；一、外啮合齿轮泵2.几个突出的问题及解决办法任务1齿轮泵的认知与维护

35消除困油的措施：困油

当封闭容腔增大时，使卸荷槽与吸油腔相通，使吸油腔的油及时补入到封闭容腔中，从而避免产生真空，这样使困油现象得以消除。一、外啮合齿轮泵2.几个突出的问题及解决办法任务1齿轮泵的认知与维护

36由于在压油腔和吸油腔之间存在压差，液体压力的合力作用在齿轮和轴上，是一种径向不平衡力。径向不平衡力

径向不平衡力加速轴承的磨损，增大内部泄漏，甚至造成齿顶与壳体内表面的摩擦。

可通过缩小压油腔、开压力平衡槽等措施减小径向不平衡力。一、外啮合齿轮泵2.几个突出的问题及解决办法任务1齿轮泵的认知与维护

37由于在压油腔和吸油腔之间存在压差，液体压力的合力作用在齿轮和轴上，是一种径向不平衡力。径向不平衡力

径向不平衡力加速轴承的磨损，增大内部泄漏，甚至造成齿顶与壳体内表面的摩擦。

可通过缩小压油腔、开压力平衡槽等措施减小径向不平衡力。一、外啮合齿轮泵2.几个突出的问题及解决办法任务1齿轮泵的认知与维护

38泄漏降低了液压泵的容积效率。2.几个突出的问题及解决办法即一部分液压油从压油腔流回吸油腔，没有输送到系统中去。泄漏一、外啮合齿轮泵

外啮合齿轮泵有三个可能泄漏的部位：齿轮端面和端盖间；齿轮外圆和壳体内孔间；两个齿轮的齿轮啮合处。

任务1齿轮泵的认知与维护

392.几个突出的问题及解决办法

外啮合齿轮泵的泄漏主要是齿轮端面泄漏，这部分泄漏量约占总泄漏量的75%-80%。一、外啮合齿轮泵泄漏任务1齿轮泵的认知与维护

402.几个突出的问题及解决办法一、外啮合齿轮泵

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