1、 动力元件起着向系统动力元件起着向系统提供动力源的作用，是系统提供动力源的作用，是系统不可缺少的核心元件。不可缺少的核心元件。液压系统是以液压泵作液压系统是以液压泵作为向系统提供一定的流量和为向系统提供一定的流量和压力的动力元件，液压泵将压力的动力元件，液压泵将原动机（电动机或内燃机）原动机（电动机或内燃机）输出的机械能转换为工作液输出的机械能转换为工作液体的压力能体的压力能,是一种能量转是一种能量转换装置。换装置。第第3 3章章 液压泵液压泵液压泵液压泵 一一.液压泵的工作原理及分类液压泵的工作原理及分类 1.1.液压泵的工作原理液压泵的工作原理 当凸轮当凸轮1 1由原动机带动旋转时，由原动
2、机带动旋转时，柱塞柱塞2 2便在凸轮便在凸轮1 1和弹簧和弹簧3 3的作用下在的作用下在缸体内往复运动。柱塞右移时，缸缸体内往复运动。柱塞右移时，缸体中密封工作腔体中密封工作腔4 4的容积变大，产生的容积变大，产生真空，油箱中的油液便在大气压力真空，油箱中的油液便在大气压力作用下通过吸油单向阀作用下通过吸油单向阀5 5吸入缸体内，吸入缸体内，实现吸油；柱塞左移时实现吸油；柱塞左移时,缸体中密封缸体中密封工作腔工作腔4 4的容量变小，油液受挤压，的容量变小，油液受挤压，便通过压油单向阀便通过压油单向阀6 6输送到系统中去输送到系统中去 ,实现压油如果偏心轮不断地旋转，实现压油如果偏心轮不断地旋转
3、，液压泵就会不断地完成吸油和压油液压泵就会不断地完成吸油和压油动作，因此就会连续不断地液压系动作，因此就会连续不断地液压系统供油。统供油。第一节第一节 概述概述 从上述液压泵的工作过程可以看出，其基本特点是：（1)1)具有若干密封而又可以周期性变化的的空间具有若干密封而又可以周期性变化的的空间 液压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，与其它因素无关。（2 2）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 这是容积式液压泵能够吸入油液的外部条件。因此，为保证液压泵正常吸油，油箱必须与大气相通，或采用封闭的充压油箱。（3 3）
4、具有相应的配流机构）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。液压泵地结构原理不同，其配流机构也不相同。2.2.液压泵的特点液压泵的特点由此可见，由此可见，泵是靠密封工作腔的容积变化进行工作的泵是靠密封工作腔的容积变化进行工作的,其输出流量的大小取决于密封工作腔容积变化的大小；其输出流量的大小取决于密封工作腔容积变化的大小；容积容积式泵排油的压力式泵排油的压力决定于排油管道中油液所受到的负载（阻力）决定于排油管道中油液所受到的负载（阻力）。按其在单位时间内所能输出的油液的体积是否可调分为定量泵和变量泵;按结构形式分为:齿轮式、叶片式和柱塞式三大类。按其输油方向能
5、否改变有单向和双向之分按其允许的使用压力有低压、中压、中高压、高压、超高压等。液压泵的分类液压泵的分类4 4 液液压泵类型型低低压泵中中压泵中高中高压泵高高压泵超高超高压泵压 力力 范范 围（MPa）02.52.58816163232以上以上液压泵液压泵图形符号图形符号单向定量双向定量单向变量双向变量排量为常数不可改变排量为常数不可改变在运用状态下排量可以调节在运用状态下排量可以调节1.1.压力压力（1 1）工作压力）工作压力 指液压泵出口处的实际压力值。指液压泵出口处的实际压力值。工作压力值取决于液压泵工作压力值取决于液压泵输出到系统中的液体在流动过程中所受的阻力（输出到系统中的液体在流动过
6、程中所受的阻力（管阻、摩擦、管阻、摩擦、外负载外负载*）。（2 2）额定压力）额定压力 指液压泵在连续工作过程中允许达到的最高压力。指液压泵在连续工作过程中允许达到的最高压力。额定压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。力值的大小由液压泵零部件的结构强度和密封性来决定。（3 3）最高允许压力）最高允许压力 指在超过额定压力的条件下，根据试验标准规定，允许液压泵短暂运行的最高压力值。二二.液压泵的主要性能参数液压泵的主要性能参数（1 1）排量排量V指在无泄漏情况下，液压泵转一转所能排出的油指在无泄漏情况下，液压泵转一转所能排出的油液体积。液体积。可见，排量的大小只与液压泵中密封
7、工作容腔的几何可见，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。尺寸和个数有关。（2 2）理论流量理论流量qt指在无泄漏情况下，液压泵单位时间内指在无泄漏情况下，液压泵单位时间内输出的油液体积。其值等于泵的排量输出的油液体积。其值等于泵的排量V和泵轴转数和泵轴转数n的乘积，即的乘积，即 （3 3）实际流量）实际流量q指单位时间内液压泵实际输出油液体积。指单位时间内液压泵实际输出油液体积。由由于工作过程泵的出口压力不等于零，因而存在内部泄漏量于工作过程泵的出口压力不等于零，因而存在内部泄漏量 q，使，使得泵的实际流量小于泵的理论流量，即得泵的实际流量小于泵的理论流量，即 q=qt-q
8、（4 4）额定流量）额定流量qn泵在额定转数和额定压力下输出的实际流量。泵在额定转数和额定压力下输出的实际流量。2.2.排量和流量排量和流量思考：实际流量和泵的压力有关系吗思考：实际流量和泵的压力有关系吗？3.3.功率和效率功率和效率 式中取泄漏量q=klp。这是因为液压泵工作构件之间的间隙很小，泄漏液体的流动状态可以看作是层流，即泄漏量和泵的工作压力p成正比。Kl 是液压泵的泄漏系数。2 2）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机械效率表征，即1 1）输入功率）输入功率Pi驱动液压泵的机械功率，由电动机或柴油机给出，即 Pi=2Tn 2 2
9、）输出功率）输出功率po 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。（2 2）液压泵的功率）液压泵的功率 液压泵的总效率是泵的输出功率与输入功率之比液压泵的总效率是泵的输出功率与输入功率之比，即 （3 3）液压泵的总效率）液压泵的总效率液压泵的性能曲线是在一定的介质、转速和温度下，通过试验得出的。其表示液压泵的工作压力与容积效率（或实际流量）、总效率与输入功率之间的关系。图3-1-2所示为某一液压泵的性能曲线。三、液压泵的特性曲线三、液压泵的特性曲线对于某些工作转速可在一定范围内变化的液压泵或排量可变的液压泵，为了显示在整个允许工作的转速范围内的全性能特性，常用泵的通用
10、特性曲线表示，如图3-1-3所示。图中除表示工作压力p、流量q、转速n的关系外，还表示了等效率曲线、等功率曲线Pii等。齿轮泵是一种常用的液压泵，其主要特点是：1.1.抗油液污染能力强，体积小，价格低廉；抗油液污染能力强，体积小，价格低廉；2.2.内部泄漏比较大，噪声大，流量脉动大，排量不能调节。内部泄漏比较大，噪声大，流量脉动大，排量不能调节。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。齿轮泵中齿轮的齿形以渐开线为多。在结构上可分为外啮外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵合齿轮泵和内啮合齿轮泵。外啮合齿轮泵应用广泛。第二节第二节 齿轮泵齿轮泵内啮合内啮合外啮合外啮合 前前、后后
11、泵泵盖盖，泵泵体体，一一对对齿齿数数、模模数数、齿齿形形完完全全相相同的渐开线外啮合齿轮同的渐开线外啮合齿轮。外外啮合齿轮泵的组成啮合齿轮泵的组成:（一）外啮合齿轮泵的工作原理（一）外啮合齿轮泵的工作原理密密封封容容积积形形成成:齿齿轮轮、泵泵体体内内表面、前后泵盖围成表面、前后泵盖围成密密封封容容积积变变化化:齿齿轮轮退退出出啮啮合合,容容积积,吸吸油油;齿齿轮轮进进入入啮啮合合,容积容积,压油压油 吸压油口隔开吸压油口隔开:由由相互啮合的相互啮合的轮齿和泵体分隔开来，因此轮齿和泵体分隔开来，因此没有单独的配油机构。没有单独的配油机构。1.1.排量排量V V排量是液压泵每转一周所排出的液体体
12、积排量是液压泵每转一周所排出的液体体积。这里近似等于两个齿轮的齿间容积之和。设齿间容积等于齿轮体积，则有 式中，D齿轮节圆直径；h齿轮齿高；B齿轮齿宽；Z齿轮齿数；m齿轮模数。由于齿间容积比轮齿的体积稍大，所以通常修正为 （二）外啮合齿轮泵的排量和流量计算（二）外啮合齿轮泵的排量和流量计算 当驱动齿轮泵的原动机转速为n时，齿轮泵的理论流量为 齿轮泵的实际输出流量为 2.2.流量流量q q式中，v齿轮泵的容积效率。泵的流量和主要参数的关系如下：(1)输油量与齿轮模数m的平方成正比。(2)在泵的体积一定时，齿数少模数就大，故输油量增加，但流量脉动大；齿数增加时模数就小，输油量减小，流量脉动也小。(
13、3)输油量和齿宽b、转速n成正比。转速过高会造成吸油不足，转速过低泵也不能正常工作。流量脉动率流量脉动率实际上，在齿轮啮合过程齿轮泵的瞬时流量是脉动变化的。设qmax和qmin分别表示齿轮泵的最大、最小瞬时流量，则流量脉动率流量脉动率为 外啮合齿轮泵的外啮合齿轮泵的泄漏泄漏、困油困油和和径向径向液压力不平衡液压力不平衡是影响齿轮泵性能指标和是影响齿轮泵性能指标和寿命的三大问题。寿命的三大问题。（三）齿轮泵的结构性能分析（三）齿轮泵的结构性能分析外啮合齿轮泵有困油问题外啮合齿轮泵有困油问题 a、困油产生原因 b、困油引起的结果 c、困油消除方法1.1.困油困油 为了使齿轮平稳地啮合运转，为了使齿
14、轮平稳地啮合运转，根据齿轮啮合原理，齿轮的重叠根据齿轮啮合原理，齿轮的重叠系数应该大于系数应该大于1 1,即存在两对轮齿同时进入啮合的时候即存在两对轮齿同时进入啮合的时候。因此，就有一。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，如图所示。这个封闭部分油液困在两对轮齿所形成的封闭容腔之内，如图所示。这个封闭容腔先随齿轮转动逐渐减小以后又逐渐增大。减小时会使被困油液受容腔先随齿轮转动逐渐减小以后又逐渐增大。减小时会使被困油液受挤压而产生高压（用液体颜色变深表示高压特点），并从缝隙中流出，挤压而产生高压（用液体颜色变深表示高压特点），并从缝隙中流出，导致油液发热，同时也使轴承受到不平衡负
15、载的作用；封闭容腔的增导致油液发热，同时也使轴承受到不平衡负载的作用；封闭容腔的增大会造成局部真空（用液体颜色变浅表示低压特点），使溶于油液中大会造成局部真空（用液体颜色变浅表示低压特点），使溶于油液中的气体分离出来，产生气穴，这就是齿轮泵的困油现象。其封闭容积的气体分离出来，产生气穴，这就是齿轮泵的困油现象。其封闭容积的变化如图所示。的变化如图所示。a a、困油产生原因、困油产生原因 困油现象使齿轮泵产生强烈的噪声和气蚀，影困油现象使齿轮泵产生强烈的噪声和气蚀，影响、缩短其工作的平稳性和寿命。响、缩短其工作的平稳性和寿命。c c、困油消除方法、困油消除方法 b b、困油引起的结果、困油引起的
16、结果 消除困油的方法，通常是在两端盖板上开一对矩形卸消除困油的方法，通常是在两端盖板上开一对矩形卸荷槽。荷槽。开卸荷槽的原则是：当封闭容腔减小时，让卸荷槽与开卸荷槽的原则是：当封闭容腔减小时，让卸荷槽与泵的压油腔相通，这样可使封闭容腔中的高压油排到压油腔泵的压油腔相通，这样可使封闭容腔中的高压油排到压油腔中去；当封闭容腔增大时，使卸荷槽与泵的吸油腔相通，使中去；当封闭容腔增大时，使卸荷槽与泵的吸油腔相通，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。样使困油现象得以消除。在齿轮泵中，由于在压油腔和吸油腔之间存在着
17、压差，液体压力的合力用在齿轮和轴上，是一种径向不平衡力。2.2.径向不平衡力径向不平衡力 由此可见，当泵的尺寸确定以后，油液压力越高径向不平衡力就越大。其结果是加速轴承的磨损，增大内部泄漏，甚至造成齿顶与壳体内表面的摩擦。减小径向不平衡力的方法：减小径向不平衡力的方法：（1 1）缩小压油腔缩小压油腔 （2 2）开压力平衡槽开压力平衡槽 泄漏是指液压泵的内部泄漏，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。泄漏降低了液压泵的容积效率。泄漏降低了液压泵的容积效率。外啮合齿轮泵的泄漏存在着三个可能产生泄漏的部位：p齿轮端面和端盖间；齿轮端面和端盖间；p齿轮外圆和壳体内孔间齿轮外圆和壳体内孔
18、间p两个齿轮的齿面啮合处。两个齿轮的齿面啮合处。3.3.泄漏泄漏齿轮泵结构简单，结构紧凑，自吸能力好，转速范围大，不容易咬死，对油中脏物不敏感。但齿轮泵的齿轮、轴及轴承上承受的压力不平衡，径向负载大，因此产生很大的摩擦力，加上齿轮泵的端面泄漏大，因而限制了它的最大工作压力的提高。齿轮泵的流量脉动大，引起压力脉动也较大，致使管道阀门等产生振动，到来的噪音也较大。由于齿轮泵有上述优缺点，故它适用在精度不太高的一般的机床及工作环境不清洁的工程机械上，亦可用在压力不高而流量较大的液压系统中。四四.齿轮泵的优缺点及其应用齿轮泵的优缺点及其应用1、具有压力补偿装置的齿轮泵 要提高齿轮泵的压力，必须要减少端
19、面的泄漏，一般采用齿要提高齿轮泵的压力，必须要减少端面的泄漏，一般采用齿轮端面间隙自动补偿的办法。轮端面间隙自动补偿的办法。下图所示为齿轮泵端面间隙的自动补偿原理。利用特制的通道把泵内压油腔的压力油引到浮动轴套的外侧，产生液压作用力，使轴套压向齿轮端面，这个力必须大于齿轮端面作用在轴套内侧的作用力，才能保证在各种压力下，轴套始终自动贴紧齿轮端面，减少泵内通过端面的泄漏，达到提高压力的目的。五、其他类型的齿轮泵五、其他类型的齿轮泵 内啮合齿轮泵有渐开线齿形和摆线齿形两种，其结构示意可见图3-2-6。这两种内啮合齿轮泵工作原理和主要特点皆同于外啮合齿轮泵。在渐开线齿形内啮合齿轮泵中，小齿轮和内齿轮
20、之间要装一块月牙隔板，以便把吸油腔和压油腔隔开，如图3-2-6（a）；摆线齿形啮合齿轮泵又称摆线转子泵，在这种泵中，小齿轮和内齿轮只相差一个齿，因而不需设置隔板，如图3-2-6（b）。内啮合齿轮泵中的小齿轮是主动轮，大齿轮为从动轮，在工作时大齿轮随小齿轮同向旋转。2.2.内啮合齿轮泵内啮合齿轮泵 叶片泵具有结构紧凑、流量均匀、噪声小、叶片泵具有结构紧凑、流量均匀、噪声小、运转平稳等优点，运转平稳等优点，因而被广泛用于中、低压液因而被广泛用于中、低压液压系统中。但也存在着结构复杂，吸油能力差，压系统中。但也存在着结构复杂，吸油能力差，对油液污染比较敏感缺点。对油液污染比较敏感缺点。叶片泵按结构可
21、分为叶片泵按结构可分为单作用式单作用式(完成一次吸、完成一次吸、排油液排油液)和和双作用式双作用式（完成两次吸、排油液）两（完成两次吸、排油液）两大类。大类。单作用片泵多用于变量泵，双作用叶片泵单作用片泵多用于变量泵，双作用叶片泵均为定量泵。均为定量泵。第三节第三节 叶片泵叶片泵一一.单作用叶片泵单作用叶片泵1.组成：组成：泵由转子泵由转子2、定子、定子3、叶、叶片片4、配油、配油盘盘等组成等组成图单作用叶片泵工作原理1压油口;2转子;3定子;4叶片;5吸油口压油窗口吸油窗口压油口吸油口定子转子1.1.单作用叶片泵的工作原理单作用叶片泵的工作原理密封容积形成：当转子转动时，由密封容积形成：当转
22、子转动时，由于离心力作用，叶片顶部始终压在于离心力作用，叶片顶部始终压在定子内圆表面上。定子内圆表面上。于是两相邻叶片、于是两相邻叶片、配油盘、定子和转子便形成了一个配油盘、定子和转子便形成了一个密封的工作腔。密封的工作腔。密封容积周期性变化：密封容积周期性变化：当转子按图当转子按图示方向旋转时，图中右侧的容腔是示方向旋转时，图中右侧的容腔是吸油腔，左侧的容腔是压油腔，它吸油腔，左侧的容腔是压油腔，它们容积的变化分别对应着吸油和压们容积的变化分别对应着吸油和压油过程。油过程。吸压油腔隔开：吸压油腔隔开：封油区如图中所示。封油区如图中所示。2.2.单作用叶片泵的排量和流量计算单作用叶片泵的排量和
23、流量计算泵的实际流量q为由图3-3-2可看出，转子转一转，每个工作腔容积变化为V=V1V2，于是叶片泵每转输出的油液体积为VZ(Z为叶片数)。由此可得单作用叶片泵的排量近似为V=2beD(3-3-1)由于在转子每转一周的过程中，每个密封容腔完由于在转子每转一周的过程中，每个密封容腔完成吸油、压油各一次，因此也称为单作用式叶片成吸油、压油各一次，因此也称为单作用式叶片泵。泵。吸压油口各半，径向力不平衡，单作用式叶片泵吸压油口各半，径向力不平衡，单作用式叶片泵的转子受不平衡液压力的作用的转子受不平衡液压力的作用,故又被称为非卸故又被称为非卸荷式叶片泵。转子单方向受力，轴承负载大。荷式叶片泵。转子单
24、方向受力，轴承负载大。改变偏心距，可改变泵排量，形成变量叶片泵。改变偏心距，可改变泵排量，形成变量叶片泵。偏向反向时，吸油和压油方向也相反。偏向反向时，吸油和压油方向也相反。处在压油腔的叶片顶部受到压力油的作用，要把处在压油腔的叶片顶部受到压力油的作用，要把叶片推入转子槽内。叶片推入转子槽内。3.3.单作单作用叶片泵用叶片泵特点特点单作用叶片泵的流量脉动单作用叶片泵的流量脉动 单作用叶片泵定、转偏心安装单作用叶片泵定、转偏心安装 其容积变化不均匀其容积变化不均匀故故 有流量脉动，叶片应取奇数有流量脉动，叶片应取奇数 一般一般1313或或1515二二.双作用叶片泵双作用叶片泵结构组成：主要有结构
25、组成：主要有安装在泵体内的定安装在泵体内的定子、转子和配油盘子、转子和配油盘等零件组成。等零件组成。定子内表面是由两定子内表面是由两段长半径圆弧段长半径圆弧R、两段短半径圆弧两段短半径圆弧r和和四段过渡曲线组成，四段过渡曲线组成，且定子和转子是同且定子和转子是同心的。心的。图双作用叶片泵工作原理1定子；2压油口；3转子；4叶片；5吸油口1 1、双作用叶片泵的工作原理、双作用叶片泵的工作原理双作用叶片泵的工作原理如图3-3-3所示。它的作用原理和单作用叶片泵相似，不同之处在于定子内表面由两段长半径圆弧、两段短半径圆弧和四段过渡曲线八个组成部分，且定子和转子式同心的。在图示转子顺时针方向旋转的情况
26、下，密封工作腔的容积在左上角和右下角处逐渐增大，为吸油区，在左下角和右上角处逐渐减小，为压油区；吸油区和压油区之间有一段封油区把它们隔开。当转子转一转时，每个工作容腔完成吸油、压油当转子转一转时，每个工作容腔完成吸油、压油动作各两次，所以称为动作各两次，所以称为双作用叶片泵双作用叶片泵。这种泵的两个吸、压油区是径向对称分布的，所这种泵的两个吸、压油区是径向对称分布的，所以作用在转子上的液压力是以作用在转子上的液压力是径向平衡径向平衡的，又称为的，又称为卸荷式叶片泵卸荷式叶片泵。这种泵的排量是不可调的，只能做成这种泵的排量是不可调的，只能做成定量泵定量泵。双作用叶片泵特点双作用叶片泵特点2 2、
27、双双作用叶片泵的流量作用叶片泵的流量 双作用叶片泵如不考虑叶片厚度,泵的输出流量是均匀的,但实际叶片是有厚度的,长半径圆弧和短半径圆弧也不可能完全同心,尤其是叶片底部槽与压油腔相通,因此泵的输出流量将出现微小的脉动,但其脉动率较其他形式的泵(螺杆泵除外)小得多,且在叶片数为4的整数倍时最小。为此，双作用叶片泵的叶片数一般为12或16片。3.定子曲线定子曲线双作用叶片泵的定子曲线直接影响泵的性能，如流量均匀性、噪声、磨损等。过渡曲线应保证叶片贴紧在定子内表面上，保证叶片在转子槽中径向运动时速度和加速度的变化均匀，使叶片对定子内表面的冲击尽可能小。等加速等减速曲线、高次曲线和余弦曲线等是目前得到较
28、广泛应用的几种曲线。由于一般双作用叶片泵的叶片底部通压力油，就使得处于吸油区的叶片顶部和底部的液压作用力不平衡，这时叶片的顶部是低压油，而底部是压力油。叶片顶部以很大的力压向定子的内表面，加速了定子内表面的磨损，影响泵的寿命和额定压力的提高。对高压叶片泵常采用以下措施来改善叶片受力状况。（1 1）减小通往吸油区叶片根部的油液压力，即在）减小通往吸油区叶片根部的油液压力，即在吸油区叶片根部与压油腔之间串联一减压阀或阻尼吸油区叶片根部与压油腔之间串联一减压阀或阻尼槽，使压油腔的压力油经减压后再与叶片根部相通。槽，使压油腔的压力油经减压后再与叶片根部相通。这样叶片经过吸油区时，叶片压向定子内表面的作
29、这样叶片经过吸油区时，叶片压向定子内表面的作用力不会太大。用力不会太大。（2 2）减小叶片低部承受压力油作用的面积。）减小叶片低部承受压力油作用的面积。4 4、高压叶片泵的结构特点高压叶片泵的结构特点三三.限压式变量叶片泵限压式变量叶片泵限压式变量叶片泵限压式变量叶片泵限压式变量叶片泵限压式变量叶片泵是一种是一种输出流量随工作压力变化而变化输出流量随工作压力变化而变化输出流量随工作压力变化而变化输出流量随工作压力变化而变化的泵的泵的泵的泵。当工作压力大到泵所产生的流量全部用于补偿泄漏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，泵的输时，泵的输出流量为
30、零，不管外负载再怎样加大，泵的输出压力不会再升高，所以这种泵被称出压力不会再升高，所以这种泵被称为限压式变量泵为限压式变量泵为限压式变量泵为限压式变量泵。限压式变量叶片泵限压式变量叶片泵限压式变量叶片泵限压式变量叶片泵是利用泵的输出压力反馈到泵内，对定是利用泵的输出压力反馈到泵内，对定子进行控制，改变偏心距子进行控制，改变偏心距e e，从而达到对流量的控制，从而达到对流量的控制，这这这这种泵在液压系统的压力达到限定值后，便自动减小泵的输种泵在液压系统的压力达到限定值后，便自动减小泵的输种泵在液压系统的压力达到限定值后，便自动减小泵的输种泵在液压系统的压力达到限定值后，便自动减小泵的输出流量。出
31、流量。出流量。出流量。利用压力的反馈作用实现利用压力的反馈作用实现利用压力的反馈作用实现利用压力的反馈作用实现的的(外反馈外反馈外反馈外反馈和和内反馈内反馈内反馈内反馈)，故其可，故其可分为分为外反馈式外反馈式外反馈式外反馈式和和内反馈式内反馈式内反馈式内反馈式两种。其中，外反馈限压式变量两种。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。的排量。1.限压式变量叶片泵的工作原理 外反馈限压式变量叶片泵的工作原理如图3-3-6所示。它能根据泵出口负载压力的大小自动调节泵的排量。图中转子1的中心是固定不动的，定子3
32、可沿滑块滚针轴承4左右移动。定子右边有反馈柱塞5，它的油腔与泵的压油腔相通。作用在定子上的反馈力小于作用在定子上的弹簧力时，弹簧2把定子推向最右边，柱塞和流量调节螺钉6用以调节泵的原始偏心，进而调节流量，此时偏心达到预调值，泵的输出流量最大。当泵的压力升高到大于弹簧力时，反馈力克服弹簧预紧力，推定子左移距离，偏心减小，泵输出流量随之减小。压力愈高，偏心愈小，输出流量也愈小。当压力达到使泵的偏心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，泵的输出压力不会再升高，所以这种泵被称为外反馈限压式变量叶片泵。2.2.限压式变量叶片泵的特性曲线限压式变量叶片泵的特性曲线外反馈限
33、压式变量叶片泵的静态特外反馈限压式变量叶片泵的静态特性曲线参见图性曲线参见图3-3-7，曲线，曲线AB段是泵的段是泵的不变量段，只是因泄漏量随工作压力增不变量段，只是因泄漏量随工作压力增加时，实际输出流量减小；加时，实际输出流量减小；BC段是泵段是泵的变量段，泵的实际流量随着压力增大的变量段，泵的实际流量随着压力增大而迅速下降，而迅速下降，B点叫做曲线的拐点，拐点叫做曲线的拐点，拐点处的压力点处的压力pB主要由弹簧预紧力主要由弹簧预紧力Fs确定。确定。调节限压式变量叶片泵的流量调节调节限压式变量叶片泵的流量调节螺钉，可改变其最大偏心距，从而改变螺钉，可改变其最大偏心距，从而改变泵的最大输出流量
34、。这时流量泵的最大输出流量。这时流量压力特压力特性曲线性曲线AB段上下平移；调节弹簧的预段上下平移；调节弹簧的预紧力可改变拐点处紧力可改变拐点处pB的大小，使曲线的大小，使曲线BC段左右平移；若改变限压式弹簧的段左右平移；若改变限压式弹簧的刚度，可刚度，可BC段的斜率。段的斜率。限压式变量叶片泵对既要实现快速行程，又要实现保压和工作进给的执行元件来说是一种合适的油源泵；快速行程需要大的流量，负载压力较低，正好使用其AB段曲线部分；保压和工作进给时负载压力升高，需要流量减小，正好使用其BC段曲线部分。限压式变量叶片泵的应用限压式变量叶片泵的应用 1.叶片泵的优点（1）可制成变量泵，特别是结构简单
35、的压力补偿型变量泵；（2）单位体积的排量较大；（3）定量叶片泵可制成双作用或多作用的，轴承受力平衡，寿命长；（4）多作用叶片泵的流量脉动较小，噪声较低。2.叶片泵的缺点（1）吸油能力较差；（2）受叶片与滑道间接触应力和许用滑摩功的限制，变量叶片泵的压力和转速均难以提高，而根据叶片外伸所需离心力的要求，其转速又不能低，故实用工况范围较窄；（3）对污染物比较敏感。四、四、叶片泵叶片泵的优缺点的优缺点单、双作用叶片泵的主要区别单、双作用叶片泵的主要区别作用次数作用次数定子内表面定子内表面转子与定子相对位置转子与定子相对位置配流盘配流盘径向力径向力叶片倾角叶片倾角可否变量可否变量单作用叶片泵单作用叶片
36、泵一次一次圆圆 偏心偏心 两个窗口两个窗口 不平衡不平衡 后倾后倾可以可以 双作用叶片泵双作用叶片泵二次二次 非圆曲线非圆曲线 同心同心 四个窗口四个窗口 平衡平衡 前倾前倾不可以不可以 柱塞泵是依靠柱塞在缸体中往复运动，使密封工作容腔的容积发生变化来实现吸油、压油的。与齿轮泵和叶片泵相比它具有以下特点：工作压力高工作压力高、易于变量、易于变量、流量范围大流量范围大 柱塞泵也存着在对油污染敏感和价格较昂贵等缺点。上述特点表明，柱塞泵具有额定压力高，结构紧凑，效率高及流量调节方便等优点。被广泛用于高压、大流量和流量需要调节的场合，诸如液压机、工程机械和船舶中。柱塞泵按柱塞的排列和运动方向不同，可
37、分为径向柱塞泵和轴向柱塞泵两大类。第四节第四节 柱柱 塞塞 泵泵o轴向式n径向式一、径向柱塞泵一、径向柱塞泵当移动定子，改变偏心量当移动定子，改变偏心量e的大小时，的大小时，泵的排量就发生改变；当移动定子使泵的排量就发生改变；当移动定子使偏心量从正值变为负值时，泵的吸、偏心量从正值变为负值时，泵的吸、排油口就互相调换，因此，径向柱塞排油口就互相调换，因此，径向柱塞泵可以是单向或双向变量泵，为了流泵可以是单向或双向变量泵，为了流量脉动率尽可能小，通常采用奇数柱量脉动率尽可能小，通常采用奇数柱塞数。塞数。轴向柱塞泵可分为斜盘式和斜轴式，图3-4-2为斜盘式轴向柱塞泵的工作原理。泵由斜盘1、柱塞2、
38、缸体3、配油盘4等主要零件组成，斜盘1和配油盘4是不动的，传动轴5带动缸体3，柱塞2一起转动，柱塞2靠机械装置或在低压油作用压紧在斜盘上。当传动轴按图示方向旋转时，柱塞2在其沿斜盘自下而上回转的半周内逐渐向缸体外伸出，使缸体孔内密封工作腔容积不断增加，产生局部真空，从而将油液经配油盘4上的配油窗口a吸入；柱塞在其自上而下回转的半周内又逐渐向里推入，使密封工作腔容积不断减小，将油液从配油盘窗口b向外排出，缸体每转一转，每个柱塞往复运动一次，完成一次吸油动作。改变斜盘的倾角，就可以改变密封工作容积的有效变化量，实现泵的变量。（一）轴向柱塞泵的工作原理（一）轴向柱塞泵的工作原理二、轴向柱塞泵二、轴向
39、柱塞泵 设柱塞直径为d，柱塞数为Z，柱塞中心分布圆直径为D，斜盘倾角为，则柱塞行程（二）轴向柱塞泵的排量和流量计算（二）轴向柱塞泵的排量和流量计算 泵的排量和流量分别为式中，n一泵的转速；v一泵的容积效率。轴向柱塞泵的输出流量是脉动的。理论分析和实验研究表明，当柱塞个数多且为奇数时流量脉动较小。从结构和工艺考虑，柱塞个数多采用7、9或11。1柱塞泵与其它泵相比，有以下优点（1）工作压力、容积效率及总效率均最高 因柱塞与缸孔加工容易，尺寸精度及表面质量可以达到很高要求，所以配合精度高，油液泄漏小，能达到的工作压力，一般是 2040 MPa，最高可达 100 MPa。（2）可传输的功率最大 因为只
40、要适当地加大柱塞直径或增加柱塞数目，流量便增大。高压和大流量，便可传输大功率。（3）较宽的转速范围。（4）较长的使用寿命及功率密度高 柱塞泵主要零件均受压，使材料强度得以充分利用，所以使用寿命较长，且单位功率重量小。（5）良好的双向变量能力 改变柱塞的行程就能改变流量，容易制成各种变量型。三、三、柱塞泵的优缺点及使用柱塞泵的优缺点及使用2柱塞泵的缺点如下（1）对介质洁净度要求较苛刻（座阀配流型较好）；（2）流量脉动较大，噪声较高；（3）结构较复杂，造价高，维修困难。3柱塞泵的使用 柱塞泵在高压、大流量、大功率的液压系统中和流量需要调节的场合，得到广泛应用。但柱塞泵的结构复杂，材料及加工精度要求
41、较高，加工量大，价格昂贵。对液压系统中所采用的液压泵有如下要求：（1）结构简单、紧凑，在输出同样的流量下要求泵的体积小，重量轻；（2）密封可靠，泄漏小，要求可承受一定的工作压力；（3）摩擦损失小，发热小，效率高；（4）维护方便，对油中杂质不敏感；（5）成本低，使用寿命长；（6）对液压泵要求输出流量脉动小，运转平稳，噪声小，自吸能力强；（7）对液压马达要求输出转矩脉动小，起动转矩大，稳定工作转速低。第五节第五节 液压泵的选用液压泵的选用一般在负载小、功率小的机械设备中，可用齿轮泵、一般在负载小、功率小的机械设备中，可用齿轮泵、双作用叶片泵；精度较高的机械设备可用螺杆泵和双作用双作用叶片泵；精度较高的机械设备可用螺杆泵和双作用叶片泵；在负载较大并有快速和慢速工作行程的机械设备叶片泵；在负载较大并有快速和慢速工作行程的机械设备中可使用限压式变量叶片泵；在负载大、功率大的机械设中可使用限压式变量叶片泵；在负载大、功率大的机械设备中可使用柱塞泵。备中可使用柱塞泵。在设计液压系统时，应根据系统所需要的压力、流量、使用要求、工作环境等合理选择液压泵的规格及结构形式。液压系统常用液压泵的性能见表3-5-1。
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